【正文】 根據(jù)設計計算繪制 主軸箱主視圖，詳見主軸箱主。標注各軸軸號及主軸、驅動軸、液壓泵軸的轉速和轉向。 由于攻絲類主軸進給力很小所以在這里不做計算。 由前面計算知各主軸切削功率相同都是 ，每根軸的空轉功率可按表311 確定；每根軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的 1%。 五、主軸箱所需動力的計算 主軸箱的動力計算包括主軸箱所需的功率和進給力兩項。見表 310。當Ф =1時， B= 當Ф =1/4時， B= 當Ф =1/2時， B= 長 春 大 學 畢業(yè)設計（論文）紙 共 37 頁 第 18 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 剛性主軸，取 [Ф ]=1/2；傳動軸 [Ф ]=1。 經(jīng)過計算得到的傳動軸直徑與之前初步選擇的直徑相吻合，所以，傳動軸能承受扭矩實現(xiàn)傳動，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。 驗算各傳動軸直徑計算如下： 軸 [15] T15=3 Ti1 Un =3 5001/2= 按表 39，取 d=20mm 即可。對于傳動軸來說，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力的一種強度計算方法，即扭轉剛度計算法。所以，傳動系統(tǒng)擬定后，應對總體設計和傳動設計中選定的傳動軸進行驗算，校核是否滿足工作要求。傳動軸的坐標計算結果見表 38。根據(jù)表 43知傳動軸 19 直徑為 25mm。要實現(xiàn) 1： 1的傳動比，所以與之配合的齒輪齒數(shù)為 21。驅動軸的齒輪齒數(shù)是有標準的這在前面已 經(jīng)提到過，這里就不在復述了，其轉數(shù)為 500r/min。下面按公式（ 31）、（ 32）、（ 33）依次求得齒數(shù) Z6′ 、 Z7′ 、和轉速 n18。與表對照，變位系數(shù)小于極限變位系數(shù)，故只需要一個齒輪變位即可湊配出標準中心距。 A176為非標準中心距，齒輪需要變位，下面先分別計算它們的總變位量： △ 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)，故只需要一個齒輪變位即可湊配出標準中心距。 A175為非標準中心距，齒輪需要變位，下面先分別計算它們的總變位量： △ 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′ 設在第Ⅰ排 Z16′ 、 Z18′ 設在第Ⅳ排） n19= n15Z15′ / Z15=500r/min。若取 m=2， Z15= Z16= Z17= Z18=19。 3)確定傳動軸 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)，故只需要一個齒輪變位即可湊配出標準中心距。下面先分別計算它們的總變位量： △ A168= △ A1610=A168 A=7069=1= 2； 即，變位系數(shù)為 +。 Z8′ = Z10′ =2A/m Z8=2 70/246=24，（設在第Ⅱ排），由于主軸轉速相同，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)，故只需要一個齒 輪 變位即可湊配出標準中心距。下面先分別計算它們的總變位量： △ A151= △ A153=A151 A=7069=1= 2； 即，變位系數(shù)為 +。 Z1′ = Z3′ =2A/m Z1=2 70/246=24，（設在第Ⅲ排），由于主軸轉速相同，所以取 Z1′ = Z3′ =23。各主軸轉速相同，若取 m=2，Z2=17，并按公式（ 31）、（ 32）、（ 33）依次求得齒數(shù) Z1′ 、 Z2′ 、 Z3′ 和轉速 n15。 (4)確定傳動軸位置、齒輪齒數(shù)以及校核 1)確定傳動軸 15 的位置及各齒輪齒數(shù)。由于零件尺寸較小同時可以帶動軸 2； 5軸直線分布，可以用一根傳動軸 17 帶動，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，用一根傳動軸 18帶動，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，用一根傳動軸 16 傳動，傳動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，下面結合主軸分布的三種類型對其進行傳動設計。 3)盡量用最少的傳動軸及齒輪副把驅動軸和各主軸連接起來。 2)確定驅動軸轉速轉向及其在主軸箱上的位置 驅動軸的轉速可按動力箱型號選定；當采用動力滑臺時，驅動軸的旋轉方向可以任意選定；其中心高度則決定于所選動力箱的規(guī)格型號。