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加工后轮壳零件8-Φ20孔专用机床多轴箱设计【9张CAD图纸和说明书】

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加工后轮壳零件8-Φ20孔专用机床多轴箱设计【9张CAD图纸和说明书】.rar

主轴箱上盖A3.dwg

主轴零件图A3.dwg

传动系统图A3.dwg

加工工序图A1.dwg

加工示意图A2.dwg

动画.mpg

原始依据图A1.dwg

后轮壳_零件图A1.dwg

装配图A0.dwg

齿轮零件图A3.dwg

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关键词：: 9张CAD图纸和说明书加工后轮壳零件孔专用机床多轴箱设计孔专用机床多轴箱设计加工后轮壳零件 CAD图纸和说明书 CAD图纸和加工后轮壳零件8-Φ20孔专用机床多轴箱设计张CAD图纸

资源描述：

设计总说明 I

introduction II

1.组合机床概述 1

2.组合机床多轴箱概述 2

2.1 组合机床多轴箱的用途及分类 2

2.2 通用多轴箱的组成和通用部件 2

2.2.1 通用多轴箱的组成 3

2.2.2 多轴箱的通用零件 3

箱体…………………………………………………………………………...3

通用主轴和传动轴…………………………………………………………...3

通用齿轮……………………………………………………………………...4

3.多轴箱的主轴结构和动力计算 4

3.1 多轴箱轮廓尺寸的确定 4

3.2 多轴箱设计的原始依据 4

3.2.1 被加工零件工序图 4

3.2.2 加工示意图 5

3.3 多轴箱主轴的型式与直径的确定和多轴箱所需动力的计算 7

3.3.1 主轴结构型式的选择 7

3.2.2 主轴直径和齿轮模数的初步确定 7

3.4 多轴箱的动力计算和动力箱的选择 10

4.传动系统的设计与计算 11

4.1 传动系统的一般要求 11

4.2 主轴分布类型及传动系统设计 12

4.2.1 主轴分布类型 12

4.2.2 传动系统设计方法 12

4.3 传动系统的计算 12

4.3.1 传动齿轮和轴的计算 12

驱动轴10与传动轴9齿轮计算…………………………………………...14

传动轴9与主轴齿轮计算………………………………………………….14

油泵传动轴的计算 15

模数的校核确定 15

4.3.2 轴承的计算 15

4.3.3 各轴直径的初定 17

4.3.4 齿轮参数的选择 17

4.4 强度校核 17

4.4.1 轴的强度校核 17

按扭转刚度校核 17

按扭转强度校核 18

按弯扭合成强度校核 18

4.4.2 齿轮的强度校核 20

齿轮齿根弯曲疲劳强度的计算 20

齿轮齿面接触疲劳强度的计算 22

4 .5 多轴箱坐标计算 23

5.组合机床多轴箱总图设计 25

5.1 通用多轴箱总图设计 25

5.1.1 主视图和侧视图 25

5.1.2 展开图 25

5.1.3 主轴和传动轴 25

5.1.4 多轴箱的技术条件 25

5.2 多轴箱主要零件图的设计 25

5.3 三维实体造型设计 26

设计总结 28

鸣谢 29

参考文献 30

附录 31

设计总说明

专用机床是一种高效率、高自动化的机床，多轴箱是其重要部件之一。本设计内容包括加工后轮壳零件8－Φ20底孔专用机床多轴箱的结构设计及相关工艺和结构参数计算分析。

设计的依据有: 1、后轮壳零件图; 2、大批量生产; 3、组合机床设计手册。

设计的具体内容: 确定切削用量及选择刀具，绘制被加工零件工序图、加工示意图和多轴箱设计原始依据图，主轴结构型式的选择及动力计算，传动系统的设计与计算，多轴箱坐标计算，多轴箱总图设计和运用三维设计软件绘制立体图。

关键词：专用机床；后轮壳；多轴箱

introduction

Modular machine tool is high efficiency and automatic for manufacture. Multi-spindle box is its important parts. The design includes structure design of multi-spindle box for special-purpose machining 8-Φ20 holes of rear wheel, related process analysis and calculating structural parameters.

The design is based on: 1. part drawing of rear wheel; 2. large-scale production; 3. design manual for modular machine tool.

The specific design elements include: determining the amount of cutting, selecting cutting tools, determining the process of machining part, plotting processing map and original map which multi-spindle box design is based on, designing spindle structure, calculating the dynamics and transmission system, calculating the coordinates of multi-spindle box, designing 3-D map of the all multi-spindle box using 3-D software.

Keywords: Modular Machine Tool; Shell Rear Wheel; Multi-Spindle Box

加工后轮壳零件8－Φ20孔专用机床多轴箱设计

毕业设计说明书

1.组合机床概述

组合机床是以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预定的工序进行加工的机床，它能够对零件进行多刀，多轴，多面，多工位同时加工，在组合机床上可以完成钻孔，扩孔，铰孔，镗孔，攻丝，车削，磨削及滚压等工序，适宜于在大批大量生产中对一种或几种类似的零件的一道或几道工序进行加工，具有专用机床的结构简单，生产率高和自动化程度较高的特点，又具有一定的重新调整能力以适应工件的变化要求。随着组合机床的技术的发展，它能完成的工艺范围日益扩大，在组合机床自动线上可以完成一些非切削工序，例如：打印，清洗，热处理，简单的装配，试验和在线自动检查等工序。

组合机床及其自动线所使用的通用部件是具有特定功能，按标准化，系列化，通用化原则设计，制造的组合机床基础部件，每种通用部件有合理的规则尺寸系列，有适当的技术参数和完善的配套关系，组合机床设计应根据机床性能要求配套液压、气压和电控等系统使其适合高效率，高精度，自动化控制的现代生产要求。

许多大型，形状复杂的工件，需要的加工工序很多，不可能在一台组合机床上全部加工完成，这就需要用多台组合机床加工，按工件加工工序依次排列，组成组合机床流水线，在组合机床流水线的基础上，发展成组合机床自动线。组合机床与通用机床，其它专用机床比较，具有以下特点：

1. 组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零，部件总量的70%—80%，因此设计和制造周期短，经济效益好。

2. 由于组合机床采用多刀加工，机床自动化程度高，因而比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。

3. 组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门的厂家成批生产，它与一般专用机床比较，其结构稳定，工作可靠，使用和维修方便。

