ZQ250减速机双侧面加工专用铣床的设计

目 录摘 要 .3第一章 引言 .5第二章 总体方案论证 .62.1 被加工零件分析 .62.2 工艺方案的制定 .72.3 加工设备方案选择 .72.4 确定机床总体布局 .8第三章 组合机床总体设计 .93.1 被加工零件工序图 .93.2 加工示意图 .113.3 机床联系尺寸图 .123.3.1 动力部件的选择 .123.3.2 滑台及相配底座的选择 .133.3.3 确定机床的装料高度 H .13第 四 章 主 轴 箱 设 计 .144.1 主轴及传动轴结构设计 .144.2 主轴箱传动计 .16山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）24.2.1 传动比分配 .164.2.2 传动系统设计及齿轮的排布 .174.3 主轴箱的润滑及油泵轴的确定 .194.4 轴的计算及主轴校核 .194.5 齿轮的校核 .224.6 切削刀具的选择 .25第 五 章 液 压 系 统 设 计 .266.4.1 液压系统的工作要求的确定 .266.4.2 液压系统图 .26参考文献 .29结论 .30山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）3摘要本课题设计一台 ZQ250 减速机双侧面加工专用铣床,主要完成组合铣床的总体设计、主轴箱及设计及其液压部分的设计。 根据 ZQ250 减速机双侧面结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度及生产率等要求，确定该机床为双工位卧式组合机床；考虑工件尺寸精度，表面粗糙度，切屑的排除及生产率等因素，选用硬质合金套式面铣刀；根据工件的尺寸、特点及其材料选择切削用量；然后,再经过切削用量来确定组合机床的通用部件；最后进行组合机床的总体设计。由于是粗铣减速机双侧面,则夹具的设计采用“一面两销”定位, 液压夹紧，一次装夹加工柴油机汽缸体的两个端面，保证了加工精度，提高了生产效率。在设计之中，尽量选用通用件，减少了制造成本，增加了经济效益。通过本次设计可以达到效果是：所设计的组合铣床和夹具能满足其工作状态的质量要求,使用时安全可靠,易于维修。关键词：组合铣床 铣刀 主轴箱山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）4AbstractThis topic design a rough milling automobile gearbox two end milling machine, hydraulic double combination of main machine combination overall design, spindle box and design and the design of hydraulic parts.According to the structure characteristics of the automobile gearbox, machining parts and precision and surface roughness and productivity, determine the machine for double-position horizontal combination machine tools . Considered to the factor of the size precision, surface roughness, scrap removes and productivity and so on of the work piece, selects the Hard alloy not grind type surface milling cutter. According to work piece size, characteristic and its material choice cutting specifications; Because of the thick mill diesel engine cylinder body two sides, then the jig design use two sells the localization at the same time, Manual clamps, an attire clamps processes the diesel engine to be mad the cylinder body two sides; according to will work receives the cutting force to calculate clamps the strength; again according to clamps the