萬向節(jié)滑動(dòng)叉Φ39孔端面銑削組合機(jī)床設(shè)計(jì)【4張CAD圖紙+畢業(yè)論文+任務(wù)書】,4張CAD圖紙+畢業(yè)論文+任務(wù)書,萬向節(jié),滑動(dòng),39,端面,銑削,組合,機(jī)床,設(shè)計(jì),CAD,圖紙,畢業(yè)論文,任務(wù)書 目 錄 1 前言………………………………………………………………………………1 2 總體方案論證……………………………………………………………………3 2．1工藝方案設(shè)計(jì)……………………………………………………………………3 2．2加工設(shè)備方案選擇………………………………………………………………3 2．3確定機(jī)床的總體布局……………………………………………………………4 3 切削用量的選擇和計(jì)算…………………………………………………………5 3．1切削刀具選擇……………………………………………………………………5 3．2切削用量的選擇…………………………………………………………………5 3．3確定切削力，切削轉(zhuǎn)矩，切削功率……………………………………………6 4 組合機(jī)床通用設(shè)備的選擇………………………………………………………7 4．1進(jìn)給動(dòng)力部件選擇………………………………………………………………7 4．2主運(yùn)動(dòng)動(dòng)力部件選擇……………………………………………………………8 4．3通用主軸部件選擇…………………………………………………………… 8 5 組合機(jī)床總體………………………………………………………………… 10 5．1被加工零件工序圖…………………………………………………………… 10 5．2加工示意圖…………………………………………………………………… 11 5．3機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖…………………………………………………………… 12 5．4機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡…………………………………………………………… 13 6 主軸箱設(shè)計(jì)……………………………………………………………………… 15 6.1主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)………………………………………………………15 6.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的確定…………………………………………………16 6.2.1 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比分配………………………………………………………18 6.2.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和設(shè)計(jì)參數(shù)…………………………………………19 6.2.3齒輪模數(shù)的估算及其叫校核………………………………………………22 6.2.4 軸各參數(shù)估算及強(qiáng)度校核……………………………………………… 23 6.3主軸箱的坐標(biāo)計(jì)算……………………………………………………………25 7 結(jié)論…………………………………………………………………………… 27 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………… 29 致謝…………………………………………………………………………………30 附錄………………………………………………………………………………… 33 兩側(cè)面組合銑床及主軸箱設(shè)計(jì) 摘要: 本課題設(shè)計(jì)一臺粗銑柴油機(jī)氣缸體兩側(cè)面的組合銑床,主要完成組合銑床的總體設(shè)計(jì)及其主軸箱的設(shè)計(jì)。 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度及生產(chǎn)率等要求，確定該機(jī)床為單工位臥式組合機(jī)床；考慮工件尺寸精度，表面粗糙度，切屑的排除及生產(chǎn)率等因素，選用硬質(zhì)合金不重磨式面銑刀；根據(jù)工件的尺寸、特點(diǎn)及其材料選擇切削用量；然后,再經(jīng)過切削用量來確定組合機(jī)床的通用部件；最后進(jìn)行組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)之中，盡量選用通用件，減少了制造成本，增加了經(jīng)濟(jì)效益。通過本次設(shè)計(jì)可以達(dá)到效果是：所設(shè)計(jì)的組合銑床和夾具能滿足其工作狀態(tài)的質(zhì)量要求,使用時(shí)安全可靠,易于維修。 關(guān)鍵詞：組合銑床；萬向節(jié)滑動(dòng)叉；銑刀；夾具 Two sides modular milling machine and jig design Abstract: This topic designs a thick mill diesel engine to be mad the cylinder body two sides the combination milling machines, Mainly completes the design work of machine tool overall and the jig design. According to the request of construction features, processing spot, size precision, surface roughness and productivity that diesel engine air cylinder, sets the machine tool for single location horizontal type modular machine tool. 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,it’s safe, and easy to service. Key word: the modular milling machine; air cylinder; milling cutter; jig 1 前言 組合機(jī)床是根據(jù)工件加工要求，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，有以下兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對象的具體情況進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。其二，隨著組合機(jī)床在我國機(jī)械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結(jié)自己生產(chǎn)和使用組合機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)組合機(jī)床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計(jì)成通用部件，而且一些行業(yè)的在完成一定工藝范圍的組合機(jī)床是極其相似的，有可能設(shè)計(jì)為通用機(jī)床，這種機(jī)床稱為“專能組合機(jī)床”。