4. 组合机床加工工件，由于采用专业夹具，组合刀具和导向装置等，产品加工质量靠工艺装配保证，对操作工人的技术水平要求不高。

5. 当机床被加工的产品更新时，专用机床的大部分部件要报废。组合机床的通用部件根据国家标准设计的，并等效于国际标准，因此其通用部件可以重复使用不必另行设计。

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装配图A0.gif

齿轮零件图A3.gif

传动系统图A3.gif

后轮壳_零件图A1.gif

加工工序图A1.gif

加工示意图A2.gif

原始依据图A1.gif

主轴零件图A3.gif

主轴箱上盖A3.gif

内容简介：: 毕业论文（设计）中期报告（学生用表）（使用届别：2007届）学号姓名院(系)专业机械设计制造及其自动化课题名称加工后轮壳零件8-20孔专用机床多轴箱设计指导教师简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果毕业设计以来，我查阅了很多组合机床的相关书籍，经过实习到现场观察了解熟悉组合机床的生产和多轴箱的结构，经过对原始数据的要求，根据被加工零件图的加工要求绘制加工工序图，确定初步设计方案，根据三图一卡要求确定了多轴箱的尺寸参数，画好了多轴箱的原始依据图和加工示意图，根据多轴箱的动力计算，得出了所需切削力和功率等数据，由此选定了动力箱的型号，确定了主轴驱动轴等一系列尺寸；根据动力系统的计算，确定了各级齿轮的模数，齿数和转速，并对各级齿轮传动进行了强度校核，画出了传动系统图，计算出了各个轴的坐标存在的具体问题设计过程中，在指导教师的帮助下发现设计的关键问题，齿轮的设计存在不合理的地方，设计主轴直径和齿轮时没有考虑齿轮以及轴的干涉问题，传动系统的设计中也有不少问题。下一步工作具体设想与安排下一步准备查阅组合机床设计参考图册与组合机床设计手册，对主轴箱整体构造有大致了解，根据已经画的传动系统图，最后确定主轴及主轴组件的尺寸，齿轮尺寸等数据，查出相关的尺寸数据画出多轴箱总体装配图，并完成相关零件图的设计，撰写设计说明书，并画出加工演示动画指导教师意见指导教师签名：年月日毕业论文（设计）开题报告（学生用表）（使用届别：2007届）毕业论文（设计）题目加工后轮壳零件8-20孔专用机床多轴箱设计学号姓名院(系)专业指导教师所在单位、部门机械系工程中心职称1项目研究背景：组合机床和组合机床自动线是一种专用高效自动化技术装备，目前，由于它仍是大批量机械产品实现高效、高质量和经济性生产的关键装备，因而被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域。其中，特别是汽车工业，是组合机床和自动线最大的用户。如德国大众汽车厂在Salzgitter的发动机工厂，90年代初所采用的金属切削机床主要是自动线(60%)、组合机床(20%)和加工中心(20%)。显然，在大批量生产的机械工业部门，大量采用的设备是组合机床和自动线。因此，组合机床及其自动线的技术性能和综合自动化水平，在很大程度上决定了这些工业部门产品的生产效率、产品质量和企业生产组织的结构，也在很大程度上决定了企业产品的竞争力。现代组合机床和自动线作为机电一体化产品，它是控制、驱动、测量、监控、刀具和机械组件等技术的综合反映。近20年来，这些技术有长足进步，同时作为组合机床主要用户的汽车和内燃机等行业也有很大的变化，其产品市场寿命不断缩短，品种日益增多且质量不断提高。这些因素有力地推动和激励了组合机床和自动线技术的不断发展。组合机床及其自动线所使用的通用部件是具有特定功能，按标准化，系列化，通用化原则设计，制造的组合机床基础部件，每种通用部件有合理的规则尺寸系列，有适当的技术参数和完善的配套关系，组合机床设计应根据机床性能要求配套液压、气压和电控等系统使其适合高效率，高精度，自动化控制的现代生产要求。组合机床是以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预定的工序进行加工的机床，它能够对零件进行多刀，多轴，多面，多工位同时加工，在组合机床上可以完成钻孔，扩孔，铰孔，镗孔，攻丝，车削，磨削及滚压等工序，随着组合机床的技术的发展，它能完成的工艺范围日益扩大，在组合机床自动线上可以完成一些非切削工序，例如：打印，清洗，热处理，简单的装配，试验和在线自动检查等工序。组合机床是基于工序集中的工艺原则发展起来的，工序集中是机械加工近代的主要发展方向之一。在组合机床上运用多种不同的刀具，采用多面，多工位和复合刀具等方法对一个或几个零件完成复杂的工艺过程，从而有效的提高生产率，取得更好的技术经济效果。2项目研究意义：多轴箱是组合机床的主要组成部件之一，按专用要求进行设计，由通用零件组成。其主要作用是根据被加工零件的加工要求，安排各主轴的位置，并将动力由电机动力部件传给各工作主轴，使之得到要求的转速和转向。本设计由指导老师根据柳州汽车制造厂在生产后轮壳零件的生产实践中对提高生产率的要求而提出（具体要求参照零件图）。本设计按照大批量生产纲领，设计一个多刀双工位加工的多轴箱。多轴箱按其结构的大小可分为大型多轴箱和小型多轴箱两类。大型又分为通用（亦称标准）多轴箱和专用多轴箱两种。专用多轴箱根据加工零件特点和加工工艺要求进行设计，由大量的专用零件组成，其结构设计方法和通用机床类似。本设计针对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集中工序原则，对加工后轮壳零件的专用机床多轴箱进行设计，主要进行传动系统的设计，通用部件的选用，装配体的设计，及强度校核和干涉检查，拟解决的关键问题是干涉问题。3项目工作内容：绘制被加工零件工序图，加工示意图及多轴箱原始依据图。完成多轴箱结构型式的选择和动力计算，完成传动系统的设计与计算，绘制多轴箱总图和非标零件图。设计方案和计算正确,叙述合理，图纸符合制图规范，翻译一篇有关的外文资料。撰写毕业设计说明书（10000字左右）参考文献：1 李益明主编.机械制造工艺学. 北京：哈尔滨工业大学出版社，19932 丛凤延主编.组合机床设计. 上海：上海科学技术出版社，19943 东北大学.机械零件设计手册. 北京：冶金工业出版社，19994 吴克坚主编.机械设计. 北京：高等教育出版社，2003 5 徐灏主编.机械设计手册. 北京：机械工业出版社，19756 冯辛按主编.机械制造装备设计. 北京：机械工业出版社，1999.127 左宗义主编.画法几何与机械制图. 广州：华南理工出版社，2001.98 吉林工业大学、吉林工学院、东北工学院主编.金属切削机床设计（下册）. 上海：上海科学技术出版社,19809 李启炎、李光耀主编.SolidWorks2003三维设计教程. 北京：机械工业出版社，200310 大连组合机床研究所.组合机床设计. 北京：机械工业出版社，197511 大连组合机床研究所编. 组合机床设计手册. 机械工业出版社. 