【正文】 3 9 .9 7 1 / 2 1 1 .9 0 3m d z m m? ? ? 3．按齒根彎曲強度設計 由式 )][(23 21 1 FY F aY SadzKTm ??? 長 春 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 22 1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 （ 1） 由〈〈機械設計〉〉圖 1020b 查得驅(qū)動齒輪的彎曲疲勞強度極限1 620FE MPa? ? ； Z8齒輪的彎曲疲勞強度極限 1 570FE MPa? ? ； （ 2） 由圖 1018 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 120. 88 , 0. 89F N F NKK??； （ 3） 計算彎曲疲勞許 用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，由式 111 0 . 8 8 6 2 0[ ] 3 6 3 . 7 31 . 5F N F EF K M P aS?? ?? ? ? 222 0 . 8 9 5 7 0[ ] 3 3 8 . 21 . 5F N F EF K M P aS?? ?? ? ? （ 4） 計算載荷系數(shù) K 1 . 2 5 1 . 0 6 1 . 4 1 . 3 5 2 . 5 0 4A V F FK K K K K??? ? ? ? ? ? （ 5） 查取齒形系數(shù) 由表 105查得 122. 76 , 2. 28Fa FaYY?? （ 6） 查取應力校正系數(shù) 由表 105可查得 , SaYY?? （ 7） 計算大、小齒輪的][ FSaFaYY?并加以比較 1112 . 7 6 1 . 5 6 0 . 0 1 1 7 4 0 6[ ] 3 6 3 . 7 3F a S aFYY? ??? 2222 . 2 8 1 . 7 3 0 . 0 1 1 6 6 2 9[ ] 3 3 8 . 2 0F a S aFYY? ??? 小齒輪的數(shù)值大 2） 設計計算 322 2 . 5 0 4 1 5 1 4 6 0 . 0 1 1 7 4 0 6 2 . 2 6 41 2 1m m m m m??? ? ?? 對比計算結(jié)果，有齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載力，僅于齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù) ，并根據(jù)驅(qū)動 齒輪特點就近圓整和組合機床通用齒輪的規(guī)格，所以選 m=3。 軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動力計算 （二）主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步 確定 主軸直徑經(jīng)計算得為 mm20? ； 在由表 )23()13( ?? 和 可確定傳動軸徑為mm30? ；驅(qū)動軸徑為 mm25? ；油泵傳動軸徑為 mm20? ；手柄軸徑為 mm30? 。如圖 31中的附表部分表 (33)中所示。由于標準刀具多為右旋，因此要求主軸一般為逆時針旋轉(zhuǎn) (面對主軸方向看 )，逆時針轉(zhuǎn)向可不標注，只注順時針轉(zhuǎn)向。其次，多軸箱上的坐標尺寸基準和被加工零件工序圖的基準常不相重合，應根據(jù)多軸箱和被加工零件的相對位置找出統(tǒng)一基準，并標注出其相對位置關(guān)系尺寸。 （ 5）主軸上的齒輪應盡量安排靠近前支承以減少 主軸的扭轉(zhuǎn)變形。因此，要注意以下幾點： 長 春 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 19 （ 1）盡量用一根中間傳動軸帶動多根主軸。 主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定 動力滑臺的最大進給力 F 進 應大于各主軸切削產(chǎn)生的軸向力的總和。 附表： (1)被加工零件名稱：氣缸蓋； 材料： HT 150； 硬度： HB163～ HB229 (2)主軸外伸尺寸及切削用量 (3)動力部件 1 32TD II? 型 動力箱，電動機型號為 2100 4YL? 型，電動機功率為 kw? ，電動機轉(zhuǎn)速為 1440 minnr? ，輸出轉(zhuǎn)速為 720 minr ，輸出軸距箱底面距離為 125mm 。當采用 mm90 厚的基型后蓋時，選 A 型；當采用 mm50 厚后蓋和 mm100 、 mm125 厚的加后蓋時，均采用 B型動力齒輪。 通用主軸的最小系列參數(shù)見表 (31). 