《車(chē)床主軸箱設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《車(chē)床主軸箱設(shè)計(jì)（33頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 課程設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 課程名稱(chēng):中心高為200mm的專(zhuān)用車(chē)床的主軸箱部件設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）編號(hào) 實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）名稱(chēng) 實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）時(shí)間 專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè) 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 機(jī)

2、械制造裝備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 姓名： 　 班級(jí)：　 　 學(xué)號(hào)：　 　　　 一、設(shè)計(jì)題目：中心高為200mm的專(zhuān)用車(chē)床的主軸箱部件設(shè)計(jì)(七) 原始數(shù)據(jù)： 主要技術(shù)參數(shù) 題目 主電動(dòng)機(jī)功率P/kW 3 主電動(dòng)機(jī)n電/(r/min) 1500 n1 150 n2 250 n3 350 n4 450 二、工藝要求： 加工工件材料為棒料鋼材，要求正反轉(zhuǎn)。 加工工件表面為外圓柱表面，加工直徑為φ100（加工零件圖略）。 刀具采用硬質(zhì)合金刀。 工件裝夾采用專(zhuān)用卡盤(pán)（不作設(shè)計(jì)內(nèi)容）。 機(jī)床精度等級(jí)為普通級(jí)。 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容：

3、 1）運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)：根據(jù)給定的轉(zhuǎn)速確定主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)、轉(zhuǎn)速圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖、計(jì)算齒輪齒數(shù)。 2）動(dòng)力計(jì)算：選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)，對(duì)主要零件（如帶、齒輪、主軸、傳動(dòng)軸、軸承等）進(jìn)行計(jì)算（初算和驗(yàn)算）。 3）繪制下列圖紙： ① 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)圖（畫(huà)在說(shuō)明書(shū)上）。 ② 主軸箱部件展開(kāi)圖及主要剖面圖。 ③ 主軸零件圖。 4）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份 四、設(shè)計(jì)要求： 1）設(shè)計(jì)圖樣必須用計(jì)算機(jī)繪制，圖樣正確清晰，結(jié)構(gòu)完整合理，尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求規(guī)范且符合生產(chǎn)實(shí)際。 2）說(shuō)明書(shū)條理清楚，內(nèi)容充實(shí)，分析透徹，計(jì)算準(zhǔn)確。 3）說(shuō)明書(shū)中引用的內(nèi)容、公式、數(shù)據(jù)必須注明出處。 五、設(shè)計(jì)期限： 六、答辯日期：

4、 指導(dǎo)教師： 2014年7月8日 目 錄 第1章 機(jī)床用途、性能及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單說(shuō)明 機(jī)床技術(shù)參數(shù)有主參數(shù)和基本參數(shù)，他們是運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)，影響到機(jī)床是否滿(mǎn)足所需要的基本功能要求，參數(shù)擬定就是機(jī)床性能設(shè)計(jì)。主參數(shù)是直接反映機(jī)床的加工能力、決定和影響其他基本參數(shù)的依據(jù)，如車(chē)床的最大加工直徑，一般在設(shè)計(jì)題目中給定，基本參數(shù)是一些加

5、工件尺寸、機(jī)床結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性有關(guān)的參數(shù)，可歸納為尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。 通用車(chē)床工藝范圍廣，所加工的工件形狀、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬質(zhì)合金刀具又用高速鋼刀具。因此，必須對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床工藝范圍和使用情況做全面的調(diào)研和統(tǒng)計(jì)，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(lèi)機(jī)床的對(duì)比，使擬定的參數(shù)最大限度地適應(yīng)各種不同的工藝要求和達(dá)到機(jī)床加工能力下經(jīng)濟(jì)合理。 機(jī)床主傳動(dòng)系因機(jī)床的類(lèi)型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同，應(yīng)滿(mǎn)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

6、滿(mǎn)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(mǎn)足的基本要求有：滿(mǎn)足機(jī)床使用性能要求。首先應(yīng)滿(mǎn)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(mǎn)足機(jī)床傳遞動(dòng)力的要求。主電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能提供足夠的功率和轉(zhuǎn)矩，具有較高的傳動(dòng)效率；滿(mǎn)足機(jī)床工作性能要求。主傳動(dòng)中所有零部件有足夠的剛度、精度和抗震性，熱變形特性穩(wěn)定；滿(mǎn)足產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性要求。傳動(dòng)鏈盡可能簡(jiǎn)短，零件數(shù)目要少，以便節(jié)約材料，降低成本。 第2章 設(shè)計(jì)部分的基本技術(shù)特性和結(jié)構(gòu)分析 2.1車(chē)床主參數(shù)和基本參數(shù) 主要技術(shù)參數(shù) 題目 主電動(dòng)機(jī)功率P/kW 3 主電動(dòng)機(jī)n電/(r/min) 1500 n1

