【導(dǎo)讀】果好、生產(chǎn)率高等。本次設(shè)計(jì)的題目是銑削組合機(jī)床及主軸組件。首先針對(duì)所要加工的零件入手，在設(shè)計(jì)主軸組件時(shí)，以主軸為線(xiàn)索，在滿(mǎn)足剛度、精度等要求下，完成其它。所有零件的設(shè)計(jì)。1）保證零件圖樣上所有技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)。3）在滿(mǎn)足技術(shù)要求和生產(chǎn)綱領(lǐng)要求的前提下，要求工藝成本最低，低耗節(jié)能。4）盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)安全。

　　

【正文】 程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 43 頁(yè)表 317，如圖 215 所示；主軸上的小孔的結(jié)構(gòu)參數(shù)可查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 61頁(yè)表 58，如圖 216 所示： 其中，緊定螺釘?shù)膮?shù)有： M8 ， l=10， dp =， n= , t=2 圖 214 兩推力球軸承內(nèi)用套筒結(jié)構(gòu)參數(shù) 軸上固定螺釘用的孔的參數(shù)有： d1 =6， c1 =5， h1 ≥ 5 圖 215 開(kāi)槽平端緊定螺釘 圖 216 軸上固定螺釘用的孔 前、后支承的軸承蓋 為了保證軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止外界雜物進(jìn)入影響軸承的使用壽命，前、后軸承應(yīng)安裝上軸承蓋，并將其固定在套筒上，與主軸配合處采用間隙配合，初步設(shè)計(jì)如下圖 21 218 所示： 圖 217 前支承用軸承蓋 其中， d=124， D=153 圖 218 后支承用軸承蓋 其中， d=64， D=153， a=5， b=55 主軸用套筒及其鎖緊部分 根據(jù)前面的計(jì)算和設(shè)計(jì)，可以直接得到主軸用套筒的結(jié)構(gòu)及參數(shù)如圖 219所示： 套筒的鎖緊部分采用彈性套，當(dāng)調(diào)節(jié)螺栓時(shí)，彈性套就會(huì)隨之變形，從而鎖緊或松開(kāi)套筒。主軸需要軸向移動(dòng)（調(diào)節(jié)）時(shí)，便松開(kāi)螺栓，彈性套也隨之松開(kāi)套筒， 調(diào)節(jié)完主軸軸向位置后，應(yīng)擰緊螺栓以鎖緊主軸。 同時(shí)，彈性套和螺栓固定在主軸組件的箱體上，彈性套的結(jié)構(gòu)及其參數(shù)如下圖 220所示： 鎖緊螺栓的結(jié)構(gòu)及其參數(shù)可查《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 102 頁(yè)表 69，取 M24螺栓， 圖 219 主軸用套筒的結(jié)構(gòu)及參數(shù) 結(jié)構(gòu)如下圖 221所示，參數(shù)有： l=100， b=54， c=， da =， d maxs =24， d minw =， emin =40， fmax =4，k=15， k′ min =， r=， s=36， l mins =31， l maxg =46 圖 220 彈性套結(jié)構(gòu)及參數(shù) 主軸尾部的內(nèi)花鍵 組合銑床的主軸組件和傳動(dòng)裝置采 用花鍵連接，查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第 468 頁(yè)表 86，花鍵采用外徑定心方式，其特點(diǎn)是：定心精度高，加工方便，外花鍵的外徑可在普通機(jī)床上加工至所需的精度。內(nèi)花鍵的硬度不高時(shí)，可由拉刀保證其外徑精度。結(jié)構(gòu)如圖 222 所示，參數(shù)可查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第 468 頁(yè)表 87，有： d=42， N=8， D=46， B=8 圖 221 鎖緊螺栓的結(jié)構(gòu)及參數(shù) 圖 222 主軸尾部的 內(nèi)花鍵結(jié)構(gòu)及參數(shù) 主軸組件軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 主軸組件的軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用一對(duì)圓錐齒輪并經(jīng)絲杠螺母手動(dòng)調(diào)節(jié)。它具有傳動(dòng)比小，傳動(dòng)精度高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，能自鎖等特點(diǎn)。絲杠主要承受軸向力，故采用兩推力球軸承作為絲杠的支承，螺母支承的軸和主軸套筒上的孔相配合，實(shí)現(xiàn)主軸的軸向調(diào)節(jié)。該絲杠螺母支承簡(jiǎn)圖如圖 223所示： 絲杠螺紋 絲杠采用梯形螺紋，其牙根強(qiáng)度高，螺紋副對(duì)中性好，加工時(shí)可以銑和磨，工藝簡(jiǎn)單。查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第 413 頁(yè)，取螺紋直徑為 36，其余參數(shù)有： 圖 223 絲杠螺母支承簡(jiǎn)圖 P=6， d=36， d2 =33， d3 =29， l=70 絲杠軸承的選擇 絲杠的調(diào)節(jié)精度直接影響主軸軸向移動(dòng)精度，而絲杠的精度除靠梯形螺紋自身保證外，還靠支承的精度保持，故需考慮支承精度。該絲杠采用兩相同推力球軸承承受軸向力，其精度應(yīng)選用常用的 D 級(jí)精度軸承，查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第 365 頁(yè)，選用推力球軸承的型號(hào)為 8209，其結(jié)構(gòu)如下 圖 224 所示，相關(guān)參數(shù)有： d=45， d1 =， D=73， H=20， D1 =55， D2 =63 圖 224 推力球軸承（ GB30184）結(jié)構(gòu)參數(shù)及安裝尺寸 絲杠螺母 將絲杠的螺母制成一端具有螺紋孔的短軸，其內(nèi)螺紋為 M36 6 的梯形螺紋，與絲杠配合，軸徑取為 20，從螺母中心到軸端距離取為 75，軸端與套筒采用過(guò)盈配合，以保證軸向位置的調(diào) 節(jié)精度。 絲杠中段螺紋 絲杠中段制成三角螺紋，直徑為 M42，螺距 P=，與之相配合的軸承擋圈仍為 M42 ， d1 =， d2 =， l=10， D=55。 