《普通車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《普通車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（68頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、安 徽 建 筑 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 班 級(jí) 09 城建機(jī)械3班 姓 名 學(xué) 號(hào) 課 題 一般車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指引教師 年 6 月 10 日摘要主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是機(jī)床設(shè)計(jì)中非常重要的構(gòu)成部分，本次設(shè)計(jì)重要由機(jī)床的級(jí)數(shù)入手，于構(gòu)造式、構(gòu)造網(wǎng)擬定，再到齒輪和軸的設(shè)計(jì)，再選擇多種主傳動(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“構(gòu)造化”，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)，完畢設(shè)計(jì)任務(wù)。本次突出了構(gòu)造設(shè)計(jì)的規(guī)定，在保證機(jī)床的基本規(guī)定下，根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)的原則，擬定機(jī)構(gòu)式和構(gòu)造

2、網(wǎng)，對(duì)機(jī)床的機(jī)構(gòu)進(jìn)行精簡(jiǎn)，力求減少生產(chǎn)成本；主軸和齒輪設(shè)計(jì)在滿足強(qiáng)度需要的同步，材料的選擇也是采用折中的原則，沒(méi)有選擇過(guò)高強(qiáng)度的材料從而導(dǎo)致?lián)]霍?！竞诵脑~】車(chē)床、主傳動(dòng)系統(tǒng)、構(gòu)造式、電動(dòng)機(jī)。Abstract Main drive system design is Very important part of the Machine Design, The design of the series to start primarily by machine, In the structure, the structure network developed, to the design of g

3、ears 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 structure turn , Design a principal axis to become soon a box assemble diagram and spare parts diagram and

4、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 move wheel gear spare parts of design to complete design tasks.This highlights the structural design re

5、quirements, 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 tool sector, Strive to reduce production costs, No choice of materials resulting in high strength waste.

6、【Keywords】lather, Main drive system, Structure , Electric motor.目錄緒論51.主軸極限轉(zhuǎn)速的擬定62. 積極參數(shù)的擬定72.1擬定傳動(dòng)公比72.2主電動(dòng)機(jī)的選擇83.一般車(chē)床的規(guī)格94.變速構(gòu)造的設(shè)計(jì)94.1擬定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目94.2構(gòu)造式的擬定104.3構(gòu)造網(wǎng)的擬定104.4各變速組的變速范疇及極限傳動(dòng)比114.5擬定各軸的轉(zhuǎn)速124.6繪制轉(zhuǎn)速圖134.7擬定各變速組變速副齒數(shù)134.8繪制變速系統(tǒng)圖155.構(gòu)造設(shè)計(jì)165.1 構(gòu)造設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)規(guī)定和方案165.2 展開(kāi)圖及其布置165.3 I軸（輸入軸）的

7、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 主軸材料和熱解決195.6.3 主軸軸承205.6.4 主軸與齒輪的連接215.6.5 潤(rùn)滑與密封215.6.6 其她問(wèn)題216.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)226.1帶輪的設(shè)計(jì)226.3擬定各軸轉(zhuǎn)速256.4傳動(dòng)軸直徑的估算：擬定各軸最小直徑266.5鍵的選擇、傳動(dòng)軸、鍵的校核277.各變速組齒輪模數(shù)的擬定和校核297.1齒輪模數(shù)的擬定：297.2齒輪的設(shè)計(jì)338.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

8、組件設(shè)計(jì)409.1主軸的基本尺寸擬定409.1.1外徑尺寸D409.1.2主軸孔徑d419.1.3主軸懸伸量a429.1.4支撐跨距L429.1.5主軸最佳跨距的擬定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51總結(jié)52參照文獻(xiàn)53一般車(chē)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 指引教師 魏常武緒論機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)因機(jī)床的類型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同，應(yīng)滿足的規(guī)定也不同樣。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

9、足既定的規(guī)定。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)滿足的基本規(guī)定有：滿足機(jī)床使用性能規(guī)定。一方面應(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)速范疇和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)；滿足機(jī)床傳遞動(dòng)力的規(guī)定。本文設(shè)計(jì)的為一般車(chē)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)的規(guī)定也不盡相似，根據(jù)某些典型工藝和加工對(duì)象，兼顧其她的也許工藝加工的規(guī)定，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(kāi)始到結(jié)束的流程如下： 查閱資料，擬定籌劃； 擬定傳動(dòng)構(gòu)造，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(xiě)論文闡明書(shū)。1.主軸極限轉(zhuǎn)速的擬定

