专用钻床的设计(共47页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上专用钻床的设计摘 要专用机床一般采用多轴、多刀同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此专用机床兼有成本低和高效率的优点，在大批大量生产中得到广泛应用。本文以泵体零件的孔加工专用机床为研究对象，完成了机床的总体设计、主轴箱设计、夹具设计。所设计机床是一种卧式双工位钻床，本机床的工作过程是：把工件安装在工作台上的专用夹具上，通过液压夹紧工件后滑台开始运动，同时加工4-12.5、2-5的孔。通过认真的分析要加工零件和对图书馆的大量参考文献的检索和研究，在分析组合机床、专用钻床的配置方案和

2、技术参数的基础上，确定了机床的配置方案，并按工艺要求，确定了机床的运动参数和动力参数，完成了机床的总体设计。在机床总体布置确定以后，根据所需转速和切削力选择动力箱。随后，根据安装要求和加工需要选择了标准的液压滑台、侧底座和中间底座。设计中比较重要的部分是多轴箱和夹具，根据初步估算的数据选用标准的多轴箱，合理设计布置多轴箱内的主动轮和从动轮。根据要加工零件的形状和工序需要设计了专用的夹具。关键词：专用机床，钻床，配置方案，夹具 Special design of drillingABSTRACTSpecial machine tool usually work with many axes an

3、d falchions in a time. Efficiency of produce is higher than currency machines. Now currency assembly have standardization and serial, we can use them neatly based our need, so cycle of special machine tool design and making is abridged. Special machine tool is used in many production in scores becau

4、se of its low cost and high efficiency.In this paper, I take the special drilling tool for machining pump part as object of study; have accomplished the task of Total design, Spindles Box design, Clamp design. What I designed is horizontal and two work location special drilling machine. The drilling

5、 machine works as follow : when the work piece is fixed on the special clamping apparatus that on the worktable. Clamp it with hydraulic pressure, and then the slipway began move, drill the 4-12.5,2-5 holes at one time.On the basis of analyzing the made part earnestly and extensive reading home and

6、abroad relevant literature, the principles, the characteristics and the fields of applications of occupation machine tool and modular machine, I fulfill the work of configuration plan, the technical parameters and total design of the drilling machine tool.After the total design of the drilling machi

7、ne tool, I choose the power box based on rev and the cutting force. Then choose normal hydraulic pressure slipway, side pedestal and middle pedestal based the need of machining and fixing. What is the most important in the design are spindles box design and clamp design. Choose normal spindles box b

8、ased on pilot estimated data. The driver gear and the driven gears in the spindles box are rational designed and laid. The special clamp designing is based on the shape of made part and the need of working procedure.KEY WORDS: Special machine tool, drill press, configured project, clam专心-专注-专业目录前言专用

9、机床是一种专门适用于特定零件和特定工序加工的机床，而且往往是组成自动生产线式生产制造系统中，不可缺的机床品种。组合机床是专用机床的一种，它以标准化部件为基础，配以少量的专用部件组成。专用机床是一种量体裁衣产品，具有高效自动化的优点，是大批量生产企业的理想装备。随着制造技术的进步，专用机床在生产实践中占有一定的比重。据有关数据显示近年来日本年专用机床产值占机床产值的比例很高，而我国这一比值却很低。目前，虽然我国机床位居第一，但仍然也是全球第一进口大国。我国的高档机床主要还是以进口为主，我们虽然具有很好的产业链，但是缺少精益求精的高档机床产品。现在的机床都是往电气化、自动化方向发展，数控类的机器越