strength , choose the determination clamp the special-purpose part.During the design, the standard parts are selected as far as possible, to reduced the production cost, increased the economic efficiency. This design may achieve the effects as fowllows: the modular milling machine and the jig can satisfy its the quality requirement at working status,its safe, and easy to service.Keyword: the modular milling machine Auto gearbox milling cutter main spindle 山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）5第一章 引言组合机床是根据工件加工要求，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。组合机床的设计，有以下两种情况：其一，是根据具体加工对象的具体情况进行专门设计。其二，随着组合机床在我国机械行业的广泛使用，广大工人总结自己生产和使用组合机床的经验，发现组合机床不仅在其组成部件方面有共性，可设计成通用部件，而且一些行业的在完成一定工艺范围的组合机床是极其相似的，有可能设计为通用机床，这种机床称为“专能组合机床” 。这种组合机床就不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，而是可以设计成通用品种，组织成批生产，然后按被加工的零件的具体需要，配以简单的夹具及刀具，即可组成加工一定对象的高效率设备。近 10 年来，许多汽车制造厂商都在推行并行政策，并有不少组合机床制造厂与汽车厂密切合作应用这一方法来加速专用装备的设计制造。我国机械制造业各企业有大量的通用设备，在发展现代机械自动化技术时，若以原有的设备为主，合理调整机床布局，添加少量的数控设备，引入 CADCAM 技术，充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性，共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统，为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。特别是近 20 年来，随着组合机床的发展，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，起产品市场寿命不断缩短，品种日益增多且质量不断提高。这些因素同时也有力地推动和激励了组合机床的不断发展。组合机床的发展主要有以下 2 点:(1) 组合机床品种的发展；(2) 组合机床柔性化的发展。组合机床是一项发展投资少、见效快的低成本自动化技术，它的兴起会带动我国企业的发展，为市场经济带来明显的效益；它的发展促进了我国工业的自动化程度的日益完善，同时带来技术和装备上的革新。组合机床的使用能够使生产过程全盘自动化，全面提高生产效率和产品质量，大幅度的节省了劳动力，机床上的标准零件和通用部件占全部机床零件总量的 70%-80%，设计周期短，易于改装和维修。山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）6本次毕业设计的课题是 ZQ250 减速机双侧平面加工专用铣床。根据 ZQ250减速机双侧平面的位置、加工精度等主要的设计原始数据，设计出技术上先进，经济上合理和工作上可靠的双面粗铣的组合机床。组合机床的加工精度基本上是由夹具来保证的,因此它与一般机床夹具不同。 本次设计的组合机床夹具主要对 ZQ250 减速机双侧平面的粗铣，因此采用面两销定位方式,即利用零件上的一个平面和该平面上的两个孔作为定位基准。一个孔插圆柱销,另一个孔插菱形销。这种定位方法保证了理论上的六点定定位原则(平面上三个点,圆柱销两个点和菱形销一个点)。要设计出这种组合机床，要先 ZQ250 减速机双侧平面结构进行工艺性分析,确定整体的设计方案，提出一到两种可行性比较高的初步设计方案；根据目前所提供的工况条件，每天的工作时间、强度等对初步设计方案进行论证，最后根据论证结果选择最合适的设计方案；再进行组合机床方案图样文件设计：被加工零件加工工序图，加工示意图，机床联系尺寸图以及生产率计算卡。本次设计的组合机床能同时粗铣 ZQ250 减速机双侧平面，大大提高了生产效率，降低了劳动强度，从而降低了零件的加工成本。