粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設計 摘 要 :本課題設計一臺雙面臥式專用鏜床。該組合機床設計的內容主要包括總體設計和部件設計兩部分?？傮w設計： 本鏜床用于粗鏜加工連桿大頭孔， 一個工作循環(huán)可同時粗加工兩個連桿的四個孔 。根據工藝和加工的需要，兩兩并排設計4 個專用的鏜削頭。為了使 主軸軸承結構具有剛度好、精度高及調整簡單 的特點，選擇了 1鏜削頭。但為了使 1鏜削頭能夠在本專用鏜床上使用，故將部分結構進行了改進設計。 在專用鏜床的設計中，完成了專用鏜削頭的總裝配圖和零件圖的設計。為保證主軸的剛度與精 度，在對主軸進行了校核計算。主軸中設計了兩個錐度為 1： 12的的軸段用于安裝支承和固定圓柱滾子軸承，由于鏜削頭的精度要求很高，在軸承處使用了鎖緊螺母進行軸向固定。此外，還進行了主軸配套軸承的選用和校核。 此次設計的組合機床，結構簡單、維護方便，盡量使用了通用零部件來降低制造成本，達到了設計的要求。 關鍵字： 鏜削頭；組合機床；連桿；鏜孔 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 of is to a of is to it of in a to of we is by I in to of s as in to be in I of its of I of I to I :12 to of I to of to s In I as as to of in 鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設計 2 目 錄 1 前 言 . 3 2 總體設計 . 5 . 5 削用量的確定 . 5 削扭矩及切削功率 . 6 圖一卡”的設計 . 8 . 8 工示意圖 . 10 床聯(lián)系尺寸圖 . 11 機床生產率計算卡 . 11 3 專用鏜削頭設計 . 15 . 15 的設計 . 15 . 15 . 16 軸的強度校核計算 . 19 . 20 端連接方式 . 21 軸支承軸承的選用 . 22 . 22 軸軸承的壽命計算 . 23 4 設計小結 . 26 參 考 文 獻 . 27 致 謝 . 錯誤 !未定義書簽。 附 錄 . 28 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 1 前 言 在機械制造中，對單件或小批量生產的工件，許多工廠采用通用機床加工。由于通用機床要適應被加工零件形狀和尺寸的要求，故機床結構一般比較復雜。不僅如此，在實際加工中 ，由于只能單人單機操作，一道一道工序地完成，所以工人的勞動強度大、生產率低，工件的加工質量也不穩(wěn)定。 針對以上的問題，組合機床便出現(xiàn)并逐步發(fā)展起來。組合機床是根據加工需要，以大量通用部件為基礎，配以少量專用部件組成一種高效組合機床。組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方法，生產效率比通用機床高幾倍至幾十倍。 組合機床一般用于加工箱體類或特殊形式的零件。加工時，工件一般不旋轉，由刀具的旋轉運動和刀具與工件的相對進給運動來實現(xiàn)各種加工。組合機床的設計，目前基本上有兩種方式：第一，是根據具體 加工對象的特征進行專門設計，這是當前最普遍也是最實用的做法。第二，隨著組合機床在我國機械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人和技術人員總結出生產和使用組合機床的經驗，發(fā)現(xiàn)組合機床不僅在其組成部件方面有共性，可設計成通用部件，而且一些行業(yè)在完成一定工藝范圍內的組合機床是極其相似的，有可能設計成通用部件，這種機床稱為“專用組合機床”。這種組合機床不需要每次按具體對象進行專門設計和生產，而是設計成通用品種，組織成批量生產，然后按被加工零件的具體需要，配以簡單的夾具和刀具，即可組成加工一定對象的高效率設備。 