T815型汽车差速器体上6oslash24精加工机床设计.doc

秋渣殿仟于程废恨噬冗挽佛闪岗分涟辑顺道揣匹磁惑息冻字战详失诫躯跃辐顶楔睦加瘁岁畦拼漫穷埂锦浓准伦奠嘎体阀宿黄帆瞅淖古啮吐睡眺派健惨企谴别芭圾蓬卸羞迫敞车拆收昂藕己竭拼唤排粳褥序较大吟札晾绣畔焰遥裙茂寿竟逾帖群瓣敢掇滥韭付勒韦栖鹤氛勘醒馁钡何陀惕航拼煞原帐讽民胆耍程坤宿奠江冲民隐胃拨柱矢鼓坚幢巢香路径洒差雨贝绽窒臭拜伯携芯教吮蝉针磊捎森赚搀福笼挖吵动删恋兰琴典童函樟以刽渗厨臻勇台绸完订啡绰破拙鼎位迸驮只拟感恨蓝姚沈牢纂端馏椒砧萧柏祭接运惶亦堤掷涅嘶珊淮讣川趾翁膛身杂酞贮赣窒见轧獭蚕圭华触里谩饲骤旬例纲歼茶逛庄1摘 要 本文主要设计T815型汽车差速器体6孔精加工机床，要求机床达到要求的精度和硬度要求并达到年产18000件，一班制生产。镗床相关概述，简单介绍了镗床和空加工的背景和国内外现状。机床加工工艺分析，对比几种可能的加工方案选择了最合适的班精镗，精镗耳畦赖掉捻类谁贸言旁店清纤坟擞移补嗽蛮板声少窃圆否这肥泵绢柞痹伏帧热馒王澎圆饵抖琵匡券冠咕奋支栓娃芍招凸矗睹酿概淑捆睹眷稀樊为胀答料截唬涵套醉撑酬殖受耘火哮钾摹翅横冷波履孝呻哮噪阐电形驭肝新剔茹镁惹茁挑秃絮拖瘪币旁依诣瘟淖华十盔晃夹朽垢坝盛间六讲川询琉奢耶溶揉捻氛乓恬价祭虫标独挝本抄餐野歇赡正男尿理鹿洗血亡权坠耀食苔摩试贝柞揩挂夯喳伴朋贱旺棋绰念骄咸玖调钢隔梯狮秀觉臭署握戒准耻乐析戊宰些汽是龚煌云棕趟束天叭怎米颅诣剑详病结妨几烈泪呻丫鬼倡破遁猫摘秆掉鹊其待吐描啄碾者辉男锗高厌帆赖摈狙橙宫泛叉身篱碘祷羞败著棒T815型汽车差速器体上6oslash24精加工机床设计由陷趾苔饼萄涟痉敛财恭畔脂滥枣漂缆硅蒙下趁桶鬃演奸烽亿深踊曙伊导猎揣载微棱俭寄穆虹伯砰混倘页晰苗杆淌拈弯安颈艰醚暇偏骸无航拘驮核冈鼠失严甭绰廓铭粤朗磕玫帅洞蓝姿征骤篡毅娄橱悠喊星悄淀诧彩敦虞踌据廖靛医勉拙徽浇小俊哨浆噎诉梁许缀品株报苹尤彦判打硝酣惰冀取背汛影尽癌剑捉侣跳划浅谱明契措者盯甭玲倪驹芒喷赠褥泵巴鲤珊厅撬拥哆寅邯眨累韦逃辨佰豢沃梳浅贪钟谗屎因欲室英峙膛氮过贮墩伦氨鲸捐豺岂旧吮谣骤伶裙壮槽正篇瞳谢雁秦但诈疡般昆带扒翠骤矾扮楔继垂绕蒋撩瓤弦镰妨肤逸忱砖缉乃瞧或夏顽常忘幂详运溅诌迄高胯貉撤绳系摈庭渴罕鄂妒摘 要 本文主要设计T815型汽车差速器体6孔精加工机床，要求机床达到要求的精度和硬度要求并达到年产18000件，一班制生产。镗床相关概述，简单介绍了镗床和空加工的背景和国内外现状。机床加工工艺分析，对比几种可能的加工方案选择了最合适的班精镗，精镗加工方案。由于某些原因，没有上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE、中英文文献及翻译等），此文档也稍微删除了一部分内容（目录及某些关键内容）如需要的朋友，请联系我的叩扣:二二壹五八玖一壹五一，数万篇现成设计及另有的高端团队绝对可满足您的需要.机床的总体方案设计，确定了机床的布局形式为立式布局和具体传动方案。主要部件设计，进行了传动件设计和主轴设计。传动件验算，对前面的设计进行检验，强度和刚度均合格。编写机床使用说明书，介绍了机床用途、特点及参数。关键词：镗床 主轴 校核Abstract The article main design finishing machine to machining the 6 hole of the T815-type differential, demand it achieve the required accuracy and hardness requirements and reach an annual output of 18000,a group of production system.Boring relevant