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汽车变速箱钻孔组合机床左多轴箱设计,汽车,变速箱,钻孔,组合,机床,轴箱,设计
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毕业设计（论文）中期报告 汽车变速箱钻孔组合机床左多轴箱设计 设计（论文）进展状况 从前期的开题报告后， 通过反反复复的看组合机床设计简明手册这一本书 。 然后 收集整理资料，参阅部分收集到的资料， 做到对自己所设计的图有一个大概的了解之后，深刻认识到自己亲自动手做的 重要性而且通过 查找与 设计 相关的 资料与文献 ，对其进行 整理与分析 ， 根据以前别人 的研究成果， 对多轴箱的设计思路特别清楚，绘制了主轴传动图 。 对传动的连接方式与传动形式 进行原因分析和影响分析。并运用自己所学的知识，对 其所给 零件图进行分析与计算 。 并且都是通过校核后才确定了传动链的总体框架， 其中主轴 15根，传动轴 24根； 存在问题及解决措施 到目前存在的问题主要有 : （ 1） 对我们所设计的这个论文可能还有很多不足的地方需要进行修改； （ 2） 可能这只是初步的设计后期工作还需要参阅大量的书籍或者资料； （ 3） 其中设计的有点不够清楚不能让人一次性看得特别简单明了； （ 4）所画图形的布局里面写的数字或者内容大小不协调： 解决措施 : 多借阅图书馆的相关书籍认真阅读，上网下载相关的多轴箱设计参考文献。 根据公式 B=b+2 H=h+h1+多轴箱选取箱体尺寸为 B H=800 630。 由组合机床简明手册表 7 23 电动机用齿轮选取模数为 3，齿数为 24 的齿轮，其孔径为 38。 确定传动排数为三排，计算主轴直径为 20 25主轴外伸尺寸为 L=115=115D/d=32/20 和 D/d=40/28。 由表 5 39查的电动机型号为 号为型，电动机功率为 动机转速为 960r/出轴转矩为 480r/ 在选取电动机主轴 位置是参考了组合机床简明手册表 5力箱多轴箱、滑台的联系尺寸可知电机轴到箱体下底面的距离为 160 与同组的同学进行讨论，对有的问题达成一致 ， 对比自己的与别人的进行分析计算，设计出符合自己的合理的传动方式 。 传动链设计图如下图所示。 对 件进行全方位的学习和熟练的掌握，为以后有一个好的基础。 后期工作安排 前期的工作进度已经完成，在接下来的时间。 10 12周：完成全部技术设计； 13 14周：撰写毕业设计论文 ； 15周：答辩前准备。 再此期间我要更近一步 的把自己所设计的了解热别清楚后进行后前一系列工作， 把没有 完成的工作做完。能够顺利的完成。 指导教师签字： 年 月 日 毕业设计（论文）开题报告 题目： 汽车变速箱钻孔组合机床左多轴箱设计 1. 毕业设计（论文）综述（ 题目背景、研究意义及国内外相关研究 情况） 目背景、研究意义 背景和意义 :多轴箱是组合机床中的主要专用部件之一。它要求设计者依据被加工零件上被加工孔的相对坐标尺寸、被加工零件的材质等设计出能满足实际加工要求的多轴箱。通过本题目的设计可以使机械设计制造及其自动化专业学生对四年所学主要课程有一次较为全面的综合应用，得到一次近乎实战的锻炼机会。 组合机床是 以系列化和标准 化的通用部件为基础，配以少量专用部件对一种或多种工件按预先确定的工序进行切削加工的机床。在组合机床上可以同时从几上方向采用多把刀具对一个或数个工件进行加工，可减少物料的搬运和占地面积，实现工序集中，提高了生产效率和降低成本。 组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点： (1)设计组合机床只需选用通用零部件和设计制造少量专用零部件，所以时间与制造周期短，经济效果好。 (2)组合机床的通用部件是经过长期实践考验的，因此结构稳定，工作可靠，使用和维修方便 。 (3)通用部件可以成批制造，成本较低 。 (4)当被加工的零件变换时，组合机床的通用部件和标准部件可以重复使用，不必重新设计和制造 。 (5)当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部部件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。 (6)组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。 组合机床虽然有很多优点，但也还有缺点： (1)组合机床的可变性较 通用 机床低，重新改装时有 10%20%的零件不能重复利用，而且 改动时劳动量大 。 (2)组合机床的通用部件不是为某一种机床设计的，它是具有较广 的适应性。这样，就使组合机床的结构较专用机床稍为复杂些。 内外相关研究情况 国 组合机床 现状及发展趋势 我国在组合机床及其自动线上将获得较快的发展，其发展方向为： 1、 数控化； 2、 模块化； 3、 高速化； 4、 精密化； 5、 全防护化； 外 组合机床 的发展状况 从 2002 年年底第 21 届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界 10 多个国家和地区的 500 多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专 家分析，机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速 10000 20000r/高进给速度可达 20 60m/合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外，产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化 程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据；通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服 务等。 2. 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施 要内容： 被加工零件孔的直径及相对坐标尺寸（见零件示意图）； 2）被加工零件的材料为 3）工件定位面比工作台面高 105 毫米； 4）工件对称中心线与工作台中心线重合； 5）熟悉组合机床的基本形式形式； 6）确定切削用量、计算切削力、选择动力箱型号； 7）设计多轴箱装配图及主要零件 图、变位齿轮图 。 究方案 : 首先要从所选加工零件入手，从各轴的分布中设计出总体的传动方案，然后对多轴箱的整体布局和轮廓尺寸进行，在对各轴齿轮尺寸进行计算和应力计算确定所选择的的箱体，最后对所设计的多轴箱进行分析和校核 (一个轴，一对齿轮，一对轴承 )并写出结论。 3. 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作 本课题的重点和难点： 多轴箱中传动轴的传动设计方面是本组合机床的重点与难点，不过再设计的时候应该通过精确 地计算，去考虑去确定虑传动轴的最佳位置，尽可能的选择合理的设计方案之一来减少传动轴的个数、提高传动精度。 前期已开展的工作： 查阅各种学术文献，期刊杂志，科技报纸等资料深入了解本课题内容以及 组合机床多轴箱 的具体状况，分析部件的工作原理。 4. 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写 ) 1 3 周：查找资料，完成开题报告； 4 9 周：完成方案设计，绘制总装配图。完成外文翻译，写中期报告； 10 12 周：完成全部技术设计； 13 14 周：撰写毕业设计论文 ； 15 周：答辩前准备。 