【導(dǎo)讀】西焦曬圖復(fù)制；《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，上海科學(xué)技術(shù)出版社。4設(shè)計(jì)（論文）完成的主要內(nèi)容：—75拖拉機(jī)變速箱體機(jī)械加工工藝規(guī)程，2．進(jìn)行新銑削四個(gè)定位平面組合機(jī)床的總體方案設(shè)。3．完成本組合機(jī)床銑削頭的運(yùn)動(dòng)、強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。個(gè)定位平面組合機(jī)床尺寸聯(lián)系圖一張?！?進(jìn)行主運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)、強(qiáng)度和動(dòng)力計(jì)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(jī)械結(jié)構(gòu)、主軸箱及該組合機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)，并對(duì)該機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 1 9 HB350 1 HB350 1 表三 鋼制圓柱齒輪運(yùn)載荷系數(shù) 2K mZd ?? 11? 齒輪對(duì)稱布置于兩軸之間 齒輪非對(duì)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(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒形系數(shù) Y 26 mmmj 3 75013 690 300 ???? ?????? ? mmmw ???? ????? ? 綜合以上計(jì)算，取 m=3。 齒輪材料 許用應(yīng)力 材料 熱處理 機(jī)械性能 接觸應(yīng)力j? 彎曲應(yīng)力 w? 強(qiáng)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(yīng)力 第二對(duì)齒輪的計(jì)算 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) ○1 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) ○2 變速箱為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7級(jí)精度（ GB1009588）。 ○3 材料選擇。由常用齒輪材料及其力學(xué)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(diǎn)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(jì)算（驗(yàn)算） 已知， N= min/750rnj ? 20?m? 221?z ? ? ?????? ii ??K ?K ?K ?K ?Y mmmj 3 ???? ?????? ? mmmw ???? ????? ? 綜合以上計(jì)算，取 m=3。 第三對(duì)齒輪的計(jì)算 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) ○1 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) ○2 變速箱為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7級(jí)精度（ GB1009588）。 ○3 材料選擇。由常用齒輪材料及其力學(xué)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(diǎn)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(jì)算（驗(yàn)算） 已知， N= min/500rnj ? ?m? 271?z ? ? ?????? ii ??K ?K ?K ?K ?Y mmmj 3 ???? ?????? ? mmmw ???? ????? ? 綜合以上計(jì)算，取 m=。 第四對(duì)齒輪的計(jì)算 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) ○1 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 29 ○2 變速箱為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7級(jí)精度（ GB1009588）。 ○3 材料選擇。由常用齒輪材料及其力學(xué)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(diǎn)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(jì)算（驗(yàn)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(jì)算，取 m=。 30 軸的計(jì)算 軸的計(jì)算通常都是在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后進(jìn)行校核計(jì)算，計(jì)算準(zhǔn)則是滿足軸的強(qiáng)度或剛度要求，必要時(shí)還應(yīng)校核軸的振動(dòng)穩(wěn)定性。 進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)倪x取其許用應(yīng)力。對(duì)于僅僅承受扭矩 的軸，應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算；對(duì)于具體承受彎矩的軸，應(yīng)按彎曲強(qiáng)度條件計(jì)算，需要時(shí)還應(yīng)按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核。 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算。這種方法是只按軸所受的扭矩來計(jì)算軸的強(qiáng)度；如果還受有不大的彎矩里，則用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。在作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，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(yīng)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(jì)算截面處軸的直徑，單位為 mm ??T? 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)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(dāng)軸截面上開有鍵槽時(shí)，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度削弱。對(duì)于直徑 d100mm的軸，有個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大 3%；有兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大 7%。對(duì)于直徑 mmd 100? 的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大 5%~7%。然后將軸徑圓整。 對(duì)第一軸取軸徑為 30mm, 對(duì)第二軸取軸徑為 35mm，對(duì)第三軸取軸徑為 35mm，對(duì)第四軸取軸徑為35mm，對(duì)第主軸取軸徑為 80mm。 第四根軸的強(qiáng)度校核 第四根軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jí)齒輪傳動(dòng)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(jí)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(xiǎn)截面 取 軸的計(jì)算應(yīng)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(jī)床夾具 在機(jī)床上加工工件時(shí)，為了保證加工精度，首先需要使用工件在機(jī)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(jī)床夾具。 夾具是組合機(jī)床的重要級(jí)成部件，是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計(jì)的。它是用于實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位，夾壓，刀具的導(dǎo)向，以及裝卸工件時(shí)的限位等等作用的。 組合機(jī)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(shè)計(jì)要求卻有著很顯著的甚至是根本的區(qū)別。組合機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)和性能，對(duì)組合機(jī)床配置方案的選擇，有很大的影響。 組合機(jī)床夾具的主要特點(diǎn) ，而組合機(jī)床夾具是機(jī)床的主要組成部分，其設(shè)計(jì)工作是整個(gè)組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要部分之一。 。如回轉(zhuǎn)或移動(dòng)工作臺(tái)，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(jī)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(shí)加工，會(huì)產(chǎn)生很大的切削力和振動(dòng)。因此，組合機(jī)床夾具必須有很好的剛性和足夠的夾壓力，以保證在整個(gè)加工過程中工件不產(chǎn)生任何位移。同時(shí)，也不應(yīng)使工件產(chǎn)生不容許的變形。 ，其設(shè)計(jì)，制造和調(diào)整都必須有嚴(yán)格的要求，使其能持久地保持精度。 ，并有動(dòng)作完成的檢查信號(hào)；保證切削從加工空間自動(dòng)排出，便于觀察和檢查，以及在不從機(jī)床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損件和維護(hù)調(diào)整。 定位 工件在夾具中的安裝包括定位 和夾緊兩個(gè)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(shí)現(xiàn)的。 沒有采取定位措施時(shí)，每個(gè)工件在夾具中的位置將是任意的。因此，對(duì)一個(gè)工件來說，其位置將是不確定的，而對(duì)一批工件來說，其位置是變動(dòng)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(biāo)分為六個(gè)獨(dú)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(gè)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(gè)不定度。定位的任 務(wù)，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(gè)支承，工件每次都裝到與六個(gè)支承相接確的位置，從而使每個(gè)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(gè)支承上，消除了工件沿 Z 軸及繞 X 軸和繞 Y 軸的三個(gè)不定度；側(cè)面 B靠在兩個(gè)支承上，消除了工件沿 X軸及繞 Z軸的兩個(gè)不定度；最后端面 C 與一個(gè)支承接觸，消除了沿 Y軸的不定度。六個(gè)支承可以抽象為六個(gè)點(diǎn)，故稱為六點(diǎn)定位。 35 圖十 六點(diǎn)定位示 意圖 上述的方形的六點(diǎn)定位是最簡(jiǎn)單明了的一種典型情況。 在設(shè)計(jì)的該夾具中，楔鐵提供四個(gè)點(diǎn)，再在工件上找一個(gè)面與夾具體靠緊，在繞 X 轉(zhuǎn)動(dòng)方向上用一個(gè)定位釘定位，從而實(shí)現(xiàn)了工件的定位。 有時(shí)夾具上增設(shè)支承點(diǎn)，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(dòng)定心鎖緊示意圖 36 壓緊力計(jì)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(jī)