立式鉆床用軸均布多軸頭設計畢業(yè)論文設計說明書

上傳人:e****s 文檔編號:46507116 上傳時間:2021-12-13 格式:DOC 頁數(shù):51 大?。?.57MB
收藏 版權申訴 舉報 下載
立式鉆床用軸均布多軸頭設計畢業(yè)論文設計說明書_第1頁
第1頁 / 共51頁
立式鉆床用軸均布多軸頭設計畢業(yè)論文設計說明書_第2頁
第2頁 / 共51頁
立式鉆床用軸均布多軸頭設計畢業(yè)論文設計說明書_第3頁
第3頁 / 共51頁

下載文檔到電腦,查找使用更方便

118 積分

下載資源

還剩頁未讀,繼續(xù)閱讀

資源描述:

《立式鉆床用軸均布多軸頭設計畢業(yè)論文設計說明書》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《立式鉆床用軸均布多軸頭設計畢業(yè)論文設計說明書(51頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 ( 此文檔為 word 格式,下載后您可任意編輯 修改! ) 桂林航天工業(yè)學院 畢業(yè)設計(論文)任務書 系 別 機械工程系 專 業(yè) 機械制造及自動化 學生班級 2011038201 姓 名 馬 禮 學 指導老師 謝云峰 職 稱 副教授 設計題目 立式鉆床用軸均布多軸頭設計 目 錄 目 錄 ...........

2、.................................................................................................. - 2 - 摘 要 ............................................................................................................. - 3 - 1. 概述 ..............................................................

3、............................................... - 4 - 1.1 問題的提出 ...................................................................................... - 4 - 1.2 同行業(yè)概況 ....................................................................................... - 4 - 1.3 課題的意義 .............

4、.......................................................................... - 5 - 2. 總體方案設計 .............................................................................................. - 5 - 2.1 對工件進行工藝分析 ....................................................................... - 6 -

5、2.1.1 檢查圖紙的完整性和正確性 .............................................. - 6 - 2.1.2 分析工件的結構特點 .......................................................... - 6 - 2.1.3 分析工件的材料及加工性能 .............................................. - 7 - 2.1.4 工件的生產批量 ................................

6、.................................. - 7 - 2.2 確定工件的加工方法 ...................................................................... - 7 - 2.3 對被改裝鉆床的分析 ...................................................................... - 8 - 2.4 總體布局 .................................................

7、......................................... - 8 - 2.5 其他問題分析 ................................................................................... - 9 - 3. 齒輪可調式三軸頭架的設計 .................................................................... -10- 3.1 齒輪可調式三軸頭架的傳動原理及調整方法.......................

8、..... -10- 3.2 方案的工藝設計參數(shù) ..................................................................... -12- 3.2.1 Z535 鉆床動力所允許的工況條件 ................................. -12- 3.3 三軸頭架的傳動設計 ..................................................................... -19- 3.3.1 齒輪

9、的設計演算(參考《機械設計工程學 I 》) ............ - 19 - 3.3.2 軸的設計與校核 ................................................................. -25- 3.3.3 軸承的校核計算 ................................................................ -38- 3.3.4 鍵的校核計算 ...........................................................

10、......... -40- 3.3.5 螺栓的設計校核計算(參考〈 〈機械設計工程學Ⅱ〉 〉) - 41 - 3.3.6 夾頭夾緊力的計算校核 .................................................... -43- 4. 潤滑與密封 ................................................................................................ -46- 5. 結束語 .............................

11、.......................................................................... -46- 6. 謝辭 ........................................................................................................... -48- 7. 參考文獻 ......................................................................................

12、............. -48- 立式鉆床用軸均布多軸頭設計 摘 要 本文是立式鉆床用軸均布多軸頭設計, 可調式多軸頭各軸在圓 周方向均布且方向可方便地沿直徑方向同步調整,以適應多種小 批量生產條件下法蘭盤類零件的螺孔加工。 多軸頭架的設計參數(shù)來源于一般的加工工藝條件,以適應更 廣闊的加工范圍。針對工廠里多孔鉆削時,孔徑一般較小,多在 10cm 左右,而且大部分是箱體、法蘭盤等,箱體、法蘭盤多為鑄 造件,材料是鑄鐵,也有個別的被加工零件的材料是低碳鋼。根 據(jù)這些工件的切削條件,可以確定

