人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > 连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计【14张图纸-3A0】【优秀】

防油罩.dwg

连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计【14张图纸-3A0】【优秀】

资源目录

连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计【14张图纸-3A0】【优秀】.rar

防油罩.dwg---(点击预览)

防油套.dwg---(点击预览)

连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计说明书.doc---(点击预览)

连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计开题报告.doc---(点击预览)

毕业设计课题申报表.doc---(点击预览)

主轴箱坐标检查图.dwg---(点击预览)

主轴.dwg---(点击预览)

压缩包内文档预览：

编号：273241 类型：共享资源大小：1.13MB 格式：RAR 上传时间：2014-04-25 上传人：J**** IP属地：江苏

49
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 连杆螺栓孔铰削专机总体整体主轴设计

资源描述：

连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计

30页 13000字数+说明书+开题报告+任务书+实习报告+14张CAD图纸

主轴.dwg

主轴箱坐标检查图.dwg

主轴箱装配图.dwg

任务.doc

加工工序图.dwg

加工示意图.dwg

圆柱齿轮.dwg

套.dwg

导套.dwg

机床尺寸联系图.dwg

毕业实习报告.doc

毕业设计课题申报表.doc

生产率计算卡.dwg

箱体补充加工图.dwg

说明书封面.doc

说明书摘要.doc

说明书目录.doc

轴套.dwg

连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计开题报告.doc

连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计说明书.doc

防油套.dwg

防油罩.dwg

1 前言1

1.1 课题拟解决的问题1

1.2解决方案1

1.3 国内外现状1

2 组合机床总体设计2

2.1 零件加工工序图2

2.1.1 被加工工序的作用和要求2

2.1.2工艺方案的拟定2

2.2 加工示意图3

2.2.1 加工示意图的作用和要求3

2.2.2 绘制加工示意图的注意事项3

2.2.3 选择刀具、导向及有关计算4

2.2.4 动力部件的选择5

2.3 机床尺寸联系图6

2.3.1 机床装料高度的确定6

2.3.2 夹具轮廓尺寸的确定6

2.3.3 中间底座尺寸的确定6

2.3.4 主轴箱各尺寸的确定6

2.3.5 滑台的选择6

2.3.6 动力箱的选择6

2.3.7 其它配套部件的选择7

2.4 生产率计算卡7

3 专机主轴箱的设计9

3.1 主轴箱设计的原始依据图9

3.2 主轴结构型式的选择及加工计算9

3.2.1主轴结构型式的选择9

3.2.2 主轴直径和齿轮模数的初步确定9

3.2.3 主轴箱动力计算10

3.3 传动系统的设计和计算10

3.3.1 传动系统设计的一般要求10

3.3.2 设计原则及传动比的分配10

3.3.3 主轴箱的润滑和手柄轴的设置12

3.3.4 传动轴、叶片泵等轴直径的确定12

3.4 主轴箱坐标计算12

3.4.1坐标计算的顺序和方法12

3.4.2 绘制坐标演算表13

3.4.3 绘制坐标检查图14

3.5 主轴箱中轴的校核计算14

3.6 齿轮强度校核计算17

3.7 轴承的校核计算18

3.8 其它20

3.8.1轴承类型的选择20

3.8.2 轴上零件的固定与防松20

3.8.3 主轴箱体及其附件的选择设计20

3.8.4 润滑油与密封件的选择21

3.8.5 主轴箱的安装、定位21

4 本机床的精度标准及检验项目22

4.1 主轴箱精度标准及检验项目22

4.2 组合机床几何精度标准和检验项目22

4.3 刚性主轴组合机床精度标准和检验项目22

5 结论..23

参考文献24

致谢25

附录26

连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计

摘要: 本课题来自恒力集团，柴油机连杆是需要大量生产的零件。为了高速、高效的完成连杆螺栓孔铰削加工及保证相应的加工尺寸精度，本课题设计了一种专用于连杆螺栓孔铰削加工的组合机床。

　　　该机床设计的重点分总体设计和零部件设计两部分。总体设计包括对连杆进行工艺分析、确定专机的配置型式和工件定位、夹紧方案；对各种切削参数进行计算，从而确定动力箱电机功率以及完成“三图一卡”的设计。根据总体设计要求对主轴箱进行设计，主要包括绘制原始依据图、确定主轴和齿轮、完成动力计算、设计传动系统、绘制主轴箱装配图和零件补充加工图。该机床采用液压滑台实现刀具进给，采用机械动力箱驱动各个主轴的旋转运动保证各个主轴的转向、转速等，借助导套引导刀具实现精度要求和稳定的铰削加工。

　　　本组合机床能满足加工要求，保证加工精度，机床运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整。操作的简便，减轻了工人的劳动强度，提高了劳动生产率。

关键词：组合机床；总体设计；铰孔；主轴箱设计

　　　本课题总体设计包括对连杆进行工艺分析，确定连杆螺栓孔铰削专机配置型式和工件定位，夹紧方案；完成被加工连杆工序图，加工示意图，机床联系尺寸总图，生产率计算卡的设计。根据总体设计要求对主轴箱进行设计，包括主轴箱装配图和零件图的设计。

1.1 课题拟解决的问题

a.组合机床工艺方案的拟定。

b.三图一卡设计，其主要内容包括：被加工零件工序图,加工示意图,机床联系尺寸总图，生产率计算卡。

c.主轴箱的设计，其内容包括:主轴箱装配图,箱体补充加工图,零件图。

1.2 解决方案

　　　a.机床的配置形式

　　　采用立式组合机床，便于设计夹具，提高生产效率。

　　　b.连杆盖孔的加工方案的确定

　　　本工序采用连杆铰孔专机对连杆2个Φ13.20+0.018孔同时进行加工，保证孔深，表面粗糙度均为Ra1.6。

　　　c.工件定位和夹紧的确定

　　　工件的夹紧采用钩形压板，这样结构紧凑、装卸方便。

　　　d.主轴箱的设计

为方便夹具的设计和组合机床的设计美观性，主轴箱中齿轮的排布以主轴箱中心线为基准对称排布。

1.3 国内外现状

组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。我国传统的组合机床及其自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。随着技术的不断进步，一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。

