組合專機-臥式組合鉆床畢業(yè)設(shè)計,組合,專機,臥式,鉆床,畢業(yè)設(shè)計
N/C Machine Tool Elements
N/C machine tool elements consist of dimensioning systems, control systems, servomechanisms and open-or close-loop systems. It is important to understand each element prior to actual programming of a numerically controlled part.
The team measuring system in N/C refers to the method a machine tool uses to move a part from a reference point to a target point. A target point may be a certain location for drilling a slot, or other machining operation. The two measuring systems used on N/C machines are the absolute and incremental. The absolute (also called coordinate) measuring system uses a fixed reference point (origin). It is on this point that all positional information is based. In other words, all the locations to which a part will be moved must be given dimensions relating to that original fixed reference point. The incremental measuring system (also called delta) has a floating coordinating system. With the inference point each time the part is moved .Notice that with this system, each new location bases its values in X and Y from the preceding location. One disadvantage to this system is that any errors made will be repeated throughout the entire program, if not detected and corrected.
There are two types of control systems commonly used on N/C equipment: point-to-point and continuous path. A point-to-point controlled N/C machine tool, sometimes referred to as a positioning control type, has the capability of moving only along a straight line. However, when two axes are programmed simultaneously with equal values a 45°angle will be generated .Point-to-point systems are generally found on drilling and simple milling machine where hole location and straight milling jobs are performed. Point-to-point systems can be utilized to generate arcs and angles by programming the machine to move in a series of small steps. Using this technique, however, the actual path machined is slightly different from the cutting path specified.
Machine tools that have the capability of moving simultaneously in two or more axes are classified as continuous-path or contouring. These machines are used for machining arcs, radii, circles, and angles of any size in two or three dimensions. Continuous-path machines are more expensive than point-to-point systems and generally require a computer to aid programming when machining complex contours.
N/C servomechanisms are devices used for producing accurate movement of a table or slide along an axis. Two types of servos are commonly used on N/C equipment: electric stepping motors and hydraulic motors. Stepping motor servos are frequently used on less expensive N/C equipment. These motors are generally high-torque power servos and mounted directly to a lead screw of a table or tool slide. Most stepping motors are actuated by magnetic pulses from the stator and rotor assemblies. The net result of this action is that one rotation of the motor shaft produces 200 steps. Connecting the motor shaft to a 10-pitch lead screw allows 0.0005-in, movements to be made (1/200×1/10=0.0005 in.).Hydraulic servos produce a fluid pressure that flows through gears or pistons to effect shaft rotation. Mechanical motion of lead screws and slides is accomplished through various valves and controls from these hydraulic motors. Hydraulic servos produce more torque than stepping motors. However, they are more expensive and very noisy. Larger N/C machines use hydraulic servos.
N/C machines that use an open-loop system contain no-feedback signal to ensure that a machine axis has traveled the required distance. That is, if the input received was to move a particular table 1.000 in, the servo unit generally moves the table 1.000 in. There is no means for comparing the actual table movement with the input signal, however. The only assurance that has actually moved 1.000 in is the reliability of the servo system used. Open- loop systems are, of course, less expensive than close-loop systems. A close-loop system compares the actual output (the table movement of 1.000 in.) with the input signal and compensates for errors. A feedback unit actually compares the amount the table has been moved with the input signal. Some feedback units on close-loop systems are transducers, electrical or magnetic scales, and synchros. Close-loop systems greatly increase the reliability of N/C machines.