5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 参考文献 1 谢家瀛 组合机床设计简明手册 M 北京：机械工业出版社 2 濮良贵 纪名刚 机械设计 M 北京：高等教育出版社 3 孙恒、陈作模、葛文杰 机械原理 M 北京：高等 教育出版社 4 余英华 组合机床设计 M 北京：清华大学出版社 5 戴曙 金属切削机床 M 北京：大连理工大学 6 左建明 液压与气压传动 M 北京：机械工业出版社 7 罗圣国 机械设计课程设计指导书 M 高等教育出版社 8 贾亚洲 金属切削机床概论 M 机械工业出版社 9 陈立德 机械设计基础 M 北京：高等教育出版社 10 郭纪林等 机械制图 M 大连 : 大连理工大学出版社 所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日 11 编写组编著专用机床设计与制造 M 黑龙江人民出版社 12 in 13 of 14 V. 9 15 16 本科毕业设计 (论文 ) 题目 ： 汽车变速箱钻孔组合机床 左多轴箱设计 I 汽车变速箱钻孔组合机床左多轴箱设计 摘 要 本论文主要说明组合机床多轴箱设计的基本过程及要求。组合机床是以通用部件为基础，配以少量的专用部件。对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床。并且为了能够使组合机床在中小批量生产中得到合理的应用，有效的提高机床的利用率，降低成本。因此机床的质量也决定着生产效率，并且它也是体现我们国家自动化水平的重要标志。 而且 组合机床上是多种工序进行加工的机床，论文主要内容包 括钻孔组合机床多轴箱的设计，多轴箱传动链的设计，轴与齿轮之间的设计，箱体轮廓尺寸的确定，电机轴的选取，主轴与传动轴的计算过程专用主轴设计、齿轮，轴承的校核等。通过对组合机床的计算，选取，校核，查表，查阅大量的书籍等一系列的工作是后续工作也进行的特别顺利圆满完成了本次的毕业设计。 不过通过对组合机床多轴箱设计的了解，组合机床的研究设计意义是及其重要的。再设计中不仅要考虑到其成本还要提高生产效率的情况下往往还要考虑组合机床在现实中的利用率，虽然本次的设计通过大量的计算，合理的布局各方面的考虑，达到了其最基本的要 求，合理的完成了本次设计。 关键词： 组合机床；多轴箱；主轴 a of is on a of or at a in to be to a of in of it is an of s of is a of a of of to By of to a of a of is of a of is to to a of in a of to 录 1 绪论 .合机床的发展与特点 .未定义书签。 床概述与特点 . 组合机床的发展 . 多轴箱的原始依据 .合机床切削用量选择的特点、方法及注意事项 . 组合机床切削用量选择的特点 .组合机床切削用量选择方法及应注意的事项 .合机床切削参数的确定 .合机床动力参数的确定 .床动力部件的选取 .的初步选定 .轴箱的箱体轮廓尺寸的确定 . 多轴箱传动系统设计 . 多轴箱的原始数据图 . 由原始数据 图确定轴的的传动路线图 .油泵轴和手柄轴的安置 .案的制定 .标轴的计算 . 坐标轴的计算 . 验算中心距误差 . 传动元件的校核 .的扭转度校核 .轮的强度校核 . 强度校核理论 . 具体的计算过程 . 结 论 .考文献 .谢 .1 1 绪论 合机床的发展与特点 组合机床用于专门完成一种工件的一道或者几道工序，它是为一定的加工对象 设计和制造的。一般情况下它同时用许多道具切削，由于专用机床的辅助动作的自动化，它的生产效率高于普通机床，具有很高的稳定性和高品质的特点，而且能够减少作业人员的疲劳度。由于专用机床的设计特点和设计目的当加工对象有变化的时候，很难重新改装它机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座，中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工丁位的部件，主要有分度回转 般要重新设计制造组合机床少量专用部件和通用部件组合起来的高效率机床，它是专用机床的一种重要类型。由于组合机床自动化、半自动 化程度比较高，所以电气和机械电气都能够很容易完成自动循环。按功能分，通用部件可分为控制部件、动力部件、支承部件和辅助部件五类，给组合机床提供主运动和进给运动的部件是动力部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。支承部件是用以安装动力滑台带有进给、往复移动工作台、分度鼓轮、环形分度回转工作台。控制机床的自动工作循环的部件是控制部件，有操纵台、电气柜、液压站。冷却装置、润滑装置、排屑装置则组成了机床的辅助部件。