QQ截图20130719074939.gif

QQ截图20130719075005.gif

QQ截图20130719075027.gif

QQ截图20130719075039.gif

内容简介：: 毕业设计任务书课题：连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计专业机械设计制造及其自动化学生姓名臧倩班级 B机制054 学号 0510110409 指导教师王正刚专业系主任吴祥发放日期 2009年 2 月 26 日一、设计内容设计一台加工柴油机连杆螺栓孔的铰削专机，具体进行总体设计和主轴箱设计。主要内容有：1总体设计1）制定工艺方案，确定机床配置型式及结构方案。2）三图一卡设计，包括：(a) 被加工零件工序图， (b) 加工示意图，(c) 机床联系尺寸总图， (d) 生产率计算卡， (e) 有关设计计算、校核。2主轴箱设计(a) 主轴箱装配图，(b) 箱体补充加工图，(c)零件图，(d) 有关计算、校核等。二、设计依据1课题来源：江苏恒力集团2产品名称：柴油机3被加工零件：连杆（附零件图）；4工件材料：45钢；5加工内容：铰连杆螺栓孔213.20+0.018，保证孔深,表面粗糙度均为Ra1.6。6. 生产纲领：年产量8万件，单班制；7. 批量：本机床设计、制造一台；8. 连杆螺栓孔已钻削加工，达到工序精度要求。；三、设计要求1机床应能满足加工要求，保证加工精度；2机床应运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整； 3机床尽量选用通用件，以便降低制造成本；4主轴箱能满足机床总体方案的要求（转速，转向，功率，坐标要求）；5设计图样总量：折合成A0幅面在3张以上；工具要求：应用计算机软件绘图；过程要求：装配图需提供手工草图；6毕业设计说明书按照学校规定的格式规范统一编排、打印，字数不少于1万字；7查阅文献资料10篇以上，并有不少于3000汉字的外文资料翻译；8到相关单位进行毕业实习，撰写不少于3000字实习报告；9撰写开题报告。四、毕业设计物化成果的具体内容及要求1、设计成果要求： 1）毕业设计说明书 1 份2）被加工零件工序图 1 张3）加工示意图 1 张4）机床联系尺寸总图 1 张5）生产率计算卡 1 张6）主轴箱装配图 1 张7）箱体补充加工图 1 张8）零件图不少于7张2、外文资料翻译（英译中）要求1）外文翻译材料中文字不少于3000字；2）内容必须与毕业设计课题相关；3）所选外文资料应是近10年的文章，并标明文章出处。五、毕业设计（论文）进度计划起讫日期工作内容备注2月26日2月28日布置任务 3月1日3月14日调查研究，毕业实习3月15日3月31日方案论证，总体设计4月1日4月14日技术设计（部件设计）4月14日5月14日工作设计（零件设计）5月15日5月31日撰写毕业设计说明书6月1日6月2日毕业设计预答辩6月3日6月9日修改资料6月10日6月11日评阅材料6月12日6月13日毕业答辩6月14日6月15日材料整理装袋六、主要参考文献：1 黄鹤汀.机械制造装备M. 北京：机械工业出版社，20042 吉卫喜. 机械制造技术M.北京：机械工业出版社，20043 侯珍秀.机械系统设计M.黑龙江：哈尔滨工业大学出版，20034 于骏一，邹青.机械制造技术基础M.北京：机械工业出版社，20025 谢家瀛组合机床设计简明手册M北京：机械工业出版社，19926 丛凤廷组合机床设计（第二版）M上海：上海科技出版社，19947 大连组合机床研究所组合机床设计（第一分册）M.北京：机械工业出版社，19758 大连组合机床研究所组合机床设计参考图册M北京：机械工业出版社，19759 姚永明非标准设备设计M上海：上海交通大学出版社，199910 金振华组合机床及其调整与使用M北京：机械工业出版社，199011 胡家秀机械零件设计实用手册M.北京：机械工业出版社，199912 李云机械制造工艺及设备设计指导手册M.北京:机械工业出版社，199613 李益民.机械制造工艺设计简明手册M. 北京:机械工业出版社，199314 王伯平.互换性与测量技术基础M.北京: 机械工业出版社,200315 杨列群.形状和位置公差位置度公差M.北京: 中国标准出版社,1992七、其他八、专业系审查意见负责人：年月日九、机械工程学院意见机械工程学院领导：年月日5 毕业实习报告专业机械设计制造及其自动化学生姓名臧倩班级 B机制054 学号 0510110409 指导教师王正刚日期 2009年3月14日毕业实习报告一概述毕业实习是我们机械设计制造及其自动化专业知识结构中不可缺少的组成部分，也是毕业设计不可或缺的重要环节，其目的在于通过实习使我们获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面，提高动手操作能力，同时毕业实习又是锻炼我们业务能力和素质提高的重要渠道，培养当代大学生吃苦耐劳的精神。通过毕业实习，我们可以更好更直接的了解产业状况、了解本专业的发展前景，了解国内外的发展趋势，以及对公司的运作，管理，产品的设计，生产，销售等各个方面都有了深刻的认识，有效地快速地提高了我们将来工作的能力。这次毕业实习，我受益匪浅，理论与实际相结合，在一些技术人员和车间师傅的指导和耐心讲解下，我努力学习多动手勤动脑，将所学的理论知识更好的融合与实际问题，培养了自己独立思考解决问题的能力，也为我的毕业设计乃至以后的工作打下了坚实的基础。二实习过程根据学校安排，毕业实习具体安排如下：1.东台远洋船舶配件有限公司2.江苏恒力集体3.悦达拖拉机厂三实习内容由于本人的毕业设计课题是连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱的设计。所以我在实习过程中主要关注了组合机床的总体设计，特别是连杆螺栓孔铰削机床的总体及主轴箱设计方面内容：本次实习的第一个单位是东台市远洋船舶配件有限公司。该公司主要从事各类船用轴系、舵系、管系（各种阀门、接头及其附件）产品的专业生产厂家， 2004年6月份通过了海军装备部二方认定，2007年取得了国防科工委颁发的武器装备科研生产许可证；并且已经通过中国CCS、法国BV、英国LR、德国GL、美国ABS、挪威DNV、意大利RINA、韩国KR等国家船级社的工厂认可。具有国家船舶工业总公司颁发的“生产许可证”、中国新时代质量体系认证中心发给的GJB9001A-2001，ISO9001:2000质量体系认证证书。该公司下设办公室、质检部、技术中心、生产部、供应部、销售部、设备部、财务部、仓管科、车队等部门。在广州、上海、武汉、青岛、葫芦岛、重庆、天津、大连、福建等沿海大城市均设立了办事处。公司拥有自己的质量检测中心和计算机局域网，配备了卡套接头振动试验机、脉冲静压试验机、爆破真空试验机、光谱分析仪、磁粉、超声波探伤等先进的检测设备。随着世界经济必将复苏的趋势，航运作为运输最重要的手段之一，会更加的繁荣，相关的船用阀门制造企业也必将得到更大的发展。本公司为盐城市两家军品生产企业之一。产品畅销国内外，深得各大造船企业赞誉。在这个单位的主要实习部门是装配车间，该公司的装配车间分为碟阀装配车间和普阀装配车间两个部门，主要工做就是完成产品的组装和检验，在这里我学到很多知识，并且深切体会到很多东西只有自己亲自动手才能发现问题的所在，整个阀件的装配过程看似简单，却有很多需要注意的细节，所以我一直跟着工人师傅学习，自己亲自动手组装，遇到不懂的问题及时请教师傅们，并认真探讨不合格品的影响因素，以及不合格阀件的返工过程，认真做好学习笔记，经过这段时间的实习，我已经基本掌握了各种阀的结构组成，装配依据，工作原理等。第二个实习单位是江苏悦达盐城拖拉机制造有限公司。在那里我们主要参观了传动箱体的加工生产线。首先，铣削了两个基准面，通过粗铣，然后精铣。在一基准面上钻两个销孔，为后面的定位做好准备，然后同样通过粗铣精铣两个步骤加工两端面，同样另外两侧面通过粗铣精铣两个步骤进行加工。用组合机床进行多孔的钻削加工，其中夹紧工具定位非常重要，各个面都有其自己的夹紧工具，设计的非常巧妙，实在感叹那些设计工程师的精确定位，每个步骤都很有讲究。最后我们来到江苏恒力集体。江苏恒力集团是机械部定点生产各种机床的单位，中国出口机床生产基地，具有进出口经营权。公司拥有各种金切设备、检测设备300多台，其中DIX750精密坐标镗床、精密导轨磨床，瑞士精密小孔磨床，高速磨齿机，加工中心，三座标测量仪，超音频淬火机等精大稀设备30余台。具有较强的加工、装配、检测和机床安装调试能力。主导产品为组合机床及其通用部件、数控镗铣床、龙门式加工中心、钢帘线生产设备以及各类专用机床和非标生产线等。产品主要有CDB系列车床、钻床和数控车床等、专业生产各类数控机床、组合机床、专用机床及非标工装设备。