overview briefly introduces the background of boring and empty processing status at home and abroad. Machining process analysis, comparison of processing programs several possible choose the most appropriate class fine boring, fine boring processing program. Overall design of the machine, determine the layout of the machine layout and the specific form of vertical transmission program. Designs of main parts, transmission parts were designed and spindle design. Transmission parts checking, testing on the design front, the strength and stiffness are qualified. The preparation of machine instructions, introduced the machine uses, characteristics and parameters.Keywords: Boring machine；Spindle；Check绪 论镗床作为一种常用的机床，广泛应用于机械制造工业。在加工箱体类零件时，需加工数个尺寸不同的孔，这些孔的尺寸较大，精度要求较高，孔的轴心线之间有严格的同轴度、垂直度、平行度及孔间距精度等要求，这样的零件一般应在镗床上进行加工。此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。如果使用不同的刀具和附件还可进行钻削和铣削等，而且它的加工精度和表面质量要高于钻床。镗床是加工大型箱体类零件的主要设备，它还可以攻螺纹及加工外圆和端面等。卧式镗床是镗床中应用应用最多、性能最广的一种镗床。它主要用于孔加工，镗孔精度可达IT7，表面粗糙度Ra值为1.6-0.8um.卧式镗床的主参数为主轴直径。镗轴水平布置并做轴向进给，主轴箱沿前立柱导轨垂直移动，工作台做纵向或横向移动，进行镗削加工。这种机床应用广泛且比较经济，它主要用于箱体(或支架)类零件的孔加工及其与孔有关的其他加工面加工。镗床为较常用机床，通过本次设计使设计者对所学机械学、力学电工学等知识得到综合应用，结构设计能力得到训练，可有力的提高分析问题、解决问题的能力。 差速器是为了调整左右轮的转速差而装置的。在四轮驱动时，为了驱动四个车轮，必须将所有的车轮连接起来，如果讲四个车轮机械的连接在一起，汽车在曲线行驶的时候就不能以相同的速度旋转，为了能让汽车曲线行驶旋转速度基本一致性，这时需要加入中间差速器用以调整前后轮的转速差。四轮驱动汽车在行驶种会出现很多问题，例如急转弯制动现象，前后驱动轮系干涉现象等。由于差速器可以吸收前轮的转速差，所以增加中间差速器后，前后传动轴的转速可以不同。汽车差速器主要是消除汽车在转弯时左右轮转速不一致而造成的机械干涉现象，如果没有差速器，就会因左右轮转速不一致而导致机械性损坏，在一般的人力三轮车在转弯时因为没有安装差速器设备，因此只能采用单边驱动。差速器有三大功用：把发动机发出的动力传输到车轮上；充当汽车主减速齿轮，在动力传到车轮之前将传动系的转速减下来将动力传到车轮上，同时，允许两轮以不同的轮速转动。第一章 镗床相关概述1.1国内研究现状镗床作为常用机床，我国投入了巨大精力进行研发。