【正文】 8）由圖 39 可知Ｂ點處為危險截面，有公式校核 46 / 76 ? ? 3330 .1 0 .1 4 5 9 1 1 2 .5W d m m? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?22 caMTWMP a???????? 9）查文獻 [2]由表 15－ 1 選得 ? ?1 75MPa?? ? 10） ? ? ? ?1ca???? 11）因此軸Ⅳ滿足強度條件。其中向心軸承主要承受徑向載荷，也能承受不大的軸向載荷；推力軸承只能承受軸向載荷；向心推力軸承既能承受軸向載荷，又能承受徑向載荷。 由 力 310 主軸軸承受力情況 50 / 76 12 1 3 5 9 .6 7 6 7 9 .8 2 5 6 7 9 .8 2 5r v r e r vF F F N? ? ? ? ? 2 4 9 . 5 1 3 5 9 . 6 7 4 9 . 5 6 7 9 . 8 3 54 9 . 5 4 9 . 5 2 4 9 . 5rerV FFN ?? ? ??? 1 4 9 . 5 1 1 1 4 4 6 . 9 3 7 2 3 . 8 6 52 4 9 . 5 2 2r H te teF F F N? ? ? ? ? ? ?? 21 1 4 4 6 .9 3 7 2 3 .8 6 5 7 2 3 .8 6 5r H TE r HF F F N? ? ? ? ? 所以 2 2 2 22 1 12 2 2 22 2 2679 .835 723 .865 993 .47679 .835 723 .865 993 .47r r v r Hr r v r HF F F NF F F N? ? ? ? ?? ? ? ? ? 2）．求軸承的計算軸向力 1aF 和 2aF 該機床主軸箱上小齒輪軸下端裝調(diào)節(jié)軸和刀具，故估算該部分的重量為 70N，因為工作時鉆頭傳遞給主軸的力為 公斤力，所以軸承 1 承受的壓緊力，軸承 2 是放松的。 在機床上加工工件時，必須用夾具裝好，就是在機床上確定工件相對于刀具的正確位置，這一過程成為定位。 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是機械夾具是機械加工工藝系統(tǒng)的重要的組成部分，也是機械加工工藝裝備的重要組成部分。它們是機床和工件之間的連接裝置，是將工件進行定位、加緊；將刀具進行導(dǎo)向或?qū)Φ?，以保證工件和刀具間的相對位置關(guān)系的附加裝置，使工件相對于機床或刀具獲得正確位置。由于齒 輪軸僅有軸向力 aF ，則軸得當量載荷應(yīng)為： ()p r ap f XF YF?? 則 80 12 8pap f F N? ? ? ? 1） 算軸承壽命 因為大齒輪僅受軸向力，且下端軸承受擠壓力，故對下端軸承受力大小驗算： 6110 ()60h cL hp?? 63 31 0 2 4 .3 3 1 0()6 0 1 0 1 .4 1 1 2 8???? = 910 h 因為一般中等載荷軸承壽命 15000h 就可以了，所以該軸承安全。 1） .兩軸承受的徑向載荷 1rF 和 2rF 由上面滾動軸承的參數(shù)表 可知 7207 軸承的 C=24330N， 0C =21880N。在該設(shè)計中 ，由于所設(shè)計的多軸鉆床屬于有較小震動的機床，因此選用滾動軸承作為 支承。1 ta n 4 9 2 1 . 5 1 8 ta n 1 7 . 9 4 3 1 6 4 9 . 3 3 7c o s c o s 1 4 . 9 2 6tnr F ?? ?? ? ? 1 ta n 4 9 2 1 .5 1 8 ta n 1 4 .9 2 6 1 3 1 1 .9 0 6atF F N?? ? ? ? 圖 37 主軸箱高速軸受力圖 1）圖 37 中ａ為軸的受力示意圖，軸的各段尺寸如下： mm? 50BCl mm? mm? 2）圖 37 中 b 為軸的水平受力分析圖，由計算得 124 4 3 1 .8 1 5 4 8 9 .7 0 3N H N HF N F N?? 42 / 76 3）圖 37 中 c 為軸的水平彎矩圖由計算得 2 2 1 5 9 0 .7 5HM N m m? 4）圖 37 中ｄ為軸的豎直受力分析圖，由計算得 121 2 4 2 .1 6 1 6 9 .7 4 5N V N VF N F N?? 5）圖 37 中ｅ軸的豎直彎矩圖，由計算得 N m m M N m m?? 6）圖 37 中ｆ合成彎矩圖，由計算得 122 3 1 3 0 .1 1 6 2 2 3 7 7 9 .5 9 0M N m m M N m m?? 7）圖 37 中ｇ扭矩圖，由計算得 114600T N mm? 8）由圖 37可知Ｂ點處為危險截面，有公式校核 333232 2DdWmm??????????????????? ? ?? ? ? ?22222 3 1 3 0 .1 1 6 0 .6 1 1 4 6 0 03 9 3 0 .46 1 .0 9 0caMTWMPa???????? 