雙軸臥式銑床及夾具設(shè)計(jì)【含11張CAD圖紙】,含11張CAD圖紙,臥式,銑床,夾具,設(shè)計(jì),11,CAD,圖紙
雙軸臥式銑床及夾具設(shè)計(jì)
摘要
本設(shè)計(jì)為雙軸臥式銑床及夾具設(shè)計(jì)。由于此設(shè)計(jì)需要根據(jù)工廠的具體情況（條件），自行設(shè)計(jì)，制造，能供本廠生產(chǎn)使用的簡單的機(jī)床，所以本設(shè)計(jì)是按照工廠生產(chǎn)需要，進(jìn)行有針對性的設(shè)計(jì)制造。
在設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)，可以利用方案有很多種，但是大部分傳動(dòng)方案由于傳動(dòng)比和結(jié)構(gòu)方面的原因不能使用，只有采用蝸桿—圓錐齒輪減速器。傳動(dòng)比的分配本著機(jī)體結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕的原則來確定，傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量選用既能滿足要求有是價(jià)格低廉的材料。根據(jù)臥式銑床的特點(diǎn)主要使用了兩級(jí)傳動(dòng)裝置，第一級(jí)使用了蝸桿減速器，第二級(jí)采用了圓錐齒輪減速器，并且這兩級(jí)減速器分別獨(dú)立，各為一體。主要是考慮其以后的改裝方便和經(jīng)濟(jì)性易維護(hù)等方面，例如：蝸桿減速器為多用途設(shè)計(jì)，在本設(shè)計(jì)中為下置式，若需要上置式則能很快捷方便的進(jìn)行改裝。
本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)部分為多功能蝸桿減速器的設(shè)計(jì)，它能改成蝸桿上置式工作，也能改成蝸桿下置式進(jìn)行工作。可利用有限的物力和財(cái)力對機(jī)床做多功能的改造。
關(guān)鍵詞 雙軸臥式銑床 減速裝置 傳動(dòng)
Abstract
This design for simple horizontal milling machine transmission device design. As a result of this design needs according to the factory special details (condition), independently to design, the manufacture, can supply this factory production use the simple engine bed, therefore this design defers to the plant production need, carries on has the pointed design manufacture.
Discovered in the design process that, may have very many kinds using the plan, but majority of transmissions plan because the velocity ratio and the structure aspect reason cannot use, only then uses the worm bearing adjuster bevel gear reduction gear. The velocity ratio assignment in line with the body structure simple, the volume is small, the weight light principle determined that, the transmission components design should select as far as possible already can answer the purpose has is the price inexpensive material. Has mainly used two levels of transmission devices according to the horizontal milling machine characteristic, the first level has used the worm reducer, the second level has used the bevel gear reduction gear, and these two levels of reduction gears distinction is independent, each is a body. Mainly is considered its later the reequipment convenience and the efficiency will be easy to maintain and so on the aspect, for example: The worm reducer is the multipurpose design, in this design for down-alex, if needs on to set at the type then can very quick Czechoslovakia facilitate carries on the reequipment.
This design key point and the difficulty partially for the multi-purpose worm reducer design, it can alter to on the worm bearing adjuster to set at the type work, also can alter to the worm bearing adjuster down-alex to carry on the work. May use the limited physical resource and the financial resource makes the multi-purpose transformation to the engine bed.
Keyword: Simple engine-bed decelerating device transmission
目錄
雙軸臥式銑床傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 1
1 . 雙軸臥式銑床的傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 5
1.1前言 5
2．傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 7
2.1銑床的認(rèn)識(shí) 7
2.2?銑床的傳動(dòng)方式 7
3.選擇電動(dòng)機(jī) 9
3.1 原始參數(shù) 9
3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 9
4.傳動(dòng)方案的選擇： 10
4.1 計(jì)算總傳動(dòng)比 10
4.2 選擇傳動(dòng)形式 10
4.3傳動(dòng)方案的選擇 11
4.3.1 方案一： 11
4.3.2 方案二： 12
4.3.3 方案三： 13
4.3.4 方案四： 14
4.4方案綜合考慮并選用 15
5.根據(jù)傳動(dòng)方案計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù) 16
5.1傳動(dòng)比的分配 16
5.2蝸桿,蝸輪傳動(dòng)計(jì)算(<機(jī)械設(shè)計(jì)手冊>機(jī)械工業(yè)出版社) 16
5.2.1 選擇材料 16
5.2.2選擇蝸桿蝸輪的齒數(shù) 17
5.2.3確定許用應(yīng)力 17
5.2.4按接觸強(qiáng)度計(jì)算； 17
5.2.5求蝸輪的圓周速度，并校核效率，實(shí)際傳動(dòng)比： 18
5.2.6校核蝸輪齒面的接觸強(qiáng)度 19
5.2.7蝸輪齒根強(qiáng)度校核 19
5.2.8計(jì)算幾何尺寸 20
5.2.9蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 21
5.2.10各軸段軸向長度的確定 22
5.2.11按許用彎曲應(yīng)力校核軸 22