該課題是粗鏜連桿大 頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設計。該課題來源于高精公司。在進行組合機床的鏜削頭設計時，首先需要對被加工零件的分布情況及所要達到的要求進行分析，如各加工部件尺寸、材料、形狀、硬度及加工精度和表面粗糙度等內容。然后還要深入基層進行實地觀察，弄清鏜削頭的工作原理，體會組合機床的優(yōu)點。接下來是總體方案的設計，總體方案設計的具體工作是編制“三圖一卡”，即繪制被加工零件工序圖，加工的示意圖，機床聯(lián)系尺寸圖，編制生產率計算卡；設計出的鏜床要在確保加工效率和精度的情況下大批量的生產。最后，就是部件設計。部件設計就是根據總體設計 已經確定的“三圖一卡”，設計夾具、鏜削頭等專用部件正式總圖；設計并繪制各個專用部件的圖樣，編制各零件的明細表。按要求設計出的鏜床要在確保加工效率和精度的情況下大批量的生產。 設計的整個過程是艱辛的，在設計過程中必須要考慮到方方面面的問題。由于所學知識有限，因此在設計過程中查閱了大量的相關資料，以補充自己的不足之處。 首先，要有豐富的實踐經驗。整個設計，僅靠一些參考資料是遠遠不夠的。因此，在設計工作開始前，特地到江淮動力股份有限公司、鹽城市恒力集團、高精機電裝備有限公司等進行了實地的參觀考察，積累了一些寶貴經 驗。其次，運用四年來所學的專業(yè)知識，針對現(xiàn)實中遇到的實際情況，做到舉一反三，觸類旁粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設計 4 通。整個設計過程不僅涉及到以前所學的知識，而且還設計到新的理念，所以我在設計過程中一邊溫習以前所學的知識，一邊學習新的知識，這樣拓寬了我的視眼。 第三，通過自身的努力，結合理論和實際，從合理性、經濟性、工藝性、實用性及其對被加工零件的具體要求對現(xiàn)有機床進行研究分析，找出可以進行改進的地方，通過相互對比，確定一個新的，周全的設計方案。在邢青松老師的悉心指導下，在同課題組三位同學相互討論學習和幫助下，經過三個多月的艱辛勞動，終于完 成了這一設計課題。 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 2 總體設計 藝方案的擬訂 工藝方案的擬訂是組合機床設計的關鍵一步。因為工藝方案在很大程度上解決了組合機床的結構配置和使用性能。因此，應根據工件的加工要求和特點，按一定的原則、結合組合機床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經技術經濟分析后擬訂出先進、合理、經濟、可靠的工藝方案。 確定組合機床工藝方案的基本原則： a)粗加工時的切削負荷較大，切削產生的熱變形、切削力引起的工件變形以及切削振 動等，對加工十分不利，影響加工尺寸精度和表面粗糙度。因此，在擬定工件一個連續(xù)的多工序過程時，應選擇粗精加工分開的原則。 b)適當考慮相同類型工序的集中，在條件允許時，把相同的工序集中在一臺機床或同一工位上進行加工能簡化循環(huán)和結構；有相對位置要求的工序應集中加工，對于相互間有嚴格的位置精度的孔的精加工應集中在一臺機床上一次安裝下完成，并且孔的粗精加工最好集中在一臺機床上完成，這樣可以使精加工余量分布均勻，更利于保證加工精度。 削用量的確定 在組合機床工藝方案確定過程中，工藝方法和關鍵 工藝的切削用量選 擇十分重要。切削用量選擇是否合理，對組合機床的加工精度、生產率、刀具耐用度、機床的結構型式及工作可靠性均有較大的影響。 進給量按復合刀具中最小直徑的單個刀具選擇。在選擇進給量時 ， 除了考慮被加工工件要求的表面粗糙度外 ， 還應考慮直徑最小或切削深度最大的那把單個刀具的強度。切削速度按復合刀具中最大直徑的單個刀具選擇?？砂吹毒哳A定的耐用度選取或計算。切削用量的選擇要保證最高精度孔或外圓的精度以及表面粗糙度的要求 ， 并考慮各單個刀具的特點。 