【文章內(nèi)容簡介】 P 代入式 3— 1得： 2 1 2 3 ??d mm 確定 主 軸前軸頸 查《機(jī)械制造裝備》 P118 頁表 2— 5，如下表 3— 4： 表 3— 4 主軸前軸頸的直徑 功率 機(jī)床 ～ ～ ～ ～ 11 11～ ～ 車床 60～ 90 70～ 105 95～ 130 110～ 145 140～ 165 150～ 190 由于鏜床主軸與車床主軸機(jī)構(gòu)類似，電機(jī)的功率為 ，根據(jù)上表選擇 d4 為 : d4 =50mm 確定 主軸后軸頸 根據(jù) 經(jīng)驗公式 d8 ≈（ ～ ） d4 （ 3— 2） d8 ≈ 35mm 確定 主軸內(nèi)孔 為了減輕主軸重量、能夠通過拉桿、冷卻管等主軸內(nèi)孔直徑的大小在滿足主軸剛度的前提下盡量取大值，但一般應(yīng)保證 ?dD D2 =50 = 為滿足足夠的強(qiáng)度 D2 ?。? D2 =20mm 主軸前端 尺寸的確定 該專用組合機(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)計簡明手冊 》 ??7 P52 頁表 1— 48 主軸端部尺寸 ， 詳 如下表 3— 5： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（鏜削動力頭及操作裝置設(shè)計） 14 圖 3— 2 主軸端部 表 3— 5 鏜床主軸端部尺寸（ GB2814— 89） 1D D d b L 1L 2L r 32 55 20 153 109 33 3 主軸各具體尺寸的確定 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 1D 2D 1d 2d 3d 4d 5d 6d 7d Md 32 20 55 60 55 50 45 40 35 46 1l 2l 3l 4l 5l 6l 7l ` 8l 9l 153 12 5 48 406 64 28 第四章 齒輪設(shè)計 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。 12u ＝12nn ＝ 125180 ＝ ＝ ? 13u ＝13nn ＝ 125250 ＝ 2＝ 2? 14u ＝14nn ＝ 125355 ＝ ＝ 3? 15u ＝15nn ＝ 125500 ＝ 4＝ 4? 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（鏜削動力頭及操作裝置設(shè)計） 15 16u ＝16nn ＝ 125710 ＝ ＝ 5? 確定齒輪的齒數(shù) 通過對上式進(jìn)行分析可以看出，傳動比 u 與公比 ? 始終有整次方的關(guān)系，同時考慮到機(jī)床上各零件加工的方便，在這里我們?nèi)C(jī)床上各傳動齒輪的模數(shù)相同。 通過查《金屬切削機(jī)床設(shè)計》 P61 頁表 得到齒輪齒數(shù)分別為： 表 4— 1 齒輪齒數(shù)表 1Z 2Z 3Z 4Z 5Z 6Z 7Z 21 39 25 35 30 30 20 8Z 9Z 10Z 11Z 12Z 13Z 14Z 40 35 25 20 40 44 44 所以， 主軸上齒輪齒數(shù) Z14 =44。 計算齒輪的寬度 對整個傳動系統(tǒng)示意圖進(jìn)行分析，可以看出軸 IV 上 12z 齒輪所承受的力最大。故在確定齒輪的寬度時，暫時以此齒輪進(jìn)行設(shè)計計算。 644 ??? npM （ 4— 1） ＝ ?? ＝ 174200 查《機(jī)械設(shè)計》教材 P222 表 由于我們設(shè)計的齒輪采用硬齒面，故取齒寬系數(shù) ?d? 。 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》教材 P223 圖 (c) 45 調(diào)質(zhì)鋼接觸疲勞極限 580lim ?H? mpa。 初步計算齒輪的接觸應(yīng)力： lim[ ] ??? （ 4— 2） 公式出處 —— 《機(jī) 械設(shè)計》 P226頁式 。 580 522? ? ? mpa 初步計算齒輪的直徑： 3lim4 1][12 uuMAdHddz??? ?? （ 4— 3） 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（鏜削動力頭及操作裝置設(shè)計） 16 查《機(jī)械設(shè)計》教材 P227 表 取 dA ＝ 85。 把以上各個參數(shù)代入式 4— 3 可得： 3 2 2 125 2 1 7 4 2 0 08512 ?????zd ＝ 120 mm 齒寬 12zdbd?? （ 4— 4） 120 36? ? ? mm 通過分析，變速箱的所有齒寬都取 35mm。