【正文】 C6140 型車床主軸箱及箱體加工工藝設計 第 44 頁 共 44 頁 參考文獻 [1]．金屬切削機床設計 戴曙編 機械工業(yè)出版社 1999 年出版 [2]．機床主軸變速箱 曹金榜編 機械工業(yè)出版社 1987 年出版 [3]．機床設計圖冊 上海科學技術出版社 1979 年出版 [4]．機床課程設計圖冊 高等教育出版社 1994 年出版 [5]．機床設 計手冊 1）通用標準（ 上，下冊） 2）零件設計 （上，下冊） 機械工業(yè)出版社 [6]機械設計基礎 揚可楨 .程光蘊等 . 高等教育出版社 1995 年出版 [7] 周風云，毛志遠 . 工程材料及應用 . 第二版 . 武漢：華中科技大學出版社， 2021 [8] 沈其文，傅水跟 . 材料成型工藝基礎 . 第三版 . 武漢：華中科技大學出版社， 2021 [9] 楊叔子 . 機械加工工藝師手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [10] 李益民 . 機械 制造工藝簡明手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [11] 艾興，肖詩綱 . 切削用量簡明手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， 1994 [12] 葉玉駒 . 機械制圖手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [13] 孫麗媛 . 機械制造工藝及專用夾具設計指導 . 北京：冶金工業(yè)出版社， 2021 [14] 王光斗，王春福 . 機床夾具設計手冊 . 第三版 . 上海：上?？茖W技術出版社， 2021 [15] 陳宏鈞，馬素敏 . 金屬切屑速查速算手冊 . 第二版 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2021 。 謝謝各位專家，教授對論文的評審和指導。值此論文脫稿之際，謹向這位導師致意和崇高的敬意。 華北科技學院畢業(yè)設計（論文） 第 43 頁 共 44 頁 致謝 在本課題的選題，設計直至最后的論文寫作過程中，始終的到了 李佰茹 老師的悉心指導和大力幫助。這也激勵了我去研究實際問題的興趣。通過畢業(yè)設計學到了很多知識，收獲很大。 經過大學四年艱苦學習，我們順利的完成了機械設計制造及自動化專業(yè)所學的全部課程，初步已具備了一個機械工程技術人員所具備的基本知識和技能，今后還需要進一步在實踐中不斷地探索與積累。 C6140 型車床主軸箱及箱體加工工藝設計 第 42 頁 共 44 頁 總結 這次畢業(yè)設計是我們零件課程設計和工藝課程設計之后的一次對我們更全面更綜合的考核是一次綜合的訓練。同時也要保證箱體的密封防止?jié)櫥耐饬骱突覊m的侵入，箱體應用足夠的強度和剛度說明。溫度內工作 Tf =1 Ff 載荷系數(shù)如 Ff =1 ? 為壽命系數(shù)，磙子軸承 ? =310 C= ?161060 ?????? nTF Lnf Ff =7270 1036 601 2 0 0 0109060 ?????? ???? =86786Nf C[C]符合要求 經過上過驗算 ，我所選用的主軸組件達到規(guī)定要求。此外還受拉力和壓力作用，但此彎矩和扭矩要小的多，忽略不計，因此通?？柯房紤]到以上受力情況，可以簡化，以下的受力圖 Q為傳動力 P為總切削力 M是力矩曲 PX引起 LMaPQXL華北科技學院畢業(yè)設計（論文） 第 39 頁 共 44 頁 為了計算方便，認為 Q和 P車同一個平面 x=13++=522mm C確定切削力和傳動力的作用點 a前支承到主軸端部的距離，切削力的作用點與前支承之間的距離為 S S=a+ H 為普通車床的中心高 a=100mm 從以上受力圖以看出 主軸端部的彎 形由三部分組成： 第一部分 xP 引起的變形量 第二部分 Q力引起的變形量 第三部分 M力引起的變形量 由三部分增加起來，以得出齒輪 A點總的撓 度 Ay 為 xy = ? ? ? ? ?????? ???? ?? MLLLaxaLPaEJ 222 1 a)確定 P 的大小 J?????? 4m a x 10955 J? 