合理地選擇切削用量，即確定合理的切削速度和工作進給量，能使組合 機床以最少的停車損失，最高的生產效率，最長的刀具壽命和最好的加工質量也就是多、快、好、省地進行生產。 查文獻資料 1第 35 頁得： 粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設計 6 表 2加工常用工序間余量 加工工序 加工孔徑 直徑上工序間余量 鉸孔 10- 20 精鏜 10- 20 鏜 30- 130 工序為：粗鏜連桿大頭孔（ 60 ） 采用硬質合金刀具 ,m a x 0 /f m m r。 切削速度的確定： 根據以上的查表，選擇 0 /f m m r ， 5 0 0 / m 由公式 10002切削速度，單位 m/ 得： 5 0 0 3 . 1 4 6 0 / 1 0 0 0 9 4 . 2 / m i nV c m 算切削力、切削扭矩及切削功率 根據選定的切削用量（主要指切削速度及進給量 f ），確定進給力，作為選擇動力滑臺及設計夾具的依據；確定切削轉矩，用以確定主軸及其傳動部件的尺寸；確定切削功率，用作選擇主傳動電機（指動力箱電機）功率。 根據 1 134P 表 6機床切削用量計算圖中推薦的切削力、轉矩及功P(公式查出采用硬質合金刀具鏜孔的切削力 ()削轉矩 T(N/功率（缸體材料為灰鑄鐵）的計算公式如下： 切削力 0 . 7 5 0 . 7 53 5 . 7a f H B（ 2 1 . 2 0 . 6 5 1 . 50 . 2 1 2a f H B（ 2 轉矩 0 . 7 5 0 . 7 51 7 . 9 a f H B（ 2 功率 61200（ 2 公式中： V 切削 速度（ / ； f 進給量（ /mm r ）； 切削深度（ ； D 加工直徑（ ；Z F 圓周力（ N）；X F 軸向切削力（ N）； 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 布氏硬度：m a x m a x m i )3H B H B H B H B ； （ 2 在本設計中，80，23，代入公式（ 2 261H B H D= 60， 所以取 1 0 . 7 5 . 7 5 0 . 7 5 0 . 7 53 5 . 7 3 5 . 7 1 0 . 4 5 2 6 1 1 2 7 4 . 3 1a f H B N 4 1 . 2 . 6 5 1 . 5 1 . 2 0 . 6 5 1 . 50 . 2 1 2 0 . 2 1 2 1 0 . 4 5 2 6 1 5 3 6 . 4 5a f H B N 0 . 7 5 0 . 7 5 0 . 7 5 0 . 7 51 7 . 9 1 7 . 9 6 0 1 0 . 4 5 2 6 1 3 8 3 5 7 . 2 a f H B N m g 1 2 7 4 . 3 9 4 . 2 1 . 9 66 1 2 0 0 6 1 2 0 0k m 根據此轉速及主電機功率可以選取 1動裝置。 工作進給長度 （多軸加工時應按最長孔計算）與刀具切入長度 2之和。 12 L L （ 2 切入長度一般為 5 10據工件端面的誤差情況確定。 根據文獻資料 1切出長度由表 1下表所示 表 2出長度 確定 工序名稱 鉸孔 鏜孔 切出長度215 5 10 排氣孔的工進長度的確定：本設計中鏜孔切入長度 出長度為 7以；1 L = 5 + 3 5 + 7 = 4 7 m 快速引進是指動力部件把刀具送到工作進給位置，其長度按具體情況確定。本設計快速引進長度為 253 快速退回的長度等于快速引進和工作進給長度之和。由已確定的快速引 進和工作進給長度可知，快速退回長度分別為 300 部件總行程的確定 動力部件的總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀具磨損（即前備量）和刀具裝卸以及刀具從接桿連同刀具一起從主軸中取出時，動力部件需后退的距離（刀具退離夾具導套外端面的距離應大于接桿接入主軸孔或刀具接入接桿孔內的長度即后備量）。