加工曲轴中心孔专用机床设计

1、目 录1目目 录录设计总说明.3INTRODUCTION.41 绪论.52 设计任务.52.1 曲轴工艺路线.53.夹具的初步设计.213.1 夹紧装置应具备的基本要求.213.2 确定定位元件.213.3 确定导向装置.213.4 确定夹紧机构.223.5 画出夹具简图.223.6V 型块的数控加工 .224.专用机床总体设计.254.1 确定切削用量和选择刀具.254.1.1 确定工序间余量.254.1.2 选择切削用量.254.1.3 确定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度.264.1.4 选择刀具.275.机床总体设计三图一卡.275.1 被加工零件工序图.275.2 加工示意图.

2、285.2.1 刀具选择.285.2.2 导向选择.285.2.3 初定主轴类型、尺寸、外伸长度.285.2.4 确定动力部件的工作循环及工作行程.295.2.5 绘制加工示意图.295.3 机床联系尺寸图.295.3.1 动力部件的选择.295.3.2 夹具轮廓尺寸的确定.305.3.3 机床装料高度的确定.30目 录25.3.4 多轴箱轮廓尺寸.305.3.5 绘制机床尺寸联系图.315.4 机床生产率计算卡.326.多轴箱设计.346.1 专用机床多轴箱的用途及分类.346.2 通用多轴箱的组成和通用部件.346.3 多轴箱的设计.356.3.1 绘制多轴箱设计原始依据图.356.3.2

3、 主轴结构型式的选择及动力计算.366.3.3 主轴分布类型及传动系统设计与计算.376.3.4 主轴的强度校核.406.3.5 齿轮的强度校核.446.3.6 轴承的选择和校验.496.3.7 多轴箱的坐标计算.517.专用机床多轴箱装配图设计.527.1 通用多轴箱总图设计.527.1.1 主视图和侧视图.527.1.2 展开图.527.2 主轴和传动轴.528.三维实体造型设计.52设计总结.54鸣 谢.55参考文献.56设计总说明3设计总说明设计总说明本论文主要说明加工曲轴中心孔专用机床设计的基本过程和要求。主要设计了以下内容：（1） 夹具体的设计；（2） 多轴箱的设计；（3） 整体机

4、床的设计。当然，在设计过程中，有大量的计算，主要包括以下几点：（1） 切削用量；（2） 机床生产率计算；（3） 多轴箱的设计和计算（4） 齿轮的强度校核；（5） 主轴的强度校核；（6） 轴承的强度校核。最后根据设计要求，画出各装配图，零件图和三维图。关键词关键词：专用机床；夹具；曲轴；多轴箱INTRODUCTION4INTRODUCTION This thesis mainly explains the crankshaft machining center hole is special machine tool design, the basic processed and require

5、ments. The main design the following content:(1)of specific design;(2) the designed of spindled box;(3) the designed of the wholeed machine.In the design process, of course, there are a lot of calculation, mainlyed includinged the following:(1) cuttinged paradmeter;(2) the machaine prodauctivity caa

6、lculation;(3) the designed and cadalculation of the spsdindle box(4) gear intensity;(5) the main shaft of intensity;(6) bearinged stdrength chedck.According to the dedsign rdequirements, to drawed the asddsembly draaawing, part drawing and 3 d figure.KEYWORDS: special machine; Fixture; The crankshaf

7、t. Spindle box5加工曲轴中心孔专用机床设计加工曲轴中心孔专用机床设计毕业设计说明书1 绪论某些零件的加工, 通用机床不能满足, 或者不能, 必须设很好地满足要求计专用机床。组合件为基础，配点点专用部件，对工件按确定机床是用通用部的工序加工的机床。本设计仅对曲轴端面铣削和钻中心孔专门设计的组合机床，该组合机床打部分为通用部件和标准零件，少量的专业部件，因此这次设计和制造时间短，经济好。2 设计任务加工曲轴中心孔专用机床设计，已知曲轴零件图，曲轴工序简图。2.1曲轴工艺路线 表 2-1 曲轴工艺路线工序号工序名称工序简图及说明设备5铣端面、钻中心孔铣、钻组合机床610毛坯检验15铣工

8、艺定位面双柱铣床20检验检验在第 5、6 曲柄臂上铣的工艺定位面尺寸精度、位置精度。定位面侧面与底面的垂直度误差在定位面长上不大于0303mm25粗车主轴颈及两端轴颈，车法兰盘端面曲轴主轴颈车床730检验所以主轴颈外圆 78mm，两侧圆角 R8.mm。以顶尖孔定位，所有主轴颈外圆摆差小于等于 1.0mm；第 4 主轴颈端面摆差小于等于 0.2mm。全部加工面 Ra 为 6.3um35精车第 1和第3 和第4 和第6 主轴颈还有小端的轴颈曲轴数控的车床40精车第 2和第5 和第7 主轴颈和油封轴颈还有法兰外圆还有端面曲轴数控的车床45检验全部的主轴颈的外圆的为 76mm。主轴颈两侧圆角R3.5m

