柴油机气缸盖两端面螺纹底孔加工组合机床设计(左主轴箱设计)

1、成都理工大学工程技术学院成都理工大学工程技术学院成都理工大学工程技术学院毕业设计论文毕业设计论文作 者：侯峻源侯峻源 学 号：201020301522 学院系：自动化工程系自动化工程系 专 业：机械设计机械设计 题 目：柴油机气缸柴油机气缸盖两端面螺纹底孔加工盖两端面螺纹底孔加工组合组合机床机床设计设计（左主轴箱设计）（左主轴箱设计）指导老师：殷俊文殷俊文 成都理工大学工程技术学院1摘摘 要要本文主要介绍 ZH1105 柴油机气缸体三面攻螺纹组合机机床的设计。因为工艺方案在很大程度上决定组合机床的结构配置和实用性能。因此应根据被加工工件的特点，按组合机床常用的设计方法、充分考虑各种影响因素，并

2、分析后拟订出可靠的工艺方案。在设计多轴箱时,根据加工工序图确定所需设计的组合机床上完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、压紧部位以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前的加工余量。认真分析研究并确定设计方案，计算所需的功率，设计出适合加工本工序的组合机床。关键词：关键词：组合机床; 加工工序; 多轴箱; 传动系统成都理工大学工程技术学院2AbstractMain introduction in this text ZH1105 diesel engine air cylinder three offend the design of the threa

3、d combination machine machine bed, stud.Because the craft project decides to a large extent the construction that combine the machine bed installs with the practical function.So that should according to the characteristics of the work piece, according to certain principle, knot with combine the in c

4、ommon use design in bed in machine method and consider every kind of influence factor well, combine the economic analysis draw up a dependable craft project behind.Complete in many stalks a combination for, according to processing work preface diagram certain the design needed machine bed that desig

5、n the craft contents, process the rough a fixed position for and technique requesting, processing using basis in size, accuracy, surface of the part and add to press the part and is processed the material, degree of hardness of the spare.Key words: Combination machine bed， Process the work preface，

6、Many stalks box， Spread to move the system 成都理工大学工程技术学院3目录目录摘 要 .2Abstract.3前 言 .6第一章 总体方案论证.81.1 卧式组合机床.81.2 立式组合机床.91.3 方案比较.91.4 总体设计的思路.9第二章 计算部分.92.1 多轴箱的设计计算.92.2 切削转距的计算：.112.3 主轴直径的计算和主轴外伸尺寸的确定.122.3.4 主轴外伸尺寸的确定.122.4 切削速度的确定.122.5 切削功率的计算.132.6 机床动力参数的计算.132.7 攻螺纹主轴转速的计算.14成都理工大学工程技术学院42.8

7、切削用量的计算.152.9 生产率计算.152.10 多轴箱传动系统设计.162.12 多轴箱中齿轮模数、齿数的计算.182.13 确定合拢传动轴的位置及齿轮齿数.20214 计算传动轴的坐标.222.15 验算中心距误差.242.16 轴的校核.272.17 齿轮的强度校核.302.18 靠模体的设计.30第三章 结构设计部分.323.1 设计加工工序图.323.2 设计加工示意图.323.3 设计机床总图.323.4 设计主轴箱的装配图、靠模体及零件图.323.5 预期结果.32第四章 结论.34致谢 .35参考文献.36成都理工大学工程技术学院5前前 言言组合机床主要用于平面加工和孔加工

8、。平面加工包括铣平面、车端面、刮平面；孔加工包括钻、扩、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹等。组合机床最适宜于加工各种大中型箱体类零件，如气缸体、气缸盖、变速箱体等零件。根据课题要求、ZH1105 柴油机气缸体要加工工序的特点和减少工人的劳动强度、降低生产成本和提高加工效率用组合机床对 ZH1105 柴油机气缸体三面上 31 个螺纹进行加工。设计本组合机床时尽能的采用通用件，以降低成本。因此本组合机床应用通用多轴箱、通用主轴、传动件、齿轮和附加机构。通用件选用是根据所需的功率、进给力、进给速度等要求的。多轴箱尺寸应根据加成都理工大学工程技术学院6工主轴分布位置通过估算，并圆整后选用相近似尺寸的标准

9、规格的多轴箱，据此选择结合尺寸的动力箱。尽可能按通用部件的配套关系选用通用部件。工艺方案的拟定是组合机床设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定组合机床的结构配置和实用性能。应根据工件的加工特点，充分考虑各种影响因素，经济分析的基础拟定出可靠的工艺方案。从而确定组合机床的配置型式及结构方案应根据工件的结构特点，并进行组合机床总体方案图样文件的设计。粗精加工分开原则，粗加工时的切削负荷较大，切削产生的热变形、较大夹压力引起的工件变形以及切削振等动，对精加工工序十分不利，影响加工尺寸精度和表面粗糙度，因此应选择粗精加工工序分开的原则。拟定工艺方案时，在保证加工质量和操作维修方便的前提下，应适当