第二章 总体方案论证设计的机床要满足加工要求、保证加工精度；尽可能选用通用件、以降低成本。因此根据上述要求和 ZQ250 减速机双侧平面的加工特点来确定设计方案。2.1 被加工零件分析被加工零件：ZQ250 减速机双侧平面材料：HT250硬度：HT150加工部位：双侧平面加工要求：ZQ250 减速机双侧平面糙度度被加工到 6.3 ，两侧面尺寸m山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）7至 3710.25mm。2.2 工艺方案的制定工艺方案的拟订是组合机床设计的关键一步。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。而且工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此，必须认真分析被加工零件图纸,深入了解被加工零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求及生产率要求等一些因素。拟定组合机床工艺方案的一般步骤如下：1分析、研究加工要求和现场工艺，在制订组合机床工艺方案时，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其结构特点、加工部位及其精度、表面粗糙度、技术要求及生产纲领；其次深入现场调查分析零件的加工工艺方法、定位夹紧方式、所采用的设备、刀具及切用量、生产率情况等。 2定位基准和夹压部位的选择组合机床一般为工序集中的多刀加工，不但切削负荷大，而且工件受力方面变化。因此，正确选择定位基准和夹压部位是保证加工精度的重要条件。本道工序主要是加工毛坯，因此，还要对毛坯基准选择考虑有关工序加工余量的均匀性。定位夹压部位的选择应在有足够的夹紧力下工件产生的变形最小，并且夹具易于设置导向和能过刀具。本道工序：粗铣减速机双侧平面。2.3 加工设备方案选择在机械制造业中，金属切削机床占机械设备总台数的 50%70%，它负担的工作量约占一半左右，其中有 30%50%的工作量是由组合机床来完成的，同时，机械加工方法是机电产品及零部件生产的主要方法，且机械加工质量又是提高山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）8整个产品质量的关键。因此，组合机床的开发、设计，是机械制造行业一项非常重要的工作。组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床，具有如下特点：1生产率高；2加工精度稳定；3研制周期快，便于设计、制造和使用、维护；4自动化程度高，劳动强度低；5配置灵活，可按工件或工序要求灵活组成机床自动线，易于改装，产品或工艺变化时，通用部件还可以重复利用；6使用稳定，结构紧凑，机床费用低。由于被加工零件已定型，生产批量较大，加工要求较高，所以必须采用组合机床来进行生产，同时又是针对双面加工。因此，采用组合机床来进行加工是较适宜、理想的生产方案。2.4 确定机床总体布局根据上述确定的加工工艺方案，按照工序集中程度和生产批量大小，机床总体布局主要有如下配制型式：1多工位组合机床多工位组合机床：主要用于中、小零件加工。生产占地面积大，但生产率高。这种方式若配合工作台的移动和精确定位，可以组成组合机床自动线，则自动化程度和生产率均很高。2.单工位组合机床各种型式的单工位组合机床，通常可安装一个工件，特别适宜于大、中型箱体类零件的加工。根据配置动力部件的型式和数量，这类机床可分为单面、多面及复合式。这种方式组成灵活，结构简单，由于单工位加工，其机动时间与辅助时间不能重合，因而生产率比多工位机床低。根据以上所述, ZQ250 减速机双侧平面是比较规则的长方体，从装夹的角度来看，卧式平放比较方便，采用卧式组合机床加平面，有利于排屑，也减轻了工人的劳动强度。且汽车变速箱体属于中型加工零件，在本次设计中，铣平面工序是主要工序内容。因此为了保证铣平面的加工精度和结合被加工零件加工特点，卧式单工位组合机床是较好的选择。卧式单工位组合机床又可分为卧式单面组合机床，卧式多面组合机床等。山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）9若采用卧式单面组合机床，加工两端面需经过两次装夹，增加辅助时间，成本高，生产效率低，工人劳动强度大。因此，采用卧式双面组合机床是合理的选择。其特点：工件安装在夹具里，工件和夹具装在铣削工作台上，刀具相对固定，铣削工作台实现进给运动。生产占地面积小，加工精度高。第三章 组合机床总体设计组合机床总体设计，通常是针对具体加工零件，拟订工艺和结构方案，并进行方案图样和有关技术文件设计。并且在选取定加工方法和机床总体布局结构的基础上绘制组合机床“三图一卡” 。其内容包括：绘制被加工零件工序图，机床联系尺寸图，加工示意图和编制机床生产率计算卡等。3.1 被加工零件工序图本次设计的组合机床主要对 ZQ250 减速机双侧平面的粗铣。