9、m。以中心孔定位，所有主轴颈外圆摆差小于等于0.03mm50车平衡块外圆专用车床855铣第1、12曲柄臂的角向定位面曲轴定位面铣床60检验第 1、12 曲柄臂两侧定位面之距为 108mm，同曲柄臂上两侧定位面对曲轴中心的对称度误差不大于 0.7mm，两曲柄臂同侧的两定位面平面度误差不大于 0.05mm65车曲轴连杆轴颈曲轴连杆轴颈车床70检验所有连杆轴颈外圆直径为 36mm，两侧圆角 R3.5mm，连杆轴颈开挡宽度为 37mm，相位角为 120。975在法兰盘上钻铰工艺孔80检验工艺孔直径为 14mm。以工艺孔定位检验时，第 6 连杆轴颈外圆直径上、下两点的差值在 0.3mm 之内。85手铰的

10、工艺孔仔细快速90在油封轴的颈上铣的右旋回油螺槽曲轴专用的车床1095在六个连杆轴颈上钻孔直孔组合钻床100锪球窝球孔组合钻床11105钻油孔深孔组合钻床110钻油孔深孔组合钻床12115钻油孔深孔组合钻床120清洗保持清洗液温度在 60C 以上，清洗后以压缩空气喷嘴对准油道孔吹净清洗机125检验油道孔是否钻通，主轴颈上球窝孔深 6mm，连杆轴颈上直孔深 10.5mm，法兰端面上黄油孔深 40mm130中频淬火对所有主轴颈、主轴颈表面淬火，淬火硬度不低于46HRC，淬硬层深度：主轴颈 24.5mm，连杆轴颈2.34.8mm曲轴半圆中频淬火机135检验淬火后主轴颈摆差应不大于 0.3mm，超差的

11、曲轴应加热校正，不能有淬火裂纹13140半精磨第1、7主轴颈主轴颈磨床145检验以两端中心孔定位检验时，第 1,7 主轴颈外圆摆差不大于0.03mm150磁力探伤以 12001600A 的电流对曲轴进行磁力探伤磁力探伤机14155精磨连杆轴颈连杆轴颈磨床160检验所有连杆轴颈外圆直径 62.01mm，轴颈宽度为 38mm，轴颈两侧圆角 R3.5mm，轴颈的圆柱度不大于 0.005mm165精磨第 4主轴颈主轴颈磨床15170精磨第 1主轴颈的及齿轮和的带轮轴颈斜砂轮架曲轴床175精磨第 2,第 3,第 5,第 6的主轴颈主轴颈床180精磨第 7的主轴颈主轴颈床16190抛光油封轴颈的抛光机19

12、5的精磨法兰的外圆的曲轴床200检验所有主轴颈外圆直径为 75.01mm，圆柱度误差不大于0.005mm。以中心孔定位检验，第 1,7 主轴颈摆差不大于0.02mm 其余主轴颈摆差不大于 0.05mm，所有连杆轴颈中心线对主轴颈中心线的平行度误差在连杆轴颈开挡全长不大于 0.01mm17205铣键槽铣键槽专用机床210钻、铰孔、攻螺纹四工位组合机床215检验法兰上六个螺栓孔位置度误差不大于 0.15mm。对第 1 连杆轴颈与主轴颈的中心连线。齿轮轴颈上键槽偏移量不大于0.10mm。带轮轴上键槽偏移量不大于 0.020mm220去毛刺去除所有主轴颈、连杆轴颈及侧面尖刺毛刺18225动平衡检验对初

13、始动不平衡量超过 1000gcm 的曲轴，先再自动线外去重，合乎该项要求后再进入动平衡自动线，n=900r/min动平衡机230在3,10,11 曲轴柄臂上去重 专用去重钻床 235在2,5,8曲柄臂上去重专用去重机床240清洗去除钻屑245动平衡检验检验曲轴的残余动不平衡，合格的曲轴打上印记n=900r/min动平衡机19250超差曲轴动平衡在检验动平衡机255再去除不平衡量专用钻床260校直检验第 2,4,6 主轴颈外圆摆差，当摆差大于 0.05mm 时，应校直该轴颈油压机265倒角，去毛刺在第 1,2,3,5,6,7 主轴颈上球窝孔倒角 1*45，去净孔口边毛刺270经常法兰端面及退刀槽

14、车床20275扩，镗，铰孔专用车床280粗抛光曲轴油石抛光机285精抛光曲轴砂带抛光机21290清洗清洗全部油道孔及外表面清洗机295终检所有主轴颈外圆直径为 75mm。所有连杆轴颈外圆直径为62mm。第 4 主轴颈开挡宽度为 44mm。法兰厚度为10.5mm。轴承孔径为 51.96mm。以第 1,7 主轴颈外圆定位检验1. 第 4 主轴颈及其余主轴颈外圆摆差不大于 0.05mm2. 齿轮轴颈外圆摆差不大于 0.025mm3. 油封轴颈外圆摆差不大于 0.06mm4. 法兰外圆摆差不大于 0.035mm5. 法兰端面摆差不大于 0.06mm6. 轴承孔摆差不大于 0.06mm7. 第 4 主轴