组合机床减少了一般机床常有的问题逐渐发展为具有特定功能的部件，由于它的通用性，在一些不同结构的专用机床的配 置时都可以使用。它的特点在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而造就了组合机床。组合机床与一般专用机床相比较，具有如下优点： (1) 设计与制造时间短。由于组合机床的通用化程度比较高，通用零件、标准件、通用部件约占 71，提前制造好一部分部件，根据需要选用在制造新机床时。只有小部分的专用零部件需要设计制造。 （ 2）自动化程度高。便于维修，提前准备通用部件的易耗易损件，在必要时可以更换整个部件 (3) 通用零部件的标准化、系列化。由于组合机床的通用部件的标准化和序列化，生产的规 模和产品的质量都将得到保证，这也将有利于生产的效率和效益的提高。 (4) 组合机床的结构的可靠性和工艺完善性。经过生产实践考验多次反复 2 改通用零部件，最后将其定型，因而专用机床的工艺性相当完善，所以其使用性能较稳定。这些都将有利于保证生产质量。 (5) 产品更新快。当加工对象发生改变的时候，可以重新利用通用部件把原有机床进行改装。由于组合机床的通用部件具有较广的适应性，因此样组合机床的结构稍为复杂。在改装组合机床时，约 10 20的零件不能被利用，改装费用较大。 从生产规模方面考虑，一方面 组合机床能同时从多工位对一个或多个工件进行多刀加工，另一方面它能够进行高效率的组装和生产，所以比较适用于加工成批、大量定型产品。我国组合机床已经越来越广泛地用干汽车、拖电机、自行车、缝纫机，仪器仪表、机床制造及国防等工业。从工艺上考虑，在加工生产时，零件一般固定不动，用刀具进给和旋转来进行加工循环。所以可进行短外圆车削、平面磨削、拉、槽等加工，也可完成一些非切削加工。如简单的装配工序、检查等。但是一般用于孔加工和平面加工，如扩孔、铰孔、钻孔、铣端面、成型表面加工、螺纹加工、锪平面。组合机床最适于加工箱体类零 件，如气缸体、气缸盖、变速箱体、电机座及仪器仪表壳体等。 组合机床及其自动线是集成的机电和自动化程度高的制造技术和成套工艺的装备。它有着优质高效和经济实用的特点 ,它们被广泛应用于能源、机械工程通信、工业等行业。我国传统主要使用机、电、气、液压控制来控制组合机床和组合机床自动线 ,因此它的加工对象主要是生产大批量的大中型内阁和轴类零件。组合机床的分类繁多 ,主要分为大型组合机床和小组合机床 ,单面、双面、三个脸 ,横、竖、倾斜、复合组合机床 ;随着技术的进步 ,一种新的组合机床 柔性组合 机床吸引了很多人的眼球 , ,它配以可编程控制器 (数控 (任何改变工作循环控制和驱动系统 ,使用了编码随行夹具、主轴箱、可换主轴箱和刀具的自动更换灵活适应多种规模可变的组合机床。最近几年 ,研究的组合机床加工连杆 ,比如面板还占一定的份额 ,完成钻孔、加工各种螺纹、扩孔、铰孔、各种形状轴和成形面和铣削平面。此外 ,近年来 , 数控组合机床、组合机床加工中心、机床辅机在组合机床工业的份额越来越大。由于组合机床是根据用户的特殊要求而设计的 ,而且其自动线是一个全面的高技术的特殊产品 ,它涉及到处理技术、刀具、测量 、控制、监测、清洗、装配诊断和尝试渗漏技术。摘要由于特殊的机床是其中一种。裁缝产品 ,具有自动化程度高的特点 ,是理想的大规模生产设备。随着数字控制技术的发展和制造业的技术进步、专用机床数控发展很快 ,在生产实践中有专用机床有一定的比例。根据原料的介绍 ,2001 年日本专用机床产值占 产值比 ,台湾 我们的国家只有 所以 ,在当 前的产 3 品结构调整、开发专用机床是行业发展的下一个问题。 组合机床可完成的工艺有铣平面、刮平面、车端面、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、攻丝、倒锪窝、钻深孔、切槽 等。随着综合自动化技术的发展，组合机床可完成的工艺范围也在不断扩大，除了上述工艺外，还可完成车外圆、车锥面、车弧面、切削内外螺纹、滚压孔、拉削内外圆柱面和平面、磨削、抛光、珩磨，甚至还可以进行冲压、焊接、热处理、装配、自动测量和检查等。 按照通用部件的配置形式和结构等方面的差异，组合机床可以分为大型组合机床和小型组合机床。