表 31 通用傳動軸的系列參數(shù) 長 春 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 17 傳動軸類型 傳 動 軸 直 徑 )(mm 種 類 滾錐傳動軸 20 25 30 35 40 50 60 17 滾針傳動軸 20 25 30 40 8 埋頭傳動軸 25 30 35 40 8 手 柄 軸 30 40 50 6 油泵傳動軸 20 1 鉆孔用蝸桿軸 25 2 傳動軸采用滾針傳動軸；前后支承均為滾針軸承，手柄軸、油泵軸材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 215T 。 按支承型式不同可分為 2 種： (a)前、后支 承均為圓錐滾子軸承的主軸 (簡稱滾錐主軸 )。臥式主軸箱厚度為 325mm ，傳動類零件有主軸、傳動軸、手柄軸 (供更換、調(diào)整刀具和主軸箱裝配及維修檢查主軸精度時回轉(zhuǎn)主軸用 )傳動齒輪、動力箱或電機齒輪等為傳動類零件。其主要作用是，根據(jù)被加工零件的加工要求，安排各主軸位置，并將動力和運動由電機或動力部件傳給各工作主軸，使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 1?負? %?? 長 春 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 16 根據(jù)組合機床的使用經(jīng)驗，適宜機床負荷率為 負? ~? ，但本次設計由于客車廠年生產(chǎn)氣缸蓋的數(shù)量不大，所以機床負荷率偏小，可見機床的工作 效率可進一步提高。 )(60hTQ 件單? 式中： 單T —— 生產(chǎn)一個零件所需的時間 (min) ，它可根據(jù)下式計算： ( m i n )2211 ???????? ???????????? ????? 裝卸移快退快進停輔切單 ttv LLtvLvLttTfkff 式中： 1L 、 2L —— 分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進給行程長度 )(mm ； 1fv 、 2fv —— 分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進給量 )min(mm ； 停t —— 當加工沉孔、止口，锪窩、倒角、光整表面時，動力滑 臺在死擋鐵上的停留時間，通常指刀具在加工終了時無 進給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn) 10~5 r 所需時間 (min) ； 快進L 、 快退L —— 分別為動力部件快進、快 退行程長度 )(mm ； fkv —— 動力部件快速行程速度。具體內(nèi)容可按以下公式確定 。非常重要的一定要保證加工終了位置時，工件端面至主軸箱端面的距離不小于加工示意圖的要求。即四個孔的中心線，裝料高度選取了 965H mm? 。關(guān)于夾具的詳細資料將在夾具的具體方案設計中體現(xiàn)出來。 （ 3）配套通用部件 側(cè)底座 1 321CC 、其高度 mmH 560? 、寬度為 520B mm? 、長度 1180L mm? 繪制聯(lián)系尺寸圖應考慮的主要問題 繪制聯(lián)系尺寸圖，一般是在已畫出被加工零件工序圖、加工示意圖，并初選動力部件及與其配套的通用部件之后進行的。電動機型號210025L 4Y ? ，功率 ?電 ，電機轉(zhuǎn)速為 1430 minr ，動力箱輸出軸轉(zhuǎn)速720 minr ；動力箱與動力滑臺結(jié)合面尺寸：多軸箱的厚度為 325mm 、高度為 長 春 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 13 500mm 、寬度為 500mm 。至于各部件的詳細結(jié)構(gòu)不必畫出，留在具體設計部件時完成。它表示機床的配置型式及總體布局。所以根據(jù)加工要求選擇前備量為 mm20 ；后備量是指刀具從接桿或接桿連同刀具一起從主軸孔中所需的軸向距離。 切入長度 l 1根據(jù)本工件端面誤差情況分析選取 l 1 14mm? ； 因為本機床是專用鉆孔機床，切出長度2 9( 3 8 ) 5 833dl ? ? ? ? ? ? l 工 l? 1 l? 2 1 4 8 1 8 4 0l mm? ? ? ? ? 具體如下 22圖所示： 圖 22 長 春 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 12 (2)快退長度的確定 快速退刀長度等于快進和工進長度之和。 主軸箱端面至工件端面之間的軸間距離是加工示意圖上最重要的聯(lián)系尺寸，為了縮短刀具懸伸長度與工作行程長度，要求這一距離越短越好。 導向的主要參數(shù)包括：導向套的直徑及公差配合。 （ 1）選擇導向裝置 通常依據(jù)刀具導向部分直徑 d和刀具轉(zhuǎn)速 n折算出導向的線速度 v，再結(jié)合加工部分尺寸精度工藝方法及刀具具體條件來選擇導向類型、形式結(jié)構(gòu)。 通常依據(jù)刀具導向部分直徑 d 和刀具轉(zhuǎn)速 n折算出導向的線速度 v 再結(jié)合加工部位尺寸精度、工藝方法及刀具的具體工作條件來選擇導向類型、dnv m / min1000??長 春 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 10 型式 和結(jié)構(gòu)。 導向通常分為兩類：一類是刀 具導向部分與夾具導套之間既有相對移動又有相對轉(zhuǎn)動的第一類導向，或稱固定式導向，此類導向的允許線速度為 v＜ 20m/min。一般孔加工刀具（鉆、擴、鉸等），其直徑選擇應與加工部位尺寸，精度相適應，其長度要保證加工終了時，刀具螺旋槽尾端與導向套外端面有一定距離（一般為 mm50~30 ）。刀具通過加工終了位置，標準的通用結(jié)構(gòu)只畫外輪廓，并須加注規(guī)格代號。即同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的 主軸可以只畫一根，但必須在主軸上標注軸號（與工件孔號相對應），當軸數(shù)較多時可縮小比例，用細實線畫出工件加部位簡圖，并標注孔號，以便設計和調(diào)整機床。 (5) 標明主軸、接桿（卡頭）、夾具（導向）與工件之間的聯(lián)系尺寸和配合精度。 (2) 根據(jù)加工部位特點及加工要求，決定刀具類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸（直徑和長度）。加工示意圖是組合機 床設計的主要圖紙之一，在總體設計中占據(jù)重要地位。一是要能達到產(chǎn)品圖紙要求的精度，二是要采用組合機床能夠加工出來，以便在進行夾具和主軸箱設計時，確定導向孔與位置坐標尺寸。 (2) 加工部位的位置尺寸應由定位基準注起。 (2) 加工用定位基準，夾壓部位及夾壓方向。表示一臺組合機床式自動線完成工藝內(nèi)容、加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求、加工用定位基準、夾壓部位及被加工零件材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或半成品情況的圖紙。 由 1000dnv ???? 初定主軸轉(zhuǎn)速 長 春 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 7 1 0 0 0 1 4 4 9 5 m in3 .1 4 9nr???? ，取 n=500r/min 2 組合機床的總體設計 —— （三圖一卡） 組合機床總體設計方案包括繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率計算卡。 4． 切削用量選擇應有利于多軸箱設計，還必須考慮動力滑臺性能。這個每分鐘進給量應是適用于所有刀具的平均值。 組合機床切削用量的選擇特點 、多刀、多面同時加工。由于本次設計的工件較大以及其它方面的要求，正適合選用單工位組合機床。 不同配置型式組合機床的特點及適應性 （ 1） 單工位組合機床 各種型式的單工位組合機床，具有固定式夾具，通?？砂惭b一個工件，特別適用大、中型箱體類零件的加工。滑臺安裝在側(cè)底座上，底座和中間底座用螺釘聯(lián)為一體，滑臺與側(cè)底座間有一個 mm5 厚的調(diào)整墊。所以采用單工位臥式組合機床可完全達到本道工序加工的技術(shù)要求。保證排屑順暢、操作簡單以及其它具體方面都應簡單、方便。 根據(jù)上述被加工零件的結(jié)構(gòu)特點、加工要求、工藝過程及生產(chǎn)率，可 確定機床的配置形式為單工位臥式單面組合機床，這種配置形式可達到較高的加工精度，對于精加工機床的夾具公差，一般加工零件的 1/3～ 1/5。鉆 ? 9 的通孔 ，表面粗糙度為 ，所以可采用固定式鉆孔靠模體。 對于本次設計的零件“氣缸蓋”的加工工序為：鉆 M9的通孔 1) 加工精度的要求 由于加工孔之間軸線的平行度要求較高而采用單工位方法，一次定位，可以減少一定的誤差。 (2) 盡量避免夾壓力過大而造成工件夾壓后產(chǎn)生變形。這對工序多的箱體類零件加工尤為重要。 （ 2） 選擇定位基準時應確保工件定位穩(wěn)定。從而也可以降低工件的生產(chǎn)成本。 （ 2） 保證 9? 孔的加工精度。設計組合機床前，首先應根據(jù)組合機床完成工藝的一些限制及組合機床各種工藝方法能達到的加工精度，表面粗糙度及技術(shù)要求，解決零件是否可以利用組合機床加工以及采用組合機床加工是否合理的問題。 長 春 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 論 文 3 1 組合機床總體設計