199112 Chemov N. Machine Tools. Mir Publishers,198413 Edwards Jr K S, McKee R B. Fundamentals of Mechanical Component Design. McGrawHill,1991工作计划进程表时间工作内容第4至8周第9至14周第15周根据开题报告的要求，了解课题，熟悉相关资料，仔细阅读有关书籍，上网，到图书馆查阅有关资料，到海大工程训练中心现场熟悉机床结构，到珠三角有关工厂熟悉多轴箱结构完成传动系统设计，多轴箱装配图设计和非标零件图设计整理资料，撰写毕业设计说明书，准备参加毕业答辩选题是否合适：是否方案是否可行：是否进程是否合理：是否任务能否完成：能不能指导教师（签字）年月日选题是否合适：是否方案是否可行：是否进程是否合理：是否任务能否完成：能不能指导小组组长（签字）年月日3本科生毕业设计任务书设计题目加工后轮壳零件8-20孔专用机床多轴箱设计工院(系)机械设计制造及其自动化专业03级学生姓名指导教师职称起讫日期地点发任务书日期： 2007 年 1 月 17 日毕业设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求）通过设计加工后轮壳零件8- 20孔专用机床多轴箱,培养综合运用所学基本知识,基本理论，基本方法和基本技能，分析问题和解决问题的能力。原始数据：加工后轮壳零件(具体要求参考柳州汽车制造厂后轮壳零件图)大量生产工作要求：绘制被加工零件工序图，加工示意图及多轴箱原始依据图。完成多轴箱结构型式的选择和动力计算，完成传动系统的设计与计算，绘制多轴箱总图和非标零件图。设计方案和计算正确,叙述合理，图纸符合制图规范，翻译一篇有关的外文资料。认真撰写毕业设计说明书（10000字左右）图纸内容及张数1.被加工零件工序图，一张 2.多轴箱设计原始依据图，一张 3.加工示意图，一张 3.多轴箱传动系统图，一张4.多轴箱装配图，一张 5.零件图，一套上述图纸必须用计算机绘图和电子文档方式来完成实物内容及要求毕业设计光盘一张其他参考文献1 李益明主编.机械制造工艺学. 北京：哈尔滨工业大学出版社，19932 丛凤延主编.组合机床设计. 上海：上海科学技术出版社，19943 东北大学.机械零件设计手册. 北京：冶金工业出版社，19994 吴克坚主编.机械设计. 北京：高等教育出版社，2003 5 徐灏主编.机械设计手册. 北京：机械工业出版社，19756 冯辛按主编.机械制造装备设计. 北京：机械工业出版社，1999.127 左宗义主编.画法几何与机械制图. 广州：华南理工出版社，2001.98 吉林工业大学、吉林工学院、东北工学院主编.金属切削机床设计（下册）. 上海：上海科学技术出版社,19809 李启炎、李光耀主编.SolidWorks2003三维设计教程. 北京：机械工业出版社，200310 大连组合机床研究所.组合机床设计. 北京：机械工业出版社，197511 大连组合机床研究所编. 组合机床设计手册. 机械工业出版社. 199112 Chemov N. Machine Tools. Mir Publishers,198413 Edwards Jr K S, McKee R B. Fundamentals of Mechanical Component Design. McGrawHill,1991毕业设计进度计划起讫日期工作内容备注第4至8周第9至14周第15周根据开题报告的要求，了解课题，熟悉相关资料，仔细阅读有关书籍，上网，到图书馆查阅有关资料，到海大工程训练中心现场熟悉机床结构，到珠三角有关工厂熟悉多轴箱结构完成传动系统设计，多轴箱装配图设计和非标零件图设计整理资料，撰写毕业设计说明书，准备参加毕业答辩设计室图书馆主校区工程训练中心，珠三角设计室设计室加工后轮壳零件8-20孔专用机床多轴箱设计,指导教师 : 学生姓名 :,设计任务,组合机床是一种广泛用于现代加工工业的机械设备，主轴箱是其重要组成部件之一。本设计根据主轴箱的分类及设计准则，重点部分是按所给的零件进行设计计算，优化设计出加工该零件的专用主轴箱，包括主轴箱体的尺寸计算，主轴箱传动系统的设计和组成主轴箱通用部件的选择等方面。,设计说明,本设计由指导老师根据柳州汽车制造厂在生产后轮壳零件的生产实践中对提高生产率的要求而制定出来的（具体要求参照零件图）。本设计是按照大批量生产纲领，设计一个多刀双工位加工的加工后轮壳零件8-20孔专用机床的多轴箱。,被加工零件工序图,加工示意图,主轴箱设计的原始依据图,主要设计计算,主轴结构型式的选择主轴直径和齿轮模数的初步确定多轴箱的动力计算和动力箱的选择主轴分布类型及传动系统设计驱动轴10与传动轴9齿轮计算传动轴9与主轴齿轮计算油泵传动轴的计算轴承的计算传动轴轴承的计算与选用油泵传动轴轴承计算与选用轴的强度校核齿根弯曲疲劳强度的计算校核传动轴与主轴齿轮校核驱动轴与油泵轴齿轮多轴箱坐标计算组合机床多轴箱装配图设计,主轴箱传动系统图,三维实体图,三维实体,鸣谢,在设计过程中，遇到很多困难，也犯了不少错误，但在指导老师和同学热情的帮助下我完成了毕业设计，设计是艰苦同时也是快乐的历程，在此，向帮助过我的人深表谢意。, 本科生毕业设计本科生毕业设计加工后轮壳零件 8-20 孔专用机床多轴箱设计 Spindle Box of Modular Machine Tool Design for Machining Rear Wheel 8-20 Holes 学生姓名所在专业所在班级申请学位指导教师职称答辩时间年月日目录目目录录设计总说明I INTRODUCTIONINTRODUCTION.II 1.组合机床概述1 2.组合机床多轴箱概述2 2.1 组合机床多轴箱的用途及分类.2 2.2 通用多轴箱的组成和通用部件.2 2.2.1 通用多轴箱的组成.3 2.2.2 多轴箱的通用零件.3 2.2.2.1 箱体.3 2.2.2.2 通用主轴和传动轴.3 2.2.2.3 通用齿轮.4 3.多轴箱的主轴结构和动力计算4 3.1 多轴箱轮廓尺寸的确定.4 3.2 多轴箱设计的原始依据.4 3.2.1 被加工零件工序图4 3.2.2 加工示意图5 3.3 多轴箱主轴的型式与直径的确定和多轴箱所需动力的计算.7 3.3.1 主轴结构型式的选择.7 3.2.2 主轴直径和齿轮模数的初步确定.7 3.4 多轴箱的动力计算和动力箱的选择.10 4.传动系统的设计与计算.11 4.1 传动系统的一般要求.11 4.2 主轴分布类型及传动系统设计.12 4.2.1 主轴分布类型.12 4.2.2 传动系统设计方法.12 4.3 传动系统的计算.12 4.3.1 传动齿轮和轴的计算.12 4.3.1.1 驱动轴 10 与传动轴 9 齿轮计算.14 4.3.1.2 传动轴 9 与主轴齿轮计算.14 4.3.1.3 油泵传动轴的计算15 4.3.1.4 模数的校核确定15 4.3.2 轴承的计算.15 4.3.3 各轴直径的初定.17 4.3.4 齿轮参数的选择17 目录 4.4 强度校核.17 4.4.1 轴的强度校核.17 4.4.1.1 按扭转刚度校核17 4.4.1.2 按扭转强度校核18 4.4.1.3 按弯扭合成强度校核18 4.4.2 齿轮的强度校核.20 4.4.2.1 齿轮齿根弯曲疲劳强度的计算.20 4.4.2.2 齿轮齿面接触疲劳强度的计算.22 4 .5 多轴箱坐标计算23 5.