7、 150 n2 250 n3 350 n4 450 2.2 確定傳動(dòng)公比 主電動(dòng)機(jī)功率P/kW=3 kW，主電動(dòng)機(jī)n電/(r/min)=1500 r/min，n1=150 r/min，n2=250 r/min， ，n3=350 r/min， n4=450 r/min 參考《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》指導(dǎo)書(shū)確定根據(jù)【1】表3-5 標(biāo)準(zhǔn)公比。這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系列=1.26, 轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=4， 2.3 結(jié)構(gòu)分析式 圖2.1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖 因?yàn)?1.26=1.064，根據(jù)【1】表3-6標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首先找到最大極限轉(zhuǎn)速450，(從后往前推算的方法），再每跳過(guò)3個(gè)數(shù)取一個(gè)轉(zhuǎn)

8、速，即可得到公比為1.26的數(shù)列： 140,180,224，280，355，450. 第3章 設(shè)計(jì)部分的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 合理的確定電機(jī)功率，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。 已知電動(dòng)機(jī)的功率是3KW，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第3版，選Y100L2-4，額定功率3KW，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速1420r/min，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min (堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=2.2 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=2.3 3.2確定結(jié)構(gòu)式 a，b為正整數(shù)，即Z應(yīng)可以分解為2和3的因子，以便用2、3聯(lián)滑移齒輪實(shí)現(xiàn)變速。設(shè)計(jì)車(chē)床主變速傳動(dòng)系時(shí)，為

9、避免從動(dòng)齒輪尺寸過(guò)大而增加箱體的徑向尺寸，在降速變速中，一般限制限制最小變速比 ；為避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差，減少震動(dòng)噪聲，在升速時(shí)一般限制最大轉(zhuǎn)速比。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)較平穩(wěn)，可取。因此在主變速鏈任一變速組的最大變速范圍。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間變速軸的變速范圍最小。 3.3 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng) 圖 結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖 因?yàn)?1.26=1.064，根據(jù)【1】表3-6標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首先找到最大極限轉(zhuǎn)速450，(從后往前推算的方法），再每跳過(guò)3個(gè)數(shù)取一個(gè)轉(zhuǎn)速，即可得到公比為1.26的數(shù)列： 140,180,224，280，355，450. 3.4 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖 （1）選擇電動(dòng)機(jī)：采用Y系列封閉自扇冷式鼠

10、籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。 （2）繪制轉(zhuǎn)速圖： （3）畫(huà)主傳動(dòng)系統(tǒng)圖。根據(jù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖及已知的技術(shù)參數(shù)，畫(huà)主傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖2-3： 1-2軸最小中心距：A1_2min>1/2(Zmaxm+2m+D) 軸最小齒數(shù)和:Szmin>(Zmax+2+D/m) 3.5 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù) (1)Sz100-124,中型機(jī)床Sz=70-100 (2)直齒圓柱齒輪Zmin18-24,m4 0~Ⅰ軸之間為帶傳動(dòng)，傳動(dòng)比為，其目的是為了防止中間變速組降速過(guò)快，縮小齒輪徑向尺寸。 a變速組為Ⅰ~Ⅱ軸之間傳動(dòng) ；； b變速組為Ⅱ~Ⅲ軸之間傳動(dòng) ；

11、 圖2-3 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖 （7）齒輪齒數(shù)的確定。變速組內(nèi)取模數(shù)相等，據(jù)設(shè)計(jì)要求Zmin≥18~24,齒數(shù)和Sz≤100～124，由表4.1，根據(jù)各變速組公比，可得各傳動(dòng)比和齒輪齒數(shù)，各齒輪齒數(shù)如表2-2。 表2-2 齒輪齒數(shù) 傳動(dòng)比 基本組 第一擴(kuò)大組 1:1.26 1:1.58 1:2 1:1.41 1:2.53 代號(hào) Z Z Z Z Z Z Z Z’ Z5 Z5’ 齒數(shù) 40 50 35 55 30 60 35 55 26 64 3.6