5.2.12蝸桿，蝸輪簡圖 24
5.3蝸桿減速器軸承的選用 25
5.3.1蝸桿軸軸承的選用 25
5.3.2蝸輪軸軸承的選用 27
5.4 錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)：（過程見《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》第三版） 28
5.4.1初步設(shè)計(jì)： 28
5.4.2．幾何計(jì)算。（按表14-4進(jìn)行計(jì)算。） 29
5.4.3 接觸疲勞強(qiáng)度校核 30
5.4.5計(jì)算接觸應(yīng)力 31
5.4.6錐齒輪的軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32
5.4.7按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的直徑 33
5.4.8 軸承的選用 34
6.減速器箱體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì) 36
6.1箱體的結(jié)構(gòu) 36
6.2箱體的設(shè)計(jì) 36
6.3箱體的附件設(shè)計(jì) 36
6.3.1觀察孔和觀察孔蓋 37
6.3.2通氣孔 37
6.3.3油面指示器 37
6.3.4軸承端蓋和密封裝置 37
7. 鍵的選用 38
7.1蝸桿減速器鍵的校核 38
7.2 圓錐齒輪減速器的鍵的選用 39
8 聯(lián)軸器的選擇 39
8.1高速軸輸入端聯(lián)軸器的選擇 39
8.2減速器之間的聯(lián)軸器 39
9.夾具設(shè)計(jì) 40
結(jié)論： 42
致謝 42
參考文獻(xiàn) 43
1 . 雙軸臥式銑床的傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)
1.1前言
隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，在新經(jīng)濟(jì)的逼迫下我國的制造業(yè)獲得了很大的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，新設(shè)備，新技能的折舊速度也不斷加快。隨著機(jī)床技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)床加工在制造業(yè)中的重要地位是不可動(dòng)搖的，但有了新的設(shè)備，舊的設(shè)備如何解決呢？只有對這種舊的設(shè)備進(jìn)行改革，創(chuàng)新，進(jìn)行升級(jí)改造。
金屬切削機(jī)床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器，它是制造機(jī)器的機(jī)器。金屬切削機(jī)床是加工機(jī)器零件的主要設(shè)備，它所擔(dān)負(fù)的工作量約占機(jī)器總制造工作的40%---60%。機(jī)床的技術(shù)水平直接影響機(jī)械制造行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。
20世紀(jì)以來，齒輪變速箱的出現(xiàn)，使機(jī)床的結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生了根本性的變化，隨著電氣，液壓等科學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)并在機(jī)床上得到普遍應(yīng)用，使機(jī)床技術(shù)有了迅速發(fā)展。除了通用機(jī)床外，又出現(xiàn)了許多變型品種和各式各樣的專用機(jī)床，在機(jī)床發(fā)展的這個(gè)階段，機(jī)床的動(dòng)力已有自然力代替了人力，現(xiàn)在人們只需要操縱機(jī)床即可。
自動(dòng)化，精密化，高效化和多樣化成為機(jī)床發(fā)展的特征，用以滿足社會(huì)的各種需要。我國的機(jī)床工業(yè)是在解放后建立起來的，經(jīng)過50多年的發(fā)展，已經(jīng)取得了很大的成就，但與世界先進(jìn)水平相比還有差距。
隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，機(jī)械制造加工和制造業(yè)出現(xiàn)在了各個(gè)地方，利用陳舊的機(jī)床設(shè)備來進(jìn)行改裝，使其重新煥發(fā)青春，會(huì)有很好的前景。
根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，立足已有的舊設(shè)備對它們進(jìn)行技術(shù)改造是很受工廠青睞的。它主要有以下特點(diǎn)：
1． 經(jīng)濟(jì)性好，便于制造。
2． 小型化，不受場地條件的限制。
3． 專用化，提高了工作效率。
4． 便于維護(hù)，減輕了勞動(dòng)力。
5． 運(yùn)輸方便。
本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是：將機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)，機(jī)械傳動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)以及零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，達(dá)到機(jī)械產(chǎn)品的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，解決傳動(dòng)裝置的復(fù)雜工作。
2．傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
2.1銑床的認(rèn)識(shí)
銑床是用銑刀對工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。
??? 最早的銑床是美國人惠特尼于1818年創(chuàng)制的臥式銑床；為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，美國人布朗于1862年創(chuàng)制了第一臺(tái)萬能銑床，這是升降臺(tái)銑床的雛形；1884年前后又出現(xiàn)了龍門銑床；二十世紀(jì)20年代出現(xiàn)了半自動(dòng)銑床，工作臺(tái)利用擋塊可完成“進(jìn)給-決速”或“決速-進(jìn)給”的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。
??? 1950年以后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提高了銑床的自動(dòng)化程度。尤其是70年代以后，微處理機(jī)的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動(dòng)換刀系統(tǒng)在銑床上得到應(yīng)用，擴(kuò)大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率。
??? 銑床種類很多，一般是按布局形式和適用范圍加以區(qū)分，主要的有升降臺(tái)銑床、龍門銑床、單柱銑床和單臂銑床、儀表銑床、工具銑床等。
??? 升降臺(tái)銑床有萬能式、臥式和立式幾種，主要用于加工中小型零件，應(yīng)用最廣；龍門銑床包括龍門銑鏜床、龍門銑刨床和雙柱銑床，均用于加工大型零件；單柱銑床的水平銑頭可沿立柱導(dǎo)軌移動(dòng)，工作臺(tái)作縱向進(jìn)給；單臂銑床的立銑頭可沿懸臂導(dǎo)軌水平移動(dòng)，懸臂也可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整高度。單柱銑床和單臂銑床均用于加工大型零件。
??? 儀表銑床是一種小型的升降臺(tái)銑床，用于加工儀器儀表和其他小型零件；工具銑床主要用于模具和工具制造，配有立銑頭、萬能角度工作臺(tái)和插頭等多種附件，還可進(jìn)行鉆削、鏜削和插削等加工。其他銑床還有鍵槽銑床、凸輪銑床、曲軸銑床、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等，它們都是為加工相應(yīng)的工件而制造的專用銑床。
2.2?銑床的傳動(dòng)方式?
