【導(dǎo)讀】區(qū)的經(jīng)濟(jì)實力，科技水平，生活水平和國防實力。國際市場的競爭歸根結(jié)底是個制造。隨著科技和生活水平的不斷提高，機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)模式發(fā)生了巨大的演變。20世紀(jì)20年代的不計成本發(fā)展，到20世紀(jì)50年代一福特為代表的“規(guī)模效益”，振又嚴(yán)重影響了機(jī)械制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的振興。同時，對已有的發(fā)動機(jī)或裝備進(jìn)行改造設(shè)計，以滿足人們的各種需求。

　　

【正文】 H B? ? ? ? ? D—— 鉆頭直徑 S—— 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 已知 D= S=F= ii = 1 = F 8 8 5 7 . 1 2 6 8 5 7nFN? ? ??多 箱 實際上，為克服滑臺移動引起的摩擦阻力，動力滑臺的進(jìn)給力應(yīng)大于 F多 箱 。 三、多軸箱傳動設(shè)計 多軸箱傳動設(shè)計，是根據(jù)動力箱驅(qū)動軸位置和轉(zhuǎn)速、各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計傳動鏈，把驅(qū)動軸和主軸聯(lián)系起來，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 對多軸箱傳動系統(tǒng)的一般要求 （ 1）在保證主軸的強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下，力求傳動軸和齒輪規(guī)格、數(shù)量為最少。為此，應(yīng)盡量用一根中間傳動軸帶動多根主軸，并將齒輪布置在同一排上。 當(dāng)中心距不符合標(biāo) 準(zhǔn)時，可采用變位齒輪或略微改變傳動比的方法解決。 （ 2）盡量不用主軸帶動主軸的方案，以免增加主軸負(fù)荷。遇到主軸較密時，布置齒輪的空間受到限制或主軸負(fù)荷較小、加工精度要求不高，也可用一根強(qiáng)度較高的主軸帶動 1～ 2 根主軸的傳動方案。 （ 3）為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動比一般要大于 1/2（最佳傳動比為 1～1／ ） ，后蓋內(nèi)齒輪齒輪傳動比允許至 1/3～ 1／ ，盡量避免用升速傳動。當(dāng)驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較低時，允許先升 速然后再降一些，使傳動鏈前面的軸、齒輪轉(zhuǎn)矩較小，結(jié)構(gòu)緊湊，但空轉(zhuǎn)功率損失隨之增加，故要求升速傳動比小 于等于 2；為使主軸上的齒輪 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 28 不過大，最后一級經(jīng)常采用升速傳動。 （ 4） 用于精加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在第Ⅰ排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形；精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)置在第Ⅲ排，以減少主軸端的彎曲變形。 （ 5） 驅(qū)動軸直接帶動的轉(zhuǎn)動軸數(shù)不能超過兩根，以免給裝配帶來困難。 擬定多軸箱傳動的基本方法 擬定多軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法是：先把全部主軸中心盡可能分布在幾個同心圓上，在各個同心圓的圓心上分別設(shè)置中心傳動軸；非同心圓分布的一些主軸，也宜設(shè)置中間傳動軸 （如一根傳動軸帶二根或三根主軸） ；然后根據(jù)已經(jīng)選定的中心傳動軸 再取同心圓，并用最少的傳動軸帶動這些中心傳動軸；最后通過合攏傳動軸與動力箱驅(qū)動軸連接起來。 （ 1）將主軸劃分為各種分布類型：被加工零件上加工孔的位置分布是多種多樣的，但大致可歸納為：同心圓分布、直線分布和任意分布三種類型。因此，多軸箱上主軸分布相應(yīng)分為這三種類型。 1）同心圓分布：對這類主軸，可在同心圓處分別設(shè)置中心傳動軸，由其上的一個或幾個（不同排數(shù)）齒輪來帶動各主軸。 2）直線分布：對此類主軸，可在兩軸中心連線的垂直平分線上設(shè)傳動軸，由其上一個或幾個齒輪來帶動各主軸。 