12、 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 實(shí)際傳動(dòng)比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過(guò)±10(-1)％,即 〈10(-1)％=2.6％ 第4章 設(shè)計(jì)部分的動(dòng)力計(jì)算 4.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 輸出功率P=3kW,轉(zhuǎn)速n1=1420r/min,n2=710r/min 表4 工作情況系數(shù) 工作機(jī) 原動(dòng)機(jī) ⅰ類(lèi) ⅱ類(lèi) 一天工作時(shí)間/h 10~16 10~16 載荷 平穩(wěn) 液體攪拌機(jī)；離心式水泵；通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（）；離心式壓縮機(jī)；輕型運(yùn)輸機(jī) 1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3 載荷 變動(dòng)小 帶式運(yùn)輸機(jī)（運(yùn)送砂石、谷物），通風(fēng)機(jī)（）；發(fā)電機(jī)；旋轉(zhuǎn)式水泵

13、；金屬切削機(jī)床；剪床；壓力機(jī)；印刷機(jī)；振動(dòng)篩 1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4 載荷 變動(dòng)較大 螺旋式運(yùn)輸機(jī)；斗式上料機(jī)；往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)；鍛錘；磨粉機(jī)；鋸木機(jī)和木工機(jī)械；紡織機(jī)械 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 載荷 變動(dòng)很大 破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）；球磨機(jī)；棒磨機(jī)；起重機(jī)；挖掘機(jī)；橡膠輥壓機(jī) 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8 根據(jù)V帶的載荷平穩(wěn)，兩班工作制（16小時(shí)），查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P296表4， 取KA＝1.1。即 4.2選擇帶型 普通V帶的帶型根據(jù)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1

14、按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P297圖13－11選取。 根據(jù)算出的Pd＝3.3kW及小帶輪轉(zhuǎn)速n1＝1420r/min ，查圖得：dd=80～100可知應(yīng)選取A型V帶。 4.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P298表13－7查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為80～100mm 則取dd1=100mm> ddmin.=75 mm（dd1根據(jù)P295表13-4查得） 表3 V帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑 槽型 Y Z A B C D E 20 50 75 125 200 355 500 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P295表13-4查“V帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得=200mm ① 誤差

15、驗(yàn)算傳動(dòng)比： （為彈性滑動(dòng)率） 誤差 符合要求 ② 帶速 滿(mǎn)足5m/s

16、10 1.05 1.00 0.92 0.98 0.95 0.89 0.86 0.82 0.78 0.73 0.68 表5. 彎曲影響系數(shù) 帶型 Z A B C D E 4.5確定帶的根數(shù)z 三角帶傳遞的功率N1=3 KW 其中： -時(shí)傳遞功率的增量； -按小輪包角，查得的包角系數(shù)； -長(zhǎng)度系數(shù)； 為避免V型帶工作時(shí)各根帶受力嚴(yán)重不均勻，限制根數(shù)不大于10。

17、 所以，所需帶輪的根數(shù)為3根 4.6確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 根據(jù)V帶輪結(jié)構(gòu)的選擇條件，電機(jī)的主軸直徑為d=28mm； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P293 ，“V帶輪的結(jié)構(gòu)”判斷：當(dāng)3d＜dd1(90mm)＜300mm，可采用H型孔板式或者P型輻板式帶輪，這次選擇H型孔板式作為小帶輪。 由于dd2>300mm，所以宜選用E型輪輻式帶輪。 總之，小帶輪選H型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇E型輪輻式結(jié)構(gòu)。 帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。 4.7確定帶的張緊裝置 選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。 3.8計(jì)算壓軸力 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P303表13－12查得，

18、A型帶的初拉力F0＝125.35N，上面已得到=162.13，z=3，則 對(duì)帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時(shí)要進(jìn)行動(dòng)平衡，對(duì)于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要小, 帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱(chēng)為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動(dòng)帶，制有梯形輪槽。由于普通V帶兩側(cè)面間的夾角是40°，為了適應(yīng)V帶在帶輪上彎曲時(shí)截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通V帶輪槽角 為32°、34°、36°、38°（按帶的型號(hào)及帶輪直徑確定），輪槽尺寸見(jiàn)表7-3。裝在軸上的筒形部分稱(chēng)為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱(chēng)為輪