15、颈两端面摆差不大于 0.05mm全部主轴颈、连杆轴颈外圆表面粗糙度 Ra0.2um，各油道孔口无毛刺，抛光面粗糙度 Ra0.4um。全部检验通过，打上合格印记3.夹具的初步设计3.1 夹紧装置应具备的基本要求(1)在夹紧的时候不要破坏工件定位的位置。(2)夹紧力要刚刚好，要保证定位的稳定性，又要防止夹紧变形。(3)操作简单方便，省力，安全。(4)结构的结构性好，和夹紧装置的结构简单和紧凑，有利于制造和维修。3.2 确定定位元件根据工序简图所给的定位基准，选用三个 V 型块和两个夹板定位限制工件的四个自由度，即 X 轴移动,X 轴转动，Z 轴移动，Z 轴的转动，用支承钉定位，通过支撑钉接触限制

16、Y 移动的自由度，一共五个自由度。3.3 确定导向装置由于本设计的本工序要求是对被加工工件依次进行的铣端面，钻中心孔等2 个工步加工，才能达到工序简图的加工的要求，对于铣削加工，采用方形对刀块，采用对刀装置对刀时，参考机械制造技术基础课程设计指导教程表9-2（摘自 JB/T8031.2-1999 的规定） 。塞尺参考机械制造技术基础课程设计指导教程表 9-5（摘自 JB/T8031.2-1999 的规定）选取其尺寸为 2mm 的对刀22平塞尺。3.4 确定夹紧机构 针对该工件的生产的工艺特性，此夹具选用螺旋夹紧机构夹压工件，通过拧紧手柄使压板同时压紧工件，实现夹紧。3.5 画出夹具简图 夹具简

17、图如图 3-1： 图 3-1 夹具简图3.6V 型块的数控加工 V 型块采用数控铣削加工，查机械制造技术基础课程设计指导教程表 8-10 得 V 型块零件图23V 型块为毛坯 125mm*50mm*42mm 的 20 钢，确定坐标如图现对其编制加工程序：%2015N05 G54 G91 G17 G00 M03N10 G42 X10 Y20 D01N15 G01 X125 F200N20 Y4224N25 X-27.5N30 X-20 Y-22N35 Y-3N40 X-30N45 Y3N50 X-20 Y22N55 X-27.5N60 Y-42N65 G00 G40 Y-10 M05N70 M0

18、2数控加工孔，确定坐标图现对其编制加工程序： %2016N05 T01 M06N10 G91 G00 X34.5 Z65 M03 S500N15 G43 Y-32 H01N20 G01 Y-50 F1000N25 G04 P2000N30 G00 Y50N35 X96 Z-25N40 G01 Y-50N45 G04 P2000N50 G00 Y50N55 X0 Z0N60 T02 M06N65 G91 G00 X34.5 Z40 M03N70 G43 Y-32 H02N75 G01 Y-15N80 G04 P2000N85 G00 Y15N90 X96 Z25N95 G01 Y-15N100

19、G04 P200025N105 G00 Y15N110 X0 Z0N115 T03 M06N120 G91 G00 X34.5 Z40 M03N125 G43 Y-32 H03N130 G01 Y-50 F1000N135 G04 P2000N140 G00 Y50N145 X96 Y25N150 G01 Y-50N155 G04 P2000N160 G00 Y50N165 X0 Y0 M05 M304.专用机床总体设计4.1 确定切削用量和选择刀具4.1.1 确定工序间余量为使加工定保证加工精度，必间余量，过程顺利进行并稳须合理地确定工序根据组合机床设计表 3-6，取孔加工工序间余量 1.5

20、mm。4.1.2 选择切削用量铣直径 46mm 端面，查组合机床设计选取铣刀进给量，f0.8/ rzmm铣削速度，还能查到切削深度=10mm。查我自己的课本机械40/ minVcmpa制造技术基础课程设计指导教程表 322，因为铣削宽度，我就选mmae46择铣刀直径 d=80mm,初选镶齿套式面铣刀，根据机械制造技术基础课程设计指导教程表 3-31，取 Z=10，根据公式，则主轴转速1000dnv 160r/min。1000 /8010004080159 / minnvr 铣直径 142mm 端面，查组合机床设计只好这样选择铣刀进给量，也选择了铣削速度，根据机械制造技术基础课f0.8/ rzm

21、m80/ minVcm程设计指导教程表 322，因为铣削宽度，还是选择了铣刀直径mmae142d=160mm, 初选镶齿套式面铣刀，根据机械制造技术基础课程设计指导教程26表 3-31，取 Z=16，,根据公式，则主轴转速1000dnv 160r/min。1000 /1601000 80160159 / minnvr钻两端中心孔，初选高速钢钻头作为加工工具，根据组合机床设计表3-7 得，钻头每转进给量，d=11mm，切削速度 V =10m/min,转速rmmf/18. 0fn=r/min 取 290r/min。1000/d289fV4.1.3 确定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度根据机械

