轴承座底脚四孔专用钻床.doc

济南大学毕业论文

毕业设计

题 目 轴承座底脚四孔专用钻床设计
学 院 机械工程学院
专 业 机械工程及自动化
班 级 机自0706
学 生 王烨
学 号 20070403201
指导教师 宋强

二〇一一 年 五 月 三十一 日
32

1 前言
1.1 研发现状
最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。 组合机床将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。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。因此专用机床兼有低成本和高效率的优点,在大批、大量生产中得到广泛应用,并可用以组成自动生产线。专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。
在国内，其科研和生产都具有相当的基础，应用也已深入到很多行业。是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。其特点是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。现代机床的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。
由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外，产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。总体上，在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距。
1.2 设计目的
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。因此专用机床兼有低成本和高效率的优点,在大批、大量生产中得到广泛应用。我国的机械制造装备业经过多年的发展，已经取得了长足的进步。但是，我们应该看到国内的研发制造水平与国外存在较大的差距。特别是高精度，高效率，高自动化的机床。立式四轴钻床在工作时刀具旋转并进给，工件固定不动，加工效率高，特别适合加工箱体类和支架类零件的孔系。对于箱体和支架类零件某个面有几个孔组成的孔系，设计一台几个轴同时工作的多轴专用钻床，不但可以大大提高生产率，而且可以由机床的精度来保证孔系的相对位置精度。所以，本次毕业设计，我选择设计的是一台加工轴承座底脚孔系的四轴专用钻床。四年的大学学习即将结束，毕业设计作为大学学习中的最后环节，是对我所学知识的综合运用，是对我所掌握技能的最终检验。而且通过这次毕业设计，可以进一步加深拓展我所学的专业知识，为以后的工作学习奠定坚实的基础。
1.3 预期结果
预计设计的立式四轴钻床来加工孔将会有以下三个优点：
(1)．提高了轴承座底脚孔的加工效率。使用立式四轴钻床,将合理优化轴承座的加工工艺, 加工效率得到大幅度提高, 为原效率的几倍以上, 降低加工轴承座的废品率, 提升了工厂的生产能力和经济效益。
(2)．确保轴承座的加工精度。由于轴承座整体在立式四轴钻床上进行钻孔的加工, 不仅可以消除工件换位和高温变形等因素对孔的精度的影响, 同时还可修正轴承座孔的位置偏差,降低轴承座的加工误差，保证轴承座孔的加工精度和加工质量, 确保总体结构的顺利安装。
(3)．优化承载结构件工艺技术。使用立式四轴钻床, 改革，创新了轴承座的工艺方案、工艺手段, 提高了工艺和制造技术, 提高轴承座的制造能力和制造质量。

2 专用钻床的总体方案设计
由于通用部件已经标准化和系列化,可根据所设计零件的需要灵活配置,这样可缩短设计和制造周期。所以本次设计中总体设计的重点是多轴箱及其相关零件的设计。而动力箱，滑台导轨等结构可根据通用标准选用。总体设计在机床设计中主要遵循两个要点：一，根据所需加工零件的具体结构特点灵活设计并选用零件。二，根据搜集的相关资料，应在前人总结的经验及机床设计特性的基础上进行整合设计。当然，具体设计时要考虑以下五点：
（1）确定合适的最佳的加工工艺方案；
（2）确定合适的工序集中程度；
（3）确定合适的机床通用部件；
（4）确定合适的机床的配置形式；
（5）确定合理的切削用量；
专用钻床主轴箱的工作原理是：电动机轴带动高速轴，在动力箱减速器中经过齿轮传动达到降速要求，并将运动传到主轴箱，使主轴箱的主轴以合适的转速带动刀具完成加工要求。为了清晰的表达运动和动力传递路线，及其各部件的组成和联系。用传动方案简图来表示传动方案，如下所示图1。