四组合机床总体及其主轴箱设计分析组合机床一般采用多轴、多刀、多序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。组合机床主轴箱的设计计算是组合机床设计工程中的重要环节，是主轴箱零部件结构设计的理论基础，设计计算稍有不慎，便会导致后期设计或制造的前功尽弃。在组合机床的设计中，为了使各工作主轴得到要求的转速和转向，需对主轴箱中传动系统进行合理的设计。在设计传动系统时，为了保证主轴的强度和刚度，所有的教科书和参考书中都提出这样一条设计原则:尽量不采用主轴带动主轴的方案，因为这会增加主动主轴的负荷。一般情况下，上述这条设计原则是正确的，但在传动系统的设计中，如果主轴相距较近或由于其它条件的限制，则这条设计原则又给传动系统的设计增加了许多困难。在传动系统设计的实践中发观:如果利用“惰轮”的概念，我们就可以用主轴带动主轴，而且不会增加主动主轴的负荷，这动主轴，而且不会增加主动主轴的负荷，这样，在传动系统的设计中，往往可以达到“事半功倍”的效果。五实习感想本次毕业实习，我亲身体会到机械设计制造这门专业的科学性和严谨性。工人师傅一丝不苟的工作态度令我们钦佩。平时我们以为可行的设计方案在实际中反而是不可行的，这充分证明了光从理论上进行学习是远远不够的，我们只有理论结合实际，经常到生产第一线去参观实习才能更好的为专业学习打下扎实的基础。这些宝贵经历，有助于我们树立正确的学习态度和明确学习目标，对我今后的学习和就业具有重要的指导意义。在实习过程中，我不断查漏补缺，努力寻找自己的薄弱之处，认真学习，不断提高，养成了良好的自主学习能动性，提高了独立思考解决问题的能力，进一步加深了我对所学专业的理解和掌握。通过实习，我掌握了一些基本的加工工艺与方法，更加深刻的了解学习了组合机床的相关知识，为我接下来的毕业设计打下了坚实的基础，积累了实践经验，更好的复习回顾了以前所学专业知识！这次实习让我彻底明白了我们当代大学生就是太缺乏实践经验，容易养成眼高手低的坏毛病，我们需要一颗谦虚好学的心，需要亲自动手去做，需要勤学好问的精神，需要总结创新的思想，可以说公司里的每个职工都是我的老师，但是我们不能永远停留在他们的水平，因为我们是当代大学生，我们受过高等教育，我们拥有宝贵的理论知识，所以我们担负着开拓创新的责任，我们必须将所学理论与生产实践相结合，只有这样，才能创新，才能提高产品的质量；只有这样，才能提高效益，公司才能更好的发展。 4机械工程学院毕业设计（论文）选题申报表指导教师王正刚职称副教授所在专业（系）机械设计制造及其自动化课题名称连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计课题来源课题性质题目类别科研课题生产实际课程或实验室建设其它技术研究工程设计软件开发理论研究其它毕业设计毕业论文适用专业机械设计制造及其自动化选题理由本课题来源于恒力集团，所涉及的知识面能覆盖机械设计制造及其自动化专业的主要课程，内容含量及难易适当，课题综合性强，能提高学生设计计算、计算机绘图、正确使用资料和手册及标准、编制技术文件的能力。主要内容本课题总体设计包括对连杆进行工艺分析，确定连杆螺栓孔铰削专机配置型式和工件定位、夹紧方案；完成被加工连杆工序图、加工示意图、机床联系尺寸总图、生产率计算卡的设计。根据总体设计要求对主轴箱进行设计，包括主轴箱装配图和零件图的设计。物化成果：工序图 1张，加工示意图 1张，机床联系尺寸总图 1张，生产率计算卡1张，主轴箱装配图 1张，箱体补充加工图 1张，零件图若干张，设计计算说明书1份。成果要求开题报告： 3000字以上说明书：1万字以上图纸： 0号4张以上译文： 3000字以上字论文：字其它：专业系审查意见：专业系主任（签名）：学院审批意见：院长（签名）：毕业设计说明书连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计专业机械设计制造及其自动化学生姓名臧倩班级 B机制054 学号 0510110409 指导教师王正刚完成日期 2009年6月 6 日盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计摘要: 本课题来自恒力集团，柴油机连杆是需要大量生产的零件。为了高速、高效的完成连杆螺栓孔铰削加工及保证相应的加工尺寸精度，本课题设计了一种专用于连杆螺栓孔铰削加工的组合机床。该机床设计的重点分总体设计和零部件设计两部分。总体设计包括对连杆进行工艺分析、确定专机的配置型式和工件定位、夹紧方案；对各种切削参数进行计算，从而确定动力箱电机功率以及完成“三图一卡”的设计。根据总体设计要求对主轴箱进行设计，主要包括绘制原始依据图、确定主轴和齿轮、完成动力计算、设计传动系统、绘制主轴箱装配图和零件补充加工图。该机床采用液压滑台实现刀具进给，采用机械动力箱驱动各个主轴的旋转运动保证各个主轴的转向、转速等，借助导套引导刀具实现精度要求和稳定的铰削加工。本组合机床能满足加工要求，保证加工精度，机床运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整。操作的简便，减轻了工人的劳动强度，提高了劳动生产率。关键词：组合机床；总体设计；铰孔；主轴箱设计Design of General and Headstock of Modular Machine Tool for Finished Reaming Bolt Holes of The Connecting RodAbstract: The topic comes from Hengli Group, diesel engine connecting rod is a product which needs mass production. In order to finish reaming the bolt holes of the connecting rod high-speedly and efficiently and to ensure the accuracy of the corresponding size of the processing, The topic design a modular machine tool for reaming bolt holes of connecting rods.The focus of this design includes general design and headstock design. The general design includes the process analysis of connecting rod, the determination of the configuration of modular machine tool , the location of workpiece and clamping programs; calculation of various cutting parameters to determine the electrical power and to complete the three-drawings one chart design. According to the general design requirements ,the design of the headstock includes the design of the original drawing, the determination of the spindles and gears, the calculation of the dynamic, the design of transmission system, completion of headstock assembly drawings and some additional processing detail drawings. It uses the hydraulic slide to achieve tools feeding, the tool is guided by the bushings to achieve machine accuracy and stable reaming.This modular machine tool is able to meet the processing requirements, to ensure processing accuracy , with reliable operation and simple structure, the machine runs smoothly, maintains and adjusts