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镗削动力头及其组件设计
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摘 要
主轴及其主轴组件，是组合机床的核心部件，是组合机床进行加工的执行者，在组合机床的发展过程中占有相当重要的地位。一台组合机床的加工精度主要取决于动力头及其主轴组件的精度。现在，很多动力头基本上已经标准化，这为机床的制造，改装带来了很大的方便，但为了提高精度，工作效率，还需要设计出更专用化的动力头部件。
本次设计的镗削动力头主要是用于镗削加工VF-6／7型空压机上减荷阀体Φ 的孔。在设计动力头的过程中，主要是依据镗削加工该零件时所需要的切削用量，进行总体方案、传动装置、主轴及其组件设计。最后通过校核计算，验算所设计动力头的合理性。
该设计的镗削动力头结构简单，工作可靠，可适用于加工Φ40—Φ200 mm孔，加工精度较高，与通用动力头相比，结构简单、紧凑，可以更好的发挥动力装置的能力，大大提高劳动生产率和加工精度。
关键词：组合机床；动力头；镗削加工。
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 录
中文摘要 ……………………………………………………………………………… Ⅰ
英文摘要 ……………………………………………………………………………… Ⅱ
第一章 绪论 ………………………………………………………………………… 1
第二章 动力头参数计算 …………………………………………………………… 2
2.1零件分析 ………………………………………………………………………… 2
2.2确定加工刀具材料 ………………………………………………………………………… 2
2.3确定镗削时主轴最佳转速 ………………………………………………………………… 2
2.4运动参数 …………………………………………………………………………………… 3
2.4.1主运动速度范围 ……………………………………………………………………… 3
2.4.2确定传动级数 …………………………………………………………………………… 3
2.4.3确定主轴的标准转速 …………………………………………………………………… 3
2.5电动机的选择 ……………………………………………………………………………… 4
2.5.1计算电动机功率及各轴上的传递功率 ………………………………………………… 4
2.5.2选择电动机的型号 ……………………………………………………………………… 5
2.6作转速图 ……………………………………………………………………………………… 5
2.7动力头结构简图 ……………………………………………………………………………… 6
第三章 主轴设计 …………………………………………………………………… 7
3.1主轴材料的选择 ……………………………………………………………………………… 7
3.2主轴轴承的选用 ……………………………………………………………………………… 7
3.3主轴热处理 …………………………………………………………………………………… 8
3.4确定主轴结构 ………………………………………………………………………………… 8
3.5主轴结构参数 ………………………………………………………………………………… 9
3.5.1确定主轴最小直径 ……………………………………………………………………… 9
3.5.2确定主轴前轴颈 ………………………………………………………………………… 9
3.5.3确定主轴后轴颈 ………………………………………………………………………… 10
3.5.4确定主轴内孔 …………………………………………………………………………… 10
3.5.5主轴前端尺寸的确定 …………………………………………………………………… 10
3.5.6主轴各具体尺寸的确定 ………………………………………………………………… 10
第四章 齿轮设计 ……………………………………………………………………… 12
4.1计算传动比 …………………………………………………………………………………… 12
4.2确定齿轮参数 ……………………………………………………………………………… 12
4.2.1确定齿轮的齿数 ……………………………………………………………………… 12
4.2.2计算齿轮的宽度 ……………………………………………………………………… 12
4.2.3计算齿轮的模数 ……………………………………………………………………… 13
4.2.4分度圆直径 …………………………………………………………………………… 14
4.3齿轮和主轴的联接 ………………………………………………………………………… 14
第五章 轴上零件设计 ……………………………………………………………… 15
5.1轴承的选取 ………………………………………………………………………………… 15
5.1.1前支承选取 …………………………………………………………………………… 15
5.1.2后支承选取 …………………………………………………………………………… 15
5.1.3主轴轴承精度的选择 ………………………………………………………………… 15
5.2定位元件设计 ……………………………………………………………………………… 15
5.2.1定位环 ………………………………………………………………………………… 16
5.2.2压块锁紧螺母 ………………………………………………………………………… 16
5.2.3套筒 …………………………………………………………………………………… 16
5.2.4轴有弹性挡圈 ………………………………………………………………………… 16
第六章 主轴组件的检验校核 ……………………………………………………… 18
6.1镗削切削力 ………………………………………………………………………………… 18
6.2主轴的校核 ………………………………………………………………………………… 19
6.2.1主轴刚度的验算 ……………………………………………………………………… 19
6.2.2主轴强度的验算 ……………………………………………………………………… 21
6.3滚动轴承额定寿命 ………………………………………………………………………… 21
6.4主轴齿轮的校核 …………………………………………………………………………… 22
6.4.1按接触疲劳强度校核 ………………………………………………………………… 25
6.4.2按齿根弯曲疲劳强度校核 …………………………………………………………… 25
第七章 主轴箱总体设计 …………………………………………………………… 28
7.1箱体设计 …………………………………………………………………………………… 28
7.2密封装置设计 ……………………………………………………………………………… 28
7.3润滑设计 …………………………………………………………………………………… 29
第八章 设计总结 …………………………………………………………………… 30
参考文献 ……………………………………………………………………………… 31
致谢 …………………………………………………………………………………… 32
第一章 绪 论
进入20世纪以来,机器是人类进行生产以减轻体力劳动和提高劳动生产率的主要工具，使用机器进行生产的水平是衡量一个国家的技术水平和现代化程度的重要标志。机械制造在国民经济中占有重要地位，是一个国家或地区发展的重要支柱。组合机床具有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线，已逐渐在金属切削机床中显现出它独有的特色，赢得很多机械制造工厂的青睐。而主轴及其组件则是组合机床的重要执行部件，它对加工的精度有很大的影响，尽管现在动力头很多都被标准化，但针对某些特定的零件，设计专用的动力头，以更好的提高加工精度和工作效率，降低生产成本，仍然有其必要性。
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