19、幅（腹板），用來(lái)聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。 表 普通V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92） 項(xiàng)目 符號(hào) 槽型 Y Z A B C D E 基準(zhǔn)寬度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基準(zhǔn)線上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基準(zhǔn)線下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽間距 e 8 ± 0

20、.3 12 ± 0.3 15 ± 0.3 19 ± 0.4 25.5 ± 0.5 37 ± 0.6 44.5 ± 0.7 第一槽對(duì)稱(chēng)面至端面的距離 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小輪緣厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15 帶輪寬 B B =( z -1) e + 2 f ? z —輪槽數(shù) 外徑 d a 輪 槽 角 32° 對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)直徑 d d ≤ 60 - - - - - - 34° - ≤

21、80 ≤ 118 ≤ 190 ≤ 315 - - 36° 60 - - - - ≤ 475 ≤ 600 38° - ＞ 80 ＞ 118 ＞ 190 ＞ 315 ＞ 475 ＞ 600 極限偏差 ± 1 ± 0.5 V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式： （1） 實(shí)心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd≤(2.5～3)d時(shí))，如圖7 -6a。  （2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd≤ 300mm 時(shí))，如圖7-6b。 （3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪((dd－d)＞ 100

22、 mm 時(shí))，如圖7 -6c 。 （4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd＞ 500mm 時(shí))，如圖7-6d。 （a） （b） （c） （d） 圖7-6 帶輪結(jié)構(gòu)類(lèi)型 根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，可以得出結(jié)論：小帶輪選擇實(shí)心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇腹板帶輪如圖（b） 4.8 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 （1）主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速nj，由公式n=n得，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速nj=180r/min， 取180 r/min。 (2). 傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 軸2=450 r/min，軸1=710r/min。 （2）確定各傳動(dòng)軸

23、的計(jì)算轉(zhuǎn)速。各計(jì)算轉(zhuǎn)速入表3-1。 表3-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 軸 號(hào) Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸 計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 710 450 180 （3） 確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪裝在主軸上其中只有180r/min傳遞全功率，故Z5j=180 r/min。 依次可以得出其余齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，如表3-2。 表3-2 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速 序號(hào) Z Z Z Z Z n 710 450 450 180 180 4.9齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算 （1）模數(shù)計(jì)算。一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同

24、一模數(shù)，選取負(fù)荷最重的小齒輪，按簡(jiǎn)化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算，即mj=16338可得各組的模數(shù)，如表3-3所示。 根據(jù)和計(jì)算齒輪模數(shù)，根據(jù)其中較大值取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)： =16338=16338mm ——齒輪的最低轉(zhuǎn)速r/min； ——頂定的齒輪工作期限，中型機(jī)床推存：=15～24 ——轉(zhuǎn)速變化系數(shù)； ——功率利用系數(shù)； ——材料強(qiáng)化系數(shù)。 ——（壽命系數(shù)）的極值 齒輪等轉(zhuǎn)動(dòng)件在接取和彎曲交邊載荷下的疲勞曲線指數(shù)m和基準(zhǔn)順環(huán)次數(shù)C0 ——工作情況系數(shù)。中等中級(jí)的主運(yùn)動(dòng)： ——?jiǎng)虞d荷系數(shù)； ——齒向載荷分布系數(shù)； ——齒形系數(shù)； 根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算齒輪

25、模數(shù)公式為： 式中：N——計(jì)算齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)遞的額定功率N=? ——計(jì)算齒輪（小齒輪）的計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min ——齒寬系數(shù), Z1——計(jì)算齒輪的齒數(shù)，一般取轉(zhuǎn)動(dòng)中最小齒輪的齒數(shù)： ——大齒輪與小齒輪的齒數(shù)比，=；（+）用于外嚙合，（-）號(hào)用 于內(nèi)嚙合： 命系數(shù)； ：工作期限 ， =； ==3.49 ==1.8 =0.84 =0.58 =0.90 =0.55 =0.72 =3.49 0.84 0.58 0.55=0.94