因此采用一面两销定位方式，即利用零件上的一个平面和该平面上的两个孔作为定位基准。一个孔插圆柱销，另一个孔插菱形销。这种定位方法保证了理论上的六点定定位原则( 平面上三个点,圆柱销两个点和菱形销一个点)，但是在实践中，在大多数情况下，工件的一个平面，在夹具中不是支承在三个点上，而是支承在四个或者更多一些的支承点上，有时放在两条长的支承板上，这样可以提高“机床-夹具- 刀具 -工件 ”系统的刚性，避免夹压力和切削力超出支承点，引起工件的弹性变形，这种变形不仅影响加工精度，还会引起振动，严重时造成刀具的折断。由于本次的加工的工序是在加工好汽车变速箱体顶底面的情况下进行的，因此被加工零件的顶、底面是较光滑的，因此采用汽车变速箱体的下底面作为定位基准，再在该面钻两个销孔，这样就保证了理论上的六点定位原则。被加工零件图是组合机床设计的主要依据，也是制造、使用、检验和调整机床的重要技术文件。它的要求被加工零件的形状和主要轮廓尺寸及与本机床设计有关的部位的结构开头及尺寸相符。加工用定位基准、夹紧部位及夹紧方山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）10向，以便依次进行夹具定位支承、夹紧、导向装置的设计。本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形状位置尺寸精度及技术要求，还包括本道工序对前道工序提出的要求。本组合机床以 ZQ250 减速机双侧平面为加工对象进行设计，对工序图简要说明及与本机床设计有关的技术指标如下：1定位方法： 采用一面两销定位方式，即利用 ZQ250 减速机侧底面和该平面上的两个孔作为定位基准。一个孔插圆柱销，另一个孔插菱形销；2零件材料：HT250；3硬度：HT150；4方框内尺寸及相应粗糙度为本机床所保证，其余尺寸及相应光洁度为前序保证；5单边加工余量：4.5mm。减速机双侧平面的被加工零件工序图如下：山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）11图 3-1 被加工零件工序图3.2 加工示意图零件的加工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中工件、夹具、刀具等机床各部件间的相对位置关系。因此，加工示意图是组合机床设计的主要图样之一，在总体设计中占据重要地位。其主要内容为：1反映机床的加工方法，切削用量及工作循环。2决定刀具类型、数量、结构、尺寸。3决定主轴的结构类型，规格尺寸及外伸长度。4选择标准或设计专用的接杆，浮动卡头，导向装置，刀杆托架等。5标明主轴、接杆、夹具与工件之间的联系尺寸，配合及精度。加工示意图的画法有如下要求：1加工示意图的绘制顺序是：先按比例用细实线绘出工作加工部位和局部结构的展开图。加工表面用粗实线画。为简化设计，相同加工部位的加工示意图只需表示其中之一，即同一主轴箱里结构尺寸相同的主轴可只画一根。2一般情况下，在加工示意图上，主轴分布可不按真实距离绘制。3主轴应从多轴箱端面画起。刀具应处于加工终了位置。标准的通用结构只画外轮廓，但需加注规格代号。本组合机床加工示意图如下：山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）12图 3-2 机床加工示意图3.3 机床联系尺寸图机床联系尺寸图用来表示机床各组成部件的相互装配联系和运动关系，可用以检验机床各部件相对位置及尺寸联系是否满足加工要求，通用部件的选择是否合适，并为进一步开展主轴箱等专用部件的设计提供依据。联系尺寸图，它表示机床的配置型式及总体布局。绘制机床联系尺寸图有以下要求：1.以适当数量的视图按同一比例画出机床各主要组成部件的外形轮廓及相关位置，表明机床的配置型式及总体布局，主视图应与机床实际加工状态一致。2.图上应尽量减少不必要的线条及尺寸，但反映各部件的联系尺寸，专用部件的主要轮廓尺寸，运动部件的极限位置及行程尺寸，必须完整齐全，至于各部件的详细结构不必画出，可留在具体设计部件时完成。3.为便于开展部件设计，联系尺寸图上应标注通用部件的规格代号，电动机型号，功率及转速，并注明机床部件的分组情况及总行程。3.3.1 动力部件的选择由于功率损耗，取 =0.9；P = =16.2KW电 机 9.0315 切取功率储备系数为 12%，P =16.2（1+12%）=18.1KW；电 机取 P 18.5KW。电 机由参考文献4表 5-39 查得：选用 1TD63-V 动力箱；选用电动机型号：Y180M-4；山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）13同步转速 n=1470r/min，输出轴转速 n1=730 r/min， P 电机 =18.5KW。3.3.2 滑台及相配底座的选择根据选定量及工作行程和工件尺寸大小，由参考文献4表 5-2 查知应选择1HY63 系列液压滑台 ，相应的侧底座为 1CC631。