减速箱体侧面钻孔组合机床设计加工8 X M8孔的卧式双面(5)

2019-03-27 18:19

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传动复杂时取小值,反之取大值。

本次设计中取η=0.87,所以P主=P切/η= 1.88kw

根据上面的计算得到多轴箱功率选择电动机和动力箱。查表得选择动力箱型号为TD20B型,电动机功率为2.2kw,电动机转速为1420转每分,驱动轴转速为785转每分,驱动轴直径为30mm,驱动轴外伸长为45mm,驱动轴高度为100mm,动力箱名义尺寸为250mm,长度尺寸为320mm,高度为325mm,宽度为320mm,电动机型号为Y100L1—4。

5.5 主轴分布类型

组合机床加工的零件是多种多样的,结构也各不相同,但零件上孔的分布大体可归纳为几种类型。所以,多轴箱中主轴的分布也可分为下列几种类: (1) 圆分布 (2) 直线分布 (3) 任意分布

在设计中尽可能使之形成同心圆分布,用同一根中间传动轴带多根主轴。

5.6 传动系统的设计与计算

多轴箱的传动系统设计,就是通过一定的传动链把动力箱输出轴(亦称多轴箱驱动轴)传进来的动力和转速按要求分配到各主轴。传动系统设计的好坏,将直接影响多轴箱的质量、通用化强度、设计和制造工作量的大小以及成本的高低。

设计传动系统,应在保证主轴强度、刚度、转速和转向的前提下,力求使主要传动件(主轴、传动轴、齿轮等)的规格少,数量少,体积小;因此,在设计传动系统时,要注意下面几点:

(1) 尽量用一根中间传动轴带动多根主轴。当齿轮啮合中心距不符合标准时,可用变位齿轮或略变传动比的方法解决,

(2) 一般情况下,尽量不采用主轴带动主轴的方案,因为这会增加主动主轴的负荷。如遇到主轴分布密集而切削负荷又不大时,为了减少中间轴,也可用一根主轴带动1-2根或更多主轴的传动方案。

(3) 为使结构紧凑,多轴箱体内的齿轮传动副的最佳传动比为1~1.5,在多轴箱后盖内的第四排(或第五排)齿轮,根据需要,其传动比可以大一些,但一般不超过

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3~3.5。

(4) 根据转速与转矩成反比的道理,一般情况下如驱动轴转速较高时,可采用逐步降速齿轮;如驱动轴转速较低时,可使速度升高一点再降速;这样可使传动链前面几根轴、齿轮等在高转速下工作,结构可小些。组合机床多轴箱的传动和结构与普通机床差异较大,其一是由于传动链较短,难分前后;另外,经常是以中间传动轴带多根主轴。所以,合理安排结构往往成为设计的主要矛盾。如为了使主轴上的齿轮不过大,最后一级经常使用伸速传动。

(5) 粗加工切削力大,主轴上的齿轮应尽量安排靠近前支承,以减少主轴的扭转变形。

(6) 齿轮排数可这样安排:不同轴上齿轮不相碰,可放在箱体内同一排上;不同轴上齿轮与轴或轴套不相碰,可放在箱体内不同排上;齿轮与轴相碰,可放在后盖内。

根据已知条件,驱动轴转速n驱=785r/min,所以i总=0.553,下面举例说明计算过程:

i1=0.87,取m=2.5和2,选小齿轮齿数z1=33 所以z2=z1/i1=38

根据分度圆直径计算公式:d=mz 所以d1=82.5mm,d2=95mm

根据中心距公式a=m(z1+z2)/2(mm) 式(5.4) 又已知

i2=0.66,所以同理,z3=47,d3=94mm,z4=31,d4=62mm,中心距

a1=88.75mm,a2=78mm,a3=83mm,a4=68.75mm,a5=46mm

由于布局,传动比稍做适当调整,Φ9两孔的传动比i1=0.57,另外两孔的传动比 i2=0.745,Φ9四个孔的传动比i3=0.717

齿轮排布图如图5.1所示:

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(a) 主视图 (b)内部结构图 图5.1 齿轮排布图

5.7 多轴箱轮廓尺寸及相关系数

动力部件的选择确定了多轴箱外形轮廓尺寸为320×250mm,根据动力箱输出轴高度为100mm,故多轴箱主轴高度为100mm,又根据工件定位的设计结果,工件定位中心到滑台距离为100mm。