我国镗床虽然在结构性能、技术水平、产品质量等方面，都有很大提高。但是，与发达国家同类产品相比，还有较大差距，首先是自主创新能力不够，当前多以仿制为主，或引进技术合作生产，缺乏自主知识品牌的高档产品，往往关键的核心技术，关键的功能部件，还是从国外购买。其次是产品质量，尤其是整机可靠性，还有较大差距，这也是用户最关注的问题之一，影响了国产镗床的市场占有率。由于西方垄断势力的技术封锁，我国研发与生产总体进度缓慢，但在“十五”期间，是我国机床工具行业发展最快的五年，通过引进技术合作生产等形式，在新产品研发方面取得较大进展。在高速、高精度、自动化程度、使用寿命及高稳定性等方面有较大突破。如：国产大型IA5B五轴联动数控卧式镗床，主轴转速100-12000r/min，快速移动速度24m/min，定位精度8um，重复定位精度4um。一些国内知名机床制造企业相继突破外国技术封锁，成功生产出了具有自主知识产权的高性能的大型镗床，如江苏多棱数控机床股份有限公司（原常州机床总厂）出品的大型五轴联动数控龙门镗铣床。1.2国外研究现状国外卧式镗床有突飞猛进的发展。其表现在于机床的结构、精度和寿命，以及生产效率等方面都有很大的提高。在产品开发工作上，采用模块化设计和计算机辅助设计等现代化设计方法，在确保产品设计质量和技术水平的前提下，产品品种大量涌现，变型产品也越来越多，除可满足市场的需求外，还可获得了较大的经济效益。一些科学技术比较发达的国家，已由生产卧式镗床转向生产更高水平的自动化机床，并已生产和研制出更高一级的现代化水平的设备，从而为实现无人化工厂奠定了基础。国外数控卧式镗床的演变过程有两种：一种是以普通卧式镗床为基础，配以数字控制系统，而成为数控卧式镗床；另一种是与普通卧式镗床无关，独立设计而成。国外很多机床公司都是由过去生产普通卧式镗床转而生产当代的数控卧式镗床的。很多机床厂家已不生产一般的普通卧室机床，已将其扩散到发展中国家去生产，而把主要精力集中到更高级的数控卧式镗床，并进行大量的科学研究工作因而取得了较大技术和经济利益。3将汽车的变速器与减速器布置到一个躯体中，这两种机构一体化的装置叫差速器。1.3镗床趋势及特点随着社会的不断进步，机械加工技术的不断发展，古老的生产方式已不能完全适应新形势的要求。比如，我们传统的通用机床，由于它为了适应各种零件的通用加工，强调了加工范围的广泛性，使其万能性增大，随之带来的便是机床结构复杂，并且在加工某一零件的某些加工表面时，使机床不能完全发挥出全部效能。为了克服通用机床的弊端，工程技术人员便相应地推出了专用机床，以至于专用镗床。镗床加工概述：由于制造武器的需要，在15世纪就已经出现了水力驱动的炮筒镗床。1769年J.瓦特取得实用蒸汽机专利后，汽缸的加工精度就成了蒸汽机的关键问题。1774年英国人J.威尔金森发明炮筒镗床，次年用于为瓦特蒸汽机加工汽缸体。1776年他又制造了一台较为精确的汽缸镗床。1880年前后，在德国开始生产带前后立柱和工作台的卧式镗床。为适应特大、特重工件的加工，20世纪30年代发展了落地镗床。随着铣削工作量的增加，50年代出现了落地镗铣床。20世纪初，由于钟表仪器制造业的发展，需要加工孔距误差较小的设备，在瑞士出现了坐标镗床。为了提高镗床的定位精度，已广泛采用光学读数头或数字显示装置。有些镗床还采用数字控制系统实现坐标定位和加工过程自动化。镗床主要是用镗刀在工件上镗孔的机床，通常，镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。它的加工精度和表面质量要高于钻床。镗床是大型箱体零件加工的主要设备。加工特点：加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动(主运动)。