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箱体双面粗镗床总体设计及右主轴箱设计【13张图/12700字】【优秀机械毕业设计论文】

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编号:608796    类型:共享资源    大小:3.14MB    格式:RAR    上传时间:2016-02-29 上传人:木*** IP属地:江苏
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箱体 双面 镗床 总体 整体 设计 主轴 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
资源描述:

文档包括:
说明书一份,35页,12700字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。
实习报告一份。
课题申报表一份。

图纸共13张,如下所示
A0-右主轴箱箱体.dwg
A0-右主轴箱装配图.dwg
A0-机床联系尺寸图.dwg
A1-加工示意图.dwg
A1-被加工零件工序图.dwg
A2-后盖.dwg
A3-上盖.dwg
A3-主轴.dwg
A3-传动轴.dwg
A3-侧盖.dwg
A3-齿轮.dwg
A4-硬质合金镗刀.dwg
A4-轴套.dwg

目 录
1 前言 1
2 组合机床总体设计 3
2.1工艺方案的设计 3
2.1.1 工艺路线的确立 3
2.1.2 技术要求 3
2.1.3 确定机床的配置模式 4
2.1.4 滑台型式的选择 4
2.2组合机床总体设计——三图一卡 4
2.2.1 加工零件工序图 4
2.2.2 加工示意图 5
2.2.3 机床尺寸联系总图 10
2.2.4 生产率计算卡 13
2.3机床分组 16
3右主轴箱设计 17
3.1 绘制主轴箱设计原始依据图 17
3.2主轴结构型式的选择及动力计算 17
3.3主轴箱的传动设计和计算 18
3.4各零件的设计选用与校核 22
3.5多轴箱坐标计算 27
3.6绘制轴坐标检查图 30
3.7主轴箱上附件的设计 31
4 结论 32
参考文献 33
致谢 34
附录 35

箱体双面粗镗床总体设计及右主轴箱设计
摘 要:变速箱体是需要大批量生产零件。为了提高加工精度和生产效率,需设计一台组合机床来改善加工条件。本课题设计的是柴油机变速箱体双面粗镗组合机床,用于加工被加工零件上左右两面的14个孔,本课题主要进行该组合机床的总体设计及右主轴箱设计。其中总体设计包括机床配置型式的确定、结构方案的选择以及“三图一卡”的绘制。在此基础上,绘制了右主轴箱设计的原始依据图,拟订了主轴箱的传动路线,应用最优化方法布置齿轮。确定传动参数,绘制了主轴箱装配图、箱体坐标检查图、前盖及后盖的补充加工图,进行了轴、齿轮等零件的强度校核。该机较好地完成了设计要求,大大提高了工作效率。本机床采用卧式单工位双面加工的方案,零件装夹方便,加工工艺性和装配较好,采用液压滑台实现刀具进给,刀具采用加长麻花钻和复合镗刀,使得工序集中。本组合机床效率高,成本低,加工精度高,操作使用方便,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;镗孔;钻孔。

Design of General and Right Headstock for Rough Drilling Holes on Two-Side of Gear Box 
Abstract: The gear box is a product that needs mass production. In order to prove the disposition and the production efficiency, need to design a high effective modular machine tool to improve the Processing Conditions. This topic is the design of modular machine tool for rough boring holes on two-side of gear box, which is used to rough boring 14 holes, which are on the left and right surface. This topic mainly design of general and right headstock. The system design includ the definite of the modular machine tool, the selecting of the structure plan and the completing of the technological drawing of the part, the general drawing of modular machine tool, drawing of cutter display and the efficiency card of manufacture. After arranging the gears ,we used the optimized design. The supplement processing diagram of the front side and behind side plate were also made. The intensity of the axises and gears was checked. The machine can satisfy the requirement of the design and the controlling precision was wholly improved. The modular machine tool uses the horizontal-type single location two-side processing plan, the processing and assembly technology capability is good, and it clamps conveniently, using Hydraulic-sliding unit, the cutting tool is the lengthened twist drill and boring composite knife, making the working procedure to be centralized. This modular mechanical tool has such advantages: it is high efficiency, the cost is low, the processing precision is high, it is easy to operate, it reduces the worker’s labor intensity, and it enhance the productivity.

Key word: Modular machine tool; Boring hole; Drill hole.