數(shù)控機床的組成部分
數(shù)控機床的組成部分包括測量系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)及開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)，在對數(shù)控零件進(jìn)行程序設(shè)計之前，了解各組成部分是重要的。
數(shù)控中，測量系統(tǒng)這一術(shù)語指的是機床將一個零件從基準(zhǔn)點移動到目標(biāo)點的方法。目標(biāo)點可以是鉆一個孔，銑一個槽或其它加工操作的一個確定的位置。用于數(shù)控機床的兩種測量系統(tǒng)是絕對測量系統(tǒng)和增量測量系統(tǒng)。絕對測量系統(tǒng)（亦稱坐標(biāo)測量系統(tǒng)）采用固定基準(zhǔn)點（原點），所有位置信息正是以這一點為基準(zhǔn)。換句話說，必須給出一個零件運動的所有位置相對于原始固定基準(zhǔn)點的尺寸關(guān)系。增量測量系統(tǒng)有一個移動的坐標(biāo)系統(tǒng)。運用增量系統(tǒng)時，零件每移動一次，機床就建立一個新的原點（基準(zhǔn)點）。注意，使用這個系統(tǒng)時，每個新的位置在X和Y軸上的值都是建立在前一個位置之上的。這種系統(tǒng)的一個缺點是，如果產(chǎn)生的任何錯誤沒有被發(fā)現(xiàn)與校正，則錯誤會在整個過程中反復(fù)存在。
用于數(shù)控設(shè)備的控制系統(tǒng)通常有兩類，即點位控制系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。點位控制數(shù)控機床（有時稱為位置控制型數(shù)控機床）只有沿直線運動的能力。然而，當(dāng)沿兩軸以等值同時編程時，會形成45°斜線。點位控制系統(tǒng)常用于需確定孔位的鉆床和需進(jìn)行直線銑削加工的簡單銑床上。點位控制系統(tǒng)可通過程序控制機床，以一系列小步運動形成弧線和斜線。然而，用這種方法時，實際加工軌跡與規(guī)定的切削軌跡略有不同。
具有在兩個或多個坐標(biāo)軸方向同時運動的能力的機床，歸屬連續(xù)軌跡控制或輪廓類機床。這些機床用于加工兩維或三維空間中各種不同大小的弧形，圓角圓及斜角。連續(xù)軌跡控制的數(shù)控機床比點位控制的機床貴得多，在加工復(fù)雜輪廓時，一般需要計算機輔助程序設(shè)計。
數(shù)控伺服機構(gòu)是使工作臺或滑座沿坐標(biāo)軸準(zhǔn)確運動的裝置。用于數(shù)控設(shè)備的伺服機構(gòu)通常有兩種：步進(jìn)電機和液壓馬達(dá)。步進(jìn)電機伺服機構(gòu)常用于不太貴重的數(shù)控設(shè)備上。這些電機通常是大轉(zhuǎn)矩的伺服機構(gòu)，直接安裝在工作臺或刀座的絲杠上。大多數(shù)步進(jìn)電機是來自定子和轉(zhuǎn)子組件的磁力脈沖驅(qū)動的，這種作用的結(jié)果是電機軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)產(chǎn)生200步距。把電機軸接在10扣/英寸的絲杠上，每步能產(chǎn)生0.0005英寸的移動（1/200×1/10=0.0005英寸）。液壓伺服馬達(dá)使壓力液體流過齒輪或柱塞，從而使軸轉(zhuǎn)動。絲杠和滑座的機械運動是通過各種閥和液壓馬達(dá)的控制來實現(xiàn)的。液壓伺服馬達(dá)產(chǎn)生比步進(jìn)電機更大的轉(zhuǎn)矩，但比步進(jìn)電機貴，且噪音很大。大多數(shù)大型數(shù)控機床使用液壓伺服機構(gòu)。
使用開環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機床，沒有反饋信號來確保機床的坐標(biāo)軸是否運動了所需的距離。即，如果接收的輸入信號是使一特定坐標(biāo)軸移動1.000英寸，伺服裝置通常使工作臺運動1.000英寸，但無法將工作臺的實際運動與輸入信號加以比較。使工作臺實際了1.000英寸的唯一保證是所用的伺服機構(gòu)的準(zhǔn)確性。當(dāng)然，開環(huán)系統(tǒng)比閉環(huán)系統(tǒng)便宜。閉環(huán)系統(tǒng)能將實際輸出（工作臺一英寸的運動量）與輸入信號加以比較，并對任何誤差進(jìn)行補償。反饋裝置真實地將工作臺已運動的量與輸入信號進(jìn)行了比較。用于閉環(huán)系統(tǒng)的一些反饋裝置是傳感器，電尺或磁尺以及同步器。閉環(huán)系統(tǒng)大大增加了數(shù)控機床的準(zhǔn)確性。