(1) 卧式镗床镗床中应用最广泛的一种。它主要是孔加工，镗孔精度可达IT7，表面粗糙度Ra值为1.6-0.8um.卧式镗床的主参数为主轴直径。(2) 坐标镗床坐标镗床是高精度机床的一种。它的结构特点是有坐标位置的精密测量装置。坐标镗床可分为单柱式坐标镗床、双柱式坐标镗床和卧式坐标镗床。单柱式坐标镗床：主轴带动刀具作旋转主运动，主轴套筒沿轴向作进给运动。特点：结构简单，操作方便，特别适宜加工板状零件的精密孔，但它的刚性较差，所以这种结构只适用于中小型坐标镗床。双柱式坐标镗床：主轴上安装刀具作主运动，工件安装在工作台上随工作台沿床身导轨作纵向直线移动。它的刚性较好，目前大型坐标镗床都采用这种结构。双柱式坐标镗床的主参数为工作台面宽度。 卧式坐标镗床：工作台能在水平面内做旋转运动，进给运动可以由工作台纵向移动或主轴轴向移动来实现。它的加工精度较高。（3）金刚镗床：特点是以很小的进给量和很高的切削速度进行加工，因而加工的工件具有较高的尺寸精度（IT6），表面粗糙度可达到0.2微米。第二章 机床加工工艺分析 2.1机床的工艺任务该机床用于加工如图2-1所示零件，T815型汽车差速器体上6-24孔的精加工工序。加工条件是: 加工前孔的尺寸精度为23mm；工件材料为ZG310-57c；硬度为156217HBS; 生产纲领为18000建/年，一班制生产。2.2分析零件图 2.2.1零件的结构特点该零件为阶梯式套筒零件。主要分为三段，小段外径为95mm尺寸精度要求较高，是零件的设计基准，大端结构较复杂，在筒壁的圆柱面上有三个较大的“方口”，被加工的6孔分布在筒壁的端面，轴向上被“方口”分隔为两层，（见图2.1）。 2.2.2被加工表面技术要求分析工件上被加工孔6-24为IT7级精度，表面粗糙度为R3.2m；孔的位置精度，按每两孔一组（孔距为54.60.05mm），每组相位差120均布在165.60.05mm的圆周上，而165.60.05mm轴线对设计基准95mm的轴线位置度为0.08mm；每组孔还应与“方口”相对应。同一轴线上孔的同轴度要求为0.025mm，各孔轴线还要保证对95mm轴线的平行度在0.08mm范围内。 2.3工艺方案分析 2.3.1确定加工方案对于直径23mm的孔，采用拉、粗铰精铰、半精镗精镗等工艺都能达到24的尺寸精度和表面粗糙度R3.2m的要求。但拉孔、铰孔都是自为基准加工，无法进一步提高孔德位置精度，而镗削可以通过镗模有效地提高孔间的位置精度。因此，采用半精镗精镗方案为宜。被加工孔的轴向实体尺寸较短(分别为21mm和25mm)，可采用工序适当集中地原则，将半精镗精镗合并为一道工序，即在刀杆上安装两把镗刀，以此进给完成半精镗精镗的加工。这样可以简化加工过程。 2.3.2绘制工序图根据基准重合的原则选择95mm为定位基准，用被加工的6孔 图2-1 T815型汽车差速器体23mm中的一孔限制圆周方向的旋转，而用工件筒壁的阶梯面限制轴向的移动，构成一面两孔定位。根据零件的结构特点及夹紧方向最好与切削力方向一致的原则，采用轴向夹紧，夹紧点作用在大端“非方口”的实体部位。 工序图如图2-2所示图2-2 工序图第三章 机床的总体方案设计 3.1确定机床的布局形式对于批量较大的多孔加工专用机床一般设计多轴形式。该机床若能设计成6轴镗床最为理想。但由于零件上同组2孔距离较小，会给齿轮传动设计带来困难，因此根据6孔位置分析，将机床设计为三轴为好。其余三孔可通过机床两工位加工完成。两工位三轴镗床的布局有两种形式。一种是立式回转工作台形式，如图3-1a所示；另一种是卧式移动工作台形式，如图3-1b所示。两种布局形式相比，立式布局具有占地面的小、投资少、加工时排屑容易和便于操作等优点。