【正文】 長(zhǎng) 春 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 21 2） 計(jì)算 （ 1） 試計(jì)算小齒輪分度圓直徑 td1 ，代入 ][ H? 中較小的值 2131 2( 1 ) 23 []tEtHk T u Zd du??? ? ? ?? ?? = 2321 . 3 1 5 1 4 6 ( 2 . 6 6 1 ) 1 8 9 . 82 . 3 2 3 0 . 7 9 51 2 . 6 6 6 4 6 mm? ? ? ? ??? （ 2） 計(jì)算圓周速度 v 1 3 0 .7 9 5 7 1 5 1 .1 5 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdnv m s? ? ??? ? ???驅(qū) （ 3） 計(jì)算齒寬 1 1 d d?? ? ? ? ? （ 4） 計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h 模數(shù) 1 / / 21 d z m m? ? ?驅(qū) 齒高 h= 2. 25 1. 47 5 3. 31 9tm mm? ? ? b/h=（ 5） 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) v=， 7 級(jí)精度，由〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉〉圖 108 查得動(dòng)載系數(shù)vK =； 直齒輪，假設(shè) bFK tA / 〈 100N/mm。由表 103查得 ????； 由表 102查得使用系數(shù) ? ； 由表 104查得 7 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)， 2 2 31 . 1 2 0 . 1 8 ( 1 0 . 6 1 ) 1 0 . 2 3 1 0 3 0 . 9 7 5 1 . 4 1 5HK ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?； 由 b/h=， ? ? 查圖 1013 得 ? ? 故載荷系數(shù) 1 . 2 5 1 . 0 6 1 . 4 1 . 4 1 5 2 . 6 2 4A V H HK K K K K??? ? ? ? ? ? （ 6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算 得 的 分 度 圓 直 徑 ， 由 式3311 / 3 0 . 7 9 5 2 . 6 2 4 / 1 . 2 3 9 . 9 7 1ttd d K K m m m m? ? ? ? （ 7） 計(jì)算模數(shù) m 11/ 3 9 .9 7 1 / 2 1 1 .9 0 3m d z m m? ? ? 3．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式 )][(23 21 1 FY F aY SadzKTm ??? 長(zhǎng) 春 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 22 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （ 1） 由〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉〉圖 1020b 查得驅(qū)動(dòng)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限1 620FE MPa? ? ； Z8齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)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(jì)算彎曲疲勞許 用應(yīng)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(jì)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(yīng)力校正系數(shù) 由表 105可查得 , SaYY?? （ 7） 計(jì)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(shè)計(jì)計(jì)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(duì)比計(jì)算結(jié)果，有齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)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(qiáng)度算得的模數(shù) ，并根據(jù)驅(qū)動(dòng) 齒輪特點(diǎn)就近圓整和組合機(jī)床通用齒輪的規(guī)格，所以選 m=3。 4. 幾何尺寸計(jì)算 長(zhǎng) 春 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 23 1） 計(jì)算分度圓直徑 mmmzd 6332111 ???? 22 56 3 11 8d z m m m? ? ? ? 2） 計(jì)算中心距 12( ) / 2 ( 6 3 1 1 8 ) / 2 9 0 .5a d d m m? ? ? ? ? 5. 驗(yàn)算 112 2 1 5 1 4 6 48063t TFNd ?? ? ? 1 4 8 0 1 5 / 1 0 0 /32AtKF N m m N m mb ?? ? ?，合適 所以， 21Z ?驅(qū) ， 739。Z =56， 39。3mm??7 驅(qū) 同上， 7 60Z? ， 1 2 3 4 5 6 32Z Z Z Z Z Z? ? ? ? ? ? 7 1 2 3 4 5 6 3m m m m m m m? ? ? ? ? ? ? 其驗(yàn)算過(guò)程這里不再重復(fù)。 