目 錄摘要 iAbstract ii1 緒論 1 1.1 組合機床及其特點 1 1.2 組合機床的分類 1 1.3 組合機床的工藝范圍 3 1.4 組合機床的發(fā)展方向 32 組合機床總體設(shè)計 52.1 CA6140機床后托架的工藝分析 52.1.1 CA6140機床后托架的技術(shù)要求 5 2.1.2 確定各表面加工方案 6 2.1.3 確定定位基準 6 2.1.4 確定組合機床配置形式 7 2.2 選擇切削用量 7 2.2.1 三杠孔加工余量 7 2.2.2 三杠孔切削用量 8 2.3 組合機床的總體設(shè)計 8 2.3.1 被加工零件工序圖 8 2.3.2 加工示意圖 9 2.3.3 機床聯(lián)系尺寸總圖 13 2.3.4 機床生產(chǎn)率計算卡 143 多軸箱設(shè)計 16 3.1 繪制多軸箱原始依據(jù)圖 16 3.2 主軸、齒輪的確定 183.3 主軸箱傳動設(shè)計 18 3.3.1 主軸1傳動鏈 18 3.3.2 主軸2、3傳動鏈 20 3.3.3 主軸箱所需動力的計算 22 3.3.4 主軸箱各軸位置的確定、繪制坐標檢視圖 233.4 繪制多軸箱總圖及零件圖 24 3.4.1 多軸箱總圖設(shè)計 24 3.4.2 多軸箱零件設(shè)計 254 多軸箱零件的校核 264.1 軸的校核 26 4.1.1 主軸的校核 26 4.1.2 傳動軸的校核 29 4.1.3 軸承的校核 30 4.1.4 齒輪的校核 40結(jié)論 43致謝 45參考文獻 4691 緒論1.1 組合機床及其特點組合機床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序高度集中的高效專用機床。它能夠?qū)σ环N（或多種）零件進行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。組合機床與通用機床、其他專用機床比較，具有以下特點：1、組合機床上的通用部件和標準零件約占全部機床零、部件總量的70-80%，因此設(shè)計和制造的周期短，投資少，經(jīng)濟效果好。2、由于組合機床采用多刀加工，并且自動化程度高，因而比通用機床生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動強度低。3、組合機床的通用部件是經(jīng)過周密設(shè)計和長期生產(chǎn)實踐考驗的，又有專門廠成批制造，因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工作可靠，使用和維修方便。4、在組合機床上加工零件時，由于采用專用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置等，加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術(shù)水平要求不高。5、當被加工產(chǎn)品更新時，采用其他類型的專用機床時，其大部分部件要報廢。用組合機床時，其通用部件和標準零件可以重復(fù)利用，不必另行設(shè)計和制造。6、組合機床易于聯(lián)成組合機床自動線，以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。組合機床雖然有很多優(yōu)點，但也還有缺點：1、組合機床的可變性較萬能機床低，重新改裝時有10%-20%的零件不能重復(fù)利用，而且改裝時勞動量較大。2、組合機床的通用部件不是為某一種機床設(shè)計的，它是具有較廣的適應(yīng)性。這樣，就使組合機床的結(jié)構(gòu)較專用機床稍為復(fù)雜些。1.2 組合機床的分類組合機床的通用部件有大型和小型兩大類。它們不僅在體積和功率上有大小之別，而且在結(jié)構(gòu)和配置型式等方面也有很大差異。這里主要說明大型組合機床的配置型式。大型組合機床的配置型式可分為三大類：1、單工位組合機床這類組合機床夾具和工作臺都固定不動。動力滑臺實現(xiàn)進給運動，滑臺上的動力箱實現(xiàn)切削主運動。根據(jù)動力箱和多軸箱的安置方式不同，又可分為以下幾種：(1)臥式組合機床（動力箱水平安裝）；(2)立式組合機床（動力箱垂直安裝）；(3)傾斜式組合機床（動力箱傾斜安裝）；(4)復(fù)合式組合機床（動力箱具有上述兩種以上的安裝狀態(tài)）。2、多工位組合機床多工位組合機床的工作臺，按照一定的節(jié)拍時間作間歇移動或轉(zhuǎn)動，使工位得到轉(zhuǎn)換。這類機床的配置型式，常見的有以下四種。(1)具有移動工作臺的機床 這類機床的夾具和工件可作直線往復(fù)移動。(2)具有回轉(zhuǎn)工作臺的機床 這種機床的夾具和工件可繞垂直軸線回轉(zhuǎn)，在回轉(zhuǎn)工作臺上每個工位通常都裝有工件。(3)回轉(zhuǎn)鼓輪式機床 這種機床的夾具和工件可繞水平軸線回轉(zhuǎn)。此種機床一般為臥式單面或臥式雙面，而較少采用三面配置。此外也有輻射式的，它除了安裝臥式動力部件外，還在垂直于鼓輪回轉(zhuǎn)的平面上安裝動力部件。(4)中央立柱式機床 這種機床具有臺面直徑較大的環(huán)形回轉(zhuǎn)工作臺。在工作臺中央安裝立柱，立柱上安裝動力部件，而在工作臺的周圍還安裝有臥式動力部件，工件和夾具則安裝在回轉(zhuǎn)工作臺上，這種機床一般都是復(fù)合式的。3、轉(zhuǎn)塔多軸箱式組合機床轉(zhuǎn)塔多軸箱式組合機床分為兩類：單軸轉(zhuǎn)塔動力頭式組合機床和多軸轉(zhuǎn)塔頭式組合機床。前者轉(zhuǎn)塔頭的每個結(jié)合面可安裝一個剛性主軸。后者轉(zhuǎn)塔頭的每個結(jié)合面可安裝一個多軸箱。這種機床一般配置型式有：(1)轉(zhuǎn)塔式多軸箱只實現(xiàn)切削運動，被加工零件安裝在滑臺上，由滑臺實現(xiàn)進給運動；(2)轉(zhuǎn)塔式多軸箱安裝在滑臺上，轉(zhuǎn)塔式多軸箱既實現(xiàn)切削主運動又實現(xiàn)進給運動。其中，轉(zhuǎn)塔多軸箱式組合機床可能組成雙面式或三面式，同時對工件的兩、三個平面進行加工。