這種組合機(jī)床就不需要每次按具體加工對象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而是可以設(shè)計(jì)成通用品種，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡單的夾具及刀具，即可組成加工一定對象的高效率設(shè)備。 組合機(jī)床是一種專用高效自動(dòng)化技術(shù)裝備，目前，由于它仍是大批量機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效，高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備，因而被廣泛應(yīng)用于汽車，拖拉機(jī)，內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。其中，特別是汽車工業(yè)，是組合機(jī)床和自動(dòng)線最大的用戶。如德國打眾汽車廠在Salzgitter的發(fā)動(dòng)機(jī)工廠，90年代初所采用的金屬切削機(jī)床主要是自動(dòng)線(60%)，組合機(jī)床(20%)，加工中心(20%)。顯然，在大批量生產(chǎn)的機(jī)械工業(yè)部門，大量采用的設(shè)備是組合機(jī)床和自動(dòng)線。因此，組合機(jī)床的應(yīng)用在很大程度上決定了這些部門的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，也很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。特別是近20年來，隨著組合機(jī)床的發(fā)展，作為組合機(jī)床主要用戶的汽車和內(nèi)燃機(jī)等行業(yè)也有很大的變化，起產(chǎn)品市場壽命不斷縮短，品種日益增多且質(zhì)量不斷提高。這些因素同時(shí)也有力地推動(dòng)和激勵(lì)了組合機(jī)床的不斷發(fā)展。組合機(jī)床的發(fā)展主要有以下2點(diǎn):(1) 組合機(jī)床品種的發(fā)展；(2) 組合機(jī)床柔性化的發(fā)展。 隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。據(jù)國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計(jì)表明，目前中，小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，面夾具的實(shí)際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床（NC），加工中心（MC），成組技術(shù)（GT），柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了如下新的要求： a.能迅速面方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。 b.能裝夾一組具有相似性特征的工件。 c.適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。 d.適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。 e.采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 f.提高機(jī)床夾的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： a.精密化 b.高效化 c.柔性化 d.標(biāo)準(zhǔn)化 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是萬向節(jié)滑動(dòng)叉φ39孔兩端面粗銑組合機(jī)床總體及主軸箱設(shè)計(jì)。根據(jù)萬向節(jié)滑動(dòng)叉兩側(cè)面的位置、加工精度等主要的設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)出技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理和工作上可靠的雙面粗銑的組合機(jī)床。本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床夾具主要對萬向節(jié)滑動(dòng)叉φ39孔兩端面的粗銑。 本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床能同時(shí)粗銑萬向節(jié)滑動(dòng)叉φ39孔兩端面，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，從而降低了零件的加工成本。 2 總體方案論證 設(shè)計(jì)的機(jī)床要滿足加工要求、保證加工精度；盡可能選用通用件、以降低成本。因此根據(jù)上述要求和柴油機(jī)氣缸體的加工特點(diǎn)來確定設(shè)計(jì)方案。 2.1 工藝方案設(shè)計(jì) 工藝方案的擬訂是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)要注重工件及其加工的工藝分析，只有制定出先進(jìn)合理的工藝方案,才能設(shè)計(jì)出先進(jìn)合理的組合機(jī)床。根據(jù)指定的加工要求,提出若干個(gè)工藝方案,擇其佳者。工藝方案確定了,組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)、性能、運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)、布局等一系列問題也就解決了。所以，工藝方案設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。而且工藝方案在很大程度上決定了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，必須認(rèn)真分析被加工零件圖紙,深入了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求及生產(chǎn)率要求等一些因素。 擬定組合機(jī)床工藝方案的一般步驟如下: a.分析,研究加工要求和現(xiàn)場工藝，在制訂組合機(jī)床工藝方案時(shí)，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位及其精度、表面粗糙度、技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)；其次深入現(xiàn)場調(diào)查分析零件的加工工藝方法、定位夾緊方式、所采用的設(shè)備、刀具及切用量、生產(chǎn)率情況等。 