13、多軸頭架的工藝主參數(shù)。 主參數(shù)確定后便可以進行多軸頭架的總體設計。多軸頭架的傳動 原理是通過齒輪嚙合增加鉆削軸的軸數(shù),以滿足多孔加工的要求。 通過二級齒輪嚙合,輸入軸和輸出軸的轉向沒變,但由于齒輪分 支傳動,變成多根輸出軸。 工藝范圍可以滿足一般加工情況的孔類鉆削要求??烧{多軸 頭架可以起到提高生產效率、降低成本、提高孔系加工精度等作 用。參照該調節(jié)原理可進行其他任意孔系加工裝置的設計,還可 以用于攻絲、擴、锪孔等加工裝置。此外該裝置具有結構簡單、 操作方便、應用范圍廣等特點,值得推廣。 1. 概述

14、 1.1 問題的提出 本次畢業(yè)設計任務的提出, 是為適應目前我國大部分制造廠的 實際生產狀況。當前制造業(yè)設備更新特別快,大部分企業(yè)遇到同 一端面的多孔鉆削的零件時,為此購置專用設備又往往不經(jīng)濟的 條件下,可以通過改造現(xiàn)有普通單軸鉆床使之具有多軸鉆削的能 力。既解決了加工要求與現(xiàn)有設備的矛盾,又有效的利用了閑置 機床,極大的提高了設備利用率,給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益。 1.2 同行業(yè)概況 在國內的相關企業(yè)中已經(jīng)有一部分企業(yè)開始原有設備的改造 以適應新的加工生產。其中有一些結構相對比較復雜,當然這

15、與 白加工零件的相關工藝參數(shù)有關。在法蘭盤周向均布孔的加工上 應用已經(jīng)相當廣泛。比如在鄭州的一個汽車制造車間上,運用了 改造后的鉆床進行加工,取得了良好的經(jīng)濟效果。由于這些廠家 的生產對象的特殊性,他們加工的孔徑一般較大,改造后的鉆床, 除了加裝多軸頭架外,還需設計額外的夾具以減輕頭架的重量對 鉆床的作用力影響及保證頭架進給的精度。 1.3 課題的意義 為了使廣大的一般小型生產廠家具有同一端面的多孔加工能力,我設計了重量較輕,鉆削軸均布的三軸頭架??梢詫崿F(xiàn)同時三孔位的加工,而且如果孔之間的距離有變化,可以隨

16、時進行孔 距的調節(jié),使它能夠實現(xiàn)多孔位的加工,那樣不僅可以節(jié)省時間、改善工人的勞動強度、提高勞動效率,而且對于機械行業(yè)也是一種革新。 齒輪可調式三軸頭架, 因為它是一種可換的, 而且是可以調節(jié) 孔距的設備,所以適應生產過程中的小批量的生產。 根據(jù)多孔的加工要求,確定機床的主要參數(shù)如下: 最大鉆孔深度(單側鉆) 50mm 主軸數(shù)目 3 主軸中心線至工作臺面高 750mm 主軸轉速 1000rmin 左右 2. 總體方案設計 總體方案是部件和零件的設計依據(jù), 對整個機床的設計影響較 大。因此,在擬

17、定總體方案的過程中,必須綜合的考慮,使所定 方案技術上先進,經(jīng)濟效果好。確定總體方案,包括下列內容: 2.1 對工件進行工藝分析 檢查圖紙的完整性和正確性 工件的圖紙應能清晰的表達工件的形狀結構,標注全部尺寸及技術要求,說明工件的材料和所需要的工件數(shù)量等。加工零件為典型的盤類零件,砂輪機端蓋,如圖: 圖 1 砂輪機端蓋 分析工件的結構特點 工件的結構決定了

18、它的安裝方式和加工廠方法。要求用多軸 頭架加工的孔為精度要求不甚高的 9mm 螺栓孔,在加工時,以大 端面為基準裝夾,根據(jù)批量的要求需另外設計專用夾具,以適應中批量的生產要求。 分析工件的材料及加工性能 工件的材料對加工方法有很大的影響。 如材料的軟硬對刀具進給量、走刀量都有較大的影響。砂輪機端蓋的毛坯為鑄件,材料是球墨鑄鐵,可根據(jù)相關手冊計算加工時的加工參數(shù),以此來確定多軸頭架的設計參數(shù)。 工件的生產批量 被加工工件的生產批量的大小對改裝方案的制定也有較大的 影響。工件的批量大,改裝后的機床的生

19、產效率則要求高,若工 件的批量小,則對機床的效率要求不高。工件批量大時要求要考 慮機床的專用性,工件批量小時要求要考慮機床的通用性。砂輪 機端蓋的生產為中批量生產,設計周期短、經(jīng)濟的三軸頭架十分 適合它的生產批量加工條件。 2.2 確定工件的加工方法 不同的加工方法可帶來不同的經(jīng)濟效益, 故工件加工工廠方 法選擇的是否合適,對鉆床改裝來說是非常重要的,他不僅關系 到改裝形式,還直接影響改裝后機床加工質量的優(yōu)劣、生產效率 的高低等。所以確定工件加工方法時,應考慮以下主要問題: (1)

