1、 . PAGE- 29 - / NUMPAGES291前言1.1選題背景與意義工業(yè)是一個國家的支柱產(chǎn)業(yè)，而機械工業(yè)又是整個工業(yè)的基礎(chǔ)，它服務(wù)于其它的各行各業(yè)，是一個國家現(xiàn)代化水平的重要標志之一，因此我們國家應(yīng)該加快機械行業(yè)的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在的問題，并努力解決這些問題，在解決這些問題的同時，實現(xiàn)淘汰落后產(chǎn)品，衍生先進產(chǎn)品，達到運用先進技術(shù)努力提高加工效率、加工精度的目的。但是，我們還要認清實際情況，從我國的國情出發(fā)，不能盲目追求產(chǎn)品的高精度與產(chǎn)品的先進性，從而忽略了其經(jīng)濟性。我們現(xiàn)階段的宗旨是要在滿足加工精度的前提下，盡最大努力的降低生產(chǎn)成本。鏜床在機加工過程中被廣泛應(yīng)用。在實際生產(chǎn)過程中的

2、很多零件，例如發(fā)動機缸蓋或箱體類零件，其上需要加工許多孔。如果用普通單軸鏜床進行加工，因其只能在主軸上裝一個刀具進行單孔加工，所以在大批量生產(chǎn)中不僅生產(chǎn)率低，而且操作者勞動強度大，精度也無法得到保證。目前多軸鏜床在實際生產(chǎn)中已得到了廣泛的應(yīng)用，其不但能同時加工工件上的多個孔，大幅提高生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度，而且還能保證孔距、孔徑等多種精度要求。本次設(shè)計的機床的加工對象是缸蓋，缸蓋是汽車發(fā)動機上的一種零件，其上分布有許多的孔，圖1.1是某種型號的缸蓋，此缸蓋的加工要求精鏜2-13.5的孔，孔距精度為3000.05。原來該工序是在普通鏜床上完成的，通過導套來保證孔徑和孔距的精度，但是如果大批量

3、生產(chǎn)就會出現(xiàn)生產(chǎn)率低，工人勞動強度大，等問題，所以在這種情況下就比較適合選用多軸鏜床進行加工。圖1.1 缸蓋因此根據(jù)以上分析，將設(shè)計課題定為雙工位槍鏜機床主軸箱設(shè)計。主軸箱的性能主要是由設(shè)計質(zhì)量決定的，任何一臺機床的設(shè)計都分為方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。所以本次設(shè)計首先要確定設(shè)計方案，畫出設(shè)計方案示意圖，其次就是對主軸箱進行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括電機的選擇、軸和齒輪的設(shè)計、箱體的設(shè)計、軸承的選擇與其它附件的設(shè)計等。然后根據(jù)以上設(shè)計容繪制裝配圖，通過裝配圖表達出主軸箱的設(shè)計思路、工作原理與各零件間的相互位置、尺寸、結(jié)構(gòu)形式等。1.2機床整體布局為了提高加工效率與保證孔徑、孔距的精度，本次設(shè)計中采用雙動力頭，

4、兩個工件裝夾之后，同時加工。機床的整體布局為：床身為臥式，夾具與工件放置在床身中部，工件夾緊由夾緊汽缸自動完成，兩個多軸動力頭與主軸箱整體可沿導軌水平移動。1.3 機床主要結(jié)構(gòu)(1)床身部分床身部分由支架、滑板、螺紋絲杠、同步帶輪等組成。伺服電機轉(zhuǎn)動經(jīng)同步帶傳動、齒輪傳動至螺紋絲杠，使滑板直線移動的同時，帶動主軸箱直線移動。螺紋杠置于導軌面中間，以減少偏移力矩，改善絲杠的受力狀況。床身襠作為油池，使?jié)L珠絲杠與部分導軌面沉浸在潤滑油中，減輕床身與螺紋絲杠的磨損，提高他們的使用壽命和使用效率。床身為整體鑄造，鑄造進行后時效處理，消除應(yīng)力，要求不能有砂眼氣孔等缺陷存在，以防止漏油。導軌滑動面為平面，