easily, the labor intensity can be reduced and the labor productivity can be increased because of the simple operation.Key words: Modular machine tool; General design; Reaming hole; Headstock design盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009目目录录1 前言.11.1 课题拟解决的问题.11.2 解决方案 .11.3 国内外现状.12 组合机床总体设计.22.1 零件加工工序图.22.1.1 被加工工序的作用和要求.22.1.2 工艺方案的拟定 .22.2 加工示意图.32.2.1 加工示意图的作用和要求.32.2.2 绘制加工示意图的注意事项.32.2.3 选择刀具、导向及有关计算.42.2.4 动力部件的选择.52.3 机床尺寸联系图.62.3.1 机床装料高度的确定.62.3.2 夹具轮廓尺寸的确定.62.3.3 中间底座尺寸的确定.62.3.4 主轴箱各尺寸的确定.62.3.5 滑台的选择.62.3.6 动力箱的选择.62.3.7 其它配套部件的选择.72.4 生产率计算卡.73 专机主轴箱的设计.93.1 主轴箱设计的原始依据图.93.2 主轴结构型式的选择及加工计算.93.2.1 主轴结构型式的选择 .93.2.2 主轴直径和齿轮模数的初步确定.93.2.3 主轴箱动力计算.103.3 传动系统的设计和计算.103.3.1 传动系统设计的一般要求.103.3.2 设计原则及传动比的分配.103.3.3 主轴箱的润滑和手柄轴的设置.123.3.4 传动轴、叶片泵等轴直径的确定.123.4 主轴箱坐标计算.123.4.1 坐标计算的顺序和方法 .123.4.2 绘制坐标演算表.13盐城工学院本科生毕业设计说明书 20093.4.3 绘制坐标检查图.143.5 主轴箱中轴的校核计算.143.6 齿轮强度校核计算.173.7 轴承的校核计算.183.8 其它.203.8.1 轴承类型的选择 .203.8.2 轴上零件的固定与防松.203.8.3 主轴箱体及其附件的选择设计.203.8.4 润滑油与密封件的选择.213.8.5 主轴箱的安装、定位.214 本机床的精度标准及检验项目.224.1 主轴箱精度标准及检验项目.224.2 组合机床几何精度标准和检验项目.224.3 刚性主轴组合机床精度标准和检验项目.225 结论.23参考文献.24致谢.25附录.26 毕业设计开题论证报告专业机械设计制造及其自动化学生姓名臧倩班级 B机制054班学号 0510110409 指导教师王正刚完成日期 2009年3月31日课题名称：连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述1.课题来源本课题来源于江苏恒力集团。2.课题研究的主要内容本课题总体设计包括对连杆进行工艺分析，确定连杆螺栓孔铰削专机配置型式和工件定位，夹紧方案；完成被加工连杆工序图，加工示意图，机床联系尺寸总图，生产率计算卡的设计。根据总体设计要求对主轴箱进行设计，包括主轴箱装配图和零件图的设计。3.国内外现状组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。我国传统的组合机床及其自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。随着技术的不断进步，一种新型的组合机床柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，我国组合机床及其自动线总体技术水平比发达国家要相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺，研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需求，真正成为刚柔兼备的自动化装备。随着市场竞争的加剧和对产品需求的提高，高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控组合机床及其自动线正在冲击着传统的组合机床行业企业，因此组合机床装备的发展思路必须是以提高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠性和组合机床技术的成套性为主攻方向。在第21届日本国际机床博览会上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。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，可以看出通信技术在组合机床方面的应用将是今后的发展方向。二、本课题拟解决的问题1 组合机床工艺方案的拟定。2 三图一卡设计，其主要内容包括：（1）被加工零件工序图，（2）加工示意图，（3）机床联系尺寸总图，（4）生产率计算卡。3 主轴箱的设计，其内容包括：（1）主轴箱装配图，（2）箱体补充加工图，（3）零件图。三、解决方案及预期效果1 解决方案（1）机床的配置形式采用立式组合机床，便于设计夹具，提高生产效率。（2）连杆盖孔的加工方案的确定本工序采用连杆铰孔专机对连杆2-13.20+0.018孔同时进行加工，保证孔深，表面粗糙度均为Ra1.6。（3）工件的定位和夹紧的确定工件的夹紧采用钩形压板，这样结构紧凑、装卸方便。（4）主轴箱的设计为方便夹具的设计和组合机床的设计美观性，主轴箱中齿轮的排布以主轴箱中心线为基准对称排布。2 预期效果（1）机床设计基本达到运转平稳，结构简单，工作可靠，装卸方便，维修及调整便利的要求。（2）加工精度能符合零件图要求。（3）主轴箱能满足机床总体方案的要求（转速，转向，功率，坐标要求）。四、课题进度安排3月1日3月14日毕业实习阶段。毕业实习，查阅资料，到多个公司实践，撰写实习报告。3月15日3月31日开题阶段。提出总体设计方案及草图，填写开题报告。4月1日5月14日设计初稿阶段。完成总体设计图、部件图、零件图。5月15日5月31日中期工作阶段。完善设计图纸，编写毕业设计说明书，中期检查。6月1日6月2日毕业设计预答辩。6月3日6月9日毕业设计整改。图纸修改、设计说明书修改、定稿，材料复查。6月10日6月11日毕业设计材料评阅。6月12日6月13日毕业答辩。6月14日6月15日材料整理装袋。五、指导教师意见签名年月日六、专业系意见签名年月日七、学院意见签名年月日 3 连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计0目目录录1 前言.11.1 课题拟解决的问题.11.2 解决方案 .11.3 国内外现状.12 组合机床总体设计.22.1 零件加工工序图.22.1.1 被加工工序的作用和要求.22.1.2 工艺方案的拟定 .22.2 加工示意图.32.2.1 加工示意图的作用和要求.32.2.2 绘制加工示意图的注意事项.32.2.3 选择刀具、导向及有关计算.42.2.4 动力部件的选择.52.3 机床尺寸联系图.62.3.1 机床装料高度的确定.62.3.2 夹具轮廓尺寸的确定.62.3.3 中间底座尺寸的确定.62.3.4 主轴箱各尺寸的确定.62.3.5 滑台的选择.62.3.6 动力箱的选择.62.3.7 其它配套部件的选择.72.4 生产率计算卡.73 专机主轴箱的设计.93.1 主轴箱设计的原始依据图.93.2 主轴结构型式的选择及加工计算.93.2.1 主轴结构型式的选择 .93.2.2 主轴直径和齿轮模数的初步确定.93.2.3 主轴箱动力计算.103.3 传动系统的设计和计算.103.3.1 传动系统设计的一般要求.103.3.2 设计原则及传动比的分配.10盐城工学院本科生毕业设计说明书 200913.3.3 主轴箱的润滑和手柄轴的设置.123.3.4 传动轴、叶片泵等轴直径的确定.123.4 主轴箱坐标计算.123.4.1 坐标计算的顺序和方法 .123.4.2 绘制坐标演算表.133.4.3 绘制坐标检查图.143.5 主轴箱中轴的校核计算.143.6 齿轮强度校核计算.173.7 轴承的校核计算.183.8 其它.203.8.1 轴承类型的选择 .203.8.2 轴上零件的固定与防松.203.8.3 主轴箱体及其附件的选择设计.203.8.4 润滑油与密封件的选择.213.8.5 主轴箱的安装、定位.214 本机床的精度标准及检验项目.224.1 主轴箱精度标准及检验项目.224.2 组合机床几何精度标准和检验项目.224.3 刚性主轴组合机床精度标准和检验项目.225 结论.23参考文献.24致谢.25附录.26连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计摘要: : 本课题来自恒力集团，柴油机连杆是需要大量生产的零件。