习惯上滑台台面宽度大于 250称为大型组合机床，滑台台面宽度小于 250称为小型组合机床。 根据组合机床的配置形式的不同，可以分为单工位组合机 床、多工位组合机床和转塔式组合机床三类。 合机床多轴箱的研究意义 多轴箱是组合机床的重要专用部件。它是根据加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置、切削用量和主轴类型设计的传递各主轴运动的动力部件。其动力来自通用的动力箱，与动力箱一起安装于进给滑台，可完成钻、扩、铰、镗孔等加工工序。多轴箱一般具有多根主轴同时对一列孔系进行加工。但也有单轴的，用于镗孔居多。多轴箱按结构特点分为通用（即标准）多轴箱和专用多轴箱两大类。前者结构典型，能利用通用的箱体和传动件；后者结构特殊，往往需要加强主轴系统刚性，而使 主轴及某些传动件必须专门设计，故专用多轴箱通常指 “刚性主轴箱 ”，即采用不需刀具导向装置的刚性主轴和用精密滑台导轨来保证加工孔的位置精度。通用多轴箱则采用标准主轴，借助导向套引导刀具来保证加工孔的位置精度。通用多轴箱又大型多轴箱和小型多轴箱，这两中多轴箱的设计方法基本相同。 4 2 多轴箱的原始依据 a. 工件材料： b. 材料硬度： 170 220 c. 被加工件孔的直径及相对坐标尺寸见零件示意图； d. 工件定位面比工作台台面高 105毫米； e. 确定切削用量、计算切削力、选 择动力箱型号； f. 设计多轴箱装配图及主要零件图、变为齿轮图。 合机床切削用量选择的特点、方法及注意事项 a. 组合机床采用多刀、多刃同时切削，为尽量减少换刀时间和刀具的损耗，保证机床的生产率及经济效果，选用的切削用量应比通用机床单刀加工时低30%左右。 b. 组合机床通常用动力滑台来带动刀具进给。因此，同一滑台带动的多轴箱上的所有刀具（除 丝锥外）的每分钟进给量相同，即等于滑台的工进速度。 目前常用的查表法，参照生 产现场同类工艺，必要时经工艺实验确定切削用量。确定切削用量时应注意以下问题： a. 应尽量做到合理使用所有刀具，充分发挥其使用性能。由于多轴箱上同时工作的刀具种类不同且直径大小不等，其切削用量也各有特点。如钻孔要求高的切削速度和较小的进给量；铰孔则与之相反。同一多轴箱上刀具每分钟进给量必须相等并等于滑台的工进速度mm/所以要求同一多轴箱上各刀具均有较合理的切削用量是困难的。因此，一般先按各刀具选择较合理的 转速和每转进给量，再根据其中工作时间最长、负荷最重、刃磨较困难的所谓 “限制性刀具 ”来确定并调整每转进给量，通常用 “试凑法 ”来满足进给量相同的要求。 必要时可对少数难以协调的刀具采用附加（增或减速）机构加以解决。当同一多轴箱上有铣端面工序，应将铣端面安排在滑台工进的最后，以便采用二次工进时选用所需的进给量 b. 复合刀具切削用量选择应考虑刀具的使用寿命。保证刀具应有的使用 5 寿命，进给量按复合刀具最小的直径选择。如钻 给量按钻头选，切削用量按铰刀选。在分别选择时均应取允许值的上限，使复合刀具有较合 适的切削用量。对整体复合刀具，往往强度较低，故切削用量应选的较低些。 c. 多轴镗孔主轴刀头均需定向快进快退时（刀头处于同一角度位置进入或退出工件孔），各镗轴转速应相等或成整数倍。 d. 选择切削用量时要注意既要保证生产批量的要求，又要保证刀具一定的耐用度。在生产率要求不高时，切削用量不必选得很高，以免降低刀具的耐用度。即使是生产率要求很高的组合机床，也是在保证加工精度和刀具的耐用度的情况下，提高 “限制性刀具 ”的切削用量；对于 “非限制性刀具 ”，其耐用度只要求不低于某一极限值，可以减少切削功率。组合机床切削用 量选择通常要求刀具耐用度不低于一个工作班，最少不低于 4小时。 e. 确定切削用量时，还需考虑所选动力滑台的性能。如采用液压滑台时，选择每分钟进给量应该比滑台最小工进速度大 50%，否则会受温度影响和其他原因导致进给不稳定。 合机床切削参数的确定 表 2130P 6182P 加工材料 加工直径 d(切削速度 v（ m/ 进给量 f(mm/r) 铸 铁 160 2001 6 16 24 6 12 12 22 22 50 孔的切削用量除与孔径有关外还与钻孔深度有关。 