12級(jí)普通車床主軸箱部件的設(shè)計(jì)【機(jī)床主軸箱P=2.5kw 轉(zhuǎn)速1540 35，典型課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含5張CAD圖紙】-jxsj66

12級(jí)普通車床主軸箱部件的設(shè)計(jì)

摘  要

本設(shè)計(jì)著重研究機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)方法，根據(jù)已確定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)以變速箱展開圖的總中心距最小為目標(biāo)，擬定變速系統(tǒng)的變速方案，以獲得最優(yōu)方案以及較高的設(shè)計(jì)效率。在機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中，為減少齒輪數(shù)目，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，縮短軸向尺寸，用齒輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)方法是試算，湊算法，計(jì)算麻煩且不易找出合理的設(shè)計(jì)方案。本文通過對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)中三聯(lián)滑移齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)的分析與研究，繪制零件工作圖與主軸箱展開圖及剖視圖。

關(guān)鍵詞:傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),傳動(dòng)副，結(jié)構(gòu)網(wǎng)，結(jié)構(gòu)式

Abstract

This design focuses on the design procedure of the main drive system of the machine tool, and according to the determined motion parameters, the total center distance of the gearbox is the minimum. In the main drive system of the machine tool, to reduce the number of gears, to simplify the structure, shorten the axial size, the design method of the tooth number of the gear is the trial and error, and the calculation is troublesome and difficult to find out the reasonable design scheme. In this paper, the characteristics of the main transmission system of the triple slip gear transmission characteristics of the analysis and research, drawing parts of the work plan and the main axis box expansion plan and section.

Key words: transmission system design, transmission, structure, structure, structure