9）查文獻 [2]由表 15－ 1選得 ? ?1 75MPa?? ? 10） ? ? ? ?1ca???? 11）因此軸Ⅱ滿足強度條件。 2）Ⅵ－Ⅶ段為軸肩定位。 4）－為軸肩定位，軸肩高度 h= 55=，故?。瑁?6ｍｍ，則軸環(huán)處ｂ＞ =，則 12l mm?ⅣⅤ 。 4）Ⅲ－Ⅳ段為花鍵軸，且又做軸承的軸向定位，選 N d D B=832 36 6，有考慮三聯(lián)滑移齒輪各自工作時，不產(chǎn)生干涉，7 7 65 455LB? ? ? ?ⅢⅣ （ Ｂ為齒輪６的齒寬）故 455L ?ⅢⅣ 。分析該齒輪上的受力情況： （ 1） 圓周力為： 其方向與力的作用點 圓周速度方向相反 （ 2） 徑向力為： 其方向由力的作用點指向齒輪的轉(zhuǎn)動中心 從動齒輪各個力與主動齒輪上相應(yīng)的力大小相等，作用方向相反。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計就需要根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理的確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。 中 速檔部分齒輪設(shè)計 1．齒輪齒數(shù)： 從鉆頭工作端開始考慮，已知鉆頭工作端轉(zhuǎn)速 ＝ ,即小 31 / 76 齒輪轉(zhuǎn)速為 ,加速部分傳動比 ＝ 3。 （ 4） 載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑由《機械設(shè)計》公式 10－ 10a 得 = =63mm 由實際要求該設(shè)計選 d=69mm ,其強度合格。 查《機械設(shè)計》（高等教育出版社）有如下設(shè)計計算公式： 2131]12 . 3 2 ( )[t EtdHkT Zud u???? ? ? 1).確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 (1)試選載荷系數(shù)： Tk ＝ (2)計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： 51 1 10 /T P n?? ① 由《實用機械設(shè)計手冊》查的軸承效率為η＝ 99％，連軸器效率為95％。 高速檔部分齒輪設(shè)計 及校核 1．齒輪齒數(shù)： 從主運動電動機輸入到主軸箱輸出，相當于一級減速，減速比 23，則大齒輪齒數(shù) 66，模數(shù)為 3. 2．選擇齒輪類型 ,精度等級及材料 (1).輪應(yīng)不受軸向載荷，故選用直齒圓柱齒輪傳動 (2).因 為多軸鉆床為一般工作機器，轉(zhuǎn)速不高，故選用 7 級精度 24 / 76 （ GB1009588） . (3).齒輪的材料選擇。由于所設(shè)計的齒輪在具體情況下，必須具有足夠的、相應(yīng)的工作能力，以保證在整 22 / 76 個工作壽命期間不致失效，因此我們在齒輪設(shè)計式通常按只保證齒根彎曲疲勞強度及齒面接觸疲勞強度兩個準則進行計算。應(yīng)盡量用一根傳動軸帶動多根主軸；當齒輪嚙合中心距不符合標準時，可采用齒輪變位的方法和湊中心距離。 工作方式為連續(xù)（ S1）； 防護等級為 IP44（ GB1498— 79）?？傮w思路如下： 高速 檔 鉆頭切削速度為 70m/min切削扭矩 ,所以鉆頭處 19 / 76 切削消耗功率為 P= ,計算得 P=, 。所以鉆頭進給量范圍是 ` ,我們?nèi)∵M給量 f=。如果采用一般鉆床，也可完成此步工序，但是一次只能加工一個孔，一個輪輻需要加工五次，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，且不能保證精度，為了為保證配合質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，減輕勞動 16 / 76 強度， 可以使用多軸鉆床一次完成五個 孔的擴鉸工作從而節(jié)省人力和時間，所加工的工件在擴孔后的零件圖如 圖 23所示： 圖 23 加工輪轂零件圖 17 / 76 多軸鉆床部件設(shè)計 分析 動力部件的選擇在整個多軸 鉆床的設(shè)計中至關(guān)重要。 