【正文】 。 按相關(guān)的資料選取端銑刀的形式。 即 D =150 Z=7 (4)銑削用量的選擇 。表 23 為硬質(zhì)合金端銑刀的銑削用量。所以就不能選擇太低?？傊鶕?jù)加工精度和加工材料，工作條件和技術(shù)要求進(jìn)行分析。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 組合機(jī)床配置型式的選擇 對(duì)于加工發(fā)動(dòng)機(jī)連桿這樣的工件，特別適合大、中箱體件的加工。經(jīng)過(guò)和指導(dǎo)老師商 量后，我們決定設(shè)計(jì)四根主軸兩端同時(shí)進(jìn)行銑削。 在加工連桿過(guò)程中，還必須考慮到加工零件特點(diǎn)對(duì)配置型式和結(jié)構(gòu)方案的影響。 采用液壓進(jìn)給系統(tǒng)。 采用剛性主軸方案，由于機(jī)床導(dǎo)軌間隙及導(dǎo)軌磨損的影響。 影響總體布置的因素 (1)加工精度的影響 。此外，還要考慮到不同布置形式的機(jī)床所能達(dá)到的加工精度。 (2)工件大小、形狀和加工部位特點(diǎn)的影響 。本原則也可根據(jù)機(jī)床的使用條件綜合考慮。但考慮工件排屑方便，機(jī)床空間的高度可矮些，故可采用臥式組合 機(jī) 床。 零件的生產(chǎn)批量大小是決定采用單工位、多工位或自動(dòng)線，還是按中小批量生產(chǎn)特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要因素。 被加工的零件的生產(chǎn)批量越大，工序安排一般就越趨于分散， 半 粗、半精、精 加工應(yīng)分別在不同的機(jī)床上完成。 組合銑床的總體分析 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是指根據(jù)已確定的工藝方案，表示一臺(tái)組合機(jī)床或自動(dòng)線對(duì)加工零件應(yīng)完成的工藝內(nèi)容的示意圖，它包括加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求等內(nèi)容。它是進(jìn)行組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也 是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。尤其是當(dāng)需要中間導(dǎo)向套時(shí)，應(yīng)表示出零件內(nèi)部的筋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。 （ 3）表示出本道工序加工部位的尺寸 、尺寸精度、表面粗糙度、形狀位置精度及技術(shù)要求，另外還應(yīng)表示出 本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞?zhǔn)）。 （ 5）繪制時(shí)，按一定的比例，細(xì)實(shí)線表示與本道工序加工無(wú)關(guān)的部分，粗實(shí)線表示被加工部位精度、粗糙度、位置精度、定位面及夾壓方向。 以下為被加工零件圖，其材料為 45 鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其其硬度為 217~287HBS。加工示意圖表示：被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具、輔具的布置狀況，工件與夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系，以及機(jī)床的工作行程和工作循環(huán)等。其內(nèi)容包括以下幾方面： （ 1）應(yīng)反映機(jī)床的加工方法、加工條件及加工過(guò)程。 （ 3）決定主軸的結(jié)構(gòu)類型、規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度。 （ 5）標(biāo)明主軸、接桿、夾具（導(dǎo)向裝置）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度等。 （ 7）加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細(xì)實(shí)線繪出工件加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展 開(kāi)圖，然后用粗實(shí)線繪出加工表面。當(dāng)軸數(shù)多時(shí)，可縮小比例。 （ 8）在加工示意圖上，主軸的分布可不按真實(shí)距離繪制。 （ 9）主軸應(yīng)從主軸箱端面畫起。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)，只須 畫出外廓，并須加注標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)，對(duì)一些專用結(jié)構(gòu)，則必須畫出剖視圖，并標(biāo)注尺寸、精度及配合種類。 選擇刀具、導(dǎo)向裝置 ： a 刀具的選擇 一般孔加工用刀具（鉆、擴(kuò)、鉸等刀具）其直徑的選擇應(yīng)與加工部位的尺寸、精度相適應(yīng)，其長(zhǎng)度的選擇要保證加工終了時(shí)，刀具螺旋槽尾端面與導(dǎo)向裝置外端面之間有 一 定的距離。除鉸孔外，這類導(dǎo)向裝置很少用于大直徑的加工。這類裝置一般用孔徑在φ 25mm 以上的孔的加工，尤其是大直徑鏜孔時(shí)應(yīng)用較多。 