因此，動力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。 本設計中采用兩機械滑臺的前備量取 40備量取 60總行程： L L L L 總 后 快 前（ 2 粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設計 8 4 0 3 0 0 6 0 4 0 0L L L L m m 總 后 快 前圖 2圖一卡”的設計 繪制組合機床“三圖一卡”，就是針對具體零件，在選定的工藝和結構方案的基礎上，進行組合機床總體方案圖樣文件設計。其內容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產率計算卡。 加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據制定的工藝方案，表示所設計的組合機床 (或自動線 )上完成的工藝內容 ,加工部位的尺寸精度 ，表面粗糙度及技術要求，加工用的定位基準 ,夾壓部件以及被加工零件的材料，硬度和本機床的前加工余量 ,毛坯或半成品情況的圖樣。除了設計研制合同外，它是組合機床設計的具體依據，也是制造、使用 ,調整和檢驗機床精度的重要文件，是在被加工零件圖基礎上，突出本機床的加工內容，并作必要的說明而繪制的。 被加工零件工序圖主要內容包括： a) 被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機床設計有關部位結構形狀和尺寸。 b) 本工序所選用的定位基準、夾壓部位及夾緊方向。 c) 本工序加工表面尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術 要求以及對上道工序的技術要求。 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 d) 注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。 被加工工序圖如圖所示： 圖 2繪制被加工零件工序圖的規(guī)定及注意事項： A. 繪制被加工零件工序圖應按一定的比例，繪制足夠的視圖以及剖面；本工序加工部位用粗實線表示；定位用定位基準符號表示，并用下標數表明消除自由度符號；夾緊用夾緊符號表示；輔助支撐用支撐符號表示。 a本工序加工部位的位置尺寸應與定位基準 直接發(fā)生關系。 b對工件毛坯應有要求，對孔的加工余量要認真分析。 c當本工序有特殊要求時必須注明。被加工零件工序圖如圖 2 名稱及編號 :連桿 04201料及硬度 : 42223中符號： 夾緊方向 定位基準 粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設計 10 工示意圖 圖 2加工示意圖是在工藝方案和機床總體方案初步確定的基礎上繪制的。是表示表達工藝方案具體內容的機 床工藝方案圖。它是設計刀具、輔具、夾具、多軸箱和液壓、電氣系統(tǒng)以及選擇動力部件、繪制機床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據；是對機床總體布局和性能的原始要求；也是調整機床和刀具所必需的重要技術文件。 加工示意圖應表達和標注的內容有：機床的加工方法，切削用量。工作循環(huán)和工作行程；工件、刀具及向導、托架及多軸箱之間的相對位置及其聯(lián)系尺寸；主軸結構類型、尺寸及外伸長度；刀具類型、數量和結構尺寸（直徑和長度）；接桿（包括鏜桿）、浮動卡頭、導向裝置、攻螺紋靠模裝置等結構尺寸；刀具、導向套間的配合，大局、連桿、主軸之間的連接方式及 配合尺寸等。如上圖的機床加工示意圖。 加工示意圖應繪制成展開圖。按比例用細實線畫出工件外形。加工部位、加工表面畫粗實線。必需使工件和加工方位與機床布局相吻合。