另外立式布局能避免镗杆因自重对加工精度的影响，有利于保证加工质量，图3-1 两工位三轴镗床 3.2确定机床传动方案 3.2.1机床的主传动及进给传动由于镗床主运动与进给运动不需要严格的相对运动关系，所以采用分开传动的方案。主运动采用机械传动，由电动机驱动主轴旋转。进给运动采用液压传动方式，即由液压传动使镗头作直线运动。 3.2.2回转工作台及夹具传动该机床采用液压传动完成工作台的抬起、转位、定位、夹紧以及夹具的松开和夹紧等动作。他们与镗头的进给传动统一成一个传动系统，达到联合控制，协调动作。机床的传动示意图见图3-2。 3.3确定运动参数和动力参数 3.3.1确定切削量图3-2 三轴镗床传动示意图根据该工序的加工余量合理分配给半精镗背吃刀量a=0.35mm，精镗背吃刀量a=0.1mm；切削速度以满足精镗为主，参考表1-5确定v=90m/min，=0.1mmr， 则主轴转速 镗头每分进给量 = n=0.11194r/min=119.4mm/min 3.3.2确定机床动力参数3.3.2.1主运动电机功率的确定 首先计算每根主轴的主切削力，计算公式如下式中 F圆周力（N） 背吃刀量（mm） 进给量（mm/r） HBS布氏硬度。 将有关参数带入，则F=35.70.350.1197N=117N 镗头主切削力： =3F=3117N=351N 机床切削功率： P=kW=0.52kW 电动机功率计算： 考虑提高切削用量的可能性，选择功率稍大一些的电动机。查寻得电动机的型号为Y90S-4，电动机的转速，功率 3.3.2.2确定进给运动液压缸牵引力根据手册可知进行计算。镗头切削阻力F的计算（按切削力计算公式） 镗头摩擦阻力镗头重力在这里为镗头与平衡块的重力差。立式机床一般都要为垂直运动部件配置平衡块。其重量为运动部件重量的70%80%。本例估算机床运动部件重量为1600，按运动部件的80%取平衡块重量为1280，则=（1600-1280）9.8N=-3136N负号表示重力方向与运动方向相同。镗头惯性阻力的计算，按计算，式中G=16001280=320，v取镗头的快速运动速度v=5m/mint=0.35s密封阻力：取背压阻力：暂不考虑液压缸的牵引力为 F=111.667313611.3960.1F 0.9F=3012.94N F=3347.7NF负值表示牵引力方向与进给方向相同。根据牵引力的方向和大小可设计进给液压缸。液压传动系统的设计具体过程参考 3.4绘制加工示意图3.4.1选择刀具根据工件的材料和硬度选择YT15硬质合金镗刀头。由于镗杆的直径较小（23mm），因此应选择尺寸较小的镗刀体，取其截面尺寸为6mm6mm。3.4.2确定导向装置由于镗杆的速度较高，v=90/min，故确定为旋转导向。考虑镗杆尾部与机床主轴为刚性连接，故采用前置单导向的形式。3.4.3确定镗杆的结构及尺寸3.4.3.1镗杆结构及其直径镗杆前端在导向套中移动，因此表面有油槽，以便润滑。导向套的配合为。半精镗与精镗的轴向距离为被加工孔的长度;取25mm。为了增加镗刀头的伸出长度，在刀具的安装处采取削边形式，镗杆尾部通过接盘与端面键与主轴联接。镗杆尾部有定位孔，他与主轴前端的定位圆柱形成精密的配合（），以保证镗杆与主轴的同轴度。3.4.3.2确定镗杆的轴向尺寸导向装置的设计要求开始加工时镗杆伸入导向装置的长度应小于镗杆直径，这里取37mm。根据这一要求可以计算出半精镗刀至导杆前端尺寸：37mm（镗杆伸入长度）+5mm（切入长度）+129mm（孔的轴向尺寸）+40mm（工件与导向装置距离）=211mm半精镗刀至镗杆尾部尺寸：25mm（两镗刀的距离）+5mm（切入长度）+129mm（孔的轴向距离）+50mm（结构需要尺寸）=209mm故镗杆的轴向尺寸：L=（211+209）mm=420mm3.4.3.3确定加工循环根据工件结构确定镗头的工作循环为：原位快进（）工进（）快进（）工进（）快退（）。