组合机床多轴箱总图设计.25 5.1 通用多轴箱总图设计.25 5.1.1 主视图和侧视图.25 5.1.2 展开图.25 5.1.3 主轴和传动轴.25 5.1.4 多轴箱的技术条件.25 5.2 多轴箱主要零件图的设计.25 5.3 三维实体造型设计.26 设计总结.28 鸣谢.29 参考文献.30 附录.31 设计总说明 I 设计总说明专用机床是一种高效率、高自动化的机床，多轴箱是其重要部件之一。本设计内容包括加工后轮壳零件 820 底孔专用机床多轴箱的结构设计及相关工艺和结构参数计算分析。设计的依据有: 1、后轮壳零件图; 2、大批量生产; 3、组合机床设计手册。设计的具体内容: 确定切削用量及选择刀具，绘制被加工零件工序图、加工示意图和多轴箱设计原始依据图，主轴结构型式的选择及动力计算，传动系统的设计与计算，多轴箱坐标计算，多轴箱总图设计和运用三维设计软件绘制立体图。关键词关键词：专用机床；后轮壳；多轴箱 INTRODUCTION II INTRODUCTION Modular machine tool is high efficiency and automatic for manufacture. Multi-spindle box is its important parts. The design includes structure design of multi-spindle box for special-purpose machining 8-20 holes of rear wheel, related process analysis and calculating structural parameters. The design is based on: 1. part drawing of rear wheel; 2. large-scale production; 3. design manual for modular machine tool. The specific design elements include: determining the amount of cutting, selecting cutting tools, determining the process of machining part, plotting processing map and original map which multi-spindle box design is based on, designing spindle structure, calculating the dynamics and transmission system, calculating the coordinates of multi-spindle box, designing 3-D map of the all multi-spindle box using 3-D software. KEYWORDS: Modular Machine Tool; Shell Rear Wheel; Multi-Spindle Box 1 加工后轮壳零件 820 孔专用机床多轴箱设计毕业设计说明书 1.组合机床概述组合机床是以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预定的工序进行加工的机床，它能够对零件进行多刀，多轴，多面，多工位同时加工，在组合机床上可以完成钻孔，扩孔，铰孔，镗孔，攻丝，车削，磨削及滚压等工序，适宜于在大批大量生产中对一种或几种类似的零件的一道或几道工序进行加工，具有专用机床的结构简单，生产率高和自动化程度较高的特点，又具有一定的重新调整能力以适应工件的变化要求。随着组合机床的技术的发展，它能完成的工艺范围日益扩大，在组合机床自动线上可以完成一些非切削工序，例如：打印，清洗，热处理，简单的装配，试验和在线自动检查等工序。组合机床及其自动线所使用的通用部件是具有特定功能，按标准化，系列化，通用化原则设计，制造的组合机床基础部件，每种通用部件有合理的规则尺寸系列，有适当的技术参数和完善的配套关系，组合机床设计应根据机床性能要求配套液压、气压和电控等系统使其适合高效率，高精度，自动化控制的现代生产要求。许多大型，形状复杂的工件，需要的加工工序很多，不可能在一台组合机床上全部加工完成，这就需要用多台组合机床加工，按工件加工工序依次排列，组成组合机床流水线，在组合机床流水线的基础上，发展成组合机床自动线。组合机床与通用机床，其它专用机床比较，具有以下特点： 1. 组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零，部件总量的 70%80%，因此设计和制造周期短，经济效益好。 2. 由于组合机床采用多刀加工，机床自动化程度高，因而比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。 3. 组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门的厂家成批生产，它与一般专用机床比较，其结构稳定，工作可靠，使用和维修方便。 4. 组合机床加工工件，由于采用专业夹具，组合刀具和导向装置等，产品加工质量靠工艺装配保证，对操作工人的技术水平要求不高。 5. 当机床被加工的产品更新时，专用机床的大部分部件要报废。组合机床的通用部件根据国家标准设计的，并等效于国际标准，因此其通用部件可以重复使用不必另行设计。 6. 组合机床易于联接组成组合机床自动线，以适应大规模和自动化生产需要。 2 目前，我国组合机床已广泛应用到大批，大量生产的行业，例如：汽车、拖拉机、柴油机、电动机和缝纫机等。 2.组合机床多轴箱概述 2.1 组合机床多轴箱的用途及分类多轴箱是组合机床的主要组成部件之一，按专用要求进行设计，由通用零件组成。其主要作用是根据被加工零件的加工要求，安排各主轴的位置，并将动力由电机动力部件传给各工作主轴，使之得到要求的转速和转向。多轴箱按其结构的大小可分为大型多轴箱和小型多轴箱两类。大型又分为通用（亦称标准）多轴箱和专用多轴箱两种。专用多轴箱根据加工零件特点和加工工艺要求进行设计，由大量的专用零件组成，其结构设计方法和通用机床类似。 2.2 通用多轴箱的组成和通用部件通用多轴箱的基本结构如图 2-1 所示：图 2-1 大型通用多轴箱的基本结构 1、2、3、4、5主轴，6、8传动轴，7六方头手柄轴，9油泵传动轴，10防油套，11传动齿轮，12叶片油泵，13动力箱齿轮，14侧盖，15后盖，16分油器，17箱体，18上盖，19通用油盘（立式主轴箱不用），20前盖，21排油塞，22注油杯。 3 2.2.1 通用多轴箱的组成主轴箱的通用零件是构成标准主轴箱的基础，主要由箱体，主轴，传动轴，齿轮和轴套构成。 