10、来越多，而且偏向于操作简单，编辑方便。现在企业都注重产品的质量要求，机械行业也越来越注重加工达到的精度要求，同时提高效率抢占市场。因此，专用机床将来的方向是朝着高精度化，高效率化发展。在国家计划大力振兴和发展国有老工业基地的背景下，专机应该具有较为广泛的市场空间和竞争潜力。第一章 被加工壳体零件1.1壳体零件图图1-1壳体零件图1.2壳体零件的说明该零件是壳体零件，加工时主要的技术要求是：硬度HB90-115；2-39H7及D、C表面不允许有任何缺陷；去毛刺、锐边。此零件在厚度方向的尺寸比其它两个方向的尺寸小，D、C面要用于定位，故其表面粗糙度要求较高，端面之间有形位公差。第二章专用钻床设计的

11、总体方案2.1任务和加工方案的确定要求设计一台专用钻床来加工壳体零件上的四个12.5的通孔和两个5的盲孔。被加工零件材料为HT100，硬度为HB90HB115。工艺方案的制定：方案一 ： 1、 铣上面和两侧面；2、铣下底面；3、钻4-12.5的通孔和2-5的盲孔；5、镗2-39的孔；6、钻18、14的进出油孔；7、加工8-M8的螺纹孔；8、铣油沟。方案二：1、 铣上面和两侧面；2、铣下底面；3、钻4-12.5的通孔和2-5的盲孔；4、钻18、14的进出油孔；5、镗2-39的孔；6、加工8-M8的螺纹孔；7、铣油沟。方案三：1、铣上下面和一侧面；2、铣另一侧面；3、钻4-12.5的通孔和2-5的

12、盲孔；4、钻18、14的进出油孔；5、镗2-39的孔；6、加工8-M8的螺纹孔；8、铣油沟。经过分析可知：方案一里先镗孔后加工进出油孔，镗孔的精度要求较高，加工进出油孔时会影响镗孔的精度，故方案一不太合理；方案二同时加工两个侧面，保证了两侧面的平行度要求，把钻进出油孔放在了镗孔之前不会影响镗孔的精度，工序安排比较合理；方案三先加工上下面和一侧面，然后加工另一个侧面，不能保证两侧面之间的平行度要求，故方案不太合理。最终确定方案二为加工工序方案。2.2 机床介绍 1、 本台机床为卧式双面组合钻床，工件固定不动，两边钻头同时进行加工，机床的总体结构设计如图2-1所示：图2-1 机床总体图2、 机床的

13、工作循环3、确定切削用量及刀具的选用根据本道工序的要求，刀具选择12.5的麻花钻头和4.8的钻头，材料为高速钢，钢号为。确定切削用量如表2-1所示工序V（m/min)S(mm/r)N(r/min)钻12.5260.26680钻4.8140.129104、确定切削转矩、轴向切削力和切削功率9 （2-1） （2-2） （2-3）式中：F轴向切削力（N）；D钻头直径（mm)；f每转进给量（mm/r);T切削转矩（Nmm);P切削功率（KW);v切削速度（m/min);HBW材料硬度钻12.5孔时： 钻4.8孔时： 5、确定主轴直径根据钻12.5孔时主轴需要承受的转矩T=7.12Nm，刚性主轴选主轴轴

14、径为D=25mm；钻4.8孔时主轴需要承受的转矩T=0.622Nm，刚性主轴选择主轴轴径为D=20mm。6、多轴箱所需动力左多轴箱即加工四个直径为12.5mm通孔的多轴箱，传递总效率取0.9，所以： （2-4） （2-5）右多轴箱即钻两个直径为4.8mm的盲孔的多轴箱，传递的总效率取0.9，所以： 2.3组合机床总体设计（三图一卡）编制“三图一卡”的工作内容包括：绘制被加工零件的工序图、加工示意图、机床联系尺寸图，编制生产率计算卡。三图一卡是组合机床总体方案的具体体现。2.3.1 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，表明零件形状、尺寸、硬度以及在所设计的组合机床上完成的工艺内

