《普通車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《普通車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（57頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、安安 徽徽 建建 筑筑 大大 學(xué)學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文) 專專 業(yè)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 班班 級(jí)級(jí) 09 城建機(jī)械 3 班 姓姓 名名 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) 09290070312 課課 題題 普通車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 20132013 年年 6 6 月月 1010 日日安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 1 頁(yè) 共 53 頁(yè)摘要摘要主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是機(jī)床設(shè)計(jì)中非常重要的組成部分，本次設(shè)計(jì)主要由機(jī)床的級(jí)數(shù)入手，于結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)擬定，再到齒輪和軸的設(shè)計(jì)，再選擇各種主傳動(dòng)配合件，對(duì)軸和齒輪及配合件進(jìn)行校核，將主傳動(dòng)方案“結(jié)構(gòu)化” ，設(shè)計(jì)主軸變速箱裝配圖及零件圖，側(cè)重進(jìn)行傳動(dòng)軸組件、主軸組件、變

2、速機(jī)構(gòu)、箱體、潤(rùn)滑與密封、傳動(dòng)軸及滑移齒輪零件的設(shè)計(jì)，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。本次突出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，在保證機(jī)床的基本要求下，根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)的原則，擬定機(jī)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)，對(duì)機(jī)床的機(jī)構(gòu)進(jìn)行精簡(jiǎn)，力求降低生產(chǎn)成本；主軸和齒輪設(shè)計(jì)在滿足強(qiáng)度需要的同時(shí)，材料的選擇也是采用折中的原則，沒有選擇過高強(qiáng)度的材料從而造成浪費(fèi)?！娟P(guān)鍵詞】車床、主傳動(dòng)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)式、電動(dòng)機(jī)。安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 2 頁(yè) 共 53 頁(yè)Abstract Main drive system design is Very important part of the Machine Design, The design of the series

3、 to start primarily by machine, In the structure, the structure network developed, to the design of gears and shafts, Choose a variety of main drive with the pieces of the shaft and gear, and checked with the parts ，design and motive of completion sport spread the lord to move the project the struct

4、ure turn , Design a principal axis to become soon a box assemble diagram and spare parts diagram and lay particular emphasis on to carry on spread to move stalk module, principal axis module and become soon organization, box a body, lubricate and seal completely, spread to move stalk and slippery mo

5、ve wheel gear spare parts of design to complete design tasks.This highlights the structural design requirements, under the basic requirements for ensuring the machine ,According to the principles of machine tool design, Development of institutional and structural net, Streamlining of the machine too

6、l sector, Strive to reduce production costs, No choice of materials resulting in high strength waste.【Keywords】lather, Main drive system, Structure , Electric motor.安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 3 頁(yè) 共 53 頁(yè)目錄目錄緒論緒論.51.主軸極限轉(zhuǎn)速的確定主軸極限轉(zhuǎn)速的確定.62. 主動(dòng)參數(shù)的擬定主動(dòng)參數(shù)的擬定.72.1 確定傳動(dòng)公比.72.2 主電動(dòng)機(jī)的選擇.83.普通車床的規(guī)格普通車床的規(guī)格.94.變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).

7、94.1 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目.94.2 結(jié)構(gòu)式的擬定.104.3 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定.104.4 各變速組的變速范圍及極限傳動(dòng)比.114.5 確定各軸的轉(zhuǎn)速.124.6 繪制轉(zhuǎn)速圖.134.7 確定各變速組變速副齒數(shù).134.8 繪制變速系統(tǒng)圖.155.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).165.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案.165.2 展開圖及其布置.165.3 I 軸（輸入軸）的設(shè)計(jì).165.4 齒輪塊設(shè)計(jì).175.5 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì).185.6 主軸組件設(shè)計(jì).195.6.1 各部分尺寸的選擇.195.6.2 主軸材料和熱處理.195.6.3 主軸軸承.205.6.4 主軸與齒輪的連接.215

8、.6.5 潤(rùn)滑與密封.215.6.6 其他問題.216.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)傳動(dòng)件的設(shè)計(jì).226.1 帶輪的設(shè)計(jì).226.3 確定各軸轉(zhuǎn)速.256.4 傳動(dòng)軸直徑的估算：確定各軸最小直徑.266.5 鍵的選擇、傳動(dòng)軸、鍵的校核.277.各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核.297.1 齒輪模數(shù)的確定：.29安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 4 頁(yè) 共 53 頁(yè)7.2 齒輪的設(shè)計(jì).338.齒輪校驗(yàn)齒輪校驗(yàn).358.1 齒輪強(qiáng)度校核.358.1.1 校核 a 組齒輪.368.1.2 校核 b 組齒輪.378.1.3 校核 c 組齒輪.389.主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì).409.1 主軸的基本尺

9、寸確定.409.1.1 外徑尺寸 D.409.1.2 主軸孔徑 d.419.1.3 主軸懸伸量 a.429.1.4 支撐跨距 L .429.1.5 主軸最佳跨距0L的確定.429.2 主軸剛度驗(yàn)算.449.3 主軸前支撐轉(zhuǎn)角的驗(yàn)算；.459.4 各軸軸承的選用的型號(hào).479.4.1 各軸軸承的校核.479.5 摩擦式離合器的選擇和計(jì)算.48謝辭謝辭.51總結(jié)總結(jié).52參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).53安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 5 頁(yè) 共 53 頁(yè)普通車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)普通車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械與電氣工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)09 城建機(jī)械 3 班 劉林海 指導(dǎo)教師 魏常武緒論緒論機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)

10、因機(jī)床的類型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同，應(yīng)滿足的要求也不一樣。設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系時(shí)最基本的原則就是以最經(jīng)濟(jì)、合理的方式滿足既定的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合具體機(jī)床進(jìn)行具體分析，一般應(yīng)滿足的基本要求有：滿足機(jī)床使用性能要求。首先應(yīng)滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性，如機(jī)床主軸油足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)；滿足機(jī)床傳遞動(dòng)力的要求。本文設(shè)計(jì)的為普通車床的傳動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)不同的加工條件，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求也不盡相同，依據(jù)某些典型工藝和加工對(duì)象，兼顧其他的可能工藝加工的要求，擬定機(jī)床技術(shù)參數(shù)，擬定參數(shù)時(shí)，要考慮機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)和同國(guó)內(nèi)外同類機(jī)床的對(duì)比，從而獲得最優(yōu)的參數(shù)，使機(jī)床設(shè)計(jì)的最為合理。本文從開始到結(jié)束的流程如下： 查閱資料，

11、擬定計(jì)劃； 擬定傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，繪制草圖； 設(shè)計(jì)傳動(dòng)件和零件； 校核零件、組件； 繪圖，編寫論文說明書。安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 6 頁(yè) 共 53 頁(yè)1.主軸極限轉(zhuǎn)速的確定主軸極限轉(zhuǎn)速的確定 確定主軸的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速，應(yīng)該在分析所設(shè)計(jì)機(jī)床幾種典型加工方式的切削用量和參考現(xiàn)有同類型機(jī)床的技術(shù)性能的基礎(chǔ)上，并按照“技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理”的原則進(jìn)行。 由于通用性機(jī)床加工對(duì)象很廣，不同工序所采用的切削用量相差懸殊，而且加工零件的尺寸變換也很大，所以要合理地確定其極限轉(zhuǎn)速是一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，必須對(duì)有關(guān)加工工序和切削用量進(jìn)行分析，在分析切削用量的過程中，應(yīng)特別注意下列幾點(diǎn)： 1.考慮先進(jìn)加工方法，但所選的