一、设计内容
对台变速箱双面粗镗床总体设计及右主轴箱进行设计。
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) 机床联系尺寸图, 
(d) 生产率计算卡。 
2.左主轴箱设计
(a) 主轴箱的装配图,(b) 箱体零件图,(c) 其它零件图,(d) 有关计算、
校核等。

二、设计依据
1.课题来源:盐城市宝利来精密机械制造成有限公司
2.产品名称:变速箱体双面粗镗床
3.被加工零件:变速箱箱体
4.工件材料:HT200
5.加工内容:按图要求钻Φ11.65,Φ14.7,Φ18孔,粗镗Ф71,Ф77、Ф79、Ф81、Ф87、Ф89孔;
6、机床设计为双面卧式结构,夹具装在中心底座上,两侧为钢性镗头装在HY40B液压
滑台上,此滑台装在CC40侧底座上。
7. 生产纲领:大批大量。
8.批量:本机床设计、制造一台

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.机床尽量采用通用件,以便降低制造成本;
4.机床各动力部件用电气控制。
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


箱体双面粗镗床总体设计及右主轴箱设计























内容简介:
盐城工学院本科毕业设计说明书 2009 1 1 前言 机床设计和制造的发展速度是很快的。由原先的只为满足加工成形而要求刀具与工件间的某些相对运动关系和零件的一定强度和刚度,发展至今日的高度科学技术成果综合应用的现代机床的设计,也包括计算机辅助设计( 应用。但目前机床主轴变速箱的设计还是以经验或类比为基础的传统(经验)设计方法。因此,探索科学理论的应用,科学地分析的处理经验,数据和资料,既能提高机床设计和制造水平,也将促进设计方法的 改进。 车床的分类:万能型车床、普通型车床、轻型车床三个品种。车床主要用于加工常用公制、英制模数螺纹、端面等。在现代大 中型机械制造业大批或成批生产车间、一般机械制造业、科研所的工具车间、机修车间和单件、成批机加工车间、轻、纺、仪表、农机维修、教学实习等都有使用。 盐城市宝利来精密机械制造有限公司 。 此次课题,有关变速箱体的加工,需设计一个专用机床,目的就是通过设计有关机械设计,机械加工的相关知识进行全面的复习和掌握,学习并掌握有关机械相关软件,能够自己独立设计,此次课题的重要性不言而喻。 1产品名称:变速箱体双面粗镗床 。 2被加工零件:变速箱箱体 。 3工件材料: 4加工内容:按图要求钻 18 孔,粗镗 71, 77、79、 81、 87、 89孔 。 5机床设计为双面卧式结构,夹具装在中心底座上,两侧为钢性镗头装在滑台装在 6生产纲领:大批大量 。 7批量:本机床设计、制造一台 。 近年来,随着我国的机床工业的迅速发展,人们开始越来越广泛地重视机床的工作效率,加工精度,并要求机床设计合理、结构简单、性能可靠、操作简单,调整维修方便。新型的试样加工设备对传统的试样加工方式提 出了挑战。试样加工面临着多种选择。认识专用设备, 研制专用设备, 开发专用设备尤其对批量试样加工是今后重要的发展方向。加工工艺落后、机床设备老化、加工速度缓慢是当前我国试样加工行业的现状。存在这种状况,是因为有很多的先进技术没有引进到试样加工行业中。通过与使用两种专用设备对比可以看出新旧加工方式的箱体双面粗镗床总体设计及右主轴箱设计 2 差别。 组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动,以简化结构、缩短生产节拍;采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统,以提高工艺可调性;以及纳入柔性制造系统等。 盐城工学院本科毕业设计说明书 2009 3 2 组合 机床总体设计 组合机床的通用部件分大型和小型两大类。用大型通用部件组成的机床称为大型组合机床,用小型通用部件组成的机床称为小型组合机床。 机床带有一套固定的夹具,根据所需加工面数布置动力部件。动力部件可以是立式,卧式或斜式安装。工件安装在机床的固定夹具里,夹具和工件固定不动。