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发表于 2007-5-29 12:17:34
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来自: 中国江西南昌
给你找了些资料你看看有没用~# c) ?7 O$ c# C+ p: j3 p. m/ z
' `; Z8 D7 r6 n) [* s* j9 i6 M7 a [
5.机床主传动系统设计
2 d1 t, q+ x3 }' Q; _多轴箱是组合机床的重要专用部件。它是根据加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置、切削用量和主轴类型设计的传递各主轴运动的动力部件。其动力来自通用的动力箱,与动力箱一起安装于进给滑台,可完成钻扩铰镗孔等加工工序。' r4 l" {" a8 {8 F8 N# A6 U
通用主轴箱采用标准主轴,借助导向套引导刀具来保证被加工孔的位置精度。
& t6 h8 [/ c% |; v5 n! L: L5.1 大型主轴箱的组成
4 b- |; J8 g" J3 j) @! v大型通用主轴箱由通用零件如箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等组成。有箱体、前盖、后盖、上盖、侧盖等为箱体类零件;主轴、传动轴、手柄轴、传动齿轮、动力箱或电动机齿轮等为传动类零件;叶片泵、分油器、注油标、排油塞、油盘和防油套等为润滑及防油元件。& |) F3 {* P$ E% H% u# |' R7 @. Q7 e
5.2 多轴箱通用零件4 V$ s: p1 C' N1 X
1. 通用箱体类零件 箱体材料为HT200,前、后、侧盖等材料为HT150。多轴箱的标准厚度为180mm,前盖厚度为55mm,后盖厚度为90mm。
3 f* G( N" B! z) c- E$ M9 A5 b2. 通用主轴* j3 `3 w1 S2 Z& O: q! l
1) 滚锥轴承主轴
: Q) D6 r: j! e& l2) 滚针轴承主轴
4 t( j1 Z# p: [& l2 T0 Z( |3) 滚珠轴承主轴:前支承为推力球轴承、后支承为向心球轴承或圆锥滚子轴承。因推力球轴承设置在前端,能承受单方向的轴向力,适用于钻孔主轴。: E( `( q+ ^' {# n: ]! O
3. 通用传动轴1 A0 q0 z& `( b: B- a6 n/ W; L
通用传动轴一般用45#钢,调质T235;滚针轴承传动轴用20Cr钢,热处理S0.5~C59。. k* l W/ j1 j& Q) K F# b
4. 通用齿轮和套% }- h' b+ s1 ]; T* E T4 _
多轴箱用通用齿轮有:传动齿轮、动力箱齿轮和电机齿轮。
1 x( S% k( R5 P L5.3 通用多轴箱设计% b6 Y* g6 ?5 W% c5 F
1. 多轴箱设计原始依据图
9 t# P) R: J9 U3 g1) 多轴箱设计原始依据图
; T2 M3 a5 P; y# [; J; w, h$ `( t! J3 T. o3 g/ X. _, f1 R6 G ?
