機械畢業(yè)設(shè)計-平衡軸鉆孔組合機床總體及多軸箱體設(shè)計（全套含CAD圖紙）

機械畢業(yè)設(shè)計-平衡軸鉆孔組合機床總體及多軸箱體設(shè)計（全套含CAD圖紙）,機械,畢業(yè)設(shè)計,平衡,鉆孔,組合,機床,總體,整體,軸箱,設(shè)計,全套,cad,圖紙 文 獻 資 料專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 施蕾 班 級 BU機制101 學(xué) 號 1011501126 指導(dǎo)教師 趙健 完成日期 2014年3月9日 文獻綜述一、前言機械制造業(yè)是一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，其發(fā)展水平標(biāo)志著該國家或地區(qū)的經(jīng)濟實力、科技水平、生活水準(zhǔn)和國防實力。而制造業(yè)的生產(chǎn)能力主要取決于制造裝備機床的先進程度。而多軸箱是組合機床的重要專用部件。它是根據(jù)加工示意圖確定工件加工孔的數(shù)量和位置、切削用量和主軸類型設(shè)計傳遞各主軸運動的動力部件。其動力來自通用的動力箱，與動力箱一起安裝于進給滑臺，可完成鉆、擴、鉸、鏜孔等加工工序。本課題主要設(shè)計多軸箱。多軸箱如箱體、主軸、傳動軸、齒輪和附加機構(gòu)等組成二、主題組合機床多軸箱概述：通用多軸箱由通用零件如箱體、主軸、傳動軸、齒輪和附加機構(gòu)等組成。多軸箱的箱體類零件箱體材料為HT200，前、后、側(cè)蓋等材料為HT150。多軸箱基本尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，9種名義尺寸用相應(yīng)滑臺的滑鞍寬度表示，多軸箱寬度和高度是根據(jù)配套滑臺的規(guī)格按規(guī)定的系列尺寸選擇。多軸箱的通用主軸包括通用鉆床類主軸和攻螺紋類主軸，其中通用鉆床類主軸按支承型式可分為三種：滾錐軸承主軸；滾珠軸承主軸；滾針軸承主軸。按與刀具的連接是浮動還是剛性連接，又可分為短主軸和長主軸。攻螺紋類主軸按支承型式可分為兩種：前后支承均為圓錐滾子軸承主軸和前后支承均為推力球軸承和無內(nèi)環(huán)滾針軸承的主軸。多軸箱的通用傳動軸按用途和支承型式分為六種。它們分別為：圓錐軸承傳動軸；滾針軸承傳動軸；埋頭傳動軸；手柄軸；油泵傳動軸；攻螺紋用蝸桿軸。多軸箱的通用齒輪有：傳動齒輪、動力箱齒輪和電動機齒輪三種。通用多軸箱是組合機床中的一個重要的部件，在多軸箱中通過傳動軸和傳動齒輪的傳動，將動力箱中的電動機軸的動能傳遞給主軸，主軸帶動刀具加工工件。通過對齒輪嚙合的調(diào)整可得到不同的傳動比，因此主軸就可以獲得不同的轉(zhuǎn)速。多軸箱可安裝多個不同的主軸，這樣就可以用多個主軸對同一個工件進行不同的加工。多軸箱與動力箱一起安裝于進給滑臺，可完成鉆、擴、鉸、鏜孔等加工工藝。多軸箱的設(shè)計：軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。其主要內(nèi)容和注意事項如下： （1） 根據(jù)機床聯(lián)系尺寸圖，繪制多軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸及動力箱驅(qū)動軸的相對位置尺寸。 （2） 根據(jù)聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，標(biāo)注所有主軸位置尺寸及工件與主軸、主軸與驅(qū)動軸的相關(guān)位置尺寸。在繪制主軸位置時，要特別注意：主軸與被加工零件在機床上是面對面放置的，因此，多軸箱主視圖上的水平方向尺寸與零件工序圖上的水平方向尺寸正好相反；其次，多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和零件工序圖上的基準(zhǔn)經(jīng)常不重合，應(yīng)根據(jù)多軸箱與加工零件的相對位置找出統(tǒng)一基準(zhǔn)，并標(biāo)注其相對位置關(guān)系尺寸，然后根據(jù)零件工序圖各孔位置尺寸算出多軸箱上各主軸坐標(biāo)值。（3） 根據(jù)加工示意圖標(biāo)注各主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向主軸逆時針（面對主軸看）可不標(biāo)，只注順時針轉(zhuǎn)向。 （4）列表標(biāo)明各主軸的工序內(nèi)容、切削用量及主軸外伸尺寸等。 （5）標(biāo)明動力部件型號及其性能參數(shù)等。主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定，主軸的型式和直徑，主要取決于工藝方法、刀具主軸連接結(jié)構(gòu)、刀具的進給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。主軸直徑按加工示意圖所示主軸類型及外伸尺寸可初步確定。傳動軸的直徑也可以參考主軸直徑大小初步選定。待齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)計完后再驗算某些關(guān)鍵軸頸。多軸箱的齒輪模數(shù)常用2，2.5，3，3.5，4幾種。由于為了便于生產(chǎn)，同一多軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不要多于兩種。本題統(tǒng)一選用齒輪的模數(shù)為2。多軸箱傳動設(shè)計是根據(jù)動力箱驅(qū)動軸位置和轉(zhuǎn)速，各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計傳動鏈，把驅(qū)動軸與各主軸連接起來，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。對多軸箱傳動系統(tǒng)的一般要求有：在保證主軸的強度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下，力求使傳動軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。為此，應(yīng)盡量用一根中間傳動軸帶動多根主軸，并將齒輪布置在同一排上。當(dāng)中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)采用變位齒輪或略微改變改變傳動比的方法解決。盡量不用主軸帶動主軸的方案，以免增加主軸負荷，影響加工質(zhì)量。為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動比一般要大于0.5，后蓋內(nèi)齒輪傳動比允許取至1/31/3.5;盡量避免用升速傳動。用于粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡量設(shè)置在第排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形；精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)置在第，以減少主軸端的彎曲變形。多軸箱內(nèi)具有粗精加工主軸時，最好從動力箱驅(qū)動軸齒輪傳動開始，就分兩條傳動路線，以免影響加工精度。剛性鏜孔主軸上的齒輪，其分度園直徑要盡可能大于被加工孔的孔徑，以減少振動，提高運動平穩(wěn)性。驅(qū)動軸直接帶動的傳動軸數(shù)不能超過兩根，以免給裝配帶來困難。坐標(biāo)計算就是根據(jù)已知的驅(qū)動軸和主軸的位置及傳動關(guān)系，精確計算各中間傳動軸的坐標(biāo)。其目的是為多軸箱箱體零件補充加工圖提供孔的坐標(biāo)尺寸，并用于繪制坐標(biāo)檢查圖來檢查齒輪排列、結(jié)構(gòu)布置是否正確合理。通用多軸箱總圖設(shè)計包括繪制主視圖、展開圖、編制裝配表，制定技術(shù)條件等四部分。主視圖主要表明多軸箱主軸位置及齒輪傳動系統(tǒng)，齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)潤滑系統(tǒng)等。繪制主視圖就是在設(shè)計的傳動系統(tǒng)圖上標(biāo)出各軸編號，畫出潤滑系統(tǒng)，標(biāo)注主軸、有泵軸、有泵軸轉(zhuǎn)向、驅(qū)動軸轉(zhuǎn)向及坐標(biāo)尺寸、最低主軸高度尺寸及箱體輪廓尺寸等。并標(biāo)注部件代號。展開圖其特點是軸的結(jié)構(gòu)圖形多。各主軸和傳動軸及軸上的零件大多是通用化的，且有規(guī)則排列著。繪制的具體要求如下：（1）展開圖主要表示各軸及軸上零件的裝配關(guān)系。包括主軸、傳動軸、驅(qū)動軸手柄軸、有泵軸及其上相應(yīng)的齒輪、隔套、防油套、軸承或油泵等機件形狀和安裝的相對位置 （2）對結(jié)構(gòu)相同的同類型主軸、傳動軸可只畫一根，在軸端注明相同軸的軸號即可。對于軸向裝配結(jié)構(gòu)基本相同，只有齒輪大小和排列排列位置不同的兩根或兩組軸，可以合畫在一起，即軸心線兩邊各表示一根或一組軸。 （3）展開圖上應(yīng)完整標(biāo)注多軸箱的三大箱體厚度尺寸及箱壁和內(nèi)腔有關(guān)聯(lián)系尺寸，主軸外伸長度等。主軸傳動軸裝配表把多軸箱中每根軸（主軸、傳動軸、油泵軸）上齒輪套等基本零件的型號規(guī)格、尺寸參數(shù)和數(shù)量及標(biāo)準(zhǔn)件、外購件等，按軸號配套，用裝配表表示。多軸箱技術(shù)條件 多軸箱總圖上應(yīng)標(biāo)注多軸箱部件要求。即多軸箱制造和驗收技術(shù)條件；多軸箱按ZBJ58011-89組合機床多軸箱制造技術(shù)條件進行制造，按ZBJ58012-89組合機床多軸箱驗收技術(shù)條件進行驗收。主軸精度，按JB3043-82組合機床多軸箱精度標(biāo)準(zhǔn)進行驗收。多軸箱總圖設(shè)計中，大多數(shù)零件是選用通用件、標(biāo)準(zhǔn)件、和外購件；對于變位齒輪、專用軸等零件，則應(yīng)設(shè)計零件圖；對于多軸箱體類通用件，必須繪制補充加工圖。 （1）專用零件工作圖 如變位齒輪、專用軸和套等零件，可按一般工件圖規(guī)定。參照同類通用零件圖，結(jié)合專用要求設(shè)計繪圖。 （2）補充加工圖 多軸箱體、前蓋、后蓋等通用零件，應(yīng)根據(jù)多軸箱總圖要求，繪制出需補充加工的部件，通常習(xí)慣用粗實線畫出補充加工部位的結(jié)構(gòu)，其尺寸、形位公差、表面粗糙度等均按機械制圖國際規(guī)定格式標(biāo)記；通用逐漸的原有部分的輪廓等一律用細實線表示。三、總結(jié)多軸箱的設(shè)計方法并不是一成不變的，我們正在不斷的尋求更為簡便的設(shè)計方法，如論是用計算機輔助設(shè)計或是輔助制圖都是其中的一種嘗試，而多軸箱的設(shè)計方法也會隨之變的越來越簡便，越來越嚴謹參考文獻1 賀自敏、王斌、王盼鋒.多軸箱設(shè)計中減速箱的應(yīng)用.J通用機械.20132 俞樹斌、吉鵬拓. 組合機床多軸箱中間箱體的有限元模態(tài)分析.J機械研究與應(yīng)用.2012.(4)3 韋衡冰. 孔加工組合機床中多軸箱的設(shè)計與實踐.J煤礦機械.2010（9）4 李春燕、劉軍. 智能化多軸箱快速設(shè)計方法J.工藝與設(shè)備.2010（4）5 任小中、李春梅、蘇建新. 基于UG的組合機床多軸箱模塊化設(shè)計.J河南科技大學(xué)學(xué)報. 2007.066 倪建成. 組合機床通用多軸箱齒輪模數(shù)的確定J.維普資訊.2000(1)7 鄭岳、周建華. 計算機輔助多軸箱箱體孔系的加工J. 江蘇工學(xué)院學(xué)報. 1994(2)8 沈可興.多軸箱傳動系統(tǒng)設(shè)計中的轉(zhuǎn)速坐標(biāo)線相交法.J. 鎮(zhèn)江船舶學(xué)院學(xué)報.1991（3）9 朱朝寬. 基于ProE的多軸箱參數(shù)化設(shè)計J. 維普資訊 2002（10）10 康文利 、張文健、韓慶瑤. 多軸箱的計算機輔助設(shè)計.J 維普資訊.1994（2）基于UG的組合機床多軸箱模塊化設(shè)計任小中，李春梅，蘇建新(河南科技大學(xué) 機電工程學(xué)院，河南洛陽471003)摘 要：根據(jù)模塊化設(shè)計原理,在功能分析的基礎(chǔ)上劃分了組合機床多軸箱的各級模塊。將三維CAD技術(shù)與模塊化技術(shù)相結(jié)合，以UG為軟件開發(fā)平臺，利用其強大的三維造型功能和裝配功能，設(shè)計人員在系統(tǒng)界面的引導(dǎo)下可完成模塊選擇你、模塊組合和設(shè)計計算等環(huán)節(jié)，從而實現(xiàn)計算機輔助組合機床多軸箱三維模塊化設(shè)計，提高設(shè)計效率關(guān)鍵詞：組合機床；多軸箱；模塊化設(shè)計；三維造型前言組合機床多軸箱通常采用一根動力軸帶動多根主軸的工作方式，由于各傳動軸必須在有限的箱體空間內(nèi)得到適宜的分布位置并避免干涉，且各軸的設(shè)計又必須保證其轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、強度和剛度，因此多軸箱設(shè)計難度大、周期長 ，往往成為組合機床設(shè)計的瓶頸，改變這一局面的措施是采用計算機輔助模塊化設(shè)計。模塊化設(shè)計是一種標(biāo)準(zhǔn)化、組合化設(shè)計，它不是面向某一具體產(chǎn)品，而是面向某一類產(chǎn)品系統(tǒng)以至有相似功能的相鄰產(chǎn)品系統(tǒng)，它不必對每種產(chǎn)品施以單獨設(shè)計，而是精心設(shè)計出多種模塊，用巧妙、靈活而多變的方式組合出多樣化的產(chǎn)品 。為此，我們開發(fā)了支持模塊化設(shè)計的組合機床CAD系統(tǒng)，將CAD技術(shù)和模塊化設(shè)計方法用于組合機床多軸箱的設(shè)計，不僅可以縮短多軸箱的設(shè)計和制造周期，降低成本，而且有助于保證多軸箱的質(zhì)量，增強企業(yè)的競爭能力。1系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與模塊劃分目前國內(nèi)機械產(chǎn)品的研發(fā)正逐步由以AutoCAD為代表的二維繪圖軟件轉(zhuǎn)向以UG，ProE ，Solidworks為代表的三維設(shè)計軟件 。組合機床多軸箱三維CAD系統(tǒng)選擇三維設(shè)計軟件Unigaphics(簡稱UG)為軟件開發(fā)平臺，采用了UGOPEN API接口，Visual studionet編譯環(huán)境，Windows 2000XP操作系統(tǒng)，利用UG快速、靈活、方便的三維參數(shù)化造型功能，保證系統(tǒng)順利進行設(shè)計。模塊是產(chǎn)品、自然物或其混合物中，具有特定功能的基本單元，它具有標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、互換性等特點。模塊化設(shè)計是在對一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足市場的需求。在進行多軸箱模塊化設(shè)計時，首先要把多軸箱劃分成若干模塊，由于多軸箱的具體結(jié)構(gòu)取決被加工零件的具體要求，如孔的數(shù)量、形狀、分布位置以及被加工零件的數(shù)量等，因此它不屬于通用件。但通過對多軸箱的組成零件進行分類，可以實現(xiàn)多軸箱零件的通用化，例如，多軸箱的箱體和前后蓋是按輪廓尺寸和外形分類的；主軸按照用途分類，分為鉆孔類、鏜孔類、攻絲類等；齒輪則按照模數(shù)、齒數(shù)和孔徑分類等，利用這些通用化的零件可以配置成各種不同結(jié)構(gòu)形式的多軸箱。多軸箱的設(shè)計首先要采用基于裝配的特征建模法建立多軸箱的裝配模型，然后在這個模型中對零部件展開設(shè)計，多軸箱的設(shè)計主要包括多軸箱體的設(shè)計和傳動系統(tǒng)的設(shè)計 ，而傳動系統(tǒng)是由若干主軸、傳動軸和齒輪組成的。根據(jù)多軸箱的裝配層次，將多軸箱設(shè)計模塊分為3個子模塊，如圖1所示。多軸箱設(shè)計模塊在多軸箱總體裝配模型的平臺上，通過交互界面接受用戶輸入的設(shè)計數(shù)據(jù)。2 多軸箱主要模塊設(shè)計21 多軸箱體設(shè)計模塊多軸箱的通用箱體分為箱體、前、后、側(cè)蓋，多軸箱基本尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，名義尺寸用相應(yīng)滑臺的滑鞍寬度表示，多軸箱體寬度和高度是根據(jù)配套滑臺的規(guī)格按規(guī)定的系列尺寸選擇 ，其結(jié)合面上聯(lián)接螺孔、定位銷及其位置與動力箱聯(lián)系尺寸相適應(yīng)。多軸箱設(shè)計模塊包括多軸箱參數(shù)化模型，保存多軸箱全部參數(shù)的數(shù)據(jù)庫以及主控程序。多軸箱箱體的規(guī)格尺寸為寬度和高度，將這兩個尺寸設(shè)置為裝配層控制參數(shù)，在設(shè)計多軸箱參數(shù)化模型的時候，多軸箱箱體、前后、側(cè)蓋之間采用UGWAVE技術(shù)保持部件之間的相關(guān)性。首先建立多軸箱箱體的模型，然后在設(shè)計后蓋、前蓋和側(cè)蓋的時候，引用箱體的邊以及螺孔為WAVE鏈接圖形，這樣更改箱體參數(shù)的時候，其它部件也會相應(yīng)更新。在設(shè)計多軸箱箱體時，要求用戶選擇多軸箱類型，多軸箱類型分為臥式和立式兩種，其區(qū)別在于前蓋的厚度，然后選擇箱體尺寸，在主控程序中，提供了所有多軸箱的箱體尺寸，避免了查表，便于選擇標(biāo)準(zhǔn)化多軸箱。將多軸箱的箱體尺寸作為查詢條件，在箱體參數(shù)數(shù)據(jù)庫中提取所有設(shè)計參數(shù)，并傳遞給圖形庫中的箱體三維模型，模型按照提供的參數(shù)更新后，用戶選擇保存，在需要的時候可以裝配到裝配件文件中，多軸箱設(shè)計流程如圖2所示。22 齒輪設(shè)計模塊齒輪設(shè)計模塊中提供了3種齒輪設(shè)計模型，單個齒輪三維設(shè)計模型，在設(shè)計軸時建立齒輪模型和組合基本傳動模型，現(xiàn)以組合基本傳動模型為例介紹齒輪設(shè)計模塊的創(chuàng)建情況。根據(jù)傳動系統(tǒng)中齒輪間不同的嚙合方式，利用系統(tǒng)的交互建模方式，建立起常用的齒輪傳動裝配模型庫。組合機床多軸箱傳動系統(tǒng)中共有三種基本傳動模型：(1)同排一帶一、一帶二和一帶三；(2)異排一帶二；(3)異排一帶三。組合機床的傳動系統(tǒng)可由上述3種基本傳動模型組合而成?；緜鲃幽Ｐ湍K包括圖形庫、數(shù)據(jù)庫和主控程序三部分。圖形庫包括全參數(shù)化的齒輪模型，數(shù)據(jù)庫中存放所有傳動軸和主軸的坐標(biāo)，以便計算時調(diào)入，主控程序完成坐標(biāo)計算、數(shù)據(jù)訪問以及模型更新等操作。在進行組合機床設(shè)計系統(tǒng)時，首先為每根傳動軸和主軸編號，并且將已知軸坐標(biāo)存放在數(shù)據(jù)庫中；然后選擇需要的基本傳動模型，經(jīng)過計算得出未知軸坐標(biāo)并存放于數(shù)據(jù)庫，最后建立模型。主控程序的主界面如圖3所示；程序流程如圖4所示?，F(xiàn)以異排一帶二傳動模型為例說明其計算過程，異排一帶二即在一根傳動軸上用兩對齒輪分別帶動兩根已知軸，如圖5所示。已知0軸、A軸的坐標(biāo)以及傳動齒輪的齒數(shù)和模數(shù)，B軸坐標(biāo)的計算過程如下異排一帶二傳動計算程序界面如圖6所示3 結(jié)語本文根據(jù)組合機床多軸箱總體方案和設(shè)計要求，劃分并設(shè)計了多軸箱的功能模塊，在三維軟件UG平臺上，利用其強大的三維造型功。能和裝配功能，建立了多軸箱模塊的三維參數(shù)化模型。采用三維設(shè)計方法取代傳統(tǒng)的二維設(shè)計方法，使設(shè)計過程可視化，設(shè)計結(jié)果直觀明了，有利于提高設(shè)計質(zhì)量。采用模塊化設(shè)計和三維CAD系統(tǒng)可極大地提高組合機床多軸箱的設(shè)計效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和壽命，保證產(chǎn)品開發(fā)的一次成功。