銑床中的傳動(dòng)裝置大部分為減速裝置。如果對其進(jìn)行分析可以知道專用的銑床的減速裝置就是減速器。
減速器是用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立機(jī)械傳動(dòng)部件。由封閉在剛性箱體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)組成，具有固定的傳動(dòng)比，常用來降低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)增大轉(zhuǎn)矩，以適應(yīng)工作需要。在某些場合也用來增大轉(zhuǎn)速，稱為增速器。
由于減速器的結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，使用維護(hù)簡單，并可批量生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用很廣。
工作機(jī)械示意圖
3.選擇電動(dòng)機(jī)
3.1 原始參數(shù)
傳動(dòng)裝置的輸出轉(zhuǎn)矩：；傳動(dòng)裝置的輸出轉(zhuǎn)速：。
3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇
1． 計(jì)算減速機(jī)構(gòu)所需功率
2． 估算電動(dòng)機(jī)額定功率P
電動(dòng)機(jī)所需輸出的功率
3． 選用電動(dòng)機(jī)。
根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)的傳動(dòng)裝置不能過大，應(yīng)該選擇體積小，重量輕的電動(dòng)機(jī) ； 查表12-1選用Y90L-4電動(dòng)機(jī)，其主要參數(shù)如下：
電動(dòng)機(jī)額定功率
1.5KW
電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速
1400r/min
電動(dòng)機(jī)軸伸出端直徑
24mm
電動(dòng)機(jī)伸出端安裝長度
50mm
重量
27Kg
4.傳動(dòng)方案的選擇：
4.1 計(jì)算總傳動(dòng)比
根據(jù)前面文中所選的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以確定出總傳動(dòng)比：
4.2 選擇傳動(dòng)形式
一般來說，傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)要求是：傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)效率高，不同類型機(jī)構(gòu)在傳動(dòng)鏈中的位置順序安排合理。選擇傳動(dòng)型式的基本原則如下：
1．簡化傳動(dòng)環(huán)節(jié)
在保證實(shí)現(xiàn)機(jī)器的預(yù)期功能的條件下，傳動(dòng)環(huán)節(jié)應(yīng)盡量簡短。傳動(dòng)鏈越短，使用的機(jī)構(gòu)和零件數(shù)就越少。同時(shí)減少了能量損耗，機(jī)器的效率也就提高了，有利于提高機(jī)器的傳動(dòng)精度和可靠性。
2．提高傳動(dòng)效率
3．合理安排傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的順序
4．合理的傳動(dòng)比
合理分配傳動(dòng)比，是傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題。它將直接影響到傳動(dòng)系統(tǒng)的外廓尺寸，重量，潤滑及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的中心距等很多方面。
傳動(dòng)比的具體分配應(yīng)該注意：
a.選取每一級(jí)的傳動(dòng)比時(shí)，其值應(yīng)該在常用的范圍內(nèi)。
b.分配傳動(dòng)比應(yīng)該注意使各傳動(dòng)件的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)合理，避免各零件干涉與安裝不便。
c.當(dāng)一級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比過大時(shí)，應(yīng)分成多級(jí)傳動(dòng)，以減少尺寸并改善傳動(dòng)性能。
4.3傳動(dòng)方案的選擇
題中所給的傳動(dòng)示意圖
4.3.1 方案一：
根據(jù)圖的傳動(dòng)裝置的路線可知：輸入軸和輸出軸相交，電動(dòng)機(jī)要水平輸入，然后由傳動(dòng)裝置垂直輸出到絲桿完成傳動(dòng)工作，由此可知：傳動(dòng)裝置要求有變相機(jī)構(gòu)，且這種機(jī)構(gòu)要求簡單可靠，圓錐齒輪在機(jī)械傳動(dòng)中用于相交兩軸的傳動(dòng)，因此可以選擇方案如下圖，此方案的優(yōu)點(diǎn)是：
a． 結(jié)構(gòu)簡單可靠，傳動(dòng)效率高；
b． 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小；
缺點(diǎn)是：
a． 傳動(dòng)比太小，得不到所需要的70的傳動(dòng)比；
b． 制造安裝精度高；
此方案不行。
4.3.2 方案二：
方案介紹：本方案使用了帶傳動(dòng)和一級(jí)的錐齒輪傳動(dòng)的組合結(jié)構(gòu)，此方案的優(yōu)點(diǎn)是：
a.結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)效率高；
b.能緩和載荷沖擊，有過載保護(hù)作用；
c.運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無噪聲；
d.經(jīng)濟(jì)性好，利于生產(chǎn)，維護(hù)；
e．中心距變化范圍廣；
缺點(diǎn)是：
a.不能保證可以得到允許高傳動(dòng)比的狀態(tài)；
b.有彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，使效率降低和不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；
c.外型尺寸較大。
此方案也不行。
4.3.3 方案三：
由于照顧到工作環(huán)境和體積，選用閉式齒輪傳動(dòng)。
為了能達(dá)到要求的傳動(dòng)比，可以使用兩極圓錐——圓柱齒輪減速器，齒輪可以做成直齒，斜齒或曲線齒，特點(diǎn)是：
*可以用于兩軸垂直相交的傳動(dòng)中，也可以用于兩軸垂直相錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)中。
缺點(diǎn)是：
*制造安裝復(fù)雜，成本較高，僅在傳動(dòng)布置需要時(shí)才采用。
此減速器用于輸入軸與輸出軸相交且傳動(dòng)比大的傳動(dòng)，可以達(dá)到所需的傳動(dòng)模式，但其致命的缺點(diǎn)是傳動(dòng)比最大為40，小于70，因此此方案也不行。
為了達(dá)到要求的傳動(dòng)比可以采用三級(jí)圓柱——圓錐齒輪減速器，這樣就可以得到高傳動(dòng)比和變向模式，但是采用大傳動(dòng)比后，減速器體積變的極為龐大，噪音也很大，潤滑要求高，不利于維護(hù)修理。
4.3.4 方案四：
選擇蝸桿減速器，其傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，但傳動(dòng)效率低，用于中小功率，輸入軸與輸出軸垂直交錯(cuò)的傳動(dòng)，下置式蝸桿減速器潤滑條件較好，應(yīng)優(yōu)先使用由傳動(dòng)裝置路線：水平輸入,垂直輸出,因此可以選擇蝸桿減速器中的立式蝸桿減速器。其傳動(dòng)比最大可得到80，大于70，理論上可行，但手冊推薦值為在i小于63的范圍內(nèi)最合適，因?yàn)閭鲃?dòng)比大后其尺寸龐大，加工時(shí)就很困難，價(jià)格昂貴；綜合上述：傳動(dòng)比太大帶來的后果是蝸輪直徑變大，蝸輪的材料價(jià)格較高，且蝸輪軸為豎直放置，下端的密封要求較高，不利于維護(hù)和工廠的改造，本著改造和合理節(jié)約利用的條件，此方案不用。
4.4方案綜合考慮并選用
由前述的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案可知，對于同一種功能，可選用不同的工作原理來滿足要求，而同一種工作原理，還可選用，創(chuàng)造不同的機(jī)構(gòu)及其組合來實(shí)現(xiàn)。因此，對于要求滿足某種功能的機(jī)械，可能的運(yùn)動(dòng)方案就有多種，故有必要對機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行比較和優(yōu)選。
因?yàn)榭偟膫鲃?dòng)比為70，比較大，考慮其為雙軸臥式銑床，所以要求其重量輕，體積小，易于改造，即：傳動(dòng)比大，體積方便布置?？偨Y(jié)以上幾種方案：將其中的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，可以組成所需要的方案。方案如下：利用蝸桿減速器能很好降速，圓錐齒輪能變向，選用下置式的蝸桿減速器進(jìn)行第一級(jí)的降速，變向傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的水平輸入，經(jīng)過降速，蝸輪軸與輸入軸垂直相交，且在同一水平面上，第二級(jí)用圓錐齒輪變速器并主要起變向的作用，其輸入軸與蝸桿軸用聯(lián)軸器連接，然后使用圓錐齒輪的輸出軸豎直輸出，使其與絲桿離合器相聯(lián)，機(jī)構(gòu)簡圖如下：
5.根據(jù)傳動(dòng)方案計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù)
5.1傳動(dòng)比的分配
根據(jù)上述方案比較，確定兩級(jí)減速裝置的傳動(dòng)比，并且合理進(jìn)行分配。
可以得到
5.2蝸桿,蝸輪傳動(dòng)計(jì)算(<機(jī)械設(shè)計(jì)手冊>機(jī)械工業(yè)出版社)
蝸桿減速器示意圖
5.2.1 選擇材料
考慮到傳動(dòng)功率不大,轉(zhuǎn)速不高,選用ZA蝸桿傳動(dòng),精度等級(jí)為8,GB10089-1988
蝸桿用45#鋼,表面淬火,表面硬度為45~55HRC,
蝸輪輪緣選用ZCuSn10P1金屬模鑄造.