图5-1.原始依据图& t0 m# b' i1 |- W" y& x- B
2) 主轴外伸及切削用量+ C+ x, ^! Y( G( [9 U' Q
表5-1.主轴参数表. R/ U& M8 e7 P- ?4 a8 \0 j# P
轴号 主轴外伸尺寸(mm) 切削用量 备注& |/ A: m) D! a( [" T& ?# m
D/d L 工序内容 n(r/min) v(m/min) f(mm/r) 1 o: s6 E* W6 q7 x$ a# a3 g0 _& ~3 |: U
九轴 30/20 115 钻Ф4.9 900 14 0.05 / b3 Y4 T- u k0 G6 ^( A5 _
3) 被加工零件:箱体类零件,材料及硬度,HT200,HB20~400
( `; ^9 m; x3 b4 ~& I3 P2. 主轴、齿轮的确定及动力的计算
6 ~" O0 X3 |; `8 H9 W2 c7 C" J |1) 主轴型式和直径、齿轮模数的确定
" c Y. o9 O9 s5 K- G主轴的型式和直径,主要取决于工艺方法、刀具主轴联结结构、刀具的进给抗力和切削转矩。钻孔采用滚珠轴承主轴。主轴直径按加工示意图所示主轴类型及外伸尺寸可初步确定。传动轴的直径也可参考主轴直径大小初步选定。( e& a# O( L2 J5 B" h! s+ M1 _* s# {! h7 f
齿轮模数m(单位为mm)按下列公式估算:
% D+ p1 ]/ K/ q, T= ≈1.9(《组合机床设计简明手册》p62)7 T8 U# ?: V7 c3 d
多轴箱中的齿轮模数常用2、2.5、3、3.5、4几种。为便于生产,同一多轴箱中的模数规格最好不要多于两种。因此选用齿轮模数为2、3两种。, f3 V3 b* ]( V
2) 多轴箱所需动力的计算
& O& N8 Y: a/ N多轴箱的动力计算包括多轴箱所需的功率和进给力两项。- N- A: u4 J9 R6 r: x
传动系统确定之后,多轴箱所需功率 按下列公式计算:
- B% R! d& L' s: U(《组合机床设计简明手册》p62)1 t5 p" F6 `2 V8 n( T8 [* _
4.76kw+0.074×9kw+4.76×1%kw=5.48kw; y2 m0 {' B9 V2 E
多轴箱所需的进给力 (单位为N)可按下列公式计算+ n1 I9 R% ?3 {! @6 r
=187.78×9=1691N' @/ Z3 g* {: E( a2 D; q
实际上,为克服滑台移动引起的摩擦阻力,动力滑台的进给力应大于 。7 V& v0 U4 h# P' _; H
3. 多轴箱传动设计
3 x" I; A; r; f( Z3 [多轴箱传动设计,是依据动力箱驱动轴位置和转速、各主轴位置及其转速要求,设计传动链,把驱动轴与各主轴连接起来,使各主轴获得预定的转速和转向。% `' x3 u% ]9 `$ V6 O
1) 对多轴箱传动系统的一般要求) p3 ^" q, t1 y
a) 在保证主轴的强度、刚度、转速和转向的条件下,力求使传动轴和齿轮的规格、数量为最少;
2 j) Y$ f( B( I8 T& o8 ob) 尽量不要用主轴带动主轴;% Y# |/ K) d& X( w8 ^/ b, P% |
c) 为使结构紧凑,多轴箱内齿轮副的传动比一般要大于1/2(最佳传动比为1~1/1.5),后盖内齿轮副传动比允许取至1/3~1/3.5;
$ L) w* n/ R& E0 ^7 _. nd) 用于粗加工主轴上的齿轮,应尽可能设置在第Ⅰ排,以减少主轴的扭转变形;精加工主轴上的齿轮,应设置在第Ⅱ排,以减少主轴端的弯曲变形。0 u3 x4 n5 p1 ]7 B
e) 多轴箱内具有粗精加工主轴时,最好从动力箱驱动轴齿轮传动开始,就分两条传动路线,以避免影响加工精度。
' x4 @+ y! Y& ]f) 驱动轴直接带动的转动轴数不能超过两根,以免给装配带来困难。
! B& k- `; a ?7 ]多轴箱传动设计过程中,当齿轮排数Ⅰ~Ⅳ排不够用时,可以增加排数。
. P; i+ u- q$ {) S2) 拟定多轴箱传动系统的基本方法 p* {2 c0 C8 j% M9 L/ A
拟定多轴箱传动系统的基本方法是:先把全部主轴中心尽可能分布在几个同心圆上,在各个同心圆的圆心上分别设置中心传动轴;非同心圆分布的一些轴,也宜设置中间传动轴;然后根据选定的各中心传动轴再取同心圆,并用最少的传动轴带动这些中心传动轴;最后通过合拢传动轴与动力箱驱动轴连接起来。
" J* P- X0 c8 W/ C" Z0 Da) 所需加工孔为同心圆分布
& S+ d; A9 f5 B" w1 K( K
# k! Q. T9 V! u* j+ l- K图5-2.需加工孔的位置分布
K" h q) W3 ~; m+ g; |b) 确定驱动轴转速转向及其在多轴箱上的位置