为了高速、高连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计2效的完成连杆螺栓孔铰削加工及保证相应的加工尺寸精度，本课题设计了一种专用于连杆螺栓孔铰削加工的组合机床。该机床设计的重点分总体设计和零部件设计两部分。总体设计包括对连杆进行工艺分析、确定专机的配置型式和工件定位、夹紧方案；对各种切削参数进行计算，从而确定动力箱电机功率以及完成“三图一卡”的设计。根据总体设计要求对主轴箱进行设计，主要包括绘制原始依据图、确定主轴和齿轮、完成动力计算、设计传动系统、绘制主轴箱装配图和零件补充加工图。该机床采用液压滑台实现刀具进给，采用机械动力箱驱动各个主轴的旋转运动保证各个主轴的转向、转速等，借助导套引导刀具实现精度要求和稳定的铰削加工。本组合机床能满足加工要求，保证加工精度，机床运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整。操作的简便，减轻了工人的劳动强度，提高了劳动生产率。关键词：组合机床；总体设计；铰孔；主轴箱设计盐城工学院本科生毕业设计说明书 20093Design of General and Headstock of Modular Machine Tool for Finished Reaming Bolt Holes of The Connecting RodAbstract: The topic comes from Hengli Group, diesel engine connecting rod is a product which needs mass production. In order to finish reaming the bolt holes of the connecting rod high-speedly and efficiently and to ensure the accuracy of the corresponding size of the processing, The topic design a modular machine tool for reaming bolt holes of connecting rods.The focus of this design includes general design and headstock design. The general design includes the process analysis of connecting rod, the determination of the configuration of modular machine tool , the location of workpiece and clamping programs; calculation of various cutting parameters to determine the electrical power and to complete the three-drawings one chart design. According to the general design requirements ,the design of the headstock includes the design of the original drawing, the determination of the spindles and gears, the calculation of the dynamic, the design of transmission system, completion of headstock assembly drawings and some additional processing detail drawings. It uses the hydraulic slide to achieve tools feeding, the tool is guided by the bushings to achieve machine accuracy and stable reaming.This modular machine tool is able to meet the processing requirements, to ensure processing accuracy , with reliable operation and simple structure, the machine runs smoothly, maintains and adjusts easily, the labor intensity can be reduced and the labor productivity can be increased because of the simple operation.Key words: Modular machine tool; General design; Reaming hole; Headstock design连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计41 前言课题来源于江苏恒力集团，本课题总体设计包括对连杆进行工艺分析，确定连杆螺栓孔铰削专机配置型式和工件定位，夹紧方案；完成被加工连杆工序图，加工示意图，机床联系尺寸总图，生产率计算卡的设计。根据总体设计要求对主轴箱进行设计，包括主轴箱装配图和零件图的设计。1.1 课题拟解决的问题a.组合机床工艺方案的拟定。b.三图一卡设计，其主要内容包括：被加工零件工序图,加工示意图,机床联系尺寸总图，生产率计算卡。c.主轴箱的设计，其内容包括:主轴箱装配图,箱体补充加工图,零件图。1.2 解决方案a.机床的配置形式采用立式组合机床，便于设计夹具，提高生产效率。b.连杆盖孔的加工方案的确定本工序采用连杆铰孔专机对连杆 2 个 13.20+0.018孔同时进行加工，保证孔深，表面粗糙度均为 Ra1.6。5 . 03 . 044c.工件定位和夹紧的确定工件的夹紧采用钩形压板，这样结构紧凑、装卸方便。d.主轴箱的设计为方便夹具的设计和组合机床的设计美观性，主轴箱中齿轮的排布以主轴箱中心线为基准对称排布。1.3 国内外现状组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。我国传统的组合机床及其自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。随着技术的不断进步，一种新型的组合机床柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。盐城工学院本科生毕业设计说明书 200952 组合机床总体设计组合机床是按照高度集中工序原则，针对被加工零件的特点及工艺要求设计的一种高效率专用机床。2.1 零件加工工序图2.1.12.1.1 被加工工序的作用和要求被加工工序的作用和要求被加工工序图表示所设计的组合机床上完成的工艺内容、加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹压部位及被加工零件的材料、硬度和本机床加工前的加工余量、毛坯或半成品情况的图样。除了设计研制合同外，它是组合机床设计的具体依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要文件。被加工零件工序图是在被加工零件图基础上，突出本机床或自动线的加工内容，并作必要的说明而绘制的。其主要内容包括：a.被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本工序机床设计有关部位结构形状尺寸。b.本工序所选用的定位基准、加压部位及加紧方向。以便据此进行夹具的支承、定位、夹紧和导向机构设计。c.本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技术要求以及对上道工序的技术要求。d.注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量。2.1.22.1.2 工序方案的拟定工序方案的拟定如图 2-1 所示，本工序的加工内容是铰连杆体、盖上的孔。