图1 传动方案简图
2.1 工件分析
此次设计的机床是轴承座底脚四孔专用钻床。普通钻床对轴承座孔单个逐次进行加工，费时又费力。为了确保配合精度﹑提高生产效率和节省人工时及人工，我们设计了一台多轴钻床可以一次可以完成四个孔的钻削工作，并保证更好的加工误差及尺寸精度。被加工工件的俯视图如图2所示

图2 被加工工件的俯视图
2.2 机床整体布局
本次设计中采用刀具运动，工件不动的结构形式。为了保证加工效率及孔径、孔距的精度，将工件装夹之后加工，此时轴承座底脚四孔同时加工，保证了孔的同轴度及形位公差。机床的整体布局为：床身为立式，夹具及工件放置在工作台上，工件夹紧由专用夹具完成，四个动力钻头随多轴箱沿导轨方向垂直运动。运动分析如下图，被加工工件固定在工作台上，主运动是刀具的旋转运动，进给运动依靠液压滑台导轨使多轴箱垂直运动。

图3 运动示意图
2.3机床主要构件
机床由一个底座、一个液压滑台、一个多轴箱、一个动力箱﹑一个工作台和立柱等组成。
3 钻床主传动运动设计
立式四轴钻床的运动参数主要包括主运动参数与进给运动参数。
主运动为主轴转速；
进给运动是用液压滑台来驱动的。
在确定多轴钻床的主运动参数和进给运动参数之前，先确定本设计所加工零件的有关参数。
此设计课题——立式四轴钻床，主要加工的是轴承座底脚的四孔。相关内容：
钻孔的直径4-Φ18（扩孔至Φ22，不用设计），孔距235×145
工件材料：QT40-10，刀具材料：高速钢
采用标准麻花钻，进给量f=0.4mm/r，切削速度v=26m/min
3.1 主轴转速的确定
因为钻孔时进给量f=0.4mm/r，切削速度v=26m/min，而转速与切削速度的关系如下：

其中 v—切削速度（m/min），
n—主轴转速（r/min ），
d—工件或刀具直径（mm），
v=26m/min；d=18mm
代入数据可得钻孔时转速为：
r/min
3.2动力参数
多轴钻床的动力参数包括机床驱动的各种电动及的功率或扭矩。
机床各传动部件的参数都是根据机床动力参数设计机算初来的。如果动力参数太大，电动机会处于低载负荷下，不但功率小而且浪费电能，同时使所设计的相关零件的尺寸过大，浪费材料，造成机体笨重。过小的话，机床无法达到设计使用性能的要求。
下面确定钻床的动力参数：
机床主电动机的功率为：

式中各参数的含义：－消耗于切削的功率又称有效功率（KW）
－空载功率（KW）
－随载荷增加的机械损耗功率（KW）
（1）（KW）的计算：
计算公式：
式中参数含义：T-转矩（N·m）
v-切削速度（m/s）
r-孔半径（mm）
其中：
查表代入数据得：
22.26（N·m）
=4.2836（KW）
（2）（KW）的计算
当钻床的主运动空转时，因为其摩擦和空气阻力等原因。电动机要消去一部分功率，这个值随传动件转速的变化而变化，与传动件预紧及装配质量有关系。则对于主传动的空载功率损失估算公式有：

式中各参数含义：
－主运动系统中除主轴外所用传动轴径的平均直径
－除主轴外各传动轴的转速之和r/min
－459.78r/min(主轴转速)
－主轴前后轴径的平均值d
－主轴轴承系数查轴承参数表得（k一般取3~5 这里取4），
代入数值得：=0.408 KW
（3）的计算
机床钻削时，由于传动件压力加大，则摩擦损失将增加。于是得 ：

把数据带入公式得：=-4.2836=0.376 KW
所以： ＝4.2836+0.376+0.408=5.068KW
根据以上计算。查取《机械设计手册》①，暂取电机为Y132M2－6，其额定功率为5.5KW，满载转速为960r/min,额定转矩为2.0，重量119kg。