12、切削用量不應(yīng)該是個(gè)別記錄，而應(yīng)該具有普遍性。 2.應(yīng)考慮刀具材料的發(fā)展趨勢(shì)。例如普通車到在大多數(shù)情況下已經(jīng)采用硬質(zhì)合金，目前陶瓷刀具也已開始應(yīng)用等情況。 3.最高和最低轉(zhuǎn)速不能僅用計(jì)算方法來(lái)確定。還應(yīng)該和先進(jìn)的同類機(jī)床比較，因?yàn)檫^大的轉(zhuǎn)速范圍不僅不能充分發(fā)揮其性能，而且還可能使結(jié)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。在傳動(dòng)系統(tǒng)擬定好以后，驗(yàn)算各主要傳動(dòng)件的最大圓周速度應(yīng)不超過允許值。 主軸最高和最低轉(zhuǎn)速可按下列計(jì)算： = (rpm)maxnminmax1000dv = (rpm)minnmaxmin1000dv其中： 、主軸最高、最低轉(zhuǎn)速（m/min） ；maxnminn 、典型工序的最大、最小切削速度（m/min）

13、；maxvminv 、最大、最小計(jì)算直徑。maxdmind 普通車床采用最大速度的典型工序一般為用硬質(zhì)合金車刀精車或半maxv精車鋼質(zhì)軸類工件的外圓，取=200r/min。maxv 采用最小速度的典型工序又以下幾種情況：minv 1.在低速光車，要求獲得粗糙度小于 R3.2m； 2.精鉸孔安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 7 頁(yè) 共 53 頁(yè) 3.加工各種螺紋及多頭螺紋； 4.用高速鋼車刀，對(duì)鑄鐵材料的盤類工件進(jìn)行粗車端面工作，取=25r/min。minv 一般取計(jì)算直徑： =0.5Dmaxd =(0.20.25) mindmaxd 式中 D 為最大工件回轉(zhuǎn)直徑，即主參數(shù)(mm)。 當(dāng)?shù)湫凸ば驗(yàn)殂q孔

14、或加工螺紋時(shí)，應(yīng)按在車床上常用最大鉸孔直徑或經(jīng)常加工的最大螺紋直徑作為最大計(jì)算直徑，根據(jù)調(diào)研可推薦：=0.2 maxdmaxd1D,(為刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑）1D 故 =1 1990 r/min，取=2000 r/min；maxnminmax1000dv322001000maxn =49.65 r/min， 取= =45 r/min；minnmaxmin1000dv160251000minn 與本次設(shè)計(jì)給定的參數(shù)相差不大，取計(jì)算值。2. 主動(dòng)參數(shù)的擬定主動(dòng)參數(shù)的擬定2.1 確定傳動(dòng)公比確定傳動(dòng)公比 根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)公式（3-2）因?yàn)橐阎?78P znR=1.26)1(ZnR Z=+1=1

15、8 lglgnR 根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表 3-5 標(biāo)準(zhǔn)公比。這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系77P列=1.26因?yàn)?1.26=1.064，根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表 3-6 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首先找77P到最小極限轉(zhuǎn)速 5，再每跳過 3 個(gè)數(shù)（1.261.064）取一個(gè)轉(zhuǎn)速，即可得到公比為 1.26 的數(shù)列：14、18、22.4、28、35.5、45、56、71、90、112、140、180、224、280、355安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 8 頁(yè) 共 53 頁(yè)、450、560、710、900。2.2 主電動(dòng)機(jī)的選擇主電動(dòng)機(jī)的選擇 合理的確定電機(jī)功率 P，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕

16、載而降低功率因素?，F(xiàn)在以常見的中碳鋼為工件材料，取 45 號(hào)鋼，正火處理，車削外圓，表面粗糙度=3.2mm。采用車刀具，可轉(zhuǎn)位外圓車刀，刀桿尺寸：16mm 25mm。刀aR具幾何參數(shù)：=15 ，=6 ，=75 ，=15 ，=0 ，=-0o0ororoo0110 ，b=0.3mm，r =1mm。o1re現(xiàn)以確定粗車是的切削用量為設(shè)計(jì)： 確定背吃刀量和進(jìn)給量 f，根據(jù)切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)表 8-50，pa444P 取 4mm，f 取 0.6。parmm 確定切削速度，參切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)表 8-57，取448PV =1.7。csm 機(jī)床功率的計(jì)算，主切削力的計(jì)算 根據(jù)切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)-表 8

17、-59 和表 8-449P450P60，主切削力的計(jì)算公式及有關(guān)參數(shù)：F =9.81 ZFcn60FcCFcZaFcZfFcZvFcK =9.81270 4 0.60.751.7-0.150.92 0.9515. 060 =3242（N） 切削功率的計(jì)算 =32421.710-3=5.5(kw)；cPcFcv310依照一般情況，取機(jī)床變速效率=0.8。 =6.86(kW)ZP8 . 05 . 5根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 12-1 Y 系列（IP44）電動(dòng)機(jī)的技167P術(shù)數(shù)據(jù),Y 系列（IP44）電動(dòng)機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型異步電動(dòng)機(jī)，具有防塵埃、鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的特點(diǎn)，B

18、級(jí)絕緣，工業(yè)環(huán)境溫度不超過+40，相對(duì)濕度不超過 95%，海拔高度不超過 1000m，額定電壓380V，頻率 50Hz。適用于無(wú)特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床，泵，風(fēng)機(jī)，攪拌機(jī)，運(yùn)輸機(jī)，農(nóng)業(yè)機(jī)械等。 根據(jù)以上要求，選取 Y160M-6 型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率 7.5kW,滿載安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 9 頁(yè) 共 53 頁(yè)轉(zhuǎn)速 970，額定轉(zhuǎn)矩 2.0，質(zhì)量 119Kg。minr3.普通車床的規(guī)格普通車床的規(guī)格 根據(jù)以上的計(jì)算和設(shè)計(jì)任務(wù)書可得到本次設(shè)計(jì)車床的基本參數(shù)： 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)表 3.1工件最大回轉(zhuǎn)直徑(mm)maxD最高轉(zhuǎn)速()maxnminr最低轉(zhuǎn)速()minnmi

19、nr電機(jī)功率P（kW）公比轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z320712147.51.26184.變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)擬定變速方案，包括變速型式的選擇以及開停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè)變速系統(tǒng)的確定。變速型式則指變速和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同特點(diǎn)的變速型式、變速類型。變速方案和型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。因此，確定變速方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。變速方案有多種，變速型式更是眾多，比如：變速型式上有集中變速，分離變速；擴(kuò)大變速范圍可用增加變速組數(shù)，也可采用背輪結(jié)構(gòu)、分支變速等型式；變速箱上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。顯然，可能的