5.2.2選擇蝸桿蝸輪的齒數(shù)
傳動(dòng)比: i=40
參考表16.5-5,取=1,=i=401=40
5.2.3確定許用應(yīng)力
由表16.5-14查得220N/，=70 N/，
按圖16.5-2查得。再查圖16.5-3，采用浸油潤滑，得=0.95。
輪赤應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，
查圖16.5-4得=0.90，=0.74
2200.950.90=188.1，
==700.74=51.8
5.2.4按接觸強(qiáng)度計(jì)算；
載荷系數(shù)取K=1.2
蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩：
=
帶入上式
查表16.5-4，接近于1250，相應(yīng)m=5，
查表16.5-6，按i=40 ，m=5，
其a=125mm，，，
蝸輪分度圓直徑：
導(dǎo)程角
5.2.5求蝸輪的圓周速度，并校核效率，實(shí)際傳動(dòng)比：
蝸輪的圓周速度
滑動(dòng)速度：
求傳動(dòng)的效率，按式（16.5-3）
式中
查表16.5-16查得
取=0.96；=0.98，則
與前面0.72接近
5.2.6校核蝸輪齒面的接觸強(qiáng)度
按表16.5-10，齒面接觸強(qiáng)度驗(yàn)算公式
式中查表16.5-11得=
按表16.5-12取=0.9（間歇工作）；取=1.1，取=1.1；
蝸輪傳遞的實(shí)際轉(zhuǎn)矩
當(dāng)=3.68m/s時(shí)，查圖16.5-3得 ；
所以=。
將上述值代入公式
5.2.7蝸輪齒根強(qiáng)度校核
按表16.5-10，齒根的彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算公式：
式中，按 ，及 ，
查圖16.5-4得，，
5.2.8計(jì)算幾何尺寸
已知：a=125， =1 ， =41 ，，，，，m=5.
.
取
蝸桿齒
5.2.9蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
蝸輪軸的材料用45#鋼
由表19.3-2選取A=118，則得
取軸的最小直徑為d1=40mm.
d1 d2 d3 d4 d5 d6
由軸承表查出軸承的安裝尺寸d3=d6=50mm
齒輪d4=52mm
d2 =45mm
軸肩定位高度d5=57mm
5.2.10各軸段軸向長度的確定
按軸上零件的軸向尺寸及零件的相對位置，查表確定出軸向長度，如圖所示。
5.2.11按許用彎曲應(yīng)力校核軸
1.軸上離的作用點(diǎn)及支點(diǎn)跨距的確定
齒輪對軸的力的作用點(diǎn)按簡化原則應(yīng)在齒輪寬的中點(diǎn)，因此可決定蝸輪的作用點(diǎn)位置。具體尺寸見圖。
2.對軸進(jìn)行受力計(jì)算并校核
求嚙合處的作用力
求出軸承的支反力
求嚙合出的作用力
，，
求出軸承的支反力：
根據(jù)蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，?。?
作出蝸輪軸的受力簡圖，并表示出作用線及其方向，圖2-10
作出蝸輪軸垂直面上的受力簡圖，并求出L、N兩處的支反力見圖2-1
作出蝸輪軸垂直面上的相應(yīng)彎矩圖，;
作出蝸輪軸垂直面上的受力簡圖，并求出L、N兩處的支反力;
作出蝸輪軸水平面上的受力簡圖，;
作出蝸輪軸的合成彎矩圖，;
作出蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩圖，.
危險(xiǎn)截面處當(dāng)量彎矩：
，危險(xiǎn)截面處軸的直徑：，考慮到鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱，故所以該軸的設(shè)計(jì)也合格。
5.2.12蝸桿，蝸輪簡圖
蝸桿簡圖
蝸輪簡圖
5.3蝸桿減速器軸承的選用
5.3.1蝸桿軸軸承的選用
選用圓錐滾子軸承，軸承代號(hào)為30207
1. d=35 D=72 B=17
查表15-24 c=51500N；；（脂潤滑）。
e=0.37
時(shí)，X=0.4，Y=1.6；
時(shí)，X=1，Y=0；
時(shí)，其中=0.9，
時(shí)，
2. 按額定載荷計(jì)算
；；
查表15-12，
由式 ，
，均小于51500N，滿足要求。
5.3.2蝸輪軸軸承的選用
選用圓錐滾子軸承，軸承代號(hào)為30310
1. d=50 D=110 B=27
查表15-24 c=130000N；；（脂潤滑）。
e=0.35
時(shí)，X=0.35，Y=1.7；
時(shí)，X=1，Y=0；
時(shí)，其中=1，
時(shí)，
2. 按額定載荷計(jì)算
；；
查表15-12，
由式 ，
同上，均小于51500N，滿足要求。
5.4 錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)：（過程見《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》第三版）
錐齒輪結(jié)構(gòu)
5.4.1初步設(shè)計(jì)：
小齒輪選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，HB=260，大齒輪用45號(hào)鋼正火，HB=180。
（查表14-23，閉式直齒錐齒輪）。
載荷系數(shù) K=1.5
傳動(dòng)比
估計(jì)時(shí)的齒輪許用接觸應(yīng)力
式中，試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 （查圖12-12），估計(jì)時(shí)的安全系數(shù)
估算結(jié)果
5.4.2．幾何計(jì)算。（按表14-4進(jìn)行計(jì)算。）
齒數(shù) 取，
分錐角
大端模數(shù) 取，
大端分度圓直徑：
外錐距
齒寬系數(shù) 取
齒寬
取b=36.