20、 加工表面要求的精度和粗糙度; ( 2)工件的生產批量; ( 3)工件 的結構形狀和尺寸( 4)鉆床改裝的實際可能性。 2.3 對被改裝鉆床的分析 分析被改裝鉆床時包括的主要內容有: ( 1)分析機床能否適 應改裝要求;( 2)調查和了解機床的使用情況; ( 3)考慮機床的 動力情況;( 4)分析改裝后機床的強度和剛度問題。 Z535 型立式鉆床是一種傳統(tǒng)的立式鉆床,在機械制造和維修中的單件、小批量生產中,對中小型零件進行鉆孔、擴孔、鉸孔、锪孔及攻螺紋等加工工藝上得到了普遍的應用。但由于其為單孔鉆床,對多

21、孔鉆削的加工比較麻煩,很費工時,給操作者增加了勞動強度。為此,為了挖掘設備潛力,將其改裝成多頭鉆床,根據(jù)在實際加工中的要求,同一加工平面三孔或四孔加工比較常見,設計了齒輪十多軸頭架, 以便于更高效的使用 Z535 立式鉆床。在完成一批生產任務后,三軸頭架可以從鉆床上拆下來,立式鉆床 恢復原貌,不會影響鉆床原來的參數(shù)。當參數(shù)發(fā)生改變、被加工工件尺寸發(fā)生變化時,可調式頭架的鉆削主軸軸距可以調節(jié),適應被加工工件上孔距在一范圍內的變化,從而擴大了三軸頭架的使用范圍。 有關 Z535 鉆床的動力參數(shù)將在以下內容進行詳盡的分析計 算。 2.4 總體布局

22、 一般包括:分配運動、選擇傳動形式和支承形式的位置、擬 定從布局上改善機床性能和技術經(jīng)濟指標的措施等。最后,繪制 多軸頭架與機床的總聯(lián)系尺寸圖,以表達所才用的總體布局,規(guī) 定聯(lián)系尺寸,并確定主要的技術參數(shù)。 查相關的機床手冊,得到 Z535 的相關聯(lián)系尺寸,列于下表(單 位: mm) 最大鉆孔直徑 d 35 最大鉆孔深度 h 175 從主軸端面到工作臺端面 H 0~750 從主軸中心到導軌距離 A 175 從工作臺 T 型槽中心到凸肩距 160 離 B 凸

23、肩高度 h0 -3 工作臺最大升高 325 主軸箱最大垂直移動量 200 主軸最大行程 225 主軸外徑尺寸 40d4 錐孔莫式號數(shù) 4 號 2.5 其他問題分析 在制定改裝方案時,除了以上各因素外,還要注意維護要方 便、制造和裝陪要簡單、結構要緊湊、通用化程度要高、外型要 平整協(xié)調等,同時也要考慮因地制宜的改裝問題??紤]到在鉆床 上安裝了三軸頭架之后,再裝上鉆頭,鉆頭前端到被加工工件之 間必須留有一定的高度用于進刀用,在加上工件孔的深度,鉆

24、頭 架的垂直尺寸必須滿足一定的范圍。根據(jù)鉆床外的聯(lián)系尺寸、鉆 頭長度和一般被加工工件的尺寸,鉆頭架的垂直尺寸應在 400mm 左右。 3. 齒輪可調式三軸頭架的設計 3.1 齒輪可調式三軸頭架的傳動原理及調整方法 可調式三軸頭架的傳動原理如圖 1 所示。主軸 1 由鉆床主 軸來帶動旋轉, 經(jīng)齒輪副 2 與 3 和 3 與 5,使小軸 4(即鉆削主軸) 得到動力旋轉,于是帶動鉆頭進行鉆削。 鉆削孔徑的調整通過改變兩小軸 4 的中心距來實現(xiàn),即使 兩小軸 4 的中心距等于被加工孔的孔徑。在調整時(參見圖

25、 1), 首先松開六角螺母,然后轉動支架使之帶動介輪軸一起在本體中 轉動,直至三小軸的中心距調整到所要求的尺寸為止,再將六角 螺 母 擰 緊 。 圖 1 三軸頭架傳動原理圖 圖 2 傳動原理簡圖 1.主軸 2.中心輪 3.介輪 4.小軸 5.小齒輪

26、 3.2 方案的工藝設計參數(shù) 鉆床動力所允許的工況條件 多軸頭架是根據(jù)加工工件的需要進行設計的,與之相配套的 立鉆動力是否夠用,設計前必須驗證。常用的驗證方法有兩種: 一是類比法,即加工同類零件機床動力進行比較,以此決定所選 用的動力是否能滿足要求,另一種是計算法,將計算所得的切削 功率與配套機床的動力進行比較,以此決定配套機床的動力是否 夠用。 應用公式計算切削速度、切削力和切削功率,根據(jù)設計兒 女物說明書的要求,最大孔徑為 12mm ,此時在各種工況條件下 的 V 、F、 P。考慮到齒輪