动力滑台上的动力箱连同多轴箱或单轴切削头实现切削运动。 根据加工零件的要求,本机床采用单工位组合机床。刀具对零件的加工为平行加工,动力部件采用卧式安装,品字型结构。 计 组合机床的总体设计要注重工件及其加工的工艺分析 ,只有制定出先进合理的工艺方案 ,才能设计出先进合理的组合机床。根据指定的加工要求 ,提出若干个工艺方案 ,择其佳者。工艺方案确定了 ,组合机床的结构、性能、运动、传动、布局等一系列问题也就解决了。所以,工艺方案设计是组合机床设计的重要环节 。 加工孔为 18、 78、 70 60 60 60 71 77 79 81 87 89加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度是制定机床方案的主要依 据。确定主要的加工工序如下: 工序: 钻 侧面 钻 18,右侧面 钻 侧面 镗 78、 70 60左侧面 镗 60左侧面 镗 71 77 79右侧面 镗 81 87 89, 右侧面 被加工材料为 了保证孔在同一中心轴上,提高零件的加工效率,所以采用卧式双面组合机床,两侧孔同时进行加工。 组合机床是针对某种零件或零件某道工序设计的,正确选择定位基准,是确保加工精度的重要条件,同时也有利于实现最大限度的工序集中。本机床加工时采用 一面两销的定位基准方式,这样总共限制工件六个自由度,其中基准面限制了 y、 z 向的转动和 x 向的移动3 个自由度 ,菱形销限制了 y、 z 向的移动 2 个自由度 ,圆柱销限制了 x 向的转动 1个自由度 ,达到定位效果 ,而且比较好的保证了加工精度。 技术要求 a. 机床应能满足加工要求,保证加工精度 。 箱体双面粗镗床总体设计及右主轴箱设计 4 b. 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 。 c. 保证各动力头分别由电机拖动,并且可单独控制。 d. 机床尽量能用通用件,以便降低制造成本 。 e. 夹具 要求定位可靠,装夹方便,保证零件加工精度。 确定机床的配置模式 机床的配置型式主要有卧式和立式两种。卧式组合机床床身由滑座、侧底座及中间底座组合而成。其优点是加工和装配工艺性好,无漏油现象;同时,安装、调试与运输也都比较方便;而且,机床重心较低,有利于减小振动。其缺点是削弱了床身的刚性,占地面积大。立式组合机床床身由滑座、立柱及立柱底座组成。其优点是占地面积小,自由度大,操作方便。其缺点是机床重心高,振动大。此外, 油机气缸体的结构为卧式长方体,从装夹的角度来看,卧式平放比较方便,也减轻了工人的劳动强度。 通过以上的比较,考 虑到卧式床身振动小,装夹方便等优点,选用卧式组合机床 滑台型式的选择 本组合机床采用的是液压滑台。与机械滑台相比较,液压滑台具有如下优点:在相当大的范围内进给量可以无级调速;可以获得较大的进给力;由于液压驱动,零件磨损小,使用寿命长;工艺上要求多次进给时,通过液压换向阀,很容易实现;过载保护简单可靠;由行程调速阀来控制滑台的快进转工进,转换精度高,工作可靠。但采用液压滑台也有其弊端,如:进给量由于载荷的变化和温度的影响而不够稳定;液压系统漏油影响工作环境,浪费能源;调整维修比较麻烦。本课题的加 工对象是变速箱壳体左、右两个面上的 14个孔,位置精度和尺寸精度要求较高,因此采用液压滑台。 组合机床总体设计 三图一卡 工零件工序图 被加工零件工序图是根据制定的工艺方案,表示所设计的组合机床(或自动线)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、夹压部位以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前加工余量、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。 箱体的被加工零件工序图如 图 2示: 盐城工学院本科毕业设计说明书 2009 5 图 2加工零件工序图 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。 选择刀具应考虑工件材料、加工精度、表面粗糙度、排屑及生产率等要求,只要条件允许应尽量选用标准刀具。 