絲杠上的內(nèi)隔套 絲杠大端直徑為 45，所以?xún)?nèi)隔套的內(nèi)徑也為 45，相關(guān)結(jié)構(gòu)及參數(shù)可查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第 385 頁(yè)，結(jié)構(gòu)如下圖 225 所示，參數(shù)有： d=45， D=55， l=20 圖 225 內(nèi)隔套的結(jié)構(gòu)及其參數(shù) 絲杠上調(diào)節(jié)用錐齒輪 調(diào)節(jié)主軸軸向位置的手柄與絲杠垂直，故采用交角為 90176。（正交）的直齒圓錐齒輪。為了保證軸向調(diào)節(jié)的可靠，取該嚙合的兩錐齒輪傳動(dòng)比為 i=1，既不用減速，也不用增速。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第 207 頁(yè)表 中，可知其精度等級(jí)范圍取8～ 10 級(jí)即可。為了更好地保證軸向調(diào)節(jié)精度，故取 8 級(jí)精度最佳。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)通用手冊(cè)》第 1032 頁(yè)圖 195，初取齒數(shù) Z=18，分度圓直徑 d=60，則有： m=zd =1860 ≈ 再查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第 206 頁(yè)表 ，取其相近值 ，即 m=，有： d=mz= 18= 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)通用手冊(cè)》第 1030 頁(yè)表 192，可計(jì)算出： 分度圓直徑 d: d1 =d2 = 齒數(shù) z: z1 = z2 =18 大端模數(shù) m: m= d1 /z= d2 /z= 節(jié)錐角 ? : ? 1 =arc tgz1 /z2 =45176。， ? 2 =90176。 ? 1 =45176。 錐距 R: R= d1 /2sin? 1 = d2 /2sin? 2 = 齒寬 b： b1 =b2 ≤ R? R≤ ≤ (R? ≤ ，齒寬系數(shù) ) 變位系數(shù) x： x1 =x2 =[1(z1 /z2 )2 ]=0 齒頂高 ha : ha 1 =m(1+ x1 )=， ha 2 =m(1 x2 )= 齒根高 hf : hf 1 =m( x1 )=， hf 2 =m(+ x2 )= 齒頂間隙 c: c== 齒根角 f? : f? 1 =arc tg hf 1 /R≈ 176。， f? 2 =arc tg ha 2 /R≈ 176。 齒頂角 a? : a? 1 =arc tg ha 1 /R≈ 176。， a? 2 =arc tg ha 2 /R≈ 176。 齒頂圓錐角 ? a : ? a 1 =? 1 + a? 1 =45176。 +176。 =176。 ? a 2 =? 2 +a? 2 =176。 齒根圓錐角 ? f : ? f 1 =? 1 f? 1 =176。， ? f 2 =? 2 f? 2 =176。 齒頂圓直徑 da : da 1 = d1 +2ha 1 cos? 1 =， da 2 = d2 +2ha 2 cos? 2 = 節(jié)錐頂點(diǎn)到輪冠距離 Ak : Ak 1 = d2 /2 ha 1 sin? 1 =， Ak 2 =d1 /2 ha 2 sin? 2 = 箱體設(shè)計(jì) 根據(jù)機(jī)床總體 設(shè)計(jì)方案圖可知，箱體的大致結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體。但是，為了滿(mǎn)足體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、效率高及質(zhì)量好的要求，需對(duì)箱體做進(jìn)一步的分析和設(shè)計(jì)： 第一，箱體的頂部，為了安裝、調(diào)試和維修軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)方便，需設(shè)置一箱體蓋，用四顆螺釘聯(lián)接在箱體上。示意圖如圖 226 所示；為了安裝軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，箱蓋下面需留出 圖 226 箱體蓋 一定量的空間，其中包括留出軸向 70mm 的空間供軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)軸向調(diào)節(jié)，這就減小了箱體的剛度和強(qiáng)度。為此，此處箱體的最小徑向尺寸 不得小于 15mm。 第二，主軸尾端，采用花鍵傳遞動(dòng)力，故此處箱體還應(yīng)與變速箱相連，應(yīng)設(shè)計(jì)出相應(yīng)的螺紋孔。 第三，夾緊套筒用的彈性套，安裝在箱體與套筒間，此處箱體應(yīng)設(shè)計(jì)出足夠的空間；彈性套外面的鎖緊螺栓仍與箱體聯(lián)接，為了擰緊螺栓方便，此處箱體應(yīng)設(shè)計(jì)出供操作螺栓用工具的合理空間。 4 結(jié)論 組合機(jī)床是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專(zhuān)用部件組成的一種高生產(chǎn)率機(jī)床。它具有自動(dòng)化程度較高，加工質(zhì)量穩(wěn)定，工序高度集中等特點(diǎn)，因此，組合機(jī)床在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。目前，組合機(jī)床的研制正向高效、高精 度、高自動(dòng)化和柔性化方向發(fā)展。 三個(gè)月左右的時(shí)間，我綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)課程和技術(shù)基礎(chǔ)課程的基本知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際來(lái)進(jìn)行分析，解決實(shí)際工程中的問(wèn)題，完成了銑削組合機(jī)床及主軸組件的設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)，讓我掌握了設(shè)計(jì)金屬切削機(jī)床的基本程序和方法；鞏固、深化和擴(kuò)展了我對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)課程和技術(shù)基礎(chǔ)課程的知識(shí)，樹(shù)立了我正確的工程設(shè)計(jì)思想；培養(yǎng)了我查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算、繪圖、數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等方面的能力。 