27、傳動有功率損失,單根鉆削軸能承受的最大功率( Z535 的額定功率圍 4.5kw) P P 6 4.5 / 3 0.986 =1.33kw 3 (1) 用高速鉆頭鉆孔時 查《機械加工工藝師手冊》(以下簡稱《工藝師》)表 28-14 高速鋼鉆頭鉆削結構鋼( b 650 ),當 d=10mm 時, Mpa 最大進給速度為 f=0.25mmr,對應的 切削速度 V=15mmin 軸向力 F=3010N 轉矩 T=10.03Nm 功率 P=0.51KW< P =1.33KW 查《工藝師》表

28、 28-15 高速鋼鉆頭鉆削灰鑄鐵 ( 190HBS), 當 d=10mm 時,最大的進給速度為 f=0.60mmr ,對應的 切削速度 V=12mmin 軸向力 F=3765N 轉矩 T=13.93Nm 功率  P=0.52KW<  P =1.33KW 由于  Z535  鉆床沒有  0.6mmr  的進給速度,采用與之相近的 f=0.57mmr,再用公式重新對所選公式進行核算 相關公式查《工藝師》表  28-2  鉆、擴、鉸孔時切削速

29、度的 計算公式 cv d0zv Tma xpv f yv K v (注: T 為刀具的壽命) 表 28-4 鉆孔時軸向力、轉矩、功率的計算公式 f 0.25 0.2 T CT d0zT f yT K T Tv P 30d0 式中的 K v、 K F、 K T為修正參數(shù),在這里的計算采用的材 料為其實驗用的,故都按 Kv 1、K F 1、KT 1計算。 ( 1) 鉆削結構碳鋼 ( b 650Mpa )時的切削速度 V 、軸 向力 F、轉矩 T、功率 P 查表得 f 0.

30、 2 5 0. 2 Cv 6. 1 Zv 0. 4 X v 0 yv 0.5 m 0.2 CF 600 Z F 1. 0 yF 0. 7 CT 0.305 ZT 2. 0 yT 0. 8 有 v 6.1 100.4 1 16.1m / min 250.2 0.250.5 F 600 101 0.250.7 1 2273.6 N T 0.305 102 0.250.8 1 10.1N .m P Tv 10.1 16.1 0.54 kw P 1.33kw

31、30d0 30 10 滿足功率要求。 ( 2) 鉆削灰鑄鐵(190HBS)時的切削速度 V 、軸向力 F、轉矩 T、功率 P 查表得 f 0. 57 0.3 Cv 9. 4 Zv 0. 25 X v 0 yv 0.4 m 0.125 CF 420 Z F 1. 0 yF 0. 8 CT 0.206 ZT 2.0 yT 0. 8 有 v 9.4 100.25 1 13.4m / min 35

32、0.2 0.250.5 F 420 101 0.570.8 1 2678.9N T 0.206 102 0.57 0.8 1 13.1N .m P Tv 13.1 13.4 0.59kw P 1.33kw 30d0 30 10 滿足功率要求。 綜上所述,高速鋼鉆頭加工碳素鋼( b 650 Mpa ) 時, fmax 0.25mm/ r 高 速 鋼

33、鉆 頭 加 工 灰 鑄 鐵 ( 190HBS ) 時 , fmax 0.56mm/ r ( 3) 用硬質合金鉆頭( YG8)鉆孔時 一 般,用硬質合金鉆頭用于加工灰鑄鐵,這里按 HBS=190HBS 計算 據(jù)表 28-11 硬質合金鉆頭加工灰鑄鐵的進給量( HBS>170HBS) d 10mmf 0.25 0.4mm / r ,這里按 f=0.25mmr 計算 查表得 Cv 22. 2 Zv 0. 4 5 X v 0 yv 0.4 m 0.2 CF 410

34、Z F 1. 2 yF 0. 75 CT 0.117 ZT 2. 2 yT 0. 8 有 v 22.2 10 0.45 1 47.4 m / min 350.2 0.250.3 F 410 101.2 0.250.75 1 2274.5N T 0.117 102.2 0.250.8 1 6.1N .m P Tv 6.1 47.4 30d0 0.96kw P 1.33kw 30 10 滿足功率要求。 則用硬質合金鉆頭 YG8 鉆削時