5、淬火后再進行精密磨削，以達到減小摩擦力的目的。（2）主軸箱部分主軸箱安裝在滑板上面，實現(xiàn)主軸箱的進給和回退運動。電機通過聯(lián)軸器和齒輪傳動帶動兩個鉆削軸運動。箱體本身也是油箱，軸承、齒輪等均為甩油潤滑。（3）夾具部分夾具部分由活動鉆模板、固定鉆模板、導向柱、鉆套等組成。汽缸桿伸出時可裝入或取出工件，汽缸桿抽回可夾緊工件進行加工，每個機床有兩副夾具，每夾副具夾裝兩個工件，當其中一副夾具處于加工位置時，另一副夾具進行已加工工件的卸載和未加工工件的夾裝，以提高加工效率。2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1方案選擇臥式雙工位槍鏜主軸箱的工作原理是：電動機經(jīng)聯(lián)軸器帶動高速軸運動，通過齒輪傳動達到轉(zhuǎn)速要求，并將運動傳到主軸

6、，使主軸帶動刀具完成加工過程。為了將運動和動力傳遞路線與各部件的組成和聯(lián)接關(guān)系表達清楚，用機構(gòu)簡圖來表示傳動方案，根據(jù)要求主軸箱的設(shè)計方案有一下三種： (a)(b)(c)圖2.1 主軸箱傳動方案簡圖合理的傳動方案首先要滿足機器的功能要求，比如傳遞功率的大小、轉(zhuǎn)速和運動形式等。此外還要適應(yīng)工作條件（工作環(huán)境、工作制度等），滿足工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、傳動效率高、工藝性和經(jīng)濟性合理、使用維護便利等多種要求。但是要同時滿足這些要非常困難的，因此要通過分析比較多種設(shè)計方案，選擇能保證重點要求的較好方案繼續(xù)進行設(shè)計。圖2.1所示為臥式雙軸鏜床主軸箱的三種傳動方案簡圖，(a)方案使用聯(lián)軸器將電動機軸

7、與高速軸聯(lián)接，然后由高速軸上齒輪直接帶動主軸運動，此方法雖結(jié)構(gòu)簡單，但是無法滿足主軸轉(zhuǎn)速的要求；（b）方案加入了一個分散齒輪，主軸驅(qū)動分散齒輪，分散齒輪再驅(qū)動主軸運轉(zhuǎn)，這種方法雖能滿足轉(zhuǎn)速要求，但兩主軸間的尺寸不符合要求；（c）方案解決了以上兩種方案的不足之處，在上一種方案的基礎(chǔ)上再加入一組過度齒輪，這樣就能滿足主軸轉(zhuǎn)速和主軸距離的要求。這種方案不僅結(jié)構(gòu)緊湊，而且符合主軸箱的工藝要求，所以從結(jié)構(gòu)和工藝性考慮，(c)方案是這幾種方案中最好的，所以設(shè)計方案定為(c)方案。方案確定后，現(xiàn)在分析所選方案的工作原理：電動機軸通過聯(lián)軸器帶動高速軸運動，高速軸上的齒輪與中間軸即分散軸上的分散齒輪嚙合，分散齒

