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1、第四章 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì),第一節(jié) 概述 一 主軸箱的用途及分類 主軸箱是組合機(jī)床的主要部件之一。按專用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由通用零部件組成。 其主要作用是，根據(jù)被加工零件的加工要求， 安排各主軸位置，并將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)由電機(jī)或動(dòng)力 部件傳給各工作主軸，使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn) 向。,主軸箱是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量、位置，切削用量和主軸類型設(shè)計(jì)的傳遞各主軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。 其動(dòng)力來源于通用的動(dòng)力箱，與動(dòng)力箱一起安裝在進(jìn)給滑臺(tái)上，將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳給主軸，使 之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速，可完成鉆孔、 擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、銑削等加工工序。,1 主軸箱一般具有多根主軸，同時(shí)對(duì)一列孔系進(jìn)行加工。但也有單軸的

2、，用于鏜孔居多。 2 主軸箱按結(jié)構(gòu)大小，可分為大型主軸箱和小型主軸箱兩大類。大型主軸箱又分為通用（即標(biāo)準(zhǔn)）主軸箱和專用主軸箱兩種。 3 通用主軸箱結(jié)構(gòu)典型，能利用通用的箱體和傳動(dòng)件。 4 專用主軸箱結(jié)構(gòu)特殊，往往需要加強(qiáng)主軸系統(tǒng)剛性，而使主軸及某些傳動(dòng)件必須專門設(shè)計(jì)，故專用主軸箱通常指“剛性主軸箱”， 即采用不需刀具導(dǎo)向裝置的剛性主軸和用精密滑臺(tái)導(dǎo) 軌來保證加工孔的位置精度。 5 大型主軸箱和小型主軸箱，這兩種主軸箱的設(shè)計(jì)方 法基本相同。 下面僅介紹大型通用主軸箱的設(shè)計(jì)。,二、通用主軸箱的組成,1主軸箱的組成 大型通用主軸箱在生產(chǎn)中應(yīng)用甚廣，常見的有： 通用主軸箱由通用零件，如箱體、主軸、傳動(dòng)

3、軸、 傳動(dòng)齒輪、軸套和附加機(jī)構(gòu)等組成。,1 鉆削類主軸箱；,2 攻絲類主軸箱；,3 鉆、攻復(fù)合主軸箱。,其基本結(jié)構(gòu)如圖41所示。,圖中主軸箱體17、前蓋20、后蓋15、上蓋18、側(cè)蓋14等為箱體類零件； 通常臥式主軸箱的厚度為325 mm，立式主軸箱的厚度為340 mm 。 主軸4、傳動(dòng)軸6、手柄軸7、傳動(dòng)齒輪11、動(dòng)力箱或電動(dòng)機(jī)齒輪13等為傳動(dòng)類零件。 葉片泵12、分油器16、注油杯22、排油塞21、油盤19（立式主軸箱不用）和防油套10等為潤滑及防油元件。,在主軸箱箱體內(nèi)腔，可安排兩排32mm寬的齒輪或三排24mm寬的齒輪；箱體后壁與后蓋之間可安排一排（后蓋用90 mm厚時(shí)）或兩排（后蓋用

4、125 mm厚時(shí)）24 mm寬的齒輪。 通用主軸箱基型后蓋厚度為90 mm ，如只有電機(jī)軸安排第排齒輪，可選用厚度為50 mm的后蓋，此時(shí)后蓋窗孔應(yīng)加以擴(kuò)大，如圖42所示,（1）主視圖用點(diǎn)劃線表示齒輪節(jié)圓，標(biāo)注齒輪齒數(shù)和模數(shù)，兩嚙合齒輪相切處標(biāo)注羅馬數(shù)字表示齒輪所在排數(shù)。標(biāo)注各軸軸號(hào)及主軸、驅(qū)動(dòng)軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 （2）展開圖每根軸、軸承、齒輪等組件可只畫軸線上邊或下邊（左邊或右邊）一半，對(duì)于結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的軸組件只畫一根，但必須在軸端注明相應(yīng)的軸號(hào)；齒輪可不按比例繪制，在圖形一側(cè)用數(shù)碼箭頭標(biāo)明齒輪所在排數(shù)。,2主軸箱總圖繪制方法及特點(diǎn),二、主軸箱通用零件,主軸箱通用零件的編號(hào)方法如

5、下： 口 T 07 零件順序號(hào) 順 序 號(hào) 小 組 號(hào) 類 別 號(hào) 字 頭 規(guī) 格 T07或1T07系指與TD或1TD系列動(dòng)力箱配套的主軸箱 通用零件。,小組號(hào)： 1主軸箱體類零件； 2主軸類零件； 3傳動(dòng)軸類零件； 4齒輪類零件。, 順序號(hào)和零件順序號(hào)表示的內(nèi)容隨類別號(hào)和小組號(hào)的不同而不同。,如 500400T071111，表示寬500 mm、高400 mm的主軸箱體； 30T072141,表示用圓錐滾子軸承、直徑為40 mm的傳動(dòng)軸；32520T074191，表示模數(shù)為3 mm 、齒數(shù)為25 、孔徑為20mm 、寬度為32mm的齒輪。, 與1TD系列動(dòng)力箱配套的主軸箱通用零件標(biāo)記時(shí)，原T0

6、7改標(biāo)為1T07，通用零件規(guī)格與1T07間用“”分開；,如 6304001T071111，表示寬為630 mm 、 高400 mm的主軸箱體； 251T072241，表示用球軸承，直徑為25 mm的 鉆削類主軸。,1. 通用箱體類零件,主軸箱的通用箱體類零件采用灰鑄鐵材料，箱體材料為HT200 ，前蓋、后蓋、側(cè)蓋等材料為HT150。 主軸箱基本尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)（GB3668.183）規(guī)定，名義尺寸用相應(yīng)滑臺(tái)的寬度表示，主軸箱體寬度和高度根據(jù)配套滑臺(tái)的規(guī)格按 表41進(jìn)行選擇。,主軸箱的標(biāo)準(zhǔn)厚度為180 mm ； 用于臥式主軸箱的前蓋厚度為55 mm ，用于立式主軸箱的前蓋，因兼作油池用，故加厚到70

7、 mm ； 基型后蓋的厚度為90 mm ，變形后蓋厚度為50 mm 、100 mm和125 mm三種，應(yīng)根據(jù)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)安排和動(dòng)力部件與主軸箱的連接情況合理選用。 如只有電機(jī)軸安排或排齒輪，可選用厚度為50 mm或100 mm的后蓋，此時(shí)，后蓋窗口應(yīng)按齒輪外廓加以擴(kuò)大，如圖42所示。,2. 通用主軸,（1）通用鉆削類主軸 按支承型式可分為三種 圓錐滾子軸承主軸 球軸承主軸 滾針軸承主軸,前后支承均為圓錐滾子軸承。這種支承可承受較大的徑向和軸向力，且結(jié)構(gòu)簡單、裝配調(diào)整方便，廣泛用于擴(kuò)、鏜、鉸孔和攻螺紋等加工；當(dāng)主軸進(jìn)退兩個(gè)方向都有軸向切削力時(shí)常用此種結(jié)構(gòu)。,前支承為推力球軸承和向心球軸承、后支