20、方案有很多，優(yōu)化的方案也因條件而異。4.1 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目級(jí)數(shù)為 Z 的變速系統(tǒng)由若干個(gè)順序的變速組組成，各變速組分別有、Z個(gè)變速副。即Z321ZZZZ 變速副中由于結(jié)構(gòu)的限制以 2 或 3 為合適，即變速級(jí)數(shù) Z 應(yīng)為 2 和 3 的因子： ，可以有三種方案：baZ32 18=332 18=323 18=233因?yàn)閭鲃?dòng)副數(shù)的排列“前多后少” 。按此原則取第一種方案：18=332安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 10 頁(yè) 共 53 頁(yè)4.2 結(jié)構(gòu)式的擬定結(jié)構(gòu)式的擬定 對(duì)于 18=332 傳動(dòng)式，有 6 種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為：183133

21、29 18333129 1832362118313623 18363123 18363221 根據(jù)主變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則： 傳動(dòng)副前多后少的原則； 主變速傳動(dòng)系從電動(dòng)機(jī)到主軸，通常為降速傳動(dòng)，接近電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)轉(zhuǎn)速較高， 傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩較小，尺寸小一些，反之，靠近主軸的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，尺寸就較大。因此在擬定主變速傳動(dòng)系時(shí)，應(yīng)盡可能將傳動(dòng)副較多的變速組安排在前面，傳動(dòng)副數(shù)少的變速組放在后面，使主變速傳動(dòng)系中更多的傳動(dòng)件在高速范圍內(nèi)工作，尺寸小一些，以節(jié)省變速箱的造價(jià)，減小變速箱的外形尺寸； 傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致的原則；即“前密后疏”原則，即要求X0X1X2Xj 前面變速組的傳動(dòng)副

22、分布緊密，后面的分布疏松。 所以 取 18313329 4.3 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 根據(jù)中間變速軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下：安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 11 頁(yè) 共 53 頁(yè)圖 4.1結(jié)構(gòu)網(wǎng)4.4 各變速組的變速范圍及極限傳動(dòng)比各變速組的變速范圍及極限傳動(dòng)比 傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍：在降速傳動(dòng)時(shí)，為防止被動(dòng)齒輪的直徑過大而使進(jìn)徑向尺寸過大，常限制最小傳動(dòng)比，1/4，升速mini傳動(dòng)時(shí)，為防止產(chǎn)生過大的振動(dòng)和噪音，常限制最大傳動(dòng)比，斜齒輪比2maxi較平穩(wěn)，可取，故變速組的最大變速范圍為/810。5 . 2maximaxRmaximini 主軸的變速

23、范圍應(yīng)等于主變速傳動(dòng)系中各個(gè)變速組變速范圍的乘積，即：inRRRRR210 檢查變速組的變速范圍是否超過極限值時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。因?yàn)槠渌兯俳M的變速范圍都比最后擴(kuò)大組的小，只要最后擴(kuò)大組的變速范圍不超過極限值，其他變速組就不會(huì)超過極限值。 其中， ， 1322PXR26. 162X22P，符合要求)108(826. 11293R安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 12 頁(yè) 共 53 頁(yè)4.5 確定各軸的轉(zhuǎn)速確定各軸的轉(zhuǎn)速 分配總降速變速比總降速變速比 014. 0970/14/mindnni 又電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因而增加一定比變速副。min/970rnd 確定變速軸軸數(shù)變速軸軸數(shù)

24、 = 變速組數(shù) + 定比變速副數(shù) + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。 在五根軸中，除去電動(dòng)機(jī)軸，其余四軸按變速順序依次設(shè)為、（主軸） 。與、與、與軸之間的變速組分別設(shè)為a、b、c?，F(xiàn)由（主軸）開始，確定、軸的轉(zhuǎn)速。先來(lái)確定軸的轉(zhuǎn)速變速組 c 的變速范圍為，結(jié)合結(jié)構(gòu)式 10, 8826. 1max99R軸的轉(zhuǎn)速只有一種可能：56、71、90、112、140、180、224、280、355。確定軸的轉(zhuǎn)速 變速組 b 的級(jí)比指數(shù)為 3，希望中間軸轉(zhuǎn)速較小，因而為了避免升速，又不致變速比太小，可取 21131bi112bi 軸的轉(zhuǎn)速確定為：224、280、355。定軸的轉(zhuǎn)速 對(duì)于軸，其級(jí)比指數(shù)為

25、 1,可取： = = =1ai2159. 112ai126. 113ai11 確定軸轉(zhuǎn)速為 355，電動(dòng)機(jī)于軸的定變傳動(dòng)比為 970/355=2.7安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 13 頁(yè) 共 53 頁(yè)4.6 繪制轉(zhuǎn)速圖繪制轉(zhuǎn)速圖 圖 4.2轉(zhuǎn)速圖4.7 確定各變速組變速副齒數(shù)確定各變速組變速副齒數(shù)確定齒輪齒數(shù)的原則和要求： 齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過大；齒輪的齒數(shù)和過大會(huì)加大兩軸之間的中心zszs距，使機(jī)床結(jié)構(gòu)龐大，一般推薦100200.zs 最小齒輪的齒數(shù)要盡可能少；但同時(shí)要考慮：最小齒輪不產(chǎn)生根切，機(jī)床變速箱中標(biāo)準(zhǔn)直圓柱齒輪，一般最小齒數(shù)18；minz受結(jié)構(gòu)限制的最小齒輪最小齒數(shù)應(yīng)大于 1820；安

26、徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 14 頁(yè) 共 53 頁(yè)齒輪齒數(shù)應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動(dòng)比的要求：實(shí)際傳動(dòng)比（齒數(shù)之比）與理論傳動(dòng)比（轉(zhuǎn)速圖上要求的傳動(dòng)比）之間又誤差，但不能過大，確定齒輪數(shù)所造成的轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過10%（-1）%，即%）（理實(shí)理110nnn-要求的主軸轉(zhuǎn)速；理n-齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的主軸轉(zhuǎn)速；實(shí)n齒輪齒數(shù)的確定，當(dāng)各變速組的傳動(dòng)比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。對(duì)于定比傳動(dòng)的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦的方法確定。對(duì)于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí)，變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和及zS小齒輪的齒數(shù)可以從機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表 3-9 中選取。一般在主傳動(dòng)中，最小齒數(shù)應(yīng)大于 1820。

27、采用三聯(lián)滑移齒輪時(shí)，應(yīng)檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關(guān)系：三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于 4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。 根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),查表 3-9 各種常用變速比的使用齒數(shù)。94P變速組 a: =1 =1/=1/1.26 =1/21 ia2ia3ia確定最小齒輪的齒數(shù)及最小齒數(shù)和minzminzs 該變速組內(nèi)的最小齒輪必在 i=1/2 的齒輪副中，根據(jù)結(jié)構(gòu)條件，假設(shè)最小齒數(shù)為=22 時(shí)，查表得到 =72。minzminzs找出可能采用的齒數(shù)和諸數(shù)值 =1 =60、62、64、661auzs =1.26 =61、63、64、662auzs =2 =60、63、66、69、72

28、3auzs 在具體結(jié)構(gòu)允許下，選用較小的 為宜，現(xiàn)確定=66，zszs 確定各齒數(shù)副的齒數(shù) i=2，找出=22， =-=66-22=44；1z1zzs1z i=1.26，找出=29，=-=66-29=37；2z2zzs2z i=1 ，找出=33，=-=66-33=33；3z3zzs2z安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 15 頁(yè) 共 53 頁(yè)變速組 b 的齒數(shù)確定： =1 =1/=1/2 =1/41 ib2ib33ib故變速組中最小齒輪必在 1/的齒輪副中，假設(shè)最小齒數(shù)為=22，3minz=84，minzs同上，取=84，查得=42， =-=84-42=42zs1z1zzs1z=28，=-=84-28

