【正文】 深溝球 軸承 （ 6002） 的驗(yàn)算 深溝球 軸承需要驗(yàn)算軸承的工作能力系數(shù)，其中計(jì)算公。 在這個(gè)設(shè)計(jì)中， 采用了深溝球軸承（ 6002）和止推軸承（ 52104） ，然后進(jìn)行強(qiáng)度或壽命等方面的驗(yàn)算。 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 第八章 軸承壽命的驗(yàn)算 多軸頭中常用的軸承有 深溝球 軸承 (6000 型 )、單向推力球軸承（ 8000 型）及滾動(dòng)軸承。 （ 5） 工作軸的結(jié)構(gòu)：工作軸的結(jié)構(gòu)參考工作軸 ()參數(shù)規(guī)格設(shè)計(jì)，其中選擇止推軸承襯套 ()、深溝球軸承 6002 型 (GB/T 2761994)、推力球軸承51204 型 (GB/T 3011995)、支撐環(huán) ()、油封 ()、油封蓋 ()、墊圈()、油封紙墊 ()、油封毛氈 ()、圓螺母用止動(dòng)墊圈 (14)型 (GB/T 8581988)、半圓鍵 ()。此傳動(dòng)箱采用單層布置。 （ 3）齒輪傳動(dòng)箱。 （ 2）導(dǎo)向部件。 由上述計(jì)算可知：齒輪為變位齒輪，我選用角度變換，其幾何尺寸計(jì)算，可按下表進(jìn)行，計(jì)算結(jié)果 如表 61： 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 表 61 變位齒輪的幾何尺寸 序號(hào) 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 備注 主動(dòng)輪與惰輪 工作輪與惰輪 1 小輪齒數(shù) Z1 21 17 已知 2 大輪齒數(shù) Z2 30 30 已知 3 模數(shù) m 2 2 已知 4 實(shí)際中心距 A 已知 5 理論中心距 A0 A0=( Z1+Z2)m/2 51 47 6 兩輪齒數(shù)和 ZΣ ZΣ = Z1+Z2 51 47 7 中心距變動(dòng)系數(shù) λ λ =( AA0)/m 8 中心距變動(dòng)系數(shù)的模數(shù) λ 0 λ 0=A/A01 9 反變位系數(shù)的模數(shù) σ 0 根據(jù)λ 0 查表 查附錄 10 反變位系數(shù) σ σ =σ 0( Z2Z1)/2 11 總變位系數(shù) ξ Σ ξ Σ =λ +σ 12 小輪變位系數(shù) ξ 1 ξ 1=ξ Σ Z2 /ZΣ 按表檢查齒頂厚 大輪變?yōu)橄禂?shù) ξ 2 ξ 2=ξ Σ Z1 /ZΣ 按表檢查齒頂厚 13 小輪分度圓直徑 d01 d01=m Z1 42 34 大輪分度圓直徑 d02 d02=m Z2 60 60 14 小輪齒頂圓直徑 De1 De1 = d01+2m（ 1+ξ 1σ） 大輪齒頂圓直徑 De2 De2 = d02+2m（ 1+ξ 2σ） 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 第七章 繪制多軸頭總圖 多軸頭的結(jié)構(gòu)總圖如多軸頭裝配圖所示，所選零件尺寸查參考文獻(xiàn) [1]： （ 1） 連接部件和傳動(dòng)部件。 取工作軸直徑為 d=15mm，其軸承同惰輪軸軸承大小一樣，不會(huì)發(fā)生干涉。其處理方法是：減小工作軸直徑。 如圖 57 所示 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 57 結(jié)構(gòu)干涉圖 （ 1）檢查齒頂圓干涉 從圖上可以看出沒有發(fā)生干涉。所以，當(dāng)傳動(dòng)系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)檢查結(jié)構(gòu)上是否發(fā)生干涉。同時(shí)也表示了各齒輪之間的徑向?yàn)橹龟P(guān)系。 =9577 =9577 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 惰性輪齒數(shù)定為 30，計(jì)算實(shí)際中心距（ A）與理論中心距 A 與 之間相差 ，齒輪需要變位。所以，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能使各軸的受力情況良好。 （ 2） 各軸受力情況與惰輪布置的關(guān)系 在多軸頭傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，惰輪的布置是受一些條件限制的，尤其是受主動(dòng)軸和工作軸位置的限制，一般不可能使各軸受力情況都是良好的。 惰輪的布置及其坐標(biāo)計(jì)算： （ 1） 工作軸的旋轉(zhuǎn)方向與惰輪布置的關(guān)系 惰輪的主要作用是保證工作軸有一定的旋轉(zhuǎn)方向。 與工藝給定的工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 ，所以，傳動(dòng)比確定為。 此次設(shè)計(jì)工藝給定的工作軸的轉(zhuǎn)速為 490 轉(zhuǎn) /分， Z235 機(jī)床主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速中與其相接近的轉(zhuǎn)速為 530/分，但降速會(huì)使工作軸上的齒輪加大，在此情況下，不易布置惰輪，故選低一級(jí)的轉(zhuǎn)速，根據(jù) Z535 轉(zhuǎn)速等級(jí)可選擇 400轉(zhuǎn) /分。 初步確定齒數(shù)時(shí)，還必須 檢查主動(dòng)軸上齒輪的尺寸是否足夠大，因?yàn)橹鲃?dòng)輪的直徑比較大，如果主動(dòng)輪上齒輪的齒數(shù)過少，就保證不了厚度。首先給定較小齒輪的齒數(shù)，即：當(dāng) 時(shí)，現(xiàn)給定工作軸上齒輪的齒數(shù)；當(dāng) 時(shí)，現(xiàn)給定主動(dòng)軸上齒輪的齒數(shù)。 確定各軸上齒輪的齒數(shù) 在多軸頭傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，各軸上齒輪的齒數(shù)一般不是按照中心距、模數(shù)等已知條件計(jì)算出來的，因?yàn)槎噍S頭的對(duì)工作軸相互位置往往距離較近，有的分布還不規(guī)則，為保持對(duì)工作軸與主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)方向相同，要通過惰輪，而惰輪的位置一般不是已經(jīng)確定的，通常是通過反復(fù)作圖與計(jì)算相結(jié)合的方法來確定。按合理的攻絲切削速度，應(yīng)盡量選較低的機(jī)床轉(zhuǎn)速。 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 4）驗(yàn)算進(jìn)給量的差值，用實(shí)際傳動(dòng)比 求出的 與絲錐螺距的名義值的差值應(yīng)在 范圍內(nèi)，差值過大應(yīng)重新選擇齒輪齒數(shù)。為了便于檢查核對(duì)實(shí)際進(jìn)給量與理論值之間的差值， 一般取小數(shù)點(diǎn)后四位。為了使多軸頭的傳動(dòng)比盡量接近于 1，故再選機(jī)床主軸寄給量時(shí)，一般選用小于絲錐螺距中的最大的一個(gè)。傳動(dòng)比的理論值與實(shí)際理論值相差很小，鉆孔多軸頭可忽略不計(jì)，但對(duì)于攻絲多軸頭，則需要進(jìn)行驗(yàn)算。這時(shí)，比較計(jì)算后的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量與工藝規(guī)定的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量之值是否相近，此外，還要從工藝方面考慮，按計(jì)算后的對(duì)工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量進(jìn)行加工是否可行，若不行，還要重新確定傳動(dòng)比。 再以機(jī)床主軸各級(jí)進(jìn)給量中選取與計(jì)算值相近的一級(jí)作為主動(dòng)軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速即為機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，我們可以從機(jī)床主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速中，選擇與對(duì)工作軸轉(zhuǎn)速相接近的作為主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，然后計(jì)算傳動(dòng)比。 