8、輪再與兩個過度齒輪嚙合，實現(xiàn)動力分散。然后分散齒輪與兩個過度齒輪嚙合，過度齒輪再與主軸上的齒輪嚙合，將運動傳至兩根主軸完成切削加工。傳動方案確定后，開始對主軸箱的結(jié)構(gòu)進行具體設(shè)計，主要包括電機的選擇、齒輪的設(shè)計、軸的設(shè)計、軸承的設(shè)計、箱體的設(shè)計、軸、軸承、齒輪、鍵的校核等等。2.2主傳動系統(tǒng)設(shè)計機床的主傳動系統(tǒng)是用來實現(xiàn)機床主運動的，它應(yīng)具有一定的轉(zhuǎn)速和一定的變速圍，并能方便的進行開、停、制動等。2.2.1傳動系統(tǒng)主參數(shù)的確定（1）鉆床的主運動參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速與切削速度的關(guān)系是： （2.1）式中： 轉(zhuǎn)速； 切削速度； 工件（或刀具）直徑本次設(shè)計的臥式雙工位銑床主軸箱結(jié)構(gòu)是在專機專用的背景下

9、進行的?？砂春闼龠M行加工作業(yè)，因此，本次設(shè)計的主軸箱不需要進行變速。本次設(shè)計中雙工位槍膛機床主軸箱的輸出轉(zhuǎn)速為1800r/min，而電機通過聯(lián)軸器帶動的高速軸的轉(zhuǎn)速為2790r/min，所以主軸箱總的傳動比為i=1.55。2.2.2 齒輪齒數(shù)的確定確定齒輪齒數(shù)的原則和要求：（1）所設(shè)計齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過大齒輪的齒數(shù)和過大會加大兩軸之間的中心距，使機床的結(jié)構(gòu)龐大。一般推薦齒數(shù)和，設(shè)計中高速軸齒輪嚙合取，主軸齒輪嚙合（2）最小齒輪的齒數(shù)要盡可能小 為了便于設(shè)計和制造，高速軸齒輪的模數(shù) 都選為m=3.5mm，主軸齒輪模數(shù)也選為m=3.5mm通過對各軸轉(zhuǎn)速的分配和總的傳動比大小，將各齒輪的齒數(shù)確定如下

10、：主軸齒輪的齒數(shù)：通過計算傳動比得符合齒輪齒數(shù)的確定原則。2.3 電機的選擇電機選擇的主要容包括：電機的結(jié)構(gòu)型式，類型，容量和轉(zhuǎn)速，確定電機的具體型號。（1）電機的結(jié)構(gòu)型式主軸箱通過獨立電機來提供動力，無變速要求，恒速運轉(zhuǎn)。無其它特殊要求，因此選用普通的交流電動機就可以滿足實際要求。在Y系列中IP44電動機為一般用途全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，有防止鐵屑、灰塵或其它雜物侵入電機部的優(yōu)點，額定電壓380V，頻率50Hz，相對濕度不超過95，工作環(huán)境溫度不超過，適用于無特殊要求的機械上。主軸箱的工作條件與以上情況吻合，綜上所述，可選用Y系列IP44電動機。（2）確定電動機的類型單位切削力KC

11、是指單位切削面積上的切削力。KC= (2.2)式中 KC單位切削力（N/） Ac切削面積（）背吃刀量（mm） f 進給量(mm/r)切削厚度(mm)切削寬度（mm）單位時間切除單位體積的金屬所消耗的功率稱為單位切削功率kw/() (2.3) 式中 單位時間的金屬切除量（/s） (2.4)切削功率（KW）（2.5） 將代入式（2.3）得 （2.6） 已知發(fā)動機缸蓋材料的單位切削力約為/，所以/=5KW 由于機床有兩個主軸同時進行運轉(zhuǎn)加工，所以主軸箱所需要的總功率約為10KW.由以上計算得本次設(shè)計選取電機功率為。所以由電機功率，最終選同步轉(zhuǎn)速為2790 r/min，電機型號為YP507.56B3,