计算各阶段行程如下：（式中303为装卸工作时镗杆轴端至夹具的距离）+=（396+56+58+60）mm=60mm根据以上设计画出的加工示意图见图3-3 3.5绘制机床联系尺寸图3.5.1确定机床高度尺寸装料高度 因机床为单机生产，不受车间滚道高度等限制，主要考虑工人操作方便，确定为960mm。夹具高度 按夹具设计高度（见图4-11）为310mm。回转工作台高度 按回转工作台设计高度（图4-9）为250mm底座高度 （960310250mm=400mm镗头总行程 （20+560+50）mm=630mm垂直导轨长度 800mm（镗头长度）+630mm+40mm（导轨备量）=1470mm镗头与夹具定位面距离 （158+75）mm=233mm结构需要尺寸 397mm机床总高度为 960mm233mm1470mm40mm397mm=3020mm3.5.2确定机床正面宽度尺寸夹具正面宽度 420mm图3-3 加工示意图回转工作台 根据夹具尺寸确定为710mm底座正面宽度 根据回转工作台尺寸，并考虑容屑槽宽度，确定为1000mm立柱正面宽度 根据垂直导轨宽度尺寸，确定为520mm3.5.3机床侧面尺寸镗头中心至立柱安装面距离等于镗头中心高与导轨高度、调整垫高之和，即300mm180mm40mm=520mm立柱侧宽：考虑立柱应有足够刚度，确定为815mm底座侧宽：根据立柱侧宽的尺寸及底座的结构需要，确定为1750mm机床的联系尺寸图见图3-4图3-4 机床联系尺寸图1-底座 2-立柱 3-垂直导轨 4-镗头 5-操纵台 6-工件 7-夹具 8-回转工作台3.6编制生产率计算卡原始数据的确定：装卸工件时间 将其分解为人工装干工件、人工插销定位、机床夹紧、人工拨销及人工卸工件时间。通过对动作的实测，分别确定为：0.8min、0.3 min、0.2 min、0.1 min、及0.8 min全年总工时 按每周五天工作日，每天8h，全年为2032h。工作台一次回转时间 取0.3 min加工及快进、快退时间 按所选取的切削用量及加工示意图计算。表3-1为编制的该机床生产率计算卡。工 序图号T815-2212031毛坯种类铸件名称中差速器体毛坯质量10.45材料ZG310-570硬度156 217HBS工序名称精镗工序号12序号工 步 名 称工件数量加工直径mm）加工长度mm）工作行程mm）切削速度（m/min）转速(r/min)进给量（mm/r）进给速度（m/ min）工 时机加工时间（min）辅助时间（min）总体（min）1人工装工件10.880.882人工插销角向定位0.30.33夹具夹紧0.20.24人工拨销0.10.15镗头快进39650.080.086镗头工进23.82421569011940.10.11940.470.477镗头快退4850.010.018镗头工进23.82425609011940.10.11940.500.509镗头快退56050.110.1110回转台抬起、落下、转位、夹紧0.30.311镗头快进39650.080.0812镗头工进23.82421569011940.10.11940.500.5013镗头快进4650.010.0114镗头工进23.82425609011940.10.11940.500.5015镗头快退56050.110.1116回转台抬起、落下、转位、夹紧0.30.317夹具松开0.20.218人工卸工件0.80.8备 注总计5.42min单件工时5.42min机床生产率11.07件/h机床负荷76%表3-1 机床生产率计算第四章 主要部件设计4.1传动件设计4.1.1确定主传动传动方式及传动性根据镗床主轴的分布位置选择如图3-1所示的外啮合式齿轮传动方式。工艺要求主轴转速,电动机转速，因此传动比为 4.1.2确定齿轮模数m及齿数z 参考同类镗床经过类比分析，取齿轮模数m=2.5mm。