除上述各種配置形式外，還采用可調(diào)式組合機床，以適應(yīng)幾種工件的輪番生產(chǎn)；采用自動換刀式和自動更換主軸箱式組合機床，以適應(yīng)孔數(shù)較少和孔數(shù)較多外形尺寸較大的工件；采用工件在機床上多次安裝與采用多工位回轉(zhuǎn)工作臺式或移動工作臺相結(jié)合的方式的組合機床，使一臺組合機床能對工件進行多次加工；還可采用將若干加工工藝相近似的工件合并加工的成組加工組合機床，以增大中批量生產(chǎn)的加工能力。1.3 組合機床的工藝范圍 組合機床可完成的工藝有銑平面、刮平面、車端面、鉆孔、擴孔、鏜孔、鉸孔、攻絲、倒锪窩、鉆深孔、切槽等。隨著綜合自動化技術(shù)的發(fā)展，組合機床可完成的工藝范圍也在不斷擴大，除了上述工藝外，還可完成車外圓、車錐面、車弧面、切削內(nèi)外螺紋、滾壓孔、拉削內(nèi)外圓柱面和平面、磨削、拋光、珩磨，甚至還可以進行沖壓、焊接、熱處理、裝配、自動測量和檢查等。1.4 組合機床的發(fā)展方向 近幾年組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器、縫紉機、自行車、閥門、礦山機械、冶金、航空、紡織機械及軍工等部門已獲得廣泛的使用，一些中小批量生產(chǎn)部門也開始推廣使用。我國在組合機床及其自動線上將獲得較快的發(fā)展，其發(fā)展方向為：1、提高通用部件的水平 衡量通用部件水平的主要標準是：品種規(guī)格齊全，動、靜態(tài)性能參數(shù)先進，工藝性好，精度高和精度保持性好。目前應(yīng)注意開發(fā)適應(yīng)強力銑削的大功率動力滑臺，高精度鏜削頭和高精度滑臺，以及適應(yīng)中、小批生產(chǎn)的快調(diào)、速換動力部件和支承部件。機械驅(qū)動的動力部件具有性能穩(wěn)定，工作可靠等優(yōu)點。目前，機械驅(qū)動的動力部件應(yīng)用了交流變頻調(diào)速電機和直流伺服電機等，使機械驅(qū)動的動力部件增添了新的競爭能力。動力部件采用鑲鋼導(dǎo)軌、滾珠絲杠、靜壓導(dǎo)軌、靜壓軸承、齒形皮帶等新結(jié)構(gòu)，支承部件采用焊接結(jié)構(gòu)等。由于提高了部件的精度和動、靜態(tài)性能，因而使被加工的工件精度明顯提高，表面粗糙度減小。2、提高生產(chǎn)率 目前組合機床及其自動線的生產(chǎn)率不斷提高，循環(huán)時間一般是1-2分鐘，有的只用10-30秒。提高生產(chǎn)率的主要方法是改善機床布局，增加同時加工的刀具，減少加工余量，提高切削用量，提高工作可靠性以及縮短輔助時間等。為了減少自動線的停車損失，提高自動線的柔性，采用電子計算機進行自動線的管理。3、擴大工藝范圍 現(xiàn)在組合機床及其自動線一般已不是完成一個工件的某幾道工序，而常常是用于完成工件的全部加工工序。除過去完成平面銑削、鉆孔、擴孔、锪孔、攻絲、粗鏜孔外，現(xiàn)在已擴大到能完成車削、磨削、拉削、精鏜以及非切削加工（如檢查、自動裝配、清洗、試驗以及打印分類等）工序。4、提高加工精度 現(xiàn)在在組合機床及其自動線上又納入了很多精加工工序，如進行1級精鏜，保證孔加工位置度在0.02毫米。為了使自動線能穩(wěn)定地保證加工精度，已廣泛采用自動測量和刀具自動補償技術(shù)，保證調(diào)刀不停車。5、提高自動化程度 目前組合機床及其自動線發(fā)展十分迅速，越來越多的組合機床用于組成自動線，組合機床本身則是全自動方向發(fā)展的。為此，重點是解決工件夾壓自動化和裝卸自動化。6、提高組合機床及其自動線的可調(diào)性 為了提高中小批生產(chǎn)的一些箱體件的生產(chǎn)率，近幾年來發(fā)展了可調(diào)的多工序多刀具的組合機床及其自動線，它們大多采用數(shù)字程序控制。除早期發(fā)展的多品種、成組加工的組合機床及其自動線外，還創(chuàng)造了自動換刀和自動更換多軸箱的組合機床，還有用于加工中小批生產(chǎn)箱體零件的可自動更換對多軸箱的組合機床。用一臺這樣的機床就能完成一種工件的全部工序加工，能起到一條流水線的作用。特別是數(shù)字程序控制的發(fā)展，為發(fā)展這種機床創(chuàng)造了更有利的條件。7、創(chuàng)制超小型組合機床 為了適應(yīng)儀器儀表工業(yè)小箱體加工需要，創(chuàng)制超小型組合機床是必需的。這種機床多由超小型氣動液壓頭配置而成，體積小，效率高，并能達到高的加工精度。8、發(fā)展專用組合機床及其自動線 隨著組合機床技術(shù)的發(fā)展，過去一直被認為需按具體加工對象專門設(shè)計，而是可以作為通用品種進行成批生產(chǎn)的，用戶根據(jù)自己加工產(chǎn)品的需要，配上刀具及工藝裝備，即可組成加工一定對象的高效機床。2 組合機床總體設(shè)計2.1 CA6140機床后托架的工藝分析CA6140機床后托架的是CA6140機床的一個重要零件，因為其零件尺寸較小，結(jié)構(gòu)形狀也不是很復(fù)雜，但側(cè)面三杠孔和底面的精度要求較高，此外還有頂面的四孔要求加工，但是對精度要求不是很高。后托架上的底面和側(cè)面三杠孔的粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其三杠孔的中心線和底平面有平面度的公差要求等。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它的加工是非常關(guān)鍵和重要的。一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最??；而設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的；設(shè)計者要考慮加工工藝問題；工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計的要求。2.1.1 CA6140機床后托架的技術(shù)要求其加工面有底面、側(cè)面三杠孔、頂面的四個孔、左視圖上的兩個孔及拉油槽。1、以底面為主要加工的表面，有底面的銑削加工，其底面的粗糙度要求是，平面度公差要求是0.03。2、以頂面為主加工面的四個孔，分別是以和為一組的階梯孔，這組孔的表面粗糙度要求是，以及以和的階梯孔，其中是裝配鉸孔，其中孔的表面粗糙度要求是，是裝配鉸孔的表面粗糙度的要求是。