10、提高工序集中程度。因此全面分析多方因数和理决定工序集中程度。被加工零件工序图是根据制定的工艺方案，表示所设计的组合机床完成的工序内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、压紧部位等，它是组合机床设计的具体依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要文件。被加工零件工序图是在被加工零件图基础上，突出本机床的加工内容。加工示意图是在工艺方案和机床总体方案确定的基础上绘制的，加工示意图应与机床实际加工状态一致。是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图。它是设计刀具、夹具、多轴箱和液压、电气系统以及选择动力部件、绘制机床联系尺寸图的主要依据。加工示意图上要标注联系尺寸、切削用

11、量（同一主轴箱上各主轴的每分钟进给量是相等的） 、工作循环、攻退量、攻进量。机床联系尺寸总图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并按选定的通用部件以及确定的专用部件的总体结构而绘制的。是用来表示机床的配置型式、主要构成及各部件安装位置、相互的联系、运动关系和操作方位的总体布局图。它为主轴箱、夹具等专用部件设计提供重要依据。生产率计算卡是反映机床实际生产率和切削用量、动作时间、生产纲领及负荷率。根据加工示意图所确定的工作循环以及切削用量，就可以计算机床生产率并编制生产率计算卡。它是用户验收机床生产率的重要依据。主轴箱是组合机床的重要专用部件。它是根据加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置、

12、切削用量和主轴类型设计的传递各主轴运动的动力部件。主轴箱的设计方法是：绘制主轴箱的设计原是依据图；确定主轴结构、轴径及齿轮模数；拟定传动系统；计算主轴、传动轴坐标，绘制坐标检查图；绘制主轴箱总图，零件图及编制组件明细表。主轴和被加工零件在机床上是面对面安放的，因此，主轴箱主视图上的水平方向尺寸与零件工序图上的水平方向尺寸正好相反。成都理工大学工程技术学院7主轴箱传动系统的拟定：先把全部主轴中心尽可能分布在一个或几个同心圆上，在同心圆的圆心上分别设置中间传动轴；非同心圆分布的一些主轴，也宜设置中间传动轴，然后根据已选定的各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

13、轴与动力箱驱动轴连接起来。并使各主轴获得预定的转速和转向。组合机床上攻螺纹，根据工件加工部位分布情况和工艺要求，常用攻螺纹靠模装置攻螺纹。攻螺纹靠模装置用于同一方向纯攻螺纹工序。由攻螺纹多轴箱和攻螺纹靠摸头组成。靠模螺母和靠模螺杆是经过磨制并精细研配的，因而螺孔加工精度高，在润滑良好时，对铸铁加工精度可达 H6H7 级精度螺孔，表面粗糙度可达 Ra3.2m。螺孔的位置精度稍低于钻孔时的位置精度，因此螺孔的位置精度主要取决于螺纹底孔的位置精度。攻螺纹主轴箱一般都是由电动机直接驱动。在确定电动机功率时，要考虑丝锥工作时钝化的影响，一般取为计算功率的 1.52.5 倍（轴数少时取大值，轴数多时取小值

14、） 。丝锥退回原位时，电动机应能迅速地停止，以避免攻螺纹靠模系统在电动机反转停止时惯性的影响，不致造成丝锥超程而破坏攻螺纹机构的原位状态。因此，一般攻螺纹主轴都要有制动。第一章第一章 总体方案论证总体方案论证根据任务书的要求：设计的组合机床要满足加工要求、保证加工精度；尽可能用通用件、以降低成本；各动力部件用电气控制、液压驱动。因此根据任务书要求和气缸体的特点初定两种设计方案：1.11.1 卧式组合机床卧式组合机床特点：卧式组合机床重心底、振动小运作平稳、加工精度高、占地面积大。成都理工大学工程技术学院81.21.2 立式组合机床立式组合机床特点：立式组合机床重心高、振动大、加工精底、占地面积

15、小。1.31.3 方案比较方案比较 根据卧式组合机床和立式组合机床的特点比较可知：为了保证螺纹孔的加工精度和结合气缸体本身的特点(左面攻 14 个螺纹孔、右面攻 10 个螺纹孔后面攻 6 个螺纹孔，见加工工序图)选择卧式组合机床。1.41.4 总体设计的思路总体设计的思路拟定工艺方案；根据任务书要求绘制加工工序图；根据确定的切削用量、工作循环和工作行程等绘制加工示意图；根据加工工序图、加工示意图和确定的专用部件及通用部件绘制机床联系尺寸总图。根据“三图一卡”设机组合机床。第二章第二章 计算部分计算部分2.12.1 多轴箱的设计计算多轴箱的设计计算：组合机床的通用多轴箱的标准厚度为 180mm；

