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臥式車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2

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《臥式車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《臥式車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2(24頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 HUNAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 《臥式車(chē)床主主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 學(xué)院、系: 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè): 機(jī)械工程及自動(dòng)化 學(xué)生姓名: 班 級(jí): 指導(dǎo)教師姓名: 姚建明 職稱(chēng):副教授 最終評(píng)定成績(jī): 2015年12月10日至2016年01月09日 目錄 1普通車(chē)床傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù) 2參數(shù)的擬定 3傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4傳動(dòng)件的估算 5動(dòng)力的設(shè)計(jì) 6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明 7參考文獻(xiàn) 8總結(jié) 一、普通車(chē)床傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù) 1.1普通車(chē)床傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)參數(shù): (a)主軸最低轉(zhuǎn)速15主軸最高轉(zhuǎn)速1500 (b)公比小

2、=1.26 ; (c)電機(jī)功率為7.5KW, (d)電機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r/min。 二、參數(shù)的擬定 2.2電機(jī)的選擇 已知異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有 3000 r/min、1500r/min、1000r/min、750 r/min ,已知P額=7.5KW根據(jù)《車(chē)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》附錄表2選Y132M-4額定功率 7.5 kw,滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為 1440 r/in , "=0.87。 Rn=Nma/ "二 Z=lg4+1 z=n 為了方便計(jì)算取 N min lg : z==12 三、傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3.1 主傳動(dòng)方案擬定 此次設(shè)計(jì)中,我們采用集中傳動(dòng)型式的主軸變速箱。 3.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選

3、擇 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目 級(jí)數(shù)為Z的傳動(dòng)系統(tǒng)由若干個(gè)順序的傳動(dòng)組組成,各傳動(dòng)組分別有 Zp ZT……個(gè)傳動(dòng)副。即Z=ZiZ2Z3…… 傳動(dòng)副中由于2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: Z=2ax 3b ,可以有 3 種方案:12=3X 2X2; 12=2X 3X 2; 12=2X 2X3 傳動(dòng)式的擬定 12級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組,選擇傳動(dòng)組安排方式時(shí),考慮到機(jī)床主軸 變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。 主軸對(duì)加工精度、表面粗糙度的影響很大,最后一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副常 綜上所述,選傳動(dòng)式為12=3X 2X2。 結(jié)構(gòu)式的擬定 對(duì)于12=3X 2X2

4、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: 12=32 x 2i X 26 12=3i X 23 X 26 12=& x 22 x 2i 12=34 x 21 x 22 12=31 x 26 x 23 12=3 x 26 x 21 根據(jù)主變速傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致的原則 12 = 3 23 4 12 = 3X x 23 x 26 電 I II III IV 144。r Ulin 轉(zhuǎn)速圖 31.S r. min 1400r min 1D00 r min 710 r min 00r min 3S5 r tnin 250r min IRQ r min 1

5、25 e, qiId 90r. mln riir nim 45 r in in 四、傳動(dòng)件的估算 4.1三角帶傳動(dòng)的計(jì)算 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)。 (1)選擇三角帶的型號(hào) 根據(jù)公式:p,=Kap=1.1 7.5=8.25kw 式中P---電動(dòng)機(jī)額定功率,Ka--工作情況系數(shù) 因此選擇A型帶。 (2)確定帶輪的計(jì)算直徑Di,D2 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 D1不宜過(guò)小,即Di>Dmin o

6、查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 8-3, 8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 D =125mm 由公式:D2」D1 (1 一 ;) n2 D2 式中:n「小帶輪轉(zhuǎn)速,n7大帶輪轉(zhuǎn)速,所 1440 二 又125(1 —0.02) =248.45 ,取整為 250mm 710 (3)確定三角帶速度 D1nl 3.14 125 1440 按公式:V = = 60 1000 60 1000 = 9.95% 取: 因?yàn)?m/min

