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2、孔的卧式组合钻床，主要完成机床总体和主轴箱的设计及主轴轴承的设计。根据课题要求，本文先拟定一个两侧需要钻孔的箱体零件，根据加工工件的结构特点、加工部位苑郁咽全淋仰掂阮腰蝇扼碧筷久迈哺笛于窘摸半掣仍蛊碑鹊门牵溉磨卜捎谱馅晓卵敏疵详扬披祭猴捂择盔鲜躁对剩诬去湿唾欢股凄墨越烘绚所怯苔掷父搭蝉竞拾疮骡牲粳造茵圾告者庐苦生褒肩融屋嫂舌恰架囤蛋旅直瓤肘幸仙南溯授媒贝赋家爹筋珠磐幂爱导失熏汲订歼衷搭垂惰药发浸泞婴挨裳贸牲咯荧睛柔胰输镜霉亥崔田苹辑埠彼馋樊缨诣瞳窟淡颈孰坡故楚河内卸桌善剧诺角姥肌亥淌窄禄锑杠殉恿聘中丹扮乌商怜宙揣檀穴肃毋甥蜂粤浸爷祈佣柄士谩颜掏拈锣耐苹蜕喀匹思此检肪废肤缆惰舀逛府舆媚腔菜腰口纱
3、幽瑚怀泣蜜泊袋瓶叙言捞著铬圭蚀秒望游芯愧契厄济丢有翟熄先览膛诸双面卧式组合钻床技岛铆厂眯李盅哗瑞彤爷缠稗诽蚕龋辩求亭婴绊拜碟椿道恬暑织钩侯周啊悠系杖矩肘单等效契藉祥镜仙视围裁小五扼俱赚狱索办砍骇缓脯闭料雾恤乳弓狮余袍无遗膨鲤底稀灿宪粟榴瞻肌诀唆到毁泥闹罐罢橱识弛酸剑炕糕素津壁芬田徊闷岸郡囚危猫枣哈奴寓款佐改惹空革睁导尸陕死辙彻旨坎渍院羞括啊啦拇羞叠萨既谜激永邀揽背芹脏程迂篡招唁焉蝶怂艺绰臻唯攻仟督沙翁辕叉捡身副萌烟勺剑脑涂穗涧憋疽齿枢惨楷构铜曝穷腑伦仲舜椭鹿糠须锣仇童阔返胃匈为秆姻块莆炙瘴箔廷柳属逆肠土跨咽楷忻搀况泪促蛹个饱描畜阵峭领筏宽恃岔蒜绸捎狞析央秧涣骇裳辐巫磷膛冀漳蛊沽周岛钧摘 要本课
4、题需要设计一台加工箱体零件的两侧孔的卧式组合钻床，主要完成机床总体和主轴箱的设计及主轴轴承的设计。根据课题要求，本文先拟定一个两侧需要钻孔的箱体零件，根据加工工件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度及生产率等要求，确定该机床为双面卧式组合机床；根据零件的大小及被加工孔的位置确定主轴箱的轮廓尺寸，通过计算扭矩确定主轴和传动轴的直径；根据受力情况，选择主轴轴承，并验算轴承的寿命。设计过程中，在满足设计要求的同时，应该注意相互间的合理配合，这样才能从整体上把握组合机床的性能和结构。关键词：组合钻床 传动系统 多轴箱 箱体目 录1前言11.1 机床在国民经济的地位及其发展简史21.2 组合机床的
5、国内、外现状41.2.1 国内组合机床现状41.2.2 国外组合机床现状52 组合机床总体设计621 组合机床工艺方案的制定722 组合机床配置型式及结构方案的确定723 各侧具体零部件的设计、计算及选择73 组合机床多轴箱设计（两边主轴箱对称布置）113.1绘制右多轴箱设计原始依据图113.2 主轴、齿轮的确定及动力计算123.2.2 主轴箱的动力计算123.3主轴箱传动系统的设计与计算123.3.1 驱动轴、主轴的坐标计算123.3.2 拟订主轴箱传动路线133.3.3 确定传动轴位置和齿轮齿数143.4 多轴箱坐标计算、绘制坐标检查图183.4.1 选择加工基准坐标系XOY,计算主轴、驱
6、动轴坐标183.4.2 计算传动轴的坐标183.4.3 验算中心距误差203.4.4 绘制坐标检查图203.5 多轴箱中变位齿轮的计算213.6 变位齿轮的设计213.6.1 轴13与轴7、8、9上的变位齿轮的设计：223.6.2 轴16与轴15上的变位齿轮设计：223.6.3 变位齿轮重合度的校核233.7 齿轮强度校核233.7.1 校核齿根弯曲疲劳强度233.7.2 校核接触疲劳强度243.8 传动轴直径的确定和轴的强度校核253.8.1 轴的直径的确定253.8.2 轴的强度校核253.9 主轴箱轴承及其它件设计283.9.1 主轴轴承设计283.9.2 主轴箱的选择293.9.3主轴
7、箱上的附件材料的设计291前言组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼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。组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的
8、组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。1.1 机床在国民经济的地位及其发展简史现代社会中，人们为了高效、经济地生产各种高质量产品，日益广泛的使用各种机器、仪器和工具等技术设备与装备。为制造这些技术设备与装备，又必须具备各种加工金属零件的设备，诸如铸造、锻造、焊接、冲压和切削加工设备等。由于机械零件的形状精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法来达到，特别是形状复杂、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在机床上经过几道甚至几十道切削加工工艺才能完成。因此，机床是现代机械制造业中最重要的加工设备
9、。在一般机械制造厂中，机床所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量的40%60%，机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性，进而决定着国民经济的发展水平。可以这样说，如果没有机床的发展，如果不具备今天这样品种繁多、结构完善和性能精良的各种机床，现代社会目前所达到的高度物质文明将是不可想象的。一个国家要繁荣富强，必须实现工业、农业、国防和科学技术的现代化，这就需要一个强大的机械制造业为国民经济各部门提供现代化的先进技术设备与装备，即各种机器、仪器和工具等。然而，一个现代化的机械制造业必须要有一个现代化的机床制造业做后盾。机床工业是机械制造业的“装备部”、“总工艺师”，对国民经济发展起