實(shí)際齒寬系數(shù)
中點(diǎn)平均模數(shù)
頂隙：（GB12369-90）齒制
大端齒頂高 ；；
大端齒根高
全齒高
大端齒頂圓直徑
大端分度圓齒厚
；
當(dāng)量齒數(shù) =31.308
5.4.3 接觸疲勞強(qiáng)度校核
計(jì)算公式
（式14-2）
中點(diǎn)分度圓的切向力
使用系數(shù)（表12-22）
動(dòng)載荷系數(shù)
載荷分布系數(shù)
載荷分配系數(shù)
（按 查表13-26）
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖14-27
彈性系數(shù) （表12-24）
重合度和螺旋角系數(shù)：
5.4.5計(jì)算接觸應(yīng)力
許用接觸應(yīng)力
=1300N/m
=1
=0.985
=1
=1
=1.1
〈1164.09
合適通過
5.4.6錐齒輪的軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
右端軸的設(shè)計(jì)是根據(jù)聯(lián)軸器的選擇而定的直徑為40mm
中間的跨度不能太大，所以直徑為50mm長度在65mm
左端的軸的直徑根據(jù)錐齒輪的具體尺寸可以得到直徑為40mm，長度為60mm
直立軸的結(jié)構(gòu)
根據(jù)軸的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)來確定軸的結(jié)構(gòu)尺寸：
左邊為安裝錐齒輪的軸頭直徑為50mm，長度由錐齒輪的結(jié)構(gòu)確定，為60mm；
軸承部分為52mm,長度由軸承確定L為21；
中間軸肩為64mm,長度為90mm；
5.4.7按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的直徑
根據(jù)前面圓錐齒輪的相關(guān)數(shù)據(jù)
1．做出軸的空間受力簡圖
2．做出垂直面受力圖，彎矩土圖。（圖b）2567N 2553N
3．做出水平面受力圖，彎矩圖。（圖c）
4．合成彎矩圖。
5．做出扭矩圖。（為0.6）
6．校核軸的強(qiáng)度。查得
< ,滿足強(qiáng)度要求。
同上述計(jì)算其它軸的校核也合格。
5.4.8 軸承的選用
圓錐齒輪軸軸承的選用
選用圓錐滾子軸承，軸承代號(hào)為30207
（1） d=35 D=72 B=17
查表15-24 c=51500N；；（脂潤滑）。
e=0.37
時(shí)，X=0.4，Y=1.6；
時(shí)，X=1，Y=0；
時(shí)，其中=0.9，
時(shí)，
（2）按額定載荷計(jì)算
；；
查表15-12，
由式 ，
，均小于51500N，滿足要求。
6.減速器箱體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)
6.1箱體的結(jié)構(gòu)
箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動(dòng)零件的機(jī)座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。本設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況，為了保證減速器的工作性能，加工工藝，材料的消耗及成本等采用了灰鐵鑄造。灰鑄鐵具有鑄造性好，易于切削加工，承壓強(qiáng)度高和件振性好等優(yōu)點(diǎn)。
機(jī)體可以做成整體式或是剖分式，整體式機(jī)體一般用于蝸輪蝸桿減速器中，其加工量少，重量輕。零件少，但是裝配比較麻煩，而大多數(shù)的減數(shù)器都是采用的剖分式箱體，剖分式的剖分面與傳動(dòng)軸線在同一平面內(nèi)，裝配方便。
本設(shè)計(jì)的分為兩部分，為了密封性和其他的裝配關(guān)系采用整體結(jié)構(gòu)。
6.2箱體的設(shè)計(jì)
箱體是減速器中結(jié)構(gòu)和受力最復(fù)雜的零件，目前還沒有完整的理論設(shè)計(jì)方法，因此都是在滿足強(qiáng)度，剛度的前提下，同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便，重量輕等方面要求作經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
具體的尺寸如附圖中的裝配圖的CAD圖紙中。
6.3箱體的附件設(shè)計(jì)
為了保證減速器正常工作，除了對齒輪，軸，軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)給予足夠重視外，還應(yīng)考慮為減速器潤滑油池注油，排油，檢查油面高度及其他附屬零件的設(shè)計(jì)。
6.3.1觀察孔和觀察孔蓋
為了檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況，接觸斑點(diǎn)，側(cè)隙，并向箱體內(nèi)注入潤滑油，應(yīng)在箱體的上部適當(dāng)位置設(shè)置觀察孔。
在本設(shè)計(jì)中的蝸桿減速器部分中，由于蝸桿減速器是多功能式，為了密封安全，所以沒有觀察孔蓋，而是采用了通氣器和排油孔一體的設(shè)計(jì)。
6.3.2通氣孔
減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)工作溫度升高，氣體膨脹，壓力增大。為使箱體內(nèi)受熱膨脹的空氣能自由排出，以保證箱體內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥偷男孤逗拖潴w變形，通常在箱體頂部裝通氣器。
考慮其對環(huán)境的適應(yīng)性，其規(guī)格與尺寸為：
d
D
S
L
l
a
30
25.4
22
28
15
4
6
6.3.3油面指示器
油面指示器應(yīng)設(shè)置在便于觀察且油面較穩(wěn)定的部位。為了保證箱體結(jié)構(gòu)的完整和對箱體的具體要求本設(shè)計(jì)采用了圓形油標(biāo)。具體結(jié)構(gòu)尺寸見裝配圖。
6.3.4軸承端蓋和密封裝置
為了固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋密封。根據(jù)設(shè)計(jì)，采用了凸緣式軸承蓋，利用六角螺釘固定在箱體上。其優(yōu)點(diǎn)是：拆裝，調(diào)整軸承方便，但和嵌入式相比，零件數(shù)目多，尺寸大，外觀不夠平整。
本設(shè)計(jì)的箱體均為整體鑄造式，為了達(dá)到所需的結(jié)構(gòu)和尺寸關(guān)系，采用了凸緣式軸承蓋。
7. 鍵的選用
7.1蝸桿減速器鍵的校核
1．蝸桿軸
a.選用圓頭普通平鍵（A型），鍵的材料用45鋼
安裝聯(lián)軸器處的軸直徑是，，所以選擇鍵：
軸的， 轂的；
b.鍵的強(qiáng)度校核
因?yàn)檩d荷分布均勻，可以知道平鍵的擠壓條件為：；鍵的工作長度：
；
所以鍵的強(qiáng)度為：
；鍵的選擇是安全的。
鍵的標(biāo)記為：鍵845 GB1096-79.
