1、盐城工学院本科生毕业设计说明书 20091目 录1 绪论12 组合机床总体设计22.1 被加工零件的特点2 2.2 工艺方案的确定.22.3 切削用量的确定32.4 选择刀具结构63 组合机床总体设计三图一卡.63.1 被加工零件工序图63.2 加工示意图.83.3 机床尺寸联系总图113.4 机床生产率计算卡134 左主轴箱设计154.1 左主轴箱箱体零件的设计.154.2 确定传动轴的位置和齿轮齿数.184.3 坐标计算204.4 主轴等有关零件的设计.204.5 主轴箱坐标计算、绘制坐标检查图.204.6 齿轮的校核及参数的确定.224.7 箱体或前盖补充加工图.245 设计总结.26参
2、考文献.26致 谢.27附 录.28箱体双面粗镗床总体设计及左主轴箱设计2箱体双面粗镗床总体设计及左主轴箱设计摘要：为了提高加工效率和质量以及满足拖拉机变速箱体相应粗镗孔的尺寸精度及位置精度的要求，需要设计一台双面粗镗床。因此我进行了箱体双面粗镗床总体设计及左主轴箱设计。在分析了工件特点的基础上，按组合机床的设计方法和步骤，进行了组合机床的总体设计。绘制了被加工零件的工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡。在此基础上，拟订了主轴箱的传动路线，应用最优化方法布置齿轮，确定传动参数。最后绘制了主轴箱装配图、箱体图、前盖及后盖的补充加工图，进行了轴、齿轮等零件的强度校核。该组合机床机较好地
3、完成了设计要求，大大提高了工作效率。关键词：双面粗镗；主轴箱；组合机床全套图纸，加 153893706The Overall Design of Box Two-Side Rough Boring machines And The Left Headstock DesignAbstract:. To improve the efficiency of processing , quality assurance of tractor transmission gear and cylinder block three rough surface corresponding Boring.The
4、refore I overall designed a two-sided rough boring machine and left spindle box design.On the base of analyzing the characteristics of the workpiece ,as the methods and procedures of the modular machine tool desgn , I overall designed the two-sided rough 盐城工学院本科生毕业设计说明书 20093boring machine. By the p
5、rocess of drawing ,the schematic diagram of machining ,the relationship of the machine size and the card of the productivity were drawn. Then the primitive chart for the design of the left-side spindle box was given out. The transmission route was confirmed and the transmission parameter was made. T
6、he assembly diagram of the spindle box was drawn. After arranging the gears ,we used the optimized design. The supplement processing diagram of the front side and behind side plate were also made. The intensity of the axises and gears was checked. The machine can satisfy the requirement of the desig