傳動(dòng)比的計(jì)算公式及其確定方法 單式傳動(dòng)： 復(fù)式二級(jí)傳動(dòng)： 復(fù)式三級(jí)傳動(dòng)： 式中： 為主動(dòng)軸對(duì)第 N 根對(duì)工作軸的傳動(dòng)比 為第 N 根對(duì)工作軸的轉(zhuǎn)速（ r/min） 為主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速（ r/min） 為主動(dòng)軸上齒輪的齒數(shù) 、 、 、 為惰輪的齒數(shù) 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 第 N 根對(duì)工作軸上齒輪的齒數(shù) 鉆孔多軸頭是按對(duì)工作軸轉(zhuǎn)速初步確定的，然后驗(yàn)算對(duì)工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，最后確定可行的傳動(dòng)比。 （ 2）外嚙合傳動(dòng)比一般應(yīng)不大于 ，最好等于 1. （ 3）應(yīng)盡可能不選最高一級(jí)或最低一級(jí)的機(jī)床轉(zhuǎn)速，以便給工藝上的更改留有余地。 A點(diǎn)的坐標(biāo)為：。 壓力中心相對(duì)于各個(gè)工作軸的坐標(biāo)計(jì)算公式如下： 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 式中： 為壓力中心的橫坐標(biāo) 為壓力中心的縱坐標(biāo) 為各工作軸的軸向力 為工作軸中心的橫坐標(biāo) 為工作軸中心的縱坐標(biāo) 若 ，則公式變?yōu)椋? 其中： N 為工作軸個(gè)數(shù)。則 壓力中心不應(yīng)超過法蘭盤半徑。此時(shí)，若只是考慮到主動(dòng)軸中心與壓力中心重合，將會(huì)造成齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)布置困難，及多軸頭本體對(duì)主動(dòng)軸中心不對(duì)稱等缺點(diǎn)。 對(duì)于加工孔不對(duì)稱分布的，或同時(shí)加工不同孔徑的。此時(shí)，多軸頭外形勻稱。此時(shí)，機(jī)床主軸及多軸頭本身均不受彎曲力矩。 在這個(gè)設(shè)計(jì)中，按照工作軸分布情況，可選擇工作軸成長(zhǎng)方形分布的外嚙合傳動(dòng)形式。 C、內(nèi)嚙合與外嚙合聯(lián)合傳動(dòng)。工作軸成圓形分布的；工作軸成環(huán)形分布的。外嚙合傳動(dòng)有如下幾種傳動(dòng)分布形式：工作軸成長(zhǎng)方形 布的；工作軸成 “一 ”字形分布的；工作軸成框形分布的 。 B、復(fù)式傳動(dòng)，即每個(gè)軸櫖上有兩個(gè)、三個(gè)或多個(gè)齒輪與其他齒輪嚙合，分成兩層、三層及多層傳動(dòng)，稱為二級(jí)、三級(jí)及多級(jí)傳動(dòng)。下面列出各種傳動(dòng)類型，供參考。 選擇傳動(dòng)方式 多軸頭的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)一般是定軸輪系， [ 即主動(dòng)軸、工作軸、惰輪軸的中心距是固定的。 從中查得：主動(dòng)輪的模數(shù) m＝ 2。 確定齒輪模數(shù) (m) 在一般齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，齒輪模數(shù)是按齒輪的抗彎強(qiáng)度和齒面疲勞強(qiáng)度計(jì)算的，然后經(jīng)過試驗(yàn)確定。同時(shí)還應(yīng)在圖旁注明：工作軸每分鐘轉(zhuǎn)速、工作軸每分鐘進(jìn)給量及傳動(dòng)比等。齒輪中心及分度圓應(yīng)盡可能畫得準(zhǔn)確（精度在 ～ ），這樣便于用圖解法核對(duì)所計(jì)算的坐標(biāo)尺寸。