26、=1.80.84 0.90 0.72=0.99 時(shí)，取=，當(dāng)<時(shí)，取=； ==0.85 =1.5； =1.2 =1 =0.378 許用彎曲應(yīng)力，接觸應(yīng)力，() =354 =1750 6級(jí)材料的直齒輪材料選；24熱處理HRC59 1-2軸由公式mj=16338可得mj=3.28mm，取m=3.5mm 2-3軸由公式mj=16338可得mj=2.85mm，取m=3.5mm 由于一般同一變速組內(nèi)的齒輪盡量取同一模數(shù)，所以為了統(tǒng)一和方便如下?。? 根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，也為了便于統(tǒng)一

27、，在這里傳動(dòng)齒輪統(tǒng)一取m=3.5 表3-3 模數(shù) 組號(hào) 基本組 第一擴(kuò)大組 模數(shù) mm 3.5 3.5 （2）基本組齒輪計(jì)算。 基本組齒輪幾何尺寸見(jiàn)下表 齒輪 Z1 Z1` Z2 Z2` Z3 Z3` 齒數(shù) 40 50 35 55 30 60 分度圓直徑 140 175 122.5 192.5 105 210 齒頂圓直徑 147 182 129.5 199.5 112 217 齒根圓直徑 131.75 166.25 113.25 183

28、.75 96.25 201.25 齒寬 24 24 24 24 24 24 按基本組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB～246HB，平均取260HB，大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB～246HB，平均取240HB。計(jì)算如下： ① 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算： 接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式為 彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為： 式中 N----傳遞的額定功率（kW），這里取N為電動(dòng)機(jī)功率，N=5kW; -----計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）. =710（r/min）;

29、 m-----初算的齒輪模數(shù)（mm）, m=3.5（mm）; B----齒寬（mm）;B=24（mm）; z----小齒輪齒數(shù)；z=30; u----小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=2; -----壽命系數(shù)； = ----工作期限系數(shù)； T------齒輪工作期限，這里取T=15000h.; -----齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, =500（r/min） ----基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取=，彎曲載荷取= m--

30、--疲勞曲線指數(shù)，接觸載荷取m=3；彎曲載荷取m=6; ----轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，查【5】2上，取=0.60 ----功率利用系數(shù)，查【5】2上，取=0.78 -----材料強(qiáng)化系數(shù)，查【5】2上， =0.60 -----工作狀況系數(shù)，取=1.1 -----動(dòng)載荷系數(shù)，查【5】2上，取=1 ------齒向載荷分布系數(shù)，查【5】2上，=1 Y------齒形系數(shù)，查【5】2上，Y=0.386； ----許用接觸應(yīng)力（MPa）,查【4】，表4-7，取=650 Mpa； ---許用彎曲應(yīng)力

31、（MPa），查【4】，表4-7，取=275 Mpa； 根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得： =635 Mpa =78 Mpa （3）第一擴(kuò)大組齒輪計(jì)算。 擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見(jiàn)下表 齒輪 Z4 Z4` Z5 Z5` 齒數(shù) 35 55 26 64 分度圓直徑 122.5 192.5 91 224 齒頂圓直徑 129.5 199.5 98 231 齒根圓直徑 113.25 183.75 82.25 215.25 齒寬 24 24 24 24 按擴(kuò)大組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB～246HB，

32、平均取260HB，大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB～246HB，平均取240HB。 同理根據(jù)基本組的計(jì)算， 查文獻(xiàn)【6】，可得 =0.62， =0.77，=0.60，=1.1， =1，=1，m=3.5，=355； 可求得： =619 Mpa =135Mpa 4.10 傳動(dòng)軸最小軸徑的初定 由【5】式6，傳動(dòng)軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下式計(jì)算： d=1.64（mm） 或 d=91（mm） 式中 d---傳動(dòng)軸直徑（mm） Tn---該軸傳遞的額定扭矩（N*mm） T=；

33、 N----該軸傳遞的功率（KW） ----該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 ---該軸每米長(zhǎng)度的允許扭轉(zhuǎn)角，==。 各軸最小軸徑如表3-3。 表3-3 最小軸徑 軸 號(hào) Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 最小軸徑mm 35 40 4.11 主軸合理跨距的計(jì)算 由于電動(dòng)機(jī)功率P=3kw，根據(jù)【1】表3.24，前軸徑應(yīng)為60~90mm。初步選取d1=80mm。后軸徑的d2=（0.7~0.9）d1，取d2=60mm。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，前軸承為NN3016K型，后軸承為圓錐滾子軸承。定懸伸量a=