轉(zhuǎn)速圖.dwg

目  錄

第1章 緒論 1

第2章 車床參數(shù)的擬定 2

2.1車床主參數(shù)和基本參數(shù) 2

2.2車床的變速范圍R和級(jí)數(shù)Z 2

2.3確定級(jí)數(shù)主要其他參數(shù) 2

2.3.1 擬定主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速 2

2.3.2 主電機(jī)功率——?jiǎng)恿?shù)的確定 2

2.3.3確定結(jié)構(gòu)式 3

2.3.4確定結(jié)構(gòu)網(wǎng) 3

2.3.5繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖 4

2.4 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù) 6

第3章 傳動(dòng)件的計(jì)算 8

3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 8

3.2選擇帶型 9

3.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 9

3.4確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度并驗(yàn)算小輪包角 10

3.5確定帶的根數(shù)z 11

3.6確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 11

3.7確定帶的張緊裝置 11

3.8計(jì)算壓軸力 11

3.9 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 12

3.10 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算 12

3.11 傳動(dòng)軸最小軸徑的初定 16

3.12 主軸合理跨距的計(jì)算 17

第4章  摩擦離合器(多片式)的計(jì)算 19

第5章 主要零部件的選擇 21

5.1 軸承的選擇 21

5.2 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 21

5.3 軸的校核 21

5.3.1 主軸彎曲剛度校核 21

5.3.2 軸承壽命校核 24

5.4 鍵的選用及校核： 24

5.5 軸承端蓋設(shè)計(jì) 25

5.6 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26

5.7 潤(rùn)滑與密封 26

第6章 主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 28

6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 28

6.2 展開圖及其布置 28

結(jié)束語 30

參考文獻(xiàn) 31

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主軸箱展開裝配圖.dwg

傳動(dòng)系統(tǒng)圖.dwg

剖面圖.dwg

圖紙總匯[P=2.5kw 轉(zhuǎn)速1540 35 z=12].dwg

展開圖.dwg

12級(jí)普通車床主軸箱部件的設(shè)計(jì)[機(jī)床主軸箱P=2.5kw 轉(zhuǎn)速1540 35].doc

目 錄 第 1 章 緒論 ............................................................................................................... 1 第 2 章 車床參數(shù)的擬定 ........................................................................................... 2 床主參數(shù)和基本參數(shù) ............................................................................... 2 床的變速范圍 R 和級(jí)數(shù) Z ....................................................................... 2 定級(jí)數(shù)主要其他參數(shù) ............................................................................... 2 定主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速 ....................................................................... 2 電機(jī)功率 —— 動(dòng)力參數(shù)的確定 ................................................... 2 定結(jié)構(gòu)式 ........................................................................................ 3 定結(jié)構(gòu)網(wǎng) ........................................................................................ 3 制轉(zhuǎn) 速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖 ................................................................ 4 定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù) .................................................................. 6 第 3 章 傳動(dòng)件的計(jì)算 ............................................................................................... 8 傳動(dòng)設(shè)計(jì) .................................................................................................. 8 擇帶型 ....................................................................................................... 9 定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 ............................................................... 9 定中心距離、帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度并驗(yàn)算小輪包角 ..................................... 