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臥式組合鉆床設(shè)計
畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書
設(shè)計題目 臥式組合鉆床設(shè)計
學(xué)生姓名
指導(dǎo)老師
目 錄
一、 前言……………………………………………1
二、設(shè)計任務(wù)及組合機床介紹
1、加工內(nèi)容及要求……………………………………… 2
2、工作循環(huán)……………………………………………… 2
3、夾具設(shè)計方案………………………………………… 2
4、確定切削用量及刀具………………………………… 2
5、確定切削力扭矩、功率及刀具耐用度……………… 3
6、初定主軸直徑………………………………………… 4
7、主軸箱所需動力……………………………………… 5
三、組合機床總體設(shè)計…………………………………… 6
Ⅰ、三圖一卡設(shè)計………………………………………… 6
Ⅱ、主軸箱輪廓尺寸……………………………………… 9
Ⅲ、傳動裝置潤滑………………………………………… 10
Ⅳ、機床技術(shù)特性………………………………………… 10
Ⅴ、計算生產(chǎn)率…………………………………………… 10
四、組合機床主軸箱設(shè)計………………………………… 12
1、原始依據(jù)圖……………………………………………… 12
2、主軸結(jié)構(gòu)形式及動力計算……………………………… 13
3、傳動方案?！?4
4、主軸箱的坐標(biāo)計算………………………………………19
5、主軸箱的潤滑及手柄軸位置……………………………20
6、繪制裝配圖主軸箱………………………………………21
五、總結(jié)…………………………………………………… 30
六、參考資料……………………………………………… 31
前 言
畢業(yè)設(shè)計是完成工程技術(shù)人員基本訓(xùn)練的最后一個重要環(huán)節(jié)，目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)和基礎(chǔ)知識、獨立解決本專業(yè)一般工程技術(shù)問題的能力。在設(shè)計方案的選定、設(shè)計資料的收集、手冊和國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的運用，設(shè)計方案的應(yīng)用、零件圖及總裝圖的繪制等方面有一定較全面的鍛煉，并使每個學(xué)生樹立起正確的設(shè)計思路和良好的工作風(fēng)。
一個零件的同一面上，往往有多個孔，如果在普通機床上加工。通常要一個一個孔的鉆，生產(chǎn)率低下，同時，各加工孔的形狀和它的位置公差以及尺寸精度都難以保證，工人勞動強度大。特別是大批大量生產(chǎn)的工藝，更是大大地增加了生產(chǎn)周期，而且成本也很高。
為了克服多孔零件普通機床加工不利的一面，行之有效的方案就是在普通機床的主軸上裝上多頭軸，但是對于大型箱體零件，采用變種方案也不行，而采用組合鉆床才是最佳方案。
組合機床是按系列化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的通用部件與按被加工零件的形狀及加工工藝要設(shè)計的專用部件所組成的專用機床。
二 設(shè)計任務(wù)及組合機床介紹
1、加工內(nèi)容及要求
要求設(shè)計一臺組合鉆床，加工175－Ⅱ型柴油機一面上的六個孔（詳見加工工序圖）。被加零件其材料為HT200，硬度HB170－220。毛坯為鑄件機械性能GB5675－85中有關(guān)于HB200的規(guī)定，年產(chǎn)量為5萬件/年。