4主轴箱设计
主轴箱是立式四轴钻床是用于布置机床工作主轴及其传动零件和附加机构的重要组成部分。它按一定参数排布传动齿轮，把动力传递给各个工作主轴，使之获得加工零件所必需的转速。主轴箱的设计包括传动系统的设计和箱体的设计两部分。
4.1传动系统设计
初步拟定主轴箱传动图如下：
M

图4 简易传动图
4.1.1主传动方案设计
传动系统的设计是主轴箱设计中最关键的一环。所谓传动系统的设计，就是通过一定的传动链，按要求把动力从动力部件的驱动轴传递到主轴上去。同时，满足主轴箱其他结构和传动的要求。传动系统设计的一般要求：
（1）在保证主轴强度，刚度和转速要求的条件下，力求是传动轴和齿轮为最少。
（2）在保证足够强度的条件下，主轴，传动轴和齿轮的规格要尽量小，同种零

件尽量选用同种类型的。
（3）应避免主轴直接带动主轴，这样会增大主轴的负荷。
（4）最佳传动比为1~1.5，但允许取到3~3.5。
（5）主轴上的齿轮，应尽量靠近前支承，以减轻主轴的扭转变形。
此设计的传动系统，包括齿轮的设计、轴的设计以两部分，下面是具体的设计计算过程。
4.1.2主轴箱齿轮齿数的设计
齿轮传动是各类机械传动中最常用的传动之一，它拥有效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长，传动比较平稳等诸多优点。齿轮传动分为开式、半开式或闭式传动。在此设计中采用半开式齿轮传动。
因为所设计的齿轮在具体运行中，需要保证有可靠的强度及刚度使其在预计的工作寿命期间不致失效，故在齿轮设计中一般只保证齿根弯曲疲劳强度及齿面接触疲劳强度两个准则的情况下进行计算。 下面我们对齿轮进行具体的计算和结构设计。
（1）齿轮模数
模数计算公式：
式中：-按接触疲劳强度估算模数（mm）

-大小齿轮齿数比
-电动机功率
-齿宽系数
-最小齿轮齿数
-许用接触应力（MPa）
-小齿轮转速（r/min）
代入数据得：
163003.117
圆整取m=3.5

（2）齿轮齿数：
两对称钻头中心距与齿数关系为：
(1)
式中各参数含义：
d－两对称孔中心距
分度圆直径

由图2中的相关尺寸计算:=
得：d=a=138.067（mm）
把d＝138.067，m＝3.5代入（1）式得：d＝138.0672＝3.5×()
则：78.89
由于为齿轮齿数，则为整数，所以78.89可以圆整为整数79，因此＝79。
因齿轮齿数应遵循互质原则，所以初定＝35，＝44，则齿数比u＝。而已知主轴转速n＝459.78r/min,即小齿轮转速为459.78r/min,齿数比u＝1.257即i＝1.257。
(3)选择齿轮类型,精度等级及材料
①齿轮应不受轴向载荷，故选用直齿圆柱齿轮传动
②因为多轴钻床为一般工作机器，转速不高，故选用7级精度（GB10095-88）.
③齿轮的材料选择。由《机械设计》课本（高等教育出版社编）表10－1选择小齿轮材料为40Cr调质，硬度为280HBS;大齿轮材料为45钢调质，硬度为240HBS.
4.1.3齿轮结构设计
齿轮的结构设计与其几何尺寸、材料、加工方法、使用要求及经济度等因素有直接关系。所以在设计齿轮结构时，需综合考虑以上因素。在此设计中按齿轮的直径大小选定合适的形式。具体齿轮结构设计遵循以下原则：
①当齿顶圆直径小于160mm时，应选取实心结构的齿轮。
②当齿顶圆直径在160～500mm之间应选取腹板式结构。
1） 小齿轮结构设计
取尺宽系数。
由于本设计中小齿轮齿顶圆直径=122.5+2=124.5，则选用实心结构。
该齿轮结构如图5所示