參考文獻:1 丁國琴組合機床主軸箱的計算機輔助設(shè)計J機械工程師，2002(6)：45462 汪云祥，高洪模塊化設(shè)計及其在齒輪減速器中的應(yīng)用J安徽機電學(xué)院學(xué)報，2002，17(2)：9123 李春梅，崔鳳奎組合機床模塊化設(shè)計CAD系統(tǒng)J河南科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2004，25(5)：9一l24 趙韓，宋 暉，朱家誠基于SolidWorks的模塊化設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究J組合機床與自動化加工技術(shù)，2004(11)：24265 童時中模塊化原理設(shè)計方法及應(yīng)用M北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，20006 賈延林模塊化設(shè)計M北京：機械工業(yè)出版社，19937 朱朝寬基于ProE的多軸箱參數(shù)化設(shè)計J組合機床與自動化加工技術(shù)，2002(10)：35378 李春梅，崔鳳奎組合機床CAD系統(tǒng)J新技術(shù)新工藝，2004(1O)：283O9 謝家瀛組合機床設(shè)計手冊M北京：機械工業(yè)出版社，19961O 李明喜，王紅軍機床主軸的模糊可靠性設(shè)計J洛陽工學(xué)院學(xué)報，2002，23(1)：7577 智能化多軸箱快速設(shè)計方法李春燕，劉軍(鹽城工學(xué)院 優(yōu)集學(xué)院，江蘇鹽城 224051)摘 要：傳統(tǒng)多軸箱設(shè)計對工程師技能要求高且設(shè)計周期長，因此有必要進行融合多項關(guān)鍵技術(shù)的智能化快速設(shè)計方法的研究，包括：利用知識工程的原理和方法創(chuàng)建原型庫、利用NX軟件的參數(shù)化設(shè)計和交互建模技術(shù)對傳動系統(tǒng)進行智能化設(shè)計、利用WAVE技術(shù)對軸類組建進行快速設(shè)計、通過設(shè)置柔性組件完成自適應(yīng)裝配、將系統(tǒng)功能重組實現(xiàn)自動質(zhì)量檢查與分析、利用相關(guān)性技術(shù)實現(xiàn)二維圖紙快速生成、通過軟件二次開發(fā)實現(xiàn)可視化人及交互界面的創(chuàng)建等，取得了良好的設(shè)計效果。關(guān)鍵詞： 智能化；多軸箱；快速設(shè)計；知識工程1. 多軸箱設(shè)計現(xiàn)狀分析多軸箱作為組合機床中工作量最大的部件，設(shè)計過程繁瑣復(fù)雜，周期長。通常，多軸箱的設(shè)計流程如圖1所示，大量工作量集中在“總體設(shè)計計算”和“詳細設(shè)計出圖”兩個階段，采用常規(guī)的設(shè)計方法，效率低，出錯率高，返工修改工作量大，嚴重影響組合機床生產(chǎn)周期和制造成本，迫切需要尋求一種新的設(shè)計手段來代替人工設(shè)計。揚州柴油機有限責(zé)任公司等機構(gòu)的研究人員曾進行組合機床主軸箱的計算機輔助設(shè)計研究，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。但也有不盡人意的問題，如：影響傳動設(shè)計系統(tǒng)的因素很多，多解性、不確定性和經(jīng)驗性顯得尤為突出，難以取得最優(yōu)化結(jié)果；二維環(huán)境下的多軸箱設(shè)計通常是由設(shè)計師選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，完成一定的計算，沒有經(jīng)驗推理過程，設(shè)計過程不直觀，無法實現(xiàn)智能化設(shè)計；設(shè)計結(jié)果的分析檢查基于平面幾何，無法立體檢查，要求設(shè)計工程師具有較豐富的設(shè)計經(jīng)驗，制約了多軸箱設(shè)計自動化水平的提高。為了降低對設(shè)計師的能力要求，快速設(shè)計，節(jié)省時間，減少因設(shè)計失誤而帶來的各種損耗，降低產(chǎn)品開發(fā)成本，增加開發(fā)效率，本文研究了智能化多軸箱快速設(shè)計系統(tǒng)。把人工智能的思想、方法和技術(shù)以及三維設(shè)計思想和軟件技術(shù)引入多軸箱設(shè)計系統(tǒng)中。利用“知識工程”的理論和方法，將機床的國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及企業(yè)多年的設(shè)計知識歸納、提煉、整理為相應(yīng)的設(shè)計知識，建立了多軸箱的知識庫、原型庫和推理機制。在NX環(huán)境下，直觀的進行傳動系統(tǒng)設(shè)計，自動計算坐標(biāo)，智能化生成傳動系統(tǒng)圖。利用WAVE技術(shù)，采用自頂向下的方法，自動設(shè)計出多軸箱箱體、主軸組件、傳動軸組件等零部件，然后通過自適應(yīng)裝配，生成多軸箱模型，再后進行設(shè)計質(zhì)量檢測，反饋檢測信息，修改完善前期設(shè)計，改進庫文件等。通過二次開發(fā)技術(shù)設(shè)計出適應(yīng)工程師設(shè)計習(xí)慣的，具有可視化和自學(xué)習(xí)特點的友好的人機交互界面。2智能化多軸箱設(shè)計總體方案多軸箱是組合機床的重要組成部件，它是選用通用零件，按專用要求進行設(shè)計的 ，為多軸箱的智能化快速設(shè)計提供了必要的條件。多軸箱的快速智能化設(shè)計(如圖2所示)主要體現(xiàn)在兩個階段：傳動系統(tǒng)的智能化設(shè)計，包括齒輪的排布、動力的計算、坐標(biāo)的生成和傳動系統(tǒng)校核等；詳細設(shè)計和出圖階段，包括三維模型的建立、自適應(yīng)裝配、自動質(zhì)量分析檢查和二維工程圖的自動生成等。3. 關(guān)鍵技術(shù)研究3.1 知識庫、原型庫和推理機的建立多軸箱設(shè)計涉及的知識種類很多，通過企業(yè)調(diào)研，收集整理將與多軸箱有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及企業(yè)多年的設(shè)計經(jīng)驗歸納、提煉、整理為相應(yīng)的設(shè)計知識，建立了多軸箱設(shè)計的知識庫、原型庫和推理機制。知識庫主要包括相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，如制圖標(biāo)準(zhǔn)、各類標(biāo)準(zhǔn)件的國家標(biāo)準(zhǔn)等。原型庫包括：多軸箱設(shè)計模板；基本齒輪傳動模型庫；主軸基本模式的基本模型庫；傳動軸基本模式的基本模型庫等。原型庫中包含了多軸箱設(shè)計過程中常用的零部件模型，并可以按照所需的尺寸等自動快速生成，以供設(shè)計人員選用和修改。根據(jù)組合機床總體設(shè)計結(jié)果，建立多軸箱的基本三維模型，數(shù)據(jù)以知識的形式存儲在該模型中，包括多軸箱輪廓尺寸、驅(qū)動軸相對位置、主軸位置尺寸及各軸轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)速、各主軸與驅(qū)動軸相對位置關(guān)系、各主軸工序內(nèi)容、切削用量及外伸部分尺寸、動力部件型號及其性能參數(shù)等。這些將成為多軸箱智能化快速設(shè)計的依據(jù)。由圖2可見，從組合機床總體設(shè)計的“三圖一卡”和多軸箱設(shè)計原始模型到生成最終多軸箱裝配模型及圖樣，其問需經(jīng)過基本參數(shù)確定、傳動系統(tǒng)設(shè)計、各個部件設(shè)計、虛擬裝配、二維工程圖轉(zhuǎn)化，以及質(zhì)量分析檢查等多個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)之間都需要有知識的傳遞，如尺寸的相關(guān)性、位置的相關(guān)性、工藝性能等各方面的要求等等，為解決這些問題，有必要建立知識的推理機制，使每個環(huán)節(jié)的知識傳遞都能符合設(shè)計要求，減少重復(fù)設(shè)計的可能性。即使有不合理的地方，也可以通過后期的質(zhì)量分析檢查發(fā)現(xiàn)問題，然后修改模型、完善庫文件，改進推理機制。32 傳動系統(tǒng)智能化設(shè)計傳遞系統(tǒng)設(shè)計主要是解決齒輪傳動路線的設(shè)計，是多軸箱設(shè)計中最關(guān)鍵的一步，直接影響多軸箱部件的質(zhì)量和零件的通用化程度。原則上應(yīng)保證在足夠強度和剛性的條件下，用最少的傳動軸及齒輪副把驅(qū)動軸和各主軸連接起來，使傳動鏈最短。系統(tǒng)根據(jù)已建立的基本齒輪傳動模型庫進行傳動系統(tǒng)的智能化設(shè)計。利用NX軟件的參數(shù)化設(shè)計和交互建模技術(shù)，根據(jù)傳動系統(tǒng)中齒輪之間不同嚙合方式，建立起常用的齒輪傳動裝配模型庫，從而進行傳動系統(tǒng)的智能化設(shè)計。齒輪傳動模型庫包括同心圓分布主軸傳動方案和直線分布主軸傳動方案，也可采用混合分布形式。系統(tǒng)可根據(jù)轉(zhuǎn)速自動計算中心距和總傳動比，然后根據(jù)內(nèi)部設(shè)定的傳動比分配原則計算主、被動齒輪齒數(shù)，然后在NX的草繪模塊中利用尺寸和位置約束關(guān)系建立軸的布置圖。不同排的齒輪可利用顏色區(qū)分表示，使得生成的傳動系統(tǒng)圖清晰、直觀(圖3為加工某四缸柴油機發(fā)動機曲軸主軸承座螺紋底孔的多軸箱傳動系統(tǒng)圖)。傳動系統(tǒng)圖生成后，各軸的坐標(biāo)即可自動生成，無需計算，通過選擇菜單中的“軸的坐標(biāo)”，便可觀察軸坐標(biāo)列表。通過“傳動系統(tǒng)檢查”功能，參照知識庫文件，利用NX軟件的內(nèi)部計算，可對軸和齒輪的位置、轉(zhuǎn)速、強度等進行校驗，得出檢查結(jié)果，對不合理的地方還可進行改進。傳動系統(tǒng)是在多軸箱基本三維模型中創(chuàng)建的，與其具有尺寸、位置等相關(guān)性，符合自頂向下的設(shè)計思想，為后續(xù)組件的設(shè)計打下基礎(chǔ)。33 軸類組件快速設(shè)計軸類組件的類型相對固定，因此通過交互方式輸入或選擇軸的類型、軸號等關(guān)鍵參數(shù)，系統(tǒng)便可參照內(nèi)部已存的信息，如基本模型中已存的軸徑、齒輪模數(shù)、厚度等，傳動系統(tǒng)設(shè)計生成的與該軸相關(guān)的齒輪齒數(shù)等信息，利用WAVE技術(shù)和相關(guān)性技術(shù) 快速自動生成該組件的基本模型，通過可視窗口預(yù)覽三維模型，針對長度等參數(shù)可在裝配時進行自適應(yīng)調(diào)整。