15、容和所采用的定位基准、压紧点的图样，也是制造、验收和调整机床的重要技术条件。具体如附图。图2-3加工工序图2.3.2 加工示意图加工示意图是被加工零件工艺方案在图样上的反映，表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具的布置以及工件、夹具、刀具的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等。加工示意图是刀具、夹具、多轴箱、电气和液压系统设计选择动力部件的主要依据，是整台组合机床布局形式的原始要求，也是调整机床和刀具所必需的重要技术文件。绘制加工示意图之前的有关计算：（1）刀具的选择 选择刀具的时候应考虑工艺要求与加工尺寸精度、工件材质、表面粗糙度及生产率的要求。条件允许的情况下尽量选用标准刀具。孔加工刀

16、具的长度应保证，加工终了时刀具螺旋槽尾端与导向套之间有3050mm距离，以便于排出切屑和刀具磨损后有一定的向前调整量1,9,14。根据加工孔德大小确定导向部分的布置2。导向装置的图示如图2-3，参数选择如表2-2：根据加工需要，选择合适的高速钢刀具。所选刀具参数如表2-3所示表2-2 导向联系尺寸刀具直径d（mm）L1(mm）L2（mm)L3（mm）12.554 1294.814810表2-3 所选刀具的参数刀具名称总长(mm）螺旋槽长度（mm)莫氏锥柄号刀具直径(mm)直径公差(mm)上偏差下偏差锥柄麻花钻1335214.80-0.018锥柄加长麻花钻260180112.50-0.027图2

17、-3 两种钻孔的导向机构布置图（2）确定主轴类型、尺寸、外伸长度钻直径为12.5mm的通孔时，考虑到钻孔轴向力F=1906.69N较大，选用单列向心球轴承主轴，主轴轴径25。得主轴外伸长度为115。钻直径为4.8mm的盲孔时，也选用单列向心球轴承主轴，主轴直径20mm，查图册知道主轴外伸长度115mm。（3）选择接杆由于多轴箱主轴的外伸长度为一定值，而且刀具的长度也是一定值，为保证多轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，要通过可调整的刀具接杆来调节刀具位置。根据本工序的主轴外伸长度和刀具的结构尺寸，查得加工直径为12.5的通孔接杆型号为，加工直径为4.8的盲孔的接杆型号为。（4） 确定加工示意图

18、的联系尺寸，加工示意图中最重要的尺寸是工件端面到多轴箱端面之间的距离。它等于刀具悬伸长度、螺母厚度、主轴外伸长度与接杆伸出长度（可调）之和，再减去加工孔深（如加工通孔，还应减去刀具的切出值）。在此，加工直径为12.5mm的通孔时，工件端面到多轴箱端面之间的距离为335mm；加工直径为4.8mm的盲孔时，工件端面到多轴箱的距离为275mm。（5） 确定动力部件的工作循环及工作行程 工作进给长度应l应该按加工长度最大的孔来确定。工作进给长度l等于刀具的切入值、加工孔深及切出值之和。加工直径为12.5mm的通孔的工作进给长度为100mm，加工直径为4.8mm的盲孔的工作进给长度为30mm。快进是指动

19、力部件把多轴箱连同刀具从原始位置送进到工作进给开始位置，其长度按加工具体情况确定。通常，采用固定式夹具的钻孔组合机床上，快速退回行程长度须保证所有刀具均退至夹具导套内而不影响工件装卸。所以在加工直径为12.5mm的通孔时快进取100mm，快退即为200mm；加工直径为4.8mm的盲孔时快进取60mm，快退即为90mm3,9,10。(6) 绘制加工示意图的注意事项 绘制加工示意图应按加工终了时的状况绘制，其方向应与机床的布局相吻合。工件的非加工部位用细实线绘制，其余部分一律按机械制图标准绘制一根，但应在主轴上标注与工件孔号相对应的轴号。主轴之间的分布可以不按真实的中心距绘制，但加工孔距很近或需设