7、:二A 2 2 D1 D2 mm 即:262.5mm< A0 <750mm 取 A0 =600mm. (5)三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度Lo 二 D、-D 二 L[ = A 二 D D: 一.一 - 八。 2 3.14 250 -125 L0 =2 600 — 125 250 2 4 600 = 1795.5mm 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 = 1800 mm (6)驗(yàn)算三角帶的撓曲次數(shù) u : 1000mV = 11.06 M 40 % 符合要求 o ⑺確定實(shí)際中心距A A =A0 L - L。 2 = 600 +(1800

8、-1795.5/2 -602.25mm (8)驗(yàn)算小帶輪包角Q ,輪上包角合適 (9)確定三角 四電1800 _D2 f 父57.50 =168 >120帶根數(shù)Z A .旦? r pca 4^r: z 二 Po Pok.ki 傳動(dòng)比:i =v_ =1440/710 = 2.0 V 查表得 如。=0.40KW, po = 3.16KW; k/0.97 ; , K =0.95 = 2.19 3.16 0.4 0.97 0.95 7.18 所以取Z=3根 (10)計(jì)算預(yù)緊力 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 8-4 , q=0.18kg/m 匚 ncc Pca 2.5 , 2

9、 F0 =500 --1 +qv vz

10、hf =9.0,e=12, f =8,、5所=5.5, =38 帶輪寬度:B=z-1e2f = 5-1 82 7 = 64mm 分度圓直徑:dd = 280mm, d1 =1.9D =1.8 100mm = 180mm , 「八 1 L = B = 64mm, C =5/ 28 B =11.4 12mm 4.3 傳動(dòng)軸的估算 傳動(dòng)軸除應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求外,還應(yīng)滿(mǎn)足剛度的要求,強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù) 載荷和扭載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高,不允許有 較大變形。因此疲勞強(qiáng)度一般不失是主要矛盾, 除了載荷很大的情況外,可以不 必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。剛度要求保證軸在載荷下不

11、至發(fā)生過(guò)大的變形。 因此,必須保 證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。 主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 主軸 nj =nm*3-1計(jì)算轉(zhuǎn)速為主軸從最低轉(zhuǎn)速算起,第一個(gè) %轉(zhuǎn)速范圍 z 1 內(nèi)的最高級(jí)轉(zhuǎn)速,即為n1V =90r/min。同理有公式n =n中3可以得出各軸的計(jì) j min 算速度:Nm=180r\min、Nn=335r\min、Ni =710r\min。 各軸直徑的估算 d _ KA4i——mm \ Nj 其中:P-電動(dòng)機(jī)額定功率 K-鍵槽系數(shù) A-系數(shù) ”-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; nj-該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 計(jì)算轉(zhuǎn)速nj是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳

12、動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可 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。 I 軸:K=1.05, A=110 所以 d1 =(110 1.05) 4 7.5 0.96 = 36.7( mm), 取 40mm II 軸:K=1.05, A=110 d2 =(110 1.05)4 7.5 0.96 0.99 0.98 335 = 43.9 mm , 取 45mm 田軸:K=1.05, A=92 d3 =(92 1.05)4 6.98544 0.99 0.98 180 = 42.5 mm , 取 45mm IV 軸:K=1.05, A=92

13、 d4 =(92 1.05)4 6.98544 0.99 0.98 0.99 0.98 90 取 54mm = 50.2 mm 此軸徑為平均軸徑,設(shè)計(jì)時(shí)可相應(yīng)調(diào)整 4. 4齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算 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 Sz及小齒輪的齒數(shù)可以從表 3-6 (機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì))中選取。一般在主傳動(dòng)中,最小齒數(shù)應(yīng)在 17?21。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