3）任意分布：對此類主軸可根據(jù)“三 點共圓”原理，任意分布可以看作是同心圓和直線的混合分布形式。 （ 2）確定驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向及 其在多軸箱上的位置：驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速按動力箱型號選定；當(dāng)采用動力滑臺時，驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)方向可任意選擇；動力箱與多軸箱連接時，應(yīng)注意驅(qū)動軸中心一般設(shè)置于多軸箱箱體寬度的中心線上，其高度則決定于所選動力箱的型號規(guī)格。 驅(qū)動軸中心 位置在機(jī)床聯(lián)系尺寸圖中已經(jīng)確定。 （ 3）用最少的傳動軸及齒輪副把驅(qū)動軸和各主軸連接起來：在多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖中確定了各主軸的位置、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上，首先分析主軸位置，擬訂傳動方案，選定齒輪模數(shù)（估算或 類比），再通過“計算、作圖和多次試湊”相結(jié)合的方法，確定齒輪齒數(shù)和中間傳動軸的位置及轉(zhuǎn)速。 1）齒輪齒數(shù) 傳動軸轉(zhuǎn)速的計算公式 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 29 ? ?? ?? ?22221221znzuznmmA z z Snznnuzzn un nzA A uzzm m uA A mzzmu??? ? ?????? ? ??? ? ??從主從 主從主從 從從主主主從 主 主從從主從 主 式中 u—— 嚙合齒輪副傳動比； zS —— 嚙合齒輪副齒數(shù)比； z主 、 z從 —— 分別為主動和從動齒輪齒數(shù)； n主 ,、 n從 —— 分別為主動和從動齒輪轉(zhuǎn)速，單位為 r／ min； A—— 齒輪嚙合中心距，單位為 mm； m—— 齒輪模數(shù)，單位為 mm。 2）傳動路線設(shè)計方法：當(dāng)主軸數(shù)少且分散時即中心距較大，且驅(qū)動軸上齒輪參數(shù)規(guī)定為： z驅(qū) =21～ 26， m=3 或 4，如用一對齒輪傳動滿足了軸間距 A 的要求 ，卻不能滿足 u總 的要求，此時可用增設(shè)中間軸的方法解決；當(dāng)主軸數(shù)量較多且分散時，可將比較 接近的主軸分成幾組，然后從各組主軸開始選取不同的中間傳動軸，分別帶動各組主軸，再通過合攏軸將各中間軸和驅(qū)動軸聯(lián)系起來。在排列齒輪時 ，要注意先滿足轉(zhuǎn)速最低及主軸間距最小的那組主軸的要求。還應(yīng)注意中間軸轉(zhuǎn)速盡量高些，這樣扭矩小，且使驅(qū)動軸和其它傳動軸連接的傳動比不致太大。 （ 4） 潤滑泵軸和手柄軸的安置：多軸箱常采用葉片油泵潤滑，油泵供油至分油器經(jīng)油管分送個潤滑點（如第Ⅳ排齒輪、軸承、油盤等）。箱體較大、主軸超過 30 根時，用兩個潤滑泵。油泵安裝在箱體前壁上，泵軸盡量靠近油池。（吸油高度不超過 400～500mm）； 通常油泵齒輪放在第Ⅰ 排，以便于維修，如結(jié)構(gòu)限制，可放在第Ⅳ排；當(dāng)泵體或管接頭與傳動軸端相碰時，可改用埋頭傳動軸。潤滑葉片油泵結(jié)構(gòu)及輸油量可參閱 《組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊》 P157 圖 71 713。 多軸箱一般設(shè)手柄軸，用于對刀、調(diào)整或裝配檢修時檢查主軸精度。手柄軸轉(zhuǎn)速 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 30 盡量高些，其周圍應(yīng)有較大空間。 傳動零件的校核 傳動系統(tǒng)擬訂后，應(yīng)對總體設(shè)計和傳動設(shè)計中選定的傳動軸頸和齒輪模數(shù)進(jìn)行驗算，校核是否滿足工作要求。 （ 1）驗算傳動軸的直徑：按下式計算傳動軸所承受的總轉(zhuǎn)矩 T總 ： 1 1 2 2 nnT T U T U T U? ? ? ????總 式中 nT —— 作用在第 n個軸上的轉(zhuǎn)矩，單位為 N m； nU —— 傳動軸至第 n 個主軸之間的傳動比。 注意上式中不包括對于只有一排傳動齒輪的轉(zhuǎn)矩計算，這是因為傳動軸上只有一排齒輪時，其承受的轉(zhuǎn)矩理論上等于零。對于這種傳動軸，一般按其所承受的彎矩來驗算?？