12、電機的參數(shù)如表2.1所示：電機型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)矩質(zhì)量kg基本安裝類型額定轉(zhuǎn)矩7.56B3YP501127902.227B5表2.1 電機的參數(shù)2.4 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計齒輪傳動具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、傳動比穩(wěn)定等優(yōu)點。本次設(shè)計中采用了多對齒輪傳動。而相對于直齒圓柱齒輪，斜齒圓柱齒輪的輪齒在交替嚙合時所受的載荷是逐漸加上，在逐漸卸掉的，所以傳動比較平穩(wěn)，沖擊、振動和噪聲比較小，因此，在本次設(shè)計過程中，我們選用了斜齒圓柱齒輪嚙合。下面分別對齒輪進行結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算。2.4.1 高速軸齒輪的設(shè)計根據(jù)機械設(shè)計中所學的關(guān)于齒輪的計算進行設(shè)計：1、選定齒輪類型，精度等級，材料與齒數(shù)1）按圖2.1

13、（c）所示的傳動方案：選用斜齒圓柱齒輪傳動；2）機床為金屬切削機床，齒輪傳動的精度等級圍為38，此主軸箱沒有太高的要求，速度不算太高，故選用7級精度（GB10095-88）；3）材料選擇，小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪選用45鋼（調(diào)質(zhì)）；硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。4）齒輪齒數(shù)和為66，齒數(shù)分別為 ， 5）選取螺旋角，初選螺旋角=2、按齒面接觸強度進行設(shè)計根據(jù)直齒圓柱齒輪的計算公式： （2.8） 式中： K載荷系數(shù)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩彈性影響系數(shù)，單位為齒寬系數(shù)端面重合度區(qū)域系數(shù)許用接觸應(yīng)力 （2.9）1）確定公式的各計算數(shù)值(1) 試選載荷系數(shù)(2)

14、計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 （2.10）(3) 由機械設(shè)計表107選取齒寬系數(shù)(4) 由機械設(shè)計圖1030選取區(qū)域系數(shù)(5) 由機械設(shè)計圖1026查得，+(6)由機械設(shè)計表106查得材料的彈性影響系數(shù)(7) 由機械設(shè)計圖1021按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限(8) 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N （2.11）式中：應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 齒輪轉(zhuǎn)速 齒輪每轉(zhuǎn)一圈時，同一齒面嚙合次數(shù)齒輪工作壽命（單位為）將主軸箱的工作壽命定為15年，每年工作300天，兩班制，則：(9) 查機械設(shè)計圖1019取接觸疲勞壽命系數(shù)：(10) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)，則由式 （2.12）式中： 壽命系數(shù)齒輪的疲勞極限疲

15、勞強度安全系數(shù)(11)許用接觸應(yīng)力=523MPa2)計算 (1) 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值=(2) 計算圓周速度 （2.13）(3) 計算齒輪的寬度 （2.14）(4) 計算齒寬與齒高之比 模數(shù)=齒高 (5) 計算縱向重合度(6) 計算載荷系數(shù) 查表知：使用系數(shù)根據(jù)，7級精度，查得動載荷系 由機械設(shè)計表104查得的值與直齒輪一樣，故 由機械設(shè)計圖1013查得 由機械設(shè)計表1013查得 按齒面接觸疲勞強度計算時用的齒間載荷分配系數(shù) 按齒根彎曲疲勞強度計算時用的齒間載荷分配系數(shù) 故載荷系數(shù)：11.181.21.4232.01 （2.15）(7) 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,

16、得： （2.16）(8) 計算模數(shù) （2.17）就近圓整為標準值3) 幾何尺寸計算(1) 分度圓直徑(2)中心距(3) 計算齒輪寬度取4) 驗算 （2.18） （2.19）綜上所述，符合設(shè)計要求。2.4.2其他齒輪的設(shè)計本機床為多軸鏜床，有兩根主軸，齒輪的幾何尺寸計算如下：(1) 過度齒輪分度圓直徑 Z=48主軸齒輪分度圓直徑 Z=31(2)中心距 分散齒輪與過度齒輪中心距 過度齒輪與主軸齒輪中心距這些齒輪的校核與高速軸齒輪校核類似，通過實際校核，這些齒輪都符合實際生產(chǎn)的要求。2.5軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸是組成現(xiàn)代機器的重要零件之一，它的最主要的功能是支承回轉(zhuǎn)零件，其次是傳遞運動和動力。軸的設(shè)計包括軸