主軸計算傳速， N主軸傳遞的功率 4m a x ????? P= Dmax2? D最大切削力估算直徑為 320mm P= 3205369222? =3356N e確定 Q 力 Q= 圓周 Q 圓周 =分度 扭d?2 M扭 =j??? 410955 d分度 =252mm Q 圓周 = 2525369222? =4261N Q= 圓周 =4687N E—— 主軸材料的彈性模量，一般用鋼 E=? 104N/mm2 J—— 主軸載面慣性距 C6140 型車床主軸箱及箱體加工工藝設計 第 40 頁 共 44 頁 J= ? ? ? ?2401 00001125 50881 44 ??? dD?=4344037 M=（ ～ ） Pa=? 3356? 100=100680 Ay = ? ? ? ? ?????? ???? ?? MLLLaxaLPaEJ 222 1 = 6896580000535134984300002684614866 02634460000 ??= 要求 [ Ay , maxy ] maxy ==*685= Ay [ maxy ]符合要求 前軸承的轉角及壽命的驗算 驗算前軸承處的轉角 Q? Q?? ? ? 1 2 ?LLLaLLEJ P ???? ??? = 68 965 80035 134 984 300026 846 148 6622 988 600 0 ?? = 要求 Q? maxQ? ， maxQ? ? Q?? [ maxQ ]符合要求 驗算前支系壽命 由軸承壽命計算式和 C= ?110660 ?????? nTF Lnf Ff. 前支承是雙雙向心短圓柱磙子軸承，只承受徑向力，因此 F前軸承的徑向力。 切削力是一個空間力 ,有 xzPPy， P， 等分力，設總的切削力為 1P 是斜齒輪，傳動力 a也定空間力：有 a xa ， ya ， za ，主軸上連有一個齒輪，主要把主軸運動傳給進給箱， 這齒輪主要是傳遞運動而不是傳遞動力，因此可以忽略不計。 驗算主軸軸端的位移 ay a主軸的支承簡化。 主軸箱潤滑方式是飛濺潤滑適用于潤滑點比較集中的地方，這種潤滑比較方便。 4）用箱體上的重要孔作粗基準 箱體類零件的粗基準一般都用它上面的重要孔作粗基準，這樣不僅可以 較好地保證重要孔及其它各軸孔的加工余量均勻，還能較好地保證各軸孔軸心線與箱體不加工表面的相互位置。有些精度要求不高的箱體零件毛坯，有時不安排時效處理，而是利用粗、精加工工序間的停放和運輸時間，使之得到自然時效。 普通精度的箱體零件，一般在鑄造之后安排 1次人工時效出理。為了消除殘余應力，減少加工后的變形和保證精度的穩(wěn)定，所以，在鑄造之后必須安排人工時效處理。粗、精分開也可及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，避免更大的浪費；同時還能根據(jù)粗、精加工的不同要求來合理選擇設備，有利于提高生產率。 2）加工階段粗、精分開 。因為箱體孔的精度要求高，加工難度大，先以孔為粗基準加工平面，再以平面為精基準加工孔，這樣不僅為孔的加工提供了穩(wěn)定可靠的精基準，同時還可以使孔的加工余量較為均勻。 C6140 型車床主軸箱及箱體加工工藝設計 第 36 頁 共 44 頁 制訂箱體工藝過程的共同性原則 : 1）加工順序為先面后孔 。 圖 1 C6140 車床主軸箱 圖 1所示為 C6140 車床主軸箱箱體的零件簡圖。 箱體材料的壁厚（放軸承處的壁厚和其它位置的壁厚） 。 在箱體內要裝有各種機構，并保證其較準確的箱體位置，以便能夠正確 運轉。 箱體材料 HT200～ 400，箱體結構為圓方形的，內有凸臺，箱體是用鑄造工藝鑄造。 后端選用 NN3016 雙列向心短圓柱滾子軸承。 Ⅳ 軸是主軸，剛度和 Ⅳ 精度要求比較高主要承受軸向載荷和徑向載荷，所以車床主軸前端選擇了雙列向心短圓柱滾子軸承 NN3020，前端軸承要比后端軸承精度高。 中間支承選用雙列向心圓柱滾子軸承 NN3009。 主軸上 的中間支承 圓錐滾子軸承 主軸上的雙列向心短圓柱滾子軸承 第Ⅰ 軸主要承受徑向載荷，所以選用向心 深溝 球軸承 6307。隔套越長，誤差的影響越小。 其他軸承調整也有與主軸軸承相似的問題。 軸承間隙的調整量，應該能方便而且能準確地控制，但調整機構的結構不能太復雜。