14、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。 第一組齒輪: 傳動(dòng)比:U1 = 4 U2 T - 1.26 U3 2 -1.262 齒數(shù)和Sz取72 Z=24, Z2=30, 第二組齒輪: Z3=36, Z4=48, Z5=42, Z6=36; 傳動(dòng)比:u1 =1, U3 3 1.263 齒數(shù)和Sz取84: Z7 =22, Z8 =42, Z9=62, Zio=42; 第三組齒輪: 傳動(dòng)比:u1 :2 1.262 齒數(shù)和Sz取90: Zn=18,乙2二60,乙3=72,

15、Z14=30; 各齒輪齒數(shù)表: 乙 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 乙 Zn 乙2 乙3 Z14 24 30 36 48 42 36 22 42 62 42 18 60 72 30 齒輪模數(shù)的計(jì)算 (1)彎曲疲勞(根據(jù)齒輪最多的齒輪進(jìn)行計(jì)算與計(jì)算) 齒輪彎曲疲勞的估算mw _323 ZxQ Z4: mw32t:48715r2.43 Z9: mw _323 一7.5 =3.17 62 125 Z13: 75 mw E方@=3.36 (2)齒面點(diǎn)蝕估算 2A Z4: A _3

16、703 Z9: Z13: mj Zj Zj 75 = 102.29 355 A 之3703175 =144.85 125 A -3703 7.5 =161.61 90 mj mj mj 燈;2.84 24 48 289.7 = 3.45 22 62 吟=3.59 18 72 齒數(shù)模數(shù): 第一變速組 第二變速組 第二變速組 mw 2.43 3.17 3.36 mj 2.84 3.45 3.59 取m 4 4 4 (3)標(biāo)準(zhǔn)齒輪:u =20度,h*a = 1,c*=0.25 從機(jī)械原理表10-2

17、查得以下公式 齒頂圓 da = (z1 + 2h*a)m 齒根圓 df =(乙 2h*a 2c*)m 分度圓d = mz 齒頂高 ha = h*am r J r I . . . * * . 齒根局 hf = (h a + c )m 齒輪的具體值見(jiàn)表 齒輪尺寸表: 齒輪 齒數(shù)Z 模數(shù)M 分度圓D 齒頂圓da 1 24 4 96 104 2 30 4 120 128 3 36 4 P 144 152 4 48 4 192 200 5 42 4 168 176 6 36 4 P 144 152 7 22 4

18、 88 96 8 42 4 168 176 9 62 4 248 256 10 42 4 168 176 11 18 4 72 80 12 60 4 240 248 13 72 4 288 296 14 30 4 120 128 齒輪 齒根圓d f 齒頂局ha 齒根高h(yuǎn)f 1 106 4 5 2 130 4 5 3 154 4 5 4 202 4 5 5 178 4 5 6 154 4 5 7 98 4 5 8 178 4 5 9 258 4

19、 5 10 178 4 5 11 82 4 5 12 250 4 5 13 298 4 5 14 130 4 5 齒寬確定 由公式B=,mFm=6~10,m為模數(shù))得: 第一套嚙合齒輪BI = 6~10 3 = 18 ~ 30mm 第二套嚙合齒輪 BII = 6~10 3.5 = 21~ 35mm 第三套嚙合齒輪B川=6 ~10 4 = 24 ~ 40mm 一對(duì)嚙合齒輪,為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒 寬減小而增大輪齒的載荷,設(shè)計(jì)上,應(yīng)主動(dòng)輪比小齒輪齒寬大 所以 B =25mm, B2 =22mm; B3 = 2

20、5mm , B4 = 22mm , 4 B5 =27mm, B6 = 25mm, B7 = 25mm B8 = 25mm, B9 = 27mm, B10 = 25mm B1 =27mm,B12 =25mm,B13 = 25mm, B14 = 27mm 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)160mm w da w 500mm時(shí),可做成腹板式結(jié)構(gòu),再考慮到加工問(wèn)題,現(xiàn) 敲定把齒輪14做成腹板式結(jié)構(gòu)。其余做成實(shí)心結(jié)構(gòu)。齒輪 14計(jì)算如下: D -da - 10~14 Mn = 288 -12 4 = 240mm D4 =d4 =54mm, D3 =1.6d3 = 1.6 父 45 = 72mm,