綜合所設(shè)計機(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)簡單化，所以主軸上齒輪取齒寬 ： B=35mm 計算齒輪的模數(shù) 在前面對齒輪寬度計算時，我們分析并計算出 12z 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： mzd? （ 4— 5） 所以 ： 340120 ??? zdm mm 為了減少機(jī)床加工工藝的難度，在所設(shè)計的 主軸齒輪 采用相同的模數(shù) ，這也是滿足一對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： )(212/)(12111211 ddzzma ???? （ 4— 6） 公式出處 —— 《機(jī)械設(shè)計》 P212 頁表 即 ： 13 14( ) / 2a m z z?? 3 88 1322??? mm 分度圓直徑 d mz? 344?? =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)計課程設(shè)計手冊》表 4— 1 根據(jù)要求選擇 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（鏜削動力頭及操作裝置設(shè)計） 17 圖 4— 1 鍵 12 8 28?? GB 1096— 79 第五章 滾動軸承的選取 鏜床進(jìn) 行鏜削加工時 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。由于沒有 ? 50 雙列圓錐滾子軸承，就選用兩個 ? 50 圓錐滾子 軸承背對背安裝，中間用隔套 1 隔開，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 選取 后支撐選擇圓柱滾子軸承承受徑向力。 查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》 P64 頁表 6— 2選擇 N207E 圓錐滾子軸承。 圖 5— 2 N207E圓柱滾子軸承 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（鏜削動力頭及操作裝置設(shè)計） 18 根據(jù)實際經(jīng)驗得出，前軸承的精度對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。查《機(jī)械制造裝備設(shè)計》 ??8 P65 頁表 3— 3選擇，前軸承的精度等級為 P4，后軸承的精度等級為 P5。 第六章 主軸組件的 檢驗校核 鏜削切削力 在鏜床上鏜削加工與車床上鏜孔基本相似， 所以切削力的公式與車削加工切削力公式相同。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》 ??9 表 3— 1，如下表 6— 1： 表 6— 1 車削切削力的實驗計算公式 計算公式 切削力 主切削力 9 .8 F Z F ZXy nZ F Z P F ZF C a f v K? ? ? ? ? 吃刀抗力 9 . 8 F Y F YXy ny F Y P F YF C a f v K? ? ? ? ? 走刀抗力 9 .8 F X F XXy nX F X P F XF C a f v K? ? ? ? ? 公式中的系數(shù)與指數(shù)值 工件材 料 加工方式 刀具材料 刀具主副偏 角 主切削力 吃刀抗力 走刀抗力 灰 鑄鐵 HB 200 車外圓及鏜孔 硬質(zhì) 合金 rk 39。rk FZC FZX FZY n FYC FYX FYY n FXC FXX FXY n 45 10 92 0 54 0 46 0 45 0 123 0 61 0 24 0 工件材料的機(jī)械性能改變后，切削力的修正系數(shù) FK料 工件材料 主切削力 ZF 吃刀抗力 YF 走刀抗力 XF 灰鑄鐵 200HBK ????????Z料 F 200HBK ??Y料 F 200HBK ????????料 FX 根據(jù)前面所選鏜削三要素： α p=3mm， f =， Vmax=、 Vmin=。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（鏜削動力頭及操作裝置設(shè)計） 19 1） 主切削力 ZF 9 .8 F Z F ZXy nZ F Z P F ZF C a f v K? ? ? ? ? （ 6— 1） 將各數(shù)值代入上式得： 1 . 0 0 . 8 5 09 . 8 1 2 3 3 0 5 1 . 4 5 0 . 9 5 9 1 9 2 4ZF ? ? ? ? ? ? ?N 2） 吃刀抗力 YF 9 . 8 F Y F YXy ny F Y P F YF C a f v K? ? ? ? ? （ 6— 2） 將各數(shù)值代如上式得： 1 . 0 0 . 6 09 .8 6 1 3 0 .3 1 .4 5 0 .9 7 3 4 .1 3YF ? ? ? ? ? ? ?N 3） 走刀抗力 XF 9 .8 F X F XXy nX F X P F XF C a f v K? ? ? ? ? （ 6— 3） 將各數(shù)值代如上式得： 1 . 0 5 0 . 2 09 . 8 2 4 3 0 . 3 1 . 4 5 0 . 9 0 8 5 9 6 . 2 8XF ? ? ? ? ? ? ?N 4） 總切削力 F總 222x y zF F F F? ? ?總 （ 6— 4） = 2221 9 2 4 7 3 4 .1 3 5 9 6 .2 8?? = 為保證機(jī)床加工出來的零件 有足夠的精度，提高產(chǎn)品的合格率。因此必須對機(jī)床主軸進(jìn)行校核。 主軸剛度的驗算 主軸端部繞度 主軸端部的繞度值直接影響加工精度和表面粗糙度，因此必須加以限制，一般計算主軸端部最大繞度 B? 1） 支承的簡化 由于該主軸前支承處有兩個滾動軸承，可認(rèn)