為簡化設計，同一多軸箱上結構于尺寸完全相同的主軸（即加工表面，所用刀具及導向、主軸及連桿等規(guī)格尺寸、精度完全相同時）只畫一根，但必須在主軸上標注于工件孔號相對應的軸號。一般主軸的分布不受真實距離的限制。當主軸彼此間很近或需設置結構尺寸較大的導向裝置時，必須以實際中心距嚴格按比例畫，以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導向等是否相互干涉。主軸應從多軸箱端面畫起 ；刀具畫加工終了位置（攻螺紋應畫在加工開始位置）。對采用浮動卡頭的鏜孔刀桿，為避免刀桿退出導向后下垂，應選用托架支撐退出的刀桿。這時必須畫出托架并標出聯(lián)系尺寸。采用標準通用結構（刀具、接桿、浮動卡頭、攻螺紋靠模及絲錐卡頭、通用多軸箱外伸出部分等）只畫外輪廓，但須加注規(guī)格代號；對一些專用結構，如專用的刀具、導向、刀桿托架、專用接桿或浮動卡頭等，必須用剖視圖表示其結構，并標注尺寸、配合精度。 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 床聯(lián)系尺寸圖 機床聯(lián)系尺寸圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專 用部件的總體結構而繪制的。它是用來表示機床的配置型式和布局，用以檢驗各主要部件相對位置聯(lián)系尺寸能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適；它為多軸箱、夾具等專用部件設計提供重要依據；它可以看成是機床總體外觀簡圖。 機床聯(lián)系尺寸圖表示的內容： a）表明機床的配置型式和總布局。 b）完整齊全地反映各部件間的主要裝配關系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運動部件的運動極限位置及各滑臺工作循環(huán)總的工作行程和前后行程備量尺寸。 c）標注主要通用部件的規(guī)格代號和電動機的型號、功率及轉速，并標注機床分組編號及組件名 稱。 d）標明機床驗收標準及安裝規(guī)程。 圖 2機床生產率計算卡 生產率計算卡是反映機床生產節(jié)拍或實際生產率和切削量、動作時間、生產粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設計 12 綱領及負荷率等關系的技術文件。它是用戶驗收機床生產效率的重要依據。 a) 理想生產率 Q 理想生產率 Q 是指完成年生產綱領 與全年工時總數據文獻資料 1第 51頁得： （ 2 公式中： A 年生產綱領（件），本課題中為 280000件； 全年工時總數，本課題以單班制計算， 2350 280000 1 1 9 . 1 5 /2350 件b) 實際生產率1 即公式： 1單（ 2 T 快 進 快 退12切 移輔 停 裝單 f 1 f 2 f + + T ） + （ + T + T ）V V V（ 2 本設計中1 47L 1 2 5 5 / m i m m，2 9 4 m i 0 m 件，325L 進 ， 1 0 0 / m i m m ， 移 ， 1 .5 m 裝 卸 則 T單=+為本設計是雙刀 2個工件同時加工 則1 6 0 6 0 1 4 7 . 5 /2 4 . 4 件式中： 分別為刀具第、第工作進給長度，單位為 分別為刀具第、第工作進給量，單位為 mm/ 當加工沉孔、止口、倒角、光整表面時，滑臺在死擋鐵上的停留時間，通常指刀具在加工終了時無進給狀態(tài)下旋轉 5 10轉所需的時間，單位為 快 退、 分別為動力部件快進、快退行程長度，單位為 動力部件快速行程長度用機械動力部件時取 5 6m/液壓動力部件時取 3 10m/ 直線移動或回轉工作臺進行一次工位轉換時間，一般取 工件裝、卸（包括定位或撤消定位、夾緊或松開、清理基面或切屑及吊運工件等）時間它取決于裝卸自動化程度、工件重量 大小、裝卸是否方便及工人的熟練程度。