b.定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇組合機(jī)床一般為工序集中的多刀加工,不但切削負(fù)荷大，而且工件受力方面變化。因此，正確選擇定位基準(zhǔn)和夾壓部位是保證加工精度的重要條件。 本道工序主要是加工毛坯,因此,還要對毛坯基準(zhǔn)選擇考慮有關(guān)工序加工余量的均勻性。定位夾壓部位的選擇應(yīng)在有足夠的夾緊力下工件產(chǎn)生的變形最小，并且夾具易于設(shè)置導(dǎo)向和能過刀具。 本道工序:萬向節(jié)滑動(dòng)叉φ39孔兩端面。 2.2 加工設(shè)備方案選擇 在機(jī)械制造業(yè)中，金屬切削機(jī)床占機(jī)械設(shè)備總臺數(shù)的50%～70%，它負(fù)擔(dān)的工作量約占一半左右，其中有30%～50%的工作量是由組合機(jī)床來完成的，同時(shí)，機(jī)械加工方法是機(jī)電產(chǎn)品及零部件生產(chǎn)的主要方法，且機(jī)械加工質(zhì)量又是提高整個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，組合機(jī)床的開發(fā)、設(shè)計(jì)，是機(jī)械制造行業(yè)一項(xiàng)非常重要的工作。組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床，具有如下特點(diǎn)： a.生產(chǎn)率高； b.加工精度穩(wěn)定； c.研制周期快，便于設(shè)計(jì)、制造和使用、維護(hù)； d.自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低； e.配置靈活，可按工件或工序要求靈活組成機(jī)床自動(dòng)線，易于改裝，產(chǎn)品或工藝變化時(shí)，通用部件還可以重復(fù)利用； f.使用穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)床費(fèi)用低。 由于被加工零件已定型，生產(chǎn)批量較大，加工要求較高，所以必須采用組合機(jī)床來進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)，又是針對雙面加工。因此，采用組合機(jī)床來進(jìn)行加工是較適宜、理想的生產(chǎn)方案。 2.3 確定機(jī)床總體布局 根據(jù)上述確定的加工工藝方案，按照工序集中程度和生產(chǎn)批量大小，機(jī)床總體布局主要有如下配制型式： a.多工位組合機(jī)床 多工位組合機(jī)床：主要用于中、小零件加工。生產(chǎn)占地面積大，但生產(chǎn)率高。這種方式若配合工作臺的移動(dòng)和精確定位，可以組成組合機(jī)床自動(dòng)線，則自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率均很高。 b.單工位組合機(jī)床 各種型式的單工位組合機(jī)床，通常可安裝一個(gè)工件，特別適宜于大、中型箱體類零件的加工。根據(jù)配置動(dòng)力部件的型式和數(shù)量，這類機(jī)床可分為單面、多面及復(fù)合式。這種方式組成靈活，結(jié)構(gòu)簡單，由于單工位加工，其機(jī)動(dòng)時(shí)間與輔助時(shí)間不能重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低。 根據(jù)以上所述, 柴油機(jī)氣缸體的結(jié)構(gòu)是比較規(guī)則的長方體，從裝夾的角度來看，臥式平放比較方便，采用臥式組合機(jī)床加平面，有利于排屑，也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。且柴油機(jī)氣缸體屬于中型加工零件，在本次設(shè)計(jì)中，銑平面工序是主要工序內(nèi)容。因此為了保證銑平面的加工精度和結(jié)合被加工零件加工特點(diǎn)，臥式單工位組合機(jī)床是較好的選擇。 臥式單工位組合機(jī)床又可分為臥式單面組合機(jī)床，臥式多面組合機(jī)床等。若采用臥式單面組合機(jī)床，加工兩端面需經(jīng)過兩次裝夾，增加輔助時(shí)間，成本高，生產(chǎn)效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。因此，采用臥式雙面組合機(jī)床是合理的選擇。其特點(diǎn)：工件安裝在夾具里，工件和夾具裝在銑削工作臺上，刀具相對固定，銑削工作臺實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。生產(chǎn)占地面積小，加工精度高。 3 切削用量的選擇和計(jì)算 3.1 切削刀具的選擇 在生產(chǎn)線上,由于銑削平面的走刀長度一般比孔加工的走刀長度長的多,因此,銑削工序通常是限制性工序。為了提高切削用量應(yīng)采用硬質(zhì)合金不重磨式面銑刀。 由參考文獻(xiàn)[4]，粗齒﹑中齒﹑細(xì)齒面銑刀刀片材料為YG6(銑鑄鐵)及YT14(銑鋼)，密齒面銑刀刀片材料為YG6，銑鋁合金面銑刀刀片材料為YT14。 由于本件的材料是鑄鐵，因此選用刀片材料為YG6，又因?yàn)楸镜拦ば蚴谴帚?粗糙度要求不高,選中齒銑刀。 齒數(shù)選擇由參考文獻(xiàn)[4]表2-8，得中齒銑刀的齒數(shù)為34。 所以，設(shè)計(jì)的組合銑床選擇的刀具為：硬質(zhì)合金不重磨式中齒面銑刀，材料為YG6，齒數(shù)為34。 3.2 切削用量的選擇 在組合機(jī)床工藝方案確定過程中，工藝方法和切削用量選擇是否合理，對組合機(jī)床的加工精度，生產(chǎn)率，刀具耐用度，機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式及工作可靠性均有較大的影響。 A.組合機(jī)床切削用量的選擇特點(diǎn): a.在大多情況下，組合機(jī)床為多軸、多刀、多面同時(shí)切削，因此，切削用量比一般萬能機(jī)床單刀加工低30%左右。 b.組合機(jī)床通常用動(dòng)力滑臺來帶動(dòng)刀具進(jìn)給，由于多軸箱上同時(shí)工作的刀具種類不同且直徑大小不同，其切削用量也各有特點(diǎn)。因此，一般先按各刀具選擇較合理的切削速度v(m/min) 和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f(mm/r),再根據(jù)其中工作時(shí)間最長，負(fù)荷最重，刃磨較困難的刀具來確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，通常用試湊法來滿足每分鐘進(jìn)給量相同的要求。參照[1] 即 c.在選擇切削用量時(shí)要注意既要保證生產(chǎn)批量要求，又要保證刀具一定的耐用度。 d.選擇切削用量時(shí)，還須考慮可選動(dòng)力滑臺的性能。 B.組合機(jī)床切削用量選擇方法 從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求等進(jìn)行分析，按照經(jīng)濟(jì)地滿足加工要求的原則，合理的選擇切削用量。