3、側(cè)面的三孔，分別為，其表面粗糙度要求 要求的精度等級分別是，。4、左視圖兩孔，一個為油孔，另一個為M6螺紋孔。5、孔內(nèi)需拉油槽，深2mm，長46mm。6、后托架毛坯的選擇金屬型澆鑄，因為生產(chǎn)率很高。單邊余量一般在1-3mm，結(jié)構(gòu)細密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因為CA6140機床后托架的重量只有3.05kg,而年產(chǎn)量是50000件，為大批量生產(chǎn)。2.1.2 確定各表面加工方案1、平面的加工 底面的加工方案為底平面：粗銑半精銑精銑（），粗糙度為3.2-1.6，一般不淬硬的平面，表1.4-81，精銑的粗糙度可以較小。2、孔的加工Ø10mm孔、Ø13mm（Ø20mm）階梯孔1和Ø10mm（Ø13mm）階梯孔、Ø13mm（Ø20mm）階梯孔2分別使用組合機床鉆孔加工；側(cè)面三杠孔，使用組合機床鉆擴鉸（），表1.4-71，精度可以達到；孔和M6孔可分別使用搖臂鉆床鉆孔。3、孔內(nèi)拉油槽，使用車床，用車刀拉出2mm深油槽。4、锪平R22 使用搖臂鉆床和锪鉆，锪深2mm。擬訂工藝路線如下工藝路線如下：表1-1 后托架零件加工工藝過程工序號 工 序 內(nèi) 容簡要說明010020030040050060070080090100110120130鑄造時效涂底漆粗銑半精銑精銑底面鉆Ø10mm和Ø13mm（Ø20mm）階梯孔1鉆Ø10mm和Ø13mm（Ø20mm）階梯孔2鉆、擴、鉸Ø25.5mm、Ø30.2mm、Ø40mm孔鉆Ø6mm油孔鉆Ø5mm底孔，攻螺紋M6拉油槽锪平R22去毛刺檢驗、入庫消除內(nèi)應(yīng)力防止生銹先面后孔，加工精基準使用組合機床使用組合機床使用組合機床Z3025Z3025Z30252.1.3 確定定位基準精基準的選擇：后托架零件的下底面既是裝配基準又是設(shè)計基準，用它作為精基準，能使加工遵循“基準重合”的原則。本課題主要研究鉆、擴、鉸Ø25.5mm、Ø30.2mm、Ø40mm孔，使用典型的一面兩孔定位方法，可以滿足本工序的加工要求。即：下底面使用支承板定位，限制三個自由度；中間Ø13mm孔使用圓銷定位，限制兩個自由度；端部Ø13mm孔使用菱形銷定位，限制一個自由度，則工件為完全定位。夾緊方案，選用勾形壓板，夾緊工件頂面，結(jié)構(gòu)請參閱附圖 2 被加工零件工序圖。2.1.4 確定組合機床配置形式 根據(jù)后托架零件的結(jié)構(gòu)特點、工藝要求、工藝方案，初步選定為回轉(zhuǎn)式夾具四工位組合機床，分別為鉆孔工位、擴孔工位、鉸孔工位、裝卸工位；以及使用鉆套導(dǎo)向。2.2 選擇切削用量CA6140機床后托架的鑄造采用的是鑄鐵制造，其材料是HT150，硬度HB為150-200，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用金屬型鑄造毛坯。2.2.1 三杠孔加工余量表1.4-72，可以查得：鉆孔的精度等級：，表面粗糙度；擴孔的精度等級：，表面粗糙度；鉸孔的精度等級：， 表面粗糙度。查閱表1-82，可以查得：孔，公差=+0.03-0=0.03mm=IT8；孔，公差=+0.02-0=0.02mm=IT7；孔，公差=+0.025-0=0.025mm=IT7。根據(jù)工序要求，加工分為鉆孔、擴孔、鉸孔三個工序完成，及側(cè)面三孔的公差要求，表2.3-81和表1-1803，各工序余量如下：鉆孔：孔，其余量值為11.75mm；孔，其余量值為14.125mm；孔，其余量值為19mm。擴孔：孔，其余量值為0.9mm；孔，其余量值為0.875mm；孔，其余量值為0.875mm。鉸孔：孔，其余量值為0.1mm；孔，其余量值為0.1mm；孔，其余量值為0.125mm。2.2.2 三杠孔切削用量 本工序選用高速鋼鉆頭，表6-114、表6-134、表6-144，切削用量初步確定為：鉆孔：孔，進給量f為0.2mm/r，切削速度為22m/min；孔，進給量f為0.22mm/r，切削速度為22m/min；孔， 進給量f為0.3mm/r，切削速度為22m/min。擴孔：孔，進給量f為0.25mm/r，切削速度為15m/min；孔，進給量f為0.26mm/r，切削速度為15m/min；孔，進給量f為0.29mm/r，切削速度為15m/min。鉸孔：孔，進給量f為1.0mm/r，切削速度為4m/min；孔，進給量f為1.1mm/r，切削速度為4m/min；孔，進給量f為1.4mm/r，切削速度為4m/min。2.3 組合機床的總體設(shè)計組合機床的總體設(shè)計，就是針對具體的被加工零件在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進行組合機床總體方案圖樣文本設(shè)計。內(nèi)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(chǎn)率計算卡。2.3.1 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)制訂的工藝方案，表示所設(shè)計的組合機床上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準，夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機床加工前加工余量，毛坯或半成品情況的圖樣。被加工零件工序圖主要包括下列內(nèi)容：(1)被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與機床設(shè)計有關(guān)部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。(2)加工用定位基準，夾壓部位及夾緊方向。以便依此進行夾具的定位支承、定位，夾緊和導(dǎo)向等機構(gòu)設(shè)計。(3)本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀公差及技術(shù)要求以及對上道工序的技術(shù)要求。