2、本臺機床為臥式單面組合鉆床，工作循環(huán)為：
3、夾具設(shè)計方案
全生產(chǎn)線采用通過式滾道輸送帶，根據(jù)被加工零件的特定結(jié)構(gòu)以及考慮便于輸送和裝夾方便，從提高零件的加工精度出發(fā)，生產(chǎn)線采用隨行夾具。
隨行夾具以兩個銷孔和隨行夾具體6的基面在機床固定夾具上定位。工件與機腳面和機腳面上的兩孔在隨行夾具 上，由于工件定位平面不連續(xù)，因此隨行夾具的關(guān)部位必具有硬度和高耐磨性?？紤]該機床工件加工面的不同，要從夾具的兩個垂直方向輸送工件。幫夾具采用敞開式四立柱結(jié)構(gòu)，隨行夾具輸送方向的兩側(cè)固定夾具上設(shè)置定位板，而在輸送導(dǎo)板上設(shè)置
輸送方向上的限位裝置，使隨行夾具上定位準(zhǔn)確，插銷順利，隨行夾具以其底面在兩塊等定位塊所構(gòu)成的平面上，并以兩銷孔（一個賀柱銷和一個錐銷定位）實現(xiàn)一面兩銷方式夾緊裝置采用浮動壓塊直接壓在工件上。
采用一面兩銷定位消除了六個自由度， 一個圓柱銷消除2個自由度x、z，削邊銷消除y、自由度，一面消除三y、x、z個自由度。
4、確定切削用具量及選擇刀
根據(jù)本道工序的要求，刀具選擇Φ6.7和Φ8.5的麻花鉆頭，材料為高速鋼，鋼號為W6Mn5Cr4V2
查《組合機床設(shè)計》，確定切削用量：
工序
V (m/min)
S (mm/r)
N(r/min)
鉆Φ6.7
16
0.13
760
鉆Φ8.5
17.6
0.15
659
5、確定切削用量、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度
p=26·D·f0.8?HB0.6 m=10?D?fo.8?HB0.6 N=m??v/(9740·∏·D)
式中
p—切削軸向力
d—鉆頭直徑
f—每轉(zhuǎn)進(jìn)給量
m—切削扭矩
N—切削功率
V —切削速度。通常根據(jù)鉆孔深度考慮修正系數(shù), v= B公稱·KV
HB—布氏
鉆φ6.7孔時
P=26×6.7×0.130.8×2000.6=818.1N
M=10×6.71.9×0130.8×2000.6=1743N·mm
L/p=16/6.7=2.388 取 KV=1
V=1·61=16m/min
N=1743×16÷9740∏÷6.7=0.136kw
T=(9600×6.70.25×16÷0.130.55÷2001.3)8=7003
鉆φ8.5孔時
P=26×8.5×0.150. 8×2000.6=1164N
M=10×8.51.9×0.13×2000.6=3072Mmm
L/D=28÷8.5=3.8 KV=0.9
N=3072×17.60.9÷9740÷8.5÷∏=0.21Kw
T=(9600×8.50.25÷17.60.55÷2001.3=2802min
6初定主軸直徑：
查《畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書》p36公式
d=0.1B4√m
鉆6.7時即1、2軸
d=0.624√1743
取d1、2=15
鉆時即3、4、5、6軸
d=0.624√3072=18.6mm
由于便于統(tǒng)一，取d3.4.5.6=20mm，使傳動軸和主軸都取d=20便于選取軸承。
7、主軸箱所需動力
W＝N·n=2×0.136+4×0.208=1.104Kw
P=2818+41164=6292KN
η=0.9
N動=N主+N進(jìn) N進(jìn)=1.2Kw
N動=2.5kw
選取JT4033機械動力頭，驅(qū)動轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分，動力滑臺選3號液壓滑臺HY32B，電機功率N＝3Kw。
三、 組合機床總體設(shè)計
Ⅰ、三圖一卡的設(shè)計
1)工零件工序圖是組合機床的主要依據(jù)。細(xì)實線表示與本道工序加工無關(guān)的部分，粗實線表示被加工部位精度、粗糙度、位置精度定位及夾壓方向?！督M合機設(shè)計》P61
2)加工示意圖
標(biāo)記出夾具、刀具、工件的相互位置關(guān)系。