5. 工件的生產(chǎn)方式 對大批量生產(chǎn)的箱體零件，工序安排上一般趨于分散，例如加工輪 輻螺栓孔，其粗加工，精加工分別在不同的機床上進行。 組合機床配置形式及結(jié)構(gòu) 影響組合機床配置形式及結(jié)構(gòu)方案的因素 被加工零件需要在機床上完成的工序及加工精度，是制定機床工藝方案的主要依據(jù)，制定工藝方案時，首先需要全面分析工件的加工精度及技術(shù)要求，了解現(xiàn)場加工工藝及保證精度的有效措施。 ② .合理選擇工人的操作操作位置。 13 / 76 傳動形式對總體布局的影響 機床傳動有機械傳動、液壓傳動、氣動、電氣傳動等多種形式以及上述形式的綜合。當收到工藝限制無法采用龍門式時，可采用輔助支承懸臂梁、活動橫梁來加強機床的剛度和抗震性。這種機床的特點是結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，但在鉆削扭矩通過刀具本身傳遞，對于較長的鉆頭就會產(chǎn)生較大的扭矩變形而引起震動。但此相對運動可以完全分配給刀具，也可以完全分配給工件， 11 / 76 或由刀具和工工件共同完成。 一般來說， 機床總體設(shè)計時應(yīng)考慮下列幾點： （ 1） 合理的確定工序集中程度 ， 選擇合適的機床通用部件 ， 選擇當前機床的配置形式； （ 2） 合理選擇切削用量 ； （ 3） 設(shè)計高效率的夾具、刀具及主軸箱； （ 4） 要保證給定的工藝過程； （ 5） 保證機床的剛度、剛度、抗振性和穩(wěn)定性，力求減輕機床重量 ， 保證機床結(jié)構(gòu)簡單，盡量用較短的傳動鏈，以提高傳動精度和效率； （ 6） 保證良好的加工工藝性，以便于機床的加工和裝配； （ 7） 盡可能占地面積小，機床外形美觀大方，符合人機工程學(xué)原理。 8 / 76 總之，多軸鉆床在我們的工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的意義。使用多軸鉆床加工輪輻，較之采用普通搖臂鉆床，平均功效提高 30％。 前 言 .....................................................7 多軸鉆床總體設(shè)計 ...........................................9 概論 ................................................9 多軸鉆床總體布局分析 .................................10 零件的加工工藝方法對總體布局的影響 ..............10 機床的運動分配對總體布局的影響 ..................10 精度等級對總體布局的影響 ........................12 生產(chǎn)率對總體布局的影響 ..........................12 傳動形式對總體布局的影響 ........................13 操作方便性對總體布局的影響 ......................13 組合機床配置形式及結(jié)構(gòu) ...............................14 影響組合機床配置形式及結(jié)構(gòu)方案的因素 ............14 多軸鉆床的工藝方案的制定 .......................15 多軸鉆床部件設(shè)計 ..........................................17 動力部件分析 ..........................................17 切削用量的選擇 ..................................17 主運動電動機的選擇 ..............................18 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 .......................................20 主軸箱齒輪齒數(shù)的設(shè)計 .................................21 鉆頭工作部分齒輪設(shè)計 ............................22 高速檔部分齒輪設(shè)計及校核 ........................23 中速檔部分齒輪設(shè)計 .........