29、=562z2zzs2z=17，=-=84-17=673z3zzs2z變速組 c 齒數(shù)確定同上取=90，查得=30， =-=90-30=60zs1z1zzs1z=18，=-=90-18=722z2zzs2z4.8 繪制變速系統(tǒng)圖繪制變速系統(tǒng)圖變速系統(tǒng)變速系統(tǒng) 圖圖 4.34.3安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 16 頁(yè) 共 53 頁(yè)5.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動(dòng)器等） 、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤(rùn)滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。主軸變

30、速箱是機(jī)床的重要部件。設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個(gè)方面的問題：精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動(dòng)效率要求，主軸前軸承處溫度和溫升的控制，結(jié)構(gòu)工藝性，操作方便、安全、可靠原則，遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則。主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)中不可避免要經(jīng)過反復(fù)思考和多次修改。在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖。目的是：1）布置傳動(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案。2）檢驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無(wú)干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時(shí)改正。3）確定傳動(dòng)軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對(duì)位置，以確定各軸的受力點(diǎn)和受力方向，為軸和軸承的驗(yàn)算提供必要的數(shù)據(jù)。5.2 展開圖

31、及其展開圖及其布布置置展開圖就是按照傳動(dòng)軸傳遞運(yùn)動(dòng)的先后順序，假想將各軸沿其軸線剖開并將這些剖切面平整展開在同一個(gè)平面上。軸上裝的摩擦離合器和變速齒輪。有兩種布置方案，一是將兩級(jí)變速齒輪和離合器做成一體。齒輪的直徑受到離合器內(nèi)徑的約束，齒根圓的直徑必須大于離合器的外徑，否則齒輪無(wú)法加工。這樣軸的間距加大。另一種布置方案是離合器的左右部分分別裝在同軸線的軸上，左邊部分接通，得到一級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，右邊接通得到三級(jí)正向轉(zhuǎn)動(dòng)。這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大。我們采用第二種方案，通過空心軸中的拉桿來(lái)操縱離合器的結(jié)構(gòu)?？偛贾脮r(shí)需要考慮制動(dòng)器的位置。制動(dòng)器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。制動(dòng)器不要放在轉(zhuǎn)速太低

32、軸上，以免制動(dòng)扭矩太大，使制動(dòng)器尺寸增大。齒輪在軸上布置很重要，關(guān)系到變速箱的軸向尺寸，減少軸向尺寸有利于提高剛度和減小體積。5.3 I I 軸（輸入軸）的設(shè)計(jì)軸（輸入軸）的設(shè)計(jì)將運(yùn)動(dòng)帶入變速箱的帶輪一般都安裝在軸端，軸變形較大，結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意加強(qiáng)軸的剛度或使軸部受帶輪的拉力（采用卸荷裝置） 。軸上裝有摩擦離合器，由于組成離合器的零件很多，裝配很不方便，一般都是在箱外組裝好軸在整體裝入箱內(nèi)。我們采用的卸荷裝置一般是把軸承裝載法蘭盤上，通過法蘭盤將帶輪的拉力傳遞到箱壁上。車床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時(shí)退刀。車螺紋時(shí)，換向頻率較高。實(shí)現(xiàn)安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 17 頁(yè) 共 53 頁(yè)正反轉(zhuǎn)的變換方

33、案很多，我們采用正反向離合器。正反向的轉(zhuǎn)換在不停車的狀態(tài)下進(jìn)行，常采用片式摩擦離合器。由于裝在箱內(nèi)，一般采用濕式。在確定軸向尺寸時(shí)，摩擦片不壓緊時(shí)，應(yīng)留有 0.20.4的間隙，間隙mm應(yīng)能調(diào)整。離合器及其壓緊裝置中有三點(diǎn)值得注意：1）摩擦片的軸向定位：由兩個(gè)帶花鍵孔的圓盤實(shí)現(xiàn)。其中一個(gè)圓盤裝在花鍵上，另一個(gè)裝在花鍵軸上的一個(gè)環(huán)形溝槽里，并轉(zhuǎn)過一個(gè)花鍵齒，和軸上的花鍵對(duì)正，然后用螺釘把錯(cuò)開的兩個(gè)圓盤連接在一起。這樣就限制了軸向和周向的兩個(gè)自由度，起了定位作用。2）摩擦片的壓緊由加力環(huán)的軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)，在軸系上形成了彈性力的封閉系統(tǒng)，不增加軸承軸向復(fù)合。3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使加力環(huán)推動(dòng)擺桿和鋼球的運(yùn)動(dòng)是

34、不可逆的，即操縱力撤消后，有自鎖作用。軸上裝有摩擦離合器，兩端的齒輪是空套在軸上，當(dāng)離合器接通時(shí)才和軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。但脫開的另一端齒輪，與軸回轉(zhuǎn)方向是相反的，二者的相對(duì)轉(zhuǎn)速很高（約為兩倍左右） 。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這點(diǎn)。齒輪與軸之間的軸承可以用滾動(dòng)軸承也可以用滑動(dòng)軸承?；瑒?dòng)軸承在一些性能和維修上不如滾動(dòng)軸承，但它的徑向尺寸小?？仗X輪需要有軸向定位，軸承需要潤(rùn)滑。5.4 齒輪塊設(shè)計(jì)齒輪塊設(shè)計(jì)齒輪是變速箱中的重要元件。齒輪同時(shí)嚙合的齒數(shù)是周期性變化的。也就是說，作用在一個(gè)齒輪上的載荷是變化的。同時(shí)由于齒輪制造及安裝誤差等，不可避免要產(chǎn)生動(dòng)載荷而引起振動(dòng)和噪音，常成為變速箱的主要噪聲源，并影響主軸回轉(zhuǎn)均

35、勻性。在齒輪塊設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮這些問題。齒輪塊的結(jié)構(gòu)形式很多，取決于下列有關(guān)因素：1） 是固定齒輪還是滑移齒輪；2） 移動(dòng)滑移齒輪的方法；3） 齒輪精度和加工方法；變速箱中齒輪用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。它的精度選擇主要取決于圓周速度。采用同一精度時(shí)，圓周速度越高，振動(dòng)和噪聲越大，根據(jù)實(shí)際結(jié)果得知，圓周速度會(huì)增加一倍，噪聲約增大 6dB。工作平穩(wěn)性和接觸誤差對(duì)振動(dòng)和噪聲的影響比運(yùn)動(dòng)誤差要大，所以這兩項(xiàng)精度應(yīng)選高一級(jí)。為了控制噪聲，機(jī)床上主傳動(dòng)齒輪都要選用較高的精度。大都是用 766，圓周速度很低的，才選 877。如果噪聲要求很嚴(yán)，或一些關(guān)鍵齒輪，就應(yīng)選 655。當(dāng)精度從 766 提高到 655 時(shí)，