22、制造技术基础公式 2-20：主切削力 yFzxFznFzFzCafvkFz pFz式中 CFz决定于被加工材料和切削条件的系数 切削深度ap进给量f切削速度总修正系数kFz其中kkkkkkkFzmFz voFzrFzsFz r Fz VBFz式中工件材料机械性能对切削力的修正系数kmFz前角对切削力的修正系数kvoFz主偏角对切削力的修正系数krFz刃倾角对切削力的修正系数ksFzkr Fz刀圆弧半径对切削力的修正系数后刀面磨损对切削力的修正系数kVBFz查得=0.75，=1.25，=1.08，=1.0，=0.93，kmFzkvoFzkrFzksFzkr Fz=1.0kVBFz则26. 10

23、. 193. 00 . 108. 125. 175. 0Fzk27查得=367，=10.7mm，CFzap72. 0 xFz8 . 0yFz0nFz 铣46 端面0.720.80367 10.70.80401.262131xFzyFznFzFzpFzFzC afvkN铣142 端面0.720.80367 10.70.80401.262131xFzyFznFzFzpFzFzC afvkN钻11 中心孔2039N2400N6 . 08 . 06 . 08 . 026018. 0112626zHBfDF根据经验铣端面时，进给径力 Fx1=0.4Fz=852.4N，Fx2=0.4Fz=852.4N根据

24、公式切削功率 1/600002131 40600001.42mzPF vkW2/600002131 80600002.84mzPF vkW钻孔0.21KW)9740/()10(6 . 08 . 09 . 1DvHBfDp根据材料力学公式 3-1切削扭矩 19549/9549 1.4216084.74mMPnN m铣29549/95492.84160170mMPnN m铣 9549/95490.212906.91mMPnN m钻4.1.4 选择刀具因为工件加工的尺寸精度表面粗率要求等因素，糙度、切削的排除及生产采用一次加工。专用机床上铣端面一般把铣刀安装在铣刀杆杆上，通过上述计算和查机械制造技术

25、基础课程设计指导教程表 321，取直径 80mm 和160mm 的镶齿套式面铣刀。钻孔用直径 11mm 的麻花钻。5.机床总体设计三图一卡5.1 被加工零件工序图根据曲轴加工工艺过程要求，工序：铣端面、钻中心孔所给出的工序简图及说明，绘制如图 5-1 曲轴工序图：28 图 5-1 曲轴工序图5.2 加工示意图就是表达加工过程的图纸。5.2.1 刀具选择根据前面计算选取的直径 80mm 和 160 的镶齿套式面铣刀。钻孔用直径 11的麻花钻。 。5.2.2 导向选择本次设计按一定要求的话，只好选取了方形对刀块，我的课本机械制造技术基础课程设计指导教程 ，其中这本书的表 9-2。塞尺参考机械制造技

26、术基础课程设计指导教程表 9-5，选取其尺寸为 2mm 的对刀平塞尺。5.2.3 初定主轴类型、尺寸、外伸长度由于是用于与刀具连接的铣工序，主轴为刚性主轴。根据计算出来的切削扭矩，由组合机床设计表 3-19、表 3-21 和表 3-22，选取得铣轴 B=5.2 钻轴 B=7.2,初步确定主轴直径为：dB=28.05mm,取 30mm1铣4100M29dB=33.77mm,取 40mm2铣4100Md 钻B=21mm,取 25mm4100M选定主轴直径为 30mm，初定采用长主轴主轴直径 50/36，主轴外伸115mm。主轴直径为 25mm，初定采用长主轴主轴直径 38/26，主轴外伸 115m

27、m主轴直径为 40mm，初定采用长主轴主轴直径 65/44，主轴外伸 135mm5.2.4 确定动力部件的工作循环及工作行程（1）工作进给长度。钻孔切入长度取 5 毫米，看了组合机床设计表3-24，钻孔时切出长度取 l=1/3D+(38)=10 毫米。铣直径 46 端面和 142 端面切入长度取 10mm，切出长度取 8mm。（2）快速退回长度。取液压滑台的长度为快速退回长度为 500mm。5.2.5 绘制加工示意图 我做的加工示意如图 5-2： 图 5-2 加工示意图5.3 机床联系尺寸图机床联系尺寸就是表达各部件之间的联系图。305.3.1 动力部件的选择选择的动力部件是在多轴箱的通用部件

28、中最基本的部件之一。用到选择机床电动机时，就必须想到机床的,电动机功切削功率传动效率率/1.420.210.851.91EmPPkw（）/2.840.210.853.58EmmPPkw（）根据查阅组合机床设计附表 8，选用 1TD32 和 1TD40 系列型动力箱。查阅组合机床设计表 2-15，选用电动机 Y112-6，功率 2.2kW。Y132M1-M6,4KW，动力箱所能输出转速就这样为，,动力1470/n驱转分480/n驱2转分箱与动力滑台我选择的是：长 500mm，宽 240mm，还有就是动结合面尺寸轴箱结合我就是这样选择的：宽 240mm，高 310mm，还有一个力箱与多面尺寸尺出轴