組件確認后，可在基本三維模型中的相應(yīng)位置生成，并具有相關(guān)性，即當(dāng)基本三維模型參數(shù)修改時，軸類組件將做相應(yīng)修改，針對某些不合理結(jié)構(gòu)可在后面介紹的自適應(yīng)裝配中調(diào)整34 自適應(yīng)裝配 多軸箱中涉及的軸類、齒輪等零件較多，且具有嚴格的傳動關(guān)系，結(jié)構(gòu)緊湊，因此裝配過程中可能會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不合理的部位，自適應(yīng)裝配便是多軸箱部件中設(shè)置柔性組件，根據(jù)組件間的裝配要求和柔性組件的變形規(guī)則，基于簡單沖突消除目標(biāo)及綜合優(yōu)化目標(biāo)，自適應(yīng)地選擇或調(diào)整相關(guān)組件，并實現(xiàn)有效的產(chǎn)品裝配建模 。多軸箱主要零部件設(shè)計好后，進入到總裝階段。利用NX軟件虛擬裝配、WAVE功能及相關(guān)性建模等技術(shù)，在基本三維模型中根據(jù)傳動系統(tǒng)中設(shè)定的各軸分布情況，逐步設(shè)計或加入主軸組件、傳動軸組件、手柄軸組件等，形成多軸箱的初步設(shè)計。裝配過程中，可時時檢測待裝組件與已裝組件之間的匹配關(guān)系，干涉情況等，通過信息處理，對照比較，自動找出可能存在的不合理結(jié)構(gòu)，并生成裝配檢測報告，提醒用戶是否需要修改。用戶可根據(jù)出錯報告信息，利用NX軟件的“可變形組件”等功能，設(shè)置部件可調(diào)，或參數(shù)可調(diào)，然后由系統(tǒng)自動生成最合適的裝配狀態(tài)，完成自適應(yīng)裝配。35 自動進行質(zhì)量檢查與分析多軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求緊湊、傳動系統(tǒng)要有嚴格的傳動關(guān)系，采用傳統(tǒng)的二維設(shè)計手段，僅可以從平面觀察運動情況和是否存在干涉，多軸箱設(shè)計好壞與設(shè)計師的水平有較大關(guān)系。而利用三維設(shè)計軟件的虛擬裝配、運動分析和干涉檢查等手段，則在設(shè)計階段就可以方便的預(yù)測到實際加工、裝配和生產(chǎn)過程中可能會發(fā)生的問題，進而及早改進，減少因干涉等問題造成的零件返工甚至報廢等損失，為企業(yè)降低出錯率、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。利用UG NX軟件的應(yīng)用程序接口(API)，對與質(zhì)量分析檢查有關(guān)的功能進行整合，以VisualC 60為編程工具，設(shè)計友好的交互界面，界面信息包括多軸箱基本信息，如電機轉(zhuǎn)速、軸徑，齒輪齒數(shù)模數(shù)，傳動比、總的質(zhì)量、體積等等，是否進行干涉檢查和檢查結(jié)果，是否進行運動分析和分析結(jié)果，并可顯示質(zhì)量分析檢查報告單，以作為設(shè)計人員的參考數(shù)據(jù)。對于多軸箱中存在的不合理結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)還允許對相應(yīng)零部件進行修改，由于各個零部件間存在關(guān)聯(lián)，因此修改某一參數(shù)便可完成與其相關(guān)的零部件模型和裝配的修改，同時對于原型庫中的不合理結(jié)構(gòu)也可進行修改。經(jīng)過一定時期的使用和完善整理，使系統(tǒng)性能穩(wěn)定，有一定的糾錯能力。36 二維圖紙的自動快速生成利用NX的“建模模塊”、“工程圖模塊”及其相關(guān)功能，系統(tǒng)可根據(jù)裝配好的多軸箱三維模型自動生成多軸箱總圖，包括主視圖、展開圖、裝配表等，如果需要還可生成單個零件的模型及其補充加工圖，實現(xiàn)二維圖的快速繪制，保證設(shè)計、加工之間技術(shù)交流通暢。37 可視化人機交互界面的創(chuàng)建人機交互界面作為設(shè)計師使用本系統(tǒng)的直接對話內(nèi)容，設(shè)計了內(nèi)容直觀、信息豐富、符合設(shè)計師的習(xí)慣的界面。界面形式采用圖形和文字交叉，比如在選擇主軸組件類型時，在選擇傳動系統(tǒng)類型時，分別提供相應(yīng)的圖片以便辨認。通過研究傳統(tǒng)二維設(shè)計軟件的交互界面，了解設(shè)計師的操作習(xí)慣，將其用知識表示，達到自學(xué)習(xí)的目的，融人到多軸箱三維設(shè)計系統(tǒng)中，并對存在的問題予以改進，以達到設(shè)計師能以最快速度設(shè)計出最理想的產(chǎn)品的目的。利用NX模板建模技術(shù)建立多軸箱中通用件的模型，開發(fā)了參數(shù)化的、尺寸驅(qū)動的標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)。系統(tǒng)的開發(fā)是以NX系統(tǒng)為平臺，以NX的應(yīng)用程序接口(API)作為開發(fā)工具，以VisualC 60為編程工具，通過開發(fā)微軟基礎(chǔ)類庫(MFC)與UFUN之間的接口，實現(xiàn)通用件庫的后臺數(shù)據(jù)管理。人機交互界面達到可視化操作和鏈接自學(xué)習(xí)的目的。5.結(jié)論智能化多軸箱快速設(shè)計融合了知識工程、智能化設(shè)計、傳統(tǒng)多軸箱設(shè)計、先進三維設(shè)計方法等多方面知識，以三維設(shè)計軟件(UG NX)及其二次開發(fā)工具為應(yīng)用工具，為多軸箱設(shè)計提供了可行的、可靠的發(fā)展空間，大大縮短了設(shè)計周期，實現(xiàn)了多軸箱的智能化快速設(shè)計。圖4為采用該系統(tǒng)設(shè)計生成的加工某四缸柴油機發(fā)動機曲軸主軸承座螺紋底孔的多軸箱三維模型。參考文獻：1丁國琴組合機床主軸箱的計算機輔助設(shè)計J機械工程師，2002(6)：45462姚永明非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計M上海：上海交通大學(xué)出版社。19993朱朝寬基于ProE的多軸箱參數(shù)化設(shè)計J組合機床與自動化加工技術(shù)，2002（10）：35-37 4方水良，楊維學(xué)，李金華 自下而上產(chǎn)品設(shè)計中的自適應(yīng)裝配建模J計算機集成制造系統(tǒng)，2008（11）：2150-2154 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書課題：平衡軸鉆孔組合機床總體及多軸箱體設(shè)計用UG7.5畫專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名 施蕾 班 級 BU機制101 學(xué) 號 1011501126 指 導(dǎo) 教 師 趙健 專 業(yè) 系 主 任 王 平 發(fā) 放 日 期 2014年12月31日 一、設(shè)計內(nèi)容設(shè)計一臺平衡軸鉆孔組合機床，具體進行總體設(shè)計及多軸箱設(shè)計主要內(nèi)容有：1總體設(shè)計1）制定工藝方案，確定機床配置型式及結(jié)構(gòu)方案。2）“三圖一卡”設(shè)計，包括：(a) 被加工零件工序圖， (b) 加工示意圖，(c) 機床聯(lián)系尺寸圖， (d) 生產(chǎn)率計算卡，(e) 有關(guān)設(shè)計計算、校核。2多軸箱設(shè)計(a) 繪制多軸箱外形圖，(b)標(biāo)注位置尺寸，(c) 標(biāo)注轉(zhuǎn)向，（d）標(biāo)注工序內(nèi)容，切削用量，主軸外伸尺寸，(e) 標(biāo)明動力部件型號及其性能參數(shù)等設(shè)計；4多軸箱設(shè)計部分1）多軸箱總裝配圖 1 張2）箱體零件補充加工圖 1 張3）前蓋零件補充加工圖 1 張4）后蓋零件補充加工圖 1 張5）變位齒輪零件圖 若干張（可選）6）一根主軸的部裝圖 1 張7）其它零件圖 若干張8）零件三維造型圖 1 張二、設(shè)計依據(jù)1課題來源：江蘇恒力組合機床有限公司2產(chǎn)品名稱：平衡軸鉆孔組合機床3被加工零件：平衡軸鉆孔組合機床4工件材料：HT2505加工內(nèi)容：鉆右側(cè)面上14個孔，9X3.8深13.5，3.8平面至中心122.5，6.9深17, 2X3.8深13, 6.5; 鉆左側(cè)面上7個孔，3深1，3.7深2.5，3.7深21, 2X2.7深85.1深21，16.7深236. 生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批大量7. 批量：本機床設(shè)計、制造一臺三、設(shè)計要求1機床應(yīng)能滿足加工要求，保證加工精度；2機床應(yīng)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整； 3機床盡量能用通用件以便降低制造成本；4設(shè)計圖樣總量：折合成A0幅面在3張以上；工具要求：應(yīng)用計算機軟件UG7.5/NX 繪圖。過程要求：裝配圖需提供三維模型及爆炸圖；5畢業(yè)設(shè)計說明書按照學(xué)校規(guī)定的格式規(guī)范統(tǒng)一編排、打印，字數(shù)不少于1萬字。6查閱文獻資料10篇以上，撰寫15002000字左右的文獻綜述，并有不少于3000 漢字的外文資料翻譯；7到相關(guān)單位進行畢業(yè)實習(xí)，撰寫不少于3000字實習(xí)報告；8撰寫開題報告9進行畢業(yè)設(shè)計基礎(chǔ)知識訓(xùn)練，按照規(guī)定要求考核。四、畢業(yè)設(shè)計物化成果的具體內(nèi)容及要求1設(shè)計成果要求 1）畢業(yè)設(shè)計說明書 1 份2）三圖一卡 3）多軸箱總裝配圖 1 張4）多軸箱體零件圖及其它零件圖 不少于5張5）零件三維造型圖 1 張2外文資料翻譯（英譯中）要求1）外文翻譯材料中文字不少于3000字。2）內(nèi)容必須與畢業(yè)設(shè)計課題相關(guān)；3）所選外文資料應(yīng)是近10年的文章，并標(biāo)明文章出處。