16、用于卧式多轴箱的前盖厚度为 55mm，基型后盖的厚度为 90mm，因此确定多轴箱的尺寸，主要是确定多轴箱的宽度 B 和高度 H 及最低主轴高度 h。如下图所示：被加工气缸体轮廓用双点化线表示，多轴箱轮廓用粗实线表示。多轴箱宽度 B、高度 H 的大小主要与气缸体需要加工的螺孔的分布有关。参考 I P49注：b 工件在宽度方向相距最远的两孔距离、单位 mm; b1 最边缘主轴中心至箱体外壁距离、单位 mm；成都理工大学工程技术学院9 h 工件在高度方向相距最远的两孔距离、单位 mm;h1 最低主轴高度、单位 mm。公式：B = b + 2b1 1 P49 21公式：H = h + h1 +b1 1

17、 P49 22已知：b = 417.020mm b1=70 100mm 1 P31 h = 275mm h1=112.920mm由公式 21 得：B= b + 2b1 = 417.020 + 2(70100) = 557.020 617.020mm 由公式 22 得：H=h+h1+b1=275+112.920+70100=457.920487.920 46图2-1多轴箱设计原始依据图箱体中心线 成都理工大学工程技术学院10 图2-2多轴箱轮廓尺寸确定查1 P134 表 71：取：B H = 630500mm22.22.2 切削转距的计算：切削转距的计算：.1 攻攻 9 9 M8

18、1.25M81.25 7H7H 深深 1616 的螺纹所需转据的计算的螺纹所需转据的计算公式：T = 195 D1.4Pw1.5 1 P44 表 35 23注：D 螺纹大径、单位 mm； Pw 工件的螺距、单位 mm。由公式 23 得：T = 195D1.4Pw1.5 = 195 5010N.mm 5N.m查 1 P44 表 35取：T = 5 N.m.2 攻攻 M101.5M101.5 7H7H 深深 1515 的螺纹所需转据的计算的螺纹所需转据的计算由公式 23 得：T = 195D1.4Pw1.5 = 195成都理工大学工程技术

19、学院11 8998.003N.mm 8.998N.m查 1 P44 表 3 5取：T = 9 N.m2.3 主轴直径的计算和主轴外伸尺寸的确定主轴直径的计算和主轴外伸尺寸的确定公式：d = 6.2(10T)1/4 1 P44 表 35（加工铸铁） 24注：d 主轴直径、单位 mm;T 转距、单位 mm;D 螺纹大径、单位 mm; P 螺距、单位 mm。.1 攻攻 9 9 M81.25M81.25 7H7H 深深 1616 的螺纹所需主轴直径的计算的螺纹所需主轴直径的计算 由公式 24 得：d = 6.2(10T)1/4 1 P44 = 6.2(105) 1/4 = 16.488

20、mm 查 1 P44 表 35 取：d = 17mm.2 攻攻 M101.5M101.5 7H7H 深深 1515 的螺纹所需主轴直径的计算的螺纹所需主轴直径的计算 由公式 24 得：d = 6.2(10T)1/4 1 P44=6.2(109) = 20mm 为了减少更换攻螺纹接杆的时间、降低操作工人的劳动强度和提高工作效率等原因，所以取攻 9 M8 1.25 7H 深 16 螺纹主轴的直径与攻 M101.5 7H 深 15 螺纹直径为 20mm（d = 20mm） 。2.3.4 主轴外伸尺寸的确定主轴外伸尺寸的确定 参考1 P44得：L=115 D/d1=32/20 成都理工

21、大学工程技术学院122.42.4 切削速度的确定切削速度的确定参考1 P123 V=48m/min .1 攻攻 9 9 M81.25M81.25 7H7H 深深 1616 的螺纹切削速度的确定的螺纹切削速度的确定取 V=3.70m/min.2 攻攻 M101.5M101.5 7H7H 深深 1515 的螺纹切削速度的确定的螺纹切削速度的确定 取 V=3.93m/min2.52.5 切削功率的计算切削功率的计算 公式：p= (TV) / (9740D) 1 P134 表 620 25 注：T 切削转距、单位 N.m ; V 切削速度、单位 m.min-1; D 被

