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鏜削動力頭及其組件設計
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摘 要
主軸及其主軸組件，是組合機床的核心部件，是組合機床進行加工的執行者，在組合機床的發展過程中占有相當重要的地位。一臺組合機床的加工精度主要取決于動力頭及其主軸組件的精度。現在，很多動力頭基本上已經標準化，這為機床的制造，改裝帶來了很大的方便，但為了提高精度，工作效率，還需要設計出更專用化的動力頭部件。
本次設計的鏜削動力頭主要是用于鏜削加工VF-6／7型空壓機上減荷閥體Φ 的孔。在設計動力頭的過程中，主要是依據鏜削加工該零件時所需要的切削用量，進行總體方案、傳動裝置、主軸及其組件設計。最后通過校核計算，驗算所設計動力頭的合理性。
該設計的鏜削動力頭結構簡單，工作可靠，可適用于加工Φ40—Φ200 mm孔，加工精度較高，與通用動力頭相比，結構簡單、緊湊，可以更好的發揮動力裝置的能力，大大提高勞動生產率和加工精度。
關鍵詞：組合機床；動力頭；鏜削加工。
ABSTACT
The main axle and its the main axle module, is the aggregatemachine-tool core part, is performer which the aggregate machine-toolcarries on the processing, holds the quite important status in theaggregate machine-tool developing process. A aggregate machine-toolprocessing precision mainly is decided by the power head and its themain axle module precision. Now, very many power heads basically already standardize, this for theengine bed manufacture, the reequipment has brought very bigconvenient, but in order to increase the precision, the workingefficiency, needed to design the special-purposer power head part.
The design of Boring is the main driving force for the first Boring VF-6/7 air compressor on a valve Φ by the hole. In the first design, dynamic process, which is mainly Boring processing required when cutting consumption, power sources, power transmission, Spindle assembly design. Finally, checking, checking dynamic design of the first reasonable
The first Boring power structure simple and reliable and can be applied to the processing of Φ40-200 mm hole, high precision machining, and General Dynamics compared to the first, simple and compact structure, we can better play the power plant capacity greatly improve labor productivity and accuracy.
Keywords : portfolio machine; Dynamic head; Boring
目 錄
中文摘要 ……………………………………………………………………………… Ⅰ
英文摘要 ……………………………………………………………………………… Ⅱ
第一章 緒論 ………………………………………………………………………… 1
第二章 動力頭參數計算 …………………………………………………………… 2
2.1零件分析 ………………………………………………………………………… 2
2.2確定加工刀具材料 ………………………………………………………………………… 2
2.3確定鏜削時主軸最佳轉速 ………………………………………………………………… 2
2.4運動參數 …………………………………………………………………………………… 3
2.4.1主運動速度范圍 ……………………………………………………………………… 3
2.4.2確定傳動級數 …………………………………………………………………………… 3
2.4.3確定主軸的標準轉速 …………………………………………………………………… 3
2.5電動機的選擇 ……………………………………………………………………………… 4
2.5.1計算電動機功率及各軸上的傳遞功率 ………………………………………………… 4
2.5.2選擇電動機的型號 ……………………………………………………………………… 5
2.6作轉速圖 ……………………………………………………………………………………… 5
2.7動力頭結構簡圖 ……………………………………………………………………………… 6
第三章 主軸設計 …………………………………………………………………… 7
3.1主軸材料的選擇 ……………………………………………………………………………… 7
3.2主軸軸承的選用 ……………………………………………………………………………… 7
3.3主軸熱處理 …………………………………………………………………………………… 8
3.4確定主軸結構 ………………………………………………………………………………… 8
3.5主軸結構參數 ………………………………………………………………………………… 9
3.5.1確定主軸最小直徑 ……………………………………………………………………… 9
3.5.2確定主軸前軸頸 ………………………………………………………………………… 9
3.5.3確定主軸后軸頸 ………………………………………………………………………… 10
3.5.4確定主軸內孔 …………………………………………………………………………… 10
3.5.5主軸前端尺寸的確定 …………………………………………………………………… 10
3.5.6主軸各具體尺寸的確定 ………………………………………………………………… 10
第四章 齒輪設計 ……………………………………………………………………… 12
4.1計算傳動比 …………………………………………………………………………………… 12
4.2確定齒輪參數 ……………………………………………………………………………… 12
4.2.1確定齒輪的齒數 ……………………………………………………………………… 12
4.2.2計算齒輪的寬度 ……………………………………………………………………… 12
4.2.3計算齒輪的模數 ……………………………………………………………………… 13
4.2.4分度圓直徑 …………………………………………………………………………… 14
4.3齒輪和主軸的聯接 ………………………………………………………………………… 14
第五章 軸上零件設計 ……………………………………………………………… 15
5.1軸承的選取 ………………………………………………………………………………… 15
5.1.1前支承選取 …………………………………………………………………………… 15
5.1.2后支承選取 …………………………………………………………………………… 15
5.1.3主軸軸承精度的選擇 ………………………………………………………………… 15
5.2定位元件設計 ……………………………………………………………………………… 15
5.2.1定位環 ………………………………………………………………………………… 16
5.2.2壓塊鎖緊螺母 ………………………………………………………………………… 16
5.2.3套筒 …………………………………………………………………………………… 16
5.2.4軸有彈性擋圈 ………………………………………………………………………… 16
第六章 主軸組件的檢驗校核 ……………………………………………………… 18
6.1鏜削切削力 ………………………………………………………………………………… 18
6.2主軸的校核 ………………………………………………………………………………… 19
6.2.1主軸剛度的驗算 ……………………………………………………………………… 19
6.2.2主軸強度的驗算 ……………………………………………………………………… 21
6.3滾動軸承額定壽命 ………………………………………………………………………… 21
6.4主軸齒輪的校核 …………………………………………………………………………… 22
6.4.1按接觸疲勞強度校核 ………………………………………………………………… 25
6.4.2按齒根彎曲疲勞強度校核 …………………………………………………………… 25
第七章 主軸箱總體設計 …………………………………………………………… 28
7.1箱體設計 …………………………………………………………………………………… 28
7.2密封裝置設計 ……………………………………………………………………………… 28
7.3潤滑設計 …………………………………………………………………………………… 29
第八章 設計總結 …………………………………………………………………… 30
參考文獻 ……………………………………………………………………………… 31
致謝 …………………………………………………………………………………… 32
第一章 緒 論
進入20世紀以來,機器是人類進行生產以減輕體力勞動和提高勞動生產率的主要工具，使用機器進行生產的水平是衡量一個國家的技術水平和現代化程度的重要標志。機械制造在國民經濟中占有重要地位，是一個國家或地區發展的重要支柱。組合機床具有低成本和高效率的優點，在大批、大量生產中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產線，已逐漸在金屬切削機床中顯現出它獨有的特色，贏得很多機械制造工廠的青睞。而主軸及其組件則是組合機床的重要執行部件，它對加工的精度有很大的影響，盡管現在動力頭很多都被標準化，但針對某些特定的零件，設計專用的動力頭，以更好的提高加工精度和工作效率，降低生產成本，仍然有其必要性。
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