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 多軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè) 計(jì)，就是通過(guò)一定的傳動(dòng)鏈把動(dòng)力箱輸出軸 (亦稱多箱驅(qū)動(dòng)軸 )傳進(jìn)來(lái)的動(dòng)力和轉(zhuǎn)速按要求分配到各主軸。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞，將直接影響多軸箱的質(zhì)量、通用化程度、設(shè)計(jì)和制造工作量的大小以及成本的高低。 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)在保證主軸強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求使主要傳動(dòng)件 (主軸、傳動(dòng)軸、齒輪等 )的規(guī)格少，體積?。灰虼?，在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，要注意下面幾點(diǎn)： (1)盡量用一根中間軸帶動(dòng)多根主軸。當(dāng)齒輪嚙合中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可用變位齒輪或略變傳動(dòng)比的方法解決。 (2)一般情況下，盡量不采用主軸帶 動(dòng)主軸的方案，因?yàn)檫@會(huì)增加主動(dòng)主軸的負(fù)荷。如果遇到主軸分布密集而切削負(fù)荷又不大時(shí)，為了減少中間軸，也可用一根主軸帶 2~1 根或更多根主軸的傳動(dòng)方案。 (3)為了使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)副的最佳傳動(dòng)比為 ~1 ，在多軸箱后蓋內(nèi)的第Ⅳ排 (或第Ⅴ排 )齒輪，根據(jù)需要，其傳動(dòng)比可以取大些，但一般不超過(guò))~3( 。 (4)根據(jù)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩成反比的道理，一般情況下如驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較高時(shí)，可采用逐步降速傳動(dòng)；如 驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較低時(shí)可先使速度升高一點(diǎn)再降速；這樣可使傳動(dòng)鏈前面幾根軸、齒輪等在較高轉(zhuǎn)速下工作，結(jié)構(gòu)可小些。組合機(jī)床多軸箱的傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)與普通機(jī)床差異較大，其一是由于傳動(dòng)鏈較短，難分前后。另外，經(jīng)常是一中間傳動(dòng)軸帶多根主軸。所以，合理安排結(jié)構(gòu)往往成為設(shè)計(jì)的主要矛盾。如果為了使主軸上的齒輪長(zhǎng) 春 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 24 不過(guò)大，最后一級(jí)經(jīng)常采用升速傳動(dòng)。 (5)粗加工切削力大，主軸上齒輪應(yīng)盡量安排靠近前支承，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。 (6)齒輪排數(shù)可按下面方法安排 1)不同軸上齒輪不相碰撞，可放在箱體同一排上。 2)不同軸上齒輪與軸或軸套不相碰，可 放大箱體內(nèi)不同排上。 3)齒輪與軸相碰，可放在后蓋內(nèi)。 另外，應(yīng)注意驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的傳動(dòng)軸數(shù)不要超過(guò)兩根，否則會(huì)給裝配帶來(lái)困難；如果遇到粗、精加工合一的多軸箱，其粗、精傳動(dòng)路線最好分開(kāi)。 組合機(jī)床加工的零件是多種多樣的，結(jié)構(gòu)也是各不相同的，但可根據(jù)零件上孔的分布來(lái)合理的排列主軸。 數(shù)據(jù)計(jì)算 六根主軸轉(zhuǎn)速均為： 500 minrn ?主 驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為： 720 minrn ?驅(qū) 各主軸和各傳動(dòng)軸的軸徑確定前面已有詳細(xì)說(shuō) 明，關(guān)于各主軸和各傳動(dòng)軸的校核這里不在詳細(xì)敘述。 本設(shè)計(jì)方案中油泵安排在第 I 排，采用 212?R 型葉片根據(jù)實(shí)際嚙合參數(shù)來(lái)選擇齒數(shù)。本書將不做詳細(xì)說(shuō)明。 4 鉆孔專用夾具 設(shè)計(jì) 概述 機(jī)床夾具是工件在切削加工過(guò)程中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固的夾緊保持工件位置不變和準(zhǔn)確確定工件被加工部位和刀具的相對(duì)位置，即將工件定位、夾緊，以完成加工所需的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的工藝裝備。從而達(dá)到可靠的保證工件的加工質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率及降低成本，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床工藝性能 的目的。在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中，工件的裝夾是通過(guò)機(jī)床夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。機(jī)床夾具是工藝系統(tǒng)的重要組成部分，它在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。 機(jī)床夾具的作用 1保證加工精度 用機(jī)床夾具裝夾工件，能準(zhǔn)確確定工件與刀具、機(jī)床之間的相對(duì)位置關(guān)系，可以保證加工精度。 