2.2.2 多轴箱的通用零件 2.2.2.1 箱体采用灰铸铁材料，箱体材料为 HT200，前、后、侧盖的牌号为 HT150，主轴箱箱体的形状和尺寸，应按标准 GB3668 183 选择。通用箱体的系列尺寸由下图所示：图 2-2 多轴箱箱体结构 2.2.2.2 通用主轴和传动轴通用主轴按其用途分为钻削类主轴和攻丝类主轴两大类。而通用钻削主轴，其用途分为三种： A 前后支承均为滚锥轴承的主轴; B 前后支承为止推和滚珠轴承，后支承为滚珠或滚锥轴承的主轴; C 前后支承均为止推轴承和无内环滚针轴承的主轴。轴的材料，除了滚针主轴采用 20Cr 钢，并进行滲碳淬火外，其余主轴均为 40Cr 钢，进行淬火。通用传动轴，按其用途和支承的方式不同，分为： 1滚针传动轴 2滚锥传动轴 3埋头传动轴 4手柄轴 5油泵传动轴 6攻丝用蜗杆轴。 4 同样按其用途，轴径，支承方式和有无悬伸齿轮的不同，通用的传动轴共有 42 种。其中，普通传动轴共有 39 种，油泵传动轴一种，攻丝用蜗杆轴两种。通用传动轴材料一律为 45 号钢，进行调质处理。 2.2.2.3 通用齿轮主轴箱用的通用齿轮，有传动齿轮，动力头齿轮和电机齿轮三种。三种齿轮的材料均为 45 号钢，齿轮进行高周波淬火。 3.多轴箱的主轴结构和动力计算主轴箱的设计分为一般的和电子计算机辅助设计两种方法。用电子计算机设计主轴箱的特点是快速，质量好。电子计算机不但能按事先编制的程序设计最佳的主轴箱传动系统，而且还可计算出主轴和传动轴的坐标以及列出组件的明细表。本次毕业设计采用的设计方法为一般设计方法。一般设计方法是根据主轴的分布，转速，转向以及尺寸要求等，由设计者进行全部设计工作。这是当前主轴箱设计中最常用的方法。 3.1 多轴箱轮廓尺寸的确定标准的通用钻削类主轴箱厚度有两种尺寸规格,卧式为 325 毫米,立式为 340 毫米, 着重要确定的尺寸是主轴箱的宽度 B 和高度 H 及最低主轴高度 h1。主轴箱宽度 B,高度 H 的大小主要与被加工零件孔的分布位置有关,可按下式确定: B=b+2b1 H=h+h1+b1 b 和 h 为已知尺寸.为保证主轴箱有排布齿轮的足够空间,推荐 b70100 毫米。主轴箱最低主轴高度 h1须考虑到与工件最低孔位置,机床装料高度,滑台滑座总高度,侧底座高度,滑座与侧底座之间的调整垫高度等尺寸之间的关系而确定.对于卧式机床,h1 要保证润滑油不至于从主轴衬套处泄漏箱外,通常推荐 h185140 毫米. b=149mm,b1=170mm,h1=172mm,算得 B=489mm,H=491mm 根据算得的结果, 按标准 GB36681-83 选择，查组合机床设计表 4-1，按主轴箱轮廓尺寸系列标准,最后确定主轴箱轮廓尺寸为 BH=500500mm. 3.2 多轴箱设计的原始依据 3.2.1 被加工零件工序图被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台组合机床或自动线完成的工艺内容、加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求、加工用定位基准、夹压部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或半成品情况的图纸。它不能用用户提供的产品图纸代替，而须在原零件图基础上，突出本机床或自动线的加工内容, 加上必要的说明而绘制的。它是组合机床设计的主要依据，也是制造、使用、 5 检验和调整机床的重要技术文件。被加工零件工序图如图 3-1 所示：图 3-1 被加工零件工序图 3.2.2 加工示意图零件加工的工艺方案要通过加工示意图反映出来。加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程,刀具、辅具的布置状况以及工件、夹具、刀具等机床各部件间的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等。因此，加工示意图是组合机床设计的主要图纸之一，在总体设计中占据重要地位。它是刀具、辅具、夹具、主轴箱、液压电气装置设计及通用部件选择的主要原始资料，也是整台组合机床布局和性能的原始要求，同时还是调整机床、刀具及试车的依据。加工示意图如图 3-2 所示： 6 图 3-2 加工示意图主轴箱设计原始依据图，是根据“三图一卡”整理编绘出来的，其内容包括主轴箱设计的原始要求和已知条件。对于被加工的零件，从“三图一卡”中已知： (1)主轴箱轮廓尺寸 500x500 mm。 (2)工件轮廓尺寸及各孔位置尺寸。 (3)工件与主轴箱相对位置尺寸。根据三图一卡再绘出一张主轴箱设计的原始依据图，如图 3-3 所示： 7 图 3-3 主轴箱设计的原始依据图 3.3 多轴箱主轴的型式与直径的确定和多轴箱所需动力的计算 3.3.1 主轴结构型式的选择主轴结构型式由零件加工工艺决定，并考虑主轴的工作条件和受力情况。轴承型式是主轴部件结构的主要特征，如进行钻削加工的主轴，轴向切削力教大，最好用推力球轴承承受轴向力，而用向心球轴承承受径向力。又因钻削时轴向力是单向的，因此推力球轴承在主轴前端安装即可。 3.2.2 主轴直径和齿轮模数的初步确定初定主轴直径一般在编制“三图一卡”时进行。初选模数可由下式估算，再通过类比确定 m (3032) (mm) 3 Zn P 8 式中： P 齿轮传递功率 Z 一对齿轮小齿轮的齿数 n 小齿轮的转速（r/min）目前大型组合机床通用多轴箱中常用的齿轮模数有 2 ，2.5 ，3 ，3.5 ，4 等几种。为了便于组织生产，在同一多轴箱中齿轮模数最好不多于两种。由于此时各齿轮齿数未知，可先根据组合机床设计表 4-3 初步确定各齿轮模数，再用以上式子进行校核对。在此初选传动轴与主轴齿轮模数为 2，驱动轴与传动轴齿轮及驱动轴与油泵轴模数为 3。切削力 F、切削转矩 M、切削功率 P、刀具耐用度 T 的计算公式： F26DfHB 8 . 06 . 0 M=10DfHB 1.98 . 06 . 0 P=Mv/9740D T= 8 3 . 155 . 0 25 . 0 9600 HBVf D 式中： F 切削轴向力（N）； D 钻头直径（mm）； F 每转进给量（mm/r）； M切削扭矩（Nmm）； P 切削功率（KW）； T 刀具耐用度（min）； V 切削速度（m/min）； HB零件的布氏硬度值通常根据钻孔深度 L 考虑修正系数 Kv ，v = v公称 Kv ；查组合机床设计表 37 （汽车后轮壳材料为 QT40018 ，HBS130180），切削速度和进给量由下表可查： 9 表 3-1 用高速钢钻头加工铸铁件的切削用量 HB160200HB200241HB300400 切削用量加工直径（mm） v (米/分)f (毫米/转)v (米/分)f (毫米/转)v (米/分)f (毫米/转) 160.070.120.050.100.030.08 6120.120.200.100.180.080.15 12220.200.400.180.250.150.20 2225 1624 0.400.80 1018 0.250.40 512 0.200.30 选 V公称22m/min，f=0.2mm/r，HB 为 180 本次设计中加工 8 个 20 孔共用一个主轴箱，可采用 20 的麻花钻钻孔，切削力 F、切削转矩 M、切削功率 P、刀具耐用度 T 均依据 20 进行计算，代进公式得切削力： F 26200.2180 8 . 