把軸承調到合適的負間隙，形成一定的預負載，回轉精度和剛度都能提高，壽命、噪聲和抗震性也有改善。如果配合精度選的太低，會降低軸承的回轉精度，所以軸和孔的精度應與軸承精度相匹配。 軸承與軸和軸承與箱體孔之間，一般都采用過渡配合。 普通精度級機床的主軸，前軸承的選 C 或 D 級，后軸承選 D 或 E 級。 軸承的精度和配合 ： 主軸軸承精度要求比一般傳動軸高。 兩個方向的軸向力應分別有相應的軸承承受。推力軸承布置在前軸承、后軸承還是分別布置在前、后軸承，影響著溫升后軸的伸長方向以及結構的負責程度，應根據(jù)機床的實際要求確定。輔助支撐軸承（中間支撐或后支撐）保持比較大的游隙（約 ～ ），只有在載荷比較大、軸產生彎曲變形時，輔助支撐軸承才起作用。三支撐結構要求箱體上三支撐孔具有良好的同心度，否則溫升和空載功率增大，效果不一定好。 允許的極限轉速高，但承載能力低，主要用于高速輕載的機床。承受軸向力的能力最高，但允許的極限轉速低，容易發(fā)熱。在使用中，這種軸承不承受徑向力。具有承載能力大，允許極限轉速高的特點。 與雙列短圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的軸承有三種： 600 角雙向推力向心球軸承。 軸承的選擇及箱體設計 各軸承的選擇 軸承類型選擇 ： 主軸前軸承有兩種常用的類型： 雙列短圓柱滾子軸承。 圓齒和倒角性質不同，加工方法和畫法也不一樣，齒輪的軸向定位是隔套定位。 此次選用 HT200 材料。 (2)帶輪將動力傳動Ⅰ軸上有兩種類形一種是不卸載的軸端結構，另一種 是卸載的軸端結構，即帶輪裝在軸承上 ， 軸承裝在滾筒上，傳 動軸 只承受扭矩，徑向力由固定在箱體上的滾筒承受，避免了第一軸產生彎曲變形， 最終 選用卸載的 卸荷 帶輪傳動。 C6140 型車床主軸箱及箱體加工工藝設計 第 32 頁 共 44 頁 第 5 章 各部件結構設計 設計主軸變速箱的結構包括傳動件（傳動軸，軸承，帶輪，離合器和制動器等），主軸組件，操縱機構，潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)接件的結構設計與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。 ?FaY ?SaY ⑻、計算彎曲疲勞許用應力 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 aFE Mp540?? 。 校核 c 變速組齒輪 ⑴ 曲疲勞強度 ? ?FSaFatF bm YYKF ?? ?? 2； 校核齒數(shù)為 18的齒輪，確定各項參數(shù) ⑴ kwP ? ； n=125r/min, mNT ?????? 56 2 5 ⑵ 確定動載系數(shù)： smv / 0 0 0601 2 581 ?? ??? ? 齒輪精度為 7級， 查得動載系數(shù) ?vK ⑶ b=40mm。 華北科技學院畢業(yè)設計（論文） 第 29 頁 共 44 頁 b 變速組齒輪 ⑴ 曲疲勞強度 ? ?FSaFatF bm YYKF ?? ?? 2； 校核齒數(shù)為 22的齒輪，確定各項參數(shù) ⑴ kwP ? ； n=355r/min, mNT ?????? 56 ⑵ 確定動載系數(shù)： smv / 0 0 060 35588 ?? ??? ? 齒輪精度為 7級，查得動載系數(shù) ?vK ⑶ mmb 36? ⑷、確定齒向載荷分配系數(shù) :取齒寬系數(shù) ?d? 查表，插值法得非對稱齒向載荷分配系數(shù) ??HK 2 6 )(48/ ???hb ,查得 ?FK ⑷ 確定齒間載荷分配系數(shù) : 由表 102 查的使用 ?AK ； NdTF t 1 8 188 5 ????? 由表 103 查得齒間載荷分配系數(shù) 1?? ?? FH KK ⑹、確定動載系數(shù) : ?????? ?? HHvA KKKKK ⑺、查表 105 齒形系數(shù)及應力校正系數(shù) ?FaY 、 ?SaF ⑻、計算彎曲疲勞許用應力 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限