图5 齿轮结构图
2） 大齿轮结构设计
因为大齿轮分度圆直径为d＝mz+2=44+2=156mm,由小齿轮设计原则可知，所以大齿轮选实心结构。结构与小齿轮一样，如图5所示。
3).大齿轮和小齿轮参数表如下所示：
名称
参数代号
小齿轮参数
大齿轮参数
模数
m
3.5
3.5
齿数
z
35
44
分度圆直径
d
122.5
154
齿顶高系数

1
1
顶隙
0.25
0.25
0.25
齿顶圆直径

124.5
156
至此，齿轮的设计已经完成。
4.2传动件的计算和校核
4.2.1齿轮的计算和校核
1．按齿面接触疲劳强度设计
查《机械设计》（高等教育出版社）有如下设计计算公式：

1).确定公式内的各计算数值
(1) 试选载荷系数： ＝1.3
(2) 计算小齿轮传递的转矩：
由于主轴箱齿轮分布为四个个小齿轮对称的分布在一个大齿轮周边，并有大齿轮带动传动，因此主轴箱输出功率为，其中=5.5KW(电机功率)。
由《机械设计手册》查得
－减速器效率
－连轴器效率
－滚动轴承效率
将P＝5.5，＝95％，＝99％，＝99％代入得：
1.28KW
小齿轮转速的计算： 。式中各参数含义：

所以： 2.66N/mm
（3）由《机械设计》表10－7选齿宽系数＝0.5
（4）由《机械设计》表10－6查得材料得影响系数=189.8 。
(5)由《机械设计》表10－21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，小齿轮的接触疲劳强度极限。
(5) 由《机械设计》表10-13计算应力循环系数
0.993

（6）由《机械设计》图10－19查的接触疲劳强度系数

(7)计算接触许用应力
取失效概率为0.01，安全系数S=1。由式10-12得

2)计算
（1） 试计算小齿轮分度圆直径代入[]中较小的值：

=2.32
=59.77
（2） 计算圆周速度V：

=
=1.44m/s
（3）计算齿宽b：
（4）模数：
齿高：

（5）计算载荷系数
根据齿轮参数v＝1.44m/s，7级精度，由《机械设计》图10－8查的动载系数
＝1.05。
由直齿轮：。
由《机械设计》表10－2查得使用系数。
由《机械设计》表10－4查得7级精度，小齿轮相对支承对称布置时
1.176
由 1.17 查《机械设计》10－13得