五、 畢業(yè)設(shè)計（論文）進度計劃起訖日期工作內(nèi)容備 注1月3日1月4日布置任務(wù)1月6日1月19日2月24日3月9日調(diào)查研究，畢業(yè)實習(xí)2月24日3月9日方案論證，總體設(shè)計3月10日4月14日技術(shù)設(shè)計（部件設(shè)計）4月15日5月4日工作設(shè)計（零件設(shè)計）5月5日5月22日撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書5月23日5月24日畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯5月25日6月4日修改資料6月5日6月6日評閱材料6月7日6月8日畢業(yè)答辯6月9日6月15日材料整理裝袋六、 主要參考文獻：1陳慧. V型發(fā)動機氣門挺桿孔加工組合機床設(shè)計J. 機床與液壓,2012(4):17-202張秀艷，李菊煥. 2100B1型柴油機氣缸體鉆2定位孔組合機床設(shè)計J.制造業(yè)自動化，2013（10）：135-1373袁旭群. 曲軸箱半精鏜缸孔并倒角組合機床的設(shè)計J. 機床與液壓, 2012(4):27-294王崇今. 組合機床液壓系統(tǒng)設(shè)計J.科技博覽，2013（4）：155吳慧萍，李前明. 立式單面四工位擴鉸缸體挺柱孔組合機床J. 組合機床與自動化加工技術(shù)，2013（6）：119-1236王夏. 淺談cy2108氣缸體頂面和底面多孔加工組合機床的設(shè)計J.裝備制造計術(shù)，2013（6）：92-937苗曉鵬 ,程建安. 薄壁長筒零件深孔鏜削工藝與數(shù)控組合機床設(shè)計J. 組合機床與自動加工技術(shù)，2013（5）：117-1198劉金勇.組合機床的結(jié)構(gòu)形式以及加工特點探究J.科技風(fēng)，2013（1）：549顧琪 ,周臨震. 基于外部數(shù)據(jù)的組合機床通用部件設(shè)計與研究J.機床組合與自動加工技術(shù)，2012（12）：96-9810郭安斌. 變速箱體兩側(cè)面鉆孔組合機床夾具設(shè)計J.科技向?qū)В?012（33）: 344-346七、其他八、專業(yè)系審查意見系主任： 年 月 日九、機械工程學(xué)院優(yōu)集學(xué)院意見院長： 年 月 日6XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)平衡軸鉆孔組合機床總體及多軸箱體設(shè)計所在學(xué)院專 業(yè)班 級姓 名學(xué) 號指導(dǎo)老師 年 月 日IV摘 要根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求,本設(shè)計說明書針對平衡軸機床的設(shè)計及專用夾具設(shè)計進行說明。內(nèi)容包括組合機床工藝方案的制定、組合機床配置型式的選擇、總體設(shè)計還有多軸箱設(shè)計。全文含組合鉆床的總體設(shè)計和多軸箱設(shè)計兩部分。機床總體設(shè)計要是在選定工藝方案并確定機床配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上確定“三圖一卡”， 主軸箱設(shè)計根據(jù)“三圖一卡”，整理編繪出主軸箱原始依據(jù)圖，重點分析傳動系統(tǒng)，經(jīng)過各種方案的比較，最后確定最優(yōu)方案。此外，為了提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，保證加工質(zhì)量，需設(shè)計專用夾具。關(guān)鍵詞：主軸箱；組合機床；夾具AbstractAccording to the requirements of the mission design, design for wallboard machine and special fixture for the design specification is described. The main contents include aggregate machine-tool craft plan formulation, combined machine tool configuration choice, aggregate machine-tool system design and main shaft case design.The full text mainly includes overall design and main shaft box combination milling machine design two parts. The overall design of machine tool is mainly in the selected process and determine the basis of machine tool configuration, structure scheme to determine the three charts and a card, the headstock design according to three charts and a card, reorganizes the compilation to leave the headstock primitive basis chart, the key analysis transmission system, through the comparison of various schemes, and finally to determine the optimal scheme. In addition, in order to improve labor productivity, reduce labor intensity, guaranteed the processing quality, need to design special jig.Keywords: spindle box; modular machine tool; fixture目 錄摘 要IAbstractII1 緒論11.1 本課題研究的意義11.2 組合機床總體設(shè)計11.2.1 組合機床的簡述11.2.2 組合機床的發(fā)展趨勢22 組合機床的總體設(shè)計42.1 組合機床方案的制定42.1.1制定工藝方案42.1.2確定配置形式及結(jié)構(gòu)方案52.2 確定切削用量及選擇刀具72.2.1確定工序余量72.2.2選擇切削用量72.2.3確定切削力、切削扭矩、切削功率72.2.4選擇刀具結(jié)構(gòu)82.3 鉆孔組合機床總設(shè)計“三圖一卡”的編制82.3.1 平衡軸工序圖82.3.2 加工示意圖102.3.3機床聯(lián)系尺寸圖142.3.4生產(chǎn)率計算卡163 主軸箱的設(shè)計183.1 主軸箱的設(shè)計183.1.1繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖183.1.2齒輪模數(shù)選擇193.1.3主軸箱的傳動設(shè)計193.1.4繪制傳動系統(tǒng)圖213.2 傳動軸的直徑估算223.2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速223.2.2傳動軸直徑的估算：確定各軸最小直徑233.2.3 鍵的選擇233.3 傳動軸的校核233.3.1 傳動軸、鍵的校核233.3.2 鍵的校核243.4 各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核243.4.1 齒輪模數(shù)的確定243.4.3 齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計273.5 軸承的選用與校核273.5.1 各軸軸承的選用273.5.2 各軸軸承的校核273.6 軸組件設(shè)計28結(jié) 論30致 謝31參考文獻32 1 緒論1.1 本課題研究的意義據(jù)統(tǒng)計，在車間的平均切削時間普通機床的一般很少超過總工作時間的15%。其余的時間閱讀，裝卸，更換刀具，機床，測量和手術(shù)去除鐵等。使用數(shù)控機床雖然可以提高85%，但購買昂貴的。它必須更多地縮短加工時間。不同處理方法具有不同的特點，在鉆孔過程中，鉆孔設(shè)備是一種能夠通過少量的投資提高生產(chǎn)力的有效措施。雖然不可調(diào)多軸頭是用于自動線的早期，但僅限于大規(guī)模生產(chǎn)。特別是隨著工業(yè)的發(fā)展，大型復(fù)雜鉆孔專用設(shè)備是吸引某人的注意的。1975法國巴黎機床展也反映了這一趨勢增加使用的鉆孔設(shè)備。1.2 組合機床總體設(shè)計1.2.1 組合機床的簡述組合機床（transfer and unit machine）是以系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件對一種或多種工件按預(yù)先確定的工序進行切削加工的機床。兼有萬能機床和專用機床的優(yōu)點。通用零部件通常占整個機床零部件的7090，只需要根據(jù)平衡軸的形狀及工藝改變極少量的專用部件就可以部分或全部進行改裝，從而組成適應(yīng)新的加工要求的設(shè)備。由于在組合機床上可以同時從幾上方向采用多把刀具對一個或數(shù)個工件進行加工，所以可減少物料的搬運和占地面積，實現(xiàn)工序集中，改善勞動條件，提高生產(chǎn)效率和降低成本。將多臺組合機床聯(lián)在一起，就成為自動生產(chǎn)線。組合機床廣泛應(yīng)用于需大批量生產(chǎn)的零部件，如汽車等行業(yè)中的箱體等。加工件總箱或特殊形狀的組合機床。工件的加工，一般不旋轉(zhuǎn)，相對進給運動的刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具和工件，來實現(xiàn)鉆孔，擴孔，鉆孔，擴孔，鉆孔，銑削平面，內(nèi)、外螺紋切削加工圓等。夾緊工件的加工頭旋轉(zhuǎn)組合機床，由刀具作進給運動，也可達到一定的旋轉(zhuǎn)部件（如飛輪，汽車后橋等）的循環(huán)和過程。組合機床通用組件分為功率元件，支撐部分，傳輸部分，控制部分和附件5。