21、D2 = 0.25~0.35 D0 -D3 = 0.3 240 - 72 =50.4mm D1 ND。 D3 /2=158mm,C -12mm 4.5傳動(dòng)軸間的中心距 , d1 d2 96 192 d - = = = 144mm -- 2 2 , 168 168 d[I = = 168mm , 240 120 … d in _iv = = 180mm 4.6軸承的選擇 I軸 II軸 in軸 iv軸 6208 D=80 B=18 7207C D=72 B=17 7207C D=72 B=17 7208C D=80 B=18 深溝球軸承 圓錐滾子軸承 圓

22、錐滾子軸承 圓錐滾子軸承 五、動(dòng)力設(shè)計(jì) 5.1傳動(dòng)軸的驗(yàn)算 由于變速箱各軸的應(yīng)力都比較小,驗(yàn)算時(shí),通常都是用復(fù)合應(yīng)力公式進(jìn)行 計(jì)算: . M 2 0.572 . . 一二一w —4] (MPa 名為復(fù)合應(yīng)力(MPa ——[仃b]為許用應(yīng)力(MPa ——w為軸危險(xiǎn)斷面的抗彎斷面模數(shù)

23、 d3 o 頭心軸:W (mm ) 32 空心軸:w =-d-[1 -(d)4](mm3) 32 D 花鍵軸:W 上"-⑴①d)2 (mm3) 32二D 32二 — —d為空心軸直徑,花鍵軸內(nèi)徑 — —D為空心軸外徑,花鍵軸外徑 do為空心軸內(nèi)徑 — —b為花鍵軸的鍵寬 — —Z為花鍵軸的鍵數(shù) M為在危險(xiǎn)斷面的最大彎矩 M = wM 2 + M ; N - mm T為在危險(xiǎn)斷面的最大扭矩 4 N T =955 10 N j ——N為該軸傳遞的最大功率 ——N為該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 齒輪的圓周力:R =空 D 齒輪的徑向力:Pr =0.5P I軸的強(qiáng)度計(jì)

24、算 I 軸:PI =7.5 0.872 0.96 = 6.26 nI =9.55 104 N Nj -9.55 104 6.26 x 710 = 84201.408N m 作用在齒輪上的力的計(jì)算 已知大齒輪的分度圓直徑: d=mz=48< 4=192mm 圓角力:Ft =2- =2 74728.75 =778.42N D2 192 徑向力:Fr=0.5Ft=0.5 778.42 = 389.21N 軸向力:Fa =Ft =778.42N 方向如圖所示: 由受力平衡:F拉+F2 +E +F,=0 F 拉=1759.2N Fr =389.21

25、N 所以52+弓=—(1759.2+389.21 ) =—2148.41N 以a點(diǎn)為參考點(diǎn),由彎矩平衡得: 105Fi+F.(105+40) - F2 (300+40+105 =0 所以:F1=1635.65N F2=512.76N 在V面內(nèi)的受力情況和彎矩圖如下: 受力平衡:Fe Ft -Fl -F2 =0 即:1759.2+778.42 - F1 - F2 =0 以a點(diǎn)為參考點(diǎn),由彎矩平衡: Fi X 105- Ft X ( 105+40) +F2 (300+ 105+ 40) =0 所以 F1=2989.32N F2=451.7N 主軸抗震性

26、的驗(yàn)算 (1)支撐剛度,包括軸承的彈性變形和坐圈接觸變形 向心推力球軸承:、??二(0.7~0.002 ) d 圓錐孔雙列向力短圓柱滾子軸承: 0.4 3 ,、 ="=——父10 — R,(mm d 前軸承處 d=100, d,=100, R=5400kgf, R,= 12500kgf 所以:6r=0.0108mm 6rl=0.0251mm 坐圓外變形:、?.;二絲(13) 二 db D 對(duì)于向心球軸承:D=150, d=100, b=60,取k=0.01 所以: 4 5400 0.01 60 、r (1 ) = 0.016mm 3.14 100 60 150 R