36、制造費(fèi)用將顯著提高。不同精度等級(jí)的齒輪，要采用不同的加工方法，對(duì)結(jié)構(gòu)要求也有所不同。8 級(jí)精度齒輪，一般滾齒或插齒就可以達(dá)到。7 級(jí)精度齒輪，用較高精度滾齒機(jī)或插齒機(jī)可以達(dá)到。但淬火后，由于變形，精度將下降。因此，需要淬火的 7 級(jí)齒輪一般滾（插）后要剃齒，使精度高于 7，或者淬火后在衍齒。6 級(jí)精度的齒輪，用精密滾齒機(jī)可以達(dá)到。淬火齒輪，必須磨齒才能達(dá)到6 級(jí)。安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 18 頁(yè) 共 53 頁(yè)機(jī)床主軸變速箱中齒輪齒部一般都需要淬火?；讫X輪進(jìn)出嚙合的一端要圓齒，有規(guī)定的形狀和尺寸。圓齒和倒角性質(zhì)不同，加工方法和畫法也不一樣，應(yīng)予注意。選擇齒輪塊的結(jié)構(gòu)要考慮毛坯形式（棒料、自

37、由鍛或模鍛）和機(jī)械加工時(shí)的安裝和定位基面。盡可能做到省工、省料又易于保證精度。齒輪磨齒時(shí)，要求有較大的空刀（砂輪）距離，因此多聯(lián)齒輪不便于做成整體的，一般都做成組合的齒輪塊。有時(shí)為了縮短軸向尺寸，也有用組合齒輪的。要保證正確嚙合，齒輪在軸上的位置應(yīng)該可靠?；讫X輪在軸向位置由操縱機(jī)構(gòu)中的定位槽、定位孔或其他方式保證，一般在裝配時(shí)最后調(diào)整確定。5.5 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 機(jī)床傳動(dòng)軸，廣泛采用滾動(dòng)軸承作支撐。軸上要安裝齒輪、離合器和制動(dòng)器等。傳動(dòng)軸應(yīng)保證這些傳動(dòng)件或機(jī)構(gòu)能正常工作。首先傳動(dòng)軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。如撓度和傾角過大，將使齒輪嚙合不良，軸承工作條件惡化，使振動(dòng)、噪聲、空載功率、磨

38、損和發(fā)熱增大；兩軸中心距誤差和軸芯線間的平行度等裝配及加工誤差也會(huì)引起上述問題。傳動(dòng)軸可以是光軸也可以是花鍵軸。成批生產(chǎn)中，有專門加工花鍵的銑床和磨床，工藝上并無(wú)困難。所以裝滑移齒輪的軸都采用花鍵軸，不裝滑移齒輪的軸也常采用花鍵軸?；ㄦI軸承載能力高，加工和裝配也比帶單鍵的光軸方便。軸的部分長(zhǎng)度上的花鍵，在終端有一段不是全高，不能和花鍵空配合。這是加工時(shí)的過濾部分。一般尺寸花鍵的滾刀直徑為 6585。刀Dmm機(jī)床傳動(dòng)軸常采用的滾動(dòng)軸承有球軸承和滾錐軸承。在溫升、空載功率和噪聲等方面，球軸承都比滾錐軸承優(yōu)越。而且滾錐軸承對(duì)軸的剛度、支撐孔的加工精度要求都比較高。因此球軸承用的更多。但是滾錐軸承內(nèi)外

39、圈可以分開，裝配方便，間隙容易調(diào)整。所以有時(shí)在沒有軸向力時(shí)，也常采用這種軸承。選擇軸承的型號(hào)和尺寸，首先取決于承載能力，但也要考慮其他結(jié)構(gòu)條件。同一軸心線的箱體支撐直徑安排要充分考慮鏜孔工藝。成批生產(chǎn)中，廣泛采用定徑鏜刀和可調(diào)鏜刀頭。在箱外調(diào)整好鏜刀尺寸，可以提高生產(chǎn)率和加工精度。還常采用同一鏜刀桿安裝多刀同時(shí)加工幾個(gè)同心孔的工藝。下面分析幾種鏜孔方式：對(duì)于支撐跨距長(zhǎng)的箱體孔，要從兩邊同時(shí)進(jìn)行加工；支撐跨距比較短的，可以從一邊（叢大孔方面進(jìn)刀）伸進(jìn)鏜桿，同時(shí)加工各孔；對(duì)中間孔徑比兩端大的箱體，鏜中間孔必須在箱內(nèi)調(diào)刀，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能避免。既要滿足承載能力的要求，又要符合孔加工工藝，可以用輕、中或

40、重系列軸承來(lái)達(dá)到支撐孔直徑的安排要求。兩孔間的最小壁厚，不得小于 510，以免加工時(shí)孔變形。mm花鍵軸兩端裝軸承的軸頸尺寸至少有一個(gè)應(yīng)小于花鍵的內(nèi)徑。一般傳動(dòng)軸上軸承選用級(jí)精度。G傳動(dòng)軸必須在箱體內(nèi)保持準(zhǔn)確位置，才能保證裝在軸上各傳動(dòng)件的位置正確性，不論軸是否轉(zhuǎn)動(dòng)，是否受軸向力，都必須有軸向定位。對(duì)受軸向力的軸，其軸向定位就更重要?；剞D(zhuǎn)的軸向定位（包括軸承在軸上定位和在箱體孔中定位）在選擇定位方安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 19 頁(yè) 共 53 頁(yè)式時(shí)應(yīng)注意：1）軸的長(zhǎng)度。長(zhǎng)軸要考慮熱伸長(zhǎng)的問題，宜由一端定位。2）軸承的間隙是否需要調(diào)整。3）整個(gè)軸的軸向位置是否需要調(diào)整。4）在有軸向載荷的情況下不

41、宜采用彈簧卡圈。5）加工和裝配的工藝性等。5.6 主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。安裝工件（車床）或者刀具（銑床、鉆床等）的主軸參予切削成形運(yùn)動(dòng)，因此它的精度和性能直接影響加工質(zhì)量（加工精度和表面粗糙度） ，設(shè)計(jì)時(shí)主要圍繞著保證精度、剛度和抗振性，減少溫升和熱變形等幾個(gè)方面考慮。5.6.1 各部分尺寸的選擇各部分尺寸的選擇主軸形狀與各部分尺寸不僅和強(qiáng)度、剛度有關(guān)，而且涉及多方面的因素。1） 內(nèi)孔直徑車床主軸由于要通過棒料，安裝自動(dòng)卡盤的操縱機(jī)構(gòu)及通過卸頂尖的頂桿，必須是空心軸。為了擴(kuò)大使用范圍，加大可加工棒料直徑，車床主軸內(nèi)孔直徑有增大的趨勢(shì)。2） 軸頸直徑前支撐的直徑是

42、主軸上一主要的尺寸，設(shè)計(jì)時(shí)，一般先估算或擬定一個(gè)尺寸，結(jié)構(gòu)確定后再進(jìn)行核算。3） 前錐孔直徑前錐孔用來(lái)裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏六號(hào)錐孔。4） 支撐跨距及懸伸長(zhǎng)度為了提高剛度，應(yīng)盡量縮短主軸的外伸長(zhǎng)度。選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇啵琣L一般推薦?。?=23.5，跨距小時(shí)，軸承變形對(duì)軸端變形的影響大。所以，aLL軸承剛度小時(shí)，應(yīng)選大值，軸剛度差時(shí)，則取小值。aL跨距的大小，很大程度上受其他結(jié)構(gòu)的限制，常常不能滿足以上要求。L安排結(jié)構(gòu)時(shí)力求接近上述要求。5.6.2 主軸材料和熱處理主軸材料和熱處理在主軸結(jié)構(gòu)形狀和尺寸一定的條件下，材料的彈性模量 E 越大，主軸的剛度也越高，由于鋼材的 E