本次設(shè)計(jì)中，采用查表法選擇加工柴油機(jī)氣缸體孔的切削用量。 由參考文獻(xiàn)[1]表6-18,查得， 每齒進(jìn)給量fz=0.2mm/z 切削速度vc=75m/min n===47r/min （3-1） 進(jìn)給速度vf=fn=fzzn （3-2） =0.2×34×47=320mm/min 3.3 確定切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率 根據(jù)選擇的切削用量，確定切削力，作為選擇動(dòng)力部件（滑臺）及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其他傳動(dòng)件的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動(dòng)電機(jī)功率。 切削功率選擇: 由vc=75m/min，工件材料:鑄鐵HBS250，ap=4mm，fz=0.2mm/z，vf=320mm/min，由參考文獻(xiàn)[4]表3.24，得pc=15.9KW 電動(dòng)機(jī)選擇： 由pc=15.9KW，由參考文獻(xiàn)[9]表20-3得，電動(dòng)機(jī)型號：Y180L-6同步轉(zhuǎn)速：1000r/min，滿載轉(zhuǎn)速：975r/min，P電機(jī)=18.5KW 銑削切削力的計(jì)算 由參考文獻(xiàn)[10]表1-2-9, P=490×t1.0×Sz0.74×D-1.0×B0.90×z （3-3） 式中 P-銑削力(N)； t-銑削削深度(mm)； Sz-每齒進(jìn)給量(mm/z)； D-銑刀直徑(mm)； B-銑削寬度(mm)； z-銑刀的齒數(shù)。 由前面計(jì)算的切削用量得， t=4mm； Sz=0.2mm/z； D=512mm； B=425mm； z=34。 將上述數(shù)值代入式（3-3）得 P=490× t1.0×Sz0.74×D-1.0×B0.90×z =490× 41.0×0.20.74×512-1.0×4250.90×34 =9398.1(N) 4 組合機(jī)床通用部件的選擇 通用部件是按標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化原則設(shè)計(jì)制造的組合機(jī)床基礎(chǔ)部件。我國通用部件不僅具有完整的國家標(biāo)準(zhǔn)，并已貫徹了國際標(biāo)準(zhǔn)，許多標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)等效。 通用部件按其尺寸大小，可分為大型和小型通用部件；按驅(qū)動(dòng)和控制方式的不同，可分為機(jī)械驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、風(fēng)動(dòng)或數(shù)控通用部件；按單機(jī)和自動(dòng)線的不同，可分為組合機(jī)床和組合機(jī)床自動(dòng)線通用部件；按其功能不同，可分為動(dòng)力部件、支承部件、控制部件、輔助部件。 4．1 進(jìn)給動(dòng)力部件選擇 進(jìn)給動(dòng)力部件主要為刀具或工件提供進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。最新動(dòng)力部件共有液壓滑臺、機(jī)械滑臺、數(shù)控滑臺、長臺面液壓滑臺、十字滑臺、銑削工作臺、回轉(zhuǎn)盤等九個(gè)品種。 對于組合銑床來說，進(jìn)給動(dòng)力部件主要是銑削工作臺，其上通常安裝夾具或工件。銑削工作臺與1TX系列銑削頭，1XS系列床身組成銑削組合機(jī)床，可用于大走刀強(qiáng)力銑削和高效高精度銑削。 由于待加工的工件的外形尺寸，由參考文獻(xiàn)[2]表7.9選取1XG63Ⅰ型銑削工作臺，銑削工作臺的聯(lián)系尺寸如下表4-1: 表4-1 銑削工作臺聯(lián)系尺寸 型號 B A（臺長） C（行程） L L1 B1 L2 1XG63Ⅰ型 630 1600 1600 3180 584 808 888 由表7.8查得，1XG63Ⅰ型銑削工作臺與傳動(dòng)裝置配套及其性能如下表： 表4-2 1XG63Ⅰ型銑削工作臺與傳動(dòng)裝置配套及其性能 型號 傳動(dòng)裝置 快進(jìn)功率(kW) 快進(jìn)速度(m/min) 工進(jìn)功率(kW) 工進(jìn)速度(mm/min) 許用切削功率(kW) 1XG63 F41 4 9.2 3 200-2500 37 1XG銑削工作臺還具有以下特點(diǎn)： a.剛性好 導(dǎo)軌與底座鑄成一體，底座采用封閉式的箱體結(jié)構(gòu)，采用“米”字形斜肋等，大大提高其結(jié)構(gòu)剛性。 采用一個(gè)V形導(dǎo)軌和一個(gè)平導(dǎo)軌導(dǎo)向，通常銑削力壓向?qū)к壝?。這種導(dǎo)軌可以提高導(dǎo)向精度和導(dǎo)向剛度，從而保證機(jī)床加工精度，提高機(jī)床的切削抗振性。例如1XG63銑削工作臺，大走刀強(qiáng)力銑削功率達(dá)到40KW，仍能保證切削平穩(wěn)。 b.精度高 由于結(jié)構(gòu)剛性好，可以使導(dǎo)軌達(dá)到較高的加工精度，并且工作臺臺面較長，以是V形導(dǎo)軌導(dǎo)向，從而保證機(jī)床的加工粗度，接近平面磨床的水平。 c.生產(chǎn)率高 從性能表可以看出，最大進(jìn)給速度為2500mm/min。實(shí)踐證明：當(dāng)進(jìn)給速度為2080mm/min時(shí)，進(jìn)行大走刀強(qiáng)力銑削和高效高精度銑削，切削性能良好。 傳動(dòng)效率高 采用雙螺母可調(diào)隙的滾珠絲杠，傳動(dòng)效率比滑動(dòng)絲杠高一倍，節(jié)能效果顯著。另外由于間隙可調(diào)，可保證切削平穩(wěn)。 4．2 主運(yùn)動(dòng)動(dòng)力部件選擇 主運(yùn)動(dòng)部件用來實(shí)現(xiàn)組合機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)—切削運(yùn)動(dòng)。它安在滑臺或其他進(jìn)給部件的結(jié)合面上，通常主軸部件（或多軸箱專用部件）和主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置組成的。 4.2.1 主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置 主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置主要有兩大類：一類是與通用主軸部件配套使用的主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置；另一類是與多軸箱(專用部件)相配的動(dòng)力箱。 由于1NG系列主運(yùn)動(dòng)裝置具有通用化程度高,選配靈活,便于生產(chǎn)管理等優(yōu)點(diǎn).因此本組合機(jī)床采用的是：1NG系列主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置。