10 定帶的根數(shù) z .......................................................................................... 11 定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 ............................................................................. 11 定帶的張緊裝置 ..................................................................................... 11 算壓軸力 ................................................................................................. 12 算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 ........................................................................................ 12 輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算 .............................................................................. 13 動(dòng)軸最小軸徑的初 定 .......................................................................... 16 軸合理跨距的計(jì)算 .............................................................................. 17 第 4 章 摩擦離合器 (多片式 )的計(jì)算 ..................................................................... 19 第 5 章 主要零部件的選擇 ..................................................................................... 21 承的選擇 ................................................................................................ 21 速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 ................................................................................ 21 的校核 .................................................................................................... 21 軸彎曲剛度校核 ......................................................................... 21 承壽命校核 ................................................................................. 24 的選用及校核： .................................................................................... 24 承端蓋設(shè)計(jì) ............................................................................................ 25 體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................................................ 26 滑與密封 ................................................................................................ 26 第 6 章 主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 ............................................................................. 28 構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 ........................................................ 28 開圖及其布置 ........................................................................................ 28 結(jié)束語 ....................................................................................................................... 30 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................... 31 摘 要 本設(shè)計(jì)著重研究機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)方法，根據(jù)已確定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)以變速箱展開圖的總中心距最小為目標(biāo)，擬定變速系統(tǒng)的變速方案，以獲得最優(yōu)方案以及較高的設(shè)計(jì)效率。在機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中，為減少齒輪數(shù)目，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，縮短軸向尺寸，用齒輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)方法是試算，湊算法，計(jì)算麻煩且不易找出合理的設(shè)計(jì)方案。本文通過對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)中三聯(lián)滑移齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)的 分析與研究，繪制零件工作圖與主軸箱展開圖及剖視圖。 