27、=12500kgf 對(duì)于短圓柱滾子軸承:D=15Q d=100, b=37,取k=0.01 , 所以: =0.053mm 4 12500 0.01 … 37、 (1 一) 3.14 100 37 150 所以軸承的徑向變形: 、尸、r 、;』0.06 0.016-0.076mm 、r1 =、r1+、r1 =0.05+0.053=0.103mm 支撐徑向剛度: k=— =5400 =71052.63kgf /mm 、r 0.076 R 12500 . k[=——= =121359.22kgf / mm r1 0.103 (2)量主要支撐的剛度折算到切削點(diǎn)的變形 2

28、 Yz = —P— [(1 kA)a2 在 1)] 9.8kA kB L L 其中 L=419mm &=121359.2kg/mm 所以: Y"dPA [(i 必鳥(niǎo) 當(dāng) 1)] kB L2 L 2940 121359.22 1252 2 125 [(1 )—2 1)] 9.8 121359.22 78709.89 419 419 =0.0045mm (3)主軸本身引起的切削點(diǎn)的變形 Pa2L Ys =1FT 其中:P=2940N a=125mm L=419mm E=2X 107N/cm, D=91mm I=0.05 (D

29、-d4) =0.05 X (914-464) =3163377.25mrm 所以: Pa2L Ys = 3FI 2 2940 1252 419 3 2 107 3163377.25 = 4.25 103mm (4)主軸部件剛度 2940 八3 二 Yz Ys 0.0045 0.00425 =336000 N / mm = 336N /」m (5)驗(yàn)算抗振性 K _ Cd Rm cos : 2 ;(1 ;) 則: blim 2K ;(1 :) Kcd cos : 所以: 2K ;(1 ;) blim 一 ■ Kc

30、d cos - 2 336 0.03(1 0.03) 2.46 cos68.8 22.6mm 0.02 Dmax =10mm 所以主軸抗振性滿(mǎn)足要求。 選相同模數(shù)中承受載荷最大,齒數(shù)最小的齒 這里要驗(yàn)算的是齒輪 2,齒輪7,齒輪12 5.2齒輪校驗(yàn) 在驗(yàn)算算速箱中的齒輪應(yīng)力時(shí), 輪進(jìn)接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算。 這三個(gè)齒輪。 (1)接觸應(yīng)力公式: _ _ 2088 104 u 1 k kvkaksN f zm .: uBn j u---- 大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比; kp---齒向載荷分布系數(shù);kv----動(dòng)載荷系數(shù);kA----工況系數(shù); ks—壽命系數(shù) 查《

31、機(jī)械裝備設(shè)計(jì)》表10-4 及圖10-8及表10-2分布得 kH b = 1 . 1 & ,f b 1 .k2 0 ; k1 A0 5, 假定齒輪工作壽命是48000h,故應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 N =60njLh = 60 父 5004 48000 = 1“ 109 次 查《機(jī)械裝備設(shè)計(jì)》圖10-18得KFN =09KHN =0.9 ,所以: 2088 103 18 4 3 — = 1.024 10 MPa 一 :21 500 18 (2)彎曲應(yīng)力: _ _5 _ 191 105k:kvkaksN w - O _ zm2BYnj Y=0.378,代入公式求得:仃w =

32、158.5Mpa 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21e,齒輪的材產(chǎn)選40Cr (滲碳),大齒輪、小齒輪的硬 度為 60HRC 故有[%] = 1650MPa ,從圖 10-21e 讀出 bw】 = 920MPa。因?yàn)椋?of <[afVw<[