由于钻孔、镗孔的切削用量还与孔深度有关,随孔深的增加而逐渐递减,其递减值按 9 6取。降低进给量的目的是为了减小轴向切削力 ,以避免钻头、镗头折 断 。孔深度较大时,由于冷却排屑条件都较差,是刀具寿命有所降低。降低切削速度主要是为了提高刀具寿命,并使加工较深孔时钻头、镗头的寿命与加工其他浅孔时钻头、镗头的寿命比较接近。 本次设计中需要加工 18、 78、 70 6060 60 71 77 79 81 87 89孔,具体视图可参照加工示意图。采用的是复合镗刀及加长麻花钻。 削扭矩及切削功率 考虑到工件尺寸,加工精度,表面粗糙度,切 削的排除及生产率要求等因素,所以加工孔的刀具采用加长麻花钻和复合粗镗刀。 钻孔:根据 9134P 表 6 (2箱体双面粗镗床总体设计及右主轴箱设计 6 (29740 (2式中, F 切削力( N); T 切削转矩( N); P 切削功率( v 切削速度( m/ f 进给量( mm/r); D 加工(或钻头)直径( 布 氏 硬 度 , )(31 m i nm a xm a x ,在本设计中,41, 70,得 由以上公式得 右侧钻削 18(深 22) 实际切削速度 进速度 0mm/进时间 计算出切削力 F=削转矩 T=削功率 P=具耐用度 确定主轴类型、尺寸、外伸长度 根据主轴转矩 T=m,由公式 4 10 (2式中 参考文献 1表 3= 求出满足条件的最小直径 d 参考文献 9表 325D/0/28轴外伸尺寸L=115杆莫氏圆锥号 1。 左侧面钻 转速 91000 nr/ 将其圆整为 410r/ 实际切削速度 00 工进速度 工进时间 m 切削力 F N。 切削转矩 T N 盐城工学院本科毕业设计说明书 2009 7 切削功率 3 1 4 0 199 1 9 2 刀具耐用度 m i T 。 根据主轴转矩 T= m,由公式 (2出满足条件的最小直径 d ( B= 选取 d=25 由参考文献 9表 3得主轴直径 =25D/0/28轴外伸尺寸 L=115杆莫氏圆锥号 1。 左侧面镗孔 78, 70, 60 刀具材料采用硬质合金,加工材料为 切削速度为 70 90m/给量 r,考虑到刀具寿命以及进给速度的一致性,取 v=轴转速01000d (2计算出 m 978 0 0 ,将主轴转速圆整为 350r/ 由参考文献 1表 6切削力 (2切削力 (2切削转矩 2切削功率 61200z(2刀具耐用度 ( (2计算出切削力 削转矩 T=削功率P=针轴承主轴:前后支承均为圆锥滚子轴承。这种轴承可承受较大的径向和轴向力,且结构简单、装配调整方便,广泛用于扩、镗、铰孔和攻螺纹等加工。因此选用滚针轴承主轴。 由公式 (2出满足条件的最小直径 8 d 再 由参考文献 9表 3d=30, 主轴 的外伸尺寸为 115 由镗孔直径为 78考参考文献 5表 0刀方截面直径为 10 10。 组合机床钻孔时,零件上孔的位置精度主要是靠刀具、接杆的导向装置来箱体双面粗镗床总体设计及右主轴箱设计 8 保证的。导向装置的作用是:保证刀具相对工件的正确位置;保证刀具相互间的正确位置;提高刀具系统的支承刚性。 作 行程 部件的工作循环是加工时,动力部件从原始位置开始运动到加工终了的位置,又返回到原始位置的动作过程。本机床的工作循环包括快进 快退等动作。 ( 1) 工作进给长度工工作进给长度工L,应等于加工部位长度 L(多轴加工时按最长孔计算)与刀具切入长度 1L 和切出长度 2L 之和。切入长度一般为 5 10 ,根据工件端面的误差情况确定。 切出长度2 1 ( 3 8 )3式中, ( 2) 快速进给长度的确定 快速进给是指动力部件把刀具送到 工作进给位置,初步选定左右两个主轴箱上刀具的快速进给分别为 10030 ( 3) 快速退回长度的确定 快速退回的长度等于快速进给和工作进给长度之和。由已确定的快速进给和工作进给长度可得出,两面快速退回长度为 30060 ( 4) 动力部件总行程的确定 动力部件的总行程在满足工作循环向前和向后所需的行程外,还要考虑因刀具磨损、安装误差,动力部件能够向前调节的距离(即前备量)和刀具装卸或者刀杆连同刀具一起从主轴孔中取出来时,动力部件需后退的距离(即后备量)。所以,动力部件的总行程为快退行程与前后备量的之和。 