7、n and the controlling precision was wholly improved.Keywords： two-side Rough Boring ; spindle box; modular machine tool.1 绪论课题来源于盐城市宝利来精密机械制造有限公司，设计的目的是总体设计双面粗镗床及进行左主轴箱设计，主要完成左主轴箱装配图和零件图设计任务，所设计的机床主要用于加工拖拉机变速箱体。要达到的设计要求是：1.机床能满足加工要求，保证加工精度；2.机床应运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整；3.机床尽量能用通用件，以便降低制造成本；4.机床各动
8、力部件用电气控制。在此次设计中我的任务主要是总体设计双面粗镗床及进行左主轴箱设计,零件材料为 HT200，设计要求粗镗 78、70H9、60H9、60H9、60H9 的孔。设计组合机床为双面卧式结构，夹具装在中心底坐上，两侧为刚性镗头装在 HY40B 液压滑台上，滑台安装在 CC40 侧底坐上。要求进行大规模生产。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件。由于组合机床是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及
9、组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。在国外，制造业为了具有更快的市场反应速度，组合机床正在向模块化方向发展，在制造不同的产品时只要更换不同的部件，就能适应不同的生产需要。这样能够使生产的反应速度更快，制造成本更低，更能适应市场的需求。组合机床的设计，目前基本上有两种方式：其一，是根据具体加工对象的特征进行专门设计，这是当前最普遍的做法。其二，随着组合机床在我国机械行业的广泛使用，广大工人和技术人员总结出生产和使用组合机床的经验，发现组合机床不仅在其组成部件方面有共性，可设计成通用部件，而且一些行业在完成一定工艺范围内的组合机床是
10、极其相似的，有可能设计为通用机床，这种机床称为“专能组合机床”。这种组合机床不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，而是设计箱体双面粗镗床总体设计及左主轴箱设计4成通用品种，组织成批生产，然后按被加工零件的具体需要，配以简单的夹具及刀具，即可组成加工一定对象的高效率设备。限于本人知识水平有限，又没有工作的实践经验，本设计中定存在不到之处，敬请老师同学批评指正，提出宝贵意见，以便及时纠正。2 组合机床总体设计2.1 被加工零件的特点图 2-1 被加工零件图箱体的总体结构较为简单，装夹定位较为方便，主要的难度在左右两侧的镗孔上。左右两侧的孔均为阶梯孔，孔的直径大小不同，但是为了较高的零件质量和
11、加工效率，需要进行一次切削就能完成同一轴线上两孔的加工，因此需要使用复合粗镗刀来进行切削。左侧孔之间的距离相对较近，可以用一次进给完成两孔的加工。而右侧孔之间的距离相对较远，可以采用先工进快进再工进的进给方式完成切削加工。2.2 工艺方案的确定工艺方案的确定是组合机床设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此，应根据加工要求和特点，按一定得原则、结合组合机床常用的工艺方法、充分考虑各种影响因素，拟定出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。2.2.1 确定组合机床工艺方案的基本原则及注意问题1.确定组合机床工艺方案的基本原则盐城工学院本科生毕业设计说明书 200
12、95（1）粗精加工分开原则 粗加工时切削负荷较大，切削产生的热变形、较大夹压力引起的工件变形以及切削振动等，对精加工十分不利，影响加工尺寸精度和表面粗糙度。（2）工序集中原则 镗孔时直径一般较大，精度较高，要求主轴和机床刚度较好。因此镗孔是工序常集中进行。2.确定组合机床工艺方案时应注意的一些问题1）孔间中心距地限制 根据切削扭矩计算要求，主轴轴颈和轴承外经有一许用尺寸。对于镗孔，要考虑浮动卡头和导向尺寸或刚性主轴尺寸限制。所以近距离孔能否在同一多轴箱上同一工位进行加工，要受各类主轴最小中心距限制。2）工件结构工艺性不好的限制 2.2.2 组合机床工艺方案的拟定拟定组合机床工艺方案的一般步骤：