06 . 0 3235.9N 切削转矩： M 10201.90.200.81800.6 18447.8 Nmm 切削功率： P 18447.822（974020） 0.6 KW 刀具耐用度： T 9600200.25/（220.20.551801.3） 8 = 4705.7 min 由以上计算结果并根据下表选取 B=7.3。 10 表 3-2 轴能承受的扭矩 (牛/毫米) 允许扭转角（度/ 米）轴径 d (毫米)1/41/21计算依据 10 12 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 90 100 105 110 115 120 130 140 150 350 720 1750 5500 13500 23000 52000 89000 142000 217000 317000 450000 620000 830000 1100000 2270000 3460000 4210000 5070000 6060000 7180000 9890000 13300000 17500000 600 1400 3500 11000 27000 50000 104000 179000 285000 434000 635000 900000 1240000 1670000 2200000 4550000 1400 2900 7100 29000 55000 114000 210000 360000 580000 880000 d=B 4 100 M M Wp 式中：d轴的直径（毫米）； M轴所传递的扭矩（牛毫米）； Wp轴的抗扭截面模数（毫米），实心轴的 Wp0.2d3; 许用剪应力（牛/毫米 2），本表是以 45 钢编制的，45 钢的=31 牛/毫米 2； B系数。当材料的剪切弹性模数 G=8.10104牛/ 毫米 2时，B 值如下：（度/米）1/41/21 B7.36.25.2 初步确定主轴直径为： dB=26.9mm ，取 d=30 mm 主 4 100 M 主由组合机床设计表 3-22 查得主轴外伸尺寸 D/d1=50/36mm,L=115mm,刀具直径为 20mm,尾部结构莫氏锥度为 2 号,由组合机床设计表 3-23 选择 6 号接杆. 3.4 多轴箱的动力计算和动力箱的选择多轴箱的动力计算，应包括计算主轴箱所需功率和进给力两项。主轴箱所需的功率，应等于切削功率，空载消耗功率及与负载成正比的附加功率之和，即： P总 = P切 + P空 + P附式中： P总主轴箱总功率； P切各主轴切削功率的总和； P空各轴空载消耗功率的总和； P轴各轴附加功率的总和。 11 P切可根据各主轴的切削用量查组合机床切削力及功率计算图得到。 P空可查组合机床设计表 44，与负载成正比的附加功率 P附，一般取所传递功率的 1%。 P空和 P 附的计算都需在传动结构确定以后才能进行。传动系统确定前可按下式初步估算多轴箱所需的功率 P总 P总 = P切 / 式中： P切主轴切削功率的总和；组合机床主轴箱传动效率本次设计的主轴箱需同时加工汽车后轮壳的八个孔，因此有八根主轴，所以总的切削功率 P总 =p18/=0.680.95.33 KW (=0.80.9) 表 3-3 ITD40 动力箱性能型号型式电动机型号电动机功率（kw） L2（mm）电动机转速（r/min）输出轴转速（r/min） IY132M-47.51440720 IIY132M1-64.0 IIIY1232M2-65.5 4351420480 IVY160M-4111460730 ITD40 VY160M-67.5 490 970425 由于驱动组合机床主轴箱的动力箱为通用标准件，所以根据切削总功率，选择的动力箱为 ITD40，电动机型号为 Y132M2-6，功率为 5.5KW 。动力箱的尺寸如图 3-4 所示：图 3-4 动力箱的尺寸 4.传动系统的设计与计算 12 多轴箱的传动系统设计，就是通过一定的传动链把动力箱输出轴（亦称主轴箱驱动轴）传来的动力和转速按要求分配到各主轴。传动系统设计的好坏，将直接影响主轴箱的质量，通用化程度，设计和制造工作量的大小以及成本的高低。 4.1 传动系统的一般要求设计传动系统，应在保证主轴强度、刚度、转速和转向的前提下，力求使主要传动件（主轴、传动轴、齿轮等）的规格少，数量少，体积小，因此，在设计传动系统时，要注意下面几点： (1) 尽量用一根中间传动轴带动多根主轴。 (2) 一般情况下，尽量不采用主轴带动主轴的方案，因为这将增加主动主轴的负担。 (3) 为使结构紧凑，主轴箱体内的齿轮传动副的最佳传动比为 11.5 ，在主轴箱后盖内的第排齿轮，根据需要，可将传动比取大些，一般不超过 33.5。 (4) 根据转速和转矩成反比的道理，一般情况下如驱动轴转速较高时，可采用逐步降速传动；如驱动轴转速较低时，可先使速度升高一点再降速。合理安排结构往往成为设计的关键。 (5) 粗加工切削力大，主轴上的齿轮应尽量安排靠近前支承，以减少主轴的扭转变形。另外，应注意驱动轴直接带动的传动轴数不要超过两根，否则会给装配带来困难；如遇粗、精加工合一的多轴箱，其粗精传动路线最好分开。 4.2 主轴分布类型及传动系统设计 4.2.1 主轴分布类型由于被加工的汽车后轮壳外圆的 8 个孔在同一个圆上，可以用一根传动轴带动 8 根主轴进行加工，所以本次设计的主轴箱有 8 根同心公布的主轴。 4.2.2 传动系统设计方法（1）轴成同心圆分布，用一根中间传动轴带动 8 根主轴（2）定驱动轴的转速，转向及其在多轴箱上的位置。驱动轴的转向方向可以任意选择；驱动轴转速由动力箱型号定为 480r/min。其水平方向位置为距主轴地面 160 mm，垂直方向在动力箱的中线上。（3）用最少数量的齿轮和中间传动轴把驱动轴和各主轴连接起来。（4）润滑油泵的安排。油泵轴的位置要尽可能靠近油池，离油面高度不大于 400500 mm。 4.3 传动系统的计算已知驱动轴的转速及其在主轴箱的空间位置，最后一根传动轴和 8 根主轴的空 13 间位置，轴间距也已知，由此即可计算出主轴箱的传动系统. 4.3.1 传动齿轮和轴的计算驱动轴上的齿轮有一定的限制，选取范围 2126，选驱动轴上的齿轮齿轮为 21，模数 m=3 , Z驱动轴=24，查组合机床设计表 55 可知通用主轴箱间距 A51mm。