(4)必要的文字說明。如被加工零件名稱、編號、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。 后托架零件加工工序圖，詳見附圖2。 2.3.2 加工示意圖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(chǔ)上繪制的。是表達工藝方案具體內(nèi)容的機床工藝方案圖。它是設(shè)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(jù)；是對機床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。加工示意圖的內(nèi)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、刀具及導(dǎo)向、托架及多軸箱之間的相對位置及其聯(lián)系尺寸；主軸結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長度；刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸（直徑和長度）；接桿、導(dǎo)向裝置等結(jié)構(gòu)尺寸；刀具、導(dǎo)向套間的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式及配合尺寸等。(1)刀具的選擇表1-1803、表1-1943，表1-2153，及2.2.1 三杠孔加工余量初步選擇刀具：莫氏錐柄麻花鉆（GB/T1438.1-1996）（單位：mm）d=23.50，l1=155，l=276，3號錐度；d=28.25，l1=175，l=296，3號錐度；d=38.00，l1=200，l=349，4號錐度。錐柄擴孔鉆（GB/T4256-2004）（單位：mm）d=25.30，l1=165，l=286，3號錐度；d=30.00，l1=175，l=296，3號錐度；d=39.75，l1=200，l=349，4號錐度。錐柄機用鉸刀（GB/T1132-2004）（單位：mm）d=25.50，l=70，L=273，3號錐度；d=30.20，l=75，L=285，3號錐度；d=40.00，l=82，L=333，4號錐度。本課題主要負責鉆孔加工，經(jīng)分析d=28.25mm和d=23.5mm麻花鉆長度不夠，需要加長，表1-1813選用d=28.25mm，l1=230mm，l=351，3號錐度的莫氏錐柄長麻花鉆（GB/T1438.2-1996）和查閱表1-1823選用d=23.5mm，l1=240mm，l=360，3號錐度的莫氏錐柄加長麻花鉆（GB/T1438.3-1996）。(2)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇本工序采用剛性主軸加工，零件上孔的位置精度同時還靠鉆套的來保證。本組合機床設(shè)計使用固定式鉆套來導(dǎo)向。固定鉆套結(jié)構(gòu)形式，一般由中間套、可換導(dǎo)套和壓套螺釘組成，中間導(dǎo)套的作用是在導(dǎo)套磨損后，可以較為方便地更換，并不會破壞鉆模體上的孔，有利于保持導(dǎo)向精度，如圖2-1所示。圖2-1 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)但是，后托架零件三杠孔的孔間距均為63mm，相對于孔徑孔間距過小，設(shè)置中間導(dǎo)套后Ø28.25mm、Ø38mm兩孔的中間導(dǎo)套發(fā)生干涉，結(jié)構(gòu)受到限制，同時本工序選用四工位回轉(zhuǎn)工作臺，不頻繁更換導(dǎo)套，綜合以上幾點情況考慮，不設(shè)置中間套，直接將鉆套與鉆模板按過應(yīng)配合安裝，這樣還減少了一層誤差，提高了孔的位置精度。表8-44通用導(dǎo)套的尺寸規(guī)格和表8-54各種導(dǎo)向的布置，則：鉆孔，導(dǎo)向長度l1=（1-2.5）d，小直徑取大值，大直徑取小值，綜合考慮并具體問題具體分析，選取Ø38mm中型導(dǎo)套，l=12mm、L=55mm，則導(dǎo)向長度為67mm；選取Ø28.25mm中型導(dǎo)套，l=10mm、L=55mm，則導(dǎo)向長度為65mm；由于Ø25.5mm孔相對于另外兩孔工件端面到鉆模板距離大15mm，故選取Ø23.5mm長型導(dǎo)套，l=10mm、l2=20、L=55mm，則導(dǎo)向長度為45mm。擴孔，采用單導(dǎo)向，導(dǎo)向長度l1=（2-4）d，小直徑取大值，大直徑取小值，綜合考慮并具體問題具體分析，選取Ø39.75mm中型導(dǎo)套，l=12mm、L=55mm，則導(dǎo)向長度為67mm；選取Ø30mm中型導(dǎo)套，l=10mm、L=55mm，則導(dǎo)向長度為65mm；選取Ø25.3mm長型導(dǎo)套，l=10mm、l2=20、L=55mm，則導(dǎo)向長度為45mm。鉸孔同擴孔。(3)確定主軸類型、尺寸、外伸長度表6-204，組合機床切削力，切削轉(zhuǎn)矩及切削功率為：，鉆Ø38mm孔鉆Ø28.25mm孔鉆Ø23.5mm孔表3-44，剛性主軸，取，則初定主軸直徑為：考慮便于生產(chǎn)管理，適當簡化規(guī)格，綜合考慮加工精度和具體工作條件以及三孔間距均為63mm，間距比較小，表3-64和表4-34選定主軸I外伸長度L=135mm，外徑D=67mm，內(nèi)徑d1=48mm的滾錐軸承主軸，配套的刀具接桿為4號莫氏錐度，主軸直徑為40mm；主軸II外伸長度L=115mm，外徑D=50mm，內(nèi)徑d1=36mm的滾錐軸承主軸，配套的刀具接桿為3號莫氏錐度，主軸直徑為30mm的滾錐軸承主軸；主軸III外伸長度L=115mm，外徑D=50mm，內(nèi)徑d1=36mm，配套的刀具接桿為3號莫氏錐度，主軸直徑為30mm.(4)選擇接桿表8-14，選取A48/4接桿一根，A36/3接桿兩根。(5)動力部件工作循環(huán)及行程的確定工作循環(huán)包括快速引進、工作進給和快速退回1）工作進給長度的確定 工作進給長度等于加工部位長度（多軸加工時按最長孔計算）與刀具切入長度和切出長度之和。