. e+ g% _: B* i; u1 e
% s$ r# L& x! T/ ]0 K& Y) c6 t$ X图5-3.驱动轴及传动轴的分布位置
0 L7 E* ?8 C4 a7 H( d: R0 C3) 用最少的传动轴及齿轮副把驱动轴和各主轴连接起来 在多轴箱设计原始依据图中确定了主轴的位置、转速和转向的基础上,首先分析主轴位置,拟定传动方案,选定齿轮齿轮模数,再经过“计算、作图和所次试凑”相结合的方法,确定齿轮齿数和中间传动轴的位置及转速。
0 s5 U0 f1 L) o, q0 W$ W$ B齿轮齿轮模数 传动轴转速的计算公式:(《组合机床设计简明手册》p65)5 I: |) y4 T# k; n. J! t8 l3 q6 ^- R, u- r
2 x y+ }; I5 ]7 ^- D, c
1 t& U( G7 A5 L! S2 h1 T9 t5 y9 H
9 D% J9 a1 r2 f9 I
( }3 ~5 O% z" @
% ~9 O) x& {/ N) i" N
4 N/ g4 }4 Z- X①驱动轴-传动轴Ⅰ:m=2mm A=66mm 12 L' f: ~% _* w5 s! s+ Z" n1 P
圆整后均取22
6 k; z8 w7 Q" ]' pd驱=66mm dⅠ=66mm
, z* ~, y$ B5 v0 L7 I' e- E$ z& L. k* i ) E$ T. _$ {6 D: T7 c1 w3 M
②传动轴Ⅰ-主轴3:m=3mm A=92.18.mm 1.25
* S- [( o7 O! t1 {+ @; X# O
g* c/ i: x- ^% {% O: ~2 adⅠ3=102mm d3=81mm
9 n; h: q4 g# J0 L( k1 \
5 M7 y: X( g, q- v- P 主轴4、5、6均与主轴3相同,由传动轴Ⅰ带动。% _% G; l, U% L
③传动轴Ⅱ-主轴1:m=3mm A=61.94mm 1.253 o0 ^. o; L0 Q: T
取18 取23) c( _4 _+ d7 x' Q: Z/ u# J9 x
dⅡ=54mm d1=69mm' {0 T0 V l* N; A
: p3 _4 T3 R' e- z R% o8 | 主轴2和主轴1相同,由传动轴Ⅱ带动。* C9 l( a2 B% o2 e# N4 R' w
④传动轴Ⅳ-传动轴Ⅱ:m=3mm A=91.36mm 1.74, Q j0 B% I) K) ]* d
, l6 D: E! ]5 p7 d) {: w8 t. }
5 i7 L4 T# W4 W0 @/ A j
; E' N8 n9 M; x4 u. `5 y ⑤传动轴Ⅰ-传动轴Ⅳ:m=3mm A=91.36mm 1/1.747 K6 C& f- o6 i1 P5 Q2 R& ^7 P
5 [; Z k8 r) \' \
# F2 U% ]- N9 ^
4 H. w6 D$ ^/ g0 L; f6 b ⑥传动轴Ⅲ-主轴7:m=3mm A=71.88mm 1.25
* }1 h H5 w( z
: n8 G+ V* s4 Q9 i! H6 [: s$ `9 [
6 J3 G7 ^* m7 ~3 E+ M/ A% I 主轴8、9和主轴7相同,由传动轴Ⅲ带动。
% s/ U* Y& ^9 m3 Z6 N 8 v' f2 ~, t$ x/ ^' w
⑦传动轴Ⅴ-传动轴Ⅲ:m=3mm A=89.69mm 1.19
: K# x( v$ j! b, Z4 m% n7 ^ 7 L" c6 M+ {2 I: L8 U8 ^6 u! q1 M
: T' b: c% Q. w8 S $ q' R+ V2 z/ G- \9 {0 q# i& d
⑧传动轴Ⅰ-传动轴Ⅴ:m=3mm A=89.69mm 1/1.198 U5 _% k- `; q. N0 k+ Z0 F
* m/ Q6 _3 c( v3 Q! i5 ? g" j , B$ L/ e0 g5 Q; n: `3 _& y
& m7 Q0 M/ R3 k, C# n9 C⑨驱动轴-手柄轴:m=3mm A=66mm 1/ X9 M6 d1 E' w$ Z5 V
- k( j: F. f4 {; O 6 [' k7 h6 g9 x. T+ h& e5 n8 M
* Y+ K* [( l( ~
⑩传动轴Ⅵ-油泵轴:m=2mm A=70mm 2.099 p+ ~' B- J/ T6 H* M
4 O6 p1 l: S/ x$ {( g
1 ?2 v$ W8 ~9 Q$ e3 z( Q 6 B! h) {1 x/ G
○11手柄轴-传动轴Ⅵ:m=2mm A=70mm 1/2.09& A' u% L8 ]6 \2 S
. n. l% G6 S4 f% I+ F
& E9 k- L7 U: B9 ?