35、, fmax 0.25mm/ r 確定用于鉆削計算的極限值 由于以上所計算的進給量是在機床功率允許的最大值,此時轉速 為最小值,而在多軸頭架中從主軸到鉆削主軸是升速運動,可以 充分發(fā)揮 Z535 的各級轉速對比各種工況下的鉆削速度, 小軸鉆削 速度為: ( 1) 高速鋼鉆頭鉆削加工碳素結構鋼( v=16.1mmin  b 650Mpa )時 n=v D=16.1 0.010=512.7rmin (2) 高速鋼鉆頭加工灰鑄鐵( 190HBS)時 v=13.4mmin n=v D=13.4 0.010

36、=426.8rmin (3) 用硬質合金鉆頭 YG8加工灰鑄鐵( 190HBS)時 v=47.4mmin n=v D=47.4 0.010=1509.6rmin 對比可以看出在鉆床所允許的功率下, 工作最低轉速為 426.8 rmin ,根據(jù)有關手冊查得 Z535 鉆床的各級轉速為: 68、100、140、 190、 275、400、530、 750、 1100rmin 為了減小軸頭架的尺寸, 防止頭架過重,應盡量縮小頭架的傳動比,取主軸最低轉速為 140rmin 進行升速,此時鉆削軸轉速為 426.8r

37、min 則總的傳動比為: n鉆 426.8 i 3.049 n主 140 考慮鉆頭都有一定的轉向,一般為右旋,為了使鉆削主軸與機床 主軸的轉動方向一致(都為右旋) ,采用兩級齒輪傳動。如果把傳動比分配的合理,傳動系統(tǒng)結構緊湊、重量輕、對機床的作用力就小,潤滑條件也好。若分配不合理,可能會造成種種不便,因此分配傳動比時要考慮以下原則: (1) 各級傳動比應在每一級傳動的范圍內, 各類傳動比允許 的推薦值可參見《實用機械設計手冊》 (以下簡稱《實 用手冊》)表 1-3 : (2) 各級傳動尺寸要協(xié)調合理。 取i2 1.4i1

38、 總傳動比i i1 i2 i 2 1.4i12 i1 3.049 1.5 1.4 i2 3.049 2.0 1.5 為保證頭架總體尺寸不至于過大,取小齒輪的齒數(shù)取 Z3=20, 根據(jù)有關資料的設計經(jīng)驗,取模數(shù) m=2 則個齒輪的尺寸為: 小齒輪 Z3=20 d3 Z3 m 20 2 40 mm Z2 20 1.5 30 介輪 d 30 2 60 mm 2 Z1 3 0 2 6 0 中心輪 d2 6 0 2

39、 1 2m0m 齒輪齒數(shù)確定后,算得傳動比誤差,總齒數(shù)比為: u Z1 Z 2 60 30 Z2 Z3 3 30 20 傳動比誤差為: u u u 3.049 3 u u 1.6% 3.049 誤差在 5% 內,滿足誤差要求。 圖 3 三軸頭架的俯視圖 則軸頭架的工藝尺寸(見圖 3) (1) 進行正式的三孔加工時 dmin 2 ( d1 d2 d3 ) 2 (120 60 40 ) 20mm

40、 2 2 2 2 2 2 dmax 2 ( d3 d2 d1 ) 2 (40 60 120) 280mm 2 2 2 2 但由于支架的尺寸影響,不可能達到理論最小均布直徑,根 據(jù)支架的外型尺寸,頭架能夠加工的最小均布直徑為 50mm. (20) 作雙軸頭架使用,鉆削雙孔時 Lmax 0 242.5mm dmax cos30 Lmin d1 d2 0d2 d3 120 60 060 40 2 2 cos30 2 2 2

41、 cos30 39.6mm 2 2 2 2 2 但是,作用軸頭架使用時算的 Lm i n是達不到的, 因為鉆削主軸 支架的厚度限制,具體尺寸在裝配圖完全確定后才能確定。 (約為 50mm) 3.3 三軸頭架的傳動設計 齒輪的設計演算(參考《機械設計工程學 I 》) ( 1)選擇齒輪的材料 查表 8— 17 小齒輪選用 40Cr 調制處理 介輪選用 45 調質處理 中心輪選用 45 正火處理 (2) 對中心輪進行齒根彎曲強度校核計算 由式(

42、8— 66) F 2KT1 YF YS Y F bd1m a a 確定齒輪傳動精度等級,小齒輪的轉速算得為 426.8rmin 以 上,最高達 1000rmin 左右,小齒輪的圓周速度 v1 nd 426.8 0.04 53.6m / min v2 nd 1100 0.04 138.2m / min 參考表 8—14, 8— 15 選取 齒寬系數(shù) b 0.4 查表 8—23 按齒輪相對軸承為懸臂布置 小齒輪轉矩,按最大值計算為 T3=13.1Nm( 高速鋼鉆頭鉆 削灰