如圖2-2所示：圖2-2 工作進給長度切入長度一般為5-10mm，后托架零件端面的誤差較小，取切入長度為6mm。切出長度由表3-74，鉆孔時為1/3d+（3-8），取Ø38mm孔切出長度為16mm，Ø28.25mm孔切出長度為13mm，Ø23.5mm孔切出長度為12mm。2）快速引進長度的確定 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。3）快速退回長度的確定 快速退回的長度等于快速引進和工作進給長度之和。一般在固定式夾具鉆孔或擴孔的機床上，動力部件快速退回的行程，只要把所有刀具都退至導(dǎo)套內(nèi)，不影響工件的裝卸就可以了。 4）動力部件總行程的確定 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或補償制造，安裝誤差，動力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離（即前備量）和刀具裝卸以及刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出時，動力部件需退后的距離（刀具退離夾具導(dǎo)套外端面的距離應(yīng)大于接桿插入主軸孔內(nèi)或刀具插入接桿孔內(nèi)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。后托架零件加工示意圖，詳見附圖3。2.3.3 機床聯(lián)系尺寸總圖機床聯(lián)系尺寸總圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，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(jié)構(gòu)而繪制的。（1） 選擇動力部件動力部件的選擇主要是確定動力箱和動力滑臺。動力箱驅(qū)動多軸箱所需傳遞的功率主要依據(jù)多軸箱的切削功率來選用。即：，取0.9，則：表5-394，1TD32-1TD80動力箱性能，多軸箱選用1TD32-III型動力箱驅(qū)動（n=720r/min,電動機選Y112M-4型，功率為4kW）。動力箱由液壓滑臺驅(qū)動做直線進給運動，由選定的切削用量，總進給力F為：結(jié)合工作行程，動力箱輪廓尺寸，考慮工作穩(wěn)定性，表5-14，1HY系列液壓滑臺的主要技術(shù)性能，選用1HY40I型液壓滑臺，最大進給力為20000N，工進速度為12.5-500mm/min，快速移動速度為8m/min；表5-24，1HY系列液壓滑臺與附屬部件、支撐部件配套表，選用1CC401側(cè)底座。（2） 確定機床的裝料高度H裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離?？紤]工人操作的方便性以及機床內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸限制和剛度要求，工件最低孔位置h2=35mm，多軸箱允許的最低主軸高度h1，h1要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄漏到箱外，一般h1>85-140mm, 和通用部件，中間底座及夾具，底座基本尺寸的限制，且本課題為回轉(zhuǎn)工作臺，取H=1.1m。（3） 確定夾具輪廓尺寸工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具底座輪廓尺寸的基本依據(jù)。詳見附圖3.（4） 確定中間底座尺寸回轉(zhuǎn)工作臺表5-414，1AHY系列回轉(zhuǎn)工作臺的主要技術(shù)性能，表5-424，1AHY系列回轉(zhuǎn)工作臺的聯(lián)系尺寸，選擇1AHY80型回轉(zhuǎn)工作臺，此型回轉(zhuǎn)工作臺高250mm，則中間底座高度為840mm，直徑為900mm，其與液壓滑臺側(cè)底座聯(lián)接螺栓分度圓直徑為850mm，詳見附圖3.（5） 確定多軸箱輪廓尺寸確定多軸箱尺寸，主要是確定多軸箱的寬度B和高度H，及最低主軸高度h1。B=b+b1，其中，b為工件在寬度方向上相距最遠的兩空距離，則b=126mm；b1為最邊緣主軸中心到箱體外壁距離，為保證多軸箱內(nèi)有足夠安排齒輪的空間，一般b1>70-100mm,故B=126+2×100=326mm，取B=400mm。H=h+h1+b1，其中h為工件在高度方向上相距最遠的兩孔距離，本課題中h=0，h1為最低主軸高度，其必須考慮與工件最低孔h2，機床裝料高度H，滑臺總高h3，側(cè)底座高度h4等尺寸之間的關(guān)系而確定。本課題中h2=35mm，H=1100mm，h3=320mm，h4=560mm，則h1=h2+H-（0.5+h3+h4）=254.5mm，H=h1+h+b1=354.5mm，由此按通用箱體系列尺寸標準選定多軸箱輪廓尺寸B×H=400mm×400mm。由以上數(shù)據(jù)繪制機床聯(lián)系尺寸總圖，詳見附圖3。2.3.4 機床生產(chǎn)率計算卡生產(chǎn)率計算卡是反應(yīng)機床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削用量，動作時間，生產(chǎn)綱領(lǐng)及負荷率等關(guān)系的技術(shù)文件，是用戶驗收機床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。（1） 理想生產(chǎn)率Q理想生產(chǎn)率Q（單位為件/h）是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A（包括備品及廢品率）所要求的機床生產(chǎn)率，本課題A=4萬件。它與全年工時總數(shù)tk有關(guān)，一般單班制tk取2350h，則（2） 實際生產(chǎn)率Q1實際生產(chǎn)率Q1（單位為件/h）是指所設(shè)計機床每小時實際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。即 式中：則：即Q1>Q,故機床實際生產(chǎn)率能滿足理想生產(chǎn)率的要求。