34、124mm，主軸孔徑為30mm。 軸承剛度，主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩T=9550=9550×=424.44N.m 設(shè)該機(jī)床為車(chē)床的最大加工直徑為400mm。(床身上最常用的最大加工直徑200)，即經(jīng)濟(jì)加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的50%，這里取45%，即180mm，故半徑為0.09m； 切削力（沿y軸） Fc==4716N 背向力（沿x軸） Fp=0.5 Fc=2358N 總作用力 F==5272.65N 此力作用于工件上，主軸端受力為F=5272.65N。 先假設(shè)l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力RA和RB分別為 RA

35、=F×=5272.65×=7908.97N RB=F×=5272.65×=2636.325N 根據(jù) 文獻(xiàn)【1】式3.7 得：Kr=3.39得前支承的剛度：KA= 1689.69 N/ ；KB= 785.57 N/；==2.15 主軸的當(dāng)量外徑de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為 I==113.8×10-8m4 η===0.14 查【1】圖3-38 得 =2.0，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距=124×2.0=240mm 合理跨距為（0.75-1.5），取合理跨距l(xiāng)=360mm。 根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，主軸的實(shí)際跨距大于合理跨距，

36、因此需要采取措施 增加主軸的剛度，增大軸徑：前軸徑D=100mm，后軸徑d=80mm。前軸承 采用雙列圓柱滾子軸承，后支承采用背對(duì)背安裝的角接觸球軸承。 4.12軸承的選擇 I軸：與帶輪靠近段安裝雙列角接觸球軸承代號(hào)7007C 另一安裝深溝球軸承6012 II軸：對(duì)稱(chēng)布置深溝球軸承6009 III軸：后端安裝雙列角接觸球軸承代號(hào)7015C 另一安裝端角接觸球軸承代號(hào)7010C 中間布置角接觸球軸承代號(hào)7012C 4.13 鍵的規(guī)格 I軸安裝帶輪處選擇普通平鍵規(guī)格： BXL=10X56 II軸選擇花鍵規(guī)格： N× d

37、×D×B =8X36X40X7 III軸選擇鍵規(guī)格： BXL=14X90 4.14變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 選用左右擺動(dòng)的操縱桿使其通過(guò)桿的推力來(lái)控制II軸上的三聯(lián)滑移齒輪和二聯(lián)滑移齒輪。 4.15主軸合理跨距的計(jì)算 設(shè)機(jī)床最大加工回轉(zhuǎn)直徑為?400mm,電動(dòng)機(jī)功率P=3kw，,主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為180r/min。 已選定的前后軸徑為:定懸伸量a=85mm。 軸承剛度，主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩: TIII ＝ 設(shè)該車(chē)床的最大加工直徑250mm。床身上最常用的最大加工直徑，即經(jīng)濟(jì)加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的50%，這里取45%，即125mm 切削力（沿y軸）

38、 Fc=250.346/0.125=2781N 背向力（沿x軸） Fp=0.5 Fc=1390N 總作用力 F==3109N 此力作用于工件上，主軸端受力為F=3109N。 先假設(shè)l/a=2，l=3a=255mm。前后支承反力RA和RB分別為 RA=F×=3109×N RB=F×=3109×N 根據(jù)《主軸箱設(shè)計(jì)》得：=3.39得前支承的剛度：KA= 1376.69 N/ ；KB= 713.73 N/；==1.93 主軸的當(dāng)量外徑de=(85+65)/2=75mm，故慣性矩為 I==1.55×10-6

39、m4 η===0.38 查《主軸箱設(shè)計(jì)》圖 得 =2.5，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距=85×2.5=212.5mm 合理跨距為（0.75-1.5），取合理跨距l(xiāng)=250mm。 根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，主軸的實(shí)際跨距大于合理跨距，因此需要采取措施 增加主軸的剛度，增大軸徑：前軸徑D=85mm，后軸徑d=55mm。后支承采用背對(duì)背安裝的角接觸球軸承。 4.16 軸承壽命校核 由П軸最小軸徑可取軸承為7008c角接觸球軸承,ε=3；P=XFr+YFa X=1，Y=0。 對(duì)Ⅱ軸受力分析 得：前支承的徑向力Fr=2642.32N。 由軸承壽命的計(jì)算公式：預(yù)期的