8、承為向心球軸承或圓錐滾子軸承。因推力球軸承設(shè)置在前端，能承受單方向的軸向力，適用于鉆孔主軸。,前后支承均為無內(nèi)環(huán)滾針軸承和推力球軸承。當(dāng)主軸間距較小時(shí)采用。,按與刀具的連接是浮動(dòng)還是剛性連接，又分為短主軸和長主軸； 主軸箱前蓋外伸長度為75（立式為60）mm的圓錐滾子軸承主軸，采用浮動(dòng)卡頭與刀具浮動(dòng)連接配以加長導(dǎo)向或雙導(dǎo)向，用于鏜、擴(kuò)、鉸孔等工序； 外伸長度大于75（立式為60）mm的主軸， 因主軸內(nèi)孔較長，與刀具尾部連接的接觸面加長，增強(qiáng)了 刀具與主軸的連接剛度、減少刀具前端下垂，采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo) 套導(dǎo)向或單導(dǎo)向，用于鉆孔、擴(kuò)孔、倒角、锪平面等工序。 通用鉆削類主軸參數(shù)見表42所示。,短主軸,長主

9、軸,（2）攻螺紋類主軸（見圖45） 按支承型式分兩種： 通用攻螺紋主軸系列參數(shù)見表43所示。,1）前后支承均為圓錐滾子軸承主軸。,2）前后支承均為推力球軸承和無內(nèi)環(huán)滾針軸承的主軸。,主軸材料一般采用40Cr鋼，熱處理C42；滾針軸承主軸用20Cr鋼，熱處理S0.5 C59。表44所示為通用主軸的最小軸間距。,2. 通用傳動(dòng)軸,通用傳動(dòng)軸按用途和支承型式分為圖45所示六種；表45所示為通用傳動(dòng)軸的系列參數(shù)。 通用傳動(dòng)軸一般用45鋼，調(diào)質(zhì)T235；滾針軸承傳動(dòng)軸用20Cr鋼，熱處理S0.5 C59。,3. 通用齒輪,主軸箱用通用齒輪有：傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱齒輪和電動(dòng)機(jī)齒輪三種，材料均采用45鋼，熱處理

10、為齒部高頻淬火G54。 通用齒輪的系列參數(shù)見表46 。,采用50 mm厚蓋和100 mm 、125 mm厚的加厚后蓋時(shí)使用,采用90 mm厚的基型后蓋時(shí)使用,A型（寬度為84 mm）,B型（寬度為44 mm）,動(dòng)力箱齒輪,第二節(jié) 主軸箱設(shè)計(jì)的步驟和內(nèi)容,主軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一，它關(guān)系到整臺(tái)機(jī)床質(zhì)量的好壞。 目前主軸箱設(shè)計(jì)有一般設(shè)計(jì)法和電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法兩種。 由人工輸入原始數(shù)據(jù)，按事先編制的程序，通過人 機(jī)交互方式，可迅速、準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，繪制主軸 箱總圖、零件圖和箱體補(bǔ)充加工圖，打印出軸孔坐標(biāo)及 組件明細(xì)表。,計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)主軸箱,具體內(nèi)容和方法簡述如下：,一般設(shè)計(jì)法的順序, 繪制

11、主軸箱設(shè)計(jì)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(dòng)系統(tǒng)； 計(jì)算主軸、傳動(dòng)軸坐標(biāo)（也可用計(jì)算機(jī)計(jì)算和驗(yàn)算箱體軸孔的坐標(biāo)尺寸）； 繪制坐標(biāo)檢查圖； 繪制主軸箱總圖、零件圖及編制組件明細(xì)表。,圖46所示為雙面臥式鉆孔組合機(jī)床右主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。較簡單的主軸箱可不畫原始依據(jù)圖。,一、繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖,主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。,3）根據(jù)加工示意圖標(biāo)注各主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，主軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)向（面對(duì)主軸看）可不標(biāo)，只注順時(shí)針轉(zhuǎn)向。,2）根據(jù)聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，標(biāo)注所有主軸位置尺寸及工件與主軸、主軸與驅(qū)動(dòng)軸的相關(guān)位置尺寸。,1）根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，繪制主軸箱外形

12、圖，并標(biāo)注輪廓尺寸及動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)位置尺寸。,4）列表標(biāo)明工件材料、加工表面要求，并注明各主軸的工序內(nèi)容、切削用量及主軸外伸尺寸等。,5）標(biāo)明動(dòng)力部件型號(hào)及性能參數(shù)等。,二、主軸、齒輪的確定及動(dòng)力計(jì)算,如 鉆孔時(shí)常采用 球軸承主軸； 擴(kuò)、鏜、鉸孔等工序常采用 圓錐滾子軸承主軸； 主軸間距較小時(shí)常選用 滾針軸承主軸。 滾針軸承精度較低、結(jié)構(gòu)剛度及裝配工藝性能都較差，除非軸距限制， 一般不選用。 攻螺紋主軸因靠模桿在主軸孔內(nèi)作軸向移動(dòng)，為獲得良好的導(dǎo)向性，一般采用雙鍵結(jié)構(gòu)，不用軸向定位（見圖44）。,1.主軸型式和直徑及齒輪模數(shù)的確定 主軸的型式和直徑主要取決于工藝方法、刀具主軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)、刀具

13、的進(jìn)給抗力和切削扭矩。,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。傳動(dòng)軸的直徑也可參考主軸直徑大小初步選定。待齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完后再驗(yàn)算某些關(guān)鍵軸頸。 齒輪模數(shù)m(單位為mm)一般用類比法確定，也可按公式估算， 即 式中： P齒輪所傳遞的功率，單位為kW ； z一對(duì)嚙合齒輪中的小齒輪齒數(shù)； n小齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為r/min 。 主軸箱中的齒輪模數(shù)常用2 、2.5 、3 、3.5 、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。,2.主軸箱所需動(dòng)力的計(jì)算,主軸箱的動(dòng)力計(jì)算包括主軸箱所需要的功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)。 傳動(dòng)系統(tǒng)確定之后，主軸箱所需功率P主軸箱按下列公式計(jì)算： 式

14、中： P切削切削功率，單位為kW ； P空轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)功率，單位為kW ； P損失與負(fù)荷成正比的功率損失，單位為kW ；,（kW）,每根主軸的切削功率，由選定的切削用量按公式計(jì)算或查圖表獲得；每根軸的空轉(zhuǎn)功率按表47確定；每根軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的1% 。,主軸箱所需的進(jìn)給力F主軸箱可按下式計(jì)算：,式中： Fi各主軸所需的軸向切削力，單位為N。 實(shí)際上，為克服滑臺(tái)移動(dòng)引起的摩擦阻力， 動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給力應(yīng)大于F主軸箱,三、主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì),【1】在保證主軸的強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下，力求使傳動(dòng)軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。 【2】盡量不用主軸帶動(dòng)主軸的方案，以免增加主軸負(fù)荷，影響加工質(zhì)

15、量。 【3】為使結(jié)構(gòu)緊湊，主軸箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比一般要大于12（最佳傳動(dòng)比為1 11.5），后蓋內(nèi)齒輪傳動(dòng)比允許取至13 13.5 ；盡量避免用升速傳動(dòng)。 【4】用于粗加工主軸的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在第排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形；精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)置在第排，以減少主軸端的彎曲變形。 【5】主軸箱內(nèi)具有粗精加工主軸時(shí)，最好從動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸齒輪傳動(dòng)開始就分兩條傳動(dòng)路線，以免影響加工精度。 【6】剛性鏜孔主軸上的齒輪，其分度圓直徑要盡可能大于被加工孔的孔徑，以減少振動(dòng)，提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。 【7】驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸數(shù)不能超過兩根，以免給裝配帶來困難。,對(duì)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求,基本方法,最后通過合