（3）機床負荷率，組合機床生產(chǎn)率計算卡如表2-2所示。表2-2 生產(chǎn)率計算卡被加工零件圖號831001毛坯種類名稱后托架零件毛坯重量材料HT150硬度150-200HBS工序名稱鉆、擴、鉸三杠孔工序號序號工歩名稱被加工零件數(shù)量加工直徑（mm）加工長度（mm）工作行程（mm）切削速度（m/min）每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min）進給量（mm/r）進給速度（mm/min）工時（min）機加工時間輔助時間共計1裝卸工件11.51.52動力部件滑臺快進0.00850.0085多軸箱工進38608222.51850.30561.4641.46428.25608222.52560.22561.4641.46423.5458221.82940.19561.4641.464滑臺快退80000.01880.0188備注裝卸工件時間取決于操作者熟練程度，本機床計算時取1.5min總計3.0min單件工時3.0min機床生產(chǎn)率20件/h機床負荷率85%3 多軸箱設(shè)計多軸箱是組合機床的重要專用部件。它是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置、切削用量和主軸類型設(shè)計的傳遞各主軸運動的動力部件。其動力來自通用的動力箱，與動力箱一起安裝于進給滑臺，可完成鉆、擴、鉸、鏜孔等加工工序。多軸箱由通用零件如箱體、主軸、傳動軸、齒輪和附加機構(gòu)等組成。多軸箱一般設(shè)計方法的順序是：繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)，軸頸及齒輪模數(shù)；擬定傳動系統(tǒng)；計算主軸，傳動軸坐標；繪制坐標檢視圖，繪制多軸箱總圖；零件圖及編制組件明細表。3.1 繪制多軸箱原始依據(jù)圖多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。由于：F1=8588.6N，F(xiàn)2=4982.0N，F(xiàn)3=3685.7N，為使進給抗力盡量和液壓滑臺軸線重合，即與多軸箱中軸線重合，以使液壓滑臺進給平穩(wěn)。 建立力學模型如圖-3所示：圖3-1 主軸位置力學模型則：F1=（63-x）-F2x-F3(63+x)=0 可得：x=19mm即將三根主軸向軸3方向平移19mm。 由以上數(shù)據(jù)繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖，并標出主軸相對位置關(guān)系尺寸，如圖3-2所示：圖3-2 多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖注：1、被加工零件編號及名稱：831001后托架零件。材料及硬度：HT150，150-200HBS。 2、主軸外伸尺寸及切削用量，如表3-1所示：表3-1主軸外伸尺寸及切削用量軸號主軸外伸尺寸（mm）切削用量備注D/dL工序內(nèi)容n(r/min)v(m/min)f(mm/r)167/48135鉆Ø3818522.50.30250/36115鉆Ø28.2525622.50.22350/36115鉆Ø23.529421.80.19 3、動力部件1TD321III，1HY40IA。3.2 主軸、齒輪的確定主軸的形式和直徑，主要取決于工藝方法，刀具主軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)，刀具的進給抗力和切削轉(zhuǎn)矩，根據(jù)具體工況設(shè)軸承參數(shù)，本課題采用滾錐軸承主軸。主軸的直徑在2.3.2中已初步確定。即：d1=40mm，d2=35mm，d3=30mm。齒輪模數(shù)m，采用類比法確定，按公式估算： 式中 P-齒輪所傳遞的功率，單位為kW； z-一對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。 則：鑒于驅(qū)動軸上齒輪模數(shù)為3mm，為便于生產(chǎn)，同一多軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不要多于兩種，故取m1=3mm，m2=2mm，m3=2mm。3.3 多軸箱傳動設(shè)計多軸箱傳動設(shè)計，是根據(jù)動力箱驅(qū)動軸位置和轉(zhuǎn)速，各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計傳動鏈，把驅(qū)動軸與各主軸連接起來，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。本課題中，三根主軸按直線分布。3.3.1 主軸1傳動鏈傳動軸4帶動主軸1的傳動軸4，初選軸徑d4=30mm，齒數(shù)Z4=18，考慮軸1與軸2間距只有63mm，將軸1齒輪安排在第排，為使齒輪與軸2不發(fā)生干涉，初選軸1齒輪齒數(shù)Z1=25，則傳動軸4的轉(zhuǎn)速為：所傳遞的轉(zhuǎn)矩為：由于其為傳動軸，表3-4【4】軸4的轉(zhuǎn)矩，B=5.2，則軸徑為：, 故合適?？紤]傳動軸4第排齒輪分度圓直徑盡量大，以提高傳動比，且其不與主軸1發(fā)生干涉，取。傳動軸5 初選軸徑d5=25mm，齒數(shù)Z5=18，其轉(zhuǎn)速為：所傳遞的轉(zhuǎn)矩為：由于其為傳動軸，表3-44軸能承受的轉(zhuǎn)矩，B=5.2，則軸徑為： 故合適?？紤]傳動軸5第排齒輪分度圓直徑盡量大，以提高傳動比，且其不與傳動軸4發(fā)生干涉，取。傳動軸6 初選軸徑d6=25mm，齒數(shù)Z6=18，其轉(zhuǎn)速為：所傳遞的轉(zhuǎn)矩為：由于其為傳動軸，表3-44軸能承受的轉(zhuǎn)矩，B=5.2，則軸徑為： 故合適?？紤]傳動軸6第排齒輪與動力箱驅(qū)動軸，即0軸上齒輪嚙合，且n0=720r/min, 則,圓整后取。0軸為驅(qū)動軸，則主軸1傳動鏈各軸的轉(zhuǎn)速為：軸6：，軸5：，軸4：，軸1：，主軸1的實際轉(zhuǎn)速為185r/min,與計算轉(zhuǎn)速188r/min誤差很小，故合適。