《組合機床設(shè)計》P63－P73
3）聯(lián)系尺寸圖
4) 生產(chǎn)計算卡
A、繪制被加工零件工序圖
被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺組合機床上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸精度、技術(shù)要求、定位基準(zhǔn)、夾壓部位。以及被加工零件的材料、硬度和本機床加工毛坯情況的圖紙。它是在原有工件圖的基礎(chǔ)上，以突出本機床或自動線加工內(nèi)容。工序圖是組合機床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造、調(diào)試機床、檢查精度的重要技術(shù)資料。內(nèi)容主要包括：
a、兩個視圖反映被加工零件形狀。
b、表示出以箱體隨行夾具的底面和底面上兩孔作為定位方式，以隨行夾具兩側(cè)凸臺上平面作為夾緊用四爪夾壓。
c、表示出加部位尺寸、位置精度及技術(shù)要求。
d、表示出需加工孔的深度、箱體材料
以上所述詳見加工工序圖。
B、繪制加工示意圖
它是刀具的布置圖，是刀具輔具、電氣液壓、主軸箱等設(shè)計的重要依據(jù)。繪制所注意以下內(nèi)容：
a、導(dǎo)向裝置的布置與參數(shù)做選擇《組合機床設(shè)計》表3－17
b、導(dǎo)向裝置配合 表3－17
c、主軸系列到參數(shù) 表3－22
d、連接桿選擇 表3－23
以上所述詳見附圖加工示意圖
C、繪制機床聯(lián)系尺寸圖
它是用來表示機床組成部件的相互裝配聯(lián)系以檢驗機床各部件相對位置及尺寸聯(lián)是否滿足加工要求,通用部件的選擇是否合適,并進(jìn)一步為主軸箱、夾具等專用部件,零件的設(shè)計提供依據(jù)，聯(lián)系尺寸圖也可看成簡化的機床總圖,它表示機床的配置形式及總體布局。
a、動力部件的選擇
由前面計算N動＝2.5kw,根據(jù)《組合機床設(shè)計》表2－6取N動＝3kw選電動機功率
選動力箱 TD32A
公稱尺寸 B=320mm 動力箱長度L=400mm
動力箱寬度B1=400mm 動力箱高度H=320mm
驅(qū)動軸距動力箱底面高度h0=125mm
驅(qū)動軸直徑d=30mm 驅(qū)動軸外伸長度L=45mm
驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速：推薦驅(qū)動與電機傳動比為I=1/2，取n 驅(qū)=710轉(zhuǎn)/分。
b、行程：所確定的中部件的總行程應(yīng)小于所選擇動力滑的最大行程,要求刀具長與工件行程越小越好。
c、主軸箱端面至工件端面之間的軸向寸是加工示意圖上最重要的聯(lián)系寸。
d、動力滑臺導(dǎo)軌形式采用“矩—山”型
e、工作行程.
L工進(jìn)=L1+L加工長度+L2
取L1=5mm L2=2mm
L工進(jìn)=5+28+20+35mm
L快進(jìn)=L工作行程=L工進(jìn)+L快退
L快進(jìn)=155mm L工進(jìn)=35+155=190mm
動力部總行程
L總≧L工作行程+L前備+L后備
=190+20+130=340mm
Ⅱ、主軸箱輪廓尺寸
主軸箱寬度B，高度H的大小主要與被加工零件孔的分布信置有關(guān)可按下式確定：
B=b2+2b1
H=h+h1+h2
式中
B—主軸箱寬度
H—主軸箱高度
b1—最邊緣主軸中心
b2—工件上要加工的寬度方向上相隔最遠(yuǎn)的兩孔距離
h—工件上要加工高度方向上相隔遠(yuǎn)的兩孔距離
h1—最低主軸中心至主軸箱底平面距離
h2—最高主軸中心 至主軸箱底平面距離。
根據(jù)被加工零 件工序圖得
b2=134 h=153
最 h2=72.5 b1=125 h1=174.5
B=b2+2b1=384
H=h+h1+h2=400
取1號主軸箱，其外廓尺寸為。
厚度T=325mm
夾具輪廓尺寸： 388×220×95
機床裝料高度H=890mm 《組合機床設(shè)》P25
Ⅲ、傳動裝置的潤滑
采用自潤滑,主軸箱內(nèi)有葉片油泵，將油供應(yīng)至齒輪傳動和動力箱、滑臺導(dǎo)軌上。
Ⅳ機技術(shù)特性