關(guān)鍵詞 :傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ,傳動(dòng)副，結(jié)構(gòu)網(wǎng)，結(jié)構(gòu)式 on of of to of is In of to of to of of is is to In of of of of 1 章 緒論 課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完本課程后，進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的綜合性練習(xí)。通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)過的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的有關(guān)理論知識(shí)，及生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐技能，達(dá)到鞏固、加深和拓展所學(xué)知識(shí)的目的。通過課程設(shè)計(jì)，分析比較機(jī)械系統(tǒng)中的某些典型機(jī)構(gòu)，進(jìn)行選擇和改進(jìn)；結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算并編寫技術(shù)文 件；完成系統(tǒng)主傳動(dòng)設(shè)計(jì)，達(dá)到學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)步驟和方法的目的。通過設(shè)計(jì)，掌握查閱相關(guān)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和資料的方法，達(dá)到積累設(shè)計(jì)知識(shí)和設(shè)計(jì)技巧，提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力的目的。通過設(shè)計(jì)，使學(xué)生獲得機(jī)械系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)技能的訓(xùn)練，提高分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)造一定的條件。 題目：普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)如下： （ 1）機(jī)床的類型、用途及主要參數(shù) 車床，工作時(shí)間：一班制，電動(dòng)機(jī)功率： N=軸最高、最低轉(zhuǎn)速如下： 540 5 變速級(jí)數(shù)： z=12，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 1440 （ 2）工件材料： 45 號(hào)鋼；刀具材料： 3）設(shè)計(jì)部件名稱：主軸箱 2 第 2 章 車床參數(shù)的擬定 床主參數(shù)和基本參數(shù) 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)如下： 床的變速范圍 R 和級(jí)數(shù) Z R=540 4435 ?由公式 R= 1Z?? ，其中 z=12， R=44，可以計(jì)算級(jí)數(shù) ? =定級(jí)數(shù)主要其他參數(shù) 定主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速 依據(jù)題目要求選級(jí)數(shù) Z=12， ? = 考慮到設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度要適中，故采用常規(guī)的擴(kuò)大傳動(dòng)。各級(jí)轉(zhuǎn) 速數(shù)列可直接從標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)列表中查出，按標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列為： 35， 50,71,100,140， 200， 280， 400， 560， 800， 1120,1540 電機(jī)功率 —— 動(dòng)力參數(shù)的確定 合理地確定電機(jī)功率 N，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。 此經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床根據(jù)任務(wù)書上提供的條件，電動(dòng)機(jī)的功率為 于書本上沒有 三相異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，故在此就近選擇功率為 3轉(zhuǎn)最高轉(zhuǎn)速 正轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速 電機(jī)功率 N（ 級(jí)數(shù) z 1540 35 2 3 選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 動(dòng)機(jī)具體數(shù)據(jù)如下表所示： 電動(dòng)機(jī)參數(shù)表 電 動(dòng)機(jī)信號(hào) 額定功率 滿載轉(zhuǎn)速 級(jí)數(shù) 同步轉(zhuǎn)速 420r/級(jí) 1500r/ 確定結(jié)構(gòu)式 已知 Z=2a 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。 1. 擬定傳動(dòng)方案： 擬定傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)型式的選擇以及開停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確定。傳動(dòng)型式則指?jìng)鲃?dòng)和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及其組成、安排不同特點(diǎn)的傳動(dòng)型式、變速類型。傳動(dòng)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，確定傳動(dòng)方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)性等多方面統(tǒng)一考慮。 2. 確定結(jié)構(gòu)式： 可以按照 Z=12進(jìn)行分配 可得： 322122321222312????????? 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；也就是滿足傳動(dòng)副前多后少的原則，因此確定傳動(dòng)方案為：12=3× 2× 2； 由 12=3× 2× 2傳動(dòng)式可得 6種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為： 361631 22312 22312 ??? ??? 124214 22312 22312 ??? ??? 612162 22312 22312 ??? ??? 依據(jù)傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致的原則選擇方案為 ： 631 22312 ????Z ； 定結(jié)構(gòu)網(wǎng) 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 2i ，斜齒輪比較平穩(wěn)，可取 i ，故變速組的最大變速范圍為 ? 