它的聯(lián)系尺寸符合JB3557-83標(biāo)準(zhǔn)。 1NG系列主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置主要有1Nga、1NGb、1NGc、1NGd等四種,特點(diǎn)與用途如下： a．1Nga型帶傳動(dòng)裝置 它采用聚氨脂同步齒形帶傳動(dòng)及交換帶輪方式變速，具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、傳動(dòng)準(zhǔn)確及傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。適用于轉(zhuǎn)速要求高的場合，如與鏜銷頭配套,適宜對各種工件的半精鏜和精鏜。 b．1NGb型頂置式齒輪傳動(dòng)裝置 它適用于中，低速加工場合，如臥式配置時(shí)的粗、精鏜孔。一般適用于臥式配置。 c．1NGc型尾置式齒輪傳動(dòng)裝置 它適用于中、低速加工，不經(jīng)常變速的場合，一般配置成立式機(jī)床。 d．1NGd型手柄變速傳動(dòng)裝置 它采用手柄操縱滑移齒輪變速，適用于經(jīng)常變速場合，一般組成臥式配置的給合機(jī)床，加工小批量生產(chǎn)，多品種零件，如粗、精鏜孔。 由于本組合銑床采用臥式配置形式，因此選用第二種類型—1NGb型頂置式齒輪傳動(dòng)裝置。 1NGb型頂置式齒輪傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)大體為:通用主軸部件的主軸尾部伸入到傳動(dòng)裝置的空心軸V內(nèi)，以花鍵連接。傳動(dòng)裝置以軸V左端法蘭的外圓與主軸部件殼體尾端的內(nèi)止口配合定位，用四個(gè)螺釘緊固.旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)軸1經(jīng)聯(lián)軸器，軸2、3、4、5及其上的齒輪傳動(dòng)主軸。根據(jù)2、3軸間的齒輪傳動(dòng)比的不同配置，1NGb型傳動(dòng)裝置分為A(低速級)和B型(高速級)，每組又可通過3、4軸間齒輪的不同，得到8級轉(zhuǎn)速。潤滑泵由軸2通過一對齒輪傳動(dòng)，對傳動(dòng)裝置中的傳動(dòng)件及軸承進(jìn)行潤滑。 4.3 通用主軸部件選擇 主軸部件又稱單軸頭或工藝切削頭，其端部安裝刀，尾部連接傳動(dòng)裝置就可進(jìn)行切削，如進(jìn)行銑削，鏜削，鉆削及攻螺紋等加工工序。每種主軸部件均采用剛性主軸結(jié)構(gòu)。在加工時(shí)，刀桿（或刀具）一般不需要導(dǎo)向裝置，加工精度主要由主軸部件本身以及滑臺（或工作臺）的精度來保證。 主軸部件與相應(yīng)規(guī)格的主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置（跨系列）配套使用。主軸部件配上傳動(dòng)裝置安裝在動(dòng)力滑臺上，可以組成立式或臥式組合機(jī)床。這類機(jī)床不設(shè)導(dǎo)向裝置，夾具結(jié)構(gòu)較簡單，機(jī)床配置靈活。 主軸部件種類較多，對于組合銑床來說，主要采用1TX系列銑削頭。1TX系列銑削頭與1XG系列銑削工作臺等進(jìn)給動(dòng)力部件配套，可組成各種類型的銑削組合機(jī)床。 由切削功率pc=15.9KW，由參考文獻(xiàn)[1]表5-13，選型號1TX50。 1TX50銑削頭主軸端部尺寸如下表： 表4-4 1TX50銑削頭主軸端部尺寸 型號 d(h5) d1 d2 d3 d4 D±0.3 b(h5) l1 l2 1TX50 φ221.44 φ107.95 M24 M30 M20 φ117.8 25.4 119 45 1TX50銑削頭主要性能及參數(shù)如下表： 表4-5 1TX50銑削頭主要性能及參數(shù) 型號 b1 L1 d L2 b2 d1 h 功率(kw) 1TX50 500 800 φ221.44 200 450 M16 250 15;18.5;22 由于所設(shè)計(jì)的組合銑床選用頂置式齒輪傳動(dòng),所以銑削頭聯(lián)系尺寸如下表： 表4-6 銑削頭聯(lián)系尺寸 型號 B B1 B2 L L1 L2 L3 L4 L5 H H1 H2 H3 1TX50 500 450 470 800 200 275 126 665 94 250 468 911 500 5 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì),通常是根據(jù)與用戶簽訂的合同和技術(shù)協(xié)議書，針對具體加工零件，擬訂工藝和結(jié)構(gòu)方案，并進(jìn)行方案圖樣和有關(guān)技術(shù)文件設(shè)計(jì)。并且在選取定加工方法和機(jī)床總體布局結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上繪制組合機(jī)床“三圖一卡”。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和進(jìn)行機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算。 繪制給合機(jī)床三圖一卡，就是針對具體零件，在先定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行總體方案圖樣文件設(shè)計(jì).其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖﹑加工示意圖﹑機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)效率計(jì)算卡等。 5.1 被加工零件工序圖 本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床主要對柴油機(jī)氣缸體兩端面的粗銑。在實(shí)踐中，在大多數(shù)情況下，工件的一個(gè)平面，在夾具中不是支承在三個(gè)點(diǎn)上，而是支承在四個(gè)或者更多一些的支承點(diǎn)上，有時(shí)放在兩條長的支承板上，這樣可以提高“機(jī)床-夾具-刀具-工件”系統(tǒng)的剛性，避免夾壓力和切削力超出支承點(diǎn)，引起工件的彈性變形，這種變形不僅影響加工精度，還會引起振動(dòng),嚴(yán)重時(shí)造成刀具的折斷。 A.由于本次的加工的工序是要加工好柴萬向節(jié)滑動(dòng)叉底面的情況下進(jìn)行的，因此被加工零件的頂,底面是較光滑的，因此采用萬向節(jié)滑動(dòng)叉的下底面作為定位基準(zhǔn)。 a.被加工零件圖是在用戶提供的產(chǎn)品圖樣的基礎(chǔ)上，選定的工藝方案，定本機(jī)床的加工內(nèi)容，加上必要的說明而繪制的，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造﹑使用﹑檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。它的要求如下： b.被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)開頭及尺寸。 