镗削动力头及主轴组件设计(含CAD零件图装配图)
镗削动力头及主轴组件设计(含CAD零件图装配图)(设计说明书10000字,CAD图纸4张)
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。
该方案是镗削动力头及其组件设计，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。 [来源：http://Doc163.com]
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。
2.1零件分析
要求设计一种专用机床的动力头，用于镗削加工VF—6／7型空压机上的减荷阀体Φ 的内孔。材料为HT200，重13.5kg，加工要求为：表面粗糙度值Ra=5um；加工精度等级IT9。
材料为HT200，查《机械设计课程设计手册》 P23页表2-3：HT200的硬度范围为148－222HBS,在此取180HBS。因为被加工表面粗糙度值Ra=5um；加工精度等级IT9，查《机械制造技术基础》 P241页表6-4，根据对零件图的分析比较最后得出加工方案：粗镗——精镗。定位基准为：工件的下底面。
2.2确定加工刀具材料
通过对零件的工艺分析，取背吃刀量 =3mm，进给量 =0.5mm/r。（《机械加工工艺手册》 P987页表4.1-6）选取刀具材料为YG6A。
选择通孔镗刀，得到通孔镗刀的外形参数B=12mm,H=12mm,L=125、150mm， =40、60， d =12mm。查《机械加工艺手册》P1064页表4.3─63。
2.3 确定镗削时主轴最佳转速
根据加工要求，选择通孔镗刀，查《机械加工艺手册》P1064页表4.3─63。
确定镗削加工时主轴转速和功率
查《机械加工工艺手册》P511页表2.4—66附表2.4—9；得硬质合金镗刀的切削速度为v=0.99m/s，所需要的切削功率为Pm=2.1kw。
镗削动力头主轴最佳转速：
n = m/min （2—1）
公式出处 ——《机械制造装备》 P150页；
式中 v ——切削速度，单位为m/min；
d ——工件（或刀具）直径，单位为mm。
把上面的各个参数代入式（2—1）可得：
n =
= 200 r/min
2.4运动参数
2.4.1主运动速度范围
根据已知条件，要求镗削加工孔的范围为Φ40—Φ200 mm。加工Φ40—Φ200 mm的孔时取αp=3mm，f =0.3mm/r。查《机械加工工艺手册》P987页表4.1-6：选取刀具材料为YG6A。查《机械加工工艺手册》P511页表2.4—66附表2.4—9：得硬质合金镗刀的切削速度为Vmax=1.45m/s、 Vmin=1.30m/s。
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 [资料来源：http://Doc163.com]
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 [来源：http://www.doc163.com]
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
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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 [资料来源：http://Doc163.com]
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
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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 [资料来源：https://www.doc163.com]
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 [资料来源：Doc163.com]
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 [资料来源：http://Doc163.com]
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 [来源：http://www.doc163.com]
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 [资料来源：http://Doc163.com]
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 [资料来源：http://doc163.com]