機(jī)械數(shù)控機(jī)床畢業(yè)設(shè)計(jì)93鏜削動(dòng)力頭及主軸組件設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-09-06 20:33 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 噪 聲較大無(wú)噪聲本身無(wú)噪聲，泵有噪聲壽 命受疲勞強(qiáng)度限制在不頻繁啟動(dòng)時(shí)，壽命較長(zhǎng)本身壽命無(wú)限，但供油系統(tǒng)的壽命有限根據(jù)表2—1對(duì)滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承做出相應(yīng)比較，在這里滾動(dòng)軸承能夠滿(mǎn)足主軸組件工作性能要求、經(jīng)濟(jì)合理。所以選擇滾動(dòng)軸承。主軸采用45鋼，查《機(jī)械制造裝備》P118頁(yè)表2—4，如下表3—2：表3—2 主軸材料及熱處理鋼 材熱 處 理用 途45鋼調(diào)質(zhì)22～28HRC，局部高頻淬硬50～55HRC一般機(jī)床主軸、傳動(dòng)軸40Cr淬硬40～50HRC載荷較大或表面要求較硬的主軸20Cr炭化、淬硬56～62HRC中等載荷、轉(zhuǎn)速很高、沖擊較大的主軸38CrMoA1A氫化處理850～1000HV精密和高精度機(jī)床主軸65Mn淬硬52～58HRC高精度機(jī)床主軸根據(jù)表3—2，為滿(mǎn)足工作要求，對(duì)該45鋼主軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度HRC22～28。由于主軸采用的是滾動(dòng)軸承，為了提高接觸剛度，防止敲碰損傷軸頸的配合表面，所以對(duì)軸頸進(jìn)行高頻淬火，硬度HRC50～55。本組合機(jī)床的主軸結(jié)構(gòu)應(yīng)保證鏜刀的安裝可靠、定位準(zhǔn)確、連接鋼度高、裝卸方便并能傳遞足夠的轉(zhuǎn)矩；并考慮到該主軸的軸上零件的類(lèi)型、數(shù)量、位置和安裝定位方法的因素以及加工工藝性和裝配工藝性。所以將該主軸設(shè)計(jì)成頭大尾小、逐級(jí)遞減的階梯形狀。具體樣式如下圖2—1：圖3—1 主軸 （mm） （3—1）公式出處——《機(jī)械設(shè)計(jì)》P314頁(yè)式中 C——與軸材料有關(guān)的系數(shù)； P——軸傳遞的功率； n——軸的轉(zhuǎn)速。主軸采用45鋼，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》，如表3—3表3—3 軸強(qiáng)度計(jì)算公式中的系數(shù)C軸的材料Q235，20Q255，Q275，354540Cr,38SiMnMoC12160151482013525125301183511240106451025298由上表C取112。因?yàn)橹鬏S轉(zhuǎn)速最低的時(shí)候所承受的扭矩最大，所以n取125r/min。將C、n、P代入式3—1得：mm查《機(jī)械制造裝備》P118頁(yè)表2—5，如下表3—4：表3—4 主軸前軸頸的直徑功率機(jī)床 ～～～～1111～～車(chē)床60～9070～10595～130110～145140～165150～190由于鏜床主軸與車(chē)床主軸機(jī)構(gòu)類(lèi)似，根據(jù)上表選擇d為:d=50mm根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式d≈（～）d （3—2）d≈35mm為了減輕主軸重量、能夠通過(guò)拉桿、冷卻管等主軸內(nèi)孔直徑的大小在滿(mǎn)足主軸剛度的前提下盡量取大值，但一般應(yīng)保證D=50=為滿(mǎn)足足夠的強(qiáng)度D取：D=20mm 該專(zhuān)用組合機(jī)床鏜削的孔徑不大，用主軸莫氏錐孔作為鏜刀桿的定位面，并且便于裝夾，通用性也很強(qiáng)。查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》P52頁(yè)表1—48主軸端部尺寸，詳如下表3—5：圖3—2 主軸端部表3—5 鏜床主軸端部尺寸（GB2814—89）325520153109333根據(jù)主軸組件具體安裝尺寸要求，主軸各尺寸確定如下表：表3—6 主軸尺寸32205560555045403546`153125484066428第四章 齒輪設(shè)計(jì)此機(jī)床為使結(jié)構(gòu)緊湊、便于力傳遞，變速箱和主軸箱設(shè)計(jì)為一整體。為將變速箱的力準(zhǔn)確的傳遞給機(jī)床主軸，在此選用齒輪傳遞。＝＝＝＝?。剑剑?＝＝＝＝＝?。剑剑?＝＝＝＝＝通過(guò)對(duì)上式進(jìn)行分析可以看出，傳動(dòng)比與公比始終有整次方的關(guān)系，同時(shí)考慮到機(jī)床上各零件加工的方便，在這里我們?nèi)C(jī)床上各傳動(dòng)齒輪的模數(shù)相同。