傳動系統(tǒng)設計的步驟可簡述如下： 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。 主軸箱傳動設計過程中，如果第Ⅰ — Ⅳ排不夠用，可以增加排數(shù)。 4)于粗加工的齒輪，應盡量安排在第Ⅰ排，減少主軸扭轉變形，精加工主軸上的齒輪應該盡量設置在第Ⅲ排，一減少主軸端的彎 曲變形。 2)量不用主軸帶動主軸的方案，以免增加主軸負荷，影響加工質量。為此，應盡量用一根傳動軸帶動多根主軸，并將齒輪布置在同一排上。 主軸箱傳動系統(tǒng)的確定 主軸傳動設計，是根據(jù)動力箱驅動軸的位置和轉速、各主軸的轉速要求，設計傳動鏈，把驅動軸與各主軸連接起來，使各主軸獲得預定的轉速和轉向。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。待傳動系統(tǒng)設計完后再驗算某些關鍵軸。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 主軸箱設計原始依據(jù)圖 主軸結構、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、刀具主軸連接結構、刀具的進給抗力和切削扭矩。 （ 4）列表標明工件材料、加工表面要求，并注明主軸的工序內容、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，標注所有主軸位置尺寸及工件與主軸、主軸與驅動軸的相關位置尺寸。本次設計應用一般設計法，其順序是：繪制主軸箱原始依據(jù)圖；確定主軸結構、軸頸尺寸及齒輪模數(shù)；擬定傳動系統(tǒng)；計算主軸、傳動軸坐標；繪制坐標檢查圖；繪制主軸箱總圖、零件圖及編制組件明細表。 表 32通用傳動軸的系列參數(shù) 傳動軸類型 傳動軸直徑 圓錐滾子軸承傳動軸 20 25 30 35 40 50 60 滾針軸承傳動軸 20 25 30 40 長 春 大 學 畢業(yè)設計（論文）紙 共 37 頁 第 10 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 埋頭傳動軸 25 30 35 40 手柄軸 30 40 50 油 泵傳動軸 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 動力箱齒輪 84（ A型） 44（ B型） 2126 4 2 50 40 電機齒輪 79 2126 3 1 2 23 36 20 主軸箱的設計步驟和方法 主軸箱是專用機床的重要部件之一，他的好壞關系到整體機床的質量好壞。由于主軸箱后蓋的厚度為125mm，所以動力箱齒輪為 A型。 3)通用齒輪 主軸箱通用齒輪有傳動齒輪、動力頭齒輪和電機齒輪三種，三種材料均為45 鋼，齒部進行高頻淬火。表 32 所示為通用傳動軸的系 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 畢業(yè)設計（論文）紙 共 37 頁 第 9 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ (2)通用主軸以及傳動軸 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、傳動軸、傳動齒輪、軸套和附加機構等組成。專用主軸箱結構特殊，常需要加強主軸系統(tǒng)剛性，因此，其傳動件必須專門設計。大型主軸箱又可分為通用主軸箱和標準主軸箱兩種。大也有單軸，以鏜孔居多。其動力源于通用動力箱。按專用要求進行設計，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，并將動力和運動由電機或動力部件傳遞給各工作主軸，是指得到要求的轉速和轉向。 查表 23 可知攻螺紋時切削力、切削扭矩、切削功率、刀具壽命的計算公式。進給量 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。專用機床切削用量選擇應注意到以下幾點： 長 春 大 學 畢業(yè)設計（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）復合刀具切削用量選擇應該考慮刀具使用壽命； （ 3）選擇切削用量時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）切削用量的選擇應有利于主軸箱設計； （ 5）確定切削用量時還需考慮所選動力滑臺的性能。 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 專用機床切削用量的確定 在專用機 床工藝方案確定的過程中，工藝方法和關鍵工序的切削用量