10、 擬定主軸的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速，應(yīng)當(dāng)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照既有同類型機(jī)床的技術(shù)性能的基本上，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，并且加工零件的尺寸變換也很大，因此要合理地?cái)M定其極限轉(zhuǎn)速是一種復(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(guò)程中，應(yīng)特別注意下列幾點(diǎn)： 1.考慮先進(jìn)加工措施，但所選的切削用量不應(yīng)當(dāng)是個(gè)別記錄，而應(yīng)當(dāng)具有普遍性。 2.應(yīng)考慮刀具材料的發(fā)展趨勢(shì)。例如一般車(chē)到在大多數(shù)狀況下已經(jīng)采用硬質(zhì)合金，目前陶瓷刀具也已開(kāi)始應(yīng)用等狀況。 3.最高和最低轉(zhuǎn)速不能僅用計(jì)算措

11、施來(lái)擬定。還應(yīng)當(dāng)和先進(jìn)的同類機(jī)床比較，由于過(guò)大的轉(zhuǎn)速范疇不僅不能充足發(fā)揮其性能，并且還也許使構(gòu)造無(wú)法實(shí)現(xiàn)。在傳動(dòng)系統(tǒng)擬定好后來(lái)，驗(yàn)算各重要傳動(dòng)件的最大圓周速度應(yīng)不超過(guò)容許值。 主軸最高和最低轉(zhuǎn)速可按下列計(jì)算： = (rpm) = (rpm)其中： 、主軸最高、最低轉(zhuǎn)速（m/min）； 、典型工序的最大、最小切削速度（m/min）； 、最大、最小計(jì)算直徑。 一般車(chē)床采用最大速度的典型工序一般為用硬質(zhì)合金車(chē)刀精車(chē)或半精車(chē)鋼質(zhì)軸類工件的外圓，取=200r/min。 采用最小速度的典型工序又如下幾種狀況： 1.在低速光車(chē)，規(guī)定獲得粗糙度不不小于R3.2m； 2.精鉸孔 3.加工多種螺紋及多頭螺紋； 4

12、.用高速鋼車(chē)刀，對(duì)鑄鐵材料的盤(pán)類工件進(jìn)行粗車(chē)端面工作，取=25r/min。 一般取計(jì)算直徑： =0.5D =(0.20.25) 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孔或加工螺紋時(shí)，應(yīng)按在車(chē)床上常用最大鉸孔直徑或常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 ,(為刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑） 故 =1990 r/min，取= r/min； =49.65 r/min， 取=45 r/min； 與本次設(shè)計(jì)給定的參數(shù)相差不大，取計(jì)算值。2. 積極參數(shù)的擬定2.1擬定傳動(dòng)公比 根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)公式（3-2）由于已知 =1.26 Z=+1=18 根據(jù)機(jī)械制造裝備

13、設(shè)計(jì)表3-5 原則公比。這里我們?nèi)≡瓌t公比系列=1.26由于=1.26=1.064，根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表3-6原則數(shù)列。一方面找到最小極限轉(zhuǎn)速5，再每跳過(guò)3個(gè)數(shù)（1.261.064）取一種轉(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、450、560、710、900。2.2主電動(dòng)機(jī)的選擇 合理的擬定電機(jī)功率P，使機(jī)床既能充足發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)常常輕載而減少功率因素。目前以常用的中碳鋼為工件材料，取45號(hào)鋼，正火解決，車(chē)削外圓，表面粗糙度=3.2mm。采用車(chē)刀具，可轉(zhuǎn)位外圓