20、置径向尺寸较大的导向装置时，则应按比例绘制，以便检查相邻主轴、刀具、导向装置等是否产生干涉。对一些专用结构如导向、专用接杆等则应绘出剖视图，并标注尺寸、精度及配合。快进100加工直径为12.5mm的通孔时工作循环如图2-4所示：快退200工进100图2-4通孔加工循环图加工直径为4.8mm的盲孔时工作循环如图2-5所示：快进60工进30快退90图2-5盲孔加工循环图2.3.3机床联系尺寸图（1）选用动力部件，选用动力部件主要指选择型号、规格合适的滑台和动力箱。a、 滑台的选用通过对比液压滑台和机械滑台的性能，决定采用液压滑台。滑台的行程除保证足够的工作行程外，还应留有前备量和后备量。前备量的作

21、用是使动力部件有一定的向前移动余地，以弥补机床的制造误差及刀具磨损后能向前调整，前备量一般1020mm。 后备量的作用是使动力部件有一定的向后移动的余地，以便装卸刀具，后备量一般4050mm。加工直径为12.5mm的通孔时前备量取20mm，后备量取90mm；加工直径为4.8mm的盲孔时前备量取20mm，后备量取50mm。加工直径为12.5mm的通孔时可选用1HY32型液压动力滑台，此液压滑台的总行程为400mm大于所确定的动力部件的总行程310mm；其台面宽度为320mm,台面长度为630mm，工作经给速度为（23650mm/min),满足工件加工的需要f=176.8mm/min；允许的最大进

22、给力为12500NF=7626.76N;快移速度为10m/min。加工直径为4.8mm的盲孔时可以选用HY20型液压滑台【4】，此液压滑台的总行程为250mm大于所确定的动力部件的总行程160mm；其台面宽度为200mm，台面长度为400mm。b、配套通用部件液压滑台与附属部件、支承部件配套表可确定与1HY32型滑台相配合的侧底座型号为1CC321型，其长度为1180mm,高度为560mm,宽度为520mm，导轨防护装置为1HY32-F81。与HY20型滑台相配合的侧底座型号为ICC251型，其长度为900mm，高度为630mm，宽度为450mm，导轨防护装置为1HY20-F81。c、动力箱的

23、选择：加工直径为12.5mm的通孔时，动力箱所需功率1.976KW，选择动力箱为1TD32II型，电动机型号为Y100L24，功率为N=3.0KW，电动机转速为1430r/min,动力箱输出轴转速为715r/min，驱动轴离滑台125mm。加工直径为4.8mm的盲孔时选择动力箱为1TD12型，电动机的型号为AO7124A3d，功率为0.75KW，电动机转速为1400r/min，动力箱输出轴转速为950r/min。（2）夹具轮廓尺寸的确定工件的轮廓尺寸和形状是确定夹具轮廓尺寸的依据。确定夹具底座尺寸时，应考虑工件的定位件、夹紧机构、刀杆导向装置的需求空间，并应满足排屑和安装的需要。在本次设计中加

24、工直径为12.5mm的通孔时钻模板厚度为36mm,加工直径为4.8mm的盲孔时钻模板厚度为22mm。夹具体底座高度应依据装料高度、夹具大小和中间底座高度而定，并充分考虑中间底座刚度，以便于布置定位元件和设置夹紧机构，便于排屑为原则。本设计中中间底座的高度为630mm，夹具底座高度为77mm。（3）机床的装料高度装料高度是指机床上工件的定位基准面到底面的垂直距离。选取机床装料高度应考虑的主要因素是：应与车间里运送工件的滚道高度相适应，工件的最低孔位置，多轴箱最低主轴高度和选用通用部件、中间底座、夹具等部件高度尺寸的限制等，综合上述因素，本机床给定装料高度为986mm。（4）中间底座的轮廓尺寸中间