22、加工螺纹的直径、单位 mm。.1 攻攻 9 9 M81.25M81.25 7H7H 深深 1616 的螺纹所需切削功率的计算的螺纹所需切削功率的计算由公式 25 得：p = (TV) / (9740D) 1 P134 =（51033.7）/(97408)= 7.561102 Kw所以：p9 = 9p = 97.561102 = 0.6805 Kw.2 攻攻 M10M10 1.51.5 7H7H 深深 1515 的螺纹所需切削功率的计算的螺纹所需切削功率的计算由公式 25 得：p = (TV) / (9740D) 1 P134 =(91033.93)/ (9740

23、10) = 0.1157 Kw 所以攻 9 M81.25 7H 深 16 的螺纹和攻 M101.5 7H 深 15 的螺纹所需总功率为：p = 0.6805 + 0.1157 = 0.7962 Kw成都理工大学工程技术学院132.62.6 机床动力参数的计算机床动力参数的计算.1 电动机功率的计算电动机功率的计算公式：P = p / 1 P44 （ = 0.70.8） 26 注：P 多轴箱所需功率、单位 Kw； p消耗于各主轴的切削功率总和、单位 Kw； 多轴箱的传动效率。 由公式 26 得：P = p / 1 P44 = 0.7962 /（0.70.8）= 0.9951.13

24、7 Kw参考1P86在确定电动机功率时，要考虑丝锥工作时钝化的影响，一般取计算功率的 1.52.5 倍。所以 Pd=P(1.52.5)=1.70552.8425 Kw.2 电动机的选择电动机的选择考虑到轴承与轴、齿轮与轴、齿轮与齿轮、轴与箱体、轴与轴套等之间的能量损耗所以选择功率稍大一些的电动机。参考IP115表 539： 取：电动机的型号：Y132S4 电动机转速：nd=1440r/min1 输出轴转速：n = 720r/min1 2.72.7 攻螺纹主轴转速的计算攻螺纹主轴转速的计算 公式：n = (1000v)/(d)1 P195 27 注：v 切削速度、单位 m/min

25、-1;d 主轴直径、单位 mm.1 攻攻 9 9 M81.25M81.25 7H7H 深深 1616 的螺纹主轴转速的计算的螺纹主轴转速的计算 已知：v = 3.70m/min d = 8mm 由公式 27 得：n = (1000v)/(d)1 P195成都理工大学工程技术学院14 = (10003.7)/(3.7) 150r/min.2 攻攻 M101.5M101.5 7H7H 深深 1515 的螺纹主轴转速的计算的螺纹主轴转速的计算已知：v = 3.93m/min d = 10mm由公式 27 得：n = (1000v)/(d)1 P195 = （10003

26、.93）/（10） 125r/min2.82.8 切削用量的计算切削用量的计算 公式：fm = fn 2 P246 28注：f 每转进给量、单位 mm/r; n 转速、单位 mm/r。.1 攻攻 9 9 M81.25M81.25 7H7H 深深 1616 的螺纹切削用量的计算的螺纹切削用量的计算已知：f= 1.25mm/r n = 150r/min由公式 28 得：fm = fn 2 P246 = 1.25150 = 187.5mm/min.2 攻攻 M101.5M101.5 7H7H 深深 1515 的螺纹切削用量的计算的螺纹切削用量的计算已知：f = 1.5

27、mm/r n = 125r/min由公式 28 得：fm=s0n 2 P246=1.5125=187.5mm/min2.92.9 生产率计算生产率计算已知：工作行程为 37 进刀量为 150/min 机动时间加紧 0.1min 机动时间攻入攻退 0.4min 机动时间 1.5min 装料时间 1.5min 单件工时 2min/件成都理工大学工程技术学院.1 理想生产率计算理想生产率计算 公式： Q=A/tk 1 P51 29 =41400/4600=92.9.2 实际生产率计算实际生产率计算 公式：Q1=60/T单 1 P51 210=60/2=30min/件2.9.3 机

28、床负荷率计算机床负荷率计算公式：负=Q/Q1 1P51 211 = =9/30=30 2.10 多轴箱传动系统设计多轴箱传动系统设计2.10.1 螺孔的分布特点螺孔的分布特点仔细阅读被加工零件加工工序图，观察在本组合机床加工的螺孔位置具有以特点：a、螺孔 1、2、3 直线分布；b、螺孔 4、5、6 直线分布；c、螺孔 1、2、3 所在直线垂直螺孔 4、5、6 所在直线成都理工大学工程技术学院162.10.2 用作图法初定各轴的位置用作图法初定各轴的位置箱体中心线图2-3用作图法确定各轴位置2.10.2 根据以上特点初步拟订轴的传动关系根据以上特点初步拟订轴的传动关系a、设置中间传动轴 13 带