確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程 （ 1）動(dòng)力部件的工作進(jìn)給長(zhǎng)度 L 工進(jìn) ： L 工進(jìn) ＝ L1＋ L 加工長(zhǎng) ＋ L2 即： L 工進(jìn) ＝ 10+10+1/3+5=27 式中， L 加工長(zhǎng) — 工件加工部位的長(zhǎng)度； L1— 刀具切入長(zhǎng)度； L2— 刀具切出長(zhǎng)度 （ 2）動(dòng)力部件的快速退回長(zhǎng)度 L 快退 : L 快退 ＝ L 工進(jìn) ＋ L 快進(jìn) 即： L 快退 ＝ 27＋ 133＝ （ 3）動(dòng)力部件的總行程 L 總 ≥ L 工進(jìn)行程 ＋ L 前備 ＋ L 后備 式中 L 前備 — 前備量，動(dòng)力部件尚可向前調(diào)節(jié)的距離； L 后備 — 后備量，刀具從接桿中接桿連同刀具一起從主軸孔中得到所需要的軸向距離； 刀盤 主軸 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 L 工進(jìn)行程 — 動(dòng)力部件的工作行程，即 L 快進(jìn) 。對(duì)這些尺寸的確定，考慮工件的 尺寸、形狀、具體結(jié)構(gòu)外，還要考慮能否布置下保證加工要求的定位、限位、夾緊機(jī)構(gòu)及導(dǎo)向裝置，并要考慮夾具底座與機(jī)床其他部件的連接、固定所需要的位置。重要的是，一定要保證動(dòng)力部件處于加工終了位置時(shí)，工件端面至主軸箱端面之間的距離應(yīng)不小于加工示意圖上所要 求的距離。多軸箱的寬度 B 和高度 H按下列公式確定； H=h+h1+b1 B=b+2b1 式中： b —— 工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩加工面的距離（毫米） b1—— 最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（毫米） h —— 工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩加工平面的距離（毫米） h1—— 最底主軸高度（毫米） 一般取 b1大于等于 70— 100mm；一般推薦 h1大于等于 85— 140mm。同時(shí)，要表明動(dòng)力部件退回到最遠(yuǎn)時(shí)所處的位置。 2）應(yīng)注明電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功率和轉(zhuǎn)速。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 主軸二主軸一驅(qū)動(dòng)軸 圖 26主軸箱輪廓尺寸確定圖 3）應(yīng)表明液壓系統(tǒng)和電氣控制按鈕等的安裝位置。 生產(chǎn)率計(jì)算卡 (1)機(jī)床的理想生產(chǎn)率 Q1 的計(jì)算 Q1＝ 60T單 ＝ 60TT? 輔機(jī) （件 /h） 式中 T單 －單件工時(shí)（ min）； T機(jī) －機(jī)加工時(shí)間（ min）（包括動(dòng)力部件工作進(jìn)給時(shí)間和死擋停留時(shí)間）； T輔 －輔助時(shí)間（ min） (包括快進(jìn)時(shí)間、快退時(shí)間、工作臺(tái)直線移動(dòng)或轉(zhuǎn)位時(shí)間、工件裝卸時(shí) 間等 )。工件裝卸時(shí)間一般取 ~。 3. 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) 主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖 ,是根據(jù)三圖一卡整理編繪出來(lái)的 ,其內(nèi)容包括主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件 。 (2)工件位置尺寸及連桿大小頭中心位置尺寸。 根據(jù)這些數(shù)據(jù)可編制出主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。因被加工零件兩端面所要達(dá)到的各級(jí)參數(shù)都完全相同，故設(shè)計(jì)成相互對(duì)稱的傳動(dòng)系統(tǒng)。額定功率 0P 為 ，滿載轉(zhuǎn)速 0n 為 960r/min。 a 按照所示的傳動(dòng)方案選用直齒圓拄齒輪傳動(dòng) 。 c材料選擇：選用小齒輪材料 40Cr ，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45。 d選小齒輪齒數(shù) Z0 =22 大齒輪齒數(shù) Z1 =32。 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 : a試選擇載荷系數(shù) ?Kt 。 d由表中可查材料彈性系數(shù) MPZE ? 。 f計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ： 911 )1530082(19606060 ?????????? njLnN 992 102 9 ????N g由圖可知 查得接觸疲勞壽命系數(shù) ,21 ?? HNHN KK。 取失效概率為 1% 安全系數(shù) S=1 則有： aHHNH MPSK ][ 11 lim1 ????? ?? aHHNH MPSK 2 25 5 ][ 22 l i m1 ????? ?? 3) 計(jì)算 。 