29、距度我确定为 80mm。寸动力箱输箱底面高为了提高生产率，采用双头钻铣组合机床同时加工曲轴两端，出于与电机箱的配套关系，查阅组合机床设计附表 6，选用 1YS25 液压十字滑台。台面宽 250mm，台面长 500mm，行程长 200mm，滑“”导轨矩矩型式高看样子得为 250mm，长就应该是 700mm，允力一台及滑座总滑座许最大进给定是 20000N，快速8 米/分， 12.5500 毫米/分。行程速度工进速度5.3.2 夹具轮廓尺寸的确定考虑到多轴箱高 320m，主轴的高度约为 174.5mm，液压滑台高度 250mm，夹具底座轮廓尺寸取 1020225280。5.3.3 机床装料高度的确

30、定本专用机床中，多轴箱的174.5mm， 250mm，选取主轴高度液压滑台高度侧底度 560mm，夹座高度 315mm，中高度 560mm，综合以上因座高具底间底座素，装取为 1060mm。料高度315.3.4 多轴箱轮廓尺寸多轴箱的最低h1，按下式确定: BH宽度和高度及主轴高度 Bb2b1 Hhh1b1式中 bmm为工件在宽度方向相距最远的两孔距离（） b1mm为最边缘主轴中心距箱外壁的距离（ Hmm为工件在高度方向相距最远的两孔距离（） h1mm为最低主轴高度（）b 和 h 为多轴箱就确定的尺寸。b=146mm，h=0mm，取 b1=116mm，h1=175mm，算得 B=378mm，H

31、=291mm。根据算得的结果, 参照组合机床设计表 41，选取滑台台面宽度250mm,相应的多轴箱高 320mm，宽 400mm。如图 5-3 所示。 图 5-3 多轴箱轮廓尺寸325.3.5 绘制机床尺寸联系图根据上述计算的尺寸，绘制如下图 5-4 所示： 图 5-4 机床尺寸联系图5.4 机床生产率计算卡按照前面的计算，可以计算机床的生产生产计算卡。率和编制实际生产率指完成年A（包括备品和废品率在内）所要求的机床生产率。它生产纲领与全年工时总数 K 有关，一般情况下，单班制生产 K 应该是取 2350 小时。现要求年生产纲领为 50000 件，则/36000/ 235015.44/QA K

32、件小时33指所设计机床每小的零件数量。时实际可以生产60/1QT（件小时）单式中 为生产一个零件所需的时间（分） ，它就是由下面计算：T单LL12T12LLtttttvvvfffk快进快退（）（）（分）切移辅停装卸单式中 、 ；L1L2为分别为刀具第一、第二工作进给行程长度（毫米） 、 ；1vf2vf/为分别为刀具第一、第二工作速度（毫米分钟） ；t停为动力滑台在死挡铁上的停留时间 ；LL、快进快退为分别为动力部件快进、快退行程长度（毫米） vfk/为动力部件快速行程速度（米分）； 为直线移动间，一般可取t移或回转工作台一次工位转换的时0.1min（分） ； 为工件装、的统计，一般取 0.5-

33、t装卸卸时间，根据各类组合机床1.5min。由以上分析取L1=25,L2=160mm, =0.18x290r/min=52.2mm/min, 1vf=0.8*160=128mm/min2vf=10 x0.18/290=0.006min，=10 x0.8/160=0.05,min t停1t停2=, =8m/min340mm,L865mmL快进快退vfk=0，=1.5min。t移t装卸得 25/52.2160/1280.0060.0586580001.53.38minT单 160/3.3817.75(/)Q 件小时机床负载率1Q /15.44/17.750.87nQ负34机为 ，故该机床的切削用量

34、和设计方案合理。床负荷率90. 075. 0负表 5-1 机床生产率计算卡。6.多轴箱设计 6.1 专用机床多轴箱的用途及分类多轴箱按其结构的大小可型多轴箱两类。专用多轴箱分为大型多轴箱和小来至加工零件一要求进行设计出来的。些特点和加工工艺6.2 通用多轴箱的组成和通用部件多轴箱的通用零件主要由箱体，主轴，传动轴，齿轮和轴套构成。（1）箱体采用料为 HT200，箱体决定整个多轴箱的尺寸。灰铸铁材料，箱体材（2）通用主轴和传动轴本次设计的主轴为钻削类主轴。轴的材料：主轴均为 40Cr 钢，进行淬火。35（3）通用齿轮多轴箱有传还有电机齿轮。齿轮的为，齿轮要进行动齿轮和动力头齿轮45号钢这样。高周

35、波淬火6.3 多轴箱的设计6.3.1 绘制多轴箱设计原始依据图多轴箱设计原始依据图，是根据“三图一卡”整理编绘出来的，其内容包括多轴求和已知条件。箱设计的原始要在绘制此图时从“三图一卡”中可知：（1）多轴箱轮确定廓毫米。320 x400尺寸（2）工件轮廓尺寸及各孔位置尺寸。3（）工件与多轴箱相对位置尺寸。根据我们就可以计原始依据图。这些数据编制多轴箱设 图 6-1 原始依据图附表：36（1）被加工的零件名称：发动机的曲轴材料：球墨铸铁硬度：HB198260（2）主轴外伸削用量尺寸及切加工尺寸（毫米）主轴直径（毫米）主轴外伸尺寸 D/d(毫米)L=75(毫米)V(米/分）n（转/分）f(毫米/转