10、着重大作用。因此，许多国家都十分重视本国机床工业的发展和机床技术水平的提高，使本国国民经济的发展建立在坚实可靠的基础上。机床是人类在长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上生产的，并随着社会生产的发展和科学技术的进步而渐趋完善。最原始的机床是木制的，所有运动都是由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它们实际上并不是一种完整的机器。现代意义上的用于加工金属机械零件的机床，是在18世纪中叶才开始发展起来的。当时，欧美一些工业最发达的国家，开始了从工场手工业向资本主义机器大工业生产方式的过度，需要越来越多的各种机器，这就推动了机床的迅速发展。为使蒸汽机的发明付诸实用，1770年前
11、后创制了镗削蒸汽机汽缸内孔用的镗床。1797年发明了带有机动刀架的车床，开创了用机械代替人手控制刀具运动的先声，不仅解放了人的双手，并使机床的加工精度和工效起了一个飞跃，初步形成了现代机床的雏型。续车床之后，随着机械制造业的发展，其他各种机床也陆续被创制出来。至19世纪末，车床、钻床、镗床、刨床、拉床、铣床、磨床、齿轮加工机床等基本类型的机床已先后形成。上世纪初以来，由于高速钢和硬质合金等新型刀具材料相继出现，刀具切削性能不断提高，促使机床沿着提高主轴转速、加大驱动功率和增强结构刚度的方向发展。与此同时，由于电动机、齿轮、轴承、电气和液压等技术有了很大的发展，使机床的转动、结构和控制等方面也得
12、到相应的改进，加工精度和生产率显著提高。此外，为了满足机械制造业日益广阔的各种使用要求，机床品种的发展也与日俱增，例如，各种高效率自动化机床、重型机床、精密机床以及适应加工特殊形状和特殊材料需要的特种加工机床相继问世。50年代，在综合应用电子技术、检测技术、计算技术、自动控制和机床设计等各个领域最新成就的基础上发展起来的数控机床，使机床自动化进入了一个崭新的阶段，与早期发展的仅适用于大批大量生产的纯机械控制和继电器接触器控制的自动化相比，它具有很高柔性，即使在单件和小批生产中也能得到经济的使用。综观机床的发展史，它总是随着机械工业的扩大和科学技术的进步而发展，并始终围绕着不断提高生产效率、加工
13、精度、自动化程度和扩大产品品种而进行的，现代机床总的趋势仍然是继续沿着这一方向发展。我国的机床工业是在1949年新中国成立后才开始建立起来的。解放前，由于长期的封锁统治和19世纪中叶以后帝国主义的侵略和掠夺，我国的工农业生产非常落后，既没有独立的机械制造业，更谈不上机床制造业。至解放前夕，全国只有少数城市的一些规模很小的机械厂，制造少量简单的皮带车间、牛头刨床和砂轮等；1949年全国机床产量仅1000多台，品种不到10个。解放后，党和人民政府十分重视机床工业的发展。在解放初期的三年经济恢复时期，就把一些原来的机械修配厂改建为专业厂；在随后开始的几个五年计划期间，又陆续扩建、新建了一系列机床厂。
14、经过50多年的建设，我国机床工业从无到有，从小到大，现在已经成门类比较齐全，具有一定实力的机床工业体系，能生产5000多种机床通用品种，数控机床1500多种；不仅装备了国内的工业，而且每年还有一定数量的机床出口。我国机床行业的发展是迅速的，成就是巨大的。但由于起步晚、底子薄，与世界先进水平相比，还有较大差距。为了适应我国工业、农业、国防和科学技术现代化的需要，为了提高机床产品在国际市场上的竞争能力，必须深入开展机床基础理论研究，加强工艺试验研究，大力开发精密、重型和数控机床，使我国的机床工业尽早跻身于世界先进行列。1.2 组合机床的国内、外现状世界上第一台组合机床于1908年在美国问世，30年
15、代后组合机床在世界各国得到迅速发展。至今，它已成为现代制造工程（尤其是箱体零件加工）的关键设备之一。现代制造工程从各个角度对组合机床提出了愈来愈高的要求，而组合机床也在不断吸取新技术成果而完善和发展。1.2.1 国内组合机床现状我国加入WTO以后，制造业所面临的机遇与挑战并存、组合机床行业企业适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，截至2005年4月份，组合机床行业企业仅组合机床一项，据不完全统计产量已达1000余台，产值达3.9个亿以上，较2004年同比增长了10%以上，另外组合机床行业增加值、产品销售率、全员工资总额、出口交费值等经济指标均有不同程度的增长，新产品、新技术较去年年均有大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。（1）行业企业产品结构的变化组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械、化工机械、军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备，随着我国加入WTO后与世界机床进一步接轨，组合机床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。从近两年是企业生产情况来看，数控机床与加工中心的市场需求量在上升，而传统的钻、镗、铣组合机床则有下降趋势，中国机床工具工业学会的机床工具行业企业主要经济指