要求在立式组合机床上加工，要求孔的加工精度较高，所以加工时应该把连杆体和盖合在一起加工，以盖和连杆体的一个端面及连杆体上直径为 =43.5mm 的孔以及其侧面作为定位基准，夹紧点位于连杆体和盖的另一个端面上。因为连杆体、盖上的孔是对称分布的，两孔的中心距离是 109.5mm，所以加工时为了提高生产效率，缩短辅助工作时间，减少设备，用一台组合机床同时加工两个孔，该立式组合机床有两根主轴。该加工孔的直径为 13.2mm，表面粗糙度 1.6，加工孔的深度为 44mm，加工孔对 A1 面的垂直度要求为 0.04，对端面 G 的平行度为 0.04，被加工材料是 45 钢.连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计6图 2-1 零件加工工序图2.2 加工示意图2.2.12.2.1 加工示意图的作用和内容加工示意图的作用和内容加工示意图是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图，它是设计刀具、辅具、夹具、多轴箱和液压、电气系统以及选择动力部件、绘制机床联系尺寸总图的主要依据，是对机床总体布局和性能的原始要求，也是调整机床和刀具所需要的重要技术文件。加工示意图应表达和标注的内容有：机床的加工方法、切削用量、工作循环和工作行程；工件、刀具及导向、托架和多轴箱之间的相对位置及其联系尺寸；主轴结构类型、尺寸及外伸长度；刀具类型、数量、和结构尺寸；接杆（包括镗杆）、浮动卡头、导向装置等结构尺寸；刀具、导向套间的配合；刀具、接杆、主轴之间的联系方式及配合尺寸等。2.2.22.2.2 绘制加工示意图的注意事项绘制加工示意图的注意事项加工示意图应绘制成展开图，按比例用细实线画出工件外形，加工表面画粗实线，必须使工件的加工方位和机床布局相吻合。为简化设计，同一多轴箱上结构尺寸完全相同的主轴（即指加工表面，所用刀具及导向、主轴及接杆的规格尺寸、精度完全相同时）只画一根，但必须在主轴上标注与工件孔号相对应的轴号。一般主轴的分布不受真实距离的限制，当主轴彼此间很近或需要设置结构尺寸较大的导向装置时，必须以实际中心距严格按比例画，以便检查相邻主轴、刀具、辅具、导向等是否干涉。采用标准通用结构（刀具、接杆、浮动卡头、攻螺纹靠模及丝锥卡头、通用多轴箱外伸出部分等）只画外轮廓，但必须加注规格代号；对一些专用结构，盐城工学院本科生毕业设计说明书 20097如专用的刀具、导线向、刀杆托架、专用接杆或浮动卡头等，需用剖视图表示其结构，并标注尺寸、配合及精度。多面多工位机床的加工示意图一定要分开工位，按每个工位的加工内容顺序进行绘制。并应画出工件的回转工作台或鼓轮上的位置示意图，以便清楚的看出工件及不同工位与相应多轴箱主轴的相对位置。2.2.32.2.3 选择刀具、导向及有关计算选择刀具、导向及有关计算a.刀具的选择选择刀具应考虑工件材质、加工精度、表面粗糙度、排屑及生产率等要求。该加工零件材料为 45 钢，年产量 8 万件，加工精度要求高，加工时选择铰刀，根据文献【1】查得铰 13.2mm 的孔用锥柄长刃机用铰刀 d=13.2mm ,L=182mm ,L0=44mm 铰柄的莫氏圆锥 1 号。b.导向的选择由文献【1】P223 表 3-4 和表 3-5 及文献【2】P63 选择导向长度 L1=45mm 的固定导套，具体结构和尺寸如图 2-2。导套配合的选择查文献【1】表 3-5 可知：D 用D/db,新标准为 H7/g6; D1 用 D/ga, 新标准为 H7/n6。图 2-2 导向装置结构图c.主轴的选择根据文献【11】表 6-20 中公式： T =80.6D0.83f0.68ap0.79HB0.6 连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计8（2-1）（2-DTvN97402） (2-3) 0.6 /PT D式中，T 表示切削转矩（N），D 表示加工直径（mm），f 表示进给量（mm/r）, ap表示背吃刀量,取ap=0.1mm, HB 表示布氏硬度，取 HB=162，N 表示切削功率（Kw），v 表示切削速度（m/min）, P 表示切削力（N）。根据文献【1】表 5-10 中公式（2-4）410dB M式中，B 表示系数，取 B=7.3，M 表示切削转矩。由公式（2-1）、(2-4)算得 T=1468.31N.mm ，d=25.41mm ，按标准系列调整取d=30mm。由文献【1】表 5-10，查得立式主轴箱主轴外伸长度 L=115-15=100mm , D/d=50/36.接杆选用莫氏圆锥 1 号，根据文献【5】P122 选用 B 型 6 号接杆。结构尺寸如图 2-3 所示：图 2-3 接杆2.2.42.2.4 动力部件的选择动力部件的选择a.动力部件的功率选择根据所选的切削用量计算出切削功率及进给功率，并考虑提高切削用量的可能性（一般提高 30%），选择相应的动力部件。由文献【1】P49 查的背吃刀量ap=0.2mm,切削速度v=10 米/秒 , 转速 n=263 转/分, 进给量 f=0.5 毫米/转。由公式（2-2）算得切削功率 N=0.359kw , 所以 N1=N2=0.359,由公式（2-3）得切削力 P=66.74 公斤=667.4N，得 N 总=2N/0.8=20.359/0.8=0.896kw . 所以初选电动机功率 N=1.5KW。b.主轴箱最大尺寸的选择根据工件外廓尺寸和结构需要，选择 400400340mm 的标准主轴箱。c.导套及工件相互间的位置尺寸盐城工学院本科生毕业设计说明书 20099如图 2-4 所示，导套长度 45，钻模板厚为 20 的位置时钻模板与工件相距 10mm刀具切入工件长度为 44mm 导向套与主轴箱间的距离为 377mm，采用活动式钻模板。图 2-4 导套及工件相互间位置d.动力头的循环本机床动力头的循环采用“工进-快进-快退”的循环。2.3 机床尺寸联系图2.3.12.3.1 机床装料高度的确定机床装料高度的确定考虑到通用部件尺寸的限制和操作方便，装料高度可在 8501060mm 之间选取，具体设计取装料高度为 860mm。2.3.22.3.2 夹具轮廓尺寸的确定夹具轮廓尺寸的确定装卸工件是在机床外面完成的，夹具在装卸工件时可拉近拉出。在此主要确定夹具的长、宽、高尺寸，工件的轮廓尺寸和形状尺寸是确定夹具底座轮廓尺寸的基本依据。具体要考虑布置工件的定位、限位、夹紧机构、刀具导向装置以及夹具底座排屑和安装等方面的空间和面积需要。2.3.32.3.3 中间底座尺寸的确定中间底座尺寸的确定中间底座支撑着夹具体，按需要取长为 170mm，宽和高分别取标准值为 1000mm和 560mm。2.3.42.3.4 主轴箱各尺寸的确定主轴箱各尺寸的确定根据文献【1】确定主轴箱后盖为 90mm，前盖为 70mm,箱体的尺寸为 180mm。2.3.52.3.5 滑台的选择滑台的选择滑台的选择应根据工件的外轮尺寸、进给抗力和工作循环来确定。根据文献【2】P94 可查的用 1HY32 型的液压滑台，行程为 400mm,最大进给抗力为 12500N,快速移动速度为 10 米/秒。2.3.62.3.6 动力箱的选择动力箱的选择根据文献【2】P115 查的选择 1TD32IVY100L-6 型动力箱，电动机功率 P=1.5KW 连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计10L3=320mm，电动机转速 n=940r/min ，输出轴转速 n=470r/min。2.3.72.3.7 其它配套部件的选择其它配套部件的选择根据文献【2】P95 查的 1HY32 型液压滑台立式配置时配套的其他部件为：立柱选用型号 1CL32，立柱侧底座选用型号 1CD321。2.4 生产率计算卡根据加工示意图中工作行程长度、切削用量、动力部件的快进及工进速度等，就可以计算机床的生产率并编制生产率计算卡，用以反映机床的加工过程，完成每一动作所需的时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率等。a.理想生产率公式： Q=A/K （2-5）式中，A 代表一年生产纲领（件），K 全年工时总数（小时）。根据公式（2-6）可得：8000/235034(/)Q 件小时b.实际生产率公式： =60/T单（2-1Q6）式中，T单生产一个零件所需时间（分），它可根据下式计算 T单=t切+t辅（2-7） t切=（L1/Vf1+L2/Vf2+t停）（2-8） t辅=（L快进/Vfk+L快退/Vfk+t装卸）（2-9）式中，L1 、L2分别为刀具第，第工作进给行程长度（mm）; Vf1 、Vf2分别为刀具第，第工作进给量（mm/min）；t停是指当惚端面时，动力滑台在死挡铁上的停留时间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转 510 转所需时间（分）；L快进、L快退分别为动力部件快进，快退行程长度（mm）；Vfk 是指动力部件快速行程速度，取；10/minfkVmT装卸是指工件装、卸时间，一般取 0.51.5 分钟。