14、車(chē)刀，刀桿尺寸：16mm25mm。刀具幾何參數(shù)：=15，=6，=75，=15，=0，=-10，b=0.3mm，r=1mm?，F(xiàn)以擬定粗車(chē)是的切削用量為設(shè)計(jì)： 擬定背吃刀量和進(jìn)給量f，根據(jù)切削加工簡(jiǎn)要實(shí)用手冊(cè)表8-50， 取4mm，f取0.6。 擬定切削速度，參切削加工簡(jiǎn)要實(shí)用手冊(cè)表8-57，取V=1.7。 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)要實(shí)用手冊(cè)-表8-59和表8-60，主切削力的計(jì)算公式及有關(guān)參數(shù)：F=9.81 =9.8127040.60.751.7-0.150.920.95 =3242（N） 切削功率的計(jì)算 =32421.710-3=5.5(kw)；根據(jù)一般狀況，取機(jī)床變速效

15、率=0.8。 =6.86(kW)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、鐵屑或其她雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的特點(diǎn)，B級(jí)絕緣，工業(yè)環(huán)境溫度不超過(guò)+40，相對(duì)濕度不超過(guò)95%，海拔高度不超過(guò)1000m，額定電壓380V，頻率50Hz。合用于無(wú)特殊規(guī)定的機(jī)械上，如機(jī)床，泵，風(fēng)機(jī)，攪拌機(jī)，運(yùn)送機(jī)，農(nóng)業(yè)機(jī)械等。 根據(jù)以上規(guī)定，選用Y160M-6型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率7.5kW,滿載轉(zhuǎn)速970，額定轉(zhuǎn)矩2.0，質(zhì)量119Kg。3.一般車(chē)床的規(guī)格 根據(jù)以上的計(jì)算和設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可得到本次設(shè)計(jì)車(chē)床的基本參數(shù)：

16、 車(chē)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)最高轉(zhuǎn)速()最低轉(zhuǎn)速()電機(jī)功率P（kW）公比轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z320712147.51.26184.變速構(gòu)造的設(shè)計(jì)擬定變速方案，涉及變速型式的選擇以及開(kāi)停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè)變速系統(tǒng)的擬定。變速型式則指變速和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及構(gòu)成、安排不同特點(diǎn)的變速型式、變速類型。變速方案和型式與構(gòu)造的復(fù)雜限度密切有關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。因此，擬定變速方案和型式，要從構(gòu)造、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，例如：變速型式上有集中變速，分離變速；擴(kuò)大變速范疇可用增長(zhǎng)變速組數(shù)，也可采用背輪構(gòu)造、分支變速等型式；

17、變速箱上既可用多速電機(jī)，也可用互換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。顯然，也許的方案有諸多，優(yōu)化的方案也因條件而異。4.1擬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)順序的變速組構(gòu)成，各變速組分別有、個(gè)變速副。即變速副中由于構(gòu)造的限制以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： 18=332 18=323 18=233由于傳動(dòng)副數(shù)的排列“前多后少”。按此原則取第一種方案：18=3324.2構(gòu)造式的擬定 對(duì)于18=332傳動(dòng)式，有6種構(gòu)造式和相應(yīng)的構(gòu)造網(wǎng)。分別為：18313329 18333129 1832362118313623 18363123 1836322

18、1 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，一般為降速傳動(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，尺寸小某些，反之，接近主軸的傳動(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)盡量將傳動(dòng)副較多的變速組安排在前面，傳動(dòng)副數(shù)少的變速組放在背面，使主變速傳動(dòng)系中更多的傳動(dòng)件在高速范疇內(nèi)工作，尺寸小某些，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，即規(guī)定X0X1X2Xj 前面變速組的傳動(dòng)副分布緊密，背面的分布疏松。 因此 取18313329 4.3構(gòu)造網(wǎng)的擬定 根據(jù)中間變速軸變速

19、范疇小的原則選擇構(gòu)造網(wǎng)。從而擬定構(gòu)造網(wǎng)如下：圖4.1構(gòu)造網(wǎng)4.4各變速組的變速范疇及極限傳動(dòng)比 傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范疇：在降速傳動(dòng)時(shí)，為避免被動(dòng)齒輪的直徑過(guò)大而使進(jìn)徑向尺寸過(guò)大，常限制最小傳動(dòng)比，1/4，升速傳動(dòng)時(shí)，為避免產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)和噪音，常限制最大傳動(dòng)比，斜齒輪比較平穩(wěn)，可取，故變速組的最大變速范疇為/810。 主軸的變速范疇?wèi)?yīng)等于主變速傳動(dòng)系中各個(gè)變速組變速范疇的乘積，即： 檢查變速組的變速范疇與否超過(guò)極限值時(shí)，只需檢查最后一種擴(kuò)大組。由于其她變速組的變速范疇都比最后擴(kuò)大組的小，只要最后擴(kuò)大組的變速范疇不超過(guò)極限值，其她變速組就不會(huì)超過(guò)極限值。 其中， ， ，符合規(guī)定