其中,前备量取 L 前=50备量取 L 后 =50 L 总 =L 攻进 +L 前 +L 后 =200+50+50=300合以上内容可得加工示意图如下: 盐城工学院本科毕业设计说明书 2009 9 图 2工示意图 箱体双面粗镗床总体设计及右主轴箱设计 10 床尺寸联系总 图 ( 1) 动力滑台型号的选择 动力箱规格要与滑台匹配,其驱动功率的选择主要是确定动力箱(或各种工艺切削头)和动力滑台,由前面计算 知工进 0mm/给力 因左侧刚性镗头箱体的滑鞍长 L=1240由参考文献 9表 5择 1滑台及配套后底座 1 ( 2) 动力箱型号的选择 由切削用量计算得到的各主轴的切削功率的总和切削P,根据公式 847P 切 削主(2式中 , 切削P 消耗于各主轴的切削功率的总和( ; 多轴箱的传动效率 ,加工黑色金属时取 工有色金属时取 轴数多、传动复杂时取小值,反之取大值。本课题中,被加工零件材料为灰铸铁,属黑色金属,又主轴数量较多、传动复杂,故取 。 由 参考文献 1表 566 所以 6 7 . 50 . 8 左 7 . 50 . 8 右 根据所算出的功率, 查文献 1表 5们可选用 1根据动力头尺寸选定滑台与其配合,由于是采用的专用刚性镗头, 查 9115114P 表5宽 B=500用滑台型号为 台宽 400 1240 大行程 400 表 2动力电动机型号 根据动力头尺寸选定滑台与其配合,由于是采用的专用刚性镗头,根据文献电动机型号 电动机功率(电动机转速(r/输出轴转速(r/左主轴箱 20 350,450,400 右主轴箱 20 280,305,410 500,500,340 盐城工学院本科毕业设计说明书 2009 11 15=500用滑台型号为 台宽 400 1240 大行程 400 B 确定机床装料高度 H 装料高度一般是指工件安装 基面至地面的垂直距离。在确定机床装料高度时,首先要考虑工人操作的方便性;对于流水线要考虑车间运送工件的滚道高度;对于自动线要考虑中间底座的足够高度,以便允许内腔通过随行夹具返回系统或冷却排屑系统。其次是机床内部结构尺寸限制和刚度要求。如工件最低孔位置、多轴箱的最低主轴高度和通用部件、中间底座及夹具底座基本尺寸的限制等。工件最低孔径 6台高度为 320座高度为 560削头高为 480合以上因素,该组合机床装料高度为 1376 C 确定夹具轮廓 主要确定夹具底座的长、宽、高尺 寸。工件的轮廓尺寸和形状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。 夹具底座的高度尺寸,一方面要保证其有足够的刚度,同时要考虑机床的装料高度、中间底座的刚度、排屑的方便性和便于设置定位、夹紧机构。 D 确定 中间 底座尺寸 中间底座的轮廓尺寸,在长宽方向应满足夹具的安装需要。它在加工方向的尺寸,实际已由加工示意图所确定,图中已规定了机床在加工终了时工件端面至主轴箱前端面的距离。由此,根据选定的主轴箱、滑台、侧底座等标准的 位置关系,并考虑前备量,通过尺寸链就可以计算确定中间底座加工方向的尺寸,在本次设计中取前备量 50算长度为 1340 确定中间底座的高度方向时,应注意机床的刚性要求、冷却排屑系统要求以及侧底座连接尺寸要求。装料高度和夹具底座高度确定后,中间底座高度就已确定,选取 650 E 主轴箱轮廓尺寸 主要需确定的尺寸是主轴箱的宽度 B 和高度 H 及最低主轴高度 1h 。主轴箱宽度 B、高度 按下式计算: 12 (211 (2式中, b 工件在宽度方向相距最远的两孔距离(); 1b 最边缘主轴中心距箱外壁的距离(); h 工件在高度方向相距最远的两孔距离(); 1h 最低主轴高度()。 主轴箱轮廓尺寸由改进的 1削头而来,中心高 H 取 260 边传动箱 80传动箱 80 由此得出机床联系尺寸总图: 箱体双面粗镗床总体设计及右主轴箱设计 12 图 2床联系尺寸总图 盐城工学院本科毕业设计说明书 2009 13 产率计算卡 根据加工示意图所确定的工作循环及切削用量等,就可以计算机床生产率并编制生产率计算卡。生产率计算卡是反映机床生产节拍或实际生产率和切削用量、动作时间、生产纲领及负荷等关系的技术文件。它是用户验收机床生产效率的重要依据。 