表 孔钻切削用量递减表 21303d (3 4)d (4 5)d 切削速度 v（ m/ V (0.9)v (0.8)v 进给量 f （ mm/r） F 削的孔直径分别为 9表 9钻削参数分别如下表所示： 6 表 孔 切削速度 v(m/进给量 f(mm/r) 96 24 据各个切削用量之间的关 系，可以计算出各个主轴的转速范围，其计算方法为： 其中： v 为切削速度 错误 !未找到引用源。 为所钻孔的直径 所以： m 1601000601000 1 2 .5 w m 16010006010009 w 综上所述，整理有表 表 削参数 9 切削速度 v(m/20 16 进给量 f (mm/r) 速 n (r/合机床动力参数的确定 组合机床的切削用量计算切削力、转矩及功率 ,钻孔时 (刀具材料选用高速钢 ;工件材料为灰铸铁 ) a) 切削力 错误 !未找到引用源。 b) 切削转矩 错误 !未找到引用源。 c) 切削功率 错误 !未找到引用源。 d) 其中： v 切削速度（ f 进给量 601000 w 7 D 加工直径 布氏硬度 ：3m a x 对于 错误 !未找到引用源。 9 52 0 对于 9 错误 !未找到引用源。 6 12 0 错误 !未找到引用源。 合机床动力部件的选取 动力部件的选择主要是确定动力箱的选择，其驱动功率主要依据多轴箱所需传递的切削功率来选用。在不需要精确计算多轴箱功率或多轴箱尚未设计出来之前，可按下列简化公式进行估算： 错误 !未找到引用源。 式中 : 错误 !未找到引用源。 消耗 于各主轴的切削功率的总和，单位 多轴箱的传动效率，加工黑色金属时取 轴多、传动复杂时取小值，反之取大值。 必须注意：当某一规格的动力部件的功率或进给力不能满足要求，但又相差不大时，不要轻易选取大一规格的动力部件，而应该以不影响加工精度和效率为前提，适当降低关键性刀具的切削用量或将刀具错开顺序加工，以降低功率和进给力。 对该被加工零件进行分析，其有 错误 !未找到引用源。 的孔各四个，由于该机床在钻孔时的主轴是空转的。分别计算钻时所需要的功率如下： 错误 !未找到引用源。 用钻削功率来估算动力箱的功率，由上边的公式所述，由于加工的是铸铁且内部传动连复杂，所以取效率为 有： 错误 !未找到引用源。 考虑到传动轴的功率损失，选取动力箱为 1错误 !未找到引用源。 型 其参数如表 8 表 力箱参数 电动机型号 电动机功率 动机转速 输出轴转速 W) 435 （ 720 (r/1440 (r/的初步选定 轴材料的选择：轴的材料主要是碳钢和合金钢，由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低，同 时也可用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故采用碳钢制造轴尤为广泛，其中最常用的是 45钢。 轴的结构主要以下因素：轴在机器中的安装位置及形式，轴上安装零件的类型、尺寸、数量以及和轴连接的方法，载荷的性质、大小、方向及分布情况：轴的加工工艺等。轴的结构的因素较多，且结构形式又要随着具体情况的不同而异，所以轴没有标准的结构形式，设计时，必须针对不同情况进行具体的分析。但是，不论何种具体条件，轴的结构都应满足：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置；轴上的零件应便于装拆和调整。 表 主轴的 动力参数 9错误 !未找到引用源。 切削功率 P(削转矩 T(未找到引用源。m) 然在加工过程中有钻套等辅助设备来保证加工精度但是为了更大程度的保证主轴在工作中的可靠性、提高加工精度，选用刚性主轴并有公式计算的其直径： 错误 ! 未 找 到 引 用 源 。 4 19 4 2 1 2 根据标准轴颈将其圆整为： 20 , 错误 !未找到引用源。 表 主轴的初选直径 9 切削转矩 T(未找到引用源。m) 7. 3 9 轴径（ 25 20 传动轴的直径也参考主轴直径而定，取直径 25,20 。 通用钻削类主轴按支承方式可以分为三种： (1）滚锥轴承主轴：前后支承均为圆锥滚子轴承。这种支承可以承受较大的径向和轴向力，且结构简单、装配调整方便，广泛应用于扩、镗、铰孔和攻螺纹等加工；当刀具进退两个方向都有轴向力切削力时常用此种结构。 (2）滚珠轴承主轴：前支承为推力轴承和向心球轴承、后支承为向心球轴承或圆锥滚子轴承。因推力球轴承设置在前端，能承受较大的轴向力，适应于钻孔加工。 (3）滚锥轴承主轴：前后支承均采用无内环滚针轴承和推 力轴承。当主轴间距较小时采用。 对于本设计而言，设计的是箱体钻孔组合机床多轴箱，所以在主轴选用时按推荐的钻削类主轴选用滚珠轴承主轴，结构如图 承分别为 33004、33005、 16005（ 16004）、 51105（ 51104）。 图 轴的支承结构 对于传动轴，基本上不承受轴向力，但是为提高加工精度，防止派生的轴向力影响传动，故选用滚锥轴承的支承方式即在两端均采用圆锥滚子轴承33005。这样就可以通过轴承的预紧来更好的提高加工进度 ,结构如图 10 图 动轴的支承结构 轴箱的箱体轮廓尺寸的确定 由任务书知，工件定位面比工作台高 105件高度 h 为 h 为 140度 B 为 440边缘主轴中心距离箱体 1B 为50 所以箱体的尺寸初步计算为： 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 其 中为保证多轴箱内有足够安排齿轮的空间 错误 !未找到引用源。 ，故取错误 !未找到引用源。 ，则 箱体未找到引用源。 考虑到其内部传动连复杂、需要安装润滑用的油泵等设备，应优先考虑外部动力输入，预定采用 800630 的多轴箱箱体。由所选动力箱、和箱体，取箱体底面为坐标的横轴（ 纵轴（ 过定位销孔，则输入轴 0位置（ 0，0）。 11 3 多轴箱传动系统设计 多轴箱传动设计，是根据动力箱驱动轴的位置和转速、各主轴位置及转速要求，设计传动连，把驱动轴与各主轴链接起来，使各主轴获得预订的转速和转向。 a 对多轴箱传动系统的一般要求： 1）在保证主轴的强度、刚度、转速和转向的条件下，力求使传动轴和齿轮的规格、数量为最少。为此，应尽量用一根中间轴带动多根主轴，并将齿轮布置在同一排上。当中心距不符合标准时，可采用变为齿轮或略微 改变传动比的方法来解决。 2）尽量不使用主轴带动主轴的方案，以免增加主轴的负荷，影响加工质量。 3）为使结构紧凑，多轴箱内齿轮副的传动比一般不要大于 1/2，后盖内齿轮传动比允许至 1/3 1/量避免用升速传动。但是为了使主轴上的齿轮不至于过大，最后一级经常采用升速传动。 4）用于粗加工主轴上的齿轮，应尽量设在靠近前盖处，以减少主轴的扭转变形； 5）驱动轴直接带动的传动轴数不要超过两根，以免给装配带来困难。 b 拟定多轴箱传动方案的基本方法： 先把全部主轴中心分布在几个同心圆上，在各个同心圆的圆心上 分别设置中心传动轴；非同心圆分布的一些主轴也已设置中间传动轴（如一根传动轴带动两根或三根主轴）；然后根据已选定的各中心传动轴再取同心圆，并用最少的传动轴带动这些中心传动轴；最后通过合拢传动轴与动力箱驱动轴链接起来。 将主轴划分为各种分布类型 被加工零件上加工孔位置分布是多种多样的，但大致可归纳为：同心圆分布、直线分布和任意分布三种类型。因此，多轴箱上主轴分布相应分为三种。直线分布 对这类主轴，可分别用一根中间传动轴带动两根主轴。同心圆分布 对这类主轴，可在同心圆处分别设置中心传动轴，由其上的一个或几个 （不同排数）齿轮来带动各主轴。任意分布 对此类主轴可根据 “三点共圆 ”原理 。它是同心圆和直线分布的混合形式。确定驱动轴转速转向及其在多轴箱上的位置 驱动轴的转速按动力箱型号选定；当采用动力滑台时，驱动轴旋转方向可任意选择；动力箱与多轴箱连接时，应注意驱动轴中心一般设置于多轴箱体宽度的中心线上，其中心高度则决定于所选动力 12 箱的型号规格。驱动轴中心位置在机床联系尺寸图中已经确定。用最少的传动轴及齿轮把驱动轴和各主轴连接起来在多轴箱设计原始依 据图中确定了各个主轴的位置、转速和转向的基础上，首先分析主轴位置，拟 定传动方案，选定齿轮模数（估算或类比），再通过计算、作图或多 “试凑 ”相结合的方法，确定齿轮齿数和中间传动轴的位置及转速。 多轴箱常采用叶片油泵润滑，油泵供油至分油器经油管分送到个润滑点。油泵安装在箱体的前壁上，泵轴尽量靠近油池。通常油泵齿轮放置在靠近前盖排；以便于维修，如结构限制。可以放在后盖中；当泵体或管接头与传动轴端相碰时，可改用埋头传动轴。 