16、攏傳動(dòng)軸與動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸連接起來。,然后根據(jù)已選定的各中心傳動(dòng)軸再取同心圓，并用最少的傳動(dòng)軸帶動(dòng)這些中心傳動(dòng)軸；,主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)過程中，當(dāng)齒輪排數(shù)排不夠用時(shí)，可以增加排數(shù)，如在原來排齒輪的位置上排兩排薄齒輪（其強(qiáng)度應(yīng)滿足要求）或在箱體與前蓋之間增設(shè)0排齒輪。 2. 擬定主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的基本方法,先把全部主軸中心盡可能分布在幾個(gè)同心圓上，在各個(gè)同心圓的圓心上分別設(shè)置中心傳動(dòng)軸；,非同心圓分布一些主軸，也宜設(shè)置中間傳動(dòng)軸（如一根傳動(dòng)軸帶二根或三根主軸）；,1）將主軸劃分為各種分布類型,（1）同心圓分布 圖47中主軸群1 4的各軸心在同心圓上均布，主軸群5 11在同心圓上不均勻分布。對(duì)這類主軸，可在同

17、心圓處分別設(shè)置中心傳動(dòng)軸，由其上的一個(gè)或幾個(gè)（不同排數(shù)）齒輪來帶動(dòng)各主軸。,被加工零件上加工孔的位置分布是多種多樣的，但大致可歸納為： 同心圓分布、直線分布和任意分布三種類型。 因此，主軸箱上主軸分布相應(yīng)分為這三種類型。,（2）直線分布 圖48所示主軸按直線分布。對(duì)此類主軸，可在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)傳動(dòng)軸，由其上一個(gè)或幾個(gè)齒輪帶動(dòng)各主軸（如圖49a、b兩種傳動(dòng)方案）。,（3）任意分布 圖410所示為任意分布主軸及傳動(dòng)方案。對(duì)此類主軸可根據(jù)“三點(diǎn)共圓”原理，將主軸1、2、3和主軸4、5、6的軸心分別分布在兩個(gè)同心圓上；主軸7、8可按直線分布方法處置。可見，任意分布可以看作是同心圓和直線

18、的混合分布形式。,2）確定驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向及其在主軸箱上的位置 驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速按動(dòng)力箱型號(hào)選定；當(dāng)采用動(dòng)力滑臺(tái)時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)方向可任意選擇；動(dòng)力箱與主軸箱連接時(shí)，應(yīng)注意驅(qū)動(dòng)軸中心一般設(shè)置于主軸箱箱體寬度的中心線上，其中心高度則決定于所選動(dòng)力箱的型號(hào)規(guī)格。驅(qū)動(dòng)軸中心位置在機(jī)床聯(lián)系尺寸圖中已經(jīng)確定。,3）用最少的傳動(dòng)軸及齒輪副把驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連接起來。在主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖中確定了各主軸的位置、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上，首先分析主軸位置，擬訂傳動(dòng)方案，選定齒輪模數(shù)（估算或類比），再通過“計(jì)算、作圖和多次試湊”相結(jié)合的方法，確定齒輪齒數(shù)和中間傳動(dòng)軸的位置及轉(zhuǎn)速。,（1）齒輪齒數(shù) 傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式：,（41

19、） （42） （43） （44）,式中 ： u嚙合齒輪副傳動(dòng)比； Sz嚙合齒輪副齒數(shù)和； z主、z從分別為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪齒數(shù)； n主、n從分別為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速， 單位為r/min ； A齒輪嚙合中心距，單位為mm ； m齒輪模數(shù)，單位為mm 。,（45）,（46）,（2）傳動(dòng)路線設(shè)計(jì)方法, 當(dāng)主軸數(shù)少且分散時(shí) ，如圖411所示，主軸1、2轉(zhuǎn)速均為320r/min，驅(qū)動(dòng)軸O轉(zhuǎn)速為470r/min（順、逆轉(zhuǎn)向均可）。由圖中已知尺寸可算出驅(qū)動(dòng)軸O1到主軸1或2的中心距A1-0、A2-0和總傳動(dòng)比u總。即：,根據(jù)式（41） 式（46）及齒輪參數(shù)系列（表46），便可進(jìn)行齒輪的排列及傳動(dòng)比分配。 單純

20、從u總的值看，理論上用一對(duì)齒輪就能滿足要求，但因中心距較大，且驅(qū)動(dòng)軸上的齒輪參數(shù)規(guī)定為：z驅(qū)= 2126 ，m = 3或4。 若取m = 4 ，z驅(qū) = 26 ，按A = 198.14 代入式（46）計(jì)算可得主軸上齒輪齒數(shù)z 主軸 =73 ，則相應(yīng)的傳動(dòng)比u總為：,顯然u總 = u總 ，即用一對(duì)齒輪傳動(dòng)滿足了軸間距A的要求，卻不能滿足的要求。此時(shí)，可用增設(shè)中間軸的方法解決，如圖412所示，若取m = 4 ， z驅(qū) = 21 ，根據(jù) 則,考慮結(jié)構(gòu)緊湊，惰輪齒數(shù)取z惰= 25 ，中間軸及齒輪位置由作圖或計(jì)算確定，圖412中所設(shè)中間軸及z惰在主軸與驅(qū)動(dòng)軸心連接之下，也可設(shè)在連線之上，但可能要用不同排

21、數(shù)的齒輪傳動(dòng)兩主軸。, 當(dāng)主軸數(shù)量較主且分散時(shí),可將比較接近的主軸分成幾組，然后從各組主軸開始選取不同的中間傳動(dòng)軸，分別帶動(dòng)各組主軸，再通過合攏軸將中間軸和驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)系起來。 在排列齒輪時(shí)，要注意先滿足轉(zhuǎn)速最低及主軸間距最小的那組主軸的要求。還應(yīng)注意中間軸轉(zhuǎn)速盡量高些，這些扭矩小，且使驅(qū)動(dòng)軸和其它傳動(dòng)軸連接的傳動(dòng)比不至太大。,4）潤滑泵軸和手柄軸的安置 主軸箱常采用葉片油泵潤滑，油泵供油至分油器經(jīng)油管分送各潤滑點(diǎn)（如第排齒輪、軸承、油盤等）。箱體較大、主軸超過30根時(shí)用兩個(gè)潤滑泵。油泵安裝在箱體前壁上，泵軸盡量靠近油池。（吸油高度不超過400500 mm）；通常油泵齒輪放在第排；以便于維修，如結(jié)

22、構(gòu)限制，可放在第排；當(dāng)泵體或管接頭與傳動(dòng)軸端相碰時(shí)，可改用埋頭傳動(dòng)軸。 主軸箱一般設(shè)手柄軸用于對(duì)刀、調(diào)整或裝配檢修時(shí)檢查主軸精度。手柄軸轉(zhuǎn)速盡量高些，其周圍應(yīng)有較大空間。,3. 傳動(dòng)零件的校核,傳動(dòng)系統(tǒng)擬定后，應(yīng)對(duì)總體設(shè)計(jì)和傳動(dòng)設(shè)計(jì)中選定的傳動(dòng)軸頸和齒輪模數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算，校核是否滿足工作要求。 1）驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑 按下式計(jì)算傳動(dòng)軸所承受的總轉(zhuǎn)矩T總 ； T總 = T1U1 + T2U2 + + TnUn 式中： Tn作用在第n個(gè)主軸上的轉(zhuǎn)矩，單位為Nm 。 Un傳動(dòng)軸至第n個(gè)主軸之間的傳動(dòng)比。 2）齒輪模數(shù)的驗(yàn)算 一般只對(duì)主軸箱中承受載荷最大、 最薄弱的齒輪進(jìn)行接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算。, 把主