25、底座的轮廓尺寸要满足夹具在其上面连接安装的需要。一定要保证加工终了位置是，工件端面至多轴箱端面的距离不小于加工示意图上要求的距离。为便于切削及冷却液的回收，中间底座周边需有足够宽度的沟槽9,11。本设计中，中间底座长800mm,宽为500mm,高为630mm。（5）多轴箱轮廓尺寸标准的通用钻、镗类多轴箱的厚度有两种尺寸规格，卧式为325mm，立式为340mm,本机床为卧式选定325mm。绘制机床联系尺寸图时着重确定的尺寸是多轴箱的宽度B和高度H及最低主轴高度h1。计算时，多轴箱的宽度B和高度H可按下式计算（图2-6）： 图2-6 多轴箱轮廓尺寸的确定 （2-6） （2-7）式中：b1最边缘主轴

26、中心距箱体外壁的距离，一般取70100mm；b2工件在宽度方向相距最远的两孔距离；H工件在高度方向相距最远的两孔距离；h1最低主轴高度。多轴箱最低高度h1由与工件最低位置h2 、机床装料高度H和滑台滑座总高h3 、侧底座高度h4 、滑台与侧底座之间调整垫高度h7等尺寸之间的关系而确定【9】。对于卧式组合机床，h1要保证润滑油不致从主轴衬套出泄露箱外，通常推荐： （2-8）式中：H装料高度（mm）暂时取900mm；h2工件最低加工孔至工件底部定位基面的距离（mm）h3滑台高度（mm）h4滑座与侧底座之间的调整垫厚度（mm），一般取h4=5mm；h5侧底座高度（mm）h6多轴箱底与滑台之间的距离（

27、mm）一般取h6=0.5mm。由所选用的通用部件和待加工件的特点可知上面各个参数取值如表2-4所示。表2-4 多轴箱具体的轮廓尺寸（mm） 孔径b1b2h2h3h5hH12.5906012.5280560619804.89095432006300980加工直径为12.5mm的通孔时： 可以算出多轴箱的轮廓尺寸：根据标准选择的多轴箱。加工直径为4.8mm的盲孔时： 可以算出多轴箱的轮廓尺寸：根据标准选择的多轴箱。2.3.4 编制生产率计算卡生产率计算卡用以反映机床的加工过程、完成每一动作所需要的时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率等的技术文件。由于加工直径为12.5mm的通孔需要时间比加工直径

28、为4.8mm的盲孔需要的时间长，故按加工直径为12.5mm的通孔来编制生产率计算卡。机床的生产率Q1（件/h）按下式计算： （2-9）式中： 生产一个零件所需要的时间（min)； 机加工时间，包括动力部件工作进给和死挡铁停留时间即 ： （2-10）式中：L刀具的工作进给行程长度（mm）；刀具的工作进给量（mm/min）；固定挡铁停留时间，一般为在动力部件进给停止状态下，刀 具旋转510转所需的时间（min）； 辅助时间（min），包括快进时间、快退时间、工作台移动或转位时间、装卸工件时间，即 （2-11）式中： 动力部件快进行程长度、快退行程长度（mm）； 动力部件的快速移动速度（mm/min

29、）； 工作台移动或转位时间（min），一般为0.050.13min； 装卸工件时间（min），一般为0.51.5min。 （2-12）机床负荷率按下式计算： （2-13）式中： Q机床的理想生产率（件/h），在此取20件/h； A年生产纲领（件），在此取10000件； 年工作时间（h），单班制工作时=1950h。 机床负荷率：20/28.57=0.7 （2-14）表2-5 机床生产率计算卡被加工零件图号A2毛坯种类铸件名称壳体毛坯质量材料HT100硬度HB90115工序名称钻4-12.5通孔和2-5的盲孔工序号3序号工步名称工作行程/mm切削速度/（m/min)进给量/(mm/r)进给量（mm

30、/min)工时/min工进时间辅助时间1安装工件0.42工件定位、夹紧0.53滑台快进100100000.014滑台工进钻12.5通孔100260.26176.80.565死挡铁停留0.016滑台快退100100000.027工件松开0.38卸下工件0.3备注1.动力箱驱动的主轴，转速为680r/min 2.本机床装卸工件时间取1.5min累计0.561.525单件总工时2.1机床生产率28.57（件/h)理论生产率20(件/h)负荷率70%2.4专用夹具的设计夹具是组合机床的重要组成部件 ，是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而专门设计的。它是用于实现被加工零件的准确定位，夹紧，刀具的导向，

