【導讀】西焦曬圖復制；《機床夾具設計手冊》，上?？茖W技術(shù)出版社。4設計（論文）完成的主要內(nèi)容：—75拖拉機變速箱體機械加工工藝規(guī)程，2．進行新銑削四個定位平面組合機床的總體方案設。3．完成本組合機床銑削頭的運動、強度和結(jié)構(gòu)設計。個定位平面組合機床尺寸聯(lián)系圖一張?！?進行主運動的運動、強度和動力計算，繪制出銑。削頭部的裝配展開圖一張。制出主軸零件圖一張。○5編寫畢業(yè)說明書一套。床的機械結(jié)構(gòu)、主軸箱及該組合機床總體方案設計，并對該機床專用夾具設計。

　　

【正文】 1 9 HB350 1 HB350 1 表三 鋼制圓柱齒輪運載荷系數(shù) 2K mZd ?? 11? 齒輪對稱布置于兩軸之間 齒輪非對稱布置于兩軸之間 齒輪懸臂安裝 軸的剛度高 軸的剛度較低 1 1 1 ~ ~ ~ ~ 表四 齒向載荷分布系數(shù) 3K Z Y Z Y Z Y 14 22 39 15 24 42 16 26 45 17 28 50 18 30 65 19 33 80 21 36 〉 100 表五 標準齒輪的齒形系數(shù) Y 26 mmmj 3 75013 690 300 ???? ?????? ? mmmw ???? ????? ? 綜合以上計算，取 m=3。 齒輪材料 許用應力 材料 熱處理 機械性能 接觸應力j? 彎曲應力 w? 強度限 屈服限 硬度 45 正火 610 360 HC229 750 190 45 調(diào)質(zhì) 750 450 HB=220~250 600 220 45 整淬 1200 1000 HRC=40~50 1100 320 45 高頻淬火 HRC=52~57 1370 280 40Cr 調(diào)質(zhì) 1000 800 HB=250~280 650 275 40Cr 整淬 1500 1300 HRC=46~51 1250 385 40Cr 高頻淬火 HRC=50~55 1370 354 20Cr 滲碳淬硬 800 600 HB=180~250 1650 297 20CrMnTi SC59 1000 800 HB=240~380 1750 354 12CrNi3 SC59 950 700 HB=220~300 1750 340 HT2030 200 HB=170~241 340 82 HT3054 300 HB187~255 340 111 表六 許用應力 第二對齒輪的計算 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) ○1 選用直齒圓柱齒輪傳動 ○2 變速箱為一般工作機器，速度不高，故選用 7級精度（ GB1009588）。 ○3 材料選擇。由常用齒輪材料及其力學特性表，選擇小齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS。大齒輪材料為 45鋼，硬度為 200HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 ○4 選小齒輪齒數(shù) 1Z =22，大齒輪齒數(shù) 2Z =33。 齒輪彎曲疲勞的估算： 27 mmmw 3 ???大 mmm w 3 ???小 齒面點蝕的估算： mmnNAj3370?= 3 ? mmm j ??? 根據(jù)估算所得 wm ， jm 中較大的值，取模數(shù) m= 。 計算（驗算） 已知， N= min/750rnj ? 20?m? 221?z ? ? ?????? ii ??K ?K ?K ?K ?Y mmmj 3 ???? ?????? ? mmmw ???? ????? ? 綜合以上計算，取 m=3。 第三對齒輪的計算 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) ○1 選用直齒圓柱齒輪傳動 ○2 變速箱為一般工作機器，速度不高，故選用 7級精度（ GB1009588）。 ○3 材料選擇。由常用齒輪材料及其力學特性表，選擇小齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS。大齒輪材料為 45鋼，硬度為 200HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 28 ○4 選小齒輪齒數(shù) 1Z =27，大齒輪齒數(shù) 2Z =37。 齒輪彎曲疲勞的估算： mmmw 3 ???