表 3-1 1HY63 型液压滑台主要技术性能型号台面宽度台面长度行程快进速度(m/min)工进速度(mm/min)最大进给力（N）1HY50 500 1000 型 630 6.3 10-350 320003.3.3 确定机床的装料高度 H装料高度一般是指工件安装基面至地面的垂直距离。考虑刚度，结构要功能和使用要求等因素，新颁国家标准装料高度为 1060mm，与国际标准 ISO 一致。实际设计时常在 8501060 之间选取。由于滑台高度为 400mm，滑台底座高度为 630mm，夹具底座高度为220mm，则装料高度为：H=400mm+630mm+220mm=1250mm。图 3-3 机床总联系尺寸图山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）14第四章 主轴箱设计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个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、较、镗、铣等加工工序。多 轴 箱 由 通 用 零 件 如 箱 体 、 主 轴 、 传 动 轴 、 齿 轮 和附 加 机 构 组 成 。目前主轴箱设计有一般设计法和电子计算机辅助设计法两种。在此用一般设计方法设计多轴箱。一般设计法的顺序是：绘制多轴箱设计原始依据图；确定主轴结构、齿轮齿数及模数；拟订传动系统，计算主轴、传动轴，绘制坐标检查图；绘制主轴箱总图，零件图及编制组件明细表。4.1 主轴及传动轴结构设计1.主 轴 结 构 设 计主 轴 结 构 形 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 形 式 是 主 轴 部 件 结 构 的 主 要 特 征 ， 该 机 床 是 进 行 端 面 粗 铣 加 工的 主 轴 ， 为 卧 式 双 工 位 机 床 ， 轴 向 切 削 力 和 径 向 切 削 力 都 较 大 ， 使 用 圆锥 滚 子 轴 承 承 受 轴 向 力 和 径 向 力 。主 轴 材 料 选 用 调 质 处 理 的 45 钢 ， 查 机 械 设 计 表 8-2 有 ：b=640Mpa, s=355Mpa, -1=275Mpa,-1=155Mpa, =0.2, =0.1,C=110主轴切削力：F=513ap 0.9fz 0.74D-1.0ae 1.0z K =5134.5 0.90.2 0.74315-1.0308.51.018 0.878山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）15=8343(N)主轴转矩：T= 9.55106P/n=9.5510615.3/111.2=1.32106N.mm由扭矩初算主轴轴径： D=7.3 =7.3 =78.25410T41320由于该主轴上开有键槽，对轴的强度有削弱，轴径需增大 5%，则 d= 78.25 （1+5%）80mm故取主轴轴径为 80mm。2.各传动轴结构设计取连接电动机用联轴器的效率 0.99，选用圆锥滚子轴承取传动效率为00.99， 8 级精度齿轮传动取传动的效率 0.97。1 2则多轴箱的传动总效率 =0.990.9940.973总 3410=0.868。第 III 根传动轴= kw3P125.31.9097TN.mm66533 5.089107PMn3435.2.10dmmm6.(%)59.1故取为：60mm第 II 根传动轴= kw2P315.916.07山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）16N.mm66522 1.9.5109.50.2034PMn242.dmmm.(15%)6.4故取为：50mm第 I 根传动轴= kw1P26.517.209N.mm66511 .0310PMn1415.239.0dmmm.(%).故取为：45mm由上取动力箱输出轴径 d1=45mm,其他传动轴取整：d2=50mm，d 3=60mm，d 5=30mm。4.2 主轴箱传动4.2.1 传动比分配主 轴 箱 内 的 传 动 比 最 佳 为 11 .5,在 主 轴 箱 后 盖 内 的 齿 轮 传 动 比 ，根 据 需 要 ， 其 传 动 比 可 以 取 大 些 ， 但 一 般 不 超 过 33.5； 齿 轮 模 数 ，一 般 取 2， 2.5,3 或 3.5， 齿 数 一 般 在 1770， 齿 宽 b 取 32mm 或24mm。