致 謝 本課題是在王老師的指導(dǎo)下完成的。王老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 和踏實(shí)的工作作風(fēng)使我受益非淺。她的指導(dǎo)使我學(xué)到了很多書(shū)本上學(xué)不到的東西，使我的知識(shí)得到了很大的豐富。在此，我要衷心地感謝王老師，感謝她在設(shè)計(jì)中給予我的幫助，讓我在大學(xué)生活的最后階段，得到了很多。 同時(shí)在此感謝那些在課題的完成過(guò)程中給予了大量的支持和幫助的老師和同學(xué)，是他們的鼎力相助才使我的設(shè)計(jì)得以圓滿(mǎn)完成。 除此之外，我還要感謝和我一起搞設(shè)計(jì)的同學(xué)們。在設(shè)計(jì)中，我們互相幫助，相互學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。由此我感覺(jué)到團(tuán)隊(duì)的智慧與力量。也正因?yàn)槲覀兊南嗷ビ懻?，相互合作，才使得我在這次設(shè)計(jì)中收獲頗多。 再次向各位給予我 幫助、指導(dǎo)和鼓勵(lì)的老師，同學(xué)們致以衷心的感謝 參 考 文 獻(xiàn) [1] 大連組合機(jī)床研究所 .組合機(jī)床設(shè)計(jì)第一冊(cè)（第一版，機(jī)械部分 ） [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1975年 6月 [2] 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，大連鐵道學(xué)院，吉林工學(xué)院 .組合機(jī)床設(shè)計(jì)（第 1版） [M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1985年 9月 [3] 《組合機(jī)床》編寫(xiě)組 .組合機(jī)床講義 (第 1版 )[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 1972年 4月 [4] 謝家瀛 .組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) (第 1版 )[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1994年 2月 [5] 大連組合機(jī)床研 究所 .組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè) (第 1版 )[M].機(jī)械工業(yè)出版社，北京： 1975年 11月 [6] 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院 .實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上、下冊(cè) (第 1版 )[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社， 1985年 7月 [7] 張展 .機(jī)械設(shè)計(jì)通用手冊(cè) (第 1版 )[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)出版社， 1984年 5月 [8] 《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》編寫(xiě)組 .金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)（修訂本，第 1 版） [M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1985年 5月 [9] 《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》編寫(xiě)組，吉林工業(yè)大學(xué)，吉林工學(xué)院，東北工學(xué)院 .金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)上、下冊(cè) (第 1版 ).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1979年 11月 [10] 大連工學(xué)院戴曙 .金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1981年 7月 [11] 范云漲，陳兆年 .金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) (第 1版 )[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1994年 7月 [12] 李洪 .機(jī)械制造工藝金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo) (第 1版 )[M].沈陽(yáng)：東北工學(xué)院出版社， 1989年 3月 [13] 唐金松 .簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) (第 1版 )[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1992年 6月 [14] 劉鴻文 .材料力學(xué) I(第 4版 )[M].高等教育出版社， 2021年 1月 [15] 邱宣懷等 .機(jī)械設(shè)計(jì) (第 4版 )[M].北京：高等教育出版社， 1997年 7月 [16] 清華大學(xué)吳宗澤，北京科技大學(xué)羅圣國(guó) .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) (第 2 版 )[M].北京：高等教育出版社， 1999年 6月 [17] 黃鶴汀 .機(jī)械制造裝備 (第 1版 )[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021年 7月 [18] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)李益民 .機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) (第 1 版 )[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1994年 7月