【正文】 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(shè)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(guān)系到整體機床的質(zhì)量好壞。 目前主軸箱的設(shè)計有一般設(shè)計法和電子計算機輔助設(shè)計法兩種。本次設(shè)計應(yīng)用一般設(shè)計法，其順序是：繪制主軸箱原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)、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。本機床中有兩個主軸箱，現(xiàn)具體說明其中的十軸聯(lián)動多軸箱，具體設(shè)計如下：（四軸聯(lián)動多軸箱設(shè)計類似） 主軸箱設(shè)計的原始依據(jù)圖 主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的，如圖 31，其主要內(nèi)容及 注意事項如下： （ 1）根據(jù)機床尺寸圖繪制主軸箱外形圖，并標注輪廓尺寸及動力箱驅(qū)動軸的相對位置尺寸。 （ 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(qū)動軸的相關(guān)位置尺寸。 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 37 頁 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 3）根據(jù)加工示意圖標注各主軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 （ 4）列表標明工件材料、加工表面要求，并注明主軸的工序內(nèi)容、切削用量及主軸外伸長度等。詳見表 34 （ 5）標明動力部件型號及性能參數(shù)等。 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(nèi)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(shè)計原始依據(jù)圖 主軸結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)、刀具的進給抗力和切削扭矩。攻螺紋主軸因靠模桿在主軸孔內(nèi)做軸向移動，為獲得良好的導(dǎo)向性，一般采用雙健結(jié)構(gòu)，不用軸向定位。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。攻絲主軸直徑查表 35選為 20mm，傳動軸直徑可參照主軸直徑大小初步選定為 20mm。待傳動系統(tǒng)設(shè)計完后再驗算某些關(guān)鍵軸。 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 37 頁 第 12 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 表 35攻絲主軸直徑的確定 被加工材料 鑄 鐵 鋼 螺紋 扭矩（ ） 主軸直徑（ mm） 扭矩 （ ） 主 軸 直 徑（ mm） M3 32 8 44 10 M3 32 8 44 10 M4 80 10 110 12 M5 134 12 185 15 M6 240 15 330 15 M8 500 17 700 20 (2)齒輪模數(shù)的確定 齒輪模數(shù)一 般用類比法確定，主軸箱中的模數(shù)常用 、 、 4 幾種。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。由于零件的尺寸較小，為防止所選的齒輪齒數(shù)過少，發(fā)生根切或者沒有合適的標準齒輪，先初步選擇模數(shù)為 2，然后，在設(shè)計過程中根據(jù)實際情況最終確定其大小。 主軸箱傳動系統(tǒng)的確定 主軸傳動設(shè)計，是根據(jù)動力箱驅(qū)動軸的位置和轉(zhuǎn)速、各主軸的轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計傳動鏈，把驅(qū)動軸與各主軸連接起來，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 (1)對主軸箱傳動系統(tǒng)的一般要求 1)保證主軸強度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下， 力求使傳動軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。為此，應(yīng)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。當(dāng)中心矩不符合標準時，可采用變位齒輪或略微改變傳動比的方法解決。 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(zhì)量。 3)使結(jié)構(gòu)緊湊，主軸箱內(nèi)齒輪副的傳動比一般要 ? 1/2，后蓋內(nèi)齒輪傳動比允許取 1： 3— 1： ；盡量避免升速傳動。 4)于粗加工的齒輪，應(yīng)盡量安排在第Ⅰ排，減少主軸扭轉(zhuǎn)變形，精加工主軸上的齒輪應(yīng)該盡量設(shè)置在第Ⅲ排，一減少主軸端的彎 曲變形。 5)動軸直接帶動的轉(zhuǎn)動軸數(shù)不能超過兩根，以免給裝配帶來麻煩。 主軸箱傳動設(shè)計過程中，如果第Ⅰ — Ⅳ排不夠用，可以增加排數(shù)。 (2)擬定主軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法 擬定主軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法是：先把全部主軸中心盡可能分布在幾個長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 37 頁 第 13 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 同心圓上，在各個同心圓的圓心上分別設(shè)置中心傳動軸；非同心圓分布的一些主軸，也可以設(shè)置中間傳動軸；然后根據(jù)已選定的各中心傳動軸再取同心圓，并用最少的傳動軸帶動這些中心傳動軸；最后通過合攏傳動軸與動力箱驅(qū)動軸連接起來。傳動系統(tǒng)設(shè)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。因此主軸箱上主軸分布也分為這三種類型。 2)確定驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向及其在主軸箱上的位置 驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速可按動力箱型號選定；當(dāng)采用動力滑臺時，驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)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。其中心位置在機床尺寸聯(lián)系圖中已確定。 3)盡量用最少的傳動軸及齒輪副把驅(qū)動軸和各主軸連接起來。 (2)傳動系統(tǒng)的初步設(shè)計 擬定傳動路線。如圖 31 所示各主軸位置已經(jīng)確定，下面結(jié)合主軸分布的三種類型對其進行傳動設(shè)計。 0軸為驅(qū) 動軸，現(xiàn)根據(jù)主軸分布特點擬定傳動系統(tǒng)方案如下： 3分布在同一直線上，用一根傳動軸 15傳動，傳動軸中心位于兩軸中心連線的垂直平分線上。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。由于零件尺寸較小同時可以帶動軸 9； 1 1 1 18 也可以找到相同的圓心，也可以用 一根傳動軸 19 帶動，軸中心位于同心圓的圓心； 傳動系統(tǒng)初步設(shè)計完成，至于其合理性和具體位置安排要結(jié)合中心距，齒輪模數(shù)和齒數(shù)的限制在實際設(shè)計過程中調(diào)節(jié)，確定。 (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)。傳動軸 15 在主軸 3的軸中心連線的垂直平分線上，同時由于帶動主軸 2，取其與主軸 2 的中心距為 51mm，測量得到傳動軸 15 與主軸 3 的中心距為 70mm。各主軸轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速 n15。 n 主 = n 從 /u= n 從 Z 從 / Z 主 ； (31) Z 主 =2A/m Z 從 =2Au/m(1+u)； (32) 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 37 頁 第 14 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ Z 從 =2A/m Z 主 =2Am/u(1+u)； (33) 所以 Z2′ =2A/m Z2=2 51/217=34；（設(shè)在第Ⅱ排） n15= n4 Z2′ / Z2=125 34/17=250r/min； Z1= Z3=2Au/m(1+u)=2*70*2/2/（ 1+2） =，取 Z Z2為 46。 Z1′ = Z3′ =2A/m Z1=2 70/246=24，（設(shè)在第Ⅲ排），由于主軸轉(zhuǎn)速相同，所以取 Z1′ = Z3′ =23。 所以 A151= A153=70mm 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： △ A151= △ A153=A151 A=7069=1= 2； 即，變位系數(shù)為 +。查變位系數(shù)表 表 36 確定變位齒輪個數(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。變位齒輪選擇主軸 3 上的齒輪。 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)。傳動軸 16 用來帶動主軸 10。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。取 m=2， Z9=17。并按公式（ 31）、（ 32）、（ 33）依次求得齒數(shù) Z8′ 、 Z9′ 、 Z10′ 和轉(zhuǎn)速 n16。 Z9′ =2A/m Z9=2 51/217=34；（設(shè)在第Ⅲ排） n16= n9 Z9′ / Z9=125 34/17=250r/min； Z8=Z10=2Au/m(1+u)=2*70*2/2/（ 1+2） =，取 Z Z10為 46。 Z8′ = Z10′ =2A/m Z8=2 70/246=24，（設(shè)在第Ⅱ排），由于主軸轉(zhuǎn)速相同，所以取 Z8′ = Z10′ =23。 所以 A168= A1610=70mm 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： △ A168= △ A1610=A168 A=7069=1= 2； 即，變位系數(shù)為 +。查變位系數(shù)表 表 36 確定變位齒輪個數(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。變位齒輪選擇主軸 10 上的齒輪。 3)確定傳動軸 19 的位置及各齒輪齒數(shù)。傳動軸 19 帶動主軸 1 1 118，取其為同心圓的圓心，若傳動軸 15， 16， 17， 18 對稱設(shè)置，則傳動軸 19在傳動軸 1 16 的軸心連線垂直平分線上，取其到軸 1 1 1 18 軸中心長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 37 頁 第 15 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