2．蝸輪軸
a.選用圓頭普通平鍵（A型），鍵的材料用45鋼
安裝聯(lián)軸器處的軸直徑是，，所以選擇鍵：
b.鍵的強(qiáng)度校核
因?yàn)檩d荷分布均勻，可以知道平鍵的擠壓條件為：；鍵的工作長度：
；
所以鍵的強(qiáng)度為：
；鍵的選擇是安全的。
鍵的標(biāo)記為：鍵1650 GB1096-1979.
7.2 圓錐齒輪減速器的鍵的選用
兩根軸的鍵采用相同的尺寸。
過程同7.1，經(jīng)過校核，鍵是安全的。
鍵的標(biāo)記為：鍵1228 GB1096-1979.
8 聯(lián)軸器的選擇
8.1高速軸輸入端聯(lián)軸器的選擇
高速級(jí)的轉(zhuǎn)速較高，選用有緩沖功能的彈性套柱銷聯(lián)軸器
由手冊表查出載荷系數(shù)K=1.5，則
計(jì)算轉(zhuǎn)矩
工作轉(zhuǎn)速n=1400
軸徑，電動(dòng)機(jī)，
查手冊表選用聯(lián)軸器為：
合乎上述工作要求。
8.2減速器之間的聯(lián)軸器
兩根軸的尺寸均為40mm，所以選擇的聯(lián)軸器為
。
9.離合器的選擇
考慮到設(shè)計(jì)中有過載保護(hù)的作用，能夠可以自動(dòng)結(jié)合和脫開。牙嵌式離合器常用于安裝在動(dòng)力傳動(dòng)系中間，通過電流控制其吸合或者斷開，主要性能特點(diǎn)如下：
1. 大扭矩，牙嵌離合器的動(dòng)力傳遞扭矩是其他類型離合器的5－10倍；
2. 小體積，有效節(jié)約了機(jī)械的安裝空間；
牙嵌離合器
牙嵌離合器
本設(shè)計(jì)主要采用的是梯形齒（雙向轉(zhuǎn)動(dòng)）牙嵌離合器。
牙嵌離合器結(jié)構(gòu)簡單，外廓尺寸小，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，故應(yīng)用較廣，但牙嵌離合器只在兩軸不回轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速差很小的時(shí)候接合，否則牙齒可能會(huì)因受撞擊而折斷。本設(shè)計(jì)要求的轉(zhuǎn)速為20r/min,屬于低速，所以是適合的。
具體的尺寸為：
離合方法
齒數(shù)
D
b=(D-D1)/2
h
正常齒，自動(dòng)結(jié)合
5
40
6
4
5
二 夾具設(shè)計(jì)
（一）確定毛坯的制造形式
根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。由題目知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為1萬件/年。由參考文獻(xiàn)[2]表1-4、表1-3可知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。零件有肋板結(jié)構(gòu)，故需要挖砂造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。
由參考文獻(xiàn)[3]表2.3-6可知，該種鑄件的尺寸公差等級(jí)為IT8-10級(jí)，加工余量等級(jí)MA為G級(jí)。故取IT為10級(jí)，MA為G級(jí)。
（二）基面的選擇
1．精基準(zhǔn)的選擇：氣門搖臂軸支座的A面和mm孔是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它們做精基準(zhǔn)，其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外，A面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單、可靠，操作方便。
2．粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇mm孔上端面，以及mm和mm兩端面為粗基準(zhǔn)，第一，在保證各加工面均有余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；第二，保證裝入各孔的零件定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，且能夠按要求正常工作。
（三）定位與夾緊方案
最先進(jìn)行機(jī)械加工的表面是精基準(zhǔn)A面和mm孔，因此可用一塊支撐板限制A面的3個(gè)自由度，用一跟心棒插入mm孔限制2個(gè)自由度，再用一個(gè)防轉(zhuǎn)銷頂在mm孔的旁側(cè)，這樣，工件的6個(gè)自由度全部被限定。最后，用螺栓與支撐板進(jìn)行夾緊。
綜上所述，考慮到方案的可操作性，兼顧工作效率，本方案采用一根特殊的，兩端帶螺紋，中間帶支撐板的定位銷來完成定位與夾緊。
（四）制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用專用夾具，并盡量使工序集中以提高生產(chǎn)效率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。因此，確定各表面的加工方法為，A面：粗銑→半精銑；mm孔另一端面：粗銑；mm孔兩端面：粗銑→半精銑；mm孔兩端面：粗銑；mm孔：鉆；mm孔：鉆→擴(kuò)→鉸；mm孔：鉆→擴(kuò)→鉸。
因?yàn)閙m孔與mm孔有較高的平行度及位置精度要求，故它們的加工宜采用工序集中的原則，即分別在一次裝夾下將兩空同時(shí)加工出來，以保證其精度要求。
根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將A面、mm孔另一端面，以及mm孔與mm孔兩端面的粗加工放在前面，精加工放在后面。
因此，擬訂工藝路線方案如下：
序號(hào)
工序內(nèi)容
簡要說明
鑄造
時(shí)效
消除內(nèi)應(yīng)力
涂底漆
防止生銹
10
鉗工劃線
校正各孔中心
20
粗銑A面及mm孔另一端面
先加工基準(zhǔn)面
30
半精銑A面
提高基準(zhǔn)精度
40
鉆mm孔
后加工孔
50
粗銑mm孔及mm孔兩端面
先加工面
60
鉆擴(kuò)鉸mm孔至mm，孔口倒角1×
留精擴(kuò)鉸余量
70
鉆擴(kuò)鉸mm孔至mm，孔口倒角1×
留精擴(kuò)鉸余量
80
精擴(kuò)鉸mm孔，并提高精度至mm
提高精度
90
精擴(kuò)鉸mm孔，并提高精度至mm
提高精度
100
檢驗(yàn)
110
入庫
（五）選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具