29、动主轴 1、2 转动；b、设置中间传动轴 15 带动主轴 3、4 转动；c、设置中间传动轴 17 带动主轴 5、6、7 转动；d、设置中间传动轴 18 带动主轴 8、9 转动；e、设置中间传动轴 20 带动主轴 10 转动。2.10.3 设置过渡轴合拢中间传动轴、设置油泵轴和驱动轴设置过渡轴合拢中间传动轴、设置油泵轴和驱动轴a、设置过渡轴 11 和过渡轴 16，过渡轴 16 带动中间传动轴 11、17 转动；b、设置过渡轴 19 带动中间传动轴 18、20 转动；c、设置过渡轴 12 带动过渡轴 11 和中间传动轴 13 转动；d、设置过渡轴 14 带动过渡轴 11 和中间传动轴 15 转动；

30、e、过渡轴 11 带动油泵轴 22 转动；f、驱动轴 0 驱动过渡轴 11 实现整个传动链运作。2.10.4 绘制多轴箱的传动树形图绘制多轴箱的传动树形图（图（图 24）成都理工大学工程技术学院17箱体中心线图2-4多轴箱传动数形图211 根据原始依据图根据原始依据图(21)计算主轴坐标计算主轴坐标表 21 主轴坐标表2.12 多轴箱中齿轮模数、齿数的计算多轴箱中齿轮模数、齿数的计算（图（图 25）坐标销 01驱动主 1主轴 2主轴 3主轴 4主轴 5X0.000265.000400.280152.28060.28060.280Y0.00095.00082.92082.920125.92021

31、9.920主轴 6主轴 7主轴 8主轴 9主轴 1060.280180.280286.280400.280477.300357.920357.920253.920207.920320.000成都理工大学工程技术学院18图2-5多轴箱传动系统图X2.12.1 多轴箱中齿轮模数的确定多轴箱中齿轮模数的确定 因为多轴箱中齿轮模数常用 2、2.5、3、3.5、4 几种。为了便于生产，同一多轴箱中的模数规格最好不要多于两种。所以初步确定多轴箱内所有齿轮的模数取 3（m=3） 。2.12.2 确定传动轴确定传动轴 13 的位置及齿轮的齿数的位置及齿轮的齿数传动轴 13 的位置通过作图(图 24)初定，若取

32、 m=3 z1=27，则从图 24 量得中心距 A131=72mm, 公式：Z从=2A/mZ主 1 P65 212 所以： Z1=2A/mZ1=272/32721 II 排 公式：n从n主（Z主/Z从） 1 P64 213成都理工大学工程技术学院19 所以： n13n1（Z1/Z1）150(21/27) 117r/min 由公式 212：Z从=2A/m(1+ n从/ n主) 1 P65 所以： Z13272/3(1+150/117)27 II排2.12.3 确定传动轴确定传动轴 15 的位置及齿轮齿数的位置及齿轮齿数传动轴 15 的位置通过图 24 初定，若取 m=3 z3=27，则从图 24

33、 量得中心距 A153=72，由公式 212：Z从=2A/mZ主 1 P65所以： Z3=2A/mZ3=272/32721 II 排由公式 213：n从n主（Z主/Z从） 1 P64 所以： n15n3（Z3/Z3）150(21/27) 117r/min 由公式 212：Z从=2A/m(1+ n从/ n主) 1 P65 所以： Z15272/3(1+150/117)27 II排 2.12.4 确定传动轴确定传动轴 17 的位置及齿轮齿数的位置及齿轮齿数传动轴 17 的位置通过图 24 初定，若取 m=3 z5=35，则从图 24 量得中心距 A175=91.378由公式 212：Z从=2A/m

34、Z主 1 P65 所以： Z5=2A/mZ1=272/32726 排 由公式 213 得：n从n主（Z主/Z从） 1 P64 所以： n17n5（Z5/Z17）150(35/26) 202r/min 由公式 212：Z从=2A/m(1+ n从/ n主) 1 P65 所以：Z17291.378/3(1+150/202)35 排 由公式 212 得：Z从=2A/m(1+ n从/ n主) 1 P65 所以： Z17291.378/3(1+150/202)35 排 成都理工大学工程技术学院202.12.5 确定传动轴确定传动轴 17 的位置及齿轮齿数的位置及齿轮齿数传动轴 18 的位置通过图 24 初

35、定，若取 m=3 z8=27，则从图 24 量得中心距 A188=72由公式 212：Z从=2A/mZ主 1 P65 所以：Z8=2A/mZ8=272/32721 II 排 由公式 213：n从n主（Z主/Z从） 1 P64 所以： n18n8（Z8/Z8）150(27/21) 192.9r/min 由公式 212：Z从=2A/m(1+ n从/ n主) 1 P65 所以：Z18272/3(1+150/117)27 II排 2.12.6 确定传动轴确定传动轴 15 的位置及齿轮齿数的位置及齿轮齿数传动轴 20 的位置通过图 24 初定，若取 m=3 z10=32，则从图 24 量得中心距 A20

