河南工业职业技术学院毕业设计
表6-1主轴外伸尺寸及切削用量
轴号 主轴外伸尺寸 切 削 用 量 （mm） D/d 1 2 3 30/20 30/20 32/25 L 115 115 115 工序内n(r/min) v(m/min) f(mm/r) 容 钻φ5.2732 孔 钻φ5.2732 孔 钻φ5.2732 孔 注：1、被加工零件编号及名称：ZFA211-3600-7箱体结合件，。材料及硬度，铸铁，200HBS
2、动力部件1TD25-A，1HY-25，N=2.2KW，n=1420
13 0.1 13 0.1 13 0.1 备注
图6-2 多轴箱设计原始数据图
6.2.6 主轴、齿轮的确定及动力运算 （1）主轴型式和直径
31
河南工业职业技术学院毕业设计
主轴的型式和直径，主要取决与工艺方法、刀具主轴联接机构、刀具的进给抗力和切削转矩。如钻孔时常采用滚珠轴承主轴；扩、镗、铰孔等工序工序常采用滚锥轴承主轴；主轴间距较小时常选用滚针轴承主轴。设计时，尽可能不选用15mm直径的主轴和滚针主轴，因为滚针轴承精度低、结构刚度及装配工艺性都较差，既不便于制造又不便于维修。
首先，根据切削用量，查《机床夹具手册》P34表1-2-7由计算公式计算扭矩：
M?0.21?D2?S0.8?Kp
D——钻头直径 S——每转进给量
已知 D=5.2mm S=0.1mm/r 得 M=900N.mm
从表5-10可选择轴径d=12mm，由《组合机床设计简明手册》P56表4-1选取主轴直径d=20mm满足设计要求。 （2）多轴箱所需动力计算
多轴箱的动力计算包括多轴箱所需要的功率和进给力两项。 传动系统确定之后，多轴箱所需要的功率按下列公式计算： P多箱?PP?失P??切削?空i?1n切削P??i?1n空P??失 Pi?1n 式中 P切削——切削功率，单位为KW P空 ——空转功率，单位为KW
P失 ——与负荷成正比的功率损失，单位为KW
每根主轴的切削功率，由选定的切削用量按公式计算或查图表获得；每根主轴的空转功率按《组合机床设计简明手册》P62表4-6确定；每根主轴上的功率损失，一般取所传递功率的1%。
根据《机床夹具设计手册》功率计算公式得
主轴切削功率： P切?Mv
3060DM——扭矩 V——切削速度 D——钻头直径
则有 P切1?90?21?0.11K8W
306?05.2 P8切?3P切1?3?0.11?
32
0.K3W5 6河南工业职业技术学院毕业设计
空转功率：
由于主轴直径为20mm、25mm，根据《组合机床设计简明手册》P62表4-6： 转速： n=630r/min ,轴径为20mm时：PP空=0.046KW;轴径为25mm时：空=0.073KW n=1000r/min, 轴径为20mm时：PKW；轴径为25mm时：空=0.074PKW 空=0.116而主轴转速为n=732r/min，根据插值法： P空= P空=732-630?(0.07?4100?0732732-630?(0.11?6100?07320.0?46)0.0?73)?0.04K6W 0.057?0.07K3W 0.089因此： P 2?72+0.089=0.空z=0.05功率损失：
每根轴上的功率损失，一般可取所传递功率的1% 因此： P）?356失=（0.203+0. P多箱?PP?失P??切削?空i?1n 01%=0.切削P??i?1n空P??失=0.203+0.356+0.006=0.565KW Pi?1n多轴箱所需的进给力F多箱可按下式计算： F多箱=?Fi
i=1n式中 Fi——各主轴所需的轴向切削力，单位为N
8 F?419?D?S0.?Kp
D——钻头直径 S——每转进给量 Kp——修正系数
1900.6)=1 已知 D=5.2mm S=0.1mm/r Kp=(190F=345.3N
F多箱=?Fi?3?345.3?1036N
i=1n6.2.7 多轴箱传动设计
多轴箱传动设计，是根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，把驱动轴和主轴联系起来，使各主轴获得预定的转速和转向。 1、对多轴箱传动系统的一般要求
（1）在保证主轴的强度、刚度、转速和转向的条件下，力求传动轴和齿轮规格、
33
河南工业职业技术学院毕业设计
数量为最少。为此，应尽量用一根中间传动轴带动多根主轴，并将齿轮布置在同一排上。
（2）尽量不用主轴带动主轴的方案，以免增加主轴负荷。遇到主轴较密时，布置齿轮的空间受到限制或主轴负荷较小、加工精度要求不高，也可用一根强度较高的主轴带动1-2根主轴的传动方案。
（3）为使结构紧凑，多轴箱内齿轮副的传动比一般要大于1/2，后盖内齿轮齿轮传动比允许至1/3，尽量避免用升速传动。当驱动轴转速较低时，允许先升速然后再降一些。
（4）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。 2、拟定多轴箱传动的基本方法
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主轴，也宜设置中间传动轴；然后根据已经选定的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。 （1）主轴分布类型
图 6-3 主轴分布示意图 单组圆周分布，但各轴心间距较小。
（2）根据此种类型设计出三种传动联系方案：
34
河南工业职业技术学院毕业设计
图6-4 设计方案图
第一种传动设计方案分析：
第一种传动设计方案十分符合主轴箱设计的各项原则：
a. 传动轴、齿轮数最少，用一根传动轴带动多根主轴 b. 主轴齿轮规格相同。
从理论上来说是一种经济有效的传动方案。但在进一步设计时发现该传动方案有以下缺陷：主轴直径d=20mm中心传动轴轴线与最下轴轴心线距离为32.5mm若两轴真的实现传动，两轴所配套轴承的外径尺寸D=47mm，然而，为使两轴承间安装不
35