36、)钻孔112538/26102900.18铣46 端面3050/36401600.8铣142 端面4065/44401600.8（3）动力部件选择了 1TD40Y112M-6 型动率 2.2kw，还顺便查得转速力箱功驱动轴470n/min，那么也可以查到驱动距离 214mm。1TD40Y136M -6 型轴到滑台表面2动力4kw，同样的道理查到480n/min，还是那个道理驱动轴箱功率驱动轴转速到滑台离 214mm。表面距6.3.2 主轴结构型式的选择及动力计算由于本工序进行的是钻铣加工，钻一定是较大的，采用推力球轴向切削力轴承承受该轴的轴向力，用深的径向力，因为铣时该轴的轴沟球轴承承受该轴向

37、力是单向的，所以推轴前端安装。力球轴承在主多轴箱的动力计算，应包率和进给力两项。括计算多轴箱所需功37多轴箱所需的功率： =+P主P切P空P附式中 ： P主为多轴箱总功率； ；P切为各主轴切削功率的总和 ；P空为各轴空载消耗功率的总和 。P附为各轴附加功率的总和在传动就可按下面的箱所需的功率系统确定前，式子初步估算多轴 =/P主P切式中： ；P主为主轴切削功率的总和 。为组合机床多轴箱传动效率本次箱要铣心孔，由于加工黑色金属，取设计的多轴端面和钻中=0.85。左多轴箱主轴效率=/=（+）/=(1.42+0.21)/0.85kW=1.91kW1P主P切1MPP钻右多轴箱主轴效率=/=(+)/=(

38、2.84+0.21)/0.85kW=3.59kWP主2P切2MPP钻6.3.3 主轴分布类型及传动系统设计与计算（1）主轴分布类型用一根传动轴带动 2 根主轴进行加工，所以本次设计的两个多轴箱共有 4根水平分布的主轴，采用水平直线分布。（2）传动系统的设计与计算由于本次设计的主轴只有 2 跟，采用水，决定用一根中动平直线分布间传轴来带动这 2 根主轴的转动。驱动轴型号定为 470r/min 和 480r/min。转速由动力箱用齿轮动轴和各主轴连接起来。和中间传动轴把驱38通过前面计算的主轴 2 转速为和主轴 1 的为，驱160r / min转速290r / min动速分别为，就可以算出到主轴

39、1 和主轴 2轴的转470r / min 480r / min、驱动轴的总传动比:i总1/4802901.655inn驱主总2/4801603inn驱主总考虑到传动比问题，应在驱动轴与主轴之间增加一中间传动轴。如图所示： 图 6-2 传动简图根据传动比的规则，取驱动轴 4 与中间传动轴 3 传动比=2，则通过简单43i计算可得传动轴的转速 n 为 240r/min。那么也可以算得中间轴 13传动轴与主传动比算得 0.823，中间传动轴 3 与主轴 2 传动比算得 1.47。31i32i（3）传动轴直径的确定传动经过电机功率传动，查机械设计课程设计表 3-1，取机3轴的功率39械传动效率 为 0

40、.96。由于电机功率=4kW，则传动轴 3 的扭矩为：P电M=9549/n=Nm=229.17Nm3P9549 4 0.96240 查组合机床设计，那么只好取于是有：3 19表B5.2传动轴，dB=28.51mm，取整值传径为。4100M动轴的直30mm（4）齿轮齿数的确定和模数的计算首先整理出各轴的转速，就可以知道对应：齿轮的转速4480 / minnr3240 / minnr12290 / min160 / minnrnr查借来的书组合机床设计 ，知道驱动轴上的齿轮制的齿数是有一定限范围在（） 。那么本次设计就取。根据组合机床设计Z2126:驱21Z驱里面第 4 42章公式332Pmzn式

41、中 P为齿轮传递功率； Z为一对齿轮中小齿轮的齿数； N为小齿轮的转速。a 驱4 与轴 3 的齿轮组：动轴传动,那么取模数为 3334232/32 4*0.96/ 21*4802.32jmP znmmmm（）两轴中心距：13 (21+4294.522mZAmm）b 传动轴 3 与主轴 1 的齿轮组： 试选模数为 2，根据公式可得：=28，由于传动轴与主轴 332Pmzn1z401 的传动比为，可得 =34，i0.823z两轴中心距：12 (28+346222mZAmm）c 传动轴 3 上与主轴 2 的齿轮组：由于 =34，由于传动轴与主轴 2 的传动比为，可得= 50 ，3zi1.472z 验

42、算模数，由公式得332Pmzn=2，合理。333232/30 4*0.96*0.96/*1601.94jmNzn mm（34）两轴中心距：12 (34+508422mZAmm）d 驱动轴 3 与油泵传动轴 5 的传动：现在取驱动轴与油泵传动轴之间中心距, 该对齿轮的 模数 mA58.5mm为取值为 3，由前面选取的驱动, 还有速轴齿轮齿数21Z驱驱动轴转480/ minn驱由公式，得，(2m ZZmZA驱泵）218Z泵那么可以通过传动比, 得，1821ZniZn泵驱驱泵560 / minnr泵查借来的课本组合机床设计表 4-2 得，取油泵轴直。20mm径为6.3.4 主轴的强度校核轴的强度校核