通常取 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 c) 機床負荷率 負機床負荷率為理想生產率與實際生產率之比。即文獻資料 1 式 (2則 1負=當 時，機床 負荷率為二者之比。組合機床負荷率一般為 動線負荷率為 于精密度較高、自動化程度高或多品種組合機床，宜適當降低負荷率。本機床負荷率適中。機床負荷率為理想生產率與實際生產率之比。 組合機床生產率計算卡如表 3 表 2產率計算卡 被加工零件 圖號 坯種類 鑄件 名稱 連桿 毛坯重量 材料 42度 223序名稱 粗鏜連桿大頭孔 工序號 序號 工步 名稱 被加工零件數量 加工直徑(加工長度(工作行程(切削速度(mm/每分鐘轉速(r/進給量(mm/r) 進給速度(mm/工時 (1 安裝工件及夾緊工件 2 2 械滑臺快進至工位1削頭啟動 253 6000 械滑47 100 負粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設計 14 臺工進 4 械滑臺快退至原位1削頭停止 300 6000 3 3 5 卸工件 備注 裝卸工作時間取決于操作者熟練程度 ,本機床裝卸時間為 15 秒。 總計 單件工時 機床生產率 h 機床負荷率 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 3 專用鏜削頭設計 鏜削頭是組合機床通用的部件 ， 其以良好的性能廣泛用于 組合機床及自動線。鏜削頭可與同規(guī)格的機械或液壓滑臺配套使用，組成立式或臥式組合機床，具有靈活配置的特點：主要配置成頂置式，也可配置成尾置和側置式，有高、低兩組轉速，通過交換齒輪或皮帶輪變速。配置齒輪傳動裝置的鏜削頭適用于各種材料工件的粗、精鏜孔；配置皮帶傳動裝置的鏜削頭適用于各種材料工件的半精、精加工。為了保證粗鏜連桿大頭孔的尺寸精度和位置精度要求，而一般鏜削頭不能滿足要求，故需要設計一臺用專用鏜削頭的組合機床。 刀的選用 本課程是設計 一臺雙面臥式專用鏜床，由于普通的鏜削頭不能很好地滿足加工的要求，故設計一臺專用的鏜削頭。根據設計要求要鏜 60 的孔，根據 2第86頁對鏜刀進行加工具有以下特點： 位精度和重復精度較高，保證刀尖位置變化在工件精度允范圍內以及加工精度的一致性。 捷，并可反復使用，使用壽命長，可減少庫存量，簡化刀具管理。 c可轉位車刀片選用 刀片，可保證切削過程中自動卷屑及曲線加工的平穩(wěn)性，且易于實現(xiàn)刀具標準化、系列化，適合 自動化生產中的切削。 刀具設計考慮的問題： a. 選用刀具的類型； b. 刀具材料； c. 刀具合理幾何角度； d. 刀具結構參數； e. 計算刀具的輪廓； f. 制定合理的技術要求 g. 刀具的制造工藝和檢驗方法 根據以上特點材料選用階梯式雙頭鏜刀。 的設計 的結構工藝 軸的結構決定于受力情況、軸上零件的布置和固定方式、軸承的類型和尺寸、軸的毛坯、制造和裝配工藝、以及運輸、安裝等條件。軸的結構，應使軸受力合理，避免或減輕應力集中，良好的工藝性，并使軸上零件定位可靠、裝卸方便。對于要求剛度大的軸，還應從結構上考慮減小軸 的變形。 軸上零件的周向固定，可采用鍵、花鍵、過盈配合、圓銷等。軸上零件的軸向固定，常用軸肩、軸環(huán)、螺母、軸端擋圈、套筒、圓錐面、鎖緊擋圈、緊定螺粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設計 16 釘、彈性擋圈等。過盈配合和圓銷也可兼作軸向固定。 軸的截面變化處（如軸肩、鍵槽、環(huán)槽等），會產生應力集中，使多數軸產生疲勞破壞部位。為了保證軸的疲勞強度，軸肩處的過渡圓角半徑不應過小。如此圓角半徑受軸肩限制，則可改變凹切圓角或過渡肩環(huán)。 軸上不同部位的鍵槽應開在同一母線上，以利加工。同時，應注意不要開到圓角或過盈配合的邊緣處，以避免應力集中 過大。 軸的選用 本設計為剛性主軸。設計剛性主軸的主要內容之一是選擇主軸參數。