36、10=79.5，由公式 212：Z从=2A/mZ主 1 P65所以：Z10=2A/mZ3=279.5/33221 排由公式 213：n从n主（Z主/Z从） I P64 所以：n20n10（Z10/Z20）150(32/21) 228.6r/min2.13 确定合拢传动轴的位置及齿轮齿数确定合拢传动轴的位置及齿轮齿数2.13.1 总传动比的计算总传动比的计算公式：U总=n主/n驱 1 P65 214所以：U013= n13/n0=117/7151/6.11U015= n15/n0=117/7151/6.11 U017= n17/n0=202/7151/3.54成都理工大学工程技术学院21 U01

37、8= n18/n0=192.9/7151/3.54 U020= n20/n0=228.6/7151/3.13经以上计算根据轴 13、15、17、18、20 与驱动轴 0 的总传动比，考虑13、15、17、18、20 与驱动轴 0 的距离及排列齿轮等因素，宜设置合拢轴11、12、14、16、19 把驱动轴与传动轴与中间传动轴联接起来。2.13.2 确定合拢轴确定合拢轴 19 的位置和齿数的位置和齿数轴 19 的位置可通过图 24 初定，从图 24 上量得 A1920=73.500，由公式 212：Z从=2A/mZ主 1 P65所以：Z20=2A/mZ20=273.500/321=28 II 排2

38、.13.3 确定合拢轴确定合拢轴 12 的位置和齿数的位置和齿数轴 12 的位置可通过图 24 初定，从图 24 上量得 A1920=81.000，如取 m=3 Z13=27 则： 由公式 212：Z从=2A/mZ主 1 P65 所以：Z13=2A/mZ13=281.000/327=27 IV排2.13.4 确定合拢轴确定合拢轴 11 的位置和齿数的位置和齿数轴 11 的位置可通过图 24 初定，从图 23 上量得 A1211=87.000，如取 m=3 Z12=36 则： 由公式 212：Z从=2A/mZ主 1 P65 所以：Z12=2A/mZ11=287.000/336=22 排2.13.

39、5 确定合拢轴确定合拢轴 16 的位置和齿数的位置和齿数轴 16 的位置可通过图 23 初定，从图 23 上量得 A1611=69.000，如取 m=3 Z11=23 则： 由公式 212：Z从=2A/mZ主 1 P65成都理工大学工程技术学院22 所以：Z11=2A/mZ11=269.000/323=23 II排2.13.6 确定合拢轴确定合拢轴 14 的位置和齿数的位置和齿数轴 14 的位置可通过图 24 初定，从图 24 上量得 A1114=69.000 ,如取 m=3 Z11=22 则： 由公式 212：Z从=2A/mZ主 1 P65 所以：Z11=2A/mZ11=281.000/32

40、2=32 排214 计算传动轴的坐标计算传动轴的坐标2.14.1 与一轴定距离的传动轴坐标计算与一轴定距离的传动轴坐标计算轴 20 坐标计算： Y x B20(x,y) R 01 A y 0 X图 26公式：y=(R2x2)1/2 1 P70 215 注：R 啮合中心距从传动图上量得：x=44.296公式：R=（Z0Z0）m/2 1 P68 216 由公式 216 得：R2010=（Z10Z10）m/2 1 =(21+32)3/2=79.500由公式 215 得：y=(R2x2)1/2 =(79.500244.2962)3/2=66.016所以：B20(44.296,66.016)成都理工大学

41、工程技术学院23换算到大坐标、轴 20 坐标为：(433.004,386.016)同理可求： 轴 13 坐标为：（336.280，115.905） 轴 12 坐标为：（289.240，181.846） 轴 15 坐标为：（84.666，58.175） 轴 14 坐标为：（128.003，150.511） 轴 16 坐标为：（200.693，251.881） 轴 18 坐标为：（357.311，265.693） 轴 19 坐标为：（379.311，335.823） 油泵轴 22 坐标为（307.311，325.560）2.14.2 与二轴定距离的传动轴坐标计算与二轴定距离的传动轴坐标计算 传动轴

42、与二轴定距离，即在某一传动轴上用两对齿轮分别带动两根已知轴，轴 17 为二轴定距离的传动轴。 i Y b6 R1 B L I C17(J,I) a5 R2 J 01 j 0 X图 27 由公式 216 得：R1=(Z6Z6)m/2 1 =(3526)3/2=91.5 由公式 216 得：R2=(Z5Z5)m/2 1 =(3526)3/2=91.5 公式：A=XbXb 1 P70 217 =60.28060.280=0 公式：B=YbYb 1 P70 218 =357.920219.920=138 公式：I=(R12L2R22)/2L 1 P71 219 =(91.52138291.52)/（2

