【正文】 C、初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45號 鋼（調(diào)制處理）。 ? ??T 值在 25～ 45之間， 0A 值在 103～ 126 之間，本設(shè)計取 0A =126，由上式計算得軸的直 徑： ? ? 303 nPAnpT ?? ? mmnPAd 330m in ???? 本科 畢業(yè)論文 47 因為小齒輪軸上要開一個比較深的孔用來軸向定位，而且其一端要與擴孔鉆相聯(lián)，這段軸徑要比較大，考慮到強度和結(jié)構(gòu)工藝性等方面的因素，最小齒輪軸徑定為 40mm。 1d —— 小齒輪的節(jié)圓直徑對標(biāo)準(zhǔn)齒即為分度圓直徑 本科 畢業(yè)論文 46 ? —— 嚙合角，對標(biāo)準(zhǔn)齒輪 020?? 。在設(shè)計剛性主軸時，若主軸參數(shù)選擇不合理，則被加工零件將達不到要求的精度和光潔度。 本設(shè)計采用剛性主軸，設(shè)計剛性主軸的主要內(nèi)容之一是選擇主軸參數(shù)。接著再用此 傳動軸與動力部件驅(qū)動軸連接起來。 B、主軸的參數(shù)設(shè)計 主軸的分布盡管有各種各樣的類型，但通常采用的經(jīng)濟而又有效的轉(zhuǎn)動是：用一根傳動軸帶動多根主軸。 ①主軸的設(shè)計 A、主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 主軸的形式和直徑，主要取決于刀具的進給抗力和切削扭矩或 主軸 —刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的需要。 軸的工作能力計算，是指軸的強度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計就是根據(jù)軸上零件的安裝，定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理的確定軸的結(jié)構(gòu)和尺寸。 B、設(shè)計計算 1 5 1 0 2 4 ??? ????m 由上面的計算結(jié)果對比可以看出，由齒面接疲勞出強度計算的模數(shù)明顯大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接疲勞出強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取有齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù) 3m? ④ 幾何尺寸計算 A、計算分度圓直徑 mmmzd 8732911 ????? mmmzd 24938322 ????? B、 齒頂高 mmmhhh aaa 331*21 ?????? 本科 畢業(yè)論文 43 C、 .齒根高 **12f f ah h h c m? ? ? ?（ ） 1 5 3 5 mm? ? ? ?（ ） D、全齒高 mmhhhh fa ?????? E、齒頂圓直徑： mmhdd mmhdd aa aa 9332872 25532249211 22 ?????? ?????? F.、齒根圓直徑： mmhdd mmhdd aff f22 ?????? ?????? G、計算中心距 mmdda 1682 249872 21 ????? H、計算齒輪寬度 mmdd 1 ???? ? 取 mmB 402 ? ； mmB 451 ? 。 由表 10— 3 查得 ????；由表 102 查得使用系數(shù) 1AK? ；由表 104 利用插值表查得 7 級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時??HK ； 由 ?hb , ??HK ,查《機械設(shè)計》（第八版） 10— 3。 1151 / nPT ?? 由《機械設(shè)計便覽》表 41— 2“各種減速器主要性能比較”查的減速器的效率為 ?? 95%～ 96%；由《實用機械設(shè)計手冊》查得軸承效率為 ?? 99%；聯(lián)軸器效率為 99%，主軸箱齒輪布置為十個小齒輪均勻分布在一個大齒輪的邊沿，并被大齒輪帶動，所以主軸箱輸出功率為： 10 33211 ???? ?????? pP 式中各參數(shù)含義： p? — 輸入減速器的功率 本科 畢業(yè)論文 38 1? — 減速器的效率 2? — 聯(lián)軸器的效率 3? — 滾動軸承的效率 將 p? =， 1? =95%， 2? =99%， 3? =99%代入上式得： 10 %99%99%99% ?????P = kw = E、小齒輪轉(zhuǎn)速的計算： 查閱手冊資料，擴孔鉆的轉(zhuǎn)速一般在 200r/min 左右，不超過 210r/min，這也是小齒輪的轉(zhuǎn)速。