主軸參數確定的正確是否，對主軸的剛性將有很大的影響。 參考 3第 86 頁確定基本參數 圖 3D 主軸平均外徑； L 主軸支承距； a 主軸的懸伸長； d 空心主軸的內孔直徑； L/a 主軸的懸伸比； d/D 主軸直徑比。 B. 參數的確定 確定主軸的各個主要參數，通常是按照主軸的實際工作條件，參考有關經驗數據從多方面進行分析比 較來確定的。也可以借助于公式進行計算。 a) 主軸懸伸長 a 在組合機床的剛性主軸設計中，主軸懸伸量的大小是由被加工零件的需要來確定的。 b) 支承距和主軸的懸伸比 L/a 這個數值直接影響主軸的剛性，懸伸比選擇小，主軸受力后產生的撓度和支承處的傾角就會增大，影響主軸的工作性能。在一般結構允許的情況下，應適當的加大懸伸比。 通常推薦主軸的懸伸比 :。 c) 主軸的平均直徑 D 主軸直徑 剛性主軸的 設計中，確定主軸的直徑，還沒有一個成熟的方法。有的是按主軸傳遞的扭矩做初步估算的： 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 40 (3為確保剛度，再將估算出的主軸平均直徑根據推薦選用的剛度系數，按下式進行核算： 443530 (千克 /微米 ) (3式中 D 主軸平均外徑 ( d 空心主軸內孔直徑 ( L 主軸支承間距離 (剛度系數5千克 /微米，通常取 :（ 2 5 5 0 ） 千 克 / 微 米。 d) 主軸內孔直徑 d 在有些剛性主軸的設計中，主軸常采用空心的，主軸內孔直徑 則會影響主軸的剛度。通常推薦主軸的直徑比： / (3440 . 7 3 0 . 7 3 3 8 3 . 5 7 2 3 . 2 3D M c m / 0 . 5 0 . 5 3 2 . 3 1 6 . 1 5 查 1表 3得： 40D 20d 443530 4 4 4 433335 3 0 ( ) 5 3 0 ( 4 0 2 0 ) 3 7 0 . 5 525000m 4 10d B T (3(3試中 d 軸的直徑（ T 軸所傳遞的轉矩（ Ng m） W3m ）。實心軸的 45鋼的 31 B 系數。當材料的剪 切彈性模數 P時， 粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設計 18 ( / ) 度 米 1/4 1/2 1 B ：允許扭轉角 的適用對象，推薦如下 ： 剛性主軸，取 14 ；非剛性主軸，取 12 ；傳動軸，取 1 。 本設計軸為剛性軸： 3 8 3 5 7 . 2 / 3 8 3 . 5 7 2 /T N m k g m m 441 0 7 . 3 1 0 3 8 3 . 5 7 2 5 7 . 4 5d B T m m 查 1中表 3確定 60d 根據上表，主軸前軸承軸徑 (取 80 階梯軸的設計應注意以下問題： a) 配合性質不同的表面，直徑應有所不同。 b) 加工精度、粗糙度不同的表面，一般直徑亦有所不同。 c) 與軸承配合的軸頸必須符合滾動軸承內徑的標準系列。 d) 各軸段的長度決定于軸上零件的寬度和零件固定的可靠性。軸頸的長度通常于軸承的寬度相同。 根據以上計算結合 參考資料 1第 107頁可以確定主軸各段軸的長度尺寸： 12 720L L L 400L 1 140L 180L 據以上要求得出軸的大致尺寸和形狀為： 圖 3買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 軸的強度校核計算 按疲勞強度進行軸的校核計算 根據變應力的強度理論和實驗研究周的疲勞強度安全系數 式如下： 22（ 3 公式中： S 只考慮正應力作用時的安全系數； S 只考慮扭轉剪應力作用時的安全系數。 許用安全系數 S ，其值根據實踐經驗確定。對于延性材料，當載荷確定精確，對材料性能有把握時，取 1 : ；當載荷確定不夠精確，材料性能不夠均勻時，取 1 : ；當載荷確定不夠精 確、材料性能均勻性差時，取 1 : 。 確定危險截面： 危險截面應為主軸前軸承支承部分。 