20、4.5擬定各軸的轉(zhuǎn)速 分派總降速變速比總降速變速比 又電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列原則，因而增長(zhǎng)一定比變速副。 擬定變速軸軸數(shù)變速軸軸數(shù) = 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，其他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(kāi)始，擬定、軸的轉(zhuǎn)速。先來(lái)擬定軸的轉(zhuǎn)速變速組c 的變速范疇為，結(jié)合構(gòu)造式 軸的轉(zhuǎn)速只有一種也許：56、71、90、112、140、180、224、280、355。擬定軸的轉(zhuǎn)速 變速組b的級(jí)比指數(shù)為3，但愿中間軸轉(zhuǎn)速較小，因而為了避免升速，又不致變速比太小，可取 軸的轉(zhuǎn)速擬

21、定為：224、280、355。定軸的轉(zhuǎn)速 對(duì)于軸，其級(jí)比指數(shù)為1,可?。?= = = 擬定軸轉(zhuǎn)速為355，電動(dòng)機(jī)于軸的定變傳動(dòng)比為970/355=2.74.6繪制轉(zhuǎn)速圖 圖4.2轉(zhuǎn)速圖4.7擬定各變速組變速副齒數(shù)擬定齒輪齒數(shù)的原則和規(guī)定： 齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過(guò)大；齒輪的齒數(shù)和過(guò)大會(huì)加大兩軸之間的中心距，使機(jī)床構(gòu)造龐大，一般推薦100200. 最小齒輪的齒數(shù)要盡量少；但同步要考慮：最小齒輪不產(chǎn)生根切，機(jī)床變速箱中原則直圓柱齒輪，一般最小齒數(shù)18；受構(gòu)造限制的最小齒輪最小齒數(shù)應(yīng)不小于1820；齒輪齒數(shù)應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動(dòng)比的規(guī)定：實(shí)際傳動(dòng)比（齒數(shù)之比）與理論傳動(dòng)比（轉(zhuǎn)速圖上規(guī)定的傳動(dòng)比）之間又誤差，但

22、不能過(guò)大，擬定齒輪數(shù)所導(dǎo)致的轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過(guò)10%（-1）%，即%-規(guī)定的主軸轉(zhuǎn)速；-齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的主軸轉(zhuǎn)速；齒輪齒數(shù)的擬定，當(dāng)各變速組的傳動(dòng)比擬定后來(lái)，可擬定齒輪齒數(shù)。對(duì)于定比傳動(dòng)的齒輪齒數(shù)可根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦的措施擬定。對(duì)于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動(dòng)比是原則公比的整多次方時(shí)，變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和及小齒輪的齒數(shù)可以從機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表3-9中選用。一般在主傳動(dòng)中，最小齒數(shù)應(yīng)不小于1820。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)不小于或等于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多種常用變速比的使用齒數(shù)。變速

23、組a: =1 =1/=1/1.26 =1/2擬定最小齒輪的齒數(shù)及最小齒數(shù)和 該變速組內(nèi)的最小齒輪必在i=1/2的齒輪副中，根據(jù)構(gòu)造條件，假設(shè)最小齒數(shù)為=22時(shí)，查表得到 =72。找出也許采用的齒數(shù)和諸數(shù)值 =1 =60、62、64、66 =1.26 =61、63、64、66 =2 =60、63、66、69、72 在具體構(gòu)造容許下，選用較小的 為宜，現(xiàn)擬定=66， 擬定各齒數(shù)副的齒數(shù) i=2，找出=22， =-=66-22=44； i=1.26，找出=29，=-=66-29=37； i=1 ，找出=33，=-=66-33=33；變速組b的齒數(shù)擬定： =1 =1/=1/2 =1/4故變速組中最小齒