1、滑臺工作 面尺寸：630×320(mm2)
2、動力箱滑臺快進(jìn)速度：V快=5m/min
Ⅴ計算生產(chǎn)率 (表格見下一頁)
被加工零件
圖 號
毛坯
種類
鑄件
名 稱
175-Ⅱ型柴油機曲軸箱
毛坯
重量
材料
HT200
硬度
HB170~200
工序名稱
單面鉆孔并倒角
工序號
序
號
工 步
名 稱
被加工零直徑數(shù)
加工直徑mm
加工長度mm
工作行程
mm
切削速度m/m
轉(zhuǎn)速r/min
進(jìn)給量
工時min
R/min
mm/min
機動時間
輔助時間
共
計
裝卸工件
1
1.5
1.5
動力部件
滑臺快進(jìn)155mm
0.031
0.031
鉆4個Φ8.5孔并倒1×60○角
85
28
35
17.6
659
0.15
98.8
0.355
0.355
鉆2個Φ6.7孔并倒1×60○角
6.7
16
35
16
760
0.13
98.8
0.355
0.355
滑臺快退190mm
0.038
0.038
備 注
1、 單班制：5.5件/年，滿足5萬件年的要求
2、 裝卸工時取決于操作者的熟練程度，對于本機床，計算時取1.5min生產(chǎn)一件。
總計
1.924min
單件工時
1.924min
機床生產(chǎn)率
31件/小時
機床負(fù)荷率
77.4﹪
四、組合機床主軸箱設(shè)計
1、繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖
主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖，是根據(jù)“三圖一卡”整理編繪出來的，其內(nèi)容括主軸箱設(shè)計的原始要求和已知條件。
在繪制此圖時從“三圖一卡”中已知：
(1)主軸箱輪廓尺寸毫米。
(2)工件與主軸箱相對位置尺寸。
根據(jù)這些數(shù)據(jù)可繪制出主軸原始依據(jù)圖。
a)被加工零件
名稱：175－F－型柴油機曲軸箱
材料：HT200 硬度：HB170－220
軸號
工序內(nèi)容
加工直徑
主軸直徑
主軸外伸尺寸
D/d(mm) L(mm)
V
m/min
N
r/min
f
mm/r
Vf
Mm/
min
1
2
Ф6.7
Ф32
Ф22/Ф14
85
16
760
89.8
3、 4
5、6
Ф8.5
Ф30
Ф30/Ф14
115
17.6
659
98.8
(b)主軸外伸尺寸及切削用量
(c)動力部件
TD32A型動力箱電動機功率3千瓦。轉(zhuǎn)速145轉(zhuǎn)/分。驅(qū)動軸到滑臺表面距離為100毫米，其他尺寸可查動力箱裝配圖。
2、主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動力計算
（1）主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇
主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝來決定，并應(yīng)考慮主軸的工作條作件和力情況。軸承型式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征。由于鉆削加工的主軸，需承受徑向力和軸向力，因此選擇圓錐滾子軸承。
（2）齒輪模數(shù)的確定：
初定直徑一般在繪制“三圖一卡”時進(jìn)行同由公式
d≧B4√m/100
根據(jù)前面計算，1、2軸取Ф15，3、4、5、6軸取Ф20，初選模數(shù)可以由下式計算，再通過類比確定：
m≧(30~32)3√N÷Z÷n(mm) m=2mm
（3）主軸的動力計算：
由機床“三圖一卡”已知，N動＝3kw，P=6292N
3、傳動方案的確定，各種受力分析，強度、壽命校核
根據(jù)切削速度和刀具直徑，求主軸所需轉(zhuǎn)速。
鉆Ф6.7
n1、2=1000v÷D=1000×16÷6.7÷Л=760r/min
鉆Ф8.5
n3、4、5、6=1000v÷D=1000×17.6÷8.5÷Л=659r/min
而動力驅(qū)動軸n驅(qū)=710r/min
傳動比i1=710/760=0.935 i2=710/659=1.07
選動力頭矢量Zp=34 m=2
定傳動路線如下：