故载荷系数1.23
（6） 载荷系数校正所算得的分度圆直径由《机械设计》公式10－10a得
58.14mm 由实际要求设计所选大于d,因此其强度完全合格。

2按齿根弯曲强度设计
由《机械设计》式10－5得弯曲强度的设计公式为：

1) 确定公式内的各个参数值
（1） 《机械设计》图10－20c查得：
小齿轮的弯曲疲劳强度极限500Mpa
大齿轮的弯曲疲劳强度极限380Mpa

（2）由《机械设计》10－18查得弯曲疲劳寿命系数：

（3）计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数，由《机械设计》式10－12得

（4）载荷系数=1.23。
（5）查取齿形系数由《机械设计》表10－5查得 ：

显然大齿轮数值大。
3.设计计算

=
=1.2087
齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的值主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触强度的承载能力，仅与齿径有关。故m=3.5符合要求。
4.2.2轴的计算和校核
因为任何作回转运动的传动零件，都需要安装在轴上才能进行运动即动力的传递，所以轴的功用时支承回转零件及传递运动和动力。
轴的结构设计就需要根据轴上安装的零件、零件定位及其制造工艺等方面的要求，合理的设计轴的结构和尺寸。如果轴的结构设计不合理，不但影响轴其工作能力和工作可靠性，而且还会增加轴的制造成本和零件的装配。轴的工作能力计算是指轴的刚度、强度和稳定性的计算。一般情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。因此在设计计算中只对轴的强度进行计算。
1.主轴的形式设计
1）主轴分布类型及主动系统设计方法：
轴的分布类型机床所加工零件是多种多样的，结构各有不同，但被加工零件上（即主轴箱上主轴的分布），有下列几种类型：
① 单组或多组圆周分布；
② 等距或不等距直线分布；
③ 圆周或直线混合分布；
④ 任意分布。
此设计采用第一种类型中的单组圆周分布。
2）.传动系统设计方法
在各种各样类型的主轴的分布中，但通常采用的转动是：用一根传动轴带动所有 主 轴。具体方案是：首先把所有主轴（4轴）分成一组同心圆，然后在同心圆上放置一根传动轴，来带动一组主轴。接着再用此转动轴与动力部件驱动轴联结起来。这就是通常的传动布置次序，即由主轴处布置起，最后再引到动力部件的驱动轴上。
2轴的参数设计：
求参数
输入轴的功率： ，
转速： 480
传动轴的功率： ，
转速：
转矩: =13.37Nmm
主轴的功率： ，
转速：
转矩: =Nmm
确定主轴的最小直径
轴的扭转强度条件为：

式中各参数的含义：
一扭转切应力，单位为(MPa)
T一轴所受的扭转力，单位为
一轴的抗扭截面系数，单位为()
n一轴的转速，单位为(r/min)
P一轴传递的功率，单位为(KW)
d一计算截面处轴的直径，单位为(mm)
一许用扭转且应力，单位为(MPa)
轴常用几种材料及Ao值取轴的材料45号钢，值在25～45，
Ao值在126～103，本设计取Ao =126，故得轴的直径:

圆整为18(mm)
选取轴的材料为45号钢（调质处理）。考虑到键槽削弱影响，对于单键
d增大4%～5%，则d=18.9(mm).
因为主轴直径应留有一定的富余量，故整合为30(mm)。
确定传动轴的转速
因为已知低速级大齿轮的分度圆直径为

而
因为四个小齿轮对称分布在大齿轮周围，径向力相互抵消。
选取轴的材料为45号钢（调制处理）。根据《机械设计》（高等教育出版社）表15-3取Ao =126，于是得：

考虑到键槽削弱影响时，对于双键d增大7%～10%（见键的校核），选用双键，则：

圆整为35(mm)。
4.2.3轴的结构设计
（1）主轴的结构设计

图 6

根据轴向定位要求确定各段直径和长度，各轴段的长度和轴径如图6所示。轴上零件的轴向定位采用平键连接。
查《机械设计手册》表4-1选取键的键。
（2）传动轴的机构设计

图 7

根据轴向定位要求，确定各轴段直径和长度，各轴段的长度和轴径如图所示。轴上零件的轴向定位采用平键连接。
查《机械设计手册》表4-1选取键的键。
4.2.4轴的校核
1.主轴的校核
（1）轴上的载荷
主轴小齿轮的分度圆直径为

式中各参数代表的含义;
-小齿轮传递的扭矩，单位
-小齿轮的分度圆直径，单位为（mm）
-啮合角，对标准齿轮
轴的力学分析简图如图8所示：

由得：
则：
代入数值得：
由得：
则：
代入数值得：

图8 力学分析简图
自左端起齿轮处得弯矩：

则弯矩图如图8所示：
计算并画出V方向得弯矩图
因， 得：

则：
代入数据得：
同理得：
自左边起齿轮处的弯矩为：

作弯矩图如图8（c）所示。
.计算轴的总弯矩

代入数据得：
作出总弯矩简图如图8（e）所示。.
扭矩图
由于，所以画弯矩图如图8（f）所示
从轴得结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面，
现将计算出截面C处得H面、V面的弯矩和总弯矩值列于下表：
载荷
水平面H
垂直面V
支反力F

弯矩M

总弯矩
M＝13.4Nm
扭矩

2.按弯扭合成应力校核轴的强度
进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的地方。由《机械设计》查得轴的弯扭合成强度条件为 ：