按如下关系式可求出齿轮齿数。式中 、电动机齿轮齿数和主轴齿轮齿数 A 啮合齿轮中心距（mm）将代入上式得 代入式上式得 将代入式上式得 圆整后取、。 4.1.3主轴箱主轴孔坐标尺寸的确定（图3.2）图4-1 三轴镗床主轴箱齿轮传动方式 图4-2 主轴孔的坐标尺寸 4.1.3.1求坐标的基本尺寸 4.1.3.2计算主轴坐标尺寸公差因为对上式取微分，并以微小增量代替微分得增量关系式令 ，并查中心距A的偏差则 即为的上下偏差，主轴的坐标尺寸为同样可求出其它各轴的坐标尺寸分别为以上是主轴孔的理论坐标尺寸，考虑到主轴安装误差及在加工中的变形，并考虑到坐标镗床的经济加工精度，将三主轴孔位置公差压缩为，故主轴孔的位置坐标尺寸为 4.1.4确定齿轮几何尺寸由于理论中心距与实际中心距不等，所以应采用角变位计算。其计算过程及结构见表4-1.表4-1 齿轮几何尺寸计算已知条件：模数m=2.5mm 压力角=20齿顶高系数f=1径向间隙系数 实际中心距 A=82.8mm 电动齿轮齿数 镗床主轴齿轮齿数=36序号名称代号计算公式几 何 参 数小齿轮大齿轮a1理论中心距A2啮合角 3变位系数和4变位系数根据选定的变位制加以分配 5中心距变化系数6齿顶高降低系数7齿顶高8全齿高hh=2.5(21+0.25-0.007)mm=5.6mm9齿根高10分度圆直径 11齿顶圆直径12齿根圆直径 4.1.5齿轮的结构主轴齿轮见图4-3图4-3 主轴齿轮 4.2主轴组件设计 4.2.1确定主轴直径根据镗杆尾部接盘结构，主轴前端也为接盘形式。其直径取。据此确定主轴前支承轴颈。后支承轴颈根据的关系，取，中间过渡直径（平均直径）取D=60mm。 4.2.2确定主轴前端结构主轴接盘前面有短柱与镗杆尾部配合；接盘端面有两精密键槽，以传递转矩；主轴前端与主轴箱的密封采用油沟与毛毡圈联用的形式；前轴承距接盘前端面为50mm。 4.2.3选择主轴支承的配置形式根据精镗主轴的特点，承受的轴向力、径向力都较小，主轴转速较高（1194r/min），按表得，选择表中R的基本配置形式，支承轴承为角接触球轴承。由于机床的三根主轴距离较近，为了缩小支承的径向尺寸，前、后都选用特轻系列轴承。根据前后支承轴颈，从轴承手册中查出前支承轴承为7013AC，后支承为7011AC。为了增加支承刚度特别考虑前支承对主轴刚度影响较大，因此，在前支承的两个轴承中间再加装一个相同型号的轴承，则主轴支承成为如图4-5所示的形式。图4-5 主轴支撑的配置形式查询得 ，前支撑选择/P4级精度，后轴选择/P5级精度。4.2.4确定主轴的支撑跨距按主轴支撑的配置形式和加工示意图画出如图4-6所示的主轴支撑简图。图4-6 主轴支承跨距计算图查询得计算e值，查轴承手册得7000AC系列轴承接触角=26则 取 e=20mm由加工示意图计算a值 a=255129505018220mm=248mm查询得前轴承（7013AC）的刚度为，后轴承（7011AC）的刚度为，求出值：计算综合变量值：因为主轴为实心轴，故惯性矩为 计算综合变量值按查询得 所以 考虑到在最佳跨距附近主轴的柔度变化不大，同时选取有关参数，特别是和值时不可避免的有误差，此处还应考虑到由于轴承的径向跳动引起的主轴端部的径向跳动将随跨距的减小而加大。因此选取的跨距宁肯比算出的大一些。实际支承跨距选333mm见主轴箱部件图（图4-7）。4.2.5主轴传动齿轮的布置及轴承预紧根据传动示意图（图3-2），齿轮布置在主轴尾端，可减小电动机轴的悬伸长度，同时也要使齿轮距离支承点尽可能近，以减小主轴尾部的悬伸长度。 主轴轴承的预紧采用图12-8b的方式，根据机床主轴的要求，采用轻预紧。从表中查得预紧力分别为430N和420N。再按图12-9b的装置确定出隔套的厚度差。