31、以及装卸工件时的限位等等作用的。组合机床夹具和一般的夹具所起的作用看起来好像很接近，但其结构和设计要求却有着很显著的甚至是根本的区别。由于组合机床常常是多刀、多面同时加工，会产生很大的切削力和振动。因此组合机床夹具必须具有很好的刚性和足够的夹紧力，以保证整个加工过程中工件不产生任何位移。同时，也不应使工件产生不容许的变形。组合机床夹具是保证加工精度（尺寸精度、几何精度和位置精度等）的关键部件，其设计、制造和调整都必须有严格的要求，使其能持久的保持精度。按照组合机床夹具的主要功能，其结构可以分为三大部分，即定位支撑系统，夹紧机构和刀具导向装置。下面是加工具体的壳体零件上的孔所需要夹具的设计。图2

32、-5 夹具图1、确定工件的定位支撑系统设计机床夹具时要合理的布置定位支撑元件，力求使其组成较大的定位支撑平面。最好使夹紧力的位置对准定位支撑元件。当受工件限制不能实现时，也应使定位支撑元件尽量接近夹紧力的作用线，并使夹紧力的合力中心处于定位支撑平面内。在钻4-12.5的通孔和2-5的盲孔之前，只有上下面和两侧面已经加工过，可以用于定位。夹具的结构如下图所示，底面两个支撑板定位限制了Z轴的移动和X、Y轴的转动，侧面用一个支撑板定位限制了Y轴的移动自由度，后面用一个支撑钉限位，限制了X轴的移动自由度，加工过程中对工件进行了完全定位。2、 确定夹紧机构在组合机床上加工时，工件依靠夹具上的定位支撑系统

33、，获得对于刀具及其导向的正确相对位置，还需依靠夹具上的夹紧机构，来消除工件因受切削力的作用而产生的位移或振动，使工件在加工过程中能继续保持定位所得到的正确位置。夹紧力大小需要准确的场合，一般可经过实验来确定。本设计中由于切削力本身不是很大，故推算所需夹紧力也不会大。考虑到工件较小，并且加工过程中的切削力不是很大，故采用手动夹紧。手柄转动推动V型块进行预夹紧，然后拧动仅仅螺钉进行夹紧。第三章 多轴箱的结构设计3.1通用多轴箱1、多轴箱的功用多轴箱时组合机床的重要专用部件。根据加工示意图所确定的工件加工孔数及配置、切削用量和主轴类型设计，由通用零件组成。它将动力箱的动力传递给主轴，使之按要求的转速

34、和转向旋转，提供切削动力。多轴箱与动力箱一起安装于动力滑台上，可完成钻、扩、铰等加工工序。2、通用多轴箱通用多轴箱主要由箱体类零件、主轴、传动轴以及润滑和防油元件等组成。多轴箱上的通用箱体类零件包括多轴箱箱体、前盖、后盖、上盖和侧盖。箱体材料为HT200，前盖、后盖、上盖和侧盖材料为HT150。多轴箱后盖与动力箱的结合面上联接螺孔、定位销孔的大小、位置应与动力箱联系尺寸相适应。1) 通用主轴 钻削类主轴采用两端轴向定位方式，按支承形式可以分为圆锥滚子轴承主轴、深沟球轴承主轴、滚针轴承主轴三种。圆锥滚子轴承主轴，前后支承均为圆锥滚子轴承，可承受较大的径向力和轴向力，轴承数量少，结构简单，装配调整