43、138）=69.000成都理工大学工程技术学院24 公式：J= (R12I2)1/2 1 P71 220 =(R12I2)1/2=(91.5269.0002)1/260.000公式：Xc=Xa(BJAI)/L 1 P71 221 =60.280(13860.000069)/138=120.280 公式：Yc=Ya(BIAJ)/L 1 P71 222 =219.920(13869.000060.000)/138=288.839 所以轴 17 的坐标为：（120.280，288.839） 同理可求轴 11 的坐标为：（202.246，182.898）2.15 验算中心距误差验算中心距误差2.15.

44、1 验算轴验算轴 1、2 与轴与轴 13 中心距误差中心距误差： R131=(Z13Z13)m/2 1 =(2127)3/2=72.000 X=X1X2=400.280336.280=64.000 Y=Y13Y1=115.90582.920=32.985公式：=RA=R(X2Y2)1/2 1 P74 223 =72.000(64.000232.9852)1/2=0.00007101 查3附表 10 P302中心距允差为0.037 所以：0.037,能满足该齿轮副啮合要求。2.15.2 验算轴验算轴 3、4 与轴与轴 15 中心距误差中心距误差： 已知：R153=(Z15Z15)m/2=(212

45、7)3/2=72.000 X=X3X15=152.28084.666=67.614 Y=Y3Y15=82.92058.175=24.745由公式 223 得：=RA=R(X2Y2)1/2 1 P74 =72.000(67.614224.7452)1/2=0.000222076 查3附表 10 P302 中心距允差为：0.037 所以：0.037,能满足该齿轮副啮合要求。成都理工大学工程技术学院252.15.3 验算轴验算轴 5、6、7 与轴与轴 117 中心距误差中心距误差： 已知：R177=(Z17Z17)m/2=(2635)3/2=91.500 X=X7X17=180.280120.280

46、=60.000 Y=Y7Y17=357.920288.839=69.081由公式 223 得：=RA=R(X2Y2)1/2 1 P74 =91.500(60.000269.0812)1/2=0.00035759 查3附表 10 P302中心距允差为：0.043 所以：0.043,能满足该齿轮副啮合要求。2.15.4 验算轴验算轴 8、9 与轴与轴 18 中心距误差：中心距误差： 已知：R189=(Z18Z18)m/2=(2127)3/2=72.000 X=X9X18=400.280357.311=42.969 Y=Y18Y9=265.693207.920=57.773由公式 223 得：=RA

47、=R(X2Y2)1/2 1 P74 =72.000(42.969257.5572)1/2=0.00005678查3附表 10 P302中心距允差为：0.037 所以：0.037,能满足该齿轮副啮合要求。2.15.5 验算轴验算轴 10 与轴与轴 20 中心距误差：中心距误差： 已知：R2010=(Z20Z20)m/2=(2132)3/2=79.500 X=X10X20=477.300433.004=44.296 Y=Y20Y10=386.016320.000=66.016公式：=RA=R(X2Y2)1/2 1 P74 =79.500(44.296266.0162)1/2=0.000013383

48、 查3附表 10 P302中心距允差为：0.037 所以：0.037,能满足该齿轮副啮合要求。2.15.6 验算轴验算轴 21 与轴与轴 10 中心距误差：中心距误差： 已知：R2110=(Z10Z21)m/2=(3236)3/2=102.000 X=X21X10=505.000477.300=27.700成都理工大学工程技术学院26 Y=Y10Y21=320.000221.838=98.162由公式 223 得：=RA=R(X2Y2)1/2 1 P74 =102.000(27.000298.1622)1/2=0.000192444查3附表 10 P302中心距允差为：0.043 所以：0.0

49、43,能满足该齿轮副啮合要求。2.15.7 验算轴验算轴 12、14、16 与轴与轴 11 中心距误差：中心距误差： 已知：R1114=(Z11Z14)m/2=(2232)3/2=81.000 X=X11X14=202.246128.003=74.243 Y=Y11Y14=182.898150.511=32.387由公式 223 得：=RA=R(X2Y2)1/2 1 P74 =81.000(74.243232.3872)1/2=0.000365321查3附表 10 P302中心距允差为：0.037 所以：0.037,能满足该齿轮副啮合要求。2.15.8 验算轴验算轴 18、13 与轴与轴 12