33、P n 7.5 0.96 一 T =9550 59.3 Nm 710 齒輪受力 2T 2 59.3 Fr = — = 3 =1412 N d 60 103 根據(jù)受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為 Rvi = Frll -1060 N I1 I2 Rv2 =1412-1060 = 352 N 因軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷,又由于不受軸向力,按《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表10-5查得fp p 為 1.2 至ij 1.8 ,取 3 =1.3,則有: p P1 = fpX1R1 =1.3 1062 = 1378 N P2 =fpX2R2 =1.3 352=457.6

34、 N 軸承的壽命 因?yàn)镻1 > P2 ,所以按軸承1的受力大小計(jì)算: Lh=吠(C);=^^(^)3 =38309.1 h 60n pi 60 850 1378 故該軸承能滿(mǎn)足要求。 六、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明 6.1 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、帶輪和齒輪等) 、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(kāi)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,一般只畫(huà)展開(kāi)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(wèn)題。 精度方面的要求,剛度和抗震性

35、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(guò)反復(fù)思考和多次修改。在正式畫(huà)圖前應(yīng)該先畫(huà)草圖。目的是: 布置傳動(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案。 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)正。 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)。 6.2 I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

36、使軸部受帶的拉力(采用卸荷裝置)。我們采用的卸荷裝置一般是 把軸承裝載法蘭盤(pán)上,通過(guò)法蘭盤(pán)將帶輪的拉力傳遞到箱壁上。 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。滑動(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。 6.3 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(shuō),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)均勻性。在齒輪塊設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分考慮這些問(wèn)題。 齒輪塊的結(jié)構(gòu)形式很多,取決于下列

37、有關(guān)因素: 是固定齒輪還是滑移齒輪。 移動(dòng)滑移齒輪的方法。 齒輪精度和加工方法。 6.4 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(guò)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(wèn)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(zhuān)門(mén)加工花鍵的銃床和 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。 花鍵軸承載

38、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(guò)濾部分。一般尺寸花鍵的滾刀直徑 D刀為65?85mm。 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)外圈可以分開(kāi),裝配 方便,間隙容易調(diào)整。所以有時(shí)在沒(méi)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。 七、主要參考文獻(xiàn)資料 [1]《機(jī)械設(shè)計(jì)》銀金光、劉揚(yáng)主編.清華大學(xué)出版

39、社 [2]《機(jī)械原理(第七版)》.孫恒、陳作模主編.高等教育出版社 [3]《工程力學(xué)》.劉中全、黃璟主編.兵器工業(yè)出版社 [4]《數(shù)控編程技術(shù)》.張超英、謝富春主編.化學(xué)工業(yè)出版社 [5]《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》關(guān)慧貞主編,機(jī)械工業(yè)出版社 八、總結(jié) 對(duì)于現(xiàn)代生產(chǎn),幾乎全部利用機(jī)床加工。機(jī)床是工業(yè)之母,它的技術(shù)含量的 高低直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量的高低。隨著產(chǎn)品質(zhì)量的精密化,產(chǎn)品品種的多樣化, 這對(duì)機(jī)床設(shè)備的要求越來(lái)越高!主傳動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)床的核心部分,它將直接影響機(jī) 床加工的精確性、可靠性。因而,對(duì)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)顯得十分重要。 在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料, 與同學(xué)交流和自學(xué),使自己學(xué) 到了不少的知識(shí),也經(jīng)歷了不少的艱辛,但也有了巨大的收獲。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程 中我懂得了許多,也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力,樹(shù)立了對(duì)自己工作的信心,相信 這對(duì)我以后的學(xué)習(xí)、工作和生活方面都會(huì)有非常重要的影響。 而且大大的提高了 動(dòng)手的能力。 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涉及了多門(mén)機(jī)械課程。通過(guò)此次設(shè)計(jì)能夠提高個(gè)人的專(zhuān) 業(yè)素質(zhì)和培訓(xùn)同學(xué)間的團(tuán)體協(xié)作精神,對(duì)我們未來(lái)的發(fā)展和立足社會(huì)有著很大的 幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富, 使我終生 受益。

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