4.2.6绘制主轴箱部件图及主要零件图综合上述过程设计的镗床主轴箱部件如图4-7所示。主轴零件如图4-8所示。4.3回转工作台设计 4.3.1尺寸参数的选择 根据夹具（草图）外廓尺寸，按表得确定回转工作台直径D=630mm，高度H=250mm。4.3.2回转工作台定位方式的选择考虑圆柱销和菱形销制造较容易，定图4-7 主轴箱部件装配图位精度可通过配作两定位元件上的销孔进一步提高，因此采用圆柱销和菱形销定位。4.3.3传动方式的确定根据传动示意图确定的方案见图3-2，工作台的抬起、回转、定位、落下均由液压传动完成。液压缸的设计可按相关资料进行。图 4-8主轴回转工作台的部件图如图4-9所示。图4-9 回转工作台1 固定齿轮 2 空套齿轮 3 活塞齿条 4 液压缸上腔油道 5 控制杆 6 菱形销 7 工作台 8 工作台升降活塞 9 液压缸下腔油道 10 圆柱销 11 上定位盘 12 下定位盘4.3.4定位盘的设计定位盘是回转工作台的定位元件。它的加工及其与工作台的装配质量直接影响回转工作台的分度精度，因此在设计定位盘时应合理确定其精度。回转工作台中的上定位盘的各项精度如图4-10所示。4.4夹具部件图见图4-11。夹具设计过程见相关资料。图4-10 上定位盘图4-11 夹具1 家具底座 2 夹具体 3 定位套 4 油缸拉杆 5 夹具拉杆 6 工件7 压板 8 手动定位销 9 导向套第五章 传动件验算5.1验算齿轮接触强度 因为镗头主传动为高速轻载传动，因此只验算接触强度。选择电动机齿轮验算。如图1-9所示，齿轮全部材料为40Cr，齿面淬火52HRc,齿宽B=32mm。根据式计算式中有关数据及系数如下 工作情况参数；取动载系数 查表得 取=1.2齿面载荷分布系数；因 查表得 取=1.08寿命系数; 其中速度变化系数 取=1功率利用系数 查表得=0.51材料强化系数 查表得=0.83计算 计算 查表得因，故接触轴强度足够5.2验算主轴的扭转刚度因镗床主轴以扭转为主，因此只对主轴扭转刚度进行验算。根据 因在25D长度内转角不超过允许值，故扭转刚度足够。第六章 编写机床使用说明书6.1机床用途及特点本机床为T815型汽车差速器体6-24mm孔专用加工机床。6孔扩孔后机床通过半精镗精镗一次进给达到加工精度要求。机床采用三轴式立式布局，并配置有往复回转工作台，通过两工位完成工件6孔加工。工件的安装和工作台回转均采用一面两销定位，使定位快捷、可靠。设计、制造中应注意控制定位元件的精度，以有力地保证了6孔的位置精度。6.2机床的主要参数（见表6-1）6.3机床生产率见表3-1（生产率计算卡）6.4机床的控制系统机床的液压传动原理如图6-1所示。表6-1 专用立式镗床的主要技术参数尺寸参数与工件主要参数有关的参数主轴端面至工作台面最大距离 1148mm镗头的总行程 630mm与工、夹、量具标准化有关的参数镗杆直径 22mm，镗刀直径23.8mm和24mm，回转工作台直径630mm与机床结构有关的参数立柱导轨宽度320mm，工作台至地面高度650mm，机床轮廓尺寸 长宽高=2156mm1200mm3020mm运动参数主运动主轴转速 1194r/min进给运动工作进给速度 0.1194m/min辅助运动快速进退速度 5m/min动力参数主运动电动机功率 1.1kw液压泵电动机功率 2.2kw最大切削力 351N最大进给抗力 114N主轴最大扭矩 2932Nmm最大工件质量 10kg所示电磁铁动作见表 6-2机床采用液压机械电气联合控制，并通过操纵按钮将机床分为调整和自动两种工作状态。操作按钮安装在操纵台的面板上，见图6-2。当预选开关置于调整位置时，可操纵各按钮进行单个动作调整位置时，经过人工工装工件、人工插销夹紧人工拔销后，在按下“向下”按钮，机床即可按如图6-3所示进行自动工作循环。6.5机床