盐城工学院本科生毕业设计说明书 200911c.机床负荷率负公式：负=Q/Q1 （2-10）根据设计可得： 1254LLmm 120.5 263131.5/minffVVmm min100.05tt停停取转所需要的时间，取 100,154Lmm Lmm快进快退 ,10/minfkVm0.9mint装卸由公式（2-8），（2-9），（2-7），（2-6）可得： 540.050.46131.5t切 331001540.90.925410 1010 10t辅 0.460.92541.3854T单 160/1.385443.31()Q 件/ 小时 =34/43.31=78.59%负当 Q1Q 时，根据组合机床的使用经验，适宜的负荷率为 86%左右。d.编制生产率计算卡具体见附件。在编制生产率计算卡时，应注意以下几个问题：第一，在时间的选择上，应考虑到同时加工的工序应以时间最长的作为工进时间，而在这期间，已完成的不计入总时间。第二，在某方向上多轴加工时，也是选择工进时间最长的作为此方向的工进时间。连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计123.专机主轴箱设计3.1 主轴箱设计的原始依据图主轴箱是组合机床的重要组成部件，它是选用通用零件，按专用要求进行设计的，其主要功能是根据被加工零件的加工要求，安排各主轴位置，将电动机和动力箱部件的功率和运动，通过一定速比排布的传动齿轮传递给各轴，使其能获得所需要的转速和转向，并带动刀具进行切削。由于本次毕业设计要求本人设计该立式组合机床的主轴箱，故此说明书只对主轴箱的设计、计算作详细的论述，而对其总体设计部分只作一般性的论述。主轴箱的原始依据图是根据组合机床总体设计中的“三图一卡”整理编绘出来的,其主要包括主轴箱设计的原始要求和已知条件.在编制此图时从“三图一卡”中已知：主轴箱外围轮廓尺寸 400x400x340mm 、工件轮廓尺寸 109x198mm 及各孔的轮廓尺寸、工件和主轴箱的相对位置尺寸。根据以上数据可编绘出该立式组合机床的主轴箱设计原始依据图a.被加工零件名称：4110Z 连杆材料：45 钢硬度：HB165b.主轴外伸尺寸及切削用量以上已经说明c.动力部件1TD32IVY100L-6 型动力箱电动机功率 P=1.5KW,电动机转速 n=940r/min,输出轴转速 n=470r/min。3.2 主轴结构型式的选择及加工计算3.2.13.2.1 主轴结构型式的选择主轴结构型式的选择主轴结构型式由零件加工工艺决定，并考虑主轴的工件和受力情况。因为本工序是对连杆体、盖进行铰孔,采用的是立式组合机床，根据结构需要，选用前支承为推力滚子球轴承承受轴向力，用向心球轴承承受径向力，反支撑为径向推力滚子轴承的主轴结构，这种结构能承受较大的轴向力，其缺点是轴承较多，密封麻烦，装卸不方便。盐城工学院本科生毕业设计说明书 200913本主轴是属于外伸长度为 100mm 的长主轴，它与刀具刚性连接，加工时单向钻孔。3.2.23.2.2 主轴直径和齿轮模数的初步确定主轴直径和齿轮模数的初步确定主轴直径已在编制“三图一卡”时确定，主轴箱中的齿轮模数 m 常有2，2.5，3，3.5，4 等几种，根据经验，估算初选模数，再通过类比法，从通用系列中选取各齿轮的模数，对于本次设计的主轴箱中，由于主要传动链中的齿轮只和手柄轴啮合，受力不是太大，所以取主轴的模数为 2，其余传动轴、手柄轴、叶片泵齿轮模数取 2 或者 3。3.2.33.2.3 主轴箱动力计算主轴箱动力计算因所有主轴均用于铰孔，所以有止推力轴承的主轴，各主轴直径和主轴所需动力如下：铰直径 13.2mm 的孔，铰刀直径 13.2mm，V=10 米/秒，n=263 转/分，f=0.5 毫米/转，相应主轴 1、2 的转矩 T=1468.31kg.mm，d1=d2=30mm ，N1=N2=0.359kw，N总=N1+N2=0.3592=0.718kw ，P1=P2=66.74N。根据公式： N主=N总/ （3-1）式中，为组合机床主轴箱的传动功效率，在加工黑色金属是 =0.8-0.9，本设计中为了保险起见取 =0.8，则由公式（3-1）得 N主=0.718/0.8=0.8975kw.所以选取电动机功率为 1.5kw，主轴所需总切削力为： P总=66.742=133.48N。3.3 传动系统的设计和计算传动系统的设计是主轴箱中最关键的一环。所谓传动系统的设计，就是通过一定的传动链，按要求把动力从主力部件的驱动轴传递到主轴上去，同时，满足主轴箱其它结构和传动的要求。一般来说，同一个主轴箱的传动系统可以设计出几套方案来，因此，设计时必须对各种传动方案进行分析比较，从中选出最佳方案。传动方案设计的好与不好，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，以及其成本的高低等。下面就来讨论一下主轴箱传动系统的设计3.3.13.3.1 传动系统设计的一般要求：传动系统设计的一般要求：a.在保证主轴的强度、刚度、转速和转向的前提下，力求使传动轴和齿轮为最少；b.在保证有足够强度的前提下，主轴、传动轴和齿轮的规格要求尽可能少，以减少各零件的品种；c.通常应避免通过主轴带动主轴，否则将增加主动轴的负荷；d.最佳的传动比为 11.5，但允许采用到 33.5；e.粗加工主轴上的齿轮，应尽可能靠近前支承，以减少轴的扭转变形；连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计14f.刚性镗削主轴上的齿轮，其分度圆直径要大于被加工孔的直径，以减轻振动，提高传动的平稳性；g.尽可能避免升速传动，必要的升速最好放在传动链的最末一、二级，以减轻功率损失。3.3.23.3.2 设计原则及传动比的分配设计原则及传动比的分配在设计传递系统时，要尽可能用较少的传动件，及较多的主轴获得预定的转速和转向，因此，在本设计时，采用“计算、作图和试凑”想结合的方法来设计计算。其具体步骤如下：A.设计原则本主轴箱内的传动系统的设计是按照计算、作图和试凑的一般方法来确定齿轮齿数，中间传动轴位置和转速，设计过程本着以下原则：a.在保证主轴强度、刚度、转速和转向的前提下，应使传动轴和齿轮数量少，规格少，尽量用一根中间轴带动多根主轴，当啮合中心距不符合标准时可采用变位齿轮或改变传动比的方法来解决。b.钻孔负荷大，在结构上尽量使主轴上齿轮靠近前支承减少主轴的扭转变形。c.主轴齿轮尺寸受结构限制，如：孔与孔中心距小，不允许齿轮尺寸过大，否则齿轮与齿轮，齿轮与轴套就会发生干涉，不能太大，传动系统开始采用较大的降速传动比，这样就会使齿轮尺寸减小。B.各轴的位置分析组合机床所加工的零件是多种多样的，结构也各不相同，但零件上孔的分布大体可归纳为以下几种类型：同心圆分布、直线分布、任意分布。该主轴箱中，轴 1和轴 2 由手柄轴 3 带动，属于直线分布，由于该主轴箱中只有两根主轴，所以从上面可以看出，该主轴箱中的主轴分布属于直线分布。C.传动比的选择为了结构紧凑，主轴箱内齿轮的最佳传动比一般为 11.5，但在立式主轴箱后盖内第排齿轮，根据需要，其传动比可以取大些，但一般不超过 33.5，据此，在本主轴箱中只有两根主轴，为了使主轴的转速不要过大，同时传动比也不要过大，可以设计用手柄来先减速再获得所需的主轴转速，这样结构较为合理紧凑。D.已知各主轴转速及驱动轴到主轴之间的传动比主轴：n1=n2=263r/min驱动轴转速:n=470r/min各主轴总的传动比：i=263/470=1/1.787E.各传动比的分配因为要求主轴上齿轮不过大，要满足两孔之间的中心距要求，而且主轴转速也不要过大，所以传动采用逐级降速，其手柄轴的传动比由试凑法确定。i=n从/n主F.确定传动轴、手柄轴、叶片泵、驱动轴的位置并配对各齿轮。根据计算、作图和试凑的方法，计算出各传动齿轮齿数、模数为：盐城工学院本科生毕业设计说明书 200915驱动轴 0: 排：m=3 z=21 手柄轴 3：排：m=3 z=30 排：m=2 z=32 主轴 1、2：排：m=2 z=40 传动轴 4：排：m=3 z=24 排：m=3 z=36 叶片泵 5：排：m=2 z=24G.验算各主轴转速：n3=47021/30=329r/minn1=n2=32932/40=263.2r/minn0=470r/minn4=47021/24=411.25r/minn5=411.2536/24=616.88r/min手柄轴 3 转速较高，操作时省力，位置适当，可满足要求。采用 ZIR12-1 型叶片泵，经中间传动轴 4 的一对齿轮 30/16 传动。