【正文】 根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算繪制 主軸箱主視圖，詳見主軸箱主。標(biāo)注各軸軸號及主軸、驅(qū)動(dòng)軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 由于攻絲類主軸進(jìn)給力很小所以在這里不做計(jì)算。 由前面計(jì)算知各主軸切削功率相同都是 ，每根軸的空轉(zhuǎn)功率可按表311 確定；每根軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的 1%。 五、主軸箱所需動(dòng)力的計(jì)算 主軸箱的動(dòng)力計(jì)算包括主軸箱所需的功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)。見表 310。當(dāng)Ф =1時(shí)， B= 當(dāng)Ф =1/4時(shí)， B= 當(dāng)Ф =1/2時(shí)， B= 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 37 頁 第 18 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 剛性主軸，取 [Ф ]=1/2；傳動(dòng)軸 [Ф ]=1。 經(jīng)過計(jì)算得到的傳動(dòng)軸直徑與之前初步選擇的直徑相吻合，所以，傳動(dòng)軸能承受扭矩實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，符合要求。 軸 [19] T119=2 Ti1 Un +2Ti1 Un ==2 5001/2 +2 750 1/2= 按表 39，取 d=20mm 即可。 軸 [17] T17=2Ti1 Un =2 5001/2= 按表 39，取 d=20mm 即可。 驗(yàn)算各傳動(dòng)軸直徑計(jì)算如下： 軸 [15] T15=3 Ti1 Un =3 5001/2= 按表 39，取 d=20mm 即可。對于傳動(dòng)軸來說，把軸看成受純扭矩作用，不考慮彎矩影響，而采用較低的材料許用應(yīng)力的一種強(qiáng)度計(jì)算方法，即扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算法。所以，傳動(dòng)系統(tǒng)擬定后，應(yīng)對總體設(shè)計(jì)和傳動(dòng)設(shè)計(jì)中選定的傳動(dòng)軸進(jìn)行驗(yàn)算，校核是否滿足工作要求。傳動(dòng)軸的坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果見表 38。根據(jù)表 43知傳動(dòng)軸 19 直徑為 25mm。要實(shí)現(xiàn) 1： 1的傳動(dòng)比，所以與之配合的齒輪齒數(shù)為 21。驅(qū)動(dòng)軸的齒輪齒數(shù)是有標(biāo)準(zhǔn)的這在前面已 經(jīng)提到過，這里就不在復(fù)述了，其轉(zhuǎn)數(shù)為 500r/min。下面按公式（ 31）、（ 32）、（ 33）依次求得齒數(shù) Z6′ 、 Z7′ 、和轉(zhuǎn)速 n18。與表對照，變位系數(shù)小于極限變位系數(shù)，故只需要一個(gè)齒輪變位即可湊配出標(biāo)準(zhǔn)中心距。 A176為非標(biāo)準(zhǔn)中心距，齒輪需要變位，下面先分別計(jì)算它們的總變位量： △ A176= A176 A===2* 即，變位系數(shù)為 +。測量得 A187=51mm， A186=。下面按公式（ 31）、（ 32）、（ 33）依次求得齒數(shù) Z4′ 、 Z5′ 、和轉(zhuǎn)速 n17。與表對照，變位系數(shù)小于極限變位系數(shù)，故只需要一個(gè)齒輪變位即可湊配出標(biāo)準(zhǔn)中心距。 A175為非標(biāo)準(zhǔn)中心距，齒輪需要變位，下面先分別計(jì)算它們的總變位量： △ A175= A175 A===2* 即，變位系數(shù)為 +。測量得 A174=51mm， A175=。 Z15′ = Z16′ = Z17′ = Z18′ =2A/m Z15= 38（ Z15′ 、 Z17′ 設(shè)在第Ⅰ排 Z16′ 、 Z18′ 設(shè)在第Ⅳ排） n19= n15Z15′ / Z15=500r/min。若取 m=2， Z15= Z16= Z17= Z18=19。 3)確定傳動(dòng)軸 19 的位置及各齒輪齒數(shù)。與表對照，兩變位系數(shù)均小于極限變位系數(shù)，故只需要一個(gè)齒輪變位即可湊配出標(biāo)準(zhǔn)中心距。下面先分別計(jì)算它們的總變位量： △ A168= △ A1610=A168 A=7069=1= 2； 即，變位系數(shù)為 +。 Z8′ = Z10′ =2A/m Z8=2 70/246=24，（設(shè)在第Ⅱ排），由于主軸轉(zhuǎn)速相同，所以取 Z8′ = Z10′ =23。并按公式（ 31）、（ 32）、（ 33）依次求得齒數(shù) Z8′ 、 Z9′ 、 Z10′ 和轉(zhuǎn)速 n16。位于主軸 10的軸中心連線的垂直平分線上，并距主軸 9的軸中心距離為 51mm，量 得距主軸 10的軸中心為 70mm。 