a. 理想生产率 Q (单位为件 /h)是指完成年生产纲领 A(包括备品及废品率 )所要求的机床生产率。它与全年工时总数 这里两班制 A 取 8000 件, 600h,由文献 1的 51 页公式 ( 2 得出: Q =80000/4600=时 b. 实际生产率 1Q (单位为件 /h)是指所设计机床每小时实际可 生产的零件 单01 ( 2 式中 :单T 生产一个零件所需时间 (可按下式计算: 装移快退快进停辅切单 211 ( 2 式中 : 21 分别为刀具第、工作进给长度 ,单位为 21 V 、 分别为刀具第、工作进给量 ,单位为 mm/ 停t 当加工沉孔、止口、锪窝、倒角、光整表面时,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 5 10转所需的时间,单位为 快退快进 、 分别为动力部件快进、快退行程长度,单位为 动力部件快速行程速度。用机械动力部件时取 5 6m/液压动力部件时取 3 10m/ 移t 直线移动或回转工作台进行一次 工位转换时间,一般取 工件装、卸(包括定位或撤销定位、夹紧或松开、清理基面或切屑及吊运工件)时间。它取决于装卸自动化程度、工件重量大小、装卸是否方便及工人的熟练程度。通常取 果计算出的机床实际生产率不能满足理想生产率要求 ,即 Q Q 时候,机床负荷率为二者之比。 组合机床负荷率一般为 动线负荷率为 型的钻、镗、攻螺纹类组合机床,按其复杂程度确定;对于精度较高、自动化程度高或加工多品种组合机床,宜适当降低负荷率。 1 ( 2 则 11 8 . 7 3 8 5 . 2 %2 1 . 9 8 具体请见生产率计算卡: 盐城工学院本科毕业设计说明书 2009 15 表 2生产率计算卡 生产率计算卡 图号 坯种类 铸件 名称 减速箱体 毛坯重量 材料 度 序名称 变速箱体双面卧式钻镗组合机床 工序号 序号 工步名称 被加工零件数量 加工直径 工作行程 切削速度m/ 转速r/ 进刀量 工时 (进给量(mm/r) 进给速度(mm/机加工时间 辅助时间 共计 1 安装工件及夹紧工件 1 2 左滑台快进 100 100 6000 3 左多轴箱工进(镗孔 1) 60 15 50 0 孔 2 70 350 0 孔 3 78 50 0 孔 8 10 0 左滑台快退 300 300 6000 备注 左右同时加工 总计 件工时 /件 机床生产率 /时 机床负荷率 箱体双面粗镗床总体设计及右主轴箱设计 16 为了便于设计和组织生产,组合机床各部件和装置按不同的功能划分编组。组号划分 如下: a. 第 10 19组 支承部件。 b. 第 20 29组 夹具及输送设备。 c. 第 30 39组 电气设备。 d. 第 40 49组 传动装置。 e. 第 50 59组 液压和气动装置。 f. 第 60 69组 刀具、工具、量具和辅助工具等。 g. 第 70 79组 主轴箱及其附属部件。 h. 第 80 99组 冷却、排屑及润滑装置。 i. 第 90 99组 电气、液压、气动等各种控制挡铁。 盐城工学院本科毕业设计说明书 2009 17 3 右主轴箱设计 主轴箱是组合机床的重要部件之一,按专用要求进行设计,由通用零件组成,靠夹具的导向装置来保证孔的加工位置精度。其主要作用是,根据被加工零件的加工要求,安排各主轴位置,并将动力和运动由电机或动力部件传给各主轴,使之得到要求的转速和转向。 绘制主轴箱设计原始依据图 主轴箱原始依据图,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。 在编制此图时从“三图一卡”中已知: 25 480 根据这些数据可编制出主轴箱设计原始依据图 (图 4 名 称:减速器箱体; 材料: 硬度: 241。 主轴结构型式的选择及动力计算 主轴型式的选择 主轴结构型式由零件加工工艺决定,并应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,在加工减速器箱体端面孔时,主轴大都采用的是滚珠主轴,前支承为推力球轴承和向心球轴承,后支承为向心球轴承。因推力球轴承设置在前端,能承受单方面的轴向力。 