总 得 传 动 比 ： i 总 = = =12.95n电 .470山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）17i 动 力 箱 =2则 主 轴 箱 内 传 动 比 i 主 = =6.47591主 轴 箱 次 轮 的 模 数 一 般 有 类 比 法 确 定 亦 可 按 下 式 估 算 ， 即 ：M （ 30-32） znp上 式 中 ：p 为 齿 轮 所 传 递 的 功 率 （ kw）z 为 一 对 齿 合 齿 轮 中 的 小 齿 轮 齿 数n 为 小 齿 轮 转 速 （ r/min）那 么 ：M （ 30-32） 67.10935=3.63取 模 数 为 4。4.2.2 传动系统设计及齿轮的排布 初 步 定 轴 1、 2 的 传 动 比 i12=2.37轴 2、 3 的 传 动 比 i23=1.78轴 3、 4 的 传 动 比 i34=1.5轴 1、 5 的 传 动 比 i15=1.2（ 轴 5 为 润 滑 泵 驱 动 轴 ）则 各 个 轴 转 速 计 算 如 下 :i34= .213nn3=170.7r/mini23= 8.2n2=304r/mini12= 7.1山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）18n1=720 r/minn5= i/6.1i查 机 械 制 造 装 备 设 计 表 2-7传 动 轴 3-传 动 轴 4:i34=1.5， 取 ，329Z从 43主传 动 轴 2-传 动 轴 3:i23=1.78,取 ，36主 2从驱 动 轴 1-传 动 轴 2:i12=2.37 ， 取 ，21Z5主驱 动 轴 1-传 动 轴 5:i15=1.2，z5=z1i15=191.2=22.18约 取 z5=23中 心 距 ： a12= （ z1+z2 主 ） =4/2(21+51)m=144a23= (z2 从 + z3 主 )= 4/2(26+46)=144a34= (z3 从 +z4)=4/2(29+43)m=144a15= (z1+z5)=4/2(19+23)2=84齿 轮 排 布 如 下 图 4-1 所 示 ：山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）19图 4-1 主轴箱齿轮排布4.3 主轴箱的润滑及油泵轴的确定1、 润 滑大 型 标 准 主 轴 箱 采 用 叶 片 润 滑 油 泵 进 行 润 滑 ， 油 泵 打 出 的 油 经 分 油 器分 向 各 润 滑 部 分 ； 轴 承 采 用 油 润 滑 ； 齿 轮 用 油 润 滑 ， 由 分 油 器 分 出 的 油管 润 滑 。2、 油 泵 轴 的 确 定叶 片 泵 用 来 润 滑 时 ， 转 速 n 泵 应 在 400800 转 /分 范 围 之 内 ， 而 轴1 的 转 速 n1=720r/min， 故 根 据 需 要 再 加 一 级 传 动 后 ， n5=625r/min,符 合 要 求 。4.4 主轴校核选 主 轴 4 来 校 核 。选择主轴做力学模型，画出受力计算简图。取集中载荷作用于齿轮及轴承的中点。1.轴 的 材 料 ： 45 号 钢 ， 调 质 处 理 。 其 机 械 特 性 查 得 ：山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）20 b=640Mpa, s=355Mpa, -1=275Mpa,-1=155Mpa, =0.2, =0.1,C=110由 前 述 可 得 ：n=111.2r/mind=80mm=172mm2d2.计算齿轮上的作用力大小: 低速级大齿轮的分度圆直径为 m172则 NtgFdTrt 570213.6圆周力 Ft、径向力 Fr 的方向如图所示，卧式机床轴向力记为 0。3轴承的支反力a、水平面上的支反力如图 1NRHDBHt 5.8643957130.)95(6b、垂直方向上的支反力NRVDB4.20381549.3.6.3）画弯矩图a、水平上的弯矩图如图 2 mLRMHBC 8.543296.532b、垂直方向上的弯矩图如图 3 NVBC 1.021山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）21mNLRMVDC 198456.34124）合成弯矩图如图 4 mNVCHC 9.580241198.523222 2115）画扭矩图如图 5T=1.32106 mN6）画计算弯矩图如图 6应单向回转，视扭矩为脉动循环， ，6.01b则截面 C 处的当量弯矩为 mNTMe 8.9106)32.160(9.5824)( 6221mNc.027） 按弯扭合成应力校核轴的强度由图可知截面 C 的当量弯矩最大，故校核该截面的强度。对于实心轴： MpamdWb641.052.3/b3， 8.1520.986/)(/2 Be MpaWT故轴安全。山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）22图 4-24.5 齿轮的校核1. 选择齿轮材料、热处理方式和精度等级考虑到该减速箱功率较大，且载荷有种等冲击，故大、小齿轮均选用 40Cr钢表面淬火，平均齿面硬度为 52HRC。