截面的強度校核： 該主軸為空心軸，抗彎、抗扭截面系數計算公式見參考文獻 4表 1440 1 )W d r （ 3 0 20 0 . 3 360dr d （ 3 3 4 30 . 1 8 0 (1 0 . 3 3 ) 5 0 5 9 2 . 8 m m 3 4 3. 2 (1 ) 1 0 1 1 8 . 5 6T d r m m （ 3 截面扭轉剪應力、彎曲正應力的應力幅 對于一般轉軸，彎曲正應力按對稱循環(huán)規(guī)律變化，故彎曲應力幅、平均應力分別為 /a ， 0m 。 在多數情況下，對于經常正反轉，且扭矩軸相等的軸，當作對稱循環(huán)變化，即 /， 0m 。 69 . 5 5 1 0 38 p （ 3 76a p a （ 3 平均應力 0m0m彎曲、扭轉極限疲勞強度由軸的材料特性所定。 1 350 粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設計 20 1 200 彎曲、扭轉時的有效應力集中系數，參見 4表 14 彎曲、扭轉時將平均應力折算成應力幅的等效系數（其值與材料有關，可從表 414查出） 僅有彎曲正應力時的計算安全系數： 1 350 2 . 6 92 . 5 5 2 0 . 2 5 0 （ 3 僅有扭轉剪應力時的計算安全系數： 1 200 3 . 7 61 . 9 0 2 8 0 . 1 5 0 （ 3 彎扭聯(lián)合作用下的計算安全系數： 2 2 2 22 . 6 9 3 . 7 6 1 0 . 1 12 . 24 . 6 22 . 6 9 3 . 7 6 （ 3 設計安全系數 : 疲勞強度安全系數校核 以疲勞強度合格，該主軸符合要求。 軸密封裝置的選用 主軸前端密封裝置的選用 主軸前端密封裝置選用迷宮式密封裝置 (見下表 3 迷宮式密封裝置利用轉動元件與固定元件間所構成的曲折而狹小的縫隙及縫隙內充填的油脂達到密封目的，與其他密封配合使用，則密封效果會更好。迷宮式密封對油潤滑及脂潤滑都適用，對防塵和防漏也有較好的效果。 表 3宮密封 軸徑d 100010e 文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 f 1 據表 3 d 83e f=2 端連接方式 主軸軸 端于同步帶輪的連接方式采用矩形花鍵連接（圖 3然后，帶輪與花鍵不采用直接的連接方式，而是在花鍵上配上一個特制的花鍵套，并將帶輪安裝在花鍵套上。花鍵連接既可用于靜連接，也可用于動連接。 圖 3形花鍵連接 矩形花鍵連接：圖 3示為矩形花鍵連接。鍵齒的兩側面為平面，形狀較為簡單，加工方便?；ㄦI通常要進行熱處理，表面硬度應高于 40形花鍵連接的定心方式為小徑定心，外花鍵和內花鍵的小徑為配合面。由于制造時軸和轂上的接合面都要經過磨削，因此能消除熱處 理引起的變形，具有定心精度高、定心穩(wěn)定性好、應力集中較小、承載能力較大的特點，故應用廣泛。 花鍵連接的強度計算： 花鍵連接的失效形式和強度計算的依據及方法，與平鍵連接基本相同?；ㄦI連接的受力如圖 4示。假設載荷在鍵齒的工作面上均勻分布，每個鍵齒的工作表面上的壓力的合力 F 作用在平均直徑花鍵傳遞的轉矩 /2mT 引入載荷不均勻系數 K 考慮實際載荷在各 花鍵齒上分配不均的影響。由此可得花鍵連接的強度條件為 圖 3鍵連接受力圖 2 zh （ 3 粗鏜連桿大頭孔專用鏜床總體及鏜削頭設計 22 公式中： T 花鍵傳遞的轉矩，單位為 N/ l 花鍵的工作長度，單位為 z 花鍵的齒數； K 載荷不均勻系數，取決于齒數，一般取 0 : ，齒數多時取較小值； h 花鍵齒側面的工作高度，單位為 矩形花鍵 ( ) / 2 2h D d C ； 花鍵的平均直徑，單位為 矩形花鍵 ( ) / 2 d； P 花鍵連接的許用擠壓應力，單位為 （見表 3 P 花鍵的許用壓強，單位為 （見表 3 花鍵連接的零件多用強度極限不低于 600鋼制造，一般需要熱處理，特別是在 載荷作用下需要頻繁移動的花鍵齒，應通過熱處理獲得