3.3.2 主軸2、3傳動鏈主軸2和主軸3所需功率之和與主軸1相近，可將主軸2和主軸3用一根傳動軸7帶動，以簡化傳動系統(tǒng)。同時由于主軸2和主軸3間距只有63mm，為解決此問題，聯(lián)系上一節(jié)主軸1上齒輪安排在第排，可將主軸2上齒輪安排在第排，主軸3上齒輪安排在第I排，這樣既解決了三主軸間距過小的問題，又不至于影響機床的加工精度。為使主軸2、3上齒輪不與其它軸發(fā)生干涉，初選Z2=34，Z3=36。傳動軸7初選軸徑d7=25，其上第排齒輪齒數(shù)取，其轉(zhuǎn)速為：則其上第排齒輪齒數(shù)為： 圓整后驅(qū)Z7=28。所傳遞的轉(zhuǎn)矩為：由于其為傳動軸，表3-44軸能承受的轉(zhuǎn)矩，B=5.2，則軸徑為： 故合適。考慮傳動軸6上已有第排和第排齒輪，為節(jié)約齒輪空間且第排齒輪分度圓直徑較大，可提高傳動比，將第排作為主軸3傳動鏈上的惰輪，其齒數(shù)Z7=28。傳動軸8 初選軸徑d8=25mm，齒數(shù)Z8=23，其轉(zhuǎn)速為：所傳遞的轉(zhuǎn)矩為：由于其為傳動軸，表3-44軸能承受的轉(zhuǎn)矩，B=5.2，則軸徑為： 故合適。考慮傳動軸8第排齒輪分度圓直徑盡量大，以提高傳動比，且其不與傳動軸7發(fā)生干涉，取。傳動軸9 初選軸徑d9=25mm，齒數(shù)Z9=23，其轉(zhuǎn)速為：所傳遞的轉(zhuǎn)矩為：由于其為傳動軸，表3-44軸能承受的轉(zhuǎn)矩，B=5.2，則軸徑為： 故合適?？紤]傳動軸9第排齒輪與動力箱驅(qū)動軸，即0軸上齒輪嚙合，且n0=720r/min, 則：，圓整后取取。0軸為驅(qū)動軸，則主軸2、3傳動鏈各軸的轉(zhuǎn)速為：軸9：，軸8：，軸7：，軸3：，軸2：，主軸2的實際轉(zhuǎn)速為256r/min,與設(shè)計轉(zhuǎn)速254r/min誤差很小，故合適；主軸3的實際轉(zhuǎn)速為294r/min,與設(shè)計轉(zhuǎn)速295r/min誤差很小，故合適。手柄軸10多軸箱一般設(shè)置手柄軸，用于對刀、調(diào)整或裝配檢修時檢查主軸精度。手柄軸轉(zhuǎn)速應(yīng)盡量高些，其周圍應(yīng)有較大空間，以方便檢修及調(diào)整機床加工精度。初選軸徑d10=30mm，齒數(shù)Z10=18，其轉(zhuǎn)速為：=560×=840r/min油泵軸11 多軸箱采用葉片泵潤滑，油泵供油至分油器經(jīng)油管分送各潤滑點。油泵軸齒輪安排在第排，以便維修。圖7-114液壓泵傳動軸組件、圖7-124葉片式液壓泵結(jié)構(gòu)及安裝尺寸，選ZIR12-2葉片液壓泵，其上齒輪為Z11=24，m=2，此齒輪安排與傳動軸6上齒輪在第I排齒輪嚙合，同時又要保證液壓泵轉(zhuǎn)速n=550-800r/min，且液壓泵安裝后不與傳動軸6上圓螺母干涉，以及傳動軸6上第I排齒輪不與傳動軸5發(fā)生干涉，綜上所述，初選傳動軸6上第排齒輪齒數(shù)Z6=42,則其轉(zhuǎn)速為：=420×=735r/min。3.3.3 主軸箱所需動力的計算主軸箱的動力計算包括主軸箱所需的功率和進給力兩項。傳動鏈確定后主軸箱所需功率按下列公式計算：式中 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-與負荷成正比的功率損失，一般取所傳遞功率的1%，單位為kW。則：表4-64軸的空轉(zhuǎn)功率P空（kW）使用插值法可得各軸空轉(zhuǎn)功率和損失功率如表3-2所示：表3-2 各軸空轉(zhuǎn)、損失功率表軸號軸1軸2軸3軸4軸5軸6P空轉(zhuǎn)0.0430.0450.0460.0320.0320.035P損失0.0150.0080.0070.0160.0170.018軸號軸7軸8軸9軸10軸11P空轉(zhuǎn)0.0320.0360.0390.0580.025P損失0.0180.0180.01900由上表可得P空轉(zhuǎn)=0.423kW,P空轉(zhuǎn)=0.136kWP多軸箱=P切削+P空轉(zhuǎn)+P損失=3.434+0.423+0.136=3.993kW 本課題選用的是1TD32III型動力箱，電動機為Y112M-4型，其額定功率為4.0kW。滿足驅(qū)動多軸箱的要求。多軸箱所需的進給力F多軸箱可按下式計算：，式中，F(xiàn)i-各主軸所需的軸向切削力，單位為：N；則：本課題選用的1HY40I型液壓滑臺，其最大進給力為20000N，足以克服加工時的進給抗力和滑臺移動引起的摩擦阻力。3.3.4 主軸箱各軸位置的確定、繪制坐標檢查圖選擇加工基準坐標系XOY，計算各軸坐標。為便于加工多軸箱，設(shè)計時采用直角坐標系XOY，坐標原點選在定位銷孔上，這樣使用立式鏜床加工箱體孔系較為方便。主軸箱主軸傳動鏈確定后，根據(jù)設(shè)計需要，盡量使主軸箱傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，由坐標系即可通過作圖確定各軸在主軸箱里面的空間位置。軸空間位置坐標值如表3-3所示： 表3-3 各軸位置坐標值坐標銷O1驅(qū)動軸O主軸1主軸2主軸3傳動軸4傳動軸5X017521915693280.479288.754Y094.5224.5224.5224.5204.99144.05坐標傳動軸6傳動軸7傳動軸8傳動軸9手柄軸10油泵軸11X260.354131.222137.632103.69855.968213.685Y89.5173.167122.57284.5132.23136.169根據(jù)繪制的坐標檢視圖，由各零件在空間的相對位置逐排（軸）檢查有無碰撞干涉現(xiàn)象，并再次復(fù)查主軸與被加工孔的位置是否一致。相鄰非嚙合軸齒輪間、齒輪與軸套間間隙很小似碰非碰時，畫出齒頂圓做細致檢查，以驗證是否發(fā)生碰撞。3.4 繪制多軸箱總圖及零件圖3.4.1 多軸箱總圖設(shè)計通用多軸箱總圖設(shè)計包括繪制主視圖，展開圖，編制裝配表，制定技術(shù)條件等四部分。（1） 主視圖 主要表明多軸箱主軸位置及齒輪傳動系統(tǒng)，齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，潤滑系統(tǒng)等。