选用 8 级精度。2. 按齿面弯曲疲劳强度初步计算齿轮参数因为是闭式硬齿面齿轮传动，故先按齿面疲劳强度进行设计，即按式（6-16）进行试算，即 F132Y.aSttdKTmz式中各参数为：山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）23（1） 试选载荷系数 =1.6；tK（2） 计算小齿轮的转速N.mm66531 15.99.509.0807PTn（3） 按表 6-7 取齿宽系数 =0.7；d（4） 取 =29，则 =u =1.529=43；1z2z1（5） 查表 6-4 得齿形系数 =2.53， =2.38，应力校正系数FYaF2a=1.62， =1.69；1YaS2aS（6） 许用弯曲应力由式（6-19） ，即按 计算。limSFstNY查图 6-15（e ）得弯曲疲劳极限 = =310MPa。li1Fli2由 =2.0，取安全系数 =1.4。stYS由式（6-20）得小齿轮与大齿轮的应力循环次数分别为81hN60170.53012.40njL= /u=2188.4.2查图 6-17 得弯曲疲劳寿命系数 = =1.01NY2= = = =443MPa1F2lim1SFstN30.4=1YaSF.536.9254=2aSF.810.8所以 =0.00925FYaS山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）24= =3.55mmF132Y.aSttdKTmz5321.6890.3. 确定传动尺寸（1） 计算圆周速度。113.529170./6006ttdnmzv ms故 8 级精度合用。（2） 计算载荷系数 K。各系数选择如下：查表 6-1 得使用系数 =1.5；A由 v=0.91m/s,8 级精度查图 6-6 得动载荷系数 ；1.8vK查表 6-2 得齿间载荷分配系数 =1.2；查表 6-10 得齿向载荷分布系数 =1.05，由式（6-2）得。A1.50.2105.79vK（3） 对 进行修正。tmmm33.79.5.816tt（4）计算中心距12()4()4mzam（5）计算分度圆直径。1916dz。24372（6）计算齿宽。 10.568db取 =58mm，则 = 。21b(0)65m4. 校核齿面接触疲劳强度由式（6-9 ）得山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）25132HHEdKTuZ式中各参数为：（1）K、 、 、 、u 值同前；1d1（2）区域系数 =2.5；HZ（3）由表 6-3 查弹性影响系数 =189.8 ；EZ12MPa（4）许用接触应力由式（6-18） ，即按 计算。lim/HNHZS查 6-14（e）得接触疲劳极限 lim1li20H查 6-16（曲线 1）的接触疲劳寿命系数 ，1.N21.3N取安全系数 ，则.0HS1lim1.2/ 31NZMPa2li2 4.0HH13EdKTu328.95.189.2506=925MPa 1H故满足齿面接触疲劳强度。同理可知轴 1 与轴 2、轴 2 与轴 3 齿轮模数取 4。4.6 切削刀具的选择在生产线上，由于铣削平面的走刀长度一般比孔加工的走刀长度长的多，为了提高切削用量应采用硬质合金套式面铣刀。由参考文献3，粗齿中齿细齿面铣刀刀片材料为 YG6(铣铸铁)及YT14(铣钢)，密齿面铣刀刀片材料为 YG6，铣铝合金面铣刀刀片材料为YT14。山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）26由加工箱体外形尺寸，结合参考文献4表 14-67，箱体端面为371308.5，为大平面，以及被加工零件材料为 HT250，因此选用刀片材料为YG6，刀盘直径为 315mm 的硬质合金套式面铣刀。又因为本道工序是粗铣，粗糙度要求不高，选中齿铣刀。齿数选择由参考文献3表 7-25，得中齿铣刀的齿数为 18。故设计的组合铣床选择的刀具为：硬质合金套式中齿面铣刀，材料为YG6，齿数为 18。第五章 液压系统设计5.1 液压系统的工作要求的确定本 机 床 为 卧 式 双 工 位 组 合 机 床 ， 其 液 压 系 统 的 基 本 要 求 为 ：1、 为 了 完 成 双 侧 面 铣 削 加 工 任 务 ， 要 求 主 油 缸 驱 动 液 压 滑 台 能 实 现“快 进 工 进 快 退 原 位 停 止 ”的 工 作 循 环 。2、 要 有 二 个 油 缸 来 控 制 “定 位 拔 销 ”和 “夹 紧 松 开 ”。 单 缸定 位 ， 单 缸 夹 紧 ， 并 且 是 先 定 位 后 夹 紧 。5.2 液压系统图1.液 压 滑 台 运 动 部 分（ 1） 供 油 方 式 的 确 定铣 刀 工 作 进 给 时 需 要 供 油 的 压 力 较 高 ， 但 流 量 较 小 ； 快 速 行 程 时 需 要流 量 大 ， 但 压 力 较 低 。 