50、 中心距误差：中心距误差： 已知：R1218=(Z12Z12)m/2=(3636)3/2=108.000 X=X18X112=357.311289.240=68.071 Y=Y18Y12=265.693181.846=83.847由公式 223 得：=RA=R(X2Y2)1/2 1 P74 =108.000(68.071283.8472)1/2=0.000090509查3附表 10 P302中心距允差为：0.043 所以：0.043,能满足该齿轮副啮合要求。 同理可求：轴 14 与轴 15、轴 16 与轴 17、轴 18 与轴 19、轴22 与轴 18 和轴 20 与轴 19 中心距误差都能满

51、足齿轮副啮合要求。成都理工大学工程技术学院272.15.9 绘制坐标检查图（图绘制坐标检查图（图 28）图2-8多轴箱坐标检查图2.16 轴的校核轴的校核 对轴进行分析和比较轴 11 相对受力较大，所以需对轴 11 进行强度校核。成都理工大学工程技术学院282.16.1 轴的受力简图轴的受力简图图2-9轴的受力分析及弯矩图2.16.2 计算支承反力计算支承反力公式：Ft=2T/d 4 P106 224=29103/（332）=187.5N公式：Fr= Fttg 4 P106 =187.5tg20=60.90N在水平面上公式：FR1H=(FrL3)/( L2L3) 4 P197 225 =(18

52、7.5110)/ ( 11058)=42.398N 公式：FR2H= FrFR1H 4 P197 226 =60.9042.398=18.502N在垂直面上 公式：FR1V= FR2V= Ft/2 4 P197 227=187.458/2=93.729N成都理工大学工程技术学院292.16.3 画弯矩图（图画弯矩图（图 28） 在水平面上，a-a 剖面左侧公式：MaH= FR1HL2 4 P197 228=42.398110=4663.78Nmm a-a 剖面右侧公式：MaH= FR2H L3 4 P197 229=18.50258=1073.116 Nmm在垂直面上公式：MaV= FR1VL

53、24 P197 230 =93.729110=10310.19 Nmm合成弯矩，aa 剖面左侧公式：Ma=( M2aHM2aV)1/2 4 P197 231=(4663.78210310.192) 1/2=4776.42 Nmmaa 剖面右侧公式：Ma=( M2aHM2aV)1/2 4 P197 232=(1073.116210310.192) 1/2 =10365.886 Nmm2.16.4 画弯矩图（图画弯矩图（图 28） 转距:公式：T=Ftd/2 4 P197 233 =187.45896/2=8997.986 Nmm2.16.4 判断危险剖面判断危险剖面 显然，图 29 所示 aa

54、截面左侧合成弯矩最大、扭矩为 8997.98 Nmm，该截面左侧可能是危险剖面；bb 截面处合成弯矩最大，也可能是危险剖面。成都理工大学工程技术学院302.16.5 轴的弯矩合成强度校核轴的弯矩合成强度校核 查4表 101 得：= 1b=60MPa 0b=100 MPa=1b/0b=60/100=0.6aa 剖面左侧 W=0.1d3bL(dt2)/(2d) 4 P197 234 =0.1203166(2062)/(220) =329.63 e=M2(t)21/2/W 4 P197 235 =4776.422(0.68997.98)2 1/2/329.6 =21.87 MPabb 剖面左侧 W=

55、0.1d3 4 P197 236 =0.1203=8003bb 截面处合成弯矩 Mb Mb= Ma(L228)/L2 4 P197 237 =4776.42（110-28）110=3560.604 Nmm e=M2(t)21/2/W 4 P197 = 3560.6042(0.68997.98)2 1/2/800 =8.084 MPa经以上计算表明：轴的弯扭合成强度是足够的，且弯扭合成强度有富余。所以选的轴径符合要求。2.17 齿轮的强度校核齿轮的强度校核 查4 表 718 查得：成都理工大学工程技术学院31 YFs1=4.2 YFs2=4.0 取 Y=0.7F1=2kT YFs1Y/dZ2m3

56、 4 P110 239=21.438997.9844.20.7/13232=87.5678 MPaF1F2=F1 YFs2/ YFs1 4 P110 240=87.56784.0/4.2=83.397F2经以上计算表明：所选齿轮合适。2.18 靠模体的设计靠模体的设计2.18.1 攻螺纹靠模机构的选择攻螺纹靠模机构的选择攻螺纹多轴箱配合攻螺纹靠模头能螺孔的加工精度提高，因靠模螺母和靠模杆是经过磨制并精细研配的。为了提高螺纹的加工精度，选用攻螺纹靠模。靠模头（其厚 L=300）安装在多轴箱的前面，定位由两个柱销与销套保证，用螺钉紧定。各靠模螺纹由多轴箱内润滑泵供油。因为整个工序内容是攻螺纹，所以选择第一类攻