24、輪必在1/的齒輪副中，假設(shè)最小齒數(shù)為=22，=84，同上，取=84，查得=42， =-=84-42=42=28，=-=84-28=56=17，=-=84-17=67變速組c齒數(shù)擬定同上取=90，查得=30， =-=90-30=60=18，=-=90-18=724.8繪制變速系統(tǒng)圖變速系統(tǒng) 圖4.35.構(gòu)造設(shè)計(jì)5.1 構(gòu)造設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)規(guī)定和方案設(shè)計(jì)主軸變速箱的構(gòu)造涉及傳動(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)件的構(gòu)造設(shè)計(jì)與布置，用一張展開(kāi)圖和若干張橫截面圖表達(dá)。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)規(guī)定外，著重考慮

25、如下幾種方面的問(wèn)題：精度方面的規(guī)定，剛度和抗震性的規(guī)定，傳動(dòng)效率規(guī)定，主軸前軸承處溫度和溫升的控制，構(gòu)造工藝性，操作以便、安全、可靠原則，遵循原則化和通用化的原則。主軸變速箱構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，由于構(gòu)造復(fù)雜，設(shè)計(jì)中不可避免要通過(guò)反復(fù)思考和多次修改。在正式畫(huà)圖前應(yīng)當(dāng)先畫(huà)草圖。目的是：1） 布置傳動(dòng)件及選擇構(gòu)造方案。2） 檢查傳動(dòng)設(shè)計(jì)的成果中有無(wú)干涉、碰撞或其她不合理的狀況，以便及時(shí)改正。3） 擬定傳動(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，以擬定各軸的受力點(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(kāi)圖及其布置展開(kāi)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

26、軸線剖開(kāi)并將這些剖切面平整展開(kāi)在同一種平面上。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，齒根圓的直徑必須不小于離合器的外徑，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(guò)空心軸中的拉桿來(lái)操縱離合器的構(gòu)造。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其她軸上。制動(dòng)器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上，以免制動(dòng)扭矩太大，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

27、箱的軸向尺寸，減少軸向尺寸有助于提高剛度和減小體積。5.3 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，構(gòu)造上應(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，由于構(gòu)成離合器的零件諸多，裝配很不以便，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(pán)上，通過(guò)法蘭盤(pán)將帶輪的拉力傳遞到箱壁上。車(chē)床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時(shí)退刀。車(chē)螺紋時(shí)，換向頻率較高。實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的變換方案諸多，我們采用正反向離合器。正反向的轉(zhuǎn)換在不斷車(chē)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。在擬定軸向尺寸時(shí)，摩擦片不壓緊時(shí)，應(yīng)

28、留有0.20.4的間隙，間隙應(yīng)能調(diào)節(jié)。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(pán)實(shí)現(xiàn)。其中一種圓盤(pán)裝在花鍵上，另一種裝在花鍵軸上的一種環(huán)形溝槽里，并轉(zhuǎn)過(guò)一種花鍵齒，和軸上的花鍵對(duì)正，然后用螺釘把錯(cuò)開(kāi)的兩個(gè)圓盤(pán)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)，不增長(zhǎng)軸承軸向復(fù)合。3） 構(gòu)造設(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)是不可逆的，即操縱力撤銷(xiāo)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(kāi)的另一端齒輪，與軸回轉(zhuǎn)方向是相反

29、的，兩者的相對(duì)轉(zhuǎn)速很高（約為兩倍左右）。構(gòu)造設(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)軸承在某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)齒輪是變速箱中的重要元件。齒輪同步嚙合的齒數(shù)是周期性變化的。也就是說(shuō)，作用在一種齒輪上的載荷是變化的。同步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，常成為變速箱的重要噪聲源，并影響主軸回轉(zhuǎn)均勻性。在齒輪塊設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充足考慮這些問(wèn)題。齒輪塊的構(gòu)造形式諸多，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)滑移齒輪的措施；3） 齒輪精度和加工措

30、施；變速箱中齒輪用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。它的精度選擇重要取決于圓周速度。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)際成果得知，圓周速度