8～ 10。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 4 極限值，其他變速組就不會(huì)超過極限值。 依據(jù)中間軸變速范圍小的原則設(shè) 計(jì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下所示： 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖 檢查傳動(dòng)組的變速范圍時(shí)，只檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組： 42 / 0 . 5/m i a a ?? 10~12(6)1(2 22 ???? ?? 其中 ， 42 ?X ，22 ?P ； 最后一個(gè)擴(kuò)大組轉(zhuǎn)速符合要求，則其他變速組的變速范圍肯定也符合要求。 制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖 （ 1）選擇電動(dòng)機(jī)：采用 （ 2）繪制轉(zhuǎn)速圖： 5 轉(zhuǎn)速圖 （ 3）畫主傳動(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)，畫主傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖 2 1 (m+D) 軸最小齒數(shù)和 :+D/m) 6 圖 2主傳動(dòng)系統(tǒng)圖 定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù) 確定齒輪齒數(shù)的原則和要求： ①齒輪的齒數(shù)和 應(yīng)過大；齒輪的齒數(shù)和 大會(huì)加大兩軸之間的中心距，使機(jī)床結(jié)構(gòu)龐大，一般推薦 100～ 200. ②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； ※受結(jié)構(gòu)限制的最 小齒輪最小齒數(shù)應(yīng)大于 18～ 20； ※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%（ ? %， 即： ）（理實(shí)理 110??? ?n % 理n 實(shí) 7 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 小齒輪的齒數(shù)可以從《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表 3般在主傳動(dòng)中，最小齒數(shù)應(yīng)大于 18～ 20。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)表 3機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》主編趙雪松、任小中、于華）查得 ①傳動(dòng)組 a: 由 2/1/1 21 ?? ??? ?1/13 ??? ?： ?? 57、 60、 63、 66、 69、 72、 75、 78?? ?? ?： ?? 63、 65、 67、 68、 70、 72、 73、 77?? 1/13 ?： ?? 58、 60、 62、 64、 66、 68、 70、 72、 74、 76?? 可取 ?4,于是可得軸Ⅰ齒輪齒數(shù)分別為： 47、 24。 于是 47/471 ?70/242 ? 齒輪 1247 24 94 Ⅱ軸齒數(shù) 47 70 ②傳動(dòng)組 b： 由 2/1/1 21 ?? ??? ?1/13 ??? ?： ?? 57、 60、 63、 66、 69、 72、 75、 78?? ?? ?： ?? 63、 65、 67、 68、 70、 72、 73、 77?? 1/13 ?： ?? 58、 60、 62、 64、 66、 68、 70、 72、 74、 76?? 可取 ?4，于是可得軸Ⅱ上三聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為： 42、 35、 28。 于是 42/421 ?49/352 ?56/282 ?兩齒輪的齒數(shù)分別為： 42、49、 59。 齒輪 123Ⅱ軸齒數(shù) 42 35 28 84 Ⅲ軸齒數(shù) 42 49 56 ③傳動(dòng)組 c: 查表 84/11 ?22 ?1 ?： ?? 84、 85、 89、 90、 94、 95?? 22 ?： ?? 72、 75、 78、 81、 84、 87、、 89、 90?? 取 ?0. 4/11 ?軸Ⅲ齒輪 齒數(shù)為 30； 22 ?8 于是得 72/182 ?01 ?齒輪數(shù)據(jù)如下表所示： 齒輪 1234Ⅲ軸齒數(shù) 18 72 60 30 90 第 3 章 傳動(dòng)件的計(jì)算 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 輸出功率 P=3 根據(jù)任務(wù)書上提供的條件，電動(dòng)機(jī)的功率為 于書本上沒有 在此就近選擇功率為 3 轉(zhuǎn)速 440r/00r/算設(shè)計(jì)功率 Pd 表 4 工作情況系數(shù)原動(dòng)機(jī) ⅰ 類 ⅱ 類 一天工作時(shí)間 /h 10?10~16 16?10?10~16 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) 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；金屬切削機(jī)床；剪床；壓力機(jī)；印刷機(jī)；振動(dòng)篩 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；9 磨粉機(jī)；鋸木機(jī)和木工機(jī)械；紡織機(jī)械 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) 據(jù) 穩(wěn) ，兩班工作制（ 16小時(shí)），查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 ， 取 1 . 1 3 3 . 3 k e P k W? ? ? ?擇帶型 普通 d 和小帶輪的轉(zhuǎn)速 械設(shè)計(jì)》 3－ 11選取。 根據(jù)算出的 1420r/查圖得： d d=80～ 100 型 定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 3－ 7查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為 80～ 100取 10075 295表 13 表 3. 0 槽型 Y Z A B C D E 0 75 125 200 355 500 21211420 = 1 . 7 7 5 , = 1 0 0 1 . 7 7 5 = 1 7 7 . 5 m ? ?所 以 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 3V 帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得280 誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比：21180= 1 . 