43、 值較大，故一般采用鋼質(zhì)主軸，一般機(jī)床的主軸選用價(jià)格便宜、性能良好的 45 號(hào)鋼。提高主軸有關(guān)表面硬度，增加耐磨性，在長(zhǎng)期使用中不至于喪失精度，這是對(duì)主軸熱處理的根本要求。機(jī)床主軸都在一定部位上承受著不同程度的摩擦，主軸與滾動(dòng)軸承配合使用時(shí)，軸頸表面具有適當(dāng)?shù)挠捕瓤筛纳蒲b配工藝并保證裝配精度，通常硬度為 HRC40-50 即可滿足要求。安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 20 頁(yè) 共 53 頁(yè)一般機(jī)床的主軸，淬火時(shí)要求無(wú)裂紋，硬度均勻；淬硬層深度不小于 1mm，最好 1.5-2mm,使精磨后仍能保留一點(diǎn)深度的淬硬層，主軸熱處理后變形要小。螺紋表面一般不淬火；淬火部位的空刀槽不能過深，臺(tái)階交接處應(yīng)該倒角

44、；滲氮主軸的銳邊、棱角必須倒圓 R0.5mm,可避免滲氮層穿透剝落。5.6.3 主軸軸承主軸軸承1）軸承類型選擇主軸前軸承有兩種常用的類型：雙列短圓柱滾子軸承。承載能力大，可同時(shí)承受徑向力和軸向力，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低一些。與雙列短圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的軸承有三種：600角雙向推力向心球軸承。是一種新型軸承，在近年生產(chǎn)的機(jī)床上廣泛采用。具有承載能力大，允許極限轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)。外徑比同規(guī)格的雙列圓柱滾子軸承小一些。在使用中，這種軸承不承受徑向力。推力球軸承。承受軸向力的能力最高，但允許的極限轉(zhuǎn)速低，容易發(fā)熱。向心推力球軸承。允許的極限轉(zhuǎn)速高，但承載能力低，主要用于高速輕載的機(jī)

45、床。2）軸承的配置大多數(shù)機(jī)床主軸采用兩個(gè)支撐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但為了提高主軸剛度也有用三個(gè)支撐的了。三支撐結(jié)構(gòu)要求箱體上三支撐孔具有良好的同心度，否則溫升和空載功率增大，效果不一定好。三孔同心在工藝上難度較大，可以用兩個(gè)支撐的主要支撐，第三個(gè)為輔助支撐。輔助支撐軸承（中間支撐或后支撐）保持比較大的游隙（約 0.030.07） ，只有在載荷比較大、軸產(chǎn)生彎曲mm變形時(shí)，輔助支撐軸承才起作用。軸承配置時(shí)，除選擇軸承的類型不同外，推力軸承的布置是主要差別。推力軸承布置在前軸承、后軸承還是分別布置在前、后軸承，影響著溫升后軸的伸長(zhǎng)方向以及結(jié)構(gòu)的負(fù)責(zé)程度，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的實(shí)際要求確定。在配置軸承時(shí)，應(yīng)注

46、意以下幾點(diǎn)： 每個(gè)支撐點(diǎn)都要能承受經(jīng)向力。 兩個(gè)方向的軸向力應(yīng)分別有相應(yīng)的軸承承受。 徑向力和兩個(gè)方向的軸向力都應(yīng)傳遞到箱體上，即負(fù)荷都由機(jī)床支撐件承受。3）軸承的精度和配合主軸軸承精度要求比一般傳動(dòng)軸高。前軸承的誤差對(duì)主軸前端的影響最大，所以前軸承的精度一般比后軸承選擇高一級(jí)。普通精度級(jí)機(jī)床的主軸，前軸承的選或級(jí)，后軸承選或級(jí)。選擇CDDE軸承的精度時(shí)，既要考慮機(jī)床精度要求，也要考慮經(jīng)濟(jì)性。軸承與軸和軸承與箱體孔之間，一般都采用過渡配合。另外軸承的內(nèi)外環(huán)都是薄壁件，軸和孔德形狀誤差都會(huì)反映到軸承滾道上去。如果配合精度選的太低，會(huì)降低軸承的回轉(zhuǎn)精度，所以軸和孔的精度應(yīng)與軸承精度相匹配。1）軸承

47、間隙的調(diào)整為了提高主軸的回轉(zhuǎn)精度和剛度，主軸軸承的間隙應(yīng)能調(diào)整。把軸承調(diào)到合適的負(fù)間隙，形成一定的預(yù)負(fù)載，回轉(zhuǎn)精度和剛度都能提高，壽命、噪聲和安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 21 頁(yè) 共 53 頁(yè)抗震性也有改善。預(yù)負(fù)載使軸承內(nèi)產(chǎn)生接觸變形，過大的預(yù)負(fù)載對(duì)提高剛度沒有明顯的小果，而磨損發(fā)熱量和噪聲都會(huì)增大，軸承壽命將因此而降低。軸承間隙的調(diào)整量，應(yīng)該能方便而且能準(zhǔn)確地控制，但調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不能太復(fù)雜。雙列短圓柱滾子軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈可以移動(dòng)，當(dāng)內(nèi)圈向大端軸向移動(dòng)時(shí)，由于 1：12 的內(nèi)錐孔，內(nèi)圈將脹大消除間隙。其他軸承調(diào)整也有與主軸軸承相似的問題。特別要注意：調(diào)整落幕的端面與螺紋中心線的垂直度，隔套兩

48、個(gè)端面的平行度都由較高要求，否則，調(diào)整時(shí)可能將軸承壓偏而破壞精度。隔套越長(zhǎng)，誤差的影響越小。螺母端面對(duì)螺紋中心線垂直度、軸上和孔上套簡(jiǎn)兩端平行度等均有嚴(yán)格的精度要求。5.6.4 主軸與齒輪的連接主軸與齒輪的連接 齒輪與主軸的連接可以用花鍵或者平鍵；軸做成圓柱體，或者錐面（錐度一般取 1：15 左右） 。錐面配合對(duì)中性好，但加工較難。平鍵一般用一個(gè)或者兩個(gè)（相隔 180 度布置） ，兩國(guó)特鍵不但平衡較好，而且平鍵高度較低，避免因齒輪鍵槽太深導(dǎo)致小齒輪輪轂厚度不夠的問題。5.6.5 潤(rùn)滑與密封潤(rùn)滑與密封 主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充分潤(rùn)滑，一般常用單獨(dú)的油管將油引到軸承處。 主軸是兩端外伸的軸，防止漏油