17、的材料選擇，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計又包括外形和結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計。另外還要對軸上的零件進行周向和軸向定位。軸上零件的軸向定位主要是通過軸肩、擋圈、套筒、端蓋與圓螺母來完成。軸上零件的周向定位主要通過銷、鍵、緊定螺釘來實現(xiàn)，這其中，緊定螺釘用在傳動力不是很大的地方。本次設(shè)計中共設(shè)計四根軸，分別叫做高速軸，即電機直接驅(qū)動的軸。分散軸，過渡軸和主軸。這其中，主軸和高速軸是比較重要的軸?，F(xiàn)在對這些軸的結(jié)構(gòu)與附件進行設(shè)計計算。2.5.1高速軸設(shè)計已知電機功率，滿載轉(zhuǎn)速，其上兩齒輪的參數(shù)如下表所示：1、高速軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩分別為： （2.20） （2.21）式中： 電動機的功率 高速軸傳遞的功率 電機的

18、滿載轉(zhuǎn)速 高速軸的轉(zhuǎn)速 高速軸所受的扭矩 電動機與高速軸間的傳動效率，取表2.2 齒輪參數(shù)齒數(shù)模數(shù)螺旋角齒頂高系數(shù)齒寬20433.515125252、求作用在齒輪上的力已知：小齒輪齒數(shù)，其分度圓直徑為 （2.22） （2.23）3、初步確定軸的直徑 按鈕轉(zhuǎn)強度條件計算 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為 （2.24）式中： 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 軸所承受的扭矩，單位 軸的抗扭截面系數(shù)，單位為 軸的速度，單位為 軸傳遞的功率，單位為 計算截面處軸的直徑，單位為 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為由機械設(shè)計表153 由上式可得軸的直徑 （2.25） 式中 查機械設(shè)計表153 對于空心軸則有 （2.26） 其中 式中：空心軸的徑

19、， 空心軸的外徑，常取，在這取。在這里，我們以高速軸為例，高速軸為實心軸，所以用公式（2.25）4、高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計機床無需變速，將高速軸做成平鍵軸即可滿足要求。因高速軸與電機通過聯(lián)軸器連接，并且電動機軸的直徑，所以高速軸與聯(lián)軸器連接的部分軸徑定位42mm。具體結(jié)構(gòu)如圖2.2：圖2.2 高速軸結(jié)構(gòu)確定軸的結(jié)構(gòu)尺寸和定位方式由上圖得，電動機軸長60mm,直徑為42mm。因電機主軸與高速軸通過聯(lián)軸器連接，所以將軸的左端直徑定為長60mm,直徑為42mm。右端軸承所在軸的長度定為65mm,軸承圈用套筒定位，外端用軸承端蓋定位。此處軸在運轉(zhuǎn)時只受彎矩，所以軸承只受徑向力，所以可選用深溝球軸承，所選型號為

20、7209C。齒輪安裝在右端軸承所在的軸段上，齒輪的齒寬為25mm，齒輪左端用軸肩定位，右端用套筒定位。高速軸的左端選用深溝球軸承7209C，軸承的右端采用軸肩定位，軸間高度為3.5mm，左端采用套筒定位。軸承所在軸段的直徑為45mm，長度為57mm。在確定了軸向定位后，還要確保軸上零件的周向定位。滾動軸承與軸的周向定位是通過過渡配合來保證的，選取軸與軸承的配合為H7/k6。齒輪通過圓頭平鍵連接進行周向定位。5、計算軸上載荷按彎曲強度條件計算軸上載荷。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖，確定出軸的支點位置，深溝球軸承的支點位置在軸承的中點上。分別按垂直面和水平面計算各力產(chǎn)生的彎矩，并按計算結(jié)果分別做出水平面上的彎矩