13、1.分析、研究加工要求和现场工艺被加工零件是拖拉机变速箱体，主要加工部位为左侧大小分别为78、70H9、60H9、60H9 的孔，其表面粗糙度为 3.2，要求镗孔单边余量不大于 0.3，生产纲领是大批大量生产。2.定位基准和加压部位的选择组合机床一般为工序集中地多刀加工，不但切削负荷大，而且受力方向变化。为了将工件固定工件上下要用夹具固定；为防止轴向窜动，左右两侧需用挡板固定；为了防止前后移动，前后也需要用挡板固定。3.工序间余量的确定因为这次设计的是粗镗床，只进行粗镗加工，所以必须为下步的工序留下足够的加工余量。加工孔径在 2080 之间，下一步进行的是半精镗或其他工序，所以预留加工余量为
14、1.4.刀具结构的选择正确选择刀具结构，对保证组合机床正常工作极为重要。根据零件特点和工艺要求选择复合粗镗刀。2.3 切削用量的确定在组合机床工艺方案的确定过程中，关键工序的切削用量选择十分重要。切削用量选择是否合理，对组合机床的加工精度、生产率、刀具耐用度、机床的结构形式及工作可靠性均有较大的影响。在左侧的 4 个孔需要粗镗孔加工，所以选择切削用量时应综合考虑，镗孔切削用量从文献9 的 130 页表 6-15 中选取。1、对左侧面上 4 个孔的切削用量的选择：保证进给速度相等1)镗孔 1、2：70，78由于刀具采用硬质合金，加工材料为铸铁，v=35-50m/min,f0.4-1.5mm/r
15、中选择,考虑到刀具寿命以及进给速度的一致性，取 v=35m/mim,f=1.0mm/r，则 =100035/60=143r/min dvn102)镗孔 3、4:60 通孔箱体双面粗镗床总体设计及左主轴箱设计6由 d22-50，硬度大于 190-240HBS，选择 v=35-50m/min,f0.4-1.5mm/r,又d=78mm,取定 v=35m/min,f=0.6mm/r。dvn10得： n=100035/78=186r/min 2.3.1 组合机床切削用量选择的特点、方法及注意问题1.组合机床切削用量选择的特点1）组合机床常采用多刀多刃同时切削，为尽量减少换刀时间和刀具的消耗，保证机床的生
16、产率及经济效果，选用的切削用量应比通用机床单刀加工时低 30%左右。2）组合机床通常用动力滑台带动多轴箱上的所有刀具的每分钟进给量相同，即等于滑台的工进速度。2.组合机床切削用量选择方法及应注意的问题目前常用查表法，参照生产现场同类工艺，必要时经工艺试验确定切削用量。确定切削用量时应注意以下问题：1）应尽量做到合理使用所有刀具，充分发挥其使用性能。2）复合刀具切削用量选择应考虑刀具的使用寿命。保证刀具应有的使用寿命，进给量按复合刀具最小直径选择，切削速度按复合刀具最大直径选择。3）多轴镗孔主轴刀头定向快速进退时（刀头处于同一角度位置进入或退出工件孔） ，各镗轴转速应相等后成整数倍。4）选择切削
17、用量时要注意既要保证生产批量要求，又要保证刀具一定得耐用度。5）确定切削用量时，还须考虑所选用的动力滑台的性能。2.3.2 确定切削力、切削转矩、切削功率根据文献9的 134 页表 6-20 中公式计算镗孔5.07.4.51HBfaFpZ1.6.2.0X5.07fDTp612vFPZ式中， F、 Fz-切削力（N） ；T-切削转矩（N） ；P- 切削功率（Kw） ；v-切削速度（m/min） ；f- 进给量（mm/r） ；ap- 切削深度（ mm） ； D-加工（或钻头）直径（mm） ； HB-布氏硬度， 得 HB=223。由以上公式可得：左面 1 轴 5.07.4.51HBfaFpZ盐城工学
18、院本科生毕业设计说明书 200970.750.551.432329N1.65.0.1HBfaFpX.21.3738N5.075BfDaTp.70.52.614323089mvFPZ23.5610.7kw2 轴 5.07.4.5HBfaFpZ1323.N1.20.651.33.0.544Xpaf0.75.33.0.52.6237.8pTDfHBNm1205.36.8ZFVPKW2.4 选择刀具结构根据加工精度、工件材料、工件条件、技术要求等进行分析，按照经济地满足加工要求的原则，合理地选择刀具。只要所选工艺方案可以采用刚性较好的镗杆，箱体双面粗镗床总体设计及左主轴箱设计8还是采用镗削方法，这是因