傳動方案Ⅰ
如圖，動力軸n=710r/min。分兩條路線向主軸傳遞：（1）首先傳給8軸，然后7軸，最后至1、2軸I=0.935。（2）首先傳給9軸然后10軸，再12，最后傳至3、4、5、6軸。
首先考慮路線Ⅰ：
齒輪1、2 Z=24 m=2
齒輪7 Z7、1=25 Z7、2=33 m=2
齒輪8 Z8=41 m=2 I=24×33×41÷25÷41÷34=0.935
再驗算傳動路線Ⅱ：
軸9 Z9=27 m=2
軸10 Z10=34 m=2
軸11 Z11、0=34 Z11、6=41 m=2
軸12 Z12、0=25 Z12、6=39 m=2
軸3、4、5、6 Z=29 則
i=29×39×34×31×27÷25÷41÷31÷27÷34=1.07
其中第八軸為手柄軸。
驗算主軸轉(zhuǎn)速
1－2軸：n=710×1/i=710÷0,935=763r/min
3－4軸：n=710×1/i710÷1.07=658.7r/min
(763-760)÷760=0.3%<5%
(658.7-659)÷859=0.04%<5%
傳動方案Ⅰ：
傳動方案Ⅱ
比較兩種方案，第一種方案比第二種方案少一根傳動軸。但在0到7軸至出現(xiàn)升速，這是應(yīng)該避免，所以應(yīng)選擇第一種傳動方案。
B、傳動軸的確定：
根據(jù)公式
式中為作用在主軸上的總力矩
為作用在軸傳來的扭矩
為第軸上齒輪傳動比。
根據(jù)上述公式。
12軸 有 m12=4×307.2×25/29=1059.31kg
查表《組合機床設(shè)計》表5－10 d=20mm
11軸 有 m11=m12×41/39=1059.3141/39=1113.63kg
查表5－10 d=22mm
10軸 有 m10=m11×31/34=1015.37kg
查表5－10 d=20mm
9軸 有 m9=m10×27/37=884.35kg
查表5－10 d=20mm
7軸 有 m7=2174.35×25/24=363.125kg
查表5－10 d=20mm
8軸 有 m8=m7×41/25=595.25kg
查表5－10 d=20mm
取 d7=20mm d8=20mm
傳動軸和主軸支承形式的確定：
主軸采用圓錐滾子軸承，傳動軸可以采用圓錐滾子軸承。
4、軸8兼作調(diào)整手柄，其轉(zhuǎn)速如下：
n 8=710×34/41=589r/min
5、采用R12-2型葉片泵，用軸13傳動
n泵=710×34/27×27/31×23/24=746r/min
n泵在400800r/min范圍之內(nèi)，滿足要求。
4、主軸箱坐標(biāo)計算：
選取主軸箱平面的平面與通過其定位銷孔的垂直線交點為坐標(biāo)原點（坐標(biāo)尺寸中單位為）。
A、 坐標(biāo)計算
在x o y坐標(biāo)系中
4有 x4=234.28 y4=295
軸5軸1有 x1=100 y1=196
軸2有 x2=100 y2=140
軸3有 x3=157.82 y3=295
軸5有 x5=157.82 y5=218.80
軸6有 x6=234.28 y6=218.80
1、 傳動軸坐標(biāo)計算
軸7 如圖， 則
x 7=100-492-282=59.79
y 7=140+28=168
軸8 設(shè)動力軸0軸
則 x 8=66.37 y8 =94.29
軸12為軸3、4、5、6中心，則
x 12=196.05 y12=256.9
軸9可任意選是
設(shè) x 9=200 y9=91
軸10有
x 10=242.01 y10=130.99
軸11有 x 11=196 y11=y12-80=176.9
油泵軸13坐標(biāo)計
x13=261.866 y13=88.3
繪制主軸箱檢查圖：
注：點劃線表示齒輪分度圓直徑
細(xì)實線表示軸承外圈
粗實線表示軸套外圈
5、主軸箱的潤滑和手柄的位置：
本主軸箱采用ZR12－2葉片潤滑泵進(jìn)行潤，油泵打出的油經(jīng)分油器潤各部分，對于臥式標(biāo)準(zhǔn)主軸箱體前、后壁之間的齒輪和壁上的軸承用油盤潤滑，箱體和后蓋中潤滑的齒輪用油管潤滑，油管是通過0軸帶動10軸，再通過10軸帶動油泵上矢輪進(jìn)行傳動，泵輪上的齒輪為24/2，裝在主軸箱的第一排，主軸箱中盛滿30＃機油，由于組合機床的主軸箱上裝有多個刀具，為了調(diào)整及更換刀具或裝配和維修與檢查主軸精度，一般來說主軸箱上都要設(shè)有一手柄軸，手柄的轉(zhuǎn)速可高一些，在傳動系統(tǒng)設(shè)計過程中，可以不考慮其位置，傳動系統(tǒng)設(shè)計好后，根據(jù)其要求，選擇軸8為手柄軸。