40、使用壽命 [L10h]=15000h L10h=×=×=h≥[L10h]=15000h 軸承壽命滿(mǎn)足要求。 第5章 設(shè)計(jì)部分的調(diào)節(jié)、潤(rùn)滑、維護(hù)保養(yǎng)、技術(shù)要求及其它 1、為了減少車(chē)床磨損，延長(zhǎng)使用壽命，保證工件加工精度，應(yīng)對(duì)車(chē)床的所有摩擦部位進(jìn)行潤(rùn)滑，并注意日常的維護(hù)保養(yǎng)。 2、車(chē)床的潤(rùn)滑形式常用以下幾種， （1）澆油潤(rùn)滑：常用于外露的滑動(dòng)表面，如導(dǎo)軌面和滑板導(dǎo)軌面等。 （2）濺油潤(rùn)滑：常用于密閉的箱體中。如車(chē)床的主軸箱中的傳動(dòng)齒輪將箱底的潤(rùn)滑油濺射到箱體上部

41、的油槽中，然后經(jīng)槽內(nèi)油孔流到各潤(rùn)滑點(diǎn)進(jìn)行潤(rùn)滑。 （3）油繩導(dǎo)油潤(rùn)滑：常用于進(jìn)給箱和溜板箱的油池中。利用毛線即吸油又滲油的特性，通過(guò)毛線把油引入潤(rùn)滑點(diǎn)，間斷地滴油潤(rùn)滑。 （4）彈子油杯注油潤(rùn)滑：常用于尾座、中滑板搖手柄及三杠（絲杠、光杠、開(kāi)關(guān)杠）支架的軸承處。定期的用油槍端頭油嘴壓下油杯上的彈子，將油注入。油嘴撤去，彈子又回復(fù)原位，封住注油口，以防塵屑入內(nèi)。 （5）黃油杯潤(rùn)滑：常用于交換齒輪箱掛輪架的中間軸或不經(jīng)常潤(rùn)滑處。事先在黃油杯中加滿(mǎn)鈣基潤(rùn)滑脂，需要潤(rùn)滑時(shí)，擰進(jìn)油杯蓋，則杯中的油脂就被擠壓到潤(rùn)滑點(diǎn)中去。 （6）油泵輸油潤(rùn)滑：常用于轉(zhuǎn)速高、需要大量潤(rùn)滑油連續(xù)強(qiáng)制潤(rùn)滑的場(chǎng)合。如主軸箱內(nèi)

42、許多潤(rùn)滑點(diǎn)就是采用這種方式。 3、車(chē)床的潤(rùn)滑要求: （1）車(chē)床上一般都有潤(rùn)滑系統(tǒng)圖，應(yīng)嚴(yán)格按照潤(rùn)滑系統(tǒng)圖進(jìn)行潤(rùn)滑。 （2）換油時(shí)，應(yīng)先將廢油放盡，然后用煤油把箱體內(nèi)沖洗干凈后，在注入新機(jī)油，注油時(shí)應(yīng)用網(wǎng)過(guò)濾，且油面不得低于油標(biāo)中心線。主軸箱內(nèi)零件用油泵潤(rùn)滑或飛濺潤(rùn)滑。箱內(nèi)潤(rùn)滑油一般三個(gè)月更換一次。主軸箱體上有一個(gè)油標(biāo)，若發(fā)現(xiàn)油標(biāo)內(nèi)無(wú)油輸出，說(shuō)明油泵輸油系統(tǒng)有故障，應(yīng)立即停車(chē)檢查斷油的原因，并修復(fù)。 （3）進(jìn)給箱上部油繩導(dǎo)油潤(rùn)滑的儲(chǔ)油槽，每班應(yīng)給該儲(chǔ)油槽加一次油。 （4）交換齒輪箱中間齒輪軸軸承是黃油杯潤(rùn)滑，每班一次，7天加一次鈣基脂。 （5）彈子油杯潤(rùn)滑每班潤(rùn)滑一次。導(dǎo)軌工作前后