傓D(zhuǎn)矩 T總 算出后，按《 組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊》 P43 表 3 35 公式驗算所選用的傳動軸直徑是否滿足要求。 （ 2）齒輪模數(shù)的驗算：一般只對多軸箱中承受載荷最大、最薄弱的齒輪進(jìn)行接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的驗算，驗算公式參見《 機(jī)床課程設(shè)計指導(dǎo) 》。 四、多軸箱坐標(biāo)計算、繪制坐標(biāo)檢查圖 坐標(biāo)計算 就是根據(jù)已知的驅(qū)動軸和主軸的位置及傳動關(guān)系，精確計算各中間傳動軸的坐標(biāo)。其目的是為多軸箱箱體零件補(bǔ)充加工圖提供孔的坐標(biāo)尺寸，并用于繪制坐標(biāo)檢查圖來檢查齒輪排列、結(jié)構(gòu)布置是否合理。多軸箱坐標(biāo)計算步驟、要求如下： 選擇加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系 XOY，計算主軸 、驅(qū)動軸坐標(biāo) （ 1） 加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系 的選擇：為便于加工多軸箱體，設(shè)計時必須選擇基準(zhǔn)坐標(biāo)系。通常采用直角坐標(biāo)系 XOY。根據(jù)多軸箱的安置及加工條件，常有下述兩種方法：坐標(biāo)原點選在定位銷孔上，如下圖所示，這種方法適用于多軸箱安裝在動力箱上。通常用立式坐標(biāo)鏜床加工箱體孔系較為方便；坐標(biāo)系的橫軸選在箱體底面，縱軸通過定位銷孔，這種方法適用于多軸箱以底面為基準(zhǔn)直接安裝在滑臺上。常用臥式坐標(biāo)鏜床加工多軸箱體孔系，這樣使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)一致，易于保證加工精度。注意：圖中 E 值，多軸箱寬度 B≤ 500mm 時， E=25mm,B≥ 500mm 時 ,E=50mm。 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 31 3025xYE 圖 41 直角坐標(biāo)系 （ 2）計算主軸及驅(qū)動軸的坐標(biāo)：根據(jù)多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖，按選定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系 XOY，計算或標(biāo)出各主軸及驅(qū)動軸的坐標(biāo)（計算精度要求精確到小數(shù)點后三位數(shù)）。如果零件上孔距尺寸帶有單向或雙向不等公差，則在標(biāo)注坐標(biāo)時，應(yīng)把公差考慮進(jìn)去，使孔距的名義坐標(biāo)尺寸恰好位于公差帶的中央。如孔距為 ? 時，應(yīng)標(biāo)注為 ；又如孔距為 00100?? 時，應(yīng)標(biāo)注為 。 計算傳動軸的坐標(biāo) 計算傳動軸坐標(biāo)時，先算出與主軸有直接傳動關(guān)系的傳動軸坐標(biāo)，然后再計算其它傳動軸坐標(biāo)。傳動軸的傳動形式很多，一般可分為三類：與一軸定距；與二軸定距；與三軸定距。其計算方法詳見 《組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊》 P70。 驗算中心距誤差 多軸箱體上的孔系是按計算的坐標(biāo)加工的，而裝配要求兩軸間齒輪能正常嚙合。因此，必須驗算根據(jù)坐標(biāo)計算確定的實際中心距 A，是否符合兩軸間齒輪嚙合要求的中心距 R， R和 A 的差值 ? 為 RA??? 驗算 標(biāo)準(zhǔn)： 中心距允差 ? ? ? ?0 .0 0 1 0 .0 0 9 mm? ?? 。三種傳動軸的驗算公式如下： （ 1）傳動軸與一軸定距驗算公式： 22R A R x y? ? ? ? ? ? （ 2）傳動軸與二軸定距驗算公式： 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 32 ? ? ? ?? ? ? ?221 1 1 1222 2 2 2AABBR A R X X Y YR A R X X Y Y??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? （ 3）傳動軸與三軸定距驗算公式： 22R A R X Y? ? ? ? ? ? 驗算公式中各坐標(biāo)值是帶正負(fù)號帶入算式運算的 .