大 mmm w 3 ???小 齒面點蝕的估算： mmnNAj3370?= 3 ? mmm j ??? 根據(jù)估算所得 wm ， jm 中較大的值，取模數(shù) m= 。 1． 計算（驗算） 已知， N= min/500rnj ? ?m? 271?z ? ? ?????? ii ??K ?K ?K ?K ?Y mmmj 3 ???? ?????? ? mmmw ???? ????? ? 綜合以上計算，取 m=。 第四對齒輪的計算 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) ○1 選用直齒圓柱齒輪傳動 29 ○2 變速箱為一般工作機器，速度不高，故選用 7級精度（ GB1009588）。 ○3 材料選擇。由常用齒輪材料及其力學特性表，選擇小齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS。大齒輪材料為 45鋼，硬度為 200HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 ○4 選小齒輪齒數(shù) 1Z =19，大齒輪齒數(shù) 2Z =71。 齒 輪彎曲疲勞的估算： mmw 3 ???大 mmm w 3 ???小 齒面點蝕的估算： mmnNAj3370?= 3 ? mmm j ??? 根據(jù)估算所得 wm ， jm 中較大的值，取模數(shù) m= 。 計算（驗算） 已知， N= min/365rnj ? ?m? 191?z ? ? ?????? ii ??K ?K ?K ?K ?Y mmmj 3 36536 000 300 ???? ?????? ? mmmw ???? ????? ? 綜合以上計算，取 m=。 30 軸的計算 軸的計算通常都是在初步完成結(jié)構(gòu)設計之后進行校核計算，計算準則是滿足軸的強度或剛度要求，必要時還應校核軸的振動穩(wěn)定性。 進行軸的強度校核計算時，應根據(jù)軸的具體受載及應力情況，采取相應的計算方法，并恰當?shù)倪x取其許用應力。對于僅僅承受扭矩 的軸，應按扭轉(zhuǎn)強度條件計算；對于具體承受彎矩的軸，應按彎曲強度條件計算，需要時還應按疲勞強度條件進行精確校核。 按扭轉(zhuǎn)強度條件計算。這種方法是只按軸所受的扭矩來計算軸的強度；如果還受有不大的彎矩里，則用降低許用扭轉(zhuǎn)切應力的辦法予以考慮。在作軸的結(jié)構(gòu)設計時，通常用這種方法初步估算軸徑。 ? ?TTT d nPWT ?? ???9 5 5 0 0 0 0 式中： T? 扭轉(zhuǎn)切應力，單位為 Mpa T 軸所受的扭矩，單位為 mmN? TW 軸的抗扭截面系數(shù)，單位為 3mm n 軸的轉(zhuǎn)速，單位為 min/r P 軸傳遞的功率，單位為 mm d 計算截面處軸的直徑，單位為 mm ??T? 許用扭轉(zhuǎn)切應力，單位為 Mpa 由上式可得軸 1的直徑 ? ? mmnPnPd T 500 00 33 ???? ? 軸 2的直徑 ? ? mmnPnPd T 33 ???? ? 軸 3的直徑 ? ? mmnPnPd T 500 00 33 ???? ? 軸 4的直徑 ? ? mmnPnPd T 33 ???? ? 31 軸 5的直徑 ? ? mmnPnPd T 33 ???? ? 當軸截面上開有鍵槽時，應增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強度削弱。對于直徑 d100mm的軸，有個鍵槽時，軸徑增大 3%；有兩個鍵槽時，應增大 7%。對于直徑 mmd 100? 的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大 5%~7%。然后將軸徑圓整。 對第一軸取軸徑為 30mm, 對第二軸取軸徑為 35mm，對第三軸取軸徑為 35mm，對第四軸取軸徑為35mm，對第主軸取軸徑為 80mm。 第四根軸的強度校核 第四根軸的結(jié)構(gòu)設計如圖所示 圖八 第四軸的結(jié)構(gòu)圖 1 求出軸上的功率 4P 、轉(zhuǎn)速 4n 和轉(zhuǎn)矩 4T 若取每級齒輪傳動的效率 ?? ，則 KWKWPP 334 ???? ? min/3654 rn ? mmNmmNnPT ?????? 