j" L; T+ y U$ Y. \8 e4 J. a
4) 润滑泵轴和手柄轴的安置 多轴箱常采用叶片油泵润滑,油泵供油至分油器经油管分送至各润滑点。油泵安装在箱体前壁上,泵轴尽量靠近油池。油泵轴的齿轮齿数为24,模数为2mm,转速应当不高与800 。通常油泵齿轮放在第Ⅰ排,以便于维修。当泵体或管接头和传动轴相碰时,可改用埋头传动轴。
+ y5 |1 W3 P0 k4 k% H8 U多轴箱一般设手柄轴,用于对刀、调整或装配检修时检查主轴精度。手柄轴转速尽量高些,其周围应有较大孔间。, J- a; M1 K2 K7 `' a. e9 d
6 l) W8 p$ l! v9 F
图5-4.手柄轴和油泵轴的位置8 Z+ F* n* ?& H- K
4. 九孔钻削多轴箱坐标检查图. o1 ^ I0 o1 N8 i/ m* x% z
驱动轴,主轴坐标值表(mm)
' W, V) Z, G4 V/ D3 F; P表5-2.主轴坐标值表
R/ [0 t8 [/ Y3 S8 d坐标 销O 驱动轴 主轴1 主轴2 主轴3 主轴4$ [# S, Z% q1 n! @5 C* Y9 |7 m4 @
X 0.000 265.000 38.700 38.700 217.500 312.500
5 a I/ o* K9 v$ M! M% `Y 0.000 200.500 235.300 147.700 121.500 121.500
7 e7 ]: H [9 J; c主轴5 主轴6 主轴7 主轴8 主轴9 传动轴Ⅰ 传动轴Ⅱ
7 F% Z( D+ ]( ?; |$ W9 d- c312.500 217.500 466.500 513.900 488.070 265.000 82.500
. I# V, v. H# U8 \; x8 [1 G* K- {279.500 279.500 251.710 191.500 128.460 200.500 191.500( q% K; h" S, m
传动轴Ⅲ 传动轴Ⅳ 传动轴Ⅴ 传动轴Ⅵ 手柄轴 油泵轴 ' V: i# N+ h& I- y! K
442.410 173.750 353.710 195.660 265.000 132.500 2 V' D0 g1 y9 M9 d# d& x' _3 @5 v
183.980 196.000 192.240 59.260 68.720 89.430
# y4 X9 i. b" l, A" g5 q5 e九孔钻削多轴箱坐标检查图:, N9 T5 j6 B9 v( F4 s6 ]1 F: `. \
3 X) S- [- q5 H6 ?图5-5.多轴箱坐标检查图
$ ^/ _4 @. |5 g, I5. 绘制多轴箱总图
$ a+ D# h$ Y$ i; }9 V通用多轴箱总图设计包括绘制主视图、展开图,明细表,制订技术条件等。 |
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