通過(guò)查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》：表4—1 齒輪齒數(shù)表2139253530302040352520404444所以，主軸上齒輪齒數(shù)Z=44。對(duì)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖進(jìn)行分析，可以看出軸IV上齒輪所承受的力最大。故在確定齒輪的寬度時(shí)，暫時(shí)以此齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算?！? （4—1） ＝＝174200 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材 P222 由于我們?cè)O(shè)計(jì)的齒輪采用硬齒面，故取齒寬系數(shù)。又已知齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為229HB—286HB，在此我們?nèi)∑骄捕?40HB。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材 P223 (c) 45調(diào)質(zhì)鋼接觸疲勞極限 mpa。初步計(jì)算齒輪的接觸應(yīng)力： （4—2）公式出處——《機(jī)械設(shè)計(jì)》。mpa初步計(jì)算齒輪的直徑： （4—3）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材 P227 ?。?5。把以上各個(gè)參數(shù)代入式4—3可得：＝120 mm齒寬 （4—4）mm通過(guò)分析，變速箱的所有齒寬都取35mm。綜合所設(shè)計(jì)機(jī)床的特性，在此統(tǒng)一取齒寬主要是為了方便加工，使機(jī)床構(gòu)簡(jiǎn)單化，所以主軸上齒輪取齒寬：B=35mm在前面對(duì)齒輪寬度計(jì)算時(shí)，我們分析并計(jì)算出齒輪分度圓直徑為120mm，齒數(shù)為40,其齒輪齒數(shù)z，模數(shù)m，分度圓直徑d，有如下的關(guān)系： （4—5）所以： mm為了減少機(jī)床加工工藝的難度，在所設(shè)計(jì)的主軸齒輪采用相同的模數(shù)，這也是滿(mǎn)足一對(duì)直齒圓柱齒輪正常嚙合的的條件。因此主軸與軸IV之間的中心距同樣可以確定出來(lái)： （4—6）公式出處——《機(jī)械設(shè)計(jì)》即： mm =132mm此處主要是齒輪向主軸傳遞轉(zhuǎn)矩，在次應(yīng)選擇周向固定的平鍵聯(lián)接。查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4—1根據(jù)要求選擇圖4—1 鍵 GB 1096—79第五章 滾動(dòng)軸承的選取鏜床進(jìn)行鏜削加工時(shí)主要承受徑向載荷，但軸向載荷也不可忽略，所以前支撐選擇雙列圓錐滾子軸承，這樣既能承受徑向載荷又能承受軸向載荷。由于滾錐數(shù)量較多，故剛度和承載能力大。由于沒(méi)有50雙列圓錐滾子軸承，就選用兩個(gè)50圓錐滾子軸承背對(duì)背安裝，中間用隔套1隔開(kāi)，修磨隔套的厚度便可調(diào)整軸承的間隙并預(yù)緊。軸承靠外圈定位，這樣箱體孔可制成通孔，方便加工、精度也相應(yīng)提高。圖5—1 30210圓錐滾子軸承后支撐選擇圓柱滾子軸承承受徑向力。查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》P64頁(yè)表6—2選擇N207E圓錐滾子軸承。圖5—2 N207E圓柱滾子軸承根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)得出，前軸承的精度對(duì)主軸的前端的軸心偏移量最大，因此，前軸承的精度應(yīng)比后軸承高一級(jí)。查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》P65頁(yè)表3—3選擇，前軸承的精度等級(jí)為P4，后軸承的精度等級(jí)為P5。第六章 主軸組件的檢驗(yàn)校核在鏜床上鏜削加工與車(chē)床上鏜孔基本相似，所以切削力的公式與車(chē)削加工切削力公式相同。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—1，如下表6—1：表6—1 車(chē)削切削力的實(shí)驗(yàn)計(jì)算公式計(jì)算公式切削力主切削力吃刀抗力走刀抗力公式中的系數(shù)與指數(shù)值工件材 料加工方式刀具材
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