b 計(jì)算 模 數(shù) 3226621 ??? dm （ 3） 按齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1)由公式得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為：3 111 ][2 FdFa zzYKTm ??? a 由圖則有小齒輪的彎曲強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度極限 MPaE 5001 ?? ，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaE 3802 ?? b 由表上則有彎曲的疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) , 21 ?? FNFN KK 。 2) 設(shè)計(jì)計(jì)算 mmxxxxxm ?? 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，取 3?m ，則有： ????? izz 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 ][ TTT x dx dx dNPWT ?? ??? 式中： T? — 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位兆帕 T — 軸所受的扭矩 TW — 軸的抗扭截面系數(shù) n — 軸的轉(zhuǎn)速 p— 軸的傳遞的功率 d — 計(jì)算截面處軸的直徑 ][T? — 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 由以上公式可得軸的直徑 ： mmxxxnpiTd ][ 333 ??? 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 取 mmd 30min ? mmnPiTd ][33 ?? 取 mmd 35min ? mmnpiTd ][ 33 ?? ..取 mmd 35min ? mmnpiTd ][ 33 ?? 取 mmd 40min ? （ 2） 主軸的強(qiáng)度校核 對(duì)傳遞動(dòng)力軸滿足強(qiáng)度條件是最基本的要求。 首先作出軸的計(jì)算圖。將齒輪帶輪等級(jí)裝配寬度的分布簡(jiǎn)化為集中力，并視為作用在輪轂寬 度的中點(diǎn)上；略去軸和軸上的自重；略去軸上產(chǎn)生的拉壓應(yīng)力；把軸看成鉸鏈支承，支反力作用在軸承上，其作用點(diǎn)的位置可用如下圖所示確定。 1) 求出輸出軸的功率 Vp? ，轉(zhuǎn)速 3n 和轉(zhuǎn)矩 3T 。單位為 mm ?—— 嚙合角。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查得 a 值。對(duì)于 7220E型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得 a=29mm。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 圖 31 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 C 是軸的危險(xiǎn)截面。 由式 ca? = ??22MT（ ） （ ）W 2W= 2M ?? 2（ T）W ? ? ?1?? 式中： ca? —— 軸的計(jì)算應(yīng)力。單位為 N? mm T—— 軸所受的扭矩。單位為 3mm 對(duì)于圓環(huán)形截面， W= ? 3d ?4（ 1 ） 332d? ?4（ 1 ）河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 其中 ? = 1dd= 34110= 查表得 ? = 因此： ca? = 2M ?? 2（ T）W = 2341 1 2 6 4 6 . 30 . 1 1 1 0 (1 0 . 3 1 )??? ? ?2（ 0 . 6 1 7 2 5 8 0 ） = Mpa = Mpa 前已選定軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。 (3) 軸Ⅲ的強(qiáng)度校核 。 設(shè) 1? ， 2? 分別為齒輪傳動(dòng)，軸承傳動(dòng)的效率 1? = ， 2? = 3P = 2312P ????電 =? ? = kw 又 2n = 012nii? = ? =454 r/min 于是： 32 29550000 PT n??=9550000? =101990 N? mm 2) 求作用在齒輪上的力 。單位為 mm ?—— 為嚙合角。 對(duì)于軸Ⅲ上小齒輪受力 因軸Ⅲ上小齒輪與軸Ⅲ上大齒輪相嚙合，由主軸校核已知 tF主 = N， F?主 = N。 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（見(jiàn)主軸箱裝配圖）作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（如下圖所示）。因此作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨矩， 1L + 2L + 3L =85++= 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 圖 32 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面心是軸的危險(xiǎn)截面。 ① 確定支座處水平的約束力 由 AM? =0 和 FM? =0 可求得： 1NHF + 2NHF = 2tF 1tF ① 2tF （ 12LL? ） = 11tFL? + 2NHF （ 1 2 3L L L??） ② 從而推得： 1NHF = N 2NHF = N 由 1NHF ， 2NHF ， 1tF ， 2tF 可求得： 1BM = N? mm