表 4-1 最小轴间距（毫米）轴直径 r 152025303540 15 20 25 30 35 40 36 39.5 44.5 49.5 54.5 58.5 43 48 53 58 62 51 58 63 67 63 68 72 73 7781 主轴箱传动系统如图 4-1 所示：图 4-1 主轴箱传动系统 14 两轴间齿轮啮合公式: A=mm 2 1 zzm o 2 z m 式中：m 齿轮模数 Z 从动轮齿轮数 1 Z 主动轮齿轮数 o 齿数和 z 4.3.1.1 驱动轴 10 与传动轴 9 齿轮计算 A=3(Z驱动轴Z传)/2= 115 mm 其中 m=3 , Z驱动轴=21, 算得 Z传=56 i=56/21 ,传动轴转速n 传=n传/i=21480/56= 180r/min 4.3.1.2 传动轴 9 与主轴齿轮计算如图所示的传动轴与主轴齿轮间的主轴中心矩为 137.5mm,设齿轮的模数为 2mm, 主轴转速可根据其切削速度v=22m/min 算得n主=360r/min, 两齿轮啮合的中心距为 A=2（Z主Z传）/2 2 z m 可求得 Z传=92, Z主=46 为避免主轴齿轮轮相碰,由传动图知两主轴之间的距离为 108mm,主轴齿轮间不干涉的条件为: 分度圆直径 d59.32-2m h * d=mz =246=92mm108-212=104mm 所以设计的传动符合设计要求,主轴齿轮之间不会产生干涉。根据传动轴的转速和其传递的功率可计算传动轴所传递的扭矩：T=9549P/n ,式中 T 的单位为 N*m , P 为 kw , n 为 r/min. 故 T=95495.33/180=212.7 N*m 查组合机床设计表 3-19 可选传动轴直径为 35mm. 15 传动系统各齿轮参数总结如下表：表 4-2 齿轮参数表 Z驱Z传Z 传 Z泵Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z 7Z 8 齿轮215692284646464646464646 模数332322222222 转速（r/min） 480180180360360360360360360360360360 4.3.1.3 油泵传动轴的计算主轴箱工作时,一般要求齿轮不得搅起油池底的沉积物,这样就要保证齿轮顶圆到油池底的距离大于 3050mm,对于圆柱齿轮传动,圆柱齿轮浸入油中至少应有一个齿高,且不得小于 10mm。驱动轴与油泵传动轴之间传动比依照中心距 A=74mm, m=3mm, Z驱动轴=21, n驱=480 r/min, A= m(Z驱动轴Z) /2 2 z m 泵得出 Z=28 , i= =28/21 , n泵= 360r/min 泵 z驱泵z n泵驱n 4.3.1.4 模数的校核确定各齿轮模数可根据下式校核： m (3032)3 Zn P （1）驱动轴 10 与传动轴 9 齿轮，p=0.68=4.8KW,Z=21,n=480r/min 故 32=2.53，所以之前初选模数可用。 3 Zn P （2）传动轴 9 与主轴齿轮，p=0.6KW,Z=46,n=360r/min 故 32=1.12，所以之前初选模数可用。 3 Zn P 4.3.2 轴承的计算 4.3.2.1 主轴轴承的计算与选用：由于主轴承受很大的轴向力，故设计采用一推力球轴承置于主轴前支承处，主轴 16 承受轴向的切削力 F=3235.9N。轴承的基本额定动载荷计算如下： C=P（60nLn/106）1/ 其中各参数： P当量动载荷,P=XFrYFa n 轴承转速，即主轴转速，故n=360r/min Ln预期计算寿命，查机械设计表 13-3 可得Ln=2000030000h,在此取 Ln=25000h. 指数，对于球轴承，=3;对于滚子轴承，=10/3. 对于只承受纯轴向载荷 Fa的推力球轴承，有P=Fa ,但在实际中，许多支承还会出现如冲击力、不平衡作用力、惯性力等的附加载荷.为此，根据经验乘上一个载荷系数 fP ,所以P=FafP , fP可由表 13-6 查得fp=1.21.8,取fp=1.5,故 P=FafP=3235.91.5 =4853.85 N 得 C=4853.85（6036025000/106）1/3 =38004 N 查机械设计手册，根据轴承内径及以上所得基本额定动载荷可选轴承代号为 51306 的推力球轴承，其额定动载荷Ca=42.8kN ,额定静载荷Coa=78.5kN 此外，主轴还受一定的径向载荷，此径向载荷可根据下式计算： Fn=Fttan = tan20 其中 Ft=2000T/D=20009549 DN P 式中： T为转距 Nm N为小齿轮的转速 r/min D为小齿轮分度圆直径 mm P齿轮传动的功率 kw 故 Ft= 200095490.6/（360324）259.48 N Fn=259.48tan20=94.45 N 本设计采用一对深沟球轴承承受径向载荷，根据其设置位置及以上所得径向载荷 17 算得前端轴承承受力为 65.58N，后端为 28.87N。查机械设计手册，根据其轴径选用代号为 61806 的深沟球轴承. 4.3.2.2 传动轴轴承的计算与选用：传动轴只承受小量径向载荷，其齿轮圆力： Ft= 200095490.68/（480324）2652.5 N 故径向载荷 Fn=2652.50.364=965.51N 根据轴承设计位置可算得前端轴承需承受力为 293.78N，后端为 671.73N，亦可选用代号为 61806 的深沟球轴承支承. 4.3.2.3 油泵传动轴轴承计算与选用：油泵传动轴的径向载荷来自驱动轴的齿轮圆周力所产生的径向力，故 Fn=965.51N，算得两轴承各承受 680.91 与 284.6 的力，根据其轴径 20 查机械设计手册，可选代号为 61804 的深沟球轴承. 4.3.3 各轴直径的初定由组合机床设计表 3-15 选取得B=0.73 初步确定主轴直径为： d主B=26.9mm ，取 d主=30 mm 4 100 M 传动轴直径，B 取 0.52 时, =68935.37 Nmm 6 9.55 10/TP n dB=29.8 mm ,取 d=35 mm 传 4 T 100 传油泵轴直径，B 取 0.73 时 dB=20.1mm ,取 d=25 mm 传 4 100 M 传 4.3.4 齿轮参数的选择 1. 按传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动； 2. 由于传动功率不大，所以大、小齿轮都选用软齿面齿轮。齿轮材料为 45 号钢； 3. 选取精度等级为 7 级（GB10095-88）； 4.4 强度校核 18 4.4.1 轴的强度校核轴的强度校核包括扭转强度、弯扭合成强度及扭转刚度校核。 4.4.1.1 按扭转刚度校核轴的扭转刚度条件为【】 /m o =5.7310/m 4 p GI T o 式中 T轴所受的扭距 N.m G轴的材料的剪切弹性模量，对于钢材 G=8.1104Mpa Ip轴截面的极惯性矩 mm4,对于圆轴 Ip=d /32 4 主轴=5.7310418447.832/（8.11043.14304） =0.164 /m o 本设计中，对于主轴，【】主=1/4=0.25 /m，对于传动轴，【】传=1 /m o o 所以主轴满足设计要求。传动轴=5.7310418447.832/（8.11043.14204） =0.831 /m o 所以传动轴也满足设计要求. 4.4.1.2 按扭转强度校核按扭转强度计算只需要知道转矩大小，方法简便。