43、计算方法主要有三种方法：，强 扭转强度计算按弯扭合成度计算，按计算。扭转刚度校核a.按扭算转强度条件验由转矩的大小这一点，我们就可以计算出轴的扭转强度。轴的扭转强度应该怎样去计算呢？可以按照以下的公式计算得出： 639.55 10/0.2TTTTP nWd式中：T为轴传递的转矩；41 TW为轴的抗扭截面系数； P 为轴传递的功率； N 为轴的转速；D 为计算截面轴的直径； T许用切应力。主轴 1：6363/9.55 100.29.55 1040.960.960.22902539.85TTT WPndMPa 主轴 2：6363/9.55 100.29.55 1040.960.960.216040

44、17.19TTT WPndMPa 查我学习过的课本机械设计表 15-3 就可以得到许用应力2545 TMPa，所以设计的要求。TT强度符合本次b. 按弯算扭合成强度条件计条件为：弯扭合成强度 221caMTW （）式中： ca为轴的计算应力； M 为轴所受的弯矩； T 为轴所受的扭矩； W 为轴的抗弯截面系数； 1为对称循环变应力时轴的许用弯曲应力。查机械设计表 15-4 得：则：30.1wd42=-122caMTW （）321 . 0 dTM）（受力分析： 图 6-3 受力分析图轴 1：齿轮圆周力122 121396433528 2tTFNNd齿轮径向力tan4335 tan201577rt

45、FFNN水平面内的支反力 1243352167.522tHHFFFNN垂直面内的支反力 ， 同理 112121(/ 2)788.5VrFFlNl2788.5VFNNmm121194 2167.51150562HHMlFN mm:Nmm1121194 788.5511362VVMlFN mm:22121125910N mmHVMMMM:43 图 6-4 轴的载荷分系图根据机械设计表 15-1 就可以查得60MPa 1=43.5 MPa223125910(0.6 121396)0.1 401 ，所以本次设计的强度符合本次设计的要求。1c.按核计算扭转刚度校扭转时的刚度可以根据以下的公式来计算：o=

46、 180pTGI式中 T为轴所受的扭距； G为轴的材料的剪切弹性模量；44 Ip为轴截面的极惯性矩。1140.960.969550955066.5290PTN mn主轴主轴2140.960.9695509550120160PTN mn主轴主轴 4044120000325.73 100.18 /8.1 103.1430m主轴404466000325.73 100.09 /8.1 103.1430m主轴在本设计里，对于我设计的主轴，=0.97 /m，对于我设计出来的传 主轴o动轴， =1 /m 传动轴o于是我设计的主轴就可以满足我设计的要求。6.3.5 齿轮的强度校核齿根的计算:弯曲疲劳强度就在齿

47、轮在啮合的时候，齿根处就会产生的弯曲应力，在某一对齿轮啮合区域中的最高的的位置，这个位置就是齿根产生弯曲应力最大的地方。我们将对这个位置进行抗弯的校核，可以从我们学习的课本机械设计关于齿轮传动的强度计算找到直齿轮的弯曲疲劳强度的条件：0FtFasaFFsaFK FY Y YY Ybm在这个式子里 ；FK 就是弯曲疲劳强度计算的载荷系数 ；tF为齿轮受到的圆周力 FaY齿轮系数； ；saY载荷作用于齿顶时的应力修正系数 ；Y弯曲疲劳强度计算的重合度系数 bm为齿宽；为模数。其中，,在该式子中FAVFFKK K KK ，查机械设计表；AK为使用系数1021.0 取值为45 ，查机械设计图；VK为动

48、载荷系数1081.3 取值为 ，查机械设计表；FK为齿间载荷分配系数1031.1 取值为 ，查机械设计图。FK为齿向载荷分布系数10 131.05取值为那么，=1.01.31.11.05=1.5FAVFFKK K KK ：tF为齿轮受到的圆周力 22 9549tTPdN d:F式子里， TNPd为转矩；为齿轮转速；为齿轮传动功率；为齿轮分度圆直径。按下面这个公式计算：Y 。0.75 0.25Y 为直齿圆柱齿轮的重合度（1）校核驱动轴 4 与传动轴 3 齿轮齿根弯曲疲劳强度由于 22 9549tTPdN d:F=2954941000/(480321)N=2328N查课本机械设计图 10-17，得

49、=2.95，查课本机械设计21由于齿数为FaY图 10-18，得=1.58。saY计算 Y111arccoscos/(2)aazzh =arcos21cos20/(21+2*1)=29.114 222arccoscos/(2)aazzh =arcos42cos20/(42+2*1)=20.881 1122 (tantan)(tantan)/ 2aazz =21(tan29.114-tan20)+42（tan20.881-tan20）/2 =1.3那么4683. 03 . 175. 025. 0Y则1.5 2328 2.95 0.833661 3 21 3FtFasaFK FY Y YMPaMP