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, 参照文献 1.: 3)3230( ( 3 式中: P 齿轮可传递的功率,单位为 Z 对啮合齿轮中小齿轮齿数; n 小齿轮的转速,单位为 r/ 主轴箱中齿轮模数常用 234种。由于主轴箱为钻孔主轴箱。主轴转速误差较小,且加工孔的位置比较密集,可以根据实箱体双面粗镗床总体设计及右主轴箱设计 18 际需要选取齿轮模数为 2 3 主轴箱的传动设计和计算 主轴箱的传动设计,是根据动力箱驱动轴位置和转速、各主轴位置及其转速要求,设计传动链,把驱动轴与各主轴连接起来,使各主轴获得预定的转速和转向。拟定传动系统的基本方法如下 a)同心圆分布; b)直线分布; c)任意分布。 a)将主轴划分为各种分布类型,尽可能使之形成同心圆分布,用一根中间传动轴带动多根主轴; b)确定驱动轴的转速,转向及主轴箱体上的位置; 方法如下: a)当主轴数量不多,分布又比较分散时,可以从驱动轴开始,分几路单独和各主轴联系。 b)当主轴数量较多且分散时,可先将比较接近的主轴分成几组,然后从主轴布置起,最后连到驱动轴上。排列齿轮时,要注意先满足转速最低及主轴间距最小的那些主轴的要求; a)大型主轴箱一般都有一个调整手柄轴,用于对刀、调整或装配维修时检修主轴精度等。为了扳动省力轻便,手柄轴转速尽量高些,手柄 轴位置应靠近工人操作位置,其周围应有较大空间,保证回转时手柄不碰主轴。 b)主轴箱常采用叶片油泵润滑,油泵轴的位置要尽可能靠近油池,离油面高度不大于 400 500了便于维修,油泵齿轮最好布置在第排,如受结构限制,也可放在第排。 轴箱所需动力的计算 主轴箱的动力计算包括主轴箱所需要的功率和进给力两项。 P P P P 切 削 损 失主 轴 箱 空 转 ( 3 式中, 切削功率,单位为 空转功率,单位为 与负荷成正比的功率损失,单位为 根据文献 6表 4空转P =城工学院本科毕业设计说明书 2009 19 759P 切 削w 7 5 9 1 % 7 . 5 9P 损 失w 所以可得到 箱= 轴箱所需进给力 箱(单位 N) 可按下式计算 1 主 轴 箱( 3 式中, 各主轴所需的轴向切削力,单位为 N; 箱=前面 传动方案拟订之后,通过“计算、 作图和多次试凑”相结合的方法,确定齿轮齿数和中间传动轴的位置及转速。 A 由各主轴几驱动轴转速求驱动轴到各主轴之间的传动比 主轴 (2801 (3052 m (4 1 043 (005 5 (5006 (3407 驱动轴 (7200 各主轴总传动比 i 7 5 07 2 043 i 为使结构紧凑,主轴箱体内的齿轮传动副的最佳传动比为 1 外,主轴与驱动轴转向相同时,经过偶数个传动副。 B 各轴传动比分配 箱体双面粗镗床总体设计及右主轴箱设计 20 1 轴: : : : : : : i 定中间传动轴的位置并配各对齿轮 根据文献 6第 65 页传动轴转速的计 算公式: 主从从主 (3 )(2 从主(3主从从从主 (3从主主主从 (3)1(2)1(22从主从主(3 12)1(22主从主从(3式中, u 啮合齿轮副传动比; 盐城工学院本科毕业设计说明书 2009 21 啮合齿轮副齿数和; 从主 、 分别为主动和从动齿轮齿数; 从主 、 分别为主动和从动齿轮转速,单位为 r/ A 齿轮啮合中心距,单位为 m 齿轮模数,单位为 a)驱动轴齿轮参数: 规定为 19 26Z 驱 , 43或m 。取 25驱Z, 3m 。 b)主轴 1、 2、 5 及 中间传动轴上齿轮齿数的确定: 中间轴 8 直接由驱动轴 0 带动,且 i,则 4681 Z, 3m 。同样, i, i,则 4091 Z, 2592 Z, 32101 Z, 3m 。 已知 i, i, i,则取 34102 Z, 401 Z ,372 Z , 245 Z , 3m 。 c)主轴 3、 4 和中间传动轴齿轮齿数的确定: 轴 3、 4 由同一个传动轴 15 带动,根据转速比 , 取 2043 m=2。可得 2015 Z, m=2。同时计算得 26141 Z , 21142 Z , m=2。 