由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，加工設(shè)備易以通用機(jī)床為主，配以專用夾具，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。
粗銑A面及孔另一端面，采用臥式雙面組合銑床，因切削功率較大，應(yīng)采用功率為5.5KW的1T×32型銑削頭，選擇直徑為φ40mm的C類可轉(zhuǎn)位面銑刀(參考文獻(xiàn)[3]表4.4-40)、專用夾具，游標(biāo)卡尺。
半精銑A面，采用臥銑，選擇X62W臥式銑床(參考文獻(xiàn)[3]表3.1-73)，刀具型號(hào)與粗銑相同。采用半精銑專用夾具及游標(biāo)卡尺、刀口型直尺。
粗銑φ16孔及φ18孔兩端面，采用功率為φ5.5KW的1T×32型銑削頭，選擇直徑為φ35mm的C類可轉(zhuǎn)位面銑刀，機(jī)床為臥式雙面組合銑床，專用夾具、游標(biāo)卡尺。
鉆孔鉸φ16孔直φ15，φ18孔直φ17，孔口倒角1×，鉆孔選用搖臂鉆床Z3025(參考文獻(xiàn)[3]表3.1-30)錐柄麻花鉆(參考文獻(xiàn)[1]表4.3-9)錐柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆，擴(kuò)孔時(shí)倒角。選用錐柄機(jī)用絞刀、專用夾具、快換夾頭、游標(biāo)卡尺及塞規(guī)。
（六）加工工序設(shè)計(jì)
1.工序20粗銑及工序30半精銑A面工序
查參考文獻(xiàn)[3]表2.3-59，得平面加工余量為0.9mm，已知A面總余量為4mm，故粗加工余量=4-0.9=3.1mm。
查參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取粗銑的每齒進(jìn)給量為，取精度銑的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量?=，粗銑走刀1次，=3.5mm，精銑走刀1次，=1.5mm。
查參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74，取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為，取精銑的主軸轉(zhuǎn)速為。又前面已選定銑刀直徑D為φ40mm，故相應(yīng)的切削速度為:
校核機(jī)床功率(只校核粗加工工序)：
切削功率為:=
取z=10個(gè)齒，則
代入式中得：
××××168×10×2.5×1=
由文獻(xiàn)[3]表得機(jī)床功率為7.5kw，取效率為0.85，則7.5×0.85=6.375kw<6.62kw
故重新選擇主軸轉(zhuǎn)速為，則：
帶入公式得：××××168×10××1≈5.2kw<6.375kw
故機(jī)床功率足夠。
2.工序40鉆φ11孔工序
因φ11孔為一次鉆出，故其鉆削余量為=11/2=5.5mm，φ11孔的公差等級(jí)F9。
參考文獻(xiàn)[3]表2.4-41，用插入法求得鉆φ11孔的切削速度v=，由此算出轉(zhuǎn)速為：
n=1000v/πd=1000×26.7/3.14×11=
按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=，則實(shí)際切削速度為：
v=3.14×11×630/1000=
參考文獻(xiàn)[3]表2.4-69，得：=9.81×42.7(N)
M=9.81×0.021(Nm)
分別求出鉆φ11孔和M如下：
=9.81×42.7×11××1=2427N
M=9.81×0.021×××1=15.63Nm
它們均小于機(jī)床的最大進(jìn)給力7840N和機(jī)床的最大扭轉(zhuǎn)力矩196Nm，故機(jī)床剛度足夠。
3．粗銑mm孔及mm孔兩端面工序
計(jì)算與工序20相同，取粗銑的每齒進(jìn)給量為，取精度銑的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量?=，粗銑走刀1次，=3.5mm，精銑走刀1次，=1.5mm。
查參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74，取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為，取精銑的主軸轉(zhuǎn)速為。又前面已選定銑刀直徑D為φ19mm，故相應(yīng)的切削速度為:
機(jī)床的功率校核同工序20。
4．鉆擴(kuò)鉸mm孔至mm工序
mm孔的擴(kuò)鉸余量參考文獻(xiàn)[3]表2.3-48取=1.3mm，0.2mm，由此可算出-1.3-0.2=7mm。各工序的余量和工序尺寸及公差列于表1。
表1mm孔各工序余量和工序尺寸及公差(mm)
加工表面 加工方法 余量 公差等級(jí) 工序尺寸及公差
鉆 7.5 ─ φ15
擴(kuò) 1.3 H9
鉸 0.2 F8
參考文獻(xiàn)[3]表2.4-38，并參考Z3025機(jī)床說明書，取鉆φ15孔的進(jìn)給量f=0.5mm/r。
參考文獻(xiàn)[3]表2.4-41，用插入法求得鉆φ15孔的切削速度v=0.545=32.7，由此算出轉(zhuǎn)速為：
n===650.88
按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=590，則實(shí)際切削速度為：
v=3.14×15×590/1000=27.789
參考文獻(xiàn)[3]表2.4-41，得：
=98.1×42.7kF(N)
M=9.81×0.021kM(Nm)
分別求出鉆φ18孔的和M如下：
=98.1×42.7×15××1=2836N
M=9.81×0.021×××1=22.73Nm
它們均小于機(jī)床的最大進(jìn)給力7840N和機(jī)床的最大扭轉(zhuǎn)力矩196Nm，故機(jī)床剛度足夠。
擴(kuò)孔，參考文獻(xiàn)[3]表2.4-50，并參考機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量，取f=。
參考文獻(xiàn)[1]表3-54，擴(kuò)孔的切削速度為()，故取=×27.789=13.89
由此算出轉(zhuǎn)速為:
n==1000×13.89/3.14×16.8=263.4
按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=270