19、为镗刀制造简单，刃磨方便。3 组合机床总体设计三图一卡绘制组合机床“三图一卡” ，就是针对具体零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行组合机床总体方案图样文件设计。其内容包括：被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸总图和生产率计算卡。3.1 被加工零件工序图被加工零件工序图是根据制定的工艺方案，表示所设计的组合机床上完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹压部位以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图样。除了设计研制合同外，它是组合机床设计的重要依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要文件。被加工零件工序图是在
20、被加工零件的基础上，突出本机床或自动线的加工内容，并作必要的说明而绘制的。其主要内容包括：1、被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本工序机床设计有关部位结构形状和尺寸。2、本工序所选用的定位基准、夹压部位及夹紧方向。3、本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技术要求以及对上道工序的技术要求。4、注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量。 盐城工学院本科生毕业设计说明书 20099图 3-1 被加工零件工序图箱体双面粗镗床总体设计及左主轴箱设计103.2 加工示意图加工示意图是在工艺方案和机床总体方案初步确定的基础上绘制的。是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图。它是
21、设计刀具、辅具、夹具、多轴箱和液压、电气系统以及选择动力部件、绘制总联系尺寸图的主要依据；是对机床总体布局和性能的原始要求；也是调整机床和刀具所必须得重要技术文件。加工示意图应表达和标注的内容有：机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程；工件、刀具及导向、托架及多轴箱之间的相对位置及联系尺寸；主轴结构类型、尺寸及外伸长度；刀具类型、数量和结构尺寸（直径和长度） ；连杆（包括镗杆） 、浮动卡头、导向装置、攻螺纹靠模装置等结构尺寸；刀具、导向套之间的配合，刀具、接杆、主轴之间的连接方式及配合尺寸等。3.2.1 导向结构的选择组合机床钻孔时，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的导向装置来保证的。导向
22、装置的作用是：保证刀具相对工件的正确位置；保证刀具相互间的正确位置；提高刀具系统的支承刚性。本课题中镗孔采用旋转套导向，钻孔采用固定套导向。1).尺寸规格的选用2).导向套的布置3).导向套配合的选择3.2.2 确定主轴、尺寸、外伸尺寸在该课题中，主轴用以于镗孔，镗孔选用滚锥轴承主轴，钻孔选用滚珠轴承主轴。镗孔时主轴与刀具采用浮动卡头连接，主轴属于短主轴；钻孔时主轴与刀具采用接杆连接。根据由选定的切削用量计算得到的切削转矩 T，由文献 9的 43 页公式410Bd式中，d轴的直径（） ；T轴所传递的转矩（ Nm） ；B系数，本课题中镗孔主轴为刚性主轴，取 B=7.3；钻孔主轴为非刚性主轴，取
23、B=6.2。由公式可得：左面 轴 1 d 30 取定 d=60 轴 2 d 30mm 取定 d=40 根据主轴类型及初定的主轴轴径，文献9的 44 页表 3-6 可得到主轴外伸尺寸几接杆莫氏圆锥号。滚锥主轴轴径 d=40时，主轴外伸尺寸为：D/d1=67/48,L=135。滚锥主轴轴径 d=35时，主轴外伸尺寸为：D/d1=50/36,L=115。滚珠主轴轴径 d=30时，主轴外伸尺寸为：D/d1=50/36,L=115；接杆莫氏圆锥号为 4。滚珠主轴轴径 d=30时，主轴外伸尺寸为：D/d1=50/36,L=115 ；接杆莫氏圆锥号为 3。盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009113.2.