23、軸4 、5 、6視為一組同心圓主軸，在其圓心處設(shè)中心傳動(dòng)軸9 ；,4. 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)擬定實(shí)例, 主軸2和泵軸11用中心傳動(dòng)軸10轉(zhuǎn)動(dòng)。,將軸9 、7 、10作為一組同心圓，圓心處設(shè)合攏軸8，將軸8與驅(qū)動(dòng)軸O連接起來，形成主軸箱傳動(dòng)樹形圖, 把主軸1 、3視為一組直線分布主軸，在兩軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動(dòng)軸7 ；,1）擬定傳動(dòng)路線,現(xiàn)以圖4-6為例，對(duì)主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)的步驟和方法作簡要分析。,圖中主軸1 6為“樹梢”，驅(qū)動(dòng)軸O為“樹根”，各分叉點(diǎn)為傳動(dòng)軸7 、8 、9 、10 ，其中軸7 、9 、10為中心傳動(dòng)軸，軸8為合攏傳動(dòng)軸；各軸間的傳動(dòng)副為“樹枝”，箭頭表示運(yùn)動(dòng)傳遞方向（路線）

24、。顯然，運(yùn)用傳動(dòng)樹形圖對(duì)主軸箱進(jìn)行傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)較為清晰、簡便。,2）根據(jù)原始依據(jù)圖46、算出驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)尺寸，如表48所示。,3）確定傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù),（1）確定傳動(dòng)軸9的位置及各齒輪的齒數(shù)傳動(dòng)軸9的位置為主軸4 、5 、6同心圓圓心（尚需略加調(diào)整，詳見圖4-15及說明），可通過作圖 （圖4-14）初定。,先確定轉(zhuǎn)速較低的主軸4與軸9之間齒輪齒數(shù) （即z4和z4）。為保證齒輪齒根強(qiáng)度，應(yīng)使齒根到孔壁或鍵槽的壁厚a 2m（m為齒輪模數(shù)）。,若取m = 2,z4 = 22 ,則從圖4-14中量得中心距A9-4 = 62 mm ，并按公式（43）、式（45）、（46）依次求得齒數(shù)z4和轉(zhuǎn)速n

25、9 、齒輪副齒數(shù)z5或z5、z6和z6。,（設(shè)在第排）,z5 = z6 = 62 32 = 30 （設(shè)在第排）,根據(jù)z5 、z6和n5 、n6求得n9 = 493 r/min（與498 r/min很接近）。,（2）確定傳動(dòng)軸7的位置及其與主軸1、3間的齒輪副齒數(shù) 傳動(dòng)軸7中心取在箱體中心線上，垂直方向位置待齒數(shù)確定后便可確定。 軸7與主軸3之間傳動(dòng)比取 則軸7轉(zhuǎn)速 軸7與主軸1之間傳動(dòng)比為：,。,取最小齒輪（主軸1上）齒數(shù) 則 據(jù)此作圖即可確定軸7在垂直方向的位置（圖414）， 并量得軸7與軸3間中心距 z3= 32 ，z3 = 22（第排）。 同樣方法可確定傳動(dòng)軸10的位置及其與主軸2 、

26、油泵軸11間齒輪副齒輪（見圖415所示）。,（設(shè)在第排）,所以，軸7與主軸1間中心距,（3）確定合攏傳動(dòng)軸8的位置 驅(qū)動(dòng)軸0與中心傳動(dòng)軸7 、9 、10之間總傳動(dòng)比分別為： 根據(jù)總傳動(dòng)比，考慮驅(qū)動(dòng)軸0與軸7 、9 、10間的距離及排列齒輪等因素，宜設(shè)置合攏軸8將驅(qū)動(dòng)軸0與軸7 、9 、10連接起來。,經(jīng)計(jì)算和作圖，取 。則：,驅(qū)動(dòng)軸上齒輪齒數(shù)取z0 = 21 ,m = 3 ,則軸8上的齒輪齒數(shù)z8 、軸8轉(zhuǎn)速n8及中心距A0-8分別計(jì)算得到：,軸8的位置應(yīng)兼顧軸7 、9 、10的距離，可取軸8與7間的中心距A8-7 = 52 mm ，則從圖中量得軸8與軸9 、10間距離分別為：A8-9 = 5

27、1 mm 、 A8-10 = 66 mm 。 此時(shí)，主軸4 、5 、6同心圓的圓心需略加變動(dòng)。 考慮利用軸8上第排齒輪z8（作公用齒輪） 帶動(dòng)軸10 ，便可算出軸8與軸7 、9 、10之間 中心距及各齒輪副齒數(shù)、模數(shù)（詳見圖415）。,將傳動(dòng)設(shè)計(jì)的全部齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，按規(guī)定格式在傳動(dòng)系統(tǒng)圖415中。最后計(jì)算各主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速如表49所示（與原始依據(jù)圖的要求基本一致，轉(zhuǎn)速相對(duì)損失在5%以內(nèi)符合設(shè)計(jì)要求）；潤滑泵轉(zhuǎn)速n11 = 625 r/min也符合要求。根據(jù)各主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速，對(duì)加工示意圖中的切削用量進(jìn)行修正。,四、主軸箱坐標(biāo)計(jì)算、繪制坐標(biāo)檢查圖,1. 選擇加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系XOY，計(jì)算主軸、

28、驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo) 1）加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系的選擇 為便于加工主軸箱體，設(shè)計(jì)時(shí)必須選擇基準(zhǔn)坐標(biāo)系。通常采用直角坐標(biāo)系XOY。 （1）坐標(biāo)原點(diǎn)選在定位銷孔上（圖416a）；這種方法適用于主軸箱安裝在動(dòng)力箱上。 （2）坐標(biāo)系的橫軸（X軸）選在箱體底面，縱軸（Y軸）通過定位銷孔（圖416b） 這種方法適用于主軸箱以底面為基準(zhǔn)直接安裝在滑臺(tái)上。,2) 計(jì)算主軸及驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo) 根據(jù)主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，按選定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系XOY，計(jì)算或標(biāo)出各主軸及驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo) (計(jì)算精度要求精確到小數(shù)點(diǎn)后三位數(shù))。如果零件上孔距尺寸帶有單向或雙向不等公差，則在標(biāo)注坐標(biāo)時(shí)，應(yīng)把公差考慮進(jìn)去，使孔距的名義坐標(biāo)尺寸恰好位于公差帶的中央。如孔

29、距為 時(shí)，應(yīng)標(biāo)注為100.05 ；又如孔距為 時(shí)，應(yīng)標(biāo)注為99.95。六軸鉆孔主軸箱各主軸、驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)值見 表48 。,2. 計(jì)算傳動(dòng)軸的坐標(biāo),計(jì)算傳動(dòng)軸坐標(biāo)時(shí)，先算出與主軸有直接傳動(dòng)關(guān)系的傳動(dòng)軸坐標(biāo)，然后計(jì)算其它傳動(dòng)軸坐標(biāo)。傳動(dòng)軸的傳動(dòng)形式很多，一般可分為三類：與一軸等距；與二軸等距；與三軸等距。 其計(jì)算方法分述如下： 1)與一軸等距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算 圖417為與一軸等距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算圖。為計(jì)算方便，通常以已知軸中心作為原點(diǎn)O，建立小坐標(biāo)系XOY ，設(shè)所求傳動(dòng)軸的 坐標(biāo)為B(x , y)，嚙合中心距 為R.由B點(diǎn)向x軸作一輔助垂線 交x軸于A點(diǎn)，組成直角三角形 OAB。如果從傳動(dòng)圖上量得x