50、abm 查课本机械设计图 10-24，得=450MPa，于是FFF所以该对足要求。齿轮齿根弯曲疲劳强度满（2）校核传动轴 3 与主轴 1 齿轮齿根弯曲疲劳强度由于 22 9549tTPdN d:F=295490.960.9641000/(290228)N=1892N查课本机械设计图 10-17，由于齿数为 28，得=2.65，查课本机械设FaY计图 10-18，得=1.58。saY计算 Y111arccoscos/(2)aazzh =arcos28cos20/(28+2*1)=29.61 222arccoscos/(2)aazzh =arcos34cos20/(34+2*1)=21.31 11

51、22 (tantan)(tantan)/ 2aazz =28(tan29.114-tan20)+34（tan20.881-tan20）/2 =1.3那么83. 03 . 175. 025. 0Y则1.5 1892 2.95 0.833121 2 28 2FtFasaFK FY Y YMPaMPabm 查课本机械设计图 10-24，得=450MPa，于是FFF所以该对齿轮齿根弯满足要求。曲疲劳强度（3）校核传动轴 3 与主轴 2 齿轮齿根弯曲疲劳强度47由于 22 9549tTPdN d:F=295490.9641000/(240234)N=2079N查课本机械设计图 10-17，由于齿数为 2

52、8，得=2.65，查课本机械设FaY计图 10-18，得=1.58。saY计算 Y111arccoscos/(2)aazzh =arcos34cos20/(34+2*1)=21.31 222arccoscos/(2)aazzh =arcos50cos20/(50+2*1)29.80 1122 (tantan)(tantan)/ 2aazz =34(tan29.114-tan20)+50（tan20.881-tan20）/2 =1.3那么83. 03 . 175. 025. 0Y则1.5 2079 2.65 0.833411 2 34 2FtFasaFK FY Y YMPaMPabm 查课本机械

53、设计图 10-24，得=450MPa，于是FFF所以该对曲疲劳强度满足要求。齿轮齿根弯齿面接的计算:触疲劳强度齿轮在啮合的时候，每对齿之间直接接触，产生齿面接触疲劳强度，同理我们依然可以从我们学习的课本机械设计关于齿轮传动的强度计算找到直齿轮的齿面接触疲劳强度的条件：13121HHHEHdK TuZ Z Zdu式子中， ；HK为接触疲劳强度计算的载荷系数 为转矩；1T48 ；d为齿宽系数 ；1d为分度圆直径 u 为齿数比； ；HZ为区域系数 ；EZ为弹性影响系数 。Z为接触疲劳强度计算的重合度系数其中，在式子中：HAVHHKK K KK ，查机械设计表；AK为使用系数1021.0 取值为 ，查

54、机械设计图；VK为动载荷系数1081.3 取值为 ，查机械设计表；HK为齿间载荷分配系数1031.1 取值为 ，查机械设计表。HK为齿向载荷分布系数1041.05 取值为则=1.01.31.11.05=1.5。FAVHHKK K KK（1） 校核驱动轴 4 与传动轴 3 齿轮齿面接触疲劳强度齿轮的转矩195499549 4 1000/(480 3 21)1263PTN mmN mmN d :查机械设计表 10-7 得，=1.0，d该对齿轮的小齿轮直径 d 为 3*21=63mm。该对齿轮的齿数比,2142221ZZu=查机械设计图 10-20 得， =2.5区域系数HZ查课本机械设计表 10-

55、5 得，=143.7EZ1/2MPa由公式44 1.30.94833Z则：1331212 1.5 1263 (2 1)4881 632HHHEdK TuZ Z ZMPadu49查课本机械设计图 10-25 可查得=580MPaH故，所以该对齿轮的齿轮齿面强度达到要求。HH接触疲劳（2）校核传动轴 3 与轴 1 齿轮齿面接触疲劳强度齿轮的转矩195499549 0.96 0.96 4 1000/(290 2 28)841PTN mmN mmN d :查机械设计表 10-7 得，=1.0，d该对齿轮的小齿轮直径 d 为 2*28=56mm。该对齿轮的齿数比,21341.2128ZZu=查机械设计图

56、 10-20 得 =2.5，区域系数HZ查课本机械设计表 10-5 得，=143.7EZ1/2MPa由公式44 1.30.94833Z则：1331212 1.5 841 (1.21 1)4651 561.21HHHEdK TuZ Z ZMPadu查课本机械设计图 10-25 可查得=580MPaH故，所以该对齿轮的齿疲劳强度达到要求。HH轮齿面接触（3）校核传动轴 3 与轴 2 齿轮齿面接触疲劳强度齿轮的转矩195499549 0.96 4 1000/(240 2 34)1029PTN mmN mmN d :查机械设计表 10-7 得，=1.0，d该对齿轮的小齿轮直径 d 为 2*34=68mm。该对齿轮的齿数比,21501.4734ZZu=查机械设计图 10-20 得， =2.5区域系数HZ查课本机械设计表 10-5 得，=143.7EZ1/2MPa50由公式44 1.30.94833Z则：1331212 1.5 1029 (1.47 1)4051 681.47HHHEdK TuZ Z ZMPadu查课本机械设计图 10-25 可查得=580MPaH故，所以该对齿轮的齿轮齿面接触疲求。HH劳强度达到要6.3.6 轴承的选择和校验由于用来钻孔的主轴承那