它主要用于下列情况：1）传递转矩或以转矩为主的传动轴;2）初步估算轴径以便进行结构设计轴的扭转强度条件为（4-3） /1055. 9 6 T TT T W nP W T 式中：T轴传递的转矩，Nmm；轴的抗扭截面系数，mm3； T W P轴传递的功率，KW； N轴的转速，r/min；许用切应力，MPa。 T 19 t tdtb d WT 2 )( 16 2 3 = 302 )330(38 16 30 2 3 5286.46-312.2 4974.26mm3 13.73 MPa 68283.56 4974.26 T T T W 查机械设计得到2545 MPa T TT 所以扭转强度符合要求。 4.4.1.3 按弯扭合成强度校核弯矩合成强度条件为 = -1 （4- 22 ca MT W （） 3 2 1 . 0 d TM）（ 4）式中：轴的计算应力，单位为 MPa ca M 轴所受的弯矩，单位为 Nmm T 轴所受的扭矩，单位为 Nmm W 轴的抗弯截面系数，单位为 mm 3 -1 对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，单位为 Nmm。受力分析：齿轮圆周力 455.73 N 1 22 3235.9 30 t T F d 齿轮径向力 Fr=Fttan=455.73*tan201065.3N 水平面内的支反力 FHA= FHB= = =1095.36 N 2 FFt455.73 1735 2 垂直面内的支反力 20 N ， N 1 (/2)591 VArAB AB FFl l 591 VB F Nmm94 1268.09126145.32 HacHA MlF Nmm 1 94 83.777381.38 VACVA MlF Nmm 2 7381.38 VACVA MlF Nmm 22 121 60364.79 HV MMMM 图 4-2 分析图 -1根据机械设计表 19.1 查得-1180207 MPa =46.83 MPa -1 22 3 60364.790.7 6246.1 20 0.1 30 （） -1 所以弯扭合成强度符合要求。 4.4.2 齿轮的强度校核 4.4.2.1 齿轮齿根弯曲疲劳强度的计算齿轮在受载时齿根所受的弯矩最大，因此齿根处的弯曲疲劳强度最弱。由机械设 21 计第十章“齿轮传动”齿轮危险面的弯曲强度条件式有 =【 F】 F aF bm YYkF saFAt 式中 Y载荷作用于齿轮顶时应力校正系数 sa B 齿轮宽度, m 为齿轮模数 K 齿轮强度载荷系数，K=K K K K ，各参数均可查表获得. AVa K 使用系数，取 KA=1.0 A K 动载系数，取 KV=1.3 V K 齿间载荷分布系数，取 K=1.1 K 齿轮间载间荷分布系数,取 K=1.05 算得 K=1.01.31.11.05=1.5 Ft为齿轮所受的圆周力： Ft=2000T/D=20009549 DN P 式中： T为转距 Nm N为小齿轮的转速 r/min D为小齿轮分度圆直径 mm P齿轮传动的功率 kw (1)校核驱动轴 10 与传动轴 9 齿轮由上式计算可得：Ft= 200095490.68/（480324）2652.5 N 因为此对齿轮小齿轮齿数 21,查机械设计表 10-5 可得小齿轮齿形系数 Y=2.32， F 小齿轮修正系数 Y=1.70, b=dd=31.5 (查机械设计表 10-7 得 d=0.5) S = KFt Y Y/bm =166 MP F FS 查机械设计图 10-20 可查得【 F】=450MP 所以【 F】故齿轮弯曲疲劳强度达到设计要求。 (2)校核传动轴 9 与主轴齿轮 22 这对齿轮的小齿轮齿数为z=46,查机械设计图 10-5 可得 Y=2.45,Y=1.65， FS b=dd=46，Ft= 200095490.6/（360246）346 N 得 = KFt Y Y/bm=123 MP FS 【 F】故齿轮弯曲疲劳强度达到设计要求。 (3)校核驱动轴与油泵轴齿轮因为这对齿轮小齿轮齿数 21,查机械设计表 10-5 可得外齿轮齿形系数 Y=232,外齿轮修正系数 Y=1.70，b=dd=31.5，Ft= FS 200095490.2/（480321）126.3 N = KFt Y Y/bm=108 MP FS 所以【】 F 故齿轮弯曲疲劳强度达到设计要求。 4.4.2.2 齿轮齿面接触疲劳强度的计算齿轮齿面接触疲劳强度可由下式校核 1 1 2.5 t HEH KFu Z bdu 其中ZE为弹性影响系数，单位为 MPa1/2，查机械设计表 10-6 可得ZE=189.8MPa K载荷系数，K= K K K K=1.01.31.11.05=1.5 AVa Ft齿轮所受的圆周力： Ft=2000T/D=20009549 DN P u大齿轮与小齿轮的齿数比，u=Z2/Z1； b齿轮设计工作宽度，b=d1； d1小齿轮的分度圆直径。 (1)校核驱动轴与传动轴齿轮这对齿轮的小齿轮为驱动轴齿轮，其直径d1=63 ,b=dd1=28 mm(查机械设计表 10-7 得 d=0.5) Ft= 200095490.68/（480324）2652.5 N u=Z2/Z1=56/21 23 H = 535.6 MPa 查机械设计图 10-21 可查得=580MP H 故 H H 所以齿轮齿面接触疲劳强度达到设计要求。 (2)校核传动轴与主轴齿轮这对齿轮的小齿轮为主轴齿轮，其直径d1=92, b=dd=46 mm Ft= 200095490.6/（360246）346 N u=Z2/Z1=92/46=2 得H= 193.5 MPa 故 H H 所以齿轮齿面接触疲劳强度达到设计要求。 (3)校核驱动轴与油泵轴齿轮这对齿轮的小齿轮亦为驱动轴齿轮，其直径d1=63 ,b=dd1=28 mm Ft= 200095490.2/（480321）126.3 N u=Z2/Z1=28/21 得H= 215.7 MPa 故 H H 所以齿轮齿面接触疲劳强度达到设计要求。 4 .5 多轴箱坐标计算坐标计算就是根据已知的驱动轴和主轴的位置及传动关系,计算出中间传动轴的坐标,以便在绘制主轴箱体零件加工图时,将各孔的坐标尺寸完整地标注出来,并用以绘制坐标检查图,作为对传动系统设计的全面检查。 24 图 4-3 传动系统各轴转速图由于设计主轴箱的 8 根主轴位于一个同心圆上，因此根据坐标对称，算主轴坐标的时候，可根据几何关系算出其中几根主轴的坐标，其余主轴的坐标可类推 25 图 4-4 传动系统各轴坐标图驱动轴坐标 X=225 Y=130 传动轴 X=225 Y=245 油泵 X=188.4 Y=69.7 主轴 1 X=225 Y=388 主轴 2 X=322.1 Y=347.7 主轴 3 X=362.5 Y=245 主轴 4 X=322.1 Y=153.3 主轴 5 X=225 Y=130 主轴 6 X=127.8 Y=153.3 主轴 7 X=87.5 Y=245 主轴 8 X=127.8 Y=347.7 26 5.组合机床多轴

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