30、(即)， 則：,或量出y(即)，則： 然后將求得的x 、y換算到大坐標(biāo)中去。 如圖415所示，已知軸10坐標(biāo) (96.207,183.695)及其與油泵軸11間的傳動(dòng)齒輪參數(shù) 則軸11的坐標(biāo)可按圖 418所示方法選小坐標(biāo) (應(yīng)使x標(biāo)、y值為正)，根據(jù) (與實(shí)測尺寸相符), y = 0，計(jì)算可得,2)與二軸等距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算 傳動(dòng)軸與二軸等距，即在一傳動(dòng)軸上用兩對(duì)齒輪分別帶動(dòng)兩根已知軸，其坐標(biāo)可根據(jù)已知兩軸坐標(biāo)和兩對(duì)齒輪中心距計(jì)算求得。 計(jì)算方法如圖419所示，圖中 和 為兩已知軸坐標(biāo)， 為兩已知軸與傳動(dòng)軸間的齒輪中心距，即， 為 為 c(X，Y)為所需計(jì)算的傳動(dòng)軸坐標(biāo)。 為便于計(jì)算，選取小坐

31、標(biāo)系iaj（圖420), a點(diǎn)為其原點(diǎn)，使c點(diǎn)在小坐標(biāo)中的坐標(biāo) (I ，J)為正值，a 、b 、c按逆時(shí)針順序定出， 作輔助線并標(biāo)號(hào)如圖所示，由此可導(dǎo)出c點(diǎn)坐 標(biāo)計(jì)算公式。 即:,所以 還原到XOY坐標(biāo)系中去，則c點(diǎn)坐標(biāo)： 傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算可利用計(jì)算機(jī)完成，即先按上述計(jì)算公式畫出 流程圖(圖421)。由此編制程序，然后存入軟盤。使用時(shí)由軟 盤轉(zhuǎn)入內(nèi)存即可進(jìn)行計(jì)算，無須每次計(jì)算前從鍵盤輸入程序。 由上述公式及流程圖編制BASlC程序如下。,lO DEFDBL AY 2O INPUT N$=; N$ 3O INPUT XA，YA，Rl 40 INPUT XB，YB，R2 5O A=XB-XA 60

32、B=YB-YA 70 L=SQR(A2+B2) 80 I=(R12+L2-R22)/(2*L) 9O J=SQR(R12-I2) lOO X=XA+(A*I-B*J)/L 11O Y=YA+(B*I+A*J)/L 12O Wl=Rl-SQR(X-XA)2+(Y-YA)2) 130 W2=R2-SQR(X-XB)2+(Y-YB)2) 140 LPRINT XA=; XA，YA=; YA 15O LPRINT XB=; XB，YB=; YB 16O LPRINT Rl=; Rl，R2=; R2 17O LPRINT 18O LPRINT N$，X=;X，Y=;Y 19O LPRINT W1=; W

33、1，W2=; W2 2OO END,3)與三軸等距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算 在一根傳動(dòng)軸上用三對(duì)相同中心距的齒輪副分別帶動(dòng)三根已知軸，該傳動(dòng)軸就是圖422所示的軸D(即ABC外接圓圓心)。其坐標(biāo)可根據(jù)已知軸A 、B 、C的坐標(biāo)及中心距R求出。為簡化計(jì)算，取小坐標(biāo)系xAy（圖423），小坐標(biāo)原點(diǎn)選取應(yīng)使所計(jì)算的軸D坐標(biāo)為正值，軸D坐標(biāo)算式為: 還原到XOY坐標(biāo)中去，則：,根據(jù)上述公式畫流程圖 (與圖421類同)，并編制程序 (BASIC)如下：,10 DEFDBL A一Y 20 lNPUT N$ ；N$ 30 INPUT XA，YA=；XA，YA 40 lNPUT XB，YB； XB，Y8 5D lNP

34、UT XC，YC=; XC，YC 6D lNPUT Rl，R2，R3=;Rl，R2，R3 70 G=(XB-XA)2+(YB-YA)2 80 H=(XC-XA)2+(YC-YA)2 9O X=XA+(YB-YA)*H-(YC-YA)*G)/(2*(XC-XA)*(YB-YA)-(XB一XA)*(YC-YA) 100 Y=YA+(XC-XA)*G-(XB-XA)*H)/(2*(XC-XA)*(YB-YA)-XA)*(YC-YA) 11O Wl=Rl-SQR(X-XA)2+(Y-YA)2) 12O W2=R2-SQR(X-XB)2+(Y-YB)2) 13O W3=R3-SQR(X-XC)2+(Y-

35、YC)2) 140 LPRlNT XA=; XA; YA=; YA 15O LPRINT XR=; XB; YB=; YB 16O LPRlNT XC=; XC; YC=; YC 17O LPRlNT Rl=; Rl, R2=,R3=; R3 18O LPRlNT 19O LPRlNT N$; X=; X，Y= Y 2OO LPRlNT Wl=; Wl，W2=; W2, W3=; W3 210 END,圖415所示六軸鉆削主軸箱各傳動(dòng)軸、定位銷孔O1 ，O2坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果見表410 。,3. 驗(yàn)算中心距誤差,主軸箱體上的孔系是按計(jì)算的坐標(biāo)加工的，而裝配要求兩軸間齒輪能順利嚙合。因此，必須驗(yàn)算根據(jù)

36、坐標(biāo)計(jì)算確定的實(shí)際中心距A 是否符合兩軸間齒輪嚙合要求的標(biāo)準(zhǔn)中心距R ，R與A的差值(注意上述兩電算程序中用W表示)為， = R A 驗(yàn)算標(biāo)誰: 中心距允差（0.0010.009）mm 。 三種傳動(dòng)軸的驗(yàn)算公式如下:,2)傳動(dòng)軸與二軸等距 (圖419)驗(yàn)算公式: 3)傳動(dòng)軸與三軸等距 (圖422)驗(yàn)算公式: 驗(yàn)算公式中各坐標(biāo)值是帶正負(fù)號(hào)代入算式運(yùn)算的。當(dāng)驗(yàn) 算不合格，即 0.009時(shí)，在檢查運(yùn)算確無錯(cuò)誤后， 方可按坐標(biāo)計(jì)算的A值，采用變位齒輪湊中心距來滿足齒 輪正常嚙合要求。,1)傳動(dòng)軸與一軸等距 (圖417)驗(yàn)算公式:,例如 驗(yàn)算軸9與軸4 、5 、6間的中心距誤差9-4、9-5、9-6。即