49、更為重要而困難。防漏的措施有兩種： 1）堵加密封裝置防止油外流。 主軸轉(zhuǎn)速高，多采用非接觸式的密封裝置，形式很多，一種軸與軸承蓋之間留 0.10.3的間隙（間隙越小，密封效果越好，但工藝?yán)щy） 。還有一種mm是在軸承蓋的孔內(nèi)開一個(gè)或幾個(gè)并列的溝槽（圓弧形或 形） ，效果比上一種好v些。在軸上增開了溝槽（矩形或鋸齒形） ，效果又比前兩種好。 在有大量切屑、灰塵和冷卻液的環(huán)境中工作時(shí)，可采用曲路密封，曲路可做成軸向或徑向。徑向式的軸承蓋要做成剖分式，較為復(fù)雜。 2）疏導(dǎo)在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐?，使油能順利地流回到油箱?.6.6 其他問題其他問題 主軸上齒輪應(yīng)盡可能靠近前軸承，大齒輪更應(yīng)靠前，這樣可

50、以減小主軸的扭轉(zhuǎn)變形。 當(dāng)后支承采用推力軸承時(shí)，推力軸承承受著前向后的軸向力，推力軸承緊靠在孔的內(nèi)端面，所以，內(nèi)端面需要加工，端面和孔有較高的垂直度要求，否則將影響主軸的回轉(zhuǎn)精度。支承孔如果直接開在箱體上，內(nèi)端面加工有一定難度。為此，可以加一個(gè)杯形套孔解決，套孔單獨(dú)在車床上加工，保證高的端面與孔德垂直度。 主軸的直徑主要取決于主軸需要的剛度、結(jié)構(gòu)等。各種牌號(hào)鋼材的彈性模量基本一樣，對(duì)剛度影響不大。主軸一般選優(yōu)質(zhì)中碳鋼即可。精度較高的機(jī)床主軸考慮到熱處理變形的影響，可以選用或其他合金鋼。主軸頭部需要淬Cr40安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 22 頁(yè) 共 53 頁(yè)火，硬度為5055。其他部分處理后，調(diào)

51、整硬度為220250。HRCHBS6.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)6.1 帶輪的設(shè)計(jì)帶輪的設(shè)計(jì) 三角帶傳動(dòng)中，軸間距 A 可以加大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會(huì)有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。帶輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=970r/min,傳遞功率P=7.5kW,傳動(dòng)比 i=2.7，兩班制，一天運(yùn)轉(zhuǎn) 16 小時(shí)，工作年數(shù) 10 年。(1)選擇三角帶的型號(hào)由機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-7 工作情況系數(shù)查的共況系數(shù)=1.2。156PAKAK故根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8-21）156P)(95 . 72 . 1kWPKPAca 式中 P-電動(dòng)機(jī)額定功率， -工作情況

52、系數(shù) AK因此根據(jù)、由機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 8-11 普通 V 帶輪型圖選用 B 型。caP1n157P(2)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，DD帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大。為提高帶的壽命，小帶輪的直徑不宜過小，即。查機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-8、圖 8-11 和表 8-6DminDD 157P155P取主動(dòng)小帶輪基準(zhǔn)直徑=140。Dmm由機(jī)械設(shè)計(jì)公式(8-14) 150P11212DnnD式中：-小帶輪轉(zhuǎn)速，-大帶輪轉(zhuǎn)速，-帶的滑動(dòng)系數(shù)，一般取 0.02。nn故 ，mmD88.374)02. 01 (1403559702由機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-8 取圓整為 400mm。157P(3)驗(yàn)算帶速度 V，按機(jī)械設(shè)計(jì)式（8-13

53、）驗(yàn)算帶的速度150PV= 1 . 710006097014014. 310006011nD安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 23 頁(yè) 共 53 頁(yè)所以，故帶速合適。smvsm305(4)初定中心距帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選?。?根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式（8-20）152P)(2)(7 . 021021DDADD0.7（140+400）2（140+400）0A37810800A 取=800mm.0A(5)三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度L 由機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8-22）計(jì)算帶輪的基準(zhǔn)長(zhǎng)度158P 02122100422ADDDDAL =2468.9258004)140400()4

54、00140(280022由機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-2，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度 L=2500mm146P(6)確定實(shí)際中心距A 按機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距158P A=+=800+=815.54mm0A20LL2925.24682500(7)驗(yàn)算小帶輪包角1 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8-25）158P故主動(dòng)輪上包角合適。OOOoDD12071613 .57180121A(8)確定三角帶根數(shù)Z根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式（8-26）得158PLcaKKPPPZ)(00 查表機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-4b 由 i=2.7 和得= 0.3KW153Pmin9701rn 0p 查表機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-5，=0.95；查表機(jī)械設(shè)計(jì)表

55、8-2，長(zhǎng)度系k安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 24 頁(yè) 共 53 頁(yè)數(shù)=1.03lk 9 . 303. 195. 0)3 . 008. 2(9Z 所以取 Z=4 根(9)計(jì)算預(yù)緊力 查機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-3，q=0.18kg/m 由機(jī)械設(shè)計(jì)式（8-27）20)5 . 2(500qvkkvZpFca其中： -帶的變速功率,KW；cap v-帶速,m/s； q-每米帶的質(zhì)量，kg/m；取 q=0.18kg/m。 v = 970r/min = 7.1m/s。 NF6 .2671 . 718. 095. 041 . 79)95. 05 . 2(50020（10）計(jì)算作用在軸上的壓軸力 NZFFQ6 .211

56、327 .161sin6 .267422sin210 6.26.2 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪的材料 常用的 V 帶輪材料為 HT150 或 HT200，轉(zhuǎn)速較高時(shí)可以采用鑄鋼或鋼板沖壓焊接而成，小功率時(shí)采用鑄鋁或塑料。帶輪結(jié)構(gòu)形式 V 帶輪由輪緣、輪輻和輪轂組成，根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)的不同可以分為實(shí)心式（機(jī)械制圖圖 8-14a） 、腹板式（機(jī)械制圖圖 8-14b） 、孔板式（機(jī)械制圖圖 8-14c） 、橢圓輪輻式（機(jī)械制圖圖 8-14d） 。V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)，當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑（d 為安裝帶輪的軸的直徑，mm）時(shí)。ddd5 . 2可以采用實(shí)心式，當(dāng)可以采用腹板式，mmdd300時(shí)可以采

57、用孔板式，當(dāng)時(shí)，可以mmdDmmdd100,30011同時(shí)mmdd300采用輪輻式。 帶輪寬度：。mmfezB805 .11219) 14(2) 1( V 帶輪的論槽安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 25 頁(yè) 共 53 頁(yè)V 帶輪的輪槽與所選的 V 帶型號(hào)相對(duì)應(yīng)，見機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-10.安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 26 頁(yè) 共 53 頁(yè) dd與相對(duì)應(yīng)得dd槽型dbminahminfheminfo32o34o36o38B14.03.5010.84 . 01911.501900190表 6.1V 帶輪的輪槽與所選的 V 帶型號(hào) V 帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使 V 帶工作面夾角發(fā)生變化。為了使V 帶

58、的工作面與大論的輪槽工作面緊密貼合，將 V 帶輪輪槽的工作面得夾角做成小于。o40 V 帶安裝到輪槽中以后，一般不應(yīng)該超出帶輪外圓，也不應(yīng)該與輪槽底部接觸。為此規(guī)定了輪槽基準(zhǔn)直徑到帶輪外圓和底部的最小高度。minminfahh和 輪槽工作表面的粗糙度為。2 . 36 . 1RR或V 帶輪的技術(shù)要求 鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪輻及輪轂上不允許有沙眼、裂縫、縮孔及氣泡；鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對(duì)輪緣、凸臺(tái)、腹板及輪轂的表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ)；轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡，反之做動(dòng)平衡。其他條件參見中的規(guī)定。921 .13575TGB6.3 確定各軸轉(zhuǎn)速確定各軸轉(zhuǎn)速 確定主軸