5.8 强度校核

本次设计的强度校核主要包括轴的校核和齿轮的校核。

(1) 轴的校核:钻孔主轴的扭矩为1.57N.m和1.98N.m查表得直径15mm和20mm的轴能承受以上扭矩,所以能保证安全。主轴承受的扭矩为14.2N.m,在钻孔主轴校核安全的前提下,因为其他轴的直径也为20 mm,所以也能保证安全。

(2) 齿轮的校核:根据《机械设计》中的齿轮强度校核的方法来计算。在钻孔加工中,最大扭矩产生在钻孔主轴上的齿轮和与之相啮合的齿轮之间。

σh=ZEZHZεZβ(2KT1/bd12)1/2(μ±1/μ)≤[σ]H Mpa 式(5.5) μ=Z1/Z2=33/38=0.87 式(5.6) 对于铸铁和铸铁齿轮的啮合,取弹性系数ZE=189.9Mpa,查表得断面重合度系数ε

a1=0.809,ε

a2=0.7685,对于压力角为20度的直齿轮,εb=0。故εa=ε

a1+ε

a2=1.578重

合度Zε=1.061,ZH=2.5。

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又K=KAKVKαKβ 式(5.7) 其中KA=1.0;KV=1.05;Kα=1.2;Kβ=1.1。则K=1.386。根据上面σh的公式得:σ

h=803.88Mpa

接触疲劳许用应力[σ]H=σ

hLimnZ/SH 式(5.8)

循环次数NH=60ηh,齿轮的转速为135转/分。同侧齿面啮合次数r=2,齿轮总工作时间th=4600小时。Nh=6.8448×107次,ZH=1.1。又已知接触疲劳强度极限σ

hLim=120Mpa,

接触强度最小安全系数SH=1.25。得[σ]H=1071Mpa,而σh=803.88Mpa,所以σh<[σ]H,故齿轮安全。

因为所选校核的齿轮是负荷最大的,所以可只同种材料的其他齿轮也安全。

6 组合机床自动线简介

为了进一步改善工作条件、提高生产率、减少占地面积、减少操作工人数量、保证产品质量,将几台实现了自动化的组合机床和辅助装置用自动传送装置联系起来,统一控制,按规定的程序和预定的节拍自动完成某个工件的部分或全部工艺过程,加工出符合要求的工件,称为自动生产线,简称自动线。

6.1 组合机床自动线常用的分类方法如下: 6.1.1 按加工对象分类

(1) 转体零件加工自动线 用于加工轴、盘、环、套、筒、轮等件。 (2) 箱体和壳体零件加工自动线 用于加工箱体类零件和短圆柱体零件。 (3) 杂加加工自动线 用于加工阀体、支架、连杆、拔叉等零件。

6.1.2 按工件输送方式分类

(1) 直接输送的自动线 这种自动线,工件由输送带直接带动,一次输送到各共位,输送带基面就是工件上的某一表面。可分通过式和非通过式两种。

(2) 带随行夹具的自动线 这种自动线是将工件安装在随行夹具上,由输送带将随行夹具依次传送到各共位,随行夹具的返回方式有水平返回、上方返回和返回三种。 (3) 悬挂输送和托盘输送的自动线 悬挂输送装置设在机床上方,一般用机械手

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工件从一个工位送到下一个工位的夹具上,然后托盘再返回原位。

把工件从一个工位送到下一个工位。托盘输送装置固定在输送带上,托盘随输送带将

6.1.3 按自动线中有无贮料装置分类

(1) 刚性连接的自动线 这类自动线设有贮料装置,被加工零件由输送装置强制性的从一个工位移送到下一个工位。

(2) 柔性连接的自动线 这类自动线中没有贮料装置。

6.2 组合机床及其自动线调整与维护的重要意义

组合机床是一种高效率的专用机床,在生产线上对工件进行大量的切削加工,如果由于组合机床发生故障而产品质量下降,很难用其它通用设备来代替加工,这样的组合机床一出故障就会直接影响生产任务的完成。因此,平日就应该加强对组合机床的调整与维护。

随着我国现代化建设的发展,机械工业技术改造的推进,组合机床及其自动线的使用将有较大幅度的增长,并将不断扩大其使用范围。因此,提高使用组合机床及其自动线单位对组合机床的调整,维护和维修知识及水平已是一个急待解决的任务。


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