35、方便，广泛用于扩、镗、铰孔和攻螺纹工序。球轴承主轴，前支承为深沟球轴承和推力球轴承，后支承为深沟球轴承或圆锥滚子轴承。前支承的推力球轴承设置在深沟球轴承的前面，承受的轴向力大，适用于钻孔工序。滚针轴承主轴，前后支承均为无内圈滚针轴承和推力轴承，径向尺寸小，适用于主轴间距较小的多轴箱【1，2，9】。2) 通用传动轴 通用传动轴按用途和支承形式可分为圆锥滚子轴承传动轴、滚针轴承和埋头式传动轴、润滑油泵轴、手柄轴五种。通用传动轴材料一般用45钢，热处理T215；滚针轴承的传动轴材料为20钢，热处理S0.51，C59。3) 通用齿轮 通用齿轮包括动力箱齿轮，齿宽32mm；电动机齿轮，齿宽有24mm、3

36、2mm两种。标准齿轮为不变位齿轮。材料为45钢，齿部高频淬火G54。4) 润滑油泵 规格较大的通用多轴箱常采用叶片润滑油泵进行润滑。中等规格的多轴箱用一个润滑油泵；规格较大且主轴数量多的多轴箱用两个油泵润滑。润滑油泵泵除的油经分油器至各润滑点。润滑油泵安装在前盖内。润滑油泵轴在箱体内的悬伸长度为24mm。5) 其它通用零件 除上述零件外，多轴箱还有隔套、键套、防油套、油杯、定位销以及锁紧螺母、防松垫圈等，都已经标准化或通用化。3.2 钻直径为12.5mm的多轴箱设计3.2.1 主轴结构形式的选择和齿轮模数的确定主轴结构形式由零件加工工艺来决定，并考虑主轴的工作条件和受力情况。轴承形式是主轴部件

37、结构的主要特征。由于钻削加工的主轴需要承受径向力和轴向力，因此选圆锥滚子轴承。多轴箱里的齿轮模数常用2、2.5、3、3.5、4等。为了便于生产，同一多轴箱内的齿轮模数不要多于两种，经过分析传动比和便于安装，所选用的齿轮模数为2和3两种。3.2.2 传动方案的确定及对齿轮、轴和键的强度校核多轴箱内各个轴的布置方式如图3-1所示：由于多轴箱内的齿轮传动副的最大传动比最好不要超过2，以使多轴箱结构紧凑。有动力箱到主轴选用三级传动。已知钻孔时主轴要承受的扭矩，根据选择主轴1、2、3、4轴径为25mm，手柄轴5、6的轴径为30mm，中间传递轴7、8的轴径为25mm。各个轴上的齿轮、键和轴承的选用如下：主

38、轴1、2、3、4上的齿轮选择m=3 z=21布置在第二排上，键选用平键，轴承选用7205角接触球轴承、深沟球轴承205和推力球轴承8205；手柄轴5、6上的齿轮有两排，第二排上是m=3 z=20，第三排上是m=3 z=23，键选用平键，轴承选用圆锥滚子轴承7506；中间传递轴7、8上的齿轮有两排，第一排上是m=3 z=20，第二排上也是m=3 z=20，键选用平键，轴承选用圆锥滚子轴承7205。图3-1多轴箱内轴的布置形式经过分析中间传递轴7、8轴承受的扭矩较大，轴径较小属于危险轴径。决定校核7轴及其上的键和齿轮的强度。1）齿轮的校核：m=3，z=21 按齿轮弯曲强度校核：有资料得齿轮弯曲强度

39、计算公式: （3-1）式中： K载荷系数 齿形系数 应力校正系数 齿宽系数，在此等于0.5查知 （3-2）式中： 使用系数；动载系数； 齿间载荷分配系数； 齿向载荷分配系数。代入数据得： 查得 ，所以满足要求。 由齿面接触强度校核 （3-3） （3-4）式中： 综合曲率半径， 可以算出5mm 弹性影响系数，查表得查知，所以齿轮的接触强度也满足要求。 2）校核直径为25mm的轴按轴的扭转强度计算： （3-5）式中： 扭转切应力，MPa； T轴所受扭矩， 轴的抗弯截面系数，；n轴的转速，r/min； P轴传递的功率，kW； d计算截面处轴的直径，mm； 许用扭转切应力，MPa。代入原始数据得：所以