因此，繪制主視圖就是在設(shè)計的傳動系統(tǒng)圖上標出各軸編號，畫出潤滑系統(tǒng)，標注主軸、油泵軸、驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速、油泵軸轉(zhuǎn)向、驅(qū)動軸轉(zhuǎn)向及坐標尺寸、最低主軸高度尺寸及箱體輪廓尺寸等。并標注部件號。（2） 展開圖 各主軸和傳動軸及軸上的零件大多是通用化的，且是有規(guī)律排列的。一般采用簡化的展開圖并以裝配表相配合，表明多軸箱各軸組件的裝配結(jié)構(gòu)。展開圖主要表示各軸及軸上零件的裝配關(guān)系。包括主軸、傳動軸、驅(qū)動軸、手柄軸、油泵軸及其上相應(yīng)的齒輪、隔套、防油套、軸承或油泵等機件形狀和安裝的相對位置。圖中各零件的軸向尺寸和徑向尺寸（齒輪除外）要按比例畫，軸向距離和展開順序可以不按傳動關(guān)系繪制，但必須注明齒輪排數(shù)、軸的編號及直徑規(guī)格。本課題中三根主軸距離較近，故按實際間距繪制相關(guān)軸的成套組合件，以便能直觀地檢查是否有碰撞現(xiàn)象。對結(jié)構(gòu)相同的同類型主軸、傳動軸可只畫一根，在軸端注明相同軸的軸號即可。對于軸向裝配結(jié)構(gòu)基本相同，只是齒輪大小及排列位置不同的兩根或兩組軸，可以合畫在一起，即軸心線兩邊各表示一根或一組軸。展開圖上應(yīng)完整標注多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、祝賀走外伸長度等。總圖上還應(yīng)有局部剖視表明動力箱與后蓋及前蓋與箱體間的定位結(jié)構(gòu)。（3） 主軸和傳動軸裝配表 把多軸箱中每根軸上齒輪套等基本零件的型號規(guī)格、尺寸參數(shù)和數(shù)量及標準件、外購件等，按軸號裝配，用裝配表表示。這樣使圖對照清晰易看，節(jié)省設(shè)計時間，方便裝配。（4） 多軸箱技術(shù)條件 多軸箱總圖上應(yīng)注明多軸箱部要求。 1） 多軸箱制造和驗收技術(shù)條件：多軸箱按ZBJ58011-89組合機床多軸箱制造技術(shù)條件進行制造，按ZBJ58012-89組合機床多軸箱驗收技術(shù)條件進行驗收。 2） 主軸精度：按表7-124JB3043-82組合機床多軸箱精度標準進行驗收。 詳圖請參照附圖53.4.2 多軸箱零件設(shè)計多軸箱總圖設(shè)計中，大多數(shù)零件是選用通用件、標準件和外購件；對于補充加工主軸等專用零件，則應(yīng)設(shè)計零件圖；對于多軸箱體類通用件，必須繪制補充加工圖。（1） 專用零件工件圖 本課題中三根主軸間距過小，使得防油套無法安裝，則需要按一般零件工作圖規(guī)格，參照同類通用零件圖，結(jié)合專用要求設(shè)計繪圖。詳見主軸補充加工圖。（2） 補充加工圖 多軸箱體、前蓋、后蓋等通用零件，應(yīng)根據(jù)多軸箱總圖要求，繪制出需要補充加工的部位（如多軸箱體主軸承孔、傳動軸承孔、油泵及其軸孔、定位銷孔、后蓋窗口擴大部位結(jié)構(gòu)等），通常習慣用粗實線畫出補充加工部位的結(jié)構(gòu)，其尺寸、形位公差、表面粗糙度等均按機械制圖國際規(guī)定格式標記；通用鑄件的原有部分的輪廓等一律用細實線表示。詳見附圖6、7、8。4 多軸箱零件的校核4.1 軸的校核在多軸箱零件中軸的作用占有很大比例，只有首先滿足軸的強度要求才能進行生產(chǎn)加工。4.1.1 主軸的校核在3.2章節(jié)中計算的主軸軸徑d1=39.7mm，d2=32.4mm，d3=28.8mm；初定的主軸軸徑d1=40mm，d2=35mm，d3=30mm。比較三根主軸軸徑，主軸1的軸徑余量最小，現(xiàn)取主軸1校核其強度。 （1）作軸的力學模型軸所受的載荷是從軸上零件傳來的。計算時，常將軸上的分布載荷簡化為集中力，其作用點取為載荷分布段的中點，即齒輪軸向的中心面。把軸當作置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點與軸承的類型和布置方式有關(guān)。有關(guān)的力學模型如圖4-1所示：圖4-1 主軸力學模型 （2）作彎矩圖 作用在主軸1齒輪上的圓周力為： 徑向力為：水平面的支反力：水平彎矩為：取繪出水平彎矩圖，如圖4-2所示；垂直面的支反力：垂直彎矩為：取繪出垂直彎矩圖，如圖4-2所示；圖4-2扭矩彎矩圖綜上所述，總彎矩為：（3）作扭矩圖 作用在主軸1上的扭矩為： 則扭矩圖如圖4-2所示；（4）校核軸的強度對主軸的軸徑進行校核。式15-55 式中 ca-軸的計算應(yīng)力，單位為MPa； M-軸所受的彎矩，單位為N·mm； T-軸所受的扭矩，單位為N·mm； W-軸的抗彎截面系數(shù)，實心軸時：W0.1d3，空心軸時：W0.1d3（1-4）， =d/D，單位為mm3； -彎扭折合系數(shù)，單向回轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力時，取0.6； -1-對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力， 40Cr的許用彎曲應(yīng)力-1=70MPa;1）對主軸1的軸徑進行校核：由上可知ca=15.6MPa<-1=70MPa, 主軸1選用的40mm軸徑滿足加工強度的要求。2） 對主軸1的外伸端補充加工后危險截面進行校核：建立力學模型，危險截面視作T型軸，小直徑d1=50mm，大直徑D=67mm，大頭厚l=5mm，為使T型軸大頭不致被壓潰，現(xiàn)校核其強度。剪切應(yīng)力為：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為：按第三強度理論，計算應(yīng)力：由上可知ca=22.3MPa<-1=70MPa, 主軸1補充加工后其T型截面滿足加工強度的要求。（5） 綜上所述主軸1在設(shè)計時雖然所選軸徑余量很小，但是經(jīng)校核后表明，其安全使用的余量其實很大，完全能夠滿足加工強度的要求。類比，主軸2、主軸3不需再進行校核即可肯定其能夠滿足加工強度