24、3 动力部件工作循环及行程的确定1、工作进给长度 L 工 的确定工作进给长度 L 工 ，应等于加工部位长度 L（多轴加工时按最长孔计算）与刀具切入长度 L1 和切出长度 L2 之和。切入长度一般为 5-10，根据工件端面的误差情况确定；镗孔时，切出长度一般为 5-10mm。当采用复合刀具时,应根据具体情况决定。所以得出以下结果:左主轴箱：工进长度:55mm右主轴箱：工进长度:95mm2、快速进给长度的确定快速进给是指动力部件把刀具送到工作进给位置。初步选定三个主轴箱上刀具的快速进给长度分别为 215，255。3、快速退回长度的确定快速退回长度等于快速进给和工作进给长度之和。由已确定的快速进给和
25、工作进给长度可知，三面快速退回长度分别为 270，350mm。图 2-3 为加工示意图。箱体双面粗镗床总体设计及左主轴箱设计12图 3-2 加工示意图盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009133.3 机床尺寸联系总图3.3.1 选择动力部件动力滑台型号的选择根据选定的切削用量计算得到的单根主轴的进给力，按文献9的 62 页公式niF1多 轴 箱计算。 式中，Fi各主轴所需的 向切削力，单位为 N。则 右主轴箱： 27305.42.361.07.3F多 主 轴 箱左主轴箱： 810546多 主 轴 箱实际上,为克服滑台移动引起的摩擦阻力，动力滑台的进给力应大于 F。又考虑到所需的最小进给速度、
26、切削功率、行程、主轴箱轮廓尺寸等因素，为了保证工作的稳定性，由文献9的 91 页表 5-1，左、右、后面分别选用机械滑台 HJ40A 型、HJ40A 型、HJ40A 型，台面长 4120mm，滑台及滑座总高为 880mm，允许最大进给力为 20000N。3.3.2 动力箱型号的选择由切削用量计算得到的各主轴的切削功率的总和 ，根据文献9的 47 页公切 削P式计算：切 削多 轴 箱 P式中, 消耗于各主轴的切削功率的总和（ Kw） ；切 削多轴箱的传动效率。主轴箱： =7.5kwp根据液压滑台的配套要求，滑台额定功率应大于电机功率的原则，查文献9的页表 5-38 得出动力箱及电动机的型号,见表
27、 2-1。154表 3-1 动力箱及电动机的型号 动力箱型号 电动机型号 电动机功率(Kw)电动机转速(r/PM)输出轴转速(r/min)左主轴箱 1TD63-I Y160L-8B5 7.5 720 350右主轴箱 1TD50-I Y160L-8B5 7.5 720 480箱体双面粗镗床总体设计及左主轴箱设计143.3.3 确定夹具轮廓尺寸夹具是用于定位和夹紧工件的，所以工件轮廓尺寸和形状是确定夹具轮廓尺寸的依据，由于加工示意图中对工件和靠模杆的距离，以及导套尺寸都作了规定，掌握了以上尺寸后，确定夹具总长尺寸 A，A=590 mm。夹具底座高度应视夹具大小而定，既要求保证有足够的刚性，又要考虑
28、工件的装料高度，一般夹具底座高度不小于 240mm。根据具体情况，本夹具底座取高度为 345mm。3.3.4 确定中间底座尺寸在加工示意图中，已经确定了工件端面至主轴箱在加工终了时距离：L1 左 =650mm，L 2 右 =800mm 根据选定的动力部件及其配套部件的位置关系，并考虑动力头的前备量因素，通过尺寸链就可确定中间底座尺寸 LL=2（L 1 左 +L2 右 +2L2+L3）-2 （L 1+ L 2+ L 3）其中 L1动力头支承凸台尺寸。L2动力头支承凸台端面到滑座前端面加工完了时距离，由于动力头支承凸台端面到滑座端面最小尺寸和动力头向前备量组成。L3滑座前端面到床身端面距离取 L=
29、585mm。确定中间底高度尺寸时，应考虑铁屑的储存及排除电气接线安排，中间底座高度一般不小于 540mm。本机床确定中间底座高度为 600mm。3.3.5 确定主轴箱轮廓尺寸主要需确定的尺寸是主轴箱的宽度 B 和高度 H 及最低主轴高度 h1。主轴箱宽度 B、高度 H 的大小主要与被加工零件孔的分布位置有关，可按文献 9的 49 页公式计算：B=b+2b1 H=h+h1+b1 式中，b工件在宽度方向相距最远的两孔距离（） ；b1最边缘主轴中心距箱外壁的距离（） ；h工件在高度方向相距最远的两孔距离（） ；h1最低主轴高度（） 。其中，h1 还与工件最低孔位置（h2=70.52） 、机床装料高度