其結(jié)構(gòu)尺寸為 :e(2～ )m 則 e 3=. B、大齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 因大齒輪齒頂圓直徑 ad =m? （ z+2 ah ） =3? 85=255mm160mm,所以大齒輪本科 畢業(yè)論文 37 同樣選為腹板式。具體設(shè)計如下： 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計有以下原則：當(dāng)齒頂圓直徑小于 160mm 時，一般做成實心結(jié)構(gòu)，當(dāng)齒頂圓直徑在 160～ 500mm 之間 時，一般做成腹板式結(jié)構(gòu)。 小齒輪： 20CrMnTi ， 調(diào)制 HB1 = 300 HBS 大齒輪： 40Cr，調(diào)制 HB2 = 280 HBS ③齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計與齒輪的與齒輪的幾何尺寸、材料、加工方法及使用要求等因素有關(guān)。 d= 1d + 2d =2a=m（ 21 zz? ） 式中各參數(shù)含義： d— 所加工對稱孔的中心距； 2d — 大齒輪分度圓直徑； m— 齒輪模數(shù)； 1z — 小齒輪齒數(shù)； 2z — 小齒輪齒數(shù)； a— 中心距 把 d=335mm, m=3mm 代入上式得： 335=3? （ 1z + 2z ） 即： 1z + 2z =335? 3= 本科 畢業(yè)論文 36 齒輪齒數(shù)為整數(shù)，所以 可以就近圓整為 112，因此 1z +2z =112，由于齒輪齒數(shù)應(yīng)該遵循互質(zhì)原則，查《機械制造裝備設(shè)計》，初定2z =83， 1z =29 B、選定齒輪類型、精度等級、材料： a、齒輪因不受軸向載荷，選用直齒圓柱齒輪傳動。下面對齒輪進行具體的參數(shù)計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計。 齒輪應(yīng)具有足夠的工作能力，以保證在整個工作壽命期間不致失效。 ②主軸箱齒輪齒數(shù)的確定 齒輪傳動是機械傳動中最重要的傳動之一，其主要特點有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長等優(yōu)點，并且該傳動比較平穩(wěn)。 B、在保證有足夠強度的前提下，主軸、傳動軸和齒輪的規(guī)格要盡可能少，以減少各類零件的品種； C、通常應(yīng)避免通過主動主軸帶動主軸，否則將增加主動主軸的負(fù)荷； D、最佳傳動比為 1～ ，但允許采用到 3～ 4； E、盡可能避免升速傳動，必要的升速最好放在傳動鏈的最末一、二級，以減少功率損失。應(yīng)盡量用一根傳動軸帶動多根主軸；當(dāng)齒輪嚙合中心距不符合要求時，可采用齒輪變位的方法來湊中心距； 當(dāng) 21 ?????? mzzA ）（ 時，采用正常齒輪； 本科 畢業(yè)論文 34 2 21 ?????? mzzA ）（時，采用修正齒輪。同時，滿足主軸箱其它結(jié)構(gòu)和傳動的要求。 查《新編機械設(shè)計師手冊》上冊表 — 139，選擇型號為 NGWL11，公稱傳動比為 《新編機械設(shè)計師手冊》表 601— 142“單級 NGWL型減速器外型和安裝尺寸”，具體參數(shù)如下： 表 33 減速器的主要參數(shù) 機座號 型號規(guī)格 公稱傳 動比 外型 L 2L 1D 1L 1 NGWL11 根據(jù)所配電動機確定 360 本科 畢業(yè)論文 33 法蘭及螺栓孔 2D 3D 1dn? h 1h 2h 280 325 186? 6 20 18 軸伸 重量 （ kg） 油量 (L) d l t b 50 82 14 65 主軸箱零件的設(shè)計 齒輪的設(shè)計 ①主傳動方案的設(shè)計 傳動系統(tǒng)的設(shè)計是主軸箱設(shè)計中關(guān)鍵的一環(huán)。 ②齒輪圓周速度不超過 15m/s。所以選擇單級減 速器，另外如果降速比過小，減速器輸出的轉(zhuǎn)速將會比較高，這樣會使主軸箱的速比加大， 從而使大 小齒輪的齒數(shù)比加大，這樣的話工作軸的轉(zhuǎn)速就會升高。減速器的種類很多，按照傳動類型可分為齒輪減速器，蝸桿減速器和行星減速器。其示意圖如圖 31 所示： 本科 畢業(yè)論文 31 圖 31 電動機的安裝示意圖 主要安裝型式尺寸如表 32所示。 表 31 電動機主要性能參數(shù) 電動機的功率 P 電動機滿載轉(zhuǎn)速 n 730r/min 定子電流 A 電動機效率（ %） 85 功率因數(shù)（ COSφ） 最大轉(zhuǎn)矩 / 額定轉(zhuǎn)矩 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 / 額定轉(zhuǎn)矩 堵轉(zhuǎn)電流 / 額定電流 噪聲（聲功率級）（ dB） (A) 75 電動機的重量 150kg C、電動機的安裝型式 選用 5B 基本結(jié)構(gòu)型式，機座不帶底腳，端蓋有凸緣。 