n5=616.88r/min 在 400800r/min范围之内，满足要求。3.3.33.3.3 主轴箱的润滑和手柄轴的设置主轴箱的润滑和手柄轴的设置a.润滑由于叶片泵使用可靠，性能良好，故该主轴箱中采用 ZIR12-1 型叶片泵进行润滑，把油从前盖油池打到顶部由 D-ZIR31-2 型分油器把油路通到齿轮集中的、排齿轮直接进行润滑。该叶片泵装在箱体的前壁上，采用齿轮带动叶片泵传动的方式，工作时转速为 616.88r/min.b.手柄轴的位置主轴箱一般设有手柄轴，用于对刀、调整或装配检修时检查主轴精度。手柄轴转速应尽量高些，其周围应有较大的空间，方便扳手的操作。其设置的位置要靠近操作者一边，在该主轴箱中，把手柄轴设置在 3 轴位置上是比较合理的。3.3.43.3.4 传动轴、叶片泵等轴直径的确定传动轴、叶片泵等轴直径的确定手柄轴 3：T3=2T1 i=21468.132/40=2348.96kg.mm ，查文献【1】表 5-10 取 d=30mm。驱动轴 0: T0=T3Z0/Z3=2348.9621/30=1644.272kg.mm，查文献【1】表 5-10 取驱动直径大一点 d=30mm 更可以满足要求。传动轴 4：T4=T0Z41/Z0=1644.27224/21=1879.186kg.mm，查文献【1】表5-10 取 d=30mm。叶片泵 5：T5=T4Z5/Z42=1879.18624/36=1252.79kg.mm，查文献【1】表5-10 取 d=25mm.连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计163.4 主轴箱坐标计算坐标计算是主轴箱设计的重要环节之一，它包括计算主轴和传动轴的坐标位置。为了保证组合机床的加工精度（被加工孔的位置精度）和确保齿轮的正确啮合关系，主轴箱坐标计算必须确保正确，否则，将给生产造成损失，轻则返工，重则使主轴箱报废。3.4.13.4.1 坐标计算的顺序和方法坐标计算的顺序和方法a.主轴箱坐标系原点的确定为了计算主轴箱的各轴坐标，对于每个主轴箱都必须选择一个坐标原点。当主轴箱是直接安装在动力滑台或床身上时，一般选取主轴箱体底平面与通过其定位销孔的垂直线交点为坐标原点。对于安装在动力头或动力箱上的主轴箱，一律选取主轴箱体的定位销孔为坐标原点。b.坐标计算的顺序主轴箱坐标的计算顺序是：首先计算主轴的坐标，然后计算与这些主轴有直接啮合关系的传动轴坐标，再按顺序计算其余轴的坐标。在计算过程中，要随时把计算出来的各轴坐标数据填入专门格式的坐标表中，以供计算其它轴和将来画检查图和箱体图时使用。c.主轴坐标的计算主轴坐标的计算是按主轴箱设计的原始依据或被加工零件工序图进行的，为了确保主轴坐标的正确性，一般应再按被加工零件图进行一次验算。主轴坐标的计算精度，要求精确到小数点后第三位数字。为了减少计算误差，对于角度关系的主轴坐标，应采用七位或七位以上的三角函数进行计算。当被加工零件的孔距尺寸带有公差或双向不等公差计算进去时，应使主轴的名义坐标尺寸位于公差带的中央。d.传动轴的坐标计算传动轴坐标计算是主轴箱坐标计算中工作量最大和较复杂的一步。它可分为与一轴定距的传动轴坐标计算，与三轴定距的传动轴坐标的计算及二轴等距的传动轴坐标的计算等三种情况。3.4.23.4.2 绘制坐标演算表绘制坐标演算表a.这个主轴箱是安装在动力头上的，坐标原点选择在主轴箱左侧的定位销孔上，其尺寸距主轴箱侧边 E=25，底边 H=30，直角坐标系 XOY。b.坐标原点确定后，可根据原始依据图在基准坐标架上注出各个主轴的坐标主轴 1：X1=129.000 Y1=190.000主轴 2：X2=129+92=221.000 Y2=190.000c.计算中间传动轴的坐标手柄轴 3： X3=175.000 Y3=245.3895 223 13131()()72AXXYY3 272A0A 驱动轴 0： X0=175 Y0=168.8895盐城工学院本科生毕业设计说明书 20091720 303()76.5AYY传动轴 4： X4=137.3898 Y4=112.8385224 04040()()67.5AXXYY叶片泵轴 5：X5=210.4392 Y5=85.4929 225 454()69AYY54（X -X）主轴及传动主轴的坐标验算是按齿轮布置图的齿轮啮合关系验算中心距，下表3-1 中 A实是按坐标算出的中心距，A 是按传动齿轮分度圆算出的中心距，A 是两者之差值。表 3-1 坐标验算表N-NXYA实AA3-146.00055.390727203-246.00055.390727200-3076.576.576.504-037.61056.05167.567.505-466.79117.318696903.4.33.4.3 绘制坐标检查图绘制坐标检查图在坐标设计完毕后，还需要绘制坐标及传动关系检查图，以便用来检查坐标计算的正确性，齿轮与齿轮，轴，箱体，轴承与轴承等零件之间有无干涉，以及附加机构位置是否合适等。该立式组合机床主轴箱的坐标检查图如下图 3-1 所示，图中齿轮分度圆用点划线表示，另外两种线分别表示轴的最大外径和轴承外径。从该检查图上可以看出，主轴箱的坐标设计是正确合理的，齿轮与齿轮，轴，箱体，轴承与轴承等零件之间都无干涉现象，其它附加零件的位置安排也是合理的.连杆螺栓孔铰削专机总体及主轴箱设计18图 3-1 主轴箱坐标检查图3.5 主轴箱中轴的校核计算主轴箱中，不管是主轴还是传动轴，它们的直径都是按照扭转刚度条件，根据其所受的扭矩，查文献【1】表 5-10 选取的，故它的刚度是完全满足使用要求的，这里只对那些相对强度比较弱的轴进行危险截面的强度校核。在本主轴箱中，由前面计算主轴箱中的轴的直径可知，轴 1、2 受到的力相对于其它的轴所选用的轴的直径要小一些，所以只要在校核计算中选 1、2 之中的任一根满足强度要求，则主轴箱中所有的轴都能满足要求，所以选取轴 1 作为校核计算。a.轴上零件的载荷切削扭矩 T=1468.31kg.mm=14389.44N.mm 轴上的齿轮齿数 Z=40，m=2 ,则d=80mm。载荷分布如下图 3-2 中的（a）所示，可求出圆周力和径向力如下：， Fr = Ft tan20 =179.87tan20=65.47N 2 /2 1439.44/80179.87tFT dN轴的材料为 40Cr，调质处理。b.轴承支反力水平面上的支反力如图 3-2 中的（b）所示：121()/AHrRF LLL=65.47(137.851.3)137.8=41.1N21/BHrRF LL盐城工学院本科生毕业设计说明书 200919=65.4751.3137.8=24.37N垂直面上的支反力如图 3-2 中的（d）所示：121()/AVtRF LLL=179.87(137.851.3)/137.8=112.91N21/BVtRFLL=179.8751.3/137.8=66.96Nc.弯矩的计算水平面上的弯矩的计算，如图 3-2 中的（c）所示：2chAHMRL=41.151.3=2108.43N.mm垂直面上的弯矩的计算，如图 3-2 中的（e）所示：2cvAVMRL=112.9151.3=5792.283N.mm那么，截面处合成的弯矩的大小为22cchcvMMM 222108.435792.2836164.091 .N mm如图 3-2 中的（f）所示。d.作出扭矩图考虑到开始切削和终了切削轴所受的切削扭矩可看成是脉动的，如图 3-2 中的（g）所示。由文献【4】表 10-1 查得=-1b=70Mpa , 0b=120Mpa , 则=-1b/0b=70/120=0.59 则T=0.5914389.44=8489.7696N.mme.求截面处的计算弯矩:22CECTMM226164.0918489.769610491.53 .N mmf.截面处的计算应力： /CECEMW=10491.53/(0.1303)=3.89MpaS,所以轴的疲劳盐城工学院本科生毕业设计说明书 200921强度合格。图 3-2 轴的力分析图3.6 齿轮强度校核计算在初步确定主轴箱传动系统后，还要对危险齿轮进行校核计算，尤其对低速级齿轮或齿根到齿槽距离较低的齿轮及受转矩较大的齿轮更应该进行强度校核，以保证传动系统运转平稳、准确，由一定的使用寿命。通过比较可以发现，在本设计的主轴箱中最薄弱的齿轮是驱动轴齿轮，因为它传递的功率比较大，只要它满足强度要求，则其余的传动轴上齿轮均满足强度要求。驱动轴 0 上的齿轮齿数 Z=21，模数 m=3，齿宽 b=32mm，与它啮合的一对齿轮齿数 Z=30,模数 m=3,齿宽 b=32mm,齿轮材料为 45 钢，锻造毛坯，大齿轮正火处理，小齿轮调质处理，均用软齿面，齿轮精度用 8 级

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。