21、 QUOTE 圖和垂直面的彎矩圖，然后計算總彎矩并做出圖。如圖2.3所示。做圖過程如下：已知1）根據(jù)圖（b)得： （2.27） （2.28）代入數(shù)據(jù)得： 計算得：圖2.3 軸的載荷分析圖2)同理根據(jù)圖(c) 計算如下 （2.29） （2.30）代入數(shù)據(jù)：計算得：總彎矩（2.31）3) 校核軸的強度由上圖可知，B為危險截面。按第三強度理論，計算應(yīng)力： （2.32）式中： 軸的計算應(yīng)力，單位為 軸所受的彎矩，單位為 軸的抗彎截面系數(shù)，單位為 對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力下面計算心軸的抗彎截面系數(shù)：空心軸為 （2.33）實心軸為 （2.34）高速軸為實心軸，所以所以 （2.35）軸的扭轉(zhuǎn)強度條件

22、為： （2.36）式中： 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 軸所承受的扭矩，單位 軸的抗扭截面系數(shù)，單位為 軸的速度，單位為 軸傳遞的功率，單位為 計算截面處軸的直徑，單位為 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為代入數(shù)據(jù)，得進行彎扭強度應(yīng)力計算： （2-33）已選定的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由設(shè)計手冊查得：因此 ，故安全。2.5.2 中間軸設(shè)計與上面高速軸的設(shè)計思路一樣，通過高速軸上齒輪的嚙合位置確定中間軸與高速軸的尺寸關(guān)系。為了裝配的方便，在滿足條件的前提下，盡可能的減少軸承的型號。因此中間軸也使用高速軸上使用的7029C型軸承，因此確定中間軸右端的軸徑=45。軸承的圈利用套筒來定位，外圈用軸承端蓋定位。齒輪通過平鍵與

23、軸連接，能夠滿足齒輪周向定位，鍵的選用規(guī)格為bhL=14920。齒輪的左端利用軸肩定位，軸肩高度定位3.5.。右端利用套筒定位。齒輪所在軸段的長度定為65mm。左端軸承外圈利用軸承端蓋進行定位，圈使用軸肩進行定位，軸肩高度為3.5mm。具體尺寸如圖2.6所示：圖2.4 中間軸結(jié)構(gòu)中間軸結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計完之后，也需要對其強度進行校核。校核思路與高速軸類似，經(jīng)實際校核得出分散軸的強度符合要求。2.5.3主軸設(shè)計主軸組件是機床主軸箱中最重要組成部分，其也包括主軸與安裝在主軸上的其它傳動附件的設(shè)計。本次設(shè)計中，主軸為空心軸，這主要是為了刀具的進給運動。主軸的設(shè)計過程大體上和高速軸與中間軸的設(shè)計過程類似，只

24、是在選擇軸承時因主軸在加工工件時，主軸受軸向力的作用，所以在軸的右端安裝了滾針軸承，軸承代號為NN3020。其他部位所需軸承也因軸徑的變化而變化，在這里我們選用7016C.軸承的定位通過軸肩和套筒來實現(xiàn)。其它附件的具體設(shè)計如圖2.7所示：圖2.5 主軸結(jié)構(gòu)2.6 主軸箱進給機構(gòu)的設(shè)計在上面，我們已經(jīng)提過，主軸箱的進給機構(gòu)采用絲杠滑臺裝置。絲杠采用普通螺紋絲杠即可滿足要求。將絲杠置于滑臺中間，這樣可以改善進給裝置的受力狀況。提高進給機構(gòu)的使用效率和使用壽命。滑臺采用雙側(cè)軌道滑動。絲杠和軌道保持潤滑油潤滑。絲杠由伺服電機單獨驅(qū)動。主軸箱底座長度是380mm，寬度是600mm，由組合機床設(shè)計手冊查得