43、鑄鐵時 ),根據(jù)介輪受力分析 T2 T3 d2 13.1 60 19.65Nm d3 40 載荷系數(shù) K 由式( 8—54)得 K KAKVK K 使用系數(shù) K A 1.25 查表 8-20 動載荷系數(shù) KV 1.07 查表 8-57 齒向載荷分布系數(shù) K 1.11 查表 8-60 齒間載荷分布系數(shù) K 1.15 查表 8-55 及 =0 得 查表 8-21 并查值 則動載荷系數(shù) K=1.25 1.07 1.11 1.15=1.71 齒型動載荷系

44、數(shù) YF 查圖 8-67 得 a 中心輪 YF 2.28 a 1 介輪 YFa2 2.52 應力修正系數(shù) YS 查圖 8-68 a1 中心輪 YS 1.73 a 1 介輪 YSa2 1.625 重合度系數(shù) Y 由式 8-67 Y =0.25+0.75 =0.25+0.751.72=0.69

45、 許用彎曲應力 F 由式 8-71 F = F lim = F2 F lim2 YN2 Yx2 / SF SF 彎曲疲勞極限 F lim 查圖 8-72 應力循環(huán)次數(shù)由式 8-70 得 N1 60njLh 60 140 1 (8 200 8) 3.2 108 ) N2 = 60 140 2 (8 200 8) 2.2 108 彎曲壽命系數(shù) YN 1 查圖 8-73 尺寸系數(shù) Yx 1 查圖 8-74 安全系數(shù)SF

46、 1.3 查圖 8-27 則 F1 Y Y / S F 0 1 11.3=300Nmm Fl i m 1 N11x =39 F F lim2 YN 2 Yx / SF =460 111.3=354Nmm 2 2 又因為中心輪齒寬 b d d3 0.4 60 16mm b2 b 16mm 介輪齒寬較大,在計算時按 b3 b2 (5 10) 20mm(已經(jīng)取得比實際值大,若校核安 全,則肯定安全) 故 2 1.71 1 9 6 5 0 F 6 0 2

47、2.28 1.73 0.69 76.2 2 0 2 1.71 1 9 6 5 0 F 2 6 6 0 2 2.28 1.73 0.69 58.6 (3) 對小齒輪進行齒面接觸疲勞強度校核計算 由式 8-63 得 2KT1 u 1 H ZEZHZ u bd12 齒寬系數(shù)查表 8-23,按齒輪相對軸承為懸臂布置,取齒寬 b d d 0. 4 6 0 1m6m 3 介輪齒寬暫取 b2 b 16mm,實際不止這

48、尺寸,則按照他校核 安全,則介輪肯定安全。 小齒齒寬 b3 b2 (5 10) 20mm 小齒輪轉矩 T3 1 3. 1N m (注:為極大值) 載荷系數(shù) K 由式( 8— 54)得 K KAKVK K 使用系數(shù) K A 1.25 查表 8-20 動載荷系數(shù) KV 1.07 查表 8-57 齒向載荷分布系數(shù) K 1.11 查表 8-60 齒間載荷分布系數(shù) K 1.10 查表 8-55 及 =0 得 v 1.88 3.2 ( 1 1 ) cos1.88 3.2 (1

49、1 ) 1.62 Z2 Z3 30 20 查表 8-21 并查值 則載荷系數(shù) K 1.25 1.07 1.11 1.10 1.63 彈性系數(shù)H lim2 ZE 189. 8 查表 8-22 節(jié)點影響系數(shù) Z H 2. 5 查表 8-64 重合度系數(shù) Z 0. 9 查表 ( 0 ) 8-65 許用接觸應力 H 式 8-69 得 H 2 H lim3 Z N ZW / ZH 接觸疲勞極 限 應 力

50、 H lim2 570N / mm 、 H lim3 1480N / mm 查圖 8-69 應力循環(huán)次數(shù)由式 8-70 得 N2 2.2 108 (已算得) N1 60njL h 60 426.8 1 (8 200 8) 3.28 108 則查圖 8-70 得接觸強度的壽命系數(shù) ZN2 、Z N3 (不允許有 點蝕) 硬化系數(shù) ZW 查圖 8-71 及說明 接觸強度安全系數(shù) SH 查表 8-27,按一般可靠度查 得 SH min 1.0 1.1 取

51、 H 3 H 3  =5701 11.1=518Nmm =1480111.1=1345Nmm 齒數(shù)比 Z2 30 故 u 1.5 Z3 20 H 2 H 3  2 1.63 13100 (1.5 1) 189.8 2.5 0.9 24 402 1.5 581.4N / mm 2 1.63 13100 (1.5 1) 189.8 2.5 0.9 20