37、:,軸9與軸4 、5 、6之間的標(biāo)準(zhǔn)中心距分別為R9-4、R9-5、R9-6。即： 軸9與軸4 、5 、6間的實(shí)際中心距分別為A9-4 、A9-5 、A9-6。即：,則中心距誤差分別為， 顯然， 能滿足該齒輪副嚙合要求；而 的值都超過 值，因此，軸9與軸4 、軸9與軸5間的齒輪均需采用變位齒輪，變位量,4.繪制坐標(biāo)檢查圖(圖424),1)坐標(biāo)檢查圖的主要內(nèi)容 （1）通過齒輪嚙合，檢查坐標(biāo)位置是否正確;檢查主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。 （2）進(jìn)一步檢查各零件間有無干涉現(xiàn)象。 （3）檢查液壓泵、分油器等附加機(jī)構(gòu)的位置是否合適。,2)坐標(biāo)檢查圖繪制的順序及要求,（1）繪出主軸箱輪廓尺寸和坐標(biāo)系XOY。 （2）按

38、計(jì)算出的坐標(biāo)值繪制各主軸、傳動(dòng)軸軸心位置及主軸外伸部分直徑，并注明軸號(hào)及主軸、驅(qū)動(dòng)軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。 （3）用點(diǎn)劃線繪制出各齒輪的分度圓，注明各齒輪齒數(shù)、模數(shù)、所處排數(shù)及變位齒輪的變位量。 （4）為了醒目和易于檢查，可用不同顏色細(xì)線條畫出軸承、隔套、主軸防油套的外徑、附加機(jī)構(gòu)的外廓及其相鄰軸的螺母外徑。,【坐標(biāo)檢查圖最好按1:1比例繪制，其繪制順序及要求是】,五、繪制主軸箱總圖及零件圖,1. 主軸箱總圖沒計(jì) 1）主視圖 主要表明主軸箱主軸位置及齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，潤滑系統(tǒng)等。 2）展開圖 其特點(diǎn)是軸的結(jié)構(gòu)圖形多。各主軸和傳動(dòng)軸及軸上的零件大多是通用化的，且是有規(guī)則

39、排列的。一般采用簡化的展開圖并以裝配表相配合，表明主軸箱各軸組件的裝配結(jié)構(gòu)。 繪制的具體要求如下:, 展開圖主要表示各軸及軸上零件的裝配關(guān)系。 對(duì)結(jié)構(gòu)相同的同類型主軸、傳動(dòng)軸可只畫一根，在 軸端注明相同軸的軸號(hào)即可. 展開圖上應(yīng)完整標(biāo)注主軸箱的三大箱體厚度尺寸及箱壁和內(nèi)腔有關(guān)聯(lián)系尺寸，主軸外伸長度等。 總圖上還應(yīng)有局部剖視表明動(dòng)力箱與后蓋及前后蓋與箱體間的定位結(jié)構(gòu)。,3）主軸和傳動(dòng)軸裝配表(表411) 把主軸箱中每根軸 (主軸、傳動(dòng)軸、油泵軸)和齒輪套等基本零件的型號(hào)規(guī)格、尺寸參數(shù)和數(shù)量及標(biāo)誰件、外購件等按軸號(hào)配套，用裝配表表示。 4）主軸箱技術(shù)條件 主軸箱總圖上應(yīng)注明主軸箱部裝要求。 2.

40、主軸箱零件設(shè)計(jì) 1）專用零件工作圖 如變位齒輪、專用軸和隔套等零件，可按一般零件工作圖規(guī)定。 2）補(bǔ)充加工圖 主軸箱體、前蓋、后蓋等通用零件。,第三節(jié) 攻螺紋主軸箱的設(shè)計(jì)特點(diǎn),一、攻螺紋靠模機(jī)構(gòu)及攻螺紋卡頭 第類攻螺紋靠模 圖426所示為第類攻螺紋靠機(jī)構(gòu)。它由靠橫桿1、靠模螺母7及支承套筒2等元件組成。絲錐通過心桿和攻螺紋卡頭8裝在靠模桿1的前端?？磕U的中部支承在襯套4上，并與靠模螺母7相嚙合?？磕U的尾部與攻螺紋主軸相連接。攻螺紋主軸借助雙鍵將主運(yùn)動(dòng)傳給靠模桿，靠模桿隨著轉(zhuǎn)動(dòng)可在主軸孔內(nèi)移動(dòng)一段距離，即攻螺紋靠模的工作行程。,套筒裝在靠模頭前壁上，并用兩個(gè)壓板3固定，兩個(gè)壓板之間的布置角度

41、決定于主軸箱的主軸數(shù)和主軸的分布情況?？磕Ｂ菽附柚Y(jié)合子6與套筒相連接，當(dāng)靠模桿回轉(zhuǎn)時(shí)，因靠模螺母固定不動(dòng)而迫使靠模桿向前進(jìn)給，并推動(dòng)絲錐切入工件。帶絲錐遇故障使靠模桿不能前進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)矩增大導(dǎo)致壓板打滑，靠模螺母跟隨靠橫桿同步回轉(zhuǎn)而停止進(jìn)給，避免機(jī)構(gòu)或絲錐損壞。,所以裝配時(shí)壓板的壓力要適當(dāng)。 為了保證絲錐穩(wěn)定可靠地攻入工件，又不干擾絲錐的自行引進(jìn)，應(yīng)使靠模桿每轉(zhuǎn)進(jìn)給量與絲錐的自行引進(jìn)量一致，即保證靠模桿螺距P桿與絲錐螺距P絲尺寸相同。而靠模螺距和絲錐螺距的制造誤差，可以通過套筒2內(nèi)壓簧5和配用攻螺紋卡頭的方法進(jìn)行補(bǔ)償。,第類攻螺紋靠模必須與攻螺紋卡頭配套使用，組成“壓簧式攻螺紋靠?！?。攻螺紋卡頭

42、的結(jié)構(gòu)如圖427所示。 較矩由攻螺紋靠模經(jīng)鍵傳給卡頭體1 ，經(jīng)銷3和心桿4傳給漲套（彈簧卡頭）和絲錐。由于卡頭中有彈簧2 ，心桿4可以在卡頭體1中相對(duì)滑動(dòng)，因而在絲錐開始工作時(shí)，絲錐通過心桿4將彈簧2稍微壓縮后進(jìn)人孔內(nèi)。在攻螺紋過程中，若靠模螺距與絲錐螺距有誤差，不論二者誰大，攻螺紋卡頭均可自動(dòng)補(bǔ)償。,絲錐在心桿上的夾持方式有用彈簧漲套夾緊或絲錐直接插人心桿孔中后用緊定螺釘軸向定位兩種。 彈簧套夾 緊定螺釘軸向定位,可獲得較高的同軸度，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝卸不便；,結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，但同軸度較低。,2、第類攻螺紋靠模,圖428所示為用于活動(dòng)攻螺紋模板的第類攻螺紋靠模。它由靠模桿7 、靠模螺母5 、

43、彈簧6等組成。 主運(yùn)動(dòng)由主軸通過彈簧9頂起彈簧鍵8 、靠模桿7 、銷3傳給心桿2和絲錐1 ?？磕Ｂ菽?(不能反方向安裝)以定位銷10防轉(zhuǎn)和壓板4(其厚度常取2.5 3.5 mm)固定。攻螺紋時(shí)靠模桿邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊向前進(jìn)給，靠模桿的尾部 (其結(jié)構(gòu)可與一般鉆孔主軸相配合)在主軸孔內(nèi)相對(duì)滑動(dòng)。絲錐與靠模桿螺距制造誤差由彈簧6補(bǔ)償。,這類靠模不需用攻螺紋卡頭，絲錐直接裝入心桿(用漲套或緊定螺釘夾持），軸向尺寸較小。使用時(shí)盡量選擇較小的L和較大的L0值，以減小絲錐與工件螺紋底孔間的同軸度誤差。 還應(yīng)計(jì)算靠橫桿尾部伸入主軸孔內(nèi)的最大重合長度L1(其值不能使靠模桿和主軸孔底相碰)和最小重合長度(核算此值應(yīng)能保證彈