c.加工用定位基準(zhǔn)﹑夾壓部位及夾壓方向，以便依次進(jìn)行夾具定位支承﹑夾緊﹑導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)。 d.本道工序加工部位的尺寸﹑精度﹑表面粗糙度﹑形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊蟆? e.要有必要的文字說明。 本組合機(jī)床以柴油機(jī)氣缸體為加工對象進(jìn)行設(shè)計(jì)，對工序圖簡要說明及與本機(jī)床B.設(shè)計(jì)有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)如下： a.定位方法： b.零件材料：HT250； c.硬度：187—255HBS； d.方框內(nèi)尺寸及相應(yīng)粗糙度為本機(jī)床所保證，其余尺寸及相應(yīng)光潔度為前序保證； e.單邊加工余量：4mm。 本工件的被加工零件工序圖如下： 圖5-1 被加工零件工序圖 5.2 加工示意圖 零件的加工方案要通過加工示意圖反映出來，加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程﹑工件﹑夾具﹑刀具等機(jī)床各部件間的相對位置關(guān)系。因此，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖樣之一。在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位。其主要內(nèi)容為： a.反映機(jī)床的加工方法,切削用量及工作循環(huán)。 b.決定刀具類型﹑數(shù)量﹑結(jié)構(gòu)﹑尺寸。 c.決定主軸的結(jié)構(gòu)類型，規(guī)格尺寸及外伸長度。 d.選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)專用的接桿，浮動(dòng)卡頭，導(dǎo)向裝置，刀桿托架等。 e.標(biāo)明主軸﹑接桿﹑夾具與工件之間的聯(lián)系尺寸,配合及精度。 加工示意圖的畫法如下： a.加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細(xì)實(shí)線繪出工作加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開圖。加工表面用粗實(shí)線畫。為簡化設(shè)計(jì)，相同加工部位的加工示意圖只需表示其中之一，亦即同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸可只畫一根。 b.一般情況下，在加工示意圖上，主軸分布可不按真實(shí)距離繪制。 c.主軸應(yīng)從多軸箱端面畫起。刀具應(yīng)處于加工終了位置。標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)只畫外輪廓，但需加注規(guī)格代號。 本組合機(jī)床加工示意圖如下： 圖5-2 機(jī)床加工示意圖 5.3 機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖 機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖用來表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，可用以檢驗(yàn)：機(jī)床各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求；通用部件的選擇是否合適；并為進(jìn)一步開展多軸箱，夾具等專用部件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。總聯(lián)系尺寸圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。 A.繪制總聯(lián)系尺寸圖的要求： a.以適當(dāng)數(shù)量的視圖按同一比例畫出機(jī)床各主要組成部件的外形輪廓及相關(guān)位置，表明機(jī)床的配置型式及總體布局，主視圖應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致。 b.圖上應(yīng)盡量減少不必要的線條及尺寸，但反映各部件的聯(lián)系尺寸，專用部件的主要輪廓尺寸，運(yùn)動(dòng)部件的極限位置及行程尺寸，必須完整齊全，至于各部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)不必畫出，留在具體設(shè)計(jì)部件時(shí)完成。 c.為便于開展部件設(shè)計(jì),聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格代號，電動(dòng)機(jī)型號，功率及轉(zhuǎn)速，并注明機(jī)床部件的分組情況及總行程。 確定機(jī)床的裝料高度H 裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離。考慮剛度，結(jié)構(gòu)要功能和使用要求等因素，新頒國家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為1060mm，與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO一致。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)常在850~1060之間選取。 由于銑削工作臺高度為700mm，夾具體高度為220mm，支承板高度為47.5mm，則裝料高度為 H=700mm+220mm+47.5mm=967.5mm。 確定側(cè)床身 側(cè)床身為XS10B型號，其高度H=950mm，寬度B=470mm，長度L=930mm。 圖5-3 機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖 5.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計(jì)算出機(jī)床生產(chǎn)率度編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。組合機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡是按一定格式要求編制的，反映零件在機(jī)床上的加工過程，工作時(shí)間,機(jī)床生產(chǎn)率，機(jī)床負(fù)荷率的簡明表格。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。 a.理想生產(chǎn)率Q 理想生產(chǎn)率Q（單件為件/h）是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A（包括備品及廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù)tk有關(guān)，一般情況下，單班制取2350h,兩班制取4600h,則 Q= （5-1） 有已知條件知，A=65000件，tk=4600h 則 由式（5-1）得 Q==14.13（件） b.