功率部件的機器提供主運動和進給運動，主電源箱（將轉(zhuǎn)移到主軸箱電機的旋轉(zhuǎn)運動），切割頭（安裝在主軸上，用于每一步處理），動力滑臺（對配電箱或切割頭，該安裝為了實現(xiàn)進給運動安裝）；動力滑臺進給機構(gòu)，切割頭或夾具的支撐件，側(cè)基，中間底座，支架，可調(diào)支架，柱和柱底；用于輸送工件或主軸箱部件的處理站的傳輸，主要分度回轉(zhuǎn)臺的，分度回轉(zhuǎn)工作臺，工作臺分度滾筒往復(fù)；控制部件，用于控制機自動循環(huán)組成，液壓站，電氣柜和控制表等。單工位組合機床根據(jù)表面的數(shù)量被加工，單面，雙面，三面和四4，通常只能在同一時間，一個處理，每個處理現(xiàn)場；多工位組合機床回轉(zhuǎn)工作臺，往復(fù)工作臺，長柱型和滾筒式4種，可多個處理站點。通用部件按功能可分為動力元件，支撐部分，傳輸部分，控制部分和輔助部件五類。1.2.2 組合機床的發(fā)展趨勢組合機床現(xiàn)代發(fā)展的方向主要有以下幾個特點：A、組合機床品種的發(fā)展重點。在這種特殊的機床，旋轉(zhuǎn)組合機床及自動線中占有非常重要的地位。因為這兩種類型的機床的工件可以把許多進程分配到多個處理站，還可加工，工件從另外多個方向，而且通過分度夾具（在轉(zhuǎn)盤機）或轉(zhuǎn)折點.B、自動線節(jié)拍時間進一步縮短。目前，對汽車和輕型卡車的特點是大批量生產(chǎn)，發(fā)動機的輸出通常是600000左右，這樣的大批量生產(chǎn)的實現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)組合機床和自動線在運行三班，一般為20 30秒鐘的時間，當(dāng)零件的生產(chǎn)批量當(dāng)機器周期時間短，甚至。自動線短射，主要是通過縮短時間和輔助時間。縮短時間的主要途徑是新的刀具材料和刀具在小說中的使用，通過提高切削速度和進給率和縮短時間?？s短輔助時間主要包括工件輸送，縮短時間處理模塊和處理模塊由一個快速導(dǎo)入工作切割工件花后。為了縮短這部分空氣的旅行時間，提高工件（常用的工件直接輸送）輸送速度和處理模塊或夾移動速度。目前，托盤輸送速度可以達到60米/分鐘或更高，處理模塊移動到40mmin的速度。C、組合機床柔性化進展迅速。十多年來，為機床的汽車業(yè)的一個重要用戶的組合，以滿足人們的個性化需求，汽車變型品種不斷增加，許多品種的競爭已經(jīng)成為汽車市場的競爭特點，使機床制造業(yè)面臨挑戰(zhàn)。為了適應(yīng)多品種生產(chǎn)，傳統(tǒng)的剛性組合機床和自動線的一種處理必須增加靈活性。柔性組合機床主要是通過數(shù)字控制技術(shù)的使用來實現(xiàn)的。對機床和柔性自動線的柔性組合發(fā)展的一個重要前提是數(shù)控加工模塊的開發(fā)，有著悠久的加工中心的數(shù)控加工模塊的技術(shù)發(fā)展提供了經(jīng)驗的歷史。由數(shù)控加工模塊的柔性組合機床和柔性自動生產(chǎn)線，可實現(xiàn)自動換刀，自動更換多軸箱和改變加工范圍，工作周期，切削參數(shù)和加工位置通過和數(shù)控程序更改應(yīng)用程序，不同品種的加工。D、提高加工精度。特別是80年代中期以來，汽車制造業(yè)，提高車輛的制造公差的競爭力，關(guān)鍵部件的不斷收緊了引擎，并通過計算機輔助測量和分析方法，以及設(shè)備能力測試來提高其產(chǎn)品的質(zhì)量。這無疑提出了更高的要求，對機床和自動線的組合。組合機床廠為了滿足加工精度要求高的用戶，提高自動線和新的監(jiān)測精度。電子，自動化程度的提高。在過去的十年中，為了進一步提高工件的加工精度，在生產(chǎn)過程中，工件減少中間存儲，處理和縮短生產(chǎn)周期時間，工件的加工過程中的一些非加工過程（如清洗過程，測量，裝配和測試泄漏）的生產(chǎn)系統(tǒng)集成到自動線、自動線，為了實現(xiàn)全面自動化加工，表面處理，測量和裝配過程。F、應(yīng)用技術(shù)趨勢，其他。在機床行業(yè)在發(fā)達國家，該技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在國外許多企業(yè)的機床和CAD技術(shù)推廣設(shè)計，機床的設(shè)計已被廣泛用于CAD工作站，在設(shè)計室很難看到傳統(tǒng)的繪圖板。CAD除了繪圖工作，和剛度分析組件（有限元方法），該組合機床和自動線的比較和選擇的設(shè)計方案，以及報價等方面得到了廣泛的應(yīng)用，以提高設(shè)計質(zhì)量，縮短設(shè)計周期大大。此外，許多外國公司形成了一系列的模塊和通用性的高度是機和自動線的組合（通常大于90%），機床和自動線輸送進一步縮短組合。322 組合機床的總體設(shè)計2.1 組合機床方案的制定2.1.1制定工藝方案加工技術(shù)將確定組合機床的加工質(zhì)量，生產(chǎn)率，夾具的總體布局和結(jié)構(gòu)。因此，在計劃的過程中，我們必須要平衡軸的分析，和現(xiàn)場的形狀，尺寸，材料，硬度，剛度的深入了解，表面粗糙度的加工精度，加工零件的結(jié)構(gòu)特點，和定位，夾緊方法，過程，和切割工具，生產(chǎn)力的場景，環(huán)境和條件等。與國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)資料的收集，制定合理的工藝。根據(jù)平衡軸平衡軸的零件圖（圖2.1），加工十四個孔的工藝過程如下：(1)技術(shù)要求。12個直徑為14.5mm，其他2個10mm。工件材料為42CrMo，假設(shè)年產(chǎn)量5萬件，2班制生產(chǎn)，每班6小時，每年工作300天。(2) 工藝分析加工孔的位置度公差=0.05mm。根據(jù)精度要求，決定用下列加工方案：一次性加工 孔徑=14.5mm 10mm的通孔。(3) 選擇定位基準(zhǔn)、選擇夾緊點此零件上的孔，以上表面限制三個自由度和右端面限制3個自由度，中間孔通過螺桿起到夾緊的作用。2.1.2確定配置形式及結(jié)構(gòu)方案(1)平衡軸的加工精度平衡軸需要過程完成機器的組合，應(yīng)保證加工精度，根據(jù)制造機方案。平衡軸鉆孔的精度要求較高，鉆井機。為了機ra1.6um孔的表面粗糙度，改善原機的制造精度和工件的定位精度和減少夾緊變形的對策研究。因此，該機通常采用的尾部安裝的齒輪傳動裝置，進給采用液壓系統(tǒng)，平衡軸圖如圖2.1所示圖2.1 平衡軸 (2) 平衡軸的特點此平衡軸的材料是42CrMo、硬度HB170241、孔的直徑為14.5mm。采用多孔同步加工，的剛度是足夠的，少力，振動，和工件變形的影響可以忽略不計的加熱。此零件的加工特點是中心線與定位基準(zhǔn)平面是垂直的，并且定位基準(zhǔn)面是水平的，工件小，孔分布密集，主軸箱體積較大，一次鉆孔，選鉆床。(3) 零件的生產(chǎn)批量零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多工位、在自動線或組合機床設(shè)計的小批量生產(chǎn)的特點。根據(jù)50000件的年生產(chǎn)能力的生產(chǎn)程序設(shè)計的要求，從工件的形狀和輪廓尺寸，以減少處理時間，采用多軸，以減少機床數(shù)量，過程在一臺機器上完成，為了提高利用率。(4)使用條件根據(jù)車間布局，組合機床的使用選擇合適的組合機床工藝連接，技術(shù)能力和自然條件和要求。基于上述特點：結(jié)構(gòu)，平衡軸類零件加工的零件，尺寸精度，表面粗糙度和技術(shù)要求，定位，夾緊方法，過程，和機床的總體布局和技術(shù)性能等的影響因素，最終決定設(shè)計多工位同步鉆床。2.2 確定切削用量及選擇刀具2.2.1確定工序余量14.5mm的孔在鉆孔時，直徑上工序間余量均為0.2mm。2.2.2選擇切削用量同一軸箱上的刀具軸可設(shè)計成同轉(zhuǎn)速和同的每轉(zhuǎn) 進給量（mm/r）與其適應(yīng)。以滿足直徑的加需要，即：2.1式中： =各軸轉(zhuǎn)速（r/min） =各軸進給量（mm/r） =動力滑臺每分鐘進給量（mm/min）由于加工精度，平衡軸鉆孔工件材料，工作條件，技術(shù)要求，按照經(jīng)濟原則選擇滿足加工要求，檢查表法：鉆頭直徑D = 14.5毫米，進給速度，切削V = 18mmin f = 0.2mm/r速度.2.2.3確定切削力、切削扭矩、切削功率經(jīng)查表 切削力，扭矩，切削功率的計算如下：切削力： =262.2 =2614.5=4372N切削扭矩： =102.3 =10 =30463.4Nmm切削功率： =2.4 =30463.418/(97403.1414.5)=0.717kw2.2.4選擇刀具結(jié)構(gòu)由于平衡軸布氏硬度hb170-241，孔徑d高速鋼鉆頭的14.5mm刀具材料（W18Cr4V），為了使工作可靠，加工簡單，的麻花鉆直徑14.5mm選擇標(biāo)準(zhǔn)?？准庸さ毒唛L度應(yīng)確保在工具和導(dǎo)套的末端之間的螺旋槽加工結(jié)束30 50mm范圍，以排出切屑與刀具磨損已調(diào)整了一定量的。2.3 鉆孔組合機床總設(shè)計“三圖一卡”的編制內(nèi)容包含：繪制平衡軸工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率卡。2.3.1 平衡軸工序圖1、平衡軸工序圖的作用及內(nèi)容平衡軸工序圖如2.2所示。圖上要內(nèi)容：（1）平衡軸的形狀，尺寸和機加工零件，精度，表面粗糙度，形狀和位置精度等技術(shù)要求，以及工作程序和技術(shù)要求。（2）定位基準(zhǔn)選擇定位夾緊，夾緊方向的過程。（3）平衡軸的名稱，數(shù)量，材料，硬度和加工件與津貼。2.繪制平衡軸的工序圖（1）為了使平衡軸畫面清晰，必須通過處理這臺機器的內(nèi)容。繪制時，要按一定比例，選擇足夠的視圖和剖面看，優(yōu)秀的處理站點（用粗實線），和零件和機床的輪廓，重行標(biāo)記的夾具設(shè)計。如在參考2.2位置，機械夾緊位置和方向，輔助支持由符號部規(guī)定（細實線）表清楚，所有的程序來確保尺寸，角度等，應(yīng)使用尺寸的數(shù)值表示。 圖2.2平衡軸工序圖（2）和定位基準(zhǔn)加工零件的注射位置大小，為了便于加工和檢驗，有時為選定的定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，應(yīng)處理網(wǎng)站的轉(zhuǎn)換位置精度要求。2.3.2 加工示意圖1、加工示意圖內(nèi)容圖2.3為平衡軸鉆孔的加工示意圖圖2.3加工示意圖在圖上應(yīng)標(biāo)注的內(nèi)容：要在地圖上的標(biāo)記的內(nèi)容：（1）切削加工方法，機床消費，流通和工作行程。