式中各参数含义：－轴的计算应力，单位为MPa
M－轴所受的扭矩，单位为Nmm
W－轴的抗弯截面系数，单位为
－对称循环变应力时轴的许用应力
①由于主轴扭转切应力为对称循环应力，则a=1。
②45号钢的许用弯曲应力由《机械设计》表15－1查得＝60。
③W的确定：由于装齿轮处开有键槽，则按《机械设计》表15－4查得：

根据所选键槽参数b=10, t=5.0
则：
则： ﹤
由上面计算可知轴安全。

2.传动轴的校核
1.首先根据轴的结构图作出轴的计算简图如下9所示：

图 9
大齿轮由于周边对称分布4个小齿轮，故其径向力和切向力均为零，只受扭矩作用，扭矩图如上所示。
2.由于其只受扭矩作用，而轴径是由扭矩强度条件确定。因此，该轴已满足扭转强度，故已该轴已满足安全条件。
3．初选滚动轴承。
因滚动轴承除受自重外不受轴向力，故选深沟球轴承。
4.齿轮、半联轴器与轴向定位均采用平键联接。
根据《机械设计课程设计手册》
选取12×8的键键，其公称长度为100mm。
为确保齿轮与轴配合对中性良好，齿轮轮毂与轴的配合可选用H7/h6;而半联轴器与轴的联接，选用平键12mm×8mm,半联轴器与轴的配合为H7/k6.
滚动轴承与轴的周向定位是以渡配合来实现，故选轴的直径尺寸m6为公差。
5.确定轴的圆角和倒角尺寸
参考《机械设计》表15－2，各轴肩处圆角半径取R=2，倒角为2×。

5 标准件的选用
5.1轴承
上面已对主轴进行了结构设计和强度校核，但是影响主轴因素很多，除了与其本身刚度有关外，还与其支承系统有很大关系。而主轴本身刚性不足引起的变形，占总变形的50%~70%;因支承刚性不足，引起的变形，占总变形的30%~50%。这就看出了支承系统在主轴设计重要性。
5.1.1.轴承的选用
轴承一般分为滑动轴承和滚动轴承两大类。一般，在主轴的设计中对滑动轴承及滚动轴承都有采用，而大部分情况下采用滚动轴承。滚动轴承因为摩擦系数较小，阻力小，尺寸小、寿命长、装配简单而且已经标准化，使用、润滑、维护都很方便，得到广泛应用。由于滚动轴承甚至可以直接选用等优点。而所设计的钻床是震动较小的机床，因此在设计中选用滚动轴承做为支承。
（1）.轴承种类的选用：
在设计中根据主轴所受载荷的大小，方向及转速值选用轴承。常用的滚动轴承有以下几种：
单列向心球轴承
单列圆锥滚子轴承
向心推力球轴承
单列推力球轴承
单列向心短圆柱滚子轴。
在本设计中，主轴即承受轴向载荷，有承受径向载荷，因此选用单列圆锥滚子轴。
（2）主轴承型号的选择
轴承型号的选择不仅与主轴受力有关，与主轴轴径尺寸也有关系。设计主轴安装支承部位的轴径为30mm，所以根据《机械设计课程设计手册》标准，与之配合的圆锥滚子轴承，其轴承型号和参数如下：
轴承代号 30206：
d=30 D=62 T=17.25 B=16 C=14
其载荷计算公式为：
当 时
时
当 时
时
5.1.2键的设计