由于本课题设计的是一双面卧式两工位移动工作台式组合机床的右多轴箱，所以选择对称式的机构以方便设计，减少工作量；只需要在转速的调节 上进行齿轮的变换就可以了。 图 由传动方案，可得此方案的传动路线图如下： 13 图 如图 别主轴 1， 2， 3， 4,5为同一直径都为 30且主要围绕主轴 3 转动；并用中心传动轴 3 带动分布四周的四个主轴，然后经过主轴直径为30的圆通过传动轴再来带动直径为 34且由上图可以看见主轴 1，2， 3， 4 ， 5转动方向与主轴 6,7,8,9,1,0,11,12,13,14,15轴的转动方向是一样的。故在中间传动轴与主轴设置多个传动轴。最后将轴 3 与动力输入轴 0 相连接成完整的传动连链。 由于本次设计的多轴箱的主轴数比较多而且结构比较复杂，再加上作者的实际经验不足，为使设计达到比较好的效果，严格参照齿轮设定一般的方法 试凑法。经反复的推敲、斟酌，结合该多轴箱孔多，孔间距比较小及设计的基本原则：主轴实际转速与设计转速相差不超过百分之五的理论，最终确定各工位各主轴及传动轴上的齿轮安排如下节介绍。 错误 !未找到引用源。 而输入轴的转速为 720 总的传动比分别为： i 错误 !未找到引用源。 14 在保证 的条件下，初选齿轮模数 m=3, 驱动轴上的齿轮齿数为 26，中心距为 95与之相连接中间传动轴上齿轮齿数为 错误 !未找到引用源。 ，设在第 排；由 06.1i 可知与 错误 !未找到引用源。 的主轴连接的中心传动轴齿轮齿数 错误 !未找到引用源。 ，设在第 排 i；由 错误 !未找到引用源。可知 错误 !未找到引用源。 的主轴齿数为 27；由箱体尺寸、零件的尺寸及相应的技术要求，有各主轴的坐标（如下图）为： 1 （ 110， 295） 2 （ 210， 295） 3 （ 330， 295） 4 （ 430， 295） 5 （ 550， 295） 6 （ 110， 95） 7 （ 210， 95） 8 （ 330， 95） 9 （ 430， 95） 10 （ 550， 95） 11 （ 110， 495） 12 （ 210， 495） 13 （ 330， 495） 14 （ 430， 495） 15 （ 550， 495） 16 （ 0， 0） 图 轴的坐标 根据上边的在同心圆上分布的四个主轴坐标计算中心传动轴 9 的位置坐标 15 得： ,0 , 传动轴 3相对于输入轴的距离为 错误 !未找到引用源。 查机械设计简明手册 7力箱齿轮，为满足总的传动比，选用动力箱齿轮 为 m=2， z=25,相应的取与之匹配的齿轮 m=2， z=25，安排在第 排； 故轴 3的实际转速为 m 主轴 1、 2、 3、 4、 5的转速为 m 错误 !未找到引用源。 由于总的传动比比较小，所以中心传动轴与个主轴的传动比均选用 1： 1传动即与中间传动轴的转速相等为 错误 !未找到引用源。 ，其中心主轴安排在第 排，传动轴也安排在第 排。电机轴安排在最后一排，在由中心传动轴向四周的主轴传动时，由于总传动比较小，所以都以 1i 进行传动，由下表 : 整理如表 工位各轴上齿轮的配置 第 排（ 第 排（ 33 3,30 3,2,3,4,5,27,28 26,7,8,9,10,11,12,13,14,15 223 217,39 225,29 216.,17,18,19,20,24,26,39,40,41,37 2标轴的计算 标轴的计算 由传动方案及齿轮，可以计算出各个传动轴的坐标 ,计算过程如下： 对于中心传动轴 3 的坐标计算，因为其传动轴的作用是带动呈圆周分布的错误 !未找到引用源。 主轴，故初步设置在圆心，与四轴距离相同，视为与一轴定距的传动轴坐标计算。 16 有主轴 1（ 110,295）作为原点，建立小坐标系 0 ,设所求传动轴的坐标 为 B(X,Y),啮合中心距为 错误 !未找到引用源。 。由 B 点向 X 轴作一辅助垂线交点，组成直角三角形 错误 !未找到引用源。 ，如下图 出 0（即 ,则 错误 !未找到引用源。 ,然后将所得的坐标（ 0,60）换算到大的坐标中去后为（ 265,255） . 图 一轴定距的传动轴坐标计算图 对于中心传
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