（2）工件和夾具之間，刀具和主軸箱端的距離。（3）結(jié)構(gòu)式軸，大小和延伸長度；工具的類型，大小和結(jié)構(gòu)尺寸，連桿，數(shù)量導(dǎo)向裝置；與工具和導(dǎo)向裝置，連接工具，連接桿，軸，刀具應(yīng)根據(jù)加工結(jié)束位置映射。2，繪制加工示意圖在計算圖（1）刀具的選擇刀具的選擇考慮到加工的尺寸精度，表面粗糙度，裁剪和生產(chǎn)力的要求和其他因素。刀具的選擇，正如前面提到的，這是沒有討論。（2）導(dǎo)套的選擇所以正確的選擇式導(dǎo)向裝置，合理確定規(guī)模，精度，是組合機床設(shè)計的重要內(nèi)容，也是解決必須處理內(nèi)容繪制示意圖。1）選型指南根據(jù)刀具導(dǎo)向部分的直徑和V = 18m/min刀具導(dǎo)向線速度，固定式導(dǎo)向選擇。2）根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置導(dǎo)向套參數(shù)表2.1 固定導(dǎo)向裝置標(biāo)準(zhǔn)尺寸表dd1DD1D2ll1l2l3l4L514.514.54030341504014.5121746表2.2 固定裝置配合表導(dǎo)向類別工藝方法DDD1刀具導(dǎo)向部分外徑固定導(dǎo)向鉆孔G7（或F8）H7/g6H7/n6g6固定導(dǎo)向裝置的布置圖見圖2.4圖2.4 固定導(dǎo)向裝置的布置圖（3）初定軸類型、尺寸、外伸長度由于軸材料為40Cr，剪切模量G = 81.0gpa，剛性軸PSI14（0）m，所以B 2.316，根據(jù)軸徑剛性條件計算： dB2.59式中： d=軸直徑（mm）（24.65） T=軸所承受的轉(zhuǎn)矩（Nmm）B=系數(shù)本設(shè)計中軸直徑d=14.5mm,軸外伸長度為：L=115mm，D/為40/28。（4）選擇刀具接桿 由以上可知，各軸延伸的主軸箱是一定值，和刀具長度是一定值，因此，確保機床主軸箱也可以達到加工結(jié)束位置，需要調(diào)節(jié)桿設(shè)置軸和工具之間，它可以在組合機床的調(diào)整連接桿的調(diào)整解決，連接桿如圖2.5所示， 圖2.5 可調(diào)連接桿根據(jù)接桿直徑d選擇刀具接桿參數(shù)如表2.3所示：表2.3 可調(diào)接桿的尺寸dD1(h6)d2d3Ll1l2l3螺母厚度28Tr282莫氏1號12.0613614.5551425012（5）確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸從加工結(jié)束端到端的所有鏈接的大小來確定的表面之間的最小距離，加工示意圖連接尺寸如圖2.3所示。其中一個最重要的連接尺寸工件表面的主軸箱面之間（圖中尺寸321mm），它等于刀具懸伸長度，厚度，眼軸長度延長螺母和連接桿的長度（可調(diào)）和減去加工，孔的深度和切出的價值。（6）工作進給長度的確定 如圖2.6工作進給長度應(yīng)等于工件加工部位長度L與刀具切入長度和切出長度之和。誤差大時取大值，因此取=8mm，切出長度=1/3d+(38)= x14.5+712mm，所以=8+12+12=32mm.（7）快進長度的確定 不考慮實際加工，加工，確保有表面和尖端之間有足夠的空間，也是快速返回行程應(yīng)確保所有工具已經(jīng)撤退到夾套不影響工件的裝卸。在這里，采取快速返回行程120mm，倒帶的長度等于快速引進工作，因此快速長度120-45 = 75mm。2.3.3機床聯(lián)系尺寸圖圖2.7 機床聯(lián)系尺寸圖1、聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容如上圖所示，機床聯(lián)系尺寸圖包括機床布局的大小，電機，功率元件的規(guī)格，大會并與工件的尺寸參數(shù)與電機，和特殊部件之間的零件尺寸。2、選用動力部件選用動力部件要選擇型號、規(guī)格合適的動力滑臺、動力箱。（1）滑臺的選用1）驅(qū)動形式的確定2）確定軸向進給力滑臺所需的進給力=84372=34976N 式中： =各軸加工時所產(chǎn)生的軸向力由于滑臺工作時，除了克服各軸的軸的向力外，還要克服滑臺移動時所產(chǎn)生的摩擦力。因而選擇滑臺的最大進給力應(yīng)大于34.976KN。3）確定進給速度本系統(tǒng)中進給速度=nf=18mm/min。所以選擇1HY32A液壓滑臺，工作進給速度范圍20650mm/min，快速速度10m/min。4）確定滑臺行程即：行程L120+20+80=220mm，取L500mm。綜合上述條件，確定動力滑臺型號1HY32A,以及相配套的滑臺底座（1CC321型）。（2）由下式確定動力箱的選用動力箱要依據(jù)電動機功率來選用，在主軸箱沒有設(shè)計之前，可算 2.68*0.7170.87.1 KW式中：=主軸箱傳動效率，加工黑色金屬時0.80.9；有色金屬時0.70.8，本系統(tǒng)加工42CrMo，取0.8動力箱的電動機功率應(yīng)大于計算功率，結(jié)合轉(zhuǎn)速大小選擇。選用電動機型號為Y132M1-6的1TD32I型動力箱，動力箱輸出軸至箱底面高度為180mm。要技術(shù)參數(shù)如下表：表2.4電機型號及參數(shù)電機傳動型號轉(zhuǎn)速范圍（r/min）電機功率（）配套軸部件型號電機轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速D50 Y160M-69704707.51HY32A,1CC321,1CD3213、配套支承部件的選用立柱底座1CD322。4、確定裝料高度裝卸工件高度安裝表面，從機床的垂直距離的底面，目前的組合機床設(shè)計，裝料高度根據(jù)H = 580 1060mm具體情況，該系統(tǒng)以裝載高度為800mm。5、中間底座輪廓尺寸中間基滿足滑在上面的連接需要的外形尺寸，考慮到連接的柱腳。因此，中間底座采用側(cè)基1cd321。6、確定主軸箱輪廓尺寸機床主軸箱配置630nm的總厚度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的選擇的寬度和高度。計算時，主軸箱的寬度和高度H可確定為：B = 630，H = 400根據(jù)計算值，根據(jù)箱外形尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定軸箱輪廓尺寸BH=630400mm。2.3.4生產(chǎn)率計算卡計算如下：切削時間： T切= L/vf+t停2.7 表2.5 生產(chǎn)率計算卡3 主軸箱的設(shè)計3.1 主軸箱的設(shè)計3.1.1繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖從“三圖一卡”來設(shè)計主軸箱原始依據(jù)圖兩個定位頭架的身影在銷孔中心線為橫坐標(biāo)，工件孔對稱，選擇垂直盒為縱坐標(biāo)，相對位置尺寸的輪廓尺寸和電源箱傳動軸的坐標(biāo)系統(tǒng)。軸部逆時針旋轉(zhuǎn)（面對軸視圖）。過程中的軸的內(nèi)容，以及切削參數(shù)模型的性能參數(shù)和軸的尺寸和功率元件如3.1所示：表3.1 軸外尺寸及切削用量軸號軸外伸尺寸工序內(nèi)容切削用量D/dLN（r/min）V(m/min)f(mm/r)Vf(mm/min)1、2、3、45、67、840/28115鉆14.5415180.1874.7注：1平衡軸編號及名稱：箱體材料：42CrMo JB297-62；硬度: HB170-241，前、后、側(cè)蓋等材料為HT1502動力部件型號：1TD32I動力箱，電動機型號Y160M-6；功率P7.5kw。3.1.2齒輪模數(shù)選擇本組合機床要用于鉆孔，因此采用滾珠軸承軸。齒輪模數(shù)m可按下式估算： m=(3032)=322.452.11式中：m=估算齒輪模數(shù) P=齒輪所傳遞的功率（kw） Z=對嚙合齒中的小齒輪數(shù) N=小齒輪的轉(zhuǎn)速（r/min）為了模數(shù)計算還需要滿足中心距的關(guān)系主軸箱輸入齒輪模數(shù)取m=2.5。取m=2.5齒輪分配可以圓整3.1.3主軸箱的傳動設(shè)計（1）根據(jù)原始依據(jù)圖（圖3.2），畫出驅(qū)動軸、軸坐標(biāo)位置。如下表：表3.2 驅(qū)動軸、軸坐標(biāo)值坐標(biāo)銷O1驅(qū)動軸O軸1軸2軸3軸4X17503737-37-37Y086.5103.514.59.514.59.5103.5（2）確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù)圖3.2 齒輪的最小壁厚2）傳動軸2為軸1，2，3，4都各自在同一同心圓上。主軸箱的齒輪模數(shù)估算 2.14.5輸入齒輪模數(shù)取m=4。用降速傳動。軸齒數(shù)選Z=21，傳動齒輪用z=22齒的齒輪，變位系數(shù)。傳動軸的轉(zhuǎn)速為:2.15傳動軸直徑都選取40，這樣為了減少傳動軸種類和設(shè)計題目需要由于傳動軸轉(zhuǎn)速是，則驅(qū)動軸至傳動軸的傳動比為:2.16所以選擇兩級傳動：一級為1.01.0;二級為1.41.0。驅(qū)動軸直徑=40mm，查手冊手冊得：t=33.3mm,當(dāng)m=3時，驅(qū)動軸上的齒數(shù)為：Zmin2.17去驅(qū)動齒輪齒數(shù)Z=24。通用的齒輪材料均為45鋼，熱處理為齒部高頻淬火G54。本機床齒輪的選用按照下表選用表2.8齒輪種類及參數(shù)齒輪種類寬度（mm）齒 數(shù)模數(shù)（mm）孔徑（mm）驅(qū)動軸齒輪24321750連續(xù)17702、2.5、32、2.5、3、415、20、30、35、4014.5、30、35、40、50傳動軸齒輪44（B型）21-24314.5、30、35、40、50輸出軸齒輪3221-24318、22、28、32、36計算各軸轉(zhuǎn)速使各軸轉(zhuǎn)速的相對轉(zhuǎn)速損失在5%以內(nèi)，由公式：V= 知：n1=n2=n3=n4=18x1000/3.14.5/14.5=415r/min2.183.1.4繪制傳動系統(tǒng)圖傳動系統(tǒng)圖是用以確定的傳動軸將驅(qū)動軸和各軸連接起來，如圖3.3所示圖3.3 鉆孔主軸箱傳動系統(tǒng)圖圖中第排為傳動軸齒輪、驅(qū)動軸齒輪。