6、繪制主軸箱裝配圖（見附圖）
A、組合機床主軸箱用途和分類
主軸箱改變主軸的轉(zhuǎn)速和位置，通過主軸箱可得到正確的加工位置和轉(zhuǎn)速，按其結(jié)構(gòu)大小，可分為大型主軸箱和小型主軸箱。
B、確定主軸外伸尺寸和接桿莫氏錐號，類型和具本尺寸
選 D/d1=22/14 L=85 3 號 D/d1=30/20 L=115 2號莫氏錐號
接桿號
D×t
莫氏錐號
類型
D1
D2
B
B1
L
4
2
A
20
30
12
1
110
1
T14×2
1
A
20
23
10
1
85
B、軸箱的規(guī)格和組成。
由前面計算已知，主軸箱所采用的規(guī)格為400×400，動力源傳入動力通過傳動軸齒相嚙合，然后傳給主軸和油泵軸其中元件有：傳動軸、矢輪、軸套、葉片泵，分油器、注油杯、排油塞、通用油盤和防油套。
通用主軸箱體基型后蓋90mm，前蓋厚為55mm。
C、主軸箱材料
大型主軸箱通常用灰鑄鐵，代號HT20－40，前后蓋為HT15－33。
D、軸類零件
1）鉆削類主軸
按支承型式平同分三種，本機床選用，圓錐滾子軸承。
2）傳動軸也采用圓錐滾子軸承。
3）確定主軸和傳動軸的材料。 主軸材料采用40Cr鋼，熱處理C42。
傳動軸采用45＃鋼，調(diào)質(zhì)處理T215。
4）齒輪
齒輪材料均用45＃鋼，齒輪高頻淬火G54，齒輪寬度選24mm。
a) 軸承的選擇
主軸（1－6）和傳動軸均采用圓錐滾子軸承
1－2軸 d=15 選7302E
3－6軸 d=20 選7204
傳動軸 d=20 選7204
7320E有 D=42 b=143 c=11 T=11.25
7204 有 D=47 b=14 c=12 T=15
6、繪制主軸箱裝配圖
通用主軸箱總圖設(shè)計包括主視圖、展開圖側(cè)視圖以及編制裝配表和制定技術(shù)條件。
a)通用主軸箱的主視圖和則視圖
主視圖主要用以表明主軸箱、傳動正負(fù)、矢輪排列位置、附加機構(gòu)及潤滑位置，潤滑泵和配置，手柄軸位置 和多軸編號，注出主軸箱聯(lián)系尺寸，便構(gòu)成主視視圖，設(shè)計潤滑系統(tǒng)時，分油器的位置應(yīng)靠操作者一側(cè)，以便觀察和檢查潤滑泵工作情況。
b)展開圖
組合機床通用主軸箱和普通機床變速箱比，一方面主軸多，齒輪嚙合關(guān)系復(fù)雜，另一方面，主軸箱中各主軸和傳動軸及其上的零件大多通用化且排列有規(guī)律的，而除簡單的主軸外，一般采用簡化展開圖，并配合裝配表來表達(dá)主軸箱的裝配結(jié)構(gòu)，其內(nèi)容和畫法簡述如下：
A 主要表達(dá)多軸裝配關(guān)系，主軸、傳動軸和矢輪隔套、防油套、軸承等的相對位置.
B 對結(jié)構(gòu)相同的同類型 主軸和傳動軸可只畫軸，主軸頭上注以相同軸的軸號，對于 軸向裝配桔構(gòu)基本相同，只是矢輪大小及排列位置不同的兩根（或兩組）軸可以畫在一起，即軸心線兩邊各表示一根。
7、 軸的強度校核
在此機床的主軸箱設(shè)計中，由于采用第排齒輪，所以對軸的校核只要校核其剪切強度，對彎曲強度撓度可以不考慮。傳動齒輪均為45＃鋼，齒部行高頻淬火達(dá)G54，心部有好的機械性能。精度等級均為8－7－7DC.矢部淬火后經(jīng)滲碳淬火可獲較好的齒面硬度，心部有足夠韌。剛度和抗彎曲疲勞強度。
齒輪的強度、剛度和壽命校核：
1） 接觸疲勞強度驗算齒輪強度
公式 d0=640/[δk]√m·(I+i)bi
式中 d0 —齒輪分度圓直徑
[δk]－允許接觸應(yīng)力[kg/cm2對于材料為45鋼值
[δk]=1500kg/cm2 m－齒輪的扭矩(kgf·cm)
i－傳動比
b－齒寬
對于1－2軸上兩齒輪(m=2 Z=24)
d 0=640/1500×√174.3×(1+25/24)÷24÷25/24=16mm
d 0、=16
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