表 36齒輪的極限變位系數(shù)ξ 限 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 +ξ 限 2 ξ 限 — 2)確定傳動(dòng)軸 16 的位置及各齒輪齒數(shù)。與表對照，兩變位系數(shù)均小于極限變位系數(shù)，故只需要一個(gè)齒 輪 變位即可湊配出標(biāo)準(zhǔn)中心距。下面先分別計(jì)算它們的總變位量： △ A151= △ A153=A151 A=7069=1= 2； 即，變位系數(shù)為 +。 Z1′ = Z3′ =2A/m Z1=2 70/246=24，（設(shè)在第Ⅲ排），由于主軸轉(zhuǎn)速相同，所以取 Z1′ = Z3′ =23。各主軸轉(zhuǎn)速相同，若取 m=2，Z2=17，并按公式（ 31）、（ 32）、（ 33）依次求得齒數(shù) Z1′ 、 Z2′ 、 Z3′ 和轉(zhuǎn)速 n15。 (4)確定傳動(dòng)軸位置、齒輪齒數(shù)以及校核 1)確定傳動(dòng)軸 15 的位置及各齒輪齒數(shù)。由于零件尺寸較小同時(shí)可以帶動(dòng)軸 2； 5軸直線分布，可以用一根傳動(dòng)軸 17 帶動(dòng)，軸的中心在兩軸中心連線的平分線上； 7分布在同一直線上，用一根傳動(dòng)軸 18帶動(dòng)，軸的中心在兩軸中心連線的平分線上； 10 分布在同一直線上，用一根傳動(dòng)軸 16 傳動(dòng)，傳動(dòng)軸中心位于兩軸中心連線的垂直平分線上。如圖 31 所示各主軸位置已經(jīng)確定，下面結(jié)合主軸分布的三種類型對其進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)。 3)盡量用最少的傳動(dòng)軸及齒輪副把驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連接起來。 2)確定驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向及其在主軸箱上的位置 驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速可按動(dòng)力箱型號選定；當(dāng)采用動(dòng)力滑臺時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向可以任意選定；其中心高度則決定于所選動(dòng)力箱的規(guī)格型號。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟可簡述如下： 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是多種多樣的，但大致可歸為同心圓分布、直線分布和任意分布三種類型。 主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)過程中，如果第Ⅰ — Ⅳ排不夠用，可以增加排數(shù)。 4)于粗加工的齒輪，應(yīng)盡量安排在第Ⅰ排，減少主軸扭轉(zhuǎn)變形，精加工主軸上的齒輪應(yīng)該盡量設(shè)置在第Ⅲ排，一減少主軸端的彎 曲變形。 2)量不用主軸帶動(dòng)主軸的方案，以免增加主軸負(fù)荷，影響加工質(zhì)量。為此，應(yīng)盡量用一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸，并將齒輪布置在同一排上。 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 主軸傳動(dòng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的位置和轉(zhuǎn)速、各主軸的轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈，把驅(qū)動(dòng)軸與各主軸連接起來，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。為便于生產(chǎn)，同一主軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不要多于兩種。待傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完后再驗(yàn)算某些關(guān)鍵軸。主軸直徑按加工示意圖所示，主軸類型及外伸尺寸可初步確 定。 表 34主軸切削用量、軸號、主軸外伸尺寸參數(shù)表 軸號 主軸外伸尺寸 切削用量 D/d（ mm） L（ mm） 工序內(nèi)容 n(m/min) v(m/min) f(mm/r) 110 38/20 120 攻 M8 螺紋孔 125 圖 31 主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 主軸結(jié)構(gòu)、軸頸尺寸及齒輪模數(shù)的確定 (1)主軸型式和直徑的確定 主軸型式和直徑主要取決于工藝方法、刀具主軸連接結(jié)構(gòu)、刀具的進(jìn)給抗力和切削扭矩。 （ 4）列表標(biāo)明工件材料、加工表面要求，并注明主軸的工序內(nèi)容、切削用量及主軸外伸長度等。 （ 2）根據(jù)尺寸聯(lián)系圖和加工示意圖，標(biāo)注所有主軸位置尺寸及工件與主軸、主軸與驅(qū)動(dòng)軸的相關(guān)位置尺寸。本次設(shè)計(jì)應(yīng)用一般設(shè)計(jì)法，其順序是：繪制主軸箱原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)、軸頸尺寸及齒輪模數(shù)；擬定傳動(dòng)系統(tǒng)；計(jì)算主軸、傳動(dòng)軸坐標(biāo)；繪制坐標(biāo)檢查圖；繪制主軸箱總圖、零件圖及編制組件明細(xì)表。 表 32通用傳動(dòng)軸的系列參數(shù) 傳動(dòng)軸類型 傳動(dòng)軸直徑 圓錐滾子軸承傳動(dòng)軸 20 25 30 35 40 50 60 滾針軸承傳動(dòng)軸 20 25 30 40 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 37 頁 第 10 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 埋頭傳動(dòng)軸 25 30 35 40 手柄軸 30 40 50 油 泵傳動(dòng)軸 20 攻絲用蝸桿軸 25 表 33通用齒輪系列參數(shù) 齒輪類型 寬度 齒數(shù) 模數(shù) 孔徑 數(shù)量 傳動(dòng)齒輪 24 1650連續(xù) 、 3 1 2 3 40 395 32 170（偶數(shù)） 、 4 2 3 50、 60 597 動(dòng)力箱齒輪 84（ A型） 44（ B型） 2126 4 2 50 40 電機(jī)齒輪 79 2126 3 1 2 23 36 20 主軸箱的設(shè)計(jì)步驟和方法 主軸箱是專用機(jī)床的重要部件之一，他的好壞關(guān)系到整體機(jī)床的質(zhì)量好壞。由于主軸箱后蓋的厚度為125mm，所以動(dòng)力箱齒輪為 A型。 3)通用齒輪 主軸箱通用齒輪有傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力頭齒輪和電機(jī)齒輪三種，三種材料均為45 鋼，齒部進(jìn)行高頻淬火。表 32 所示為通用傳動(dòng)軸的系 列參數(shù)。滿足要求，所以所有的螺紋可以在一道工序中完成。由表知主軸直徑為 20mm 的圓錐滾子軸承主軸的最小軸間距為 48mm。 通用主軸的參數(shù)在上一章已經(jīng)確定外伸長度 120mm；外伸直徑 D/d1=38/20；圓錐滾子軸承主軸直徑為 20mm。 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 37 頁 第 9 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ (2)通用主軸以及傳動(dòng)軸 1)通用主軸 通用主軸按用途不同分為鉆削類主軸和攻絲主軸兩大類。主軸箱基本尺寸已經(jīng)在前一章中已經(jīng)確定。 (1)通用箱體。 通用主軸箱由通用零件，如箱體、主軸、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪、軸套和附加機(jī)構(gòu)等組成。專用主軸箱結(jié)構(gòu)特殊，常需要加強(qiáng)主軸系統(tǒng)剛性，因此，其傳動(dòng)件必須專門設(shè)計(jì)。大型主軸箱又可分為通用主軸箱和標(biāo)準(zhǔn)主軸箱兩種。大也有單軸，以鏜孔居多。其動(dòng)力源于通用動(dòng)力箱。按專用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由通用零件組成，根據(jù)被加工零件的加工要求，安排各主軸的位置，并將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)由電機(jī)或動(dòng)力部件傳遞給各工作主軸，是指得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 查表 23 可知攻螺紋時(shí)切削力、切削扭矩、切削功率、刀具壽命的計(jì)算公式。進(jìn)給量 f=。被加工零件的材料為灰鑄鐵 HT200，所以切削速度為 。切削用量的選擇通常使用查表法。專用機(jī)床切削用量選擇應(yīng)注意到以下幾點(diǎn)： 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 37 頁 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 1）盡量做到合理使用所有刀具，充分發(fā)揮其性能； （ 2）復(fù)合刀具切削用量選擇應(yīng)該考慮刀具使用壽命； （ 3）選擇切削用量時(shí)要注意既要保證生產(chǎn)批量的要求，又要保證刀具一定得耐用度要求； （ 4）切削用量的選擇應(yīng)有利于主軸箱設(shè)計(jì)； （ 5）確定切削用量時(shí)還需考慮所選動(dòng)力滑臺的性能。 表 21定位銷孔直徑尺寸 工件重量（ kg） ＜ 20 2050 50100 ＞ 100 定位銷孔直徑（ mm） ＞ 12 ＞ 16 ＞ 20 ＞ 25 專用機(jī)床切削用量的確定 在專用機(jī) 床工藝方案確定的過程中，工藝方法和關(guān)鍵工序的切削用量