實(shí)際生產(chǎn)率Q1 實(shí)際生產(chǎn)率（單位為件/h）是指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。則 Q1 = （5-2） 式中，T單—生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（min），可按下式計(jì)算： T單=t切+t輔=(++t停)+（+ t移+t裝卸） （5-3） 式中 L1﹑L2—分別為刀具第Ⅰ﹑第Ⅱ工作進(jìn)給長度，單位為mm； vf1﹑vf2—分別為刀具第Ⅰ﹑第Ⅱ工作進(jìn)給量，單位為mm/min； t停—當(dāng)加工沉孔﹑止口﹑锪窩﹑倒角﹑光整表面時(shí)，滑臺在死擋鐵上的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5~10轉(zhuǎn)所需的時(shí)間，單位為min； L快進(jìn)﹑L快退—分別為動(dòng)力部件快進(jìn)，快退行程長度，單位為mm； vfk—?jiǎng)恿Σ考煨谐趟俣?。用機(jī)械動(dòng)力部件時(shí)取5~6m/min；用液壓動(dòng)力部件時(shí)取3~10m/min； t移—直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取0。1min； t裝卸—工件裝﹑卸（包括定位或撤消定位﹑夾緊或松開﹑清理基面或切屑及吊運(yùn)工件等）時(shí)間。它取決于裝卸自動(dòng)化程度﹑工件重量大小﹑裝卸是否方便及工人的熟練程度。通常取0.5~1.5min。 由已知條件知， L1=320mm+250mm=570mm； vf1=320mm/min； t停=0； L快進(jìn)=300mm； t移=0.1min； L快退=320mm+822mm=1122mm； vfk=9.2m/min=9200mm/min； t移=0.1min； t裝卸=1.5min。 所以，由式（5-3）得， T單=++0.1+1.5=3.53（min） 則，由式（5-2）得， Q1===17（件/h） 由于Q1>Q，即機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率滿足理想生產(chǎn)率，則所選擇的切削用量符合機(jī)床設(shè)計(jì)。 c.機(jī)床負(fù)荷率?負(fù) I當(dāng)Q1>Q，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。即 ?負(fù)===0.83 6 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) 6.1主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù) 主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖,是根據(jù)三圖一卡整理編繪出來的,其內(nèi)容包括主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件 在編輯此圖時(shí)從三圖一卡中一已之 1） 主軸箱輪廓尺寸500500mm。 2） 工件位置尺寸及連桿大小頭中心位置尺寸。 3） 工件與主軸箱位置尺寸。 根據(jù)這些數(shù)據(jù)可編制出主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。 6.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的確定 6.2.1 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比分配 本機(jī)床主軸箱采用三級傳動(dòng)： 傳動(dòng)比為3.765 根據(jù)所提供數(shù)據(jù)估算各對齒輪齒輪數(shù)及傳動(dòng)比： 第一對：=22 =32 其傳動(dòng)比 ： i=1.45 第二對： =26 =38 其傳動(dòng)比 ： i=1.46 第三對： =32 =57 其傳動(dòng)比 ： i=1.78 按任務(wù)書的要求，本機(jī)床要同時(shí)粗銑兩端面。因被加工零件兩端面所要達(dá)到的各級參數(shù)都完全相同，故設(shè)計(jì)成相互對稱的傳動(dòng)系統(tǒng)。 6.2.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和設(shè)計(jì)參數(shù) （1） 推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 1． 各軸的轉(zhuǎn)速： 2． 各軸輸入功率分別為齒輪傳動(dòng)效率 3． 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 6.2.3齒輪模數(shù)的估算及其叫校核 （1） 估算 齒輪彎曲疲勞的估算 齒面點(diǎn)蝕的估算 其中為大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，A為齒輪的中心距，由中心距A 及齒數(shù)Z1、Z2求其摸數(shù) 根據(jù)估算所得和中較大的值選取相近的標(biāo)準(zhǔn)摸數(shù)對于第一對齒輪： 第二對齒輪： mm =2.76mm 取摸數(shù)m為3 第二對齒輪： =2.4mm mm 取摸數(shù)m為3 第三對齒輪： 取摸數(shù)m 為3 （2） 齒輪模數(shù)計(jì)算及強(qiáng)度校核 1． 選定齒輪類型、精度、材料及齒數(shù) 1） 按照所示的傳動(dòng)方案選用直齒圓拄齒輪傳動(dòng) 2） 組合機(jī)床為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度 3） 材料選擇：選用小齒輪材料40，硬度為280HBS，大齒輪材料為45號鋼硬度為240HBS，二者材料硬度為40HBS 4） 選小齒輪齒數(shù)Z1=22 大齒輪齒數(shù)Z2=32 2． 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式機(jī)械設(shè)計(jì)第七版進(jìn)行試算，所涉及的公式到《機(jī)械設(shè)計(jì)》的第七版得。 1 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1） 試選擇載荷系數(shù) 2 ） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3 ） 由表中可得選取齒寬系數(shù)為1 4） 由表中可查材料彈性系數(shù) 5） 由圖可知 按齒輪面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 6 ）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7 ）由圖可知 查得接觸疲勞壽命系數(shù) 8） 計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取失效概率為1% 安全系數(shù)S=1 則有： [ [ （3） 計(jì)算 （1） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值： 由于大于等于58.286毫米，故取為66毫米。 （2） 計(jì)算摸數(shù) （4） 按齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由公式得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為： 1． 由圖則有小齒輪的彎曲強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2． 由表上則有彎曲的疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 3． 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由書中的公式有： 4． 計(jì)算載荷系數(shù)K K=1X1.12X1.2X1.35=1.814 5． 查取齒形系數(shù) 6． 查取應(yīng)力系數(shù) 7． 計(jì)算大，小齒輪的并加以比較： 大齒輪的計(jì)算值大。 （2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 對比計(jì)算結(jié)果，取，則有： 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 此時(shí)關(guān)于幾何計(jì)算 1 計(jì)算分度圓的直徑： 2 計(jì)算中心距： 3 計(jì)算齒輪寬度：通過查閱《組合機(jī)床手冊》得 （3） 第二對齒輪的計(jì)算，經(jīng)校核有： （4）第三對齒輪的計(jì)算，經(jīng)校核有： 6.2.4 軸各參數(shù)估算及強(qiáng)度校核 一、傳動(dòng)軸的估算 （1）估算軸的最小直徑，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算，先按照下列初步估算的最小直徑，選取軸的材料45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。 式中： —扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位兆帕 T —軸所受的扭矩 —軸的抗扭截面系數(shù) n —軸的轉(zhuǎn)速 p—軸的傳遞的功率 d —計(jì)算截面處軸的直徑 —許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 由以上公式可得軸的直徑； 取 取 ..取 取 二 主軸的強(qiáng)度校核 對傳遞動(dòng)力軸滿足強(qiáng)度條件是最基本的要求。通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步確定出軸的尺寸后，根據(jù)受載情況進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算。 首先作出軸的計(jì)算圖。如果軸上零件的位置已知，即已知外載荷及支反力的作用位置。將齒輪帶輪等級裝配寬度的分布簡化為集中力，并視為作用在輪轂寬度的中點(diǎn)上；略去軸和軸上的自重；略去軸上產(chǎn)生的拉壓應(yīng)力；把軸看成鉸鏈支承，支反力作用在軸承上，其作用點(diǎn)的位置可用如下圖所示確定。則將雙支點(diǎn)軸當(dāng)作受集中力的簡支梁進(jìn)行計(jì)算，然后繪制彎矩圖和扭矩圖，并進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核。 1、 求出輸出軸的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。 設(shè)，分別為齒輪傳動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率 =0.97， =0.98 則 ==5.5=4.54 KW 又 =/==255 r/m 于是 =9550000=172580 nmm 2、 求作用在齒輪上的力 因已知低速大齒輪的分度圓直徑 ==357=171mm 而：===2018.5 N ==2018.5 =734.7 N 式中： ——主軸上大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為Nmm ——主軸上大齒輪的節(jié)圓直徑，對標(biāo)準(zhǔn)齒輪即為分度圓直徑。單位為mm ——嚙合角。對標(biāo)準(zhǔn)齒輪= 3、 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（見主軸箱圖）作出計(jì)算簡圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊中查得a值。對于7216E型圓錐滾子軸承，由手冊中查得a=22。對于7220E型圓錐滾子軸承，由手冊中查得a=29mm。因此，作為簡支梁的軸的軸承跨距+=119.5mm+93.45mm=212.94mm。 圖3-1 主軸箱圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算截面C處的、及M的值 ①確定支座處的約束力（水平H） 由=0和=0可求得： += ① -(+)=0 ② 其中=119.5mm =93.45 mm =2018.5 N 因此： =885.8 N =1132.7 N 又由=885.8 N，=119.5mm可求得： ==885.8119.5=105853.1 Nmm ②確定支座處垂直約束力 由=0和=0可求得 += ① -(+)=0 ② 其中=119.5mm =93.45mm =734.7 N 因此 =322.4 N =412.3 N 由上式可求得：==322.4119.5=38526.5 Nmm =172580 Nmm 由①②可求得M===112646.3 Nmm 4、 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面） 強(qiáng)度。 由式== 式中：——軸的計(jì)算應(yīng)力。單位為Mpa M——軸所受的彎矩。單位為Nmm T——軸所受的扭矩。單位為Nmm W——軸的抗彎截面系數(shù)。單位為 對于圓環(huán)形截面，W= 0.1 其中 ===0.31 查表得=0.6 因此：== = Mpa =1.16 Mpa 前已選定軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表查得 =60 Mpa 因此〈 ，故安全滿足要求。 三、軸Ⅲ的強(qiáng)度校核 1、 求軸Ⅲ上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 設(shè)，分別為齒輪傳動(dòng)，軸承傳動(dòng)的效率 =0.97 ，=0.98 ==5.39=4.87 kw 又 ===454 r/min 于是：=9550000=101990 N mm 2、