當(dāng)驗算不合格 ,即 ?? 時 ,在檢查運算確無錯誤后 ,方可按坐標(biāo)計算的值 ,采用變位齒輪湊足中心距來滿足齒輪正常嚙合要求 . 繪制坐標(biāo)檢查圖 在坐標(biāo)計算完成后 ,要繪制坐標(biāo)及傳動關(guān)系檢查圖 ,用以全面檢查傳動系統(tǒng)的正確性 . (1)坐標(biāo)檢查圖的主要內(nèi)容 1)通過齒輪嚙合 ,檢查坐標(biāo)位置是否正確 。檢查主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向 . 2)進(jìn)一步檢查各零件間有無干涉現(xiàn)象 . 3)檢查液壓泵、分油器等附加機(jī)構(gòu)的位置是否合適 . (2)坐標(biāo)檢查圖繪制的順序及要求 坐標(biāo)檢查圖最好按 1:1 比例繪制 ,其繪制 順序及要求 : 1)繪出多軸箱輪廓尺寸和坐標(biāo)系 XOY. 2)按計算出的坐標(biāo)值繪制各主軸、傳動軸軸心位置及主軸外伸部分直徑 ,并注明軸號及主軸 、 驅(qū)動軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等 . 3)用點劃線繪制出各齒輪的分度圓 ,注明各齒輪輪數(shù)、模數(shù)、所處排數(shù)及變位齒輪的變位量 . 4)為了醒目和便于檢查 ,可用不同顏色細(xì)線條畫出軸承、隔套、主軸防油套的外徑、附加機(jī)構(gòu)的外廓及其相鄰軸的螺母外徑 . 檢查圖繪好后 ,根據(jù)各零件在空間的相對位置逐排 (軸 )檢查有無碰撞干涉現(xiàn)象 ,并再次復(fù)查主軸與被加工孔的位置是否一 致 .若相鄰非嚙合軸齒輪間齒輪與軸套間間隙很小似碰非碰時 ,須畫出齒頂圓作細(xì)致檢查 ,甚至作必要的計算 ,以驗證是否發(fā)生干涉現(xiàn)象 .當(dāng)某一軸上的齒輪或位置修改后 ,需對有關(guān)連的軸作相應(yīng)的修改 ,并再一次檢查主軸位置、工件尺寸與鉆 (鏜 )模板孔的位置是否一致 . 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 33 第三節(jié) 多軸箱的傳動設(shè)計方案 一、傳動設(shè)計方案分析 上圖為此次設(shè)計的多軸箱傳動系統(tǒng) 傳動方案 圖 :由驅(qū)動軸同時帶動兩根傳動軸轉(zhuǎn)動 ,再分別設(shè)置傳動軸帶動主軸轉(zhuǎn)動 .因為所鉆孔距離較大 ,如果只設(shè)置一根傳動軸帶動主軸鉆孔 ,齒輪齒數(shù)規(guī)格較大且所鉆孔孔距又較小 ,各孔模數(shù) 可選 2,電動機(jī)軸模數(shù)可選， 4 軸可以設(shè)計一根軸傳動， 58 軸可只設(shè)計一根中間傳動軸帶動其轉(zhuǎn)動便可 滿足傳動要求。 二、傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算 各齒輪參數(shù)的設(shè)計計算： 已知：主軸轉(zhuǎn)速 n=400r/min，主軸直徑 d=15mm，主軸齒輪模數(shù) m=2；驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速 n=520r/min。潤滑泵軸 齒數(shù) z=30， 齒輪模數(shù) m=3。 設(shè) 驅(qū)動軸 齒輪齒數(shù) z=23， m=3。主軸 8 齒輪齒數(shù) z=27,m=2；傳動軸 10 小齒輪齒數(shù) z=26， m=2，大 齒輪齒數(shù) z=27， m=3。 因此： 1 2 3 4 5 6 7 8 5 2 0 2 3 2 6 4 0 0 / m in2 7 2 7n n n n n n n n r??? ? ? ? ? ? ? ? ?? 5 2 0 2 3 2 7 3 7 0 / m in2 7 3 0nr?????泵 已知：所取動力箱型號 1TD25IA，電動機(jī)轉(zhuǎn)速 940r/min，驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速 520r/min。 與原始依據(jù)圖的要求基本一致，轉(zhuǎn)速相對損失在 5%以內(nèi)符合設(shè)計要求；潤滑泵轉(zhuǎn)速也符合要求。根據(jù)各主軸實際轉(zhuǎn)速，對加工示意圖中的切削用量進(jìn)行修正。 軸徑尺寸的確定： 本套傳動系統(tǒng)中有 八 根主軸， 兩 根傳動軸， 一根油泵軸 III 軸 。 各傳動軸的計算結(jié)果如下： 軸 軸 10：9 1 0 261 8 8 . 4 4 7 2 5 . 727M M M i k g m m?