59、計(jì)算轉(zhuǎn)速： 計(jì)算轉(zhuǎn)速是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可jn以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系確定。根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表 3-10，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為min/44.5r26. 114nn131813zminj各變速軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速可從主軸 56r/min 按 60/30 的變速副找上去，軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 112r/min；3jn安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 27 頁(yè) 共 53 頁(yè) 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 224r/min；2jn 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 355r/min。1 jn各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速各變速組內(nèi)一般只計(jì)算組內(nèi)最小齒輪，也是最薄弱的齒輪，故也只需確定最小齒輪的計(jì)算

60、轉(zhuǎn)速。 變速組 c 中，18/72 只需計(jì)算 z = 18 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 56r/min； 變速組 b 計(jì)算 z = 17 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 224r/min； 變速組 a 應(yīng)計(jì)算 z = 22 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 355r/min。核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 min/67930/6042/4233/33400/140970rn實(shí)min/710rn標(biāo) %5%4 . 4%100710)710679(%100)(標(biāo)標(biāo)實(shí)nnn 所以合適。6.4 傳動(dòng)軸直徑的估算：確定各軸最小直徑傳動(dòng)軸直徑的估算：確定各軸最小直徑 根據(jù)金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 4公式（7-1） ，并查金屬 mmnPdj491切削機(jī)床設(shè)計(jì) 4表

61、 7-13 得到取 1. 軸的直徑：取min/355,96. 011rnj mmndj34.34135596. 05 . 7915 . 79144 軸的直徑：取min/224,922. 099. 099. 098. 0212rnj mmndj14.381224922. 05 . 7915 . 79144 軸的直徑：取min/112,89. 099. 098. 0323rnj mmndj96.44111289. 05 . 7915 . 79144安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 28 頁(yè) 共 53 頁(yè)其中：P-電動(dòng)機(jī)額定功率（kW） ；-從電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積；-該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速

62、（） ；jnminr -傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角（） 。 mo當(dāng)軸上有鍵槽時(shí)，d 值應(yīng)相應(yīng)增大 45%;當(dāng)軸為花鍵軸時(shí)，可將估算的 d值減小 7%為花鍵軸的小徑;空心軸時(shí)，d 需乘以計(jì)算系數(shù) b，b 值見金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 4表 7-12。和為由鍵槽并且軸為空心軸，和為花鍵軸。根據(jù)以上原則各軸的直徑取值：，和在后文給定， 軸采用光mmd30dd軸，軸和軸因?yàn)橐惭b滑移齒輪所以都采用花鍵軸。因?yàn)榫匦位ㄦI定心精度高，定心穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理變形，定心直徑尺寸公差和位置公差都能獲得較高的精度，故我采用矩形花鍵連接。按規(guī)19871144TGB定， 矩形花鍵的定心方式為小徑定心。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 5

63、5p的矩形花鍵的基本尺寸系列，軸花鍵軸的規(guī)格；742368為BDdN軸花鍵軸的規(guī)格。848428為BDdN各軸間的中心距的確定：；)(16525)4422(2)(21mmmzzd；)(23125 . 5)4242(mmd ；)(2781 .14cos26)7218(mmdoV6.5 鍵的選擇鍵的選擇、傳動(dòng)軸、鍵的校核、傳動(dòng)軸、鍵的校核查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 6-1 選擇軸 上的鍵，根據(jù)軸的直徑，3830d鍵的尺寸選擇, 軸處鍵的尺寸為鍵寬 b鍵高取 108，長(zhǎng)度為 70。軸處鍵的尺寸為鍵寬 b鍵高取 128，鍵的長(zhǎng)度 L 取 80。軸處鍵的尺寸為鍵寬b鍵高取 149，鍵的長(zhǎng)度 L 取 90。主軸處鍵

64、的尺寸為鍵寬 b鍵高取2816，鍵的長(zhǎng)度 L 取 100。鍵的長(zhǎng)度 L 一般可按輪轂的長(zhǎng)度而定。一般輪轂的長(zhǎng)度可取為,這里 d 為軸的直徑。dL)25 . 1 (6.5.1.傳動(dòng)軸的校核傳動(dòng)軸的校核需要驗(yàn)算傳動(dòng)軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。驗(yàn)算傾角時(shí)，若支撐類型相同則只需驗(yàn)算支反力最大支撐處傾角；當(dāng)此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時(shí)，安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 29 頁(yè) 共 53 頁(yè)則齒輪處傾角不必驗(yàn)算。驗(yàn)算撓度時(shí)，要求驗(yàn)算受力最大的齒輪處，但通常可驗(yàn)算傳動(dòng)軸中點(diǎn)處撓度（誤差%3） 。 當(dāng)軸的各段直徑相差不大，計(jì)算精度要求不高時(shí)，可看做等直徑，采用平均直徑進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算花鍵軸傳動(dòng)軸一般只驗(yàn)算彎曲剛

65、度，花鍵軸還應(yīng)進(jìn)行1d鍵側(cè)擠壓驗(yàn)算。彎曲剛度驗(yàn)算；的剛度時(shí)可采用平均直徑或當(dāng)量直徑。一1d2d般將軸化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁，其撓度和傾角計(jì)算公式見金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)表 7-15.分別求出各載荷作用下所產(chǎn)生的撓度和傾角，然后疊加，注意方向符號(hào)，在同一平面上進(jìn)行代數(shù)疊加，不在同一平面上進(jìn)行向量疊加。 軸的校核：通過受力分析，在一軸的三對(duì)嚙合齒輪副中，中間的兩對(duì)齒輪對(duì)軸中點(diǎn)處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來(lái)進(jìn)行校核NdTFmNnPTr8 .3521)10110/(7 .1932/27 .193355/96. 05 . 755. 9/55. 93最大撓度： mmEIblbF34349432222

66、max1014.130106430102104810426446434268 .35214843;65564643414. 364;101 . 24449mmdIIMPaEE軸的；材料彈性模量；式中；查機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表 3-12 許用撓度 ； mmy12. 0403. 0。 所以合格,yYB 軸、軸的校核同上。6.5.2 鍵的校核鍵的校核鍵和軸的材料都是鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)表 6-2 查的許用擠壓應(yīng)力,取其中間值，。鍵的工作長(zhǎng)度MPap120100MPap110，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度mmmmmmbLl531063。由機(jī)械設(shè)計(jì)式（6-1）可得mmmmhk485 . 05 . 0 MPaMPaMPakldTpp11021.5334.34534107 .193210233式中：安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 30 頁(yè) 共 53 頁(yè)；鍵機(jī)械設(shè)計(jì)表，弱材料的許用擠壓應(yīng)力鍵、軸、輪轂三者中最；鍵的直徑，；為鍵的寬度，為鍵的公稱長(zhǎng)度，圓頭平鍵鍵的工作長(zhǎng)度，為鍵的高度此處度鍵與輪轂鍵槽的接觸高傳遞的轉(zhuǎn)矩26,5 . 0,;,pMPammdmmbmmLbLlmmlmmhhkkmNT可見連接的擠壓強(qiáng)度足夠了，鍵