d)主轴 6、 7 及中间传动轴齿轮齿数的确定: 中间轴 8 直接由驱动轴 0 带动, i, 1611 i, i i , i ,计算得 24111 Z , 36112 Z , 246 Z , m=2, 2012 Z ,m=3, 24131 Z, 35132 Z, 357 Z, m=2。 m ( 2 01 m ( 41 5 2 02 m (2043 m (20 5 m (5 0 2 06 m (207 转速相对损失在 5%以内,符合设计要求。 各传动轴直径的确定 在设计主轴箱传动系统是,往往为了凑合齿轮的中心或由于受空间的限制,根据可能,初步地选定了轴径。 确定某一传动轴轴径时,首先要算出它所传递的扭矩,再根据此扭矩查“轴能承受的扭矩”表,确定轴的直径。 箱体双面粗镗床总体设计及右主轴箱设计 22 传动轴的扭矩计算: nn 332211 (3中 M 作用在轴上的总扭矩( N 第 n 个轴上的扭矩( N 第 n 对轴上齿轮的传动比 主轴箱 零件校核: ( 1)轴承校核:设计中所用的所有重要轴承都要经过 寿命 校核。在满足 尺寸和强度要求的情况下,尽可能地选用国产轴承。 ( 2)轴的校核:设计中所用的所有较重要的轴都要经过强度校核和刚度校核。 ( 3)齿轮 校核 :设计中所用的所有齿轮都要经过强度校核。 ( 4)键及花键:设计中所用的所有较重要的键及花键都要经过强度校核。 ( 5)销与螺钉:设计中所用的所有较重要的销与螺钉都要经过强度校核。 轴箱中轴的强度校核 为使轴和轴上零件在机器中有正确的位置,防止轴系轴向窜动和正确传递轴向力,轴系零件应予轴向固定。常见的轴向固定方式有三种: (1)两端单向固定的支 承结构; (2)一端双向固定,一端游动的支承结构; (3)两端游动的支承结构。 轴系零件不论采取哪种固定方式,都是根据具体情况通过选择轴承的内圈与轴,外圈与轴承座孔的固定方式来实现的。轴承内外圈的周向固定主要由配合来保证,轴承内圈和轴的轴向固定,其原则及方法与一般轴系的轴向固定方式基本相同,外圈与轴承座孔的轴向固定形式主要是利用轴承盖、孔用弹性垫圈、套孔的凸肩以及轴承座孔的凸肩。具体选择时要考虑轴向载荷的大小,方向,转速高低,轴承的类型,支承的固定型式等情况。根据上面的要求,结合本设计情况,主轴箱内的轴系零 件的轴向固定方式采用两端单向固定的支承结构。 轴的结构主要取决于:轴在机器中的安装位置及形式;轴上零件的类型,尺寸及配置,定位和固定方式;载荷的性质,大小,方向及分布情况;轴的加工和装配工艺性等。由于影响轴结构的因素较多,其结构随具体条件不同而灵活变化,所以轴一般并无标准的结构形式。但不论何种具体条件,轴的结构均须满足:足够的强度和刚度;轴和装在轴上的零件应有准确的工作位置;轴上的零件应便于装拆和调整;轴应该具有良好的制作工艺性。 盐城工学院本科毕业设计说明书 2009 23 根据装配图上各轴的受载情况知,轴 3 由于承受主轴 1和 2所传递的转矩,在所有轴种受到的载荷最大,所以校核轴 3。作出轴的弯扭矩如图 3 图 3的弯扭矩图 根据文献 8公式 7 332 2 2 0 3 7 7 . 8 7 0 8 . 85 7 . 5 总 =708.8/=体双面粗镗床总体设计及右主轴箱设计 24 7 0 8 . 8 5 7 . 5 2037822 7 5 4 . 2 9 5 7 . 5 2 1 6 8 5 . 822D 2 5 7 . 9 8 5 7 . 5 7 4 1 6 . 922 m m 1 2 1 4 2 6 8 . 9M M M N m m 22 M= 222 0 3 7 8 1 4 2 6 8 . 9 2 4 8 7 6 . 9 9 N m m WM 根据文献 8表 10弯截面系数 31.0 (3根据文献 8表 10的许用弯曲应力表可得 45 号正火钢的1 5 5 M 。 1 该轴的强度满足设计要求。 轴箱中齿轮的校核计算 已选定齿轮采用 45 钢,锻造毛坯, 硬 齿面,齿轮渗碳淬火 62,齿轮精度用 8级,轮齿表面粗糙度为 传动轴
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本文标题:箱体双面粗镗床总体设计及右主轴箱设计【13张图/12700字】【优秀机械毕业设计论文】
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