25、，使用型號為1HY63的液壓滑臺。3軸承與鍵的校核3.1軸承的校核軸承是支承軸與軸上零件的重要部件，又分為滑動軸承和滾動軸承兩大類。在本設(shè)計中根據(jù)需要都選用滾動軸承。軸承的選擇在上面的設(shè)計中都已完成，現(xiàn)在對高速軸所選軸承進行校核，先求軸承承受的徑向載荷：左軸承所受徑向力： （3.1）右軸承的徑向力： （3.2）已知：軸承轉(zhuǎn)速，運轉(zhuǎn)時有中等沖擊，預期壽命1、求比值由于該軸承承受很小的軸向力，較小，則：則， （深溝球軸承的最小值為0.19）2、初步計算當量動載荷 （3.3）式中： 載荷系數(shù) 徑向載荷 軸向力 徑向動載荷系數(shù) 軸向動載荷系數(shù)由查表得：=1.21.8 取所以對左軸承 對右軸承 3、求軸

26、承應(yīng)有的基本額定動載荷值： （3.4）對于球軸承，對于左端軸承對于右端軸承4、查設(shè)計手冊： 對左端軸承 選，驗算如下：以小時為單位表示軸承的壽命（單位） （3.5） 故所選軸承滿足壽命要求。對右端軸承 選計算同上，通過計算知，所選軸承滿足壽命要求。對于主軸，軸承的選擇與校核過程同上，因為主軸要承受軸向力，所以要選用滾針軸承。3.2鍵的校核現(xiàn)以中間軸大齒輪鍵連接為力校核所選鍵是否符合強度要求,其它鍵的校核方法與此類似。由公式 （3.6）式中：中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 高速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 傳動比 傳動效率 得中間軸的轉(zhuǎn)矩 QUOTE =36900(42/20)0.9=69741（）由鍵的校核公式 （3.7）

27、式中： 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， QUOTE 鍵的工作長度，圓頭平鍵 軸的直徑最終帶入數(shù)值得因鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查表的許用擠壓應(yīng)力 QUOTE =100120 Mpa,取其平均值110 Mpa，由 QUOTE QUOTE 得鍵的連接強度符合要求。4 結(jié) 論在經(jīng)過整個設(shè)計過程和最終裝配圖的繪制后，所設(shè)計容能夠達到預期的設(shè)計目的，即：電機通過聯(lián)軸器帶動高速軸經(jīng)過齒輪傳動實現(xiàn)兩軸同時鏜削加工功能。此設(shè)計能顯著提高加工效率，降低工人的勞動強度。在大量分析計算與查閱大量參考文獻的基礎(chǔ)上保證了齒輪、軸與所選鍵、軸承的強度。另外在選材方面，所選材料都是常用的材料，像45鋼、HT200等，這些材料不但

28、在性能上能夠滿足要求，而且價格合適。綜上，本次設(shè)計符合實際情況，可以應(yīng)用于實際。參 考 文 獻1文懷興; 陸君; 呂玉清; 高速立式加工中心主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析 HYPERLINK :/ t _blank 中國制造業(yè)信息化, HYPERLINK :/ t _blank 2010年 19期2夏鏈; 銀歌; 翟華; 季焓; 康健; 豐云; 大型數(shù)控落地銑鏜床主軸箱設(shè)計研究， HYPERLINK :/ t _blank 組合機床與自動化加工技術(shù) HYPERLINK :/ t _blank 2010年 07期3馬蕾; 立強; 燕凌; 尚連峰; 主軸箱潤滑系統(tǒng)的改進； HYPERLINK :/ t _blank 制造技術(shù)與機床, HYPERLINK :/ t _blank 2010年 09期4何穩(wěn)利; 吳高位; 時江波; 提高機床總裝效率的措施； HYPERLINK :/ t _blank 金屬加工(冷加工), HYPERLINK :/ t _blank 2010年 19期5順廷; 夏繼良; 于鴻贊; 宮秀營; T6925/1鏜銑床主軸箱顫動故障分析 HYPERLINK :/ t _blank 設(shè)