44、簧鍵的工作部分不脫開主軸)。,當(dāng)靠模桿退回原位，而滑臺(tái)工作進(jìn)給到終點(diǎn)時(shí)，靠模桿的尾柄與主軸孔的重合長度為最大。 當(dāng)單獨(dú)活動(dòng)攻螺紋模板進(jìn)行攻螺紋時(shí)，因在攻螺紋模板與夾具定位的同時(shí)起動(dòng)攻螺紋電機(jī)，則L3= 0;當(dāng)鉆孔和攻螺紋同用一個(gè)鉆模板時(shí)，軸孔的工作行程不大，為使在鉆孔加工完成之前結(jié)束攻螺紋工序，通常在滑臺(tái)轉(zhuǎn)工進(jìn)，模板在夾具上定位的同時(shí)起動(dòng)攻螺紋電機(jī)，則L3= 0 ，L2為滑臺(tái)工作進(jìn)給行程.,有時(shí)，靠模桿尾柄與主軸孔的最小重合長度并不出現(xiàn)在靠模桿攻螺紋至前端，而是出現(xiàn)在滑臺(tái)退到原位時(shí)，則需驗(yàn)算在原位時(shí)靠模桿在主軸孔內(nèi)的重合長度能否保證機(jī)構(gòu)的正常工作。 表412所示為第、第類攻螺紋靠模常用規(guī)格。表

45、413所示為采用第、第類攻螺紋靠模時(shí)的最小軸間距。,第、第類攻螺紋靠模中的彈簧(壓簧)起補(bǔ)償靠模和絲錐螺距誤差的作用。 攻螺紋開始時(shí)絲錐與工件底孔處易發(fā)生“打滑”，彈簧被壓縮一段距離后絲錐才能進(jìn)入，攻螺紋深度尺寸不準(zhǔn)確。為此，攻螺紋前底孔應(yīng)先倒角，以利于減少“打滑”，保證螺紋精度和攻螺紋深度。當(dāng)攻螺紋深度要求較準(zhǔn)確時(shí) (如要求攻螺紋深度誤差在一個(gè)螺距以內(nèi))，兩類靠模都可以采用拉簧式攻螺紋靠模，使攻螺紋開始時(shí)絲錐強(qiáng)制性攻入并且不“打滑”。,加工較高精度的螺孔時(shí)，除選用高精度的絲錐和保證底孔質(zhì)量外，還須注意螺紋底孔軸線與攻螺紋系統(tǒng)軸線的不同軸度對(duì)攻螺紋過程的影響。 如圖429所示，由于底孔與攻螺紋

46、接桿偏心，絲錐漲套攻螺紋接桿以偏斜的軸線AB工作，當(dāng)向前攻螺紋時(shí)，B點(diǎn)移至B1 ，而絲錐仍按原方向進(jìn)給致使絲錐彎曲，易造成螺孔中徑擴(kuò)大，螺紋精度下降，若偏心過大，其至使絲錐折斷。,二、攻螺紋裝置,攻螺紋裝置的結(jié)構(gòu)如圖430所示。 它由攻螺紋主軸箱7和攻螺紋靠模頭5組成。 攻螺紋靠模頭5實(shí)際上是一個(gè)加厚的主軸箱前蓋，其上裝有第類攻螺紋靠模。工作時(shí)，由電機(jī)經(jīng)齒輪帶動(dòng)主軸6及靠模桿4（其前端裝有攻螺紋卡頭3 、心桿2和絲錐1）旋轉(zhuǎn)并按自身的螺距P引進(jìn)。電機(jī)反轉(zhuǎn)，靠模桿即退回。其最大行程為600 mm 。,攻螺紋裝置在組合機(jī)床上有固定式、裝在手動(dòng)滑板上和裝在移動(dòng)滑臺(tái)上三種安裝方式。,固定式 裝在手動(dòng)滑

47、板上 裝在移動(dòng)滑臺(tái)上,攻螺紋靠模的行程能滿足加工要求，工件的裝卸和絲錐的更換又很方便，則可將攻螺紋裝置安裝在固定的側(cè)底座上,靠模行程能滿足工件裝卸的要求，但更換絲錐的行程尚不夠，則可將攻螺紋裝置安裝在手動(dòng)滑板上，更換絲錐時(shí)將滑板退后一段距離。,靠模行程不能滿足裝卸工件的需要時(shí)，則應(yīng)將攻螺紋裝置安裝在動(dòng)力滑臺(tái)上,對(duì)于“固定式”的立式攻螺紋機(jī)床，可不必采用立柱，只要采用四根支桿將攻螺紋裝置支承在機(jī)床夾具的上方，以便簡化機(jī)床的結(jié)構(gòu)。 圖431所示為臥式攻螺紋靠模頭的典型結(jié)構(gòu)。整個(gè)靠模頭（其厚度為L= 300 mm）安裝在主軸箱前面，定位由兩個(gè)柱銷與銷套保證，用螺釘緊定。各靠模螺紋由主軸箱內(nèi)潤滑泵經(jīng)銅

48、管2和油盤1供油潤滑。,圖432所示為立式攻螺紋靠模頭，攻螺靠頭用四根柱子支承在機(jī)床夾具的上方。 由攻螺紋裝置組成的攻螺紋組合機(jī)床，適用于整臺(tái)機(jī)床或機(jī)床某一面上全部是攻螺紋工序。 如果機(jī)床上要同時(shí)完成攻螺紋工作和鉆孔等工作時(shí)，需采用由第類攻螺紋靠模組成的活動(dòng)攻螺紋模板進(jìn)行攻螺紋?；顒?dòng)攻螺紋模板和活動(dòng)鉆模板的結(jié)構(gòu)形式基本相同，所不同的是鉆模板上裝有導(dǎo)向裝置，而攻螺紋模板上裝攻螺紋靠模。,三、攻螺紋行程的控制,攻螺紋行程控制機(jī)構(gòu)是組合機(jī)床的一個(gè)通用組件，用于控制攻螺紋工作循環(huán)。常用的有回轉(zhuǎn)式或直線式兩種形式。 回轉(zhuǎn)式攻螺紋行程控制機(jī)構(gòu)。 一般用于主軸攻螺紋。它可以設(shè)置在主軸的左側(cè)或右側(cè)。 其工作原

49、理是：攻螺紋主軸作正向切削回轉(zhuǎn)時(shí)，通過齒輪z1和z2傳動(dòng)（主軸與蝸桿之間可能不止一對(duì)齒輪），使蝸桿傳 動(dòng)蝸輪引帶動(dòng)檔鐵盤43回轉(zhuǎn)。當(dāng)絲錐攻到全深時(shí)， 盤43相應(yīng)地轉(zhuǎn)過一定的角度，盤43上的權(quán)向擋我 壓下反向行程開關(guān)，攻螺紋電機(jī)反轉(zhuǎn)，絲錐反轉(zhuǎn) 退回至原位，盤43上的原位擋鐵重新壓下原位開,關(guān)，使電動(dòng)機(jī)及主軸停轉(zhuǎn)，至此一個(gè)攻螺紋循環(huán) 結(jié)束。若原位或反向開關(guān)失靈，互鎖擋鐵隨即壓 下互鎖開關(guān)（越位保護(hù)開關(guān)），使攻螺紋電動(dòng)機(jī) 斷電，實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。 直線式攻螺行程控制機(jī)構(gòu)。 適用于單軸或主軸攻螺紋。 攻螺紋主軸向前或向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過帶叉口的杠桿帶動(dòng)在主軸箱體側(cè)面的裝有擋鐵的軸一起移動(dòng)，擋鐵壓下組合開關(guān)，使

