【正文】 。軸環(huán)寬度 ，?h?6d???取 。2Vlm??（4）軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位均采用鍵聯(lián)接。 用 A 型平鍵，由手冊(cè)查得 A 型V??平鍵截面 （GB1096—79） ，鍵長(zhǎng)為 50mm，同時(shí)為了保證齒輪150,6Ah??與軸配合有良好的對(duì)中性，故選取齒輪輪轂與軸的配合為 。76Hn（5）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表 ，取軸端倒角為 ，各軸肩處的圓角半徑均為 1mm。[14]2?145??（6）求軸上的載荷在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取 值。對(duì)于 7207AC 型角接觸a球軸承，由手冊(cè)中查得 。因此，?。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖如圖 所示：37lm?31 圖 9 軸的彎矩圖和扭矩圖從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 B 是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出軸的受力情況。已知 56,25ABCDBClml??水平方向 12120NHttFF??對(duì) A 點(diǎn)求力偶得 ??122tBNHADtClll由上式求得 214035(62) N????????1212..1ttNH垂直方向3212120NVrFF???對(duì) A 點(diǎn)求力偶得 A?212NVBrrDlll由上式求得 N???????112...?87061NVa?表 9 危險(xiǎn)截面 B 的受力結(jié)果載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 152NF???? 209. 8V彎矩 M 173Hm?10Mm? 2 23. ? 46HN??總彎矩 2119670V??? 22184m 33HVM? 2449N?扭矩 T （7）按彎扭合成應(yīng)力校核的軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，只需對(duì)軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 B）的強(qiáng)度。根據(jù)[3]365 頁(yè)公式 15—5 及上表中的數(shù)值，并取 ，?????2 ??????前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由[3]355 頁(yè)表 15—1 查得 。因此 ，故安全。??15P? ??1ca???同理，對(duì)軸Ⅰ進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于軸Ⅰ小于以上兩軸得載荷，無(wú)需進(jìn)行強(qiáng)度校核。33確定最小直徑為 。???軸Ⅰ的具體結(jié)構(gòu)，如圖 所示：圖 10 軸Ⅰ的結(jié)構(gòu)圖 對(duì)所有選用鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核 已知軸Ⅰ上選擇鉤頭楔鍵 1087bhl?? 軸Ⅱ上選擇圓頭普通平鍵 250A? 軸Ⅲ上選擇圓頭普通平鍵 63l對(duì)所有鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核軸Ⅰ上鉤頭楔鍵已知 ，對(duì)鑄鐵和鋼 選擇 ，1680TNm??~2.?f ?。,7,3bmLd根據(jù) （59）12()ppGbf??????? )p?????????查表 3－3－3 鍵的連接的許用應(yīng)力 ，因此符合設(shè)計(jì)要求。0MPa軸Ⅱ上圓頭普通平鍵根據(jù) ， 得2ppTkld?????????2Tdbl???已知 ，23940Nm?1,50,4,42hLmdkm???。??MPa? （60） pTMPakld??????????34 （61）??? ??????軸Ⅲ上圓頭普通平鍵根據(jù) ， 得3ppkl??????32Tdbl已知 ，38910TNm??,6,2,5.,63152hbLkmlLbm?????。??MPa? pTMPakld???????????? ????以上選用鍵均滿足設(shè)計(jì)要求。 對(duì)承受較大載荷的圓錐滾子軸承進(jìn)行校核 在設(shè)計(jì)時(shí)由于圓錐齒輪反向配置，作用點(diǎn)前移，可減小懸臂長(zhǎng)度，增加剛性。對(duì)支撐軸進(jìn)行受力分析并進(jìn)行力的計(jì)算圖 11 支撐軸受力分析圖（62）31260()709.(1)2xDMFl ????刀 ＋ 3709.?3Nm?X 向 ————① （63）210axF??Y 向 ———— ② （64）2yr?35對(duì) B 點(diǎn)求力矩 —— ③ （65）120ryxFlM??對(duì) C 點(diǎn)求力偶得 —④ （66）1()l?由式①～④得 ????????求得 ??（1） 選擇圓錐滾子軸承型號(hào) 32922 1052,DTa????基本額定載荷 07.,.rrCkNkeY?（2） 計(jì)算兩軸承得內(nèi)部軸向力 ， 及軸向載荷 ，??? （67）170963745192xa???所以 ，F(xiàn)S????（3） 計(jì)算兩軸承得當(dāng)量載荷 P1，P2。軸承Ⅰ （68） e?由表 6120 查得 1,XY?工作中有中等沖擊故 1prPfF查表 ，取[4]6?.??軸承Ⅱ e??由表 查得[1]?2,??36工作中有中等沖擊故 （69）222()praPfxFY??()????(4) 計(jì)算軸承壽命 hL因?yàn)?，因此按 計(jì)算21?2（70）010663310175()() hnP???因此所選軸承滿足要求。 鏜刀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 鏜刀頭1) 鏜刀頭的截面形狀和尺寸鏜刀頭的截面形狀和它在鏜桿上的夾持方式對(duì)所鏜孔的質(zhì)量和生產(chǎn)率影響很大。鏜刀頭的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格，主要取決于鏜孔的直徑,它的夾持剛度大致上取決于所用鏜桿的尺寸大小。鏜刀頭的截面形狀常見的有方形和圓形兩種，尤以方形用的最普遍。這是因?yàn)榉降额^比圓刀頭加工時(shí)不易走動(dòng)，易取得正確的鏜孔精度，能承受較大的切削力。因此本設(shè)計(jì)中選擇方形。并查表 ,刀面截面尺寸和長(zhǎng)度與鏜孔直徑的關(guān)系。[10]52?選取截面為正方形 ，刀具的長(zhǎng)度為 140mm，選擇鏜桿直徑 80 mm。52?2) 刀具材料選取硬質(zhì)合金 。YT3) 刀具的幾何形狀鏜刀頭的幾何形狀主要取決于加工要求。選取主偏角為 的鏜刀頭，此刀頭的徑向切削力很小，大大減少切削過程90?中的振動(dòng)，適用于鏜通孔、階梯孔、和刮削端面。刀具的幾何角度如下：前角： 1r??主偏角： 90k后角： ?8~5?副偏角： 639。r負(fù)倒棱： ?????6~??或b刃傾角： 5??副后角： ?6~439。o?37刀尖圓弧倒角： ~80? 鏜桿選擇鏜桿材料選擇 45 鋼。由于鏜孔長(zhǎng)度最長(zhǎng)為 。29l初步設(shè)為 310mm，留出一部分間隙以免平旋盤與工件發(fā)生碰撞。 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)箱體材料選擇鑄鐵,它具有良好的減振性,按照箱體的經(jīng)驗(yàn)公式選擇箱體的壁厚為 。 10m??為了便于安裝加工,三根軸采取水平布置齒輪的最大直徑為 ,max260D?齒輪輪廓距頂蓋 ，則齒輪中心距上端距離 ，為了2c ax1152lc??使刀具不與導(dǎo)軌發(fā)生干涉,設(shè)置齒輪軸距底座的距離為 ，滑座與導(dǎo)軌的0距離為 70mm。根據(jù)電機(jī)長(zhǎng)度與平旋盤的相互位置，選擇主軸箱長(zhǎng)為 ，為了使415lm主軸箱相對(duì)于導(dǎo)軌對(duì)稱布置，以利于受力，設(shè)計(jì)主軸箱寬度為 。60?校核箱體關(guān)鍵部位的強(qiáng)度對(duì)支撐平旋盤的懸臂部分進(jìn)行受力分析計(jì)算。38垂 直 方 向 彎 矩垂 直 方 向水 平 方 向 彎 矩水 平 方 向圖 12 支撐平旋盤的懸臂部分受力分析、彎矩圖FaFrFaFr2 為圓錐滾子軸承對(duì)懸伸部分施加的力， 、39。1FNv、 為支撐主軸的角接觸球軸承對(duì)對(duì)懸伸部分施加的力。1FNvH由上述受力分析及彎矩圖可知 A 截面為危險(xiǎn)截面，危險(xiǎn)截面所受得總彎矩。（71）????軸向力 ???（72）mxaMFWA?已知 990,.8210ddDm???max 234()(1)2a????39(.8)(9)MPa??????????完全符合設(shè)計(jì)要求。??MPapmax??405 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)由于采用動(dòng)力箱移動(dòng)進(jìn)刀的方式實(shí)現(xiàn)軸向進(jìn)刀,因此需要在動(dòng)力箱下面固定一個(gè)能實(shí)現(xiàn)直線移動(dòng)的機(jī)械滑臺(tái),給滑臺(tái)固定在導(dǎo)軌上。由于軸向進(jìn)刀的功能是靠滑臺(tái)上滑座的移動(dòng)來(lái)完成，所以其移動(dòng)速度不能過快，要與動(dòng)力主軸箱的轉(zhuǎn)速相匹配，以保證切合理的切削量。導(dǎo)軌的材料選擇，根據(jù)擴(kuò)孔機(jī)受載較輕的特點(diǎn)，選擇 HT200，它是一種成本低、有良好減振性和耐磨性，易于鑄造和切削的加工材料。由于導(dǎo)軌所受傾覆力矩 ，屬于較小載荷類比臥式車床、普通89MNm??鏜銑床動(dòng)力頭導(dǎo)軌，選擇開式普通滑動(dòng)導(dǎo)軌。導(dǎo)軌的截面形式，采用基本導(dǎo)軌面與凸三角導(dǎo)軌組合，導(dǎo)軌截面選擇三角形 。90???由第 3 節(jié)力能參數(shù)計(jì)算得,當(dāng) 時(shí) 。當(dāng) ?,因主軸固定轉(zhuǎn)速 則軸向進(jìn)給速度為:?48/inr?1482/in??計(jì)算絲杠每分鐘轉(zhuǎn)速為: ???選擇絲杠 的梯形螺紋。60M?則絲杠每分鐘轉(zhuǎn) ～ 。/minr/inr計(jì)算進(jìn)給運(yùn)動(dòng)所需功率（73）60ffFVP??三角形導(dǎo)軌水平進(jìn)給力的計(jì)算（74）()zxKG???三角形和矩形導(dǎo)軌 ，選擇 。~??為當(dāng)量摩擦因素，鑄鐵副三角形導(dǎo)軌 選取 。? ~739。????（75）()??滑 座電 機(jī) 主 軸 箱85203kgkg?319.?7N則進(jìn)給力為 .() N????41進(jìn)給功率計(jì)算 ????查表 手輪（JB/T －1994）[4]12?選擇 B 型手輪 1,0,2dmDdM選擇把手查表 1－12－22，把手（JB/T －1994）選擇把手 BM 40?計(jì)算手輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和最大驅(qū)動(dòng)力已知手輪的作用直徑為 。3? （76）??由 得 。?手動(dòng)手柄得最大驅(qū)動(dòng)力為 。導(dǎo)軌的基本結(jié)構(gòu)如下圖 所示：圖 13 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)圖導(dǎo)軌兩側(cè)鑄造有圓孔,方便吊起導(dǎo)軌以上部件,便于調(diào)整擴(kuò)孔高度。導(dǎo)軌與支撐中箱的連接部分設(shè)計(jì)有四個(gè)調(diào)整螺釘，輔助調(diào)整導(dǎo)軌的位置，使孔的對(duì)正更加方便快捷。426 鏜刀強(qiáng)度及鏜桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算 1）對(duì)刀具進(jìn)行受力分析圖14 刀桿的受力分析圖刀具材料為 YT15，它的性能如下：表 10 刀具的性能（ ） HRA 抗彎強(qiáng)度（GPa） 抗壓強(qiáng)度（GPa） 彈性模量?3/gcm ～ 91 520～530 在受力分析時(shí)將刀具看為懸臂梁。其作用長(zhǎng)度為 。1406lDm??桿經(jīng)受力分析刀具受到兩方向的彎矩作用。對(duì)危險(xiǎn)處截面進(jìn)行應(yīng)力分析。圖 15 刀具截面應(yīng)力分析圖由疊加原理可知，d 點(diǎn)處的拉應(yīng)力最大，f 點(diǎn)得壓應(yīng)力最大。43（77）maxyAxAzfyFMW???（78）36zxb（79）mayAAzf??32()?2617946)????.???壓2）對(duì)刀桿進(jìn)行受力分析圖 16 刀桿的受力分析及彎矩圖44 （80）(4)1072x DMFl Nm?????桿刀（81）. 69z 桿刀 （82） ?刀4）分析危險(xiǎn)截面的危險(xiǎn)點(diǎn)C 點(diǎn)受到壓應(yīng)力及切應(yīng)力最大，微體受力處于組合應(yīng)力狀態(tài)。如圖 所示：圖 17 截面應(yīng)力圖（1） 求最大壓應(yīng)力max2yNzzMFAW??? Pad?????????（2） 求截面所受的最大切應(yīng)力 （83） ???（3）由彎扭壓第三強(qiáng)度理論對(duì)其進(jìn)行校核 （84）??233ax4. 10rT Ma????????（4） 從撓度與轉(zhuǎn)角對(duì)刀桿的穩(wěn)定性進(jìn)行校核XOZ 平面內(nèi)撓度（85）32,BZBZFllWEII???（86）,2eeyyMllXOZ 平面內(nèi)由疊加原理得45已知彈性模量 。, ????彎曲剛度 。 （87）??撓度 。 （88） ????在 XOY 平面內(nèi)。 （89） mEI ?????綜合以上兩方向的位移，求徑向最大撓度 262424()(.80)??????????求刀桿的扭轉(zhuǎn)角度已知切變模量 。47,32pdGPaI??則刀桿的扭轉(zhuǎn)角度為：（90）?????綜上可得，鏜桿有較高的穩(wěn)定性。467 工藝試驗(yàn)為了保證現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)孔加工一次成功預(yù)先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)孔加工工藝及專用設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)，檢驗(yàn)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，完善加工工藝參數(shù)和專用設(shè)備技術(shù)性能，保證設(shè)備和工藝萬(wàn)無(wú)一失。模擬工藝試驗(yàn)要達(dá)到以下目的：（1）檢驗(yàn)專用設(shè)備的各種性能指標(biāo)是否達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，對(duì)存在的問題和缺陷進(jìn)行及時(shí)的完善和改進(jìn)。（2）培訓(xùn)操作工人，提高操作者的技術(shù)和對(duì)專用設(shè)備的熟練程度。（3）試驗(yàn)、優(yōu)化加工工藝參數(shù)，提高將來(lái)現(xiàn)場(chǎng)加工的速度。47結(jié) 論 通過畢業(yè)實(shí)習(xí)，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的多種擴(kuò)孔方法，參考現(xiàn)有設(shè)計(jì)文獻(xiàn)、現(xiàn)有專用擴(kuò)孔機(jī)結(jié)