3.2 傳動軸的直徑估算除了滿足強度要求的傳動軸，也應(yīng)滿足剛度要求的強度要求，以確保在重復(fù)載荷和扭轉(zhuǎn)載荷下的疲勞失效的無軸。高精度機床傳動系統(tǒng)，大變形是不允許的。因此，在一般的疲勞強度是不矛盾的，除了負荷大，不能在軸的強度校核。剛度要求，保證軸的載荷作用下不發(fā)生大變形。因此，必須保證傳動軸具有足夠的剛度。3.2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速 計算轉(zhuǎn)速是傳動件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動件的計算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上確定。3.2.2傳動軸直徑的估算：確定各軸最小直徑當(dāng)軸上有鍵槽時，d值應(yīng)相應(yīng)增大45%;當(dāng)軸為花鍵軸時，可將估算的d值減小7%為花鍵軸的小徑;空心軸時，d需乘以計算系數(shù)b，b值見【5】表7-12。和為由鍵槽并且軸為空心軸，和為花鍵軸。根據(jù)以上原則各軸的直徑取值：，和在后文給定，軸采用光軸，軸和軸因為要安裝滑移齒輪所以都采用花鍵軸。查【15】表5-3-30的矩形花鍵的基本尺寸系列，軸花鍵軸的規(guī)格；軸花鍵軸的規(guī)格。3.2.3 鍵的選擇查【4】表6-1選擇軸上的鍵，根據(jù)軸的直徑，鍵的尺寸選擇，鍵的長度L取22。軸處鍵的選擇同上，鍵的尺寸為，鍵的長度L取100。3.3 傳動軸的校核驗算傾角時，若支撐類型相同則只需驗算支反力最大支撐處傾角；當(dāng)此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時，則齒輪處傾角不必驗算。驗算撓度時，要求驗算受力最大的齒輪處，但通?？沈炈銈鲃虞S中點處撓誤差%3。3.3.1 傳動軸、鍵的校核軸的校核：選擇中間齒輪嚙合來進行校核最大撓度：查【1】表3-12許用撓度； 。軸、軸的校核同上。3.3.2 鍵的校核鍵和軸的材料是45，由【4】表6-2查的許用擠壓應(yīng)力中間值，。鍵的工作長度，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度。由【4】式（6-1）可得可見連接的擠壓強度足夠了，鍵的標(biāo)記為：3.4 各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核3.4.1 齒輪模數(shù)的確定計算最小齒數(shù)齒輪的模數(shù)，齒輪選用直齒圓柱齒輪及斜齒輪傳動，查選用7級精度，由同表10-1選擇小齒輪材料為40C(調(diào)質(zhì))，硬度=280HBS：根據(jù)【5】表7-17公式：齒面接觸疲勞強度：齒輪彎曲疲勞強度：、a變速組：分別計算各齒輪模數(shù)，先計算最小齒數(shù)28的齒輪。齒面接觸疲勞強度：其中: -公比= 2；P-= 0.967.5=7.2KW；-齒寬系數(shù)=；-齒輪許允接觸應(yīng)力，由【5】圖7-6按MQ線查取;-計算齒輪計算轉(zhuǎn)速;K-載荷系數(shù)取1.2。=650MPa， 根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為2.5mm 。齒輪彎曲疲勞強度：其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.967.5=7.2KW；-齒寬系數(shù)=；-齒輪許允齒根應(yīng)力，由【5】圖查??；-計算齒輪計算轉(zhuǎn)速; K-載荷系數(shù)取1.2。，根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為2.5mm 。所以于是變速組a的齒輪模數(shù)取m = 2.5mm，b =24mm。、b變速組：確定另兩聯(lián)齒輪的模數(shù)，先算最小齒數(shù)18的齒輪。齒面接觸疲勞強度：其中: =4； P = 0.9227.5=6.915KW； =； -齒輪許允接觸應(yīng)力，由【5】圖7-6按MQ線查取; -計算齒輪計算轉(zhuǎn)速;K-載荷系數(shù)取1.2。=650MPa，因值改變不多，所以參數(shù)，等值不必修正。、標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù)：查以下公式（齒頂圓直徑） ； （齒根圓直徑）；（分度圓直徑） ；（齒頂高） ；（齒根高） ； 3.4.3 齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計通過齒輪傳動強度的計算，只能確定出齒輪的要尺寸，如齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、螺旋角、分度圓直徑等，而齒圈、輪輻、輪轂等的結(jié)構(gòu)形式及尺寸大小，通常都由結(jié)構(gòu)設(shè)計而定。根據(jù)【4】圖10-39（a）齒輪10、12和13結(jié)構(gòu)尺寸計算如下：齒輪8結(jié)構(gòu)尺寸計算， ；3.5 軸承的選用與校核3.5.1 各軸軸承的選用3.5.2 各軸軸承的校核、軸軸承的校核軸選用的是深溝球軸承6206，根據(jù)設(shè)計要求，應(yīng)該對軸未端的滾子軸承進行校核。齒輪的直徑 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 齒輪受力 根據(jù)受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為:在水平面：在水平面： 載荷系數(shù)，取，則有： 軸承的壽命計算:所以按軸承的受力大小計算壽命 故該軸承6206能滿足要求。、其他軸的軸承校核同上，均符合要求。3.6 軸組件設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足使用要求和結(jié)構(gòu)，并能保證軸組件具有更好的性能。軸的結(jié)構(gòu)影響因素更為復(fù)雜，很難準(zhǔn)確地確定計算方法。通常，按照要求和結(jié)構(gòu)要求，同一類型的規(guī)格機筒的類比分析，初步選定的大小，然后通過結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后，進行必要的檢查或測試，如不能滿足要求，調(diào)整大小，直到滿意為直。結(jié)構(gòu)尺寸的軸。雖然很多，但起決定作用的尺寸：直徑，直徑D，和支持跨距L。結(jié) 論本項目研制的鉆孔組合機床，用于加工的14軸孔的平衡。在開發(fā)過程中，針對加工過程中的難點是關(guān)鍵。在設(shè)計的鉆井采取了一系列措施，以保證加工精度的孔加工。完成以下工作：過程14孔，1的平衡軸進行了分析，在8孔加工技術(shù)提出的要求。2，刀具的參數(shù)的適當(dāng)選擇，結(jié)構(gòu)參數(shù)和液壓傳動動力頭。3，液壓驅(qū)動動力頭、主軸箱進給工件，兩站的運動。液壓滑臺進給周期。分析表明，它可以滿足工藝要求。4，對穩(wěn)定可靠，鉆模板主軸箱的設(shè)計，從而保證孔的位置精度。5，根據(jù)一般的，經(jīng)濟的原則，切削工具的選擇，以滿足生產(chǎn)工藝的要求。鉆孔組合機床的設(shè)計，保證孔的加工質(zhì)量，提高工作效率3倍以上，加工成本大大降低。這項工作還存在許多值得完善的地方，例如：夾緊定位，由人工完成，效率低；自動化程度有待提高等問題。這些問題，通過改進設(shè)計，改進技術(shù)，不斷的實踐，總結(jié)，肯定會有提高。致 謝本畢業(yè)設(shè)計是在老師的指導(dǎo)下完成的。老師讓我受益不淺，他淵博的知識，嚴謹?shù)娘L(fēng)格，高度的責(zé)任感。在做設(shè)計的過程中也遇到了很多問題，老師給了我很多的關(guān)心和幫助，并總是問指導(dǎo)我們的設(shè)計過程。畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)知識的綜合運用，相關(guān)的專業(yè)知識，是知識在實踐中的應(yīng)用。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我的專業(yè)知識是在原有的基礎(chǔ)上鞏固和提高，也不能沒有老師和同學(xué)的幫助。分析設(shè)計是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析過程中，的老師給了我很大的鼓勵，在設(shè)計和分析使我感到更多的設(shè)計思路，提高我們的學(xué)習(xí)能力，和我們討論的問題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細心。課程設(shè)計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但教師思想教育比平常更多，認為他們的社會責(zé)任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負責(zé)，一絲不茍。因為畢業(yè)的時候，很多人應(yīng)該知道的地方都沒有時間去仔細地去追求，但是我相信，方向是最重要的，因為方向，將用最少的精力去做事情，這工作，我的人生。因為在實際生產(chǎn)生活，工作是千差萬別的，只有找到自己最喜歡的，最有前途的工作，有更多的熱心人士，但也是最有可能在自己的崗位上做出一定的貢獻。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細心。設(shè)計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但教師思想教育比平常更多，病人，認為他們的社會責(zé)任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負責(zé)，一絲不茍。說實話，畢業(yè)設(shè)計真是有點累了。然而，其設(shè)計結(jié)果，畢業(yè)設(shè)計仔細回味的旅程，一個罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡。頓消。雖然這是我剛學(xué)的第一個走，一點在我的生命中的成功，但它讓我覺得更成熟了。參考文獻1 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