長(zhǎng) 春 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 25 2提高生產(chǎn)率 機(jī)床夾具能快速地將工件定位和夾緊，可以減少輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 3減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 機(jī)床夾具采用機(jī)械、氣動(dòng)、液壓夾緊裝置，可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 4擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 利用機(jī)床夾具，能擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍，例如，在車床或鉆床上使用鏜 ?？梢源骁M床鏜孔，使車床、鉆床具有鏜床功能。 機(jī)床夾具的分類 1 按夾具的應(yīng)用范圍分類 1）通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，且有較大適用范圍的夾具，例如，車床用的三爪自定心卡盤和四爪單動(dòng)卡盤，銑床用的平口鉗及分度頭等。 2）專用機(jī)床夾具 專用機(jī)床夾具是針對(duì)某一工件的某道工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)制造的夾具。專用機(jī)床夾具適于在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、產(chǎn)量較大的場(chǎng)合使用。 3）組合夾具 組合夾具是用一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件組裝而成的夾具。組合夾具結(jié)構(gòu)靈活多變，設(shè)計(jì)和組裝周期短，夾具零部件能長(zhǎng)期重復(fù)使用，適 于在多品種單件小批量生產(chǎn)或新品種試制等場(chǎng)合應(yīng)用。 4）成組夾具 成組夾具是在采用成組加工時(shí)，為每各零件組設(shè)計(jì)制造的夾具，當(dāng)改換加工同組內(nèi)另一種零件時(shí)，只需調(diào)整或更換夾具上的個(gè)別零件，即可進(jìn)行加工。成組夾具適合在多品種、中小批量生產(chǎn)中應(yīng)用。 5）隨行夾具 它是一種在自動(dòng)線上使用的移動(dòng)式夾具，在工件進(jìn)入自動(dòng)線加工之前，先將工件裝在夾具中，然后夾具連同被加工工件一起沿著自動(dòng)線依次從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位，直到工件在退出自動(dòng)線加工時(shí)，才將工件從夾具中卸下。隨行夾具是一種始終隨工件一起沿著自動(dòng)線移動(dòng)的夾具 2 按使 用機(jī)床類型分類 機(jī)床類型不同，夾具結(jié)構(gòu)各異，由此可將夾具分為車床夾具、轉(zhuǎn)床夾具、銑床夾具、鏜床夾具、磨床夾具和組合機(jī)床夾具等類型。 3 按夾具動(dòng)力源分類 按夾具所使用的夾緊動(dòng)力源，可將夾具分為手動(dòng)夾緊夾具、氣動(dòng)夾緊夾具、液壓夾緊夾具、氣液聯(lián)動(dòng)夾緊夾具、電磁夾具、真空夾具等類型。 專用機(jī)床夾具的組成 夾具一般由下列元件或裝置組成。 1. 定位元件 定位元件是用來(lái)確定工件正確位置的元件。被加工工件的定位基面與夾具定位元件直接接觸或相配合?！皻飧咨w”采用定位板作為定位元件 2. 夾緊裝置 夾緊裝置是使工件在外力 作用下仍能保持其正確定位位置的長(zhǎng) 春 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 26 裝置?！皻飧咨w”采用壓板作為夾緊裝置。 3. 對(duì)刀元件、導(dǎo)向元件 對(duì)刀元件、導(dǎo)向元件是指夾具中用于確定（或引導(dǎo)）刀具相對(duì)于夾具定位元件具有正確位置關(guān)系的元件，例如：鉆套、鏜套、對(duì)刀塊等。 4. 連接元件 夾具連接元件是指用于確定夾具在機(jī)床上具有正確位置并與之聯(lián)接的元件，例如安裝在銑床夾具底面上的定位鍵等?！皻飧咨w”采用螺栓作為連接元件。 5. 其他元件及裝置 根據(jù)加工要求，有些夾具尚需設(shè)置分度轉(zhuǎn)位裝置、靠模裝置、工件抬起裝置和輔助支承等裝置。 6. 夾具體 夾具體是用于聯(lián)接夾具元件和有關(guān)裝置 使之成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件，夾具通過(guò)夾具體與機(jī)床聯(lián)接。 定位元件、夾緊裝置和夾具體是夾具的基本組成部分，其它部分可根據(jù)需要設(shè)置。 工件夾具的設(shè)計(jì) 根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特征和工藝要求，并參考《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 v 制定夾具部件的結(jié)構(gòu)。 本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床夾具，在仔細(xì)閱讀零件圖后，了解零件的作用，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，材料和技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)和加工工藝方案等的基礎(chǔ)上擬定了夾具結(jié)構(gòu)方案，采用一面和以定位銷來(lái)限制六個(gè)自由度， 采用 液壓夾緊，工件定位夾緊后，可以保證工件位置正確，這樣定位夾緊方案可以保證基準(zhǔn)重合，定位誤差 很小。 由于本方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 裝卸工件方便、 易于維護(hù)和成本低，因此最終選取本方案。具體結(jié)構(gòu)請(qǐng)參考“夾具圖” 。 工件在夾具中的定位