8 4(1 ) 1 0 0 (1 2 % )d ? ??? ? ?誤（ ? 為彈性滑動(dòng)率） 誤差111 . 8 4 1 . 81 0 0 % 1 0 0 % 2 . 2 % 5 %1 . 8?? ? ? ? ?誤 ＜，符合要求 ② 帶速 1 1 0 0 1 4 2 0v = 7 . 4 4 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0? ??????滿足 5m/以宜選用 總之，小帶輪選 帶輪選擇 帶輪的材料：選用灰鑄鐵， 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。 12 算壓軸力 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 3－ 12查得， 0＝ 面已得到1a=z=3，則 1a 1 6 8 . 6 32 s i n = 2 3 1 4 0 . 6 2 s i n N = 8 3 9 . 6 0 z F? ? ? ? ?算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 （ 1） 由 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》表 3 ＝ 35 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 )13/12( 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ＝ 98r/ 取計(jì)算轉(zhuǎn)速為 100r/2). 傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 在 轉(zhuǎn)速圖上，軸 Ⅲ 在最低轉(zhuǎn)速 100r/ 這個(gè)轉(zhuǎn)速高于主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速，在恒功率區(qū)間內(nèi)，因此軸 Ⅲ 的最低轉(zhuǎn)速為該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速即 nⅢ j=400r/ Ⅰ 計(jì)算轉(zhuǎn)速為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =800 r/ 2）確定各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 由機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)可知，一對(duì)嚙合齒輪只需要校核危險(xiǎn)的小齒輪，因此只需求出危險(xiǎn)小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速這轉(zhuǎn)速都在恒功率區(qū)間內(nèi)，即都要求傳遞最大功率所以齒輪 轉(zhuǎn)速的最小值即3800r/計(jì)算轉(zhuǎn)速入表 3 表 3各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 （ 3） 確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪 Z'6裝在主軸上并具有 級(jí)轉(zhuǎn)速，其中只有 56r/遞全功率，故 Z'6j=56 r/次可以得出其余齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，如表 3 表 3齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速 序號(hào) 號(hào) Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸 計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/ 800 800 400 13 00 400 400 100 輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算 模數(shù)計(jì)算， 一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(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 63383 221 ][)1(? 可得 各組的模數(shù)，如表 3示。 45號(hào)鋼整體淬火， [ ] 1 1 0 0j ?按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) m 163383 221 ][)1(? 可得 m=363383 221 ][)1(? 可得 m=363383 221 ][)1(? 可得 m=4 3模數(shù) （ 2） 基本組齒輪計(jì)算 。 基本組齒輪幾何尺寸見下表 基本組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪 1` 2` 齒數(shù) 47 47 24 70 分度圓直徑 141 141 72 210 齒頂圓直徑 147 147 78 216 組號(hào) 基本組 第一擴(kuò) 大組 第二擴(kuò)大組 模數(shù) 3 3 4 14 齒根圓直徑 寬 22 22 22 22 按基本組最小齒輪計(jì)算 。 小齒輪用 40質(zhì)處理，硬度 241286均取 260齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 229286均取 240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 ? ? P n ? ???? )()1(102088 3218彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為： ? ? P ? ??? )(101 9 12 3215 式中 這里取 N=3r/. ; TK 里取 T=15000h.; 1n r/ 15 0觸載荷取0C= 710 ，彎曲載荷取0C= 6102? 觸載荷取 m=3；彎曲載荷取 m=6; 【 5】 2 上，取 【 5】 2 上，取 【 5】 2 上， 3K=K 【 5】 2 上，取 2K =1 1K 【 5】 2 上， 1K =1 【 5】 2 上， Y= ? ?j? ,查 【 4】，表 4 ? ?j? =650 ? ?w? 查 【 4】，表 4 ? ?w? =275 根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得： j?=635 ? ?j?w?=78 ? ?w?（ 3） 擴(kuò)大組齒輪計(jì)算 。 第一擴(kuò)大組 齒輪幾何尺寸見下表 基本組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪 3` 4` 5` 齒數(shù) 42 42 35 49 28 56 分度圓直徑 126 126 105 147 84 168 齒頂圓直徑 12 12 111 153 90 174 16 齒根圓直徑 寬 22 22 22 22 22 22 第二擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪 6` 7` 齒數(shù) 60 30 18 72 分度圓直徑 240 120 72 288 齒頂圓直徑 248 128 80 296 齒根圓直徑 230 110 62 278 齒寬 32 32 32 32 按擴(kuò)大組最小齒輪計(jì)算 。 