52、 402 1.5 649.6N / mm 軸的設計與校核 ( 1)小軸的設計校核 1)小軸最大轉矩 T3 13.1N / m 2)作用在齒輪的力 圓周力 Ft 2 T3 2 1 3. 1 6 5N5 d3 0. 0 4 徑向力 Fr Ft 0 2 3N8. 4 t a n 2 0 3)確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼調質處理,按式 4-2 初估軸的 最小直徑,查表 4-2 取 A=1

53、15,可得 高速鋼鉆頭鉆削碳素鋼時 0.54 dmin1 1153 11.7mm 高速鋼鉆頭鉆削灰鑄鐵時 dmin 2115 3 0.59 13.5mm 426.8 硬質合金鉆頭鉆削灰鑄鐵時 0.96 dmin3 115 3 9.9mm 當軸上開有鍵槽時會削弱軸的強度,要適當增大軸的 直徑。軸段上有一個鍵槽時,軸徑增大 3~5%,故 dmin dmin2 (1 5%) 14.5 (1 5%) 14.175mm 4 )軸的結構設計 A 擬定軸上零件的裝配方案(見

54、圖 4) B 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長 度 軸段  1 齒輪左端用彈簧擋圈定位,按軸段  1 的直徑 d1  20mm,取擋圈直徑  D=18.5mm(GB894.1-86).取 d1  19.9mm. 軸段 2 該軸段安裝滾動軸承。 此軸承主要承受切削力, 即軸 向力,選用單向推力軸承,取軸段直徑 d2 25mm ,選用 8205 型 單向推力軸承,尺寸 dD T=25 47 15. 取齒輪墊圈的厚度為 2mm,銅套的長度取為 45mm,L3 2 45 15 62

55、mm 軸段 3 該軸段為夾頭, 起加緊鉆頭的作用, 其具體尺寸有相關標準,此處不再詳細分析。 夾頭 圖 4 小軸的裝配簡圖 5 )軸上零件的周向定位 齒輪與軸 的周 向定位 采用 A 型普 通平鍵 ,尺 寸為 b h l 6 6 16 ,為了保證齒輪與軸有良好的對中性,取齒輪與 軸的配合為 H 7 / r 6 。 滾動軸承與軸的周向定位是采用過渡配合保證的,此軸 段公差取為 j 6 。 6 )確定軸上零件

56、圓角和倒角尺寸 各軸肩處的圓角半徑見圖 3,軸端倒角取 1 450 。 7 )軸的強度校核 A )求軸的載荷 首先根據(jù)軸的結構圖作出計算簡圖,在確定軸承支 點位置時,因其只承受軸向力,對軸的強度無影響,而銅套與軸 的配合段可視為墻壁。 根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖、扭矩圖和當量彎矩圖。 從軸的結構圖和彎矩圖可以看出, A 截面的當量彎矩最大, 是軸的 危險截面。 A 截面處的 、 、 M 及 60N / mm2 的數(shù)值如 下 彎矩 MH和 MV 水平面 M H 26200N mm 垂直面

57、M V 9536N mm 合成彎矩 M M (M H 2 M V 2 (26200 2 9536 2 ) 27881.5 N .mm 扭矩 T T 13100 N .mm 當量彎矩 (M 2 ( T)2 (8364.4 2 2 M ca (0.6 13100 ) 11477.9N .mm B)校核軸的強度 軸的材料為 45 鋼,調質處理, 由表 4-1 查得  2 B 6 5 0N m. m, 則 0. 0 9 0. B1,即 5

58、8~ 65Nmm, 取 60N / mm2 ,軸的計算應 力為 ca M ca 27811.5 47.8 60N / mm2 W 1 183 根據(jù)計算結果可知,該軸滿足強度要求。

59、 小軸的受力分析簡圖 (3) 介輪軸的設計校核 1) 求軸上的轉矩 T1 d2 60 T2F22 655 2 196500 N .mm 2) 求作用在齒輪上的力 圓周力 Ft 1 Ft3 655N 徑向力 Fr1 Fr 3 238.4N 3) 確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼調質處理,按式 4-2 初估軸的最小 直徑,查表 4-2 取 A=115,可得 dmin1 115 3 P / 115 3 0.59 / 0.98 14.8mm

60、 n / i1 426.8 /1.5 4) 軸的結構設計 擬定軸上零件的裝配繁方案(見圖 5) A 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 軸段 1 左端用螺母定位,螺紋選用 M20,配合螺母選用 M20,規(guī)格為 GB6172-86,m=10,螺紋長度為 l=18mm,L=18+4=22mm. 軸段 2 固定介輪軸用,為保證其垂直度、同軸度不受影 響齒輪齒輪嚙合,選 L=24mm,d=22mm. 軸肩 3 與螺母擰緊相互作用,另外,由于 2、4 段的表 面 粗 糙 度 有 要 求 , 留 有 退 刀 槽 , 軸 肩 取 L=4mm