30、（H=1005） 、滑台滑座总高（h3=320） 、侧底座高度（h4=560 ）等尺寸有关。对于卧式组合机床，h1 要保证润滑油不致从主轴衬套处泄漏箱外，通常推荐 h185-140，本组合机床按文献9的 50 页公式h1=h2+H-(0.5+h3+h4) 盐城工学院本科生毕业设计说明书 200915计算，得： h1=150.52。b=212.33,h=186.48,取 b1=100，则求出主轴箱轮廓尺寸：B=b+2b1=212.33+2100=412.33H=h+h1+b1=186.48+150.52+100=437根据上述计算值,按主轴箱轮廓尺寸系列标准，左、右主轴箱轮廓尺寸都预定为BH=5
31、00500。3.4 机床生产率计算卡1理想生产率 (单位为件/h) 是指完成年生产纲领 A(包括备品及废品率)所要Q求的机床生产率。它与全年工时总数 tk 有关,一般情况下 ,单班制 tk 取 2350h,两班制tk 取 4600h,由文献9的 51 页公式ktAQ得： h/2640/12件2实际生产率 (单位为件 /h)是指所设计机床每小时实际可生产的零件数 1Q单TQ1式中: 生产一个零件所需时间(min)，可按下式计算：单T 装移快 退快 进停辅切单 tVLtVLt kfff21式中: 分别为刀具第、工作进给长度,单位为 mm;21L、分别为刀具第、工作进给量,单位为 mm/min;ff
32、V、当加工沉孔、止口、锪窝、倒角、光整表面时，滑台在死挡铁上的停留停t时间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转 转所需的时间，单位 min; 分别为动力部件快进、快退行程长度，单位为 mm; 快 退快 进 、 L动力部件快速行程速度。用机械动力部件时取 56m/min;用液压动力kf部件时取 310m/min;直线移动或回转工作台进行一次工位转换时间，一般取 0.1min;移t工件装、卸（包括定位或撤销定位、夹紧或松开、清理基面或切屑及装 卸吊运工件）时间。它取决于装卸自动化程度、工件重量大小、装卸是否方便及工人的熟练程度。通常取 0.51.5min。如果计算出的机床实际生产率不能满足理想
33、生产率要求,即 ,则必须重新选Q1择切削用量或修改机床设计方案。已知: 粗镗左面孔 min/12;951VLf快 进 L70快 退箱体双面粗镗床总体设计及左主轴箱设计16粗镗右面孔 ; ;mL51in/180Vf242f快 进 mL35快 退左侧面孔in78.0129fVt工 进机右侧面孔min3.0185fLt工 进机共计所用时间如下: min9辅机总 tT实际生产率: hQ/2.309.161件总1当 Q Q 时候，机床负荷率为二者之比。12由文献9的 51 页公式得机床负荷率: %2.86.301盐城工学院本科生毕业设计说明书 200917 左主轴箱设计4.1 左主轴箱箱体零件的设计4.
34、1.1 箱体的选用左主轴箱是组合机床的重要部件之一，它是选用通用零件，是按专用要求进行设计的，它关系到整台组合机床质量的好坏。具体设计时，除了要熟悉主轴箱本身的一些设计规律和要求外，还须依据“三图一卡” 仔细分析研究零件的加工部位，工艺要求，确定主轴箱与被加工零件、机床其它部分的相互关系。大型通用主轴箱箱体类零件采用灰铸铁材料，箱体用牌号 HT200。4.2 确定传动轴的位置和齿轮齿数传动方案拟订之后，通过“计算、作图和多次试凑” 相结合的方法，确定齿轮齿数和中间传动轴的位置及转速。1由各主轴及驱动轴转速求驱动轴到各主轴之间的传动比主轴： min/1604rn25i/36驱动轴： 80r各主轴
35、总传动比： 1640i9.2583060i为使结构紧凑，主轴箱体内的齿轮传动副的最佳传动比为 11.5；另外，主轴与驱动轴转向相同时,经过偶数个传动副。2各轴传动比分配 4 轴： 81.0i8.7i8.047i5 轴： 596 轴： .8i.98i23.169i3确定传动轴匹配的各对齿轮箱体双面粗镗床总体设计及左主轴箱设计18见组合机床设计 2P50 的计算公式：从主主从 nzuzSmA2)(2从主主从从从主 nu从主主主从 zn)1(2)(2umAnmAz 从主从主)()1(2zz主从主从式中： 啮合齿轮副传动比；u啮合齿轮副齿数和；zS分别为主动和从动齿轮齿数；从主 、分别为主动和从动齿轮
36、转速，单位为 r/min；从主 、 n齿轮啮合中心距，单位为 mm；A齿轮模数，单位为 mm。m1）确定传动轴 7 配与主轴 4 和 5 啮合的两对齿轮 由于齿轮啮合的要求及齿轮空间、位置的需要，选取齿轮模数为 3，选取传动轴 7 和主轴 4 的齿轮啮合中心距为 115.5mm，和主轴 5 的齿轮啮合中心距为100.5mm。根据上列计算式可得： 2)(5.14zm)(.058.47zi盐城工学院本科生毕业设计说明书 20091959.057zi可得： ； ； ； ； 模数为 3。36441z25z425z2）确定传动轴 8 配与驱动轴 0 和传动轴 7 啮合的两对齿轮由于齿轮啮合的要求及齿轮空