这 时 如 果 选 用 一 个 大 流 量 的 定 量 泵 ， 虽 也 可 满 足要 求 ， 但 当 工 作 进 给 时 必 然 会 有 大 部 分 压 力 较 高 的 油 液 经 过 溢 流 阀 流 回油 箱 ， 不 仅 浪 费 了 功 率 ， 而 且 会 引 起 液 压 系 统 的 发 热 。 在 这 台 组 合 机 床的 设 计 中 采 用 带 压 力 反 馈 的 限 压 式 变 量 叶 片 泵 ， 在 低 压 时 （ 快 速 行 程 ）能 产 生 大 流 量 ， 而 在 压 力 较 高 时 （ 工 作 进 给 ） 流 量 能 自 动 减 小 ， 以 避 免过 多 的 损 失 。山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）27（ 2） 拟 定 基 本 回 路 和 确 定 阀 类 元 件为 了 液 压 滑 台 能 实 现 能 “快 进 工 进 快 退 原 位 停 止 ”的 工 作循 环 ， 设 有 三 位 五 通 电 磁 换 向 阀 4 实 现 换 向 。 液 压 滑 台 的 快 进 采 用 差动 连 接 ， 用 二 位 二 通 行 程 14 进 行 控 制 ； 在 快 进 时 ， 液 压 缸 上 腔 的 回 油经 单 向 阀 12 可 以 流 到 缸 下 腔 实 现 差 动 连 接 。 采 用 了 进 油 调 速 回 路 ， 由 调速 阀 13 来 调 节 工 作 进 给 速 度 。（ 3） 确 定 辅 助 装 置为 了 避 免 铁 屑 等 物 损 坏 液 压 泵 ， 在 泵 进 口 处 加 一 粗 滤 油 器 。2.整 个 液 压 系 统 的 运 动 循 环（ 1） 定 位 、 夹 紧 ： 所 有 电 磁 铁 均 不 带 电 ， 电 液 换 向 阀 处 于 中 位 ，液 压 油 经 二 位 四 通 电 磁 换 向 阀 7， 进 入 定 位 液 压 缸 下 腔 ， 完 成 定 位 ， 此时 系 统 压 力 较 低 ， 单 向 顺 序 阀 8 处 于 闭 合 状 态 。 定 位 结 束 后 ， 系 统 压力 升 高 ， 单 向 顺 序 阀 8 打 开 ， 夹 紧 缸 上 腔 进 油 ， 实 现 夹 紧 。 夹 紧 力 由 减压 阀 5 保 证 ， 夹 紧 结 束 后 ， 系 统 压 力 进 一 步 升 高 ， 使 压 力 继 电 器 9发 出 信 号 让 电 磁 铁 1YA 带 电 。（ 2） 快 进 ： 电 磁 铁 1YA 带 电 后 ， 压 力 油 经 过 电 磁 换 向 阀 进 入 三 位五 通 电 磁 换 向 阀 4 的 左 控 制 腔 ， 换 向 阀 左 位 工 作 ， 液 压 油 经 行 程 阀14 进 入 滑 台 无 杆 腔 。 但 由 于 顺 序 阀 10 的 开 启 压 力 高 于 快 进 时 所 需 的压 力 ， 所 以 这 时 顺 序 阀 10 不 打 开 。 由 液 压 缸 有 活 塞 杆 腔 排 出 的 油 经 过换 向 阀 4 和 单 向 阀 12 也 流 入 液 压 缸 无 活 塞 杆 腔 ， 所 以 这 时 液 压 缸 为 差动 连 接 ， 得 快 速 前 进 。（ 3） 工 进 ： 滑 台 快 速 行 程 终 了 时 ， 压 下 行 程 开 关 14。 行 程 阀14 上 位 工 作 。 液 压 泵 排 出 的 油 经 换 向 阀 4 和 调 速 阀 13 流 入 液 压 缸 无活 塞 杆 腔 。 调 节 调 速 阀 13 的 开 口 量 ， 就 能 得 到 所 需 要 的 工 作 进 给 速 度 。由 液 压 缸 有 杆 腔 排 出 的 油 经 换 向 阀 4、 顺 序 阀 10（ 此 时 由 于 压 力 升 高顺 序 阀 已 经 打 开 ） 和 背 压 阀 11 流 回 油 箱 。（ 4） 快 退 ： 加 工 结 束 后 压 下 行 程 开 关 ， 压 力 继 电 器 16 发 出 信 号 ，电 磁 铁 1YA 断 电 ， 2YA 带 电 ， 换 向 阀 4 换 向 ， 其 右 位 工 作 。 压 力 油 通过 换 向 阀 4 进 入 液 压 缸 有 杆 腔 ， 无 杆 腔 的 液 压 油 通 过 单 向 阀 15 和 换山东轻工业学院 2012 届本科毕业设计（论文）28向 阀 4 流 回 油 箱 ， 完 成 快 退 。（ 5） 拔 销 、 松 开 ： 滑 台 退 到 原 位 ， 压 下 行 程 开 关 发 出 信 号 ， 使 电 磁铁 2YA 断 电 ， 换 向 阀 4 回 到 中 位 ， 液 压 缸 两 腔 封 闭 ， 滑 台 停 止 运 动 ； 同时 电 磁 铁 3YA 带 电 ， 二 位 四 通 电 磁 换 向 阀 7 右 位 工 作 ， 液 压 泵 排 出 的油 流 进 定 位 液 压 缸 上 腔 和 夹 紧 液 压 缸 的 下 腔 ， 完 成 拔 销 和 松 开 动 作 。(6)工 件 装 夹