61、,則 L=4+2+2=8mm,d=38mm. 軸段 4 軸段長度為齒輪長度與小軸銅套長度及墊圈之 和 L=66+2=2+39+6=111mm,直徑取 d=22mm。 圖 5 介輪軸的裝配簡圖 B 軸上零件的周向定位 與小軸架用的銷聯(lián)接,選取 d=4mm,L=22+220=62mm。 而銅套與軸之間用間隙配合,功能相當于滑動軸承,配合取 H7 , 取60N / mm2 ,軸的計算應力為 ca M 27811.5 47.8 60N

62、 / mm2 W 1 183 根據(jù)計算結果可知,該軸滿足強度要求。 介輪軸的受力分析簡圖 (4) 中心軸的設計校核 1) 求軸上的轉矩 T2 T2 F1 d1 655 120 2 39300 N .mm 2 2)求作用在齒輪上的力

63、 圓周力 Ft Ft 3 655N 徑向力Fr Ft tan655 tan200 238.4N 3)確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼調質處理,按式 4-2 初估軸的最小 直徑,查表 4-2 取 A=115,可得 dmin1 115 3 3P/ 6 115 3 3 0.59/ 0.986 27.9mm n 140 當軸上開有鍵槽時會削弱軸的強度,要適當增大軸的直 徑。軸上有一個鍵槽時,軸徑增大 3~5%,故 dmin dmin1 (1 5%) 27.9 (1

64、 5%) 29.3mm 4 ) A 擬定軸上零件的裝配繁方案(見圖 6) B 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 軸段 1 跟機床主軸的 4 號莫氏錐度配合,錐度長103mm,加上過渡部分總長 L=103+7=120mm,大端直徑為31.926mm。 軸段 2 對軸承進行密封防塵,選用氈圈 55JBZQ4606-86 d d (1 5%) min min1  27.9 (1  5%)  29.3mm,  min  , 15mm,

65、取 min 16mm,即 L=16mm,d外 70mm , 比軸承外圈略小, d內 51mm,比氈圈內徑略大,有助于緊固零件。 軸段 3 該軸段安裝滾動軸承,考慮軸承承受徑向 力之外還要承受頭架的重量,選擇角接觸球軸承。取軸段 直 徑 d=35mm,選 用 36207 型 角 接 觸 球 軸 承 , 尺 寸 d D T 35 72 17mm。為了安裝軸承,左端用軸肩定 位,取 m=3mm,則 L=3+17+20+17+4=61mm. 軸段 4 該軸段安裝齒輪,左端用軸肩定位,右端用彈性擋圈定位,取軸段直徑

66、 d=32mm,已知齒寬 20mm,為了更好地壓緊齒輪,按擋圈的配合要求,l=19.9mm,L=20+1+3=24mm。 圖 6 中心軸的裝配簡圖 C 軸上零件的周向定位 齒輪與軸 的周 向定位 采用 A 型普 通平鍵 ,尺 寸為 b h l 10 8 18 mm,為了保證齒輪與軸有良好的對中性,取齒輪與軸的配合為 H 7 / r 6 。 滾動軸承與軸的周向定位是采用過渡配合保證的,因此 軸段直徑尺寸公差取為 k6 。 D 確定軸上圓角和倒角尺寸 各軸肩處的圓角半徑見圖 3,軸端倒角取 1 450 5)軸的強度校核 A 求軸的載荷 首先根據(jù)軸的結構圖作出計算簡圖,在確定軸承支點位置時,從 手冊中查取 a 值(軸承的支反力作用點與軸承的距離) 。對于 36207 型角接觸球軸承,查得 a 15.7 mm

展開閱讀全文
溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

相關資源

更多
正為您匹配相似的精品文檔
關于我們 - 網(wǎng)站聲明 - 網(wǎng)站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網(wǎng)站客服 - 聯(lián)系我們

copyright@ 2023-2025  zhuangpeitu.com 裝配圖網(wǎng)版權所有   聯(lián)系電話:18123376007

備案號:ICP2024067431-1 川公網(wǎng)安備51140202000466號


本站為文檔C2C交易模式,即用戶上傳的文檔直接被用戶下載,本站只是中間服務平臺,本站所有文檔下載所得的收益歸上傳人(含作者)所有。裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對上載內容本身不做任何修改或編輯。若文檔所含內容侵犯了您的版權或隱私,請立即通知裝配圖網(wǎng),我們立即給予刪除!