键的选择通常考虑类型和尺寸两个方面。
键的类型要根据连接的结构特点及其工作条件来进行选择。键的尺寸按标准规格和强度要求来确定。键的截面尺寸是根据轴径d从标准中选定的。键的长度则可按轮毂的长度来确定，键长应等于或小于轮毂的长度。
输入轴上的键，可根据联轴器的标准尺寸选用。
因为其轴径为30，查《机械设计课程设计手册》
根据标准，选取公称尺寸b×h为12×8的平键，
公称尺寸b为12，轴深度t公称尺5.0，极限偏差＋0.2~0，
毂深度公称尺寸为3.3，极限偏差为＋0.2~0。
中间传动轴上的键，根据其固定齿轮的轴径为40，查《机械设计课程设计手册》
根据标准，选用公称尺寸b×h为12×8的平键，
轴深度t公称尺寸5.0，极限偏差＋0.2~0，
毂深度公称尺寸3.3，极限偏差＋0.2~0。
输出轴上的键，根据其固定齿轮的轴径为30，查《机械设计课程设计手册》
根据标准，选用公称尺寸b×h为10×8的平键，
轴深度t公称尺5.0，极限偏差＋0.2~0，
毂深度公称尺寸为5.0，极限偏差为＋0.2~0。

6钻床的部件
床身部分由底座、液压滑台、主轴箱、动力箱﹑工作台等组成。现对该机床的各个部件的功能进行具体分析。
6.1底座
底座是整个机床的重要的支撑部件之一，它主要用来支撑机床的其他元件。本次设计的四孔专用钻床的底座要能承受压力，并有吸震的作用。此外，机床底座应具有可靠的稳定性，使机床在工作时不会产生晃动，工作平稳，不影响工件加工精度，并且具有减震作用。所以底座设计时要考虑到与地面的接触方式，一般为点接触。
6.2工作台
工作台是安放工件的部分，是机床的主要部件。它与底座相联并固定在底座上。设计工作台时，应考虑到工作台表面与模具的平行度，这样才能保证被加工工件的加工精度。
6.3主轴箱
主轴箱是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。通过一定速比来布置传动齿轮，把动力从动力部件传递给各个工作主轴，从而获得所要求的转速和转向等。
6.4动力滑台
动力滑台是由滑座、滑鞍和驱动装置等组成，实现直线进给运动的动力部件。根据被加工零件的工艺要求，在滑鞍上安装动力箱并配合多轴箱或切削头，可以完成钻孔等工序；
6.5夹具
机床夹具的作用是将工件进行定位、加紧。并将工件进行对刀，以保证工件和刀具间的相对位置关系。夹具有确保加工精度；提高生产效率；扩大机床的使用范围的功能；一般的夹具包括下列几部分：
①定位元件——保证工件相对夹具的位置，可用六点定位原则分析其所受限制的自由度。
②加紧装置——加紧工件，确保在加工时保持所限制的自由度。可分为电动、手动、液压和气动等方式。

③导向元件——是用来保证刀具相对于夹具的位置，对于钻头孔加工刀具用导向元件。
④连接元件——是用来保证夹具和机床工作台之间的相对位置。对于钻床夹具，用导向元件就可以保证位置精度，因此在夹具安装工作台上时，用导向元件直接对刀具进行定位，不必再用联接元件定位了。
⑤夹具体——是夹具的关键零件，它保证各元件的相对位置。

7 结 论
在此次设计过程中，我更深入地学习了组合机床的结构及其传动动力系统，同时通过验证也认识到我所设计的产品，总体符合了加工零件所需的各种加工要求：
(1) 机床同时对四个孔进行加工，有利于保证工件孔的加工精度，并且相比单个孔加工，四个孔同时加工可以有效提高加工效率；
(2)主轴箱设计时，选取合适的，标准的箱体尺寸，有助于减少主轴箱的结构复杂度，降低材料浪费。
(3)在这次设计中进给系统液压滑台导轨，可以使进给系统拥有较高的进给精度。提高机床加工的整体性能，确保零件的公差精度。
(4)选用合理的齿数及传动比，可减小主轴箱总体尺寸，降低材料的浪费，减轻箱体重量。
在此次设计过程中，还有可改进的地方。比如，可将工作台设计为活动式的，在工作台下面安装一个液压升降装置。这样，工作台就可沿垂直方向运动。

参 考 文 献
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