37、间、位置的需要，选取齿轮模数为 3、4，选取传动轴 8 和驱动轴 0 的齿轮啮合中心距为 160mm，和传动轴 7 的齿轮啮合中心距为91.5mm。2)(160zm2)(5.917zm81.208zi 18.7zi可得： 模数为 4；00模数为 3。 37z37z用同样的方法可以求得其它齿轮的齿数。3)验算各主轴转速 min/1583642591480rn5 i/29706 r转速相对损失在 5%以内，符合设计要求。4.3 坐标计算坐标计算就是根据已知的驱动轴和主轴的位置及传动关系精确计算各中间传动轴的坐标。其目的是为多轴箱箱体零件补充加工图提供孔的坐标尺寸，并用于绘制坐标检查图来检查齿轮排列
38、结构布置是否正确合理。已知坐标 :0 (315.000,200.000)4(192.600,271.200)5(266.000,175.000)6(385.310,162.741)传动轴与二轴定距离，即在一传动轴上用两对齿轮分别带动两根已知轴，其坐标可以根据已知两轴坐标和两对齿轮中心距求得。传动轴 7 与二轴定距图（见图 4-1）箱体双面粗镗床总体设计及左主轴箱设计20图 4-1 坐标计算图根据前面的已知条件:L= = 2ba 04.12).715)6.92( d= 93.89 )(12LRh= 7.821dx= =115.4 LbhaxUy= =4.9 21R经计算可得:传动轴 7 的绝对坐
39、标为(307.996,266.3)。传动轴 8 与二轴定距图（见图 4-2）图 4-2 坐标计算图根据前面的已知条件:L= =2ba 47.105)3.26170()96.305( 22d= 25.95)(12LR盐城工学院本科生毕业设计说明书 200921h= 85.621dRx= =91.06LbhaxUy= =8.9621经计算可得:传动轴 8 的绝对坐标为(399.056,257.344 )。传动轴 9 与二轴定距图（见图 4-3）图 4-3 坐标计算图表 4-1 传动轴的坐标位置孔号 X Y0 0.000 0.0002 192.600 267.9503 266.000 175.000
40、4 385.310 162.0505 307.996 266.3056 399.056 257.6497 472.896 211.3358 172.980 175.0008 169.585 93.97410 69.552 139.07111 69.058 234.810根据前面的已知条件:L= =2ba 28.96)34.2571.6()05.391.85(2 箱体双面粗镗床总体设计及左主轴箱设计22d= 34.99)(212LRh= 65.7921dx= =73.84LbhaxUy= =46.0121R经计算可得:传动轴 9 的绝对坐标为(472.896，211.335)。同理计算可得其它传
41、动轴的坐标位置。4.4 主轴等有关零件的设计4.4.1 主轴直径的确定由于主轴不是用于镗孔就是用于钻孔，所以均选用圆锥滚子轴承的主轴。各主轴的直径选定如下：主轴直径按照加工示意图所示类型及外伸尺寸可初步确定，传动轴的直径也可参考主轴直径大小初步选定。也可由机械设计中用公式 初估轴径。3/npcd式中 c由轴的材料和承载情况确定的常数；P 轴所传递的功率，单位为kw；N轴的转速，单位为 r/min。考虑到经济、实用的需要，我们选轴的材料为45 钢，则取 c=106。见 组合机床设计简明手册 P44 表 3-6主轴 4：主轴直径 35mm外伸尺寸 D/d 67/48；L=135mm主轴 5：主轴直
42、径 40mm外伸尺寸 D/d 50/36；L=115mm主轴 6：主轴直径 40mm外伸尺寸 D/d 67/48；L=135mm4.4.2 主轴结构的选定见组合机床设计简明手册 P141 表 7-5主轴 4：16385T603501主轴 5：13415T603501主轴 6：T161044.4.3 传动轴的选定参考主轴直径初步选定系列参数及型号，见组合机床设计简明手册 P59 表 4-4。传动轴 7，直径 d=40mm、型号：40-T0746-42；传动轴 8，直径 d=40mm、型号：40-T0746-42；传动轴 9，直径 d=40mm、型号：40-T0746-42；传动轴 11，盐城工学