參考文獻(xiàn)[3]表2.4-58，鉸孔的進(jìn)給量取f=0.4
參考文獻(xiàn)[3]表2.4-60，取鉸孔的切削速度為：
v=0.3=18,
由此算出轉(zhuǎn)速n===337.2
按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=350，則實(shí)際切削速度為：
v===18.68
5.鉆擴(kuò)鉸mm孔至mm工序
取進(jìn)給量為f=0.7mm/r，則v=25.4m/min
n===622.2
按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=650
則實(shí)際切削速度為:
v=3.14×13×650/1000=26.53
參考文獻(xiàn)[3]表2.4-41，得：
=98.1×42.7kF(N)
M=9.81×0.021kM(Nm)
分別求出鉆φ16孔的和M如下：
=98.1×42.7×13××1=2616N
M=9.81×0.021×××1=16.73Nm
它們均小于機(jī)床的最大進(jìn)給力7840N和機(jī)床的最大扭轉(zhuǎn)力矩196Nm，故機(jī)床剛度足夠。
擴(kuò)孔，參考文獻(xiàn)[3]表2.4-50，并參考機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量，取f=。
參考文獻(xiàn)[1]表3-54，擴(kuò)孔的切削速度為()，故取=×26.53=13.265
由此算出轉(zhuǎn)速為:
n==1000×13.265/3.14×14.8=285.4
按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=300。
參考文獻(xiàn)[3]表2.4-58，鉸孔的進(jìn)給量取f=0.4
參考文獻(xiàn)[3]表2.4-60，取鉸孔的切削速度為：
v=0.3=18,
由此算出轉(zhuǎn)速n===382.2
按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=400，則實(shí)際切削速度為：
v===18.84
6.時(shí)間定額計(jì)算
根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求，只計(jì)算一道工序工時(shí)。
下面計(jì)算工序70鉆擴(kuò)鉸mm孔的時(shí)間定額。
①機(jī)動(dòng)時(shí)間
由參考文獻(xiàn)[3]表2.5-7，得鉆孔的計(jì)算公式為：
鉆φ15孔：
l=37mm 取
將以上數(shù)據(jù)及已選定的f、n代入公式，得
參考文獻(xiàn)[3]表2.5-7，得擴(kuò)孔和鉸孔的計(jì)算公式為：
擴(kuò)φ16.8mm孔：
l=37mm 取
將以上數(shù)據(jù)及已選定的f、n代入公式，得
鉸φ17mm孔：
l=37mm
將以上數(shù)據(jù)的前面已選定的f及n帶入公式，得：
總機(jī)動(dòng)時(shí)間，也即基本時(shí)間為：
=0.156+0.478+0.297=0.931min
②輔助時(shí)間
參考文獻(xiàn)[3]表2.5-41確定如表2所示
表2 輔助時(shí)間
操作內(nèi)容
每次需用時(shí)間
鉆φ15
擴(kuò)φ16.8
鉸φ17
操作次數(shù)、時(shí)間
次數(shù)、時(shí)間
次數(shù)、時(shí)間
主軸變速
0.025
1 0.025
1 0.025
1 0.025
變換進(jìn)給量
0.025
1 0.025
移動(dòng)搖臂
0.015
2 0.03
1 0.015
1 0.015
升降鉆桿
0.015
2 0.03
2 0.03
2 0.03
裝卸刀具
0.06
1 0.06
1 0.06
1 0.06
卡尺測量
0.1
2 0.2
2 0.2
塞規(guī)測量
2 0.5
開停車
主軸運(yùn)轉(zhuǎn)
清洗銑屑
0.015
0.02
0.04
各工序的輔助時(shí)間為：鉆φ15孔0.37min，擴(kuò)φ16.8mm孔0.33min，鉸φ17mm孔0.63min。
裝卸工件時(shí)間參考文獻(xiàn)[3]表2.5-42取1.5min
所以輔助時(shí)間為：
=0.37+0.33+0.63+1.5=2.83min
③作業(yè)時(shí)間
=+=0.931+2.83=3.761min
④布置工作地時(shí)間
參考文獻(xiàn)[2]取a=3%,則
=a=3.761×3%0.113min
⑤體息與生理需要時(shí)間
參考文獻(xiàn)[2]取β=3%,則
=β=3.761×3%=0.113min
⑥準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間
參考文獻(xiàn)[3]表2.5-44,取各部分時(shí)間為：
中等件：33min
升降搖臂：1min
深度定位：0.3min
使用回轉(zhuǎn)夾具：10min
試鉸刀：7min
由題意已知生產(chǎn)批量為：1萬件,則
/n=(33+1+0.3+10+7)/6000=0.008min
⑦單件時(shí)間
=+++=0.931+2.83+0.113+0.113=3.987min
⑧單件計(jì)算時(shí)間
=+/n=3.987+0.008=3.995min
三 夾具設(shè)計(jì)
圖1所示為氣門搖臂軸支座零件圖，根據(jù)老師布置的要求，現(xiàn)需設(shè)計(jì)銑φ18mm孔兩端面的銑夾具。
（一）零件本工序的加工要求分析
本工序的加工要求，銑φ18mm孔的兩端面，兩端面表面粗糙度為3.2μm，圓跳動(dòng)不允許超過0.1mm。故本工序采用兩把高速鋼三面刃銑刀，對工件的兩個(gè)端面同時(shí)進(jìn)行銑削加工。
（二）擬定定位方案和選擇定位元件
1.定位方案
以A面和φ11mm孔作為定位基準(zhǔn)，限制五個(gè)自由度，再加一個(gè)防轉(zhuǎn)銷限定工件一個(gè)自由度，這樣工件六個(gè)自由度全部被限定。
2.選擇定位元件
根據(jù)定位方式，采用帶臺(tái)肩的定位銷，其它裝工件部分的直徑為φ11。
（三）定位誤差計(jì)算
工序尺寸36mm定位誤差分析如下：
由于定位孔與定位銷為任意邊接觸，則：
△Y=D+d+=(0.039+0.016+0.009)mm=0.064mm
所以△D=△B+△Y=(0+0.064)mm=0.064
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