40、轴的强度足够。3）键的校核假设载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键联接的强度条件为： （3-6）式中：T传递的扭矩，；K键与轮毂槽的接触高度，k=0.5h，此处h为键高度， mm； l键的工作长度，mm；b为键的宽度，mm；D轴的直径，mm；键、轴、毂三者中最弱材料的许用压应力，MPa。代入原始数据所以键的强度也足够用。3.2.3制主轴箱装配图通用主轴箱总图包括主视图、展开剖视图以及编制装配表和制定技术条件。主视图主要以表明主轴箱、传动齿轮的排列位置、润滑位置、润滑泵、手柄轴位置、多轴编号和主轴箱联系尺寸。展开的剖视图并配合装配表来表达主轴箱的装配结构。具体结构如所画A0图。3.3直径为4.8

41、mm孔的多轴箱设计3.3.1主轴结构形式的选择和齿轮模数的确定主轴结构形式由零件加工工艺来决定，并考虑主轴的工作条件和受力情况。轴承形式是主轴部件结构的主要特征。由于钻削加工的主轴需要承受径向力和轴向力，因此选圆锥滚子轴承。多轴箱里的齿轮模数常用2、2.5、3、3.5、4等。为了便于生产，同一多轴箱内的齿轮模数不要多于两种，经过分析传动比和便于安装，所选用的齿轮模数为2和3两种。3.3.2传动方案的确定及对齿轮、轴和键的强度校核多轴箱内各个轴的布置方式如图3-2。由于多轴箱内的齿轮传动副的最大传动比最好不要超过2，以使多轴箱结构紧凑。根据钻孔时主轴要承受的扭矩，选择主轴5、6轴径为20mm，手

42、柄轴的轴径为30mm，中间传递轴1的轴径为20mm。各个轴上的齿轮、键和轴承的选用如下：主轴5、6上的齿轮选择m=2 z=24布置在第一排上，键选用平键，轴承选用深沟球轴承104和推力球轴承8204；手柄轴2上的齿轮m=2 z=30，键选用平键，轴承选用圆锥滚子轴承7506； 中间传递轴1上的齿轮有两排，第一排上是m=2 z=23，第二排上也是m=3 z=20，键选用平键、，轴承选用圆锥滚子轴承7204。图3-2 多轴箱内的轴分布情况经过分析中间传递轴1轴承受的扭矩较大，轴径较小属于危险轴径。决定校核7轴及其上的键和齿轮的强度。1）齿轮的校核：m=2 z=23 按齿轮弯曲强度校核：由资料得齿轮

43、弯曲强度计算公式:查表知道 代入数据得：查得 ，所以满足要求。 由齿面接触强度校核式中：综合曲率半径可以算出3.86mm。弹性影响系数，查表得查图知道，所以齿轮的接触强度也满足要求。 2）校核直径为25mm的轴按轴的扭转强度计算： 代入原始数据得：所以轴的强度足够。3）键的校核假设载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键联接的强度条件为：代入原始数据：所以键的强度也足够用。3.3.3 绘制主轴箱装配图通用主轴箱总图包括主视图、展开剖视图以及编制装配表和制定技术条件。主视图主要以表明主轴箱、传动齿轮的排列位置、润滑位置、润滑泵、手柄轴位置、多轴编号和主轴箱联系尺寸。展开的剖视图并配合装配表来表达主轴箱的装配结构。具体结构如所画A0图。结论毕业设计是对我们在校学习的一次系统的总结，在整个设计过程中，遇到了不少的问题，而这些问题的解决几乎用到了所有学过的知识。通过这次毕业设计，培养了我们运用专业