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，其內(nèi)容包括：齒輪模數(shù)和工作軸直徑的確定，傳動(dòng)方式的選擇，主動(dòng)軸中心位置的確定，傳動(dòng)比及齒輪齒數(shù)的確定，布置惰輪，檢查結(jié)構(gòu)上的干涉現(xiàn)象，傳動(dòng)系統(tǒng)圖的坐標(biāo)計(jì)算與繪制等。 為多軸頭每個(gè)工作軸消耗的功率 為機(jī)床的額定功率 P 為多軸頭各工作軸軸向力的總和 為各工作軸的軸向力 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 為機(jī)床允許的最大軸向力 首先計(jì)算每個(gè)工作軸的切削扭矩（ ）和軸向力（ ）： 因每個(gè)工作軸的 和 相等，所以多軸頭的總軸向力和消耗的總功率為： 查 Z535 機(jī)床說明書，機(jī)床主軸最大進(jìn)給抗力 ,主電動(dòng)機(jī)功率 核對(duì)： ， ，滿足使用要求 。13 通孔，保證孔間距190和 40，413 軸線對(duì)Ａ 、 Ｂ面的位移度不大于０ .２ 490 20 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 41 夾具圖 核算多軸頭的總軸向力（ ）和消耗的總功率（ ） 要核算多軸頭的總軸向力和消耗的總功率，使其不超過機(jī)床允許的最大軸向力和機(jī)床的額定功率。夾具的零件圖如圖 41 所示。刀具圖如圖 41 所示 圖 41 刀具圖 機(jī)床的選擇 加工 4— ? 13 的孔時(shí)，由于孔的直徑較小，古可采用專用夾具在立式鉆床上加工，可根據(jù) [2]中表 56 選型號(hào)為 Z535 的立式鉆床；機(jī)床有關(guān)規(guī)格尺寸，見Z535 鉆床說明書。 第四章 多軸頭設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 設(shè)計(jì)要求 按工藝安排，在 Z535 機(jī)床上同時(shí)加工底座上四個(gè)Φ 13 孔，要求設(shè)計(jì)一套多軸頭 。 鉆床 05 攻絲 1）油杯 M10 螺紋孔 06 去毛刺 鉗工臺(tái) 07 檢驗(yàn) 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 軸承座底座的工藝過程 如表 32 所示 表 32 軸承座底座工藝過程 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 01 鑄造 清理 1)軸承座底座底面加工余量 ，分合面和端面加工余量 2mm 02 粗銑 1） 粗銑底面留加工余量為 2mm 2） 粗銑軸承座頂面、分合面底面、底座連接螺栓孔的凸臺(tái)， 留加工余量為 3） 粗銑前后端面，留加工余量為 銑床 03 精銑 1） 精銑底面至尺寸，平面度公差為 2) 精銑頂面至尺寸 ， 3) 精銑分合面底面至尺寸 65 4) 精銑底座連接螺栓孔的凸臺(tái)至尺寸 25mm 5) 精銑分合面至尺寸 ,對(duì)軸承座內(nèi)孔軸線位置度公差為 6） 精銑前后端面至尺寸 銑床 04 鉆孔 1） 鉆連接螺栓 4M10 1 螺紋孔至 Φ 2） 鉆底座底孔 4φ 13 至尺寸 Φ 13 鉆床 05 攻絲 1)連接螺栓 4M10 螺紋孔至 Φ 10 06 去毛刺 鉗工臺(tái) 07 檢驗(yàn) 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 軸承座整體工藝過程如表 33 所示 表 33 軸承座整體的工藝過程 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 01 裝配 把軸承座底座和上蓋何在一起加工 02 粗鏜 粗鏜軸承座內(nèi)孔，留加工余量為 鏜床 03 半精鏜 半精鏜軸承座內(nèi)孔，留加工余量為 鏜床 04 精鏜 精鏜軸承座內(nèi)孔至尺寸φ 70 鏜床 05 去毛刺 鉗工臺(tái) 06 檢驗(yàn) 確定切削用量 本論文主要研究的是同時(shí)加工 軸承座底座 4— ? 13 孔的多軸 頭 ，所以只需計(jì)算加工 4— ? 13 的孔的切削用量和基本工時(shí)具體計(jì)算如下： （ 1）確定 背 吃刀量（切削深度）：由于工序內(nèi)容為鉆孔，所以 背 吃刀量為孔的半徑 。 02 粗銑 1） 粗銑頂面，及分合面頂面，留余量為 2） 粗銑鏈接螺栓孔和油杯螺紋孔的凸臺(tái)，留余量為