小齒輪用 40質(zhì)處理，硬度 241286 均取 260齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 229286均取 240 同理根據(jù)基本組的計(jì)算， 查文獻(xiàn) 【 6】， 可得 K= 2K =1， 1K =1， m=355； 可求得： j?=619 ? ?j?w? =135? ?w?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=?4 ? 17 或 d=91? ?4 式中 N* T=9550000； ??? ??? == 01 。 各軸最小軸徑如表 3 表 3最小軸徑 軸合理跨距的計(jì)算 由于電動(dòng)機(jī)功率 P=3據(jù)【 1】表 軸徑應(yīng)為 60~90步選取 0軸徑的 0據(jù)設(shè)計(jì)方案，前軸承為 ，后軸承為圓錐滾子軸承。定 懸伸量 a=120軸孔徑為 30 軸承剛度，主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩 T=95509550× 3100=該機(jī)床為車床的最大加工直徑為 250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 60%，即 180 切削力（沿 y 軸） 4716N 背向力（沿 x 軸） c=2358N 總作用力 F= 22F ?= 號(hào) Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 最小軸徑 20 30 30 18 此力作用于工件上，主軸端受力為 F= 先假設(shè) l/a=2， l=3a=240后支承反力 B 分別為 ×40240120 ?=B=F×40120=據(jù) 文獻(xiàn) 【 1】式 得： iz 前 支承的剛度：? ； N/ m? ；軸的當(dāng)量外 徑 80+60)/2=70慣性矩為 I=64 )4 ??? =10η =38 9 ? ????= 【 1】圖 3 原假設(shè)接近，所以最佳跨距0l=120× 40理跨距為（ l，取合理跨距 l=360 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=100軸徑 d=80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。 19 第 4 章 摩擦離合器 (多片式 )的計(jì)算 設(shè)計(jì)多片式摩擦離合器時(shí)，首先根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)確定離合器的尺寸，如為軸裝式時(shí)，外摩擦片的內(nèi)徑 d 應(yīng)比花鍵軸大 2～ 6摩擦片的外徑 D 的確定，直接影響離合器的徑向和軸向尺寸，甚至影響主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局，故應(yīng)合理選擇。 摩擦片對(duì)數(shù)可按下式 計(jì)算 Z≥ 2 f 20Db[p] 式中 摩擦離合器所傳遞的扭矩（ N· ； 955× 410955× 410 × 3× 00＝ 510（ N· ; 電動(dòng)機(jī)的額定功率（ 安裝離合器的傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/； η —— 從電動(dòng)機(jī)到離合器軸的傳動(dòng)效率； K—— 安全系數(shù)，一般取 f—— 摩擦片間的摩擦系數(shù)，由于磨擦片為淬火鋼，查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 2 f= 0D—— 摩擦片的平均直徑（ ; 0D=（ D+d） /2＝ 67b—— 內(nèi)外摩擦片的接觸寬度（ ； b=（ ； ??p —— 摩擦片的許用壓強(qiáng)（ N/ 2 ； ??p ＝ 0??vK mK ??—— 基本許用壓強(qiáng)（ 查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 2 速度修正系數(shù) ?02× 410 =m/s） 根據(jù)平均圓周速度床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 2 20 接合次數(shù)修正系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 2 摩擦結(jié)合面數(shù)修正系 數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 2 所以 Z≥ 2 f 20Db[p]＝ 2× 510 × 267 × 23× 11 臥式車床反向離合器所傳遞的扭矩可按空載功率損耗般取 11＝ 最后確定摩擦離合器的軸向壓緊力 Q，可按下式計(jì)算： Q=0??? 20)＝ 267 × 23× 510 式中各符號(hào)意義同前述。 摩擦片的厚度一般取 1、 2（ ，,摩擦片的材料應(yīng)具有較高的耐磨性、摩擦系數(shù)大、耐高溫、抗膠合性好等特點(diǎn)，常用 10或 15鋼，表面滲碳 ,淬火硬度達(dá) 2。 21 第 5 章 主要零部件的選擇 承的選擇 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 稱布置 深溝 球軸承 6009 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 速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 選用左右擺動(dòng)的操縱桿使其通過桿的推力來控制 的校核 軸彎曲剛度校核 （ 1）主軸剛度符合要求的條件如下： a 主軸的前端部撓度 [ ] 0 . 0 0 0 2 5 2 5 0 . 1 0 5? ? ?b 主軸在前軸承處的傾角 [ ] 0 . 0 0 1 r a d????容 許 值 軸 承 c 在安裝齒輪處的傾角 [ ] 0 . 0 0 1 r a d????容 許 值 齒 (2)計(jì)算如下： 前支撐為雙列圓柱滾子軸承，后支撐為角接觸軸承架立放圓柱滾子軸承跨距L=450當(dāng)量外徑 21 = 52 1 1 04 5 0 ??主軸剛度： 因?yàn)?di/5/285=上的鍵的選用和強(qiáng)度校核： Ⅲ軸與齒輪的聯(lián)接采用普通平鍵聯(lián)接，軸徑 d=48輪快厚度 L=25 傳遞扭矩 ? 267840Ⅲ；選用 選鍵型號(hào)為791 09 6,7014 ?? )(70 。查《機(jī)械設(shè) 計(jì)》表 7 0][,1 0 0][ ?? ?? 。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（ 7式（ 7 M P p 110][01448/(2 6 7 8 4 04/4 ???????? ?? Ⅲ 由上式計(jì)算可知擠壓強(qiáng)度滿足。 M P 110][01448/(2 6 7 8 4 02/2 ???????? ?? Ⅲ 由上式計(jì)算可知抗剪切強(qiáng)度滿足。 主軸上的鍵的選用和強(qiáng)度校核 主軸與齒輪的聯(lián)接采用普通平鍵聯(lián)接，軸徑 d=80輪快厚度 L=95遞扭矩 ? 357230Ⅳ；選用 于主軸空心所以選擇鍵791096,801422 ??? )(80 。