50、電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)或停止。在此機(jī)構(gòu)中可設(shè)置原位和反向互鎖開關(guān)起安全保護(hù)作用。,四、攻螺紋電動(dòng)機(jī)選擇及攻螺紋主軸的制動(dòng),大型標(biāo)準(zhǔn)攻螺紋主軸箱一般都是由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。在確定電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，要考慮絲錐工作時(shí)鈍化的影響，一般取為計(jì)算功率的1.5 2.5倍 (軸數(shù)少時(shí)取大值，軸數(shù)主時(shí)取小值)。由于攻螺紋主軸的轉(zhuǎn)速較低，為了便于設(shè)計(jì)并簡化傳動(dòng)系統(tǒng)，常采用同步轉(zhuǎn)速為n = 1000 r/min的電動(dòng)機(jī)。 常用的制動(dòng)方式有制動(dòng)電功機(jī)和電磁抱閘兩種。 直接制動(dòng)電機(jī)可使攻螺紋主軸箱結(jié)構(gòu)簡單，制動(dòng)效果較好； 電磁抱閘制動(dòng)器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，其制動(dòng)效果與制動(dòng)輪轉(zhuǎn)速有關(guān)，即制動(dòng)輪轉(zhuǎn)速越高，其制動(dòng)效果越好。,第四節(jié) 主軸箱計(jì)算機(jī)輔助設(shè)

51、計(jì)（CAD）簡介,一、主軸箱CAD發(fā)展概況 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)簡稱CAD，即利用電子計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備進(jìn)行工程設(shè)計(jì)計(jì)算。 下面簡要介紹應(yīng)用PC微機(jī) (IBM、XT、AT、386及其兼容機(jī))對(duì)組合機(jī)床主軸箱輔助設(shè)計(jì) (即BOXCAD)系統(tǒng)。 二、BOXCAD系統(tǒng)簡介 1. 系統(tǒng)的功用 BOXCAD系統(tǒng)適用于鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋及鉆攻復(fù)合的主軸箱設(shè)計(jì)。椐據(jù)組合機(jī)床總體沒計(jì)（三圖一卡）所提供的原始數(shù)據(jù)， 可完成以下各項(xiàng)工作:,1）主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 包括完成： （1）交互式選擇傳動(dòng)模型及齒輪排列。 （2）坐標(biāo)計(jì)算。 （3）各種幾何干涉校核。 （4）各種傳動(dòng)零件的強(qiáng)度校核等工作。 2）繪圖及打印

52、明細(xì)表 包括完成： （1）繪制主軸箱裝配圖及列出裝配表。 （2）繪制各類通附件(箱體、前蓋、后蓋等)補(bǔ)充加工圖。 （3）繪制專用件(如變位齒輪)零件圖。 （4）整理打印零件明細(xì)表。 此外，為使系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)，特設(shè)一專用模塊，以便 對(duì)人工設(shè)計(jì)的主軸箱進(jìn)行各種校核。如對(duì)已由人工 設(shè)計(jì)而將投產(chǎn)制作的主軸箱或用戶來圖加工的組合 機(jī)床主軸箱的校核等。,2. 系統(tǒng)的組成,為便于調(diào)試和應(yīng)用，系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，它由一個(gè)主模塊和五個(gè)子模塊組成 (圖4-33)，各子模塊均為各自獨(dú)立的可執(zhí)行文件，通過菜單提示、人機(jī)對(duì)話的形式實(shí)現(xiàn)各模塊的調(diào)用，主模塊將各子模塊連成一個(gè)整體系統(tǒng)。 各模塊之間的數(shù)據(jù)調(diào)用轉(zhuǎn)換是通過公共的數(shù)

53、據(jù)庫文件實(shí)現(xiàn)的。,3. 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),1）齒輪 (軸)傳動(dòng)基本模型 根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)中 齒輪之間的不同嚙合形式，可歸納為如圖434所示的六種基本傳動(dòng)模型。其中有一帶一、一帶二、一帶三形式，也有同心圓分布形式，有一級(jí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)（如模型1 、3 、5 、6），也有兩級(jí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)(如模型2 、4)。 在每個(gè)傳動(dòng)模型中，被動(dòng)軸可以是主軸或中間傳動(dòng)軸。分別將這六種基本模型編寫成程序功能塊，供設(shè)計(jì)者選取，能方便迅速地設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)。,2）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 將六種基本傳動(dòng)模型編寫成子程序，加上液壓泵設(shè)計(jì)、蝸桿設(shè)計(jì)、校核計(jì)算等，傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)共含11個(gè)子模塊。 通過對(duì)話形式選取所需模塊。然后經(jīng)過坐標(biāo)計(jì)算，幾何干涉校核等計(jì)

54、算處理，屏幕上便示出設(shè)計(jì)的中間結(jié)果圖形 (即齒輪節(jié)圓、齒輪層次以顏色表示并區(qū)分、各軸軸號(hào))。,3）傳動(dòng)系統(tǒng)樹狀結(jié)構(gòu) 采用樹狀結(jié)構(gòu)來描述由驅(qū)動(dòng)軸到各主軸之間的運(yùn)動(dòng)連接、傳遞的關(guān)系。 根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)圖4-15，可畫出相應(yīng)的樹狀圖，如圖436所示，圖中的圓圈(也可畫成矩形框）表示各軸，其中，底面一排圓圈中號(hào)碼代表主軸（即為“樹梢”)號(hào)，中間兩層是中間軸 (即為“樹枝”)號(hào)，最上層是驅(qū)動(dòng)軸 (即為“樹根”)號(hào)，軸與軸之間連線表示傳動(dòng)關(guān)系，連線旁的數(shù)字（或用顏色）表示嚙合平面 (即齒輪所在排數(shù))?？傊瑐鲃?dòng)樹狀結(jié)構(gòu)圖高度概括了整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及傳動(dòng)關(guān)系。,4）傳動(dòng)系統(tǒng)的校核計(jì)算,（1）傳動(dòng)件強(qiáng)度校核 包括軸、齒輪的強(qiáng)度和軸承的壽命校核計(jì)算。 （2）幾何干涉校核 目的是檢查傳動(dòng)系統(tǒng)中各傳動(dòng)件、支承件等之間是否有碰撞現(xiàn)象確保系統(tǒng)正常傳動(dòng)。 檢查的項(xiàng)目有： 齒輪與非嚙合齒輪的碰撞(同一排或不同排的齒輪之間)。 齒輪與軸、套的碰撞。 齒輪與箱體四周壁（或蓋）的碰撞。 第排齒輪與螺紋凸臺(tái)的碰撞。 軸承與軸承的干涉。 液壓泵體及其接頭等與傳動(dòng)軸端的碰撞等。,4.繪制圖形,傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)果是以數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)，它不能直接供人們使用，應(yīng)通過繪圖模塊、打印模塊，將其整理成圖形和表格，即給出所設(shè)計(jì)的主軸箱裝配總圖、裝配表，箱體、箱蓋等補(bǔ)充加工圖，變位齒輪等零件圖，有打印出零件明細(xì)表。,