使用條件： a、海拔不超過 1000m b、環(huán)境溫度不超過 40℃ c、額定電壓為 380V、額定頻率為 50HZ d、 3KW 以下為 Y 接法， 4KW 以上功率電動機為三角形接法。主要性能本科 畢業(yè)論文 30 及特點：本系列電動機具有效率高、耗電少、性能好、噪聲低、振動小、體積小、重量輕、運行可靠、維修方便等特點，絕緣等級為 B 級。 b．電動機功率的選擇 考慮到減速器的降速比不宜過大，所以初步選擇電動機的轉(zhuǎn)速 min/750rns ? ，再根據(jù)所須電動機功率為 kwpr ? 。而選用較低轉(zhuǎn)速的電動機，其優(yōu)缺點剛好相反。功率選的過小不能保證工作機的正常工作，或使電動機因超載而過早損壞；功率選的過大則電動機的價格高，能力又得不到充分的發(fā)揮，而且由于電動機經(jīng)常不在滿載下運轉(zhuǎn)，其效率和功率因數(shù)都較低而造成能源的浪費 ③電動機的同步轉(zhuǎn)速愈高，磁極對數(shù)愈少，外廓尺寸愈小，價格愈低。其中以三相異步帶能動機應(yīng)用最多，常用為 Y 系列三相異步電 動機。 則 10 根鉆頭的總功率為： kwN 9 5 9 5 ???總 C、求減速器的輸出功率 kwyNP ?? 總減 其中： ???? yyyy ?y —— 聯(lián)軸器的效率； ?y —— 滾動軸承的效率； ?y —— 圓柱齒輪的效率。 )(mm rmmS /? （查《機械制造手冊》 —— 遼寧出版社） [工件的材料為 Q235 碳結(jié)構(gòu)鋼 ] ?MC ， ?Mq ， ?Mx ， ?My ， ?pC ， ?px ， ?py ?？傊x用合適的動力部件，使機床具有先進的工藝水平和技術(shù)水平，以及良好的工藝效果。 選用何種動力部件，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的加工工藝，機床型式，使 用條件，生產(chǎn)條件來確定。本設(shè)計主運動采用電動機帶動，進給運動采用電動機帶動液壓系統(tǒng)運動。 本科 畢業(yè)論文 26 3 主軸箱及部件設(shè)計 動力部件的選擇 動力部件的選擇在整個多軸鉆床的設(shè)計中是至關(guān)重要的。擴孔時，由液壓驅(qū)動的工件向上做進給運動，整個擴孔過程便由兩個簡單的運動組成，即主軸帶動鉆頭的主運動和液壓推動工件的進給運動。 該鉆的運 動聯(lián)系分析 本次設(shè)計的為立式鉆床，該鉆床采用主運動和動力源為機械聯(lián)系。 ④、內(nèi)聯(lián)系傳動鏈（如車螺紋及用展成法加工齒輪時的傳動鏈），目前廣泛的采用機械傳動，而不用液壓傳動，因為用液壓時有泄漏現(xiàn)象，不易保證傳動比的恒定值。 ③、液壓、電氣的綜合應(yīng)用，使機床容易實現(xiàn)自動化，并簡化了機床的機械結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)代化的自動機床中被廣泛的應(yīng)用。隨著非機械聯(lián)系可靠性的提高和設(shè)計 、維修、制造技術(shù)的不斷進步，它在機床中的應(yīng)用正在日益增多。此外，當(dāng)制造廠的技術(shù)水平受到限制時多采用機械聯(lián)系。對設(shè)計、制造、修理的技術(shù)水平較電氣液壓為低。設(shè)計機床時應(yīng)發(fā)揮它們的優(yōu)點，滿足機床的工作特點和使用要求，適應(yīng)機床的制造和維修水平等。但由于電氣系統(tǒng)較復(fù)雜，成本高，目前應(yīng)用尚少，只用于某些 自動化車床中。 ④、主運動和動力源為電氣聯(lián)系。 ③、主運動和動力源，進給運動和動力源均為液壓聯(lián)系。 ②、主運動和動力源，為機械聯(lián)系，進給運動和動力源為液壓聯(lián)系。 本科 畢業(yè)論文 23 類似車床的專用機床，動力源與運動之間有下列不同的運動聯(lián)系形式： ①、主運動和動力源，進給運動和動力源均為機械聯(lián)系。機床的各種運動一般是通過機械，電器和液壓（氣壓）傳動實現(xiàn)的，總體設(shè)計的任務(wù)之一就是確定機床運動的傳動形式。 布局特點：生產(chǎn)率較高，通過更換夾具和調(diào)整工作主軸的位置，可適應(yīng)同類型不同工件的成批生產(chǎn)。 綜上所述，決定采用立式機床這一形式。 B、工藝分析：（見上） a、機床總體布局方案的確定（三方案） ㈠、臥式機床：考慮到零件的夾具設(shè)計，采用臥式機床將導(dǎo)致零件裝夾難度的增加； ㈡、懸臂式機床：考慮到零件的橫向 尺寸不大，所以沒有必要采用該型式機床； ㈢、立式機床：立式機床運動自由度大，操作方便，足可以滿足該零件的加工。 ②傳動部件的布局： 機床上的傳動方案主要可分為集中傳動和分離傳動，無級變速與齒輪變速。