43、院本科生毕业设计说明书 200923直径 d=30mm、型号：30-T0736-42。4.5 主轴箱坐标计算、绘制坐标检查图坐标计算就是根据已知的驱动轴和主轴的位置及传动关系，精确计算各中间传动轴的坐标。其目的是为主轴箱箱体零件补充加工图提供孔的坐标尺寸，并用于绘制坐标检查图来检查齿轮排列、结构布置是否正确合理。4.5.1 计算传动轴的坐标计算传动轴坐标时，先算出与主轴有直接传动关系的传动轴坐标，然后计算其它传动轴坐标。根据传动轴的传动形式，传动轴的坐标计算可分为三种类型：与一轴定距的坐标计算；与两轴定距的坐标计算；与三轴等距的坐标计算。在本主轴箱 18 根传动轴（轴 1633）与 1 根油泵
44、轴（轴 34）中，传动轴、油泵轴之间可按与一轴定距的坐标计算方法计算，可按与两轴定距的坐标计算方法计算，可按与三轴等距的坐标计算方法计算。由于与二轴定距的传动轴坐标计算方法运用较多，下面简单介绍其计算步骤：计算公式如下：（如图 4-4）文献9的 171 页。设 ABXABYji1231JC0ILabc(,)R图 4-4 轴和传动轴坐标关系则 2BAL212IRJLI因为 Bac00sini LAac00os所以 BJIcJIA231 in00ssi还原到 X0Y 坐标系中去，则 c 点坐标：箱体双面粗镗床总体设计及左主轴箱设计24LAJBIYXA1根据文献9的 70-74 页三种计算传动轴坐标
45、的方法，计算得到中间传动轴与油泵轴的坐标。左主轴箱传动轴坐标计算结果 5.8)324()(21010 ZmR1533 .)(2)(121 344 ZmR147)65(3)(26161 8255 3)()(76760 ZmR4.5.2 绘制坐标检查图在坐标计算完成后，绘制坐标及传动关系检查图，用以全面检查传动系统的正确性。坐标检查图的主要内容有：通过齿轮啮合，检查坐标位置是否正确；检查主轴转速及转向；进一步检查各零件间有无干涉现象；检查液压泵、分油器等附加机构的位置是否合适。4.6 齿轮的校核及参数的确定4.6.1 齿轮的校核我们就以轴 0 和轴 10 啮合的一对齿轮为例。1. 齿轮的材料，精度
46、和齿数的选择因传递功率不大，转速不高，材料都采用 45 钢，锻造毛坯，大齿轮正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用 8 级，轮齿表面粗糙度为 Ra1.6。软齿面闭式传动，失效形式为点蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取 z=29则与其啮合的齿数 =啮 合Z30.1iz2.设计计算盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009251） 、设计准则按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。2） 、按齿面接触疲劳强度设计 1231 dHEt KTZdmNnPT 738409605.7.05.961选取材料的接触疲劳极限应力为：MaH8lim1 MPaHlim2选取材料的弯曲疲劳极限应力为：P
47、F230li1F30li2应力循环次数 N 由下式计算：N1=60n1at=609601(163008)=2.23x109 则 N2=N1/u=2.23x109/1.03=2.16x109 选取接触疲劳寿命系数 21NZ，选取弯曲疲劳寿命系数 Y，选取接触疲劳安全系数 ，弯曲疲劳安全系数 ,又 。minHS 4.1minFS0.2stY选取 =1.3tK按下式求许用接触应力和许用弯曲应力：MPaZSNH58011minl11 2inl22PaYSNFst 32814.01minl11 MFst2inl22将有关值代入下式得：3121 dtHEt TKZd= m3203.17843.5809 =58.97mm箱体双面粗镗床总体设计及左主轴箱设计26则： smndvt /94.21067.5894.3106ssmZ/./29.1选取 =1.12；选取 =1.25；选取 =1.05；取 =1，则：VKAK= =1.121.251.051=1.47 HA修正 mdt 4.63.179.583.1471