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 7 0][,1 0 0][ ?? ?? 。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（ 7式（ 7 M P P 1 1 0][01480/(3 5 7 2 3 04/4 ???????? ?? Ⅳ 由上式計(jì)算可知擠壓強(qiáng)度滿足。 M P 1 1 0][02280/(3 5 7 2 3 02/2 ???????? ?? Ⅳ 由上式計(jì)算可知抗剪切強(qiáng)度滿足。 承端蓋設(shè)計(jì) 參照《機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》減速器端蓋設(shè)計(jì)方案來設(shè)計(jì)主軸箱端蓋，材料采用 據(jù)軸承外徑確定各端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸，如圖所示： (依據(jù)該參 數(shù)設(shè)計(jì)各軸承端蓋，詳見裝配圖紙圖案 ) 為螺釘直徑；為軸承外徑；由結(jié)構(gòu)確定；；；；；；；；36430533023030)4~2()15~10(??????????? 26 體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 、箱體材料 箱體多采用鑄造方法獲得，也有用鋼板焊接而成。鑄造箱體常用材料為度要求較高的箱體用 有熱變形要求小的情況下才采用合金鑄鐵，采用 床身做成一體的箱體材料應(yīng)根據(jù)床身或?qū)к壍囊蠖?。箱體要進(jìn)行時(shí)效處理。 2 、箱體結(jié)構(gòu) 1、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) （ 1） 根據(jù)齒輪傳動(dòng)的中心距、齒頂圓直徑、齒寬 等幾何尺寸，確定減速器的箱體的內(nèi)部大小。由中心距確定箱體的長(zhǎng)度，由齒頂圓直徑確定箱體的高度。由齒寬來確定箱體 的寬度。 （ 2） 依據(jù)鑄造（或焊接）箱體的結(jié)構(gòu)尺寸、工藝要求，確定箱體的結(jié)構(gòu)尺寸，繪制箱體。如箱蓋，箱座及螺栓的尺寸。 （ 3） 根據(jù)齒輪的轉(zhuǎn)速確定軸承潤(rùn)滑的方法與裝置，選擇軸承端蓋的類型。 （ 4） 附件設(shè)計(jì)與選擇。同時(shí)，可以進(jìn)行軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇軸承。 箱體的尺寸 名稱 符號(hào) 尺寸關(guān)系 箱座壁厚 ? 15 主軸左側(cè)凸緣厚 1b 73 箱座凸緣厚 b 32 主軸右側(cè)凸緣厚 2b 37 外箱壁至軸承端面距離 1l 12( 5 1 0 )? ? 齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 1? 18 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 2? 10 2、鑄造工藝性要求 為了便于鑄造以及防止鑄件冷卻時(shí)產(chǎn)生縮孔或裂紋，箱體的結(jié)構(gòu)應(yīng)有良好的鑄造工 藝性。 3、加工工藝性對(duì)結(jié)構(gòu)的要求 由于生產(chǎn)批量和加工方法不同，對(duì)零件結(jié)構(gòu)有不同要求，因此設(shè)計(jì)時(shí)要充分注意加工工藝對(duì)結(jié)構(gòu)的要求。 4、裝配工藝對(duì)結(jié)構(gòu)的要求 滑與密封 1、潤(rùn)滑設(shè)計(jì) （ 1） 普通機(jī)床主軸變速箱多用潤(rùn)滑油，其中半精加工、精加工和沒有油式摩擦離合器的機(jī)床，采用油泵進(jìn)行強(qiáng)制的箱內(nèi)循環(huán)或箱外循環(huán)潤(rùn)滑效果好。粗加工機(jī)床多采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的飛濺潤(rùn)滑點(diǎn)。 27 （ 2） 飛濺潤(rùn)滑 要求賤油件的圓周速度為 8米 /秒，賤油件浸油深為 10～ 20毫米（不大于 2～ 3倍輪齒高）。速度過低或浸油深度過淺，都達(dá)不到潤(rùn)滑目的，速度 過高或浸油深度過深，攪油功率損失過大產(chǎn)生熱變形大，且油液容易氣化，影響機(jī)床的正常工作。油的深度要足夠，以免油池底部雜質(zhì)被攪上來。 （ 3） 進(jìn)油量的大小和方向 回油要保證暢通，進(jìn)油方向要注意角接觸軸承的泵油效應(yīng)，即油必須從小端進(jìn)大端出。 箱體上的回油孔的直徑應(yīng)盡可能的大些，一般應(yīng)大于進(jìn)油孔的直徑。箱體上放置油標(biāo)，一邊及時(shí)檢查潤(rùn)滑系統(tǒng)工作情況。 （ 4） 放油孔 應(yīng)在箱體適當(dāng)位置上設(shè)置放油孔，放油孔應(yīng)低于油池底面，以便放凈油，為了便于接油最好在放油孔處接長(zhǎng)管。 （ 5） 防止或減少機(jī)床漏油 ① 箱體上外漏的最低位置的孔應(yīng)高出油面。 ② 軸與法蘭蓋 的間隙要適當(dāng)，通常直徑方向間隙 1～ ③ 主軸上常采用環(huán)形槽和間隙密封，效果要好，槽形的方向不能搞錯(cuò)。 ④ 箱蓋處防漏油溝應(yīng)設(shè)計(jì)成溝邊向箱體油溝內(nèi)側(cè)偏一定距離，大約為 3～ 5毫米。 2、潤(rùn)滑油的選擇 潤(rùn)滑油的選擇與軸承的類型、尺寸、運(yùn)轉(zhuǎn)條件有關(guān)，速度高選粘度低的，反之選粘度高的。潤(rùn)滑油粘度通常根據(jù)主軸前頸和主軸最高轉(zhuǎn)速選擇。 28 第 6 章 主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 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。課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間的限制，一 0般只畫展開圖。 主軸變速箱是機(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)。 開圖及其布置 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。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 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，負(fù)責(zé)齒輪無法加工。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)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大。我們采用第一種方案，通過空心軸中的拉桿來操縱離合器的結(jié)構(gòu)。 總布置時(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 29 其他軸上。制動(dòng)器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上，以免制動(dòng)扭矩太大，是制動(dòng)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。