43、擦凈用油槍加油。 5、車(chē)床日常保養(yǎng)要求： （1）每天工作后，切斷電源，對(duì)車(chē)床各表面、各罩殼、導(dǎo)軌面、絲杠、光杠、各操縱手柄和操縱桿進(jìn)行擦拭，做到無(wú)油污、無(wú)鐵屑、車(chē)床外表整潔。 （2）每周要求保養(yǎng)床身導(dǎo)軌面和中小滑板導(dǎo)軌面及轉(zhuǎn)動(dòng)部位的整潔、潤(rùn)滑。要求油眼暢通、油標(biāo)清晰，清洗油繩和護(hù)床油毛氈，保持車(chē)床外表清潔和工作場(chǎng)地整潔。 6、車(chē)床一級(jí)保養(yǎng)要求： 車(chē)場(chǎng)運(yùn)行500小時(shí)后，須進(jìn)行一級(jí)保養(yǎng)。其保養(yǎng)以操作工人為主，在維修工人的配合下進(jìn)行。保養(yǎng)時(shí)必須先切斷電源，然后按下述順序和要求進(jìn)行。 （1）主軸箱的保養(yǎng)： a、清洗濾油器、使其無(wú)雜物 b、檢查主軸鎖緊螺母有無(wú)松動(dòng)，緊定螺釘是否擰緊。

44、c、調(diào)整制動(dòng)器及離合器摩擦片間隙。 （2）交換齒輪箱的保養(yǎng)： a、清洗齒輪、軸套，并在油杯中注入新油脂。 b、調(diào)整齒輪嚙合間隙。 c、檢查軸套有無(wú)晃動(dòng)現(xiàn)象 （3）滑板和刀架的保養(yǎng)： 拆洗刀架和中、小滑板，洗凈擦干后重新組裝，并調(diào)整中、小滑板與鑲條的間隙。 （4）尾座的保養(yǎng)： 搖出尾座套筒，并擦凈涂油，以保證內(nèi)外清潔。 （5）潤(rùn)滑系統(tǒng)的保養(yǎng) a、清洗冷卻泵、濾油器和成液盤(pán)。 b、保證油路暢通，油孔、油繩、油氈清潔無(wú)鐵屑 c、檢查油質(zhì)，保持良好，油杯齊全，油槽清晰。 （6）電器的保養(yǎng)： a、清掃電動(dòng)機(jī)、電氣箱上的塵屑。 b、電器裝置固定整齊。 （7）外表的保養(yǎng)：

45、a、清洗車(chē)床外表及各罩蓋，保持其內(nèi)外整潔，無(wú)銹蝕、無(wú)油污。 b、清洗三杠 c、檢查并補(bǔ)齊各螺釘、手柄球、手柄。 （8）其他部件的潤(rùn)滑保養(yǎng) 第6章 設(shè)計(jì)中的優(yōu)缺點(diǎn)，存在的問(wèn)題及改進(jìn)意見(jiàn) 經(jīng)過(guò)課程設(shè)計(jì)，使我和同伴對(duì)主軸箱設(shè)計(jì)這門(mén)課當(dāng)中許多原理公式有了進(jìn)一步的了解，并且對(duì)設(shè)計(jì)工作有了更深入的認(rèn)識(shí)。懂得了理論和實(shí)踐同等重要的道理。理論能指導(dǎo)實(shí)踐，使你能事半功倍，實(shí)踐能上升成為理論，為以后的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。? 從校門(mén)走出后,一定要重視實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累,要多學(xué)多問(wèn)。把學(xué)校學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)

46、綜合的應(yīng)用起來(lái)，這非常重要。體會(huì)到把技術(shù)搞好就必須安心的學(xué)習(xí)，虛心向別人請(qǐng)教，耐心的對(duì)待每一個(gè)問(wèn)題，不放過(guò)任何一個(gè)自己遇到的問(wèn)題，要善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們得到了老師們的精心指導(dǎo)和幫助，在此表示衷心的感謝！由于我們的經(jīng)驗(yàn)尚淺，知識(shí)把握不熟練，設(shè)計(jì)中定有許多地方處理不夠妥當(dāng)，有些部分甚至可能存在錯(cuò)誤，希望老師多提寶貴意見(jiàn)。 參考文獻(xiàn) 1.段鐵群.《主軸箱設(shè)計(jì)》，科學(xué)出版社； 2.于惠力，向敬忠，張春宜.《機(jī)械設(shè)計(jì)》，科學(xué)出版社； 3.潘承怡，蘇相國(guó). 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，哈爾濱理工大學(xué)； 4.戴署.《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社； 5.陳易新，《金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》；