444 2 求出作用在齒輪上的力 因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為 32 mmmzd 1116 ?? mmmzd 547 ?? NdTF t 6 46 ???? NdTF t 7 47 ???? 求得： NFNH ? NFNH ? 校核最大彎矩和扭矩的危險截面 取 軸的計算應力,?? ? ? ? ? MP aW TM 2222421 ???? ????? ?? 前已確定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得 ? ?1?? =60Mpa,l因此， ? ? ?1?? ,故安全。 33 圖九 彎矩扭矩圖 3 機床夾具 在機床上加工工件時，為了保證加工精度，首先需要使用工件在機床上占有正確的位置，然后將工件夾緊。這種使工件占有正確的加工位置并使工件夾緊的過程稱為工件的安裝。用于安裝工件的工藝裝備稱為機床夾具。 夾具是組合機床的重要級成部件，是根據(jù)機床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設計的。它是用于實現(xiàn)被加工零件的準確定位，夾壓，刀具的導向，以及裝卸工件時的限位等等作用的。 組合機床夾具和一般夾具所起的作用看起來好 像很接近，但其結(jié)構(gòu)和設計要求卻有著很顯著的甚至是根本的區(qū)別。組合機床夾具的結(jié)構(gòu)和性能，對組合機床配置方案的選擇，有很大的影響。 組合機床夾具的主要特點 ，而組合機床夾具是機床的主要組成部分，其設計工作是整個組合機床設計的重要部分之一。 。如回轉(zhuǎn)或移動工作臺，回轉(zhuǎn)鼓輪，主軸箱，34 刀具和輔具，鉆模板和托架，以及支承部件等等。正確地解決它們之間的關(guān)系是保證組合機床的工作可靠和使用性能良好的重要條件之一。 床常常是多刀，多面和多工序同時加工，會產(chǎn)生很大的切削力和振動。因此，組合機床夾具必須有很好的剛性和足夠的夾壓力，以保證在整個加工過程中工件不產(chǎn)生任何位移。同時，也不應使工件產(chǎn)生不容許的變形。 ，其設計，制造和調(diào)整都必須有嚴格的要求，使其能持久地保持精度。 ，并有動作完成的檢查信號；保證切削從加工空間自動排出，便于觀察和檢查，以及在不從機床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損件和維護調(diào)整。 定位 工件在夾具中的安裝包括定位 和夾緊兩個過程。 工件的定位就是使同一批工件依次放置到夾具中都能占據(jù)同一位置。工件的定位是依靠定位裝置，在力的作用下，在工件夾緊之前或夾緊過程中實現(xiàn)的。 沒有采取定位措施時，每個工件在夾具中的位置將是任意的。因此，對一個工件來說，其位置將是不確定的，而對一批工件來說，其位置是變動的、不一致的，工件空間位置的這種不確定性，均可按一定直角坐標分為六個獨立方面： 沿 X 軸方向的不確定，稱為沿 X 軸的不定度，以 X? 表示。 繞 X 軸方向的不確定，稱為繞 X 軸的不定度，以 X 表示。 沿 Y 軸方向的不確定，稱為沿 Y 軸的不定度，以 Y? 表示。 繞 Y 軸方向的不確定，稱為繞 Y 軸的不定度，以 Y 表示。 沿 Z 軸方向的不確定，稱為沿 Z 軸的不定度，以 Z? 表示。 繞 Z 軸方向的不確定，稱為繞 Z 軸的不定度，以 Z 表示。 六個方面都不確定，是工件空間位置不確定的最高程度，也就是說，工件共有六個不定度。定位的任 務，首先在于消除工件的這種不定度。 要消除工件的不定度，最典型的方法就是在夾具中放置如圖所示的六個支承，工件每次都裝到與六個支承相接確的位置，從而使每個工件得到確定的位置，一批工件也就獲得了同一位置。其中工件表面 A放置在三個支承上，消除了工件沿 Z 軸及繞 X 軸和繞 Y 軸的三個不定度；側(cè)面 B靠在兩個支承上，消除了工件沿 X軸及繞 Z軸的兩個不定度；最后端面 C 與一個支承接觸，消除了沿 Y軸的不定度。六個支承可以抽象為六個點，故稱為六點定位。 35 圖十 六點定位示 意圖 上述的方形的六點定位是最簡單明了的一種典型情況。 在設計的該夾具中，楔鐵提供四個點，再在工件上找一個面與夾具體靠緊，在繞 X 轉(zhuǎn)動方向上用一個定位釘定位，從而實現(xiàn)了工件的定位。 有時夾具上增設支承點，消除余下的不定度為了承受切削力、夾緊力等的需要。在該夾具中，安裝在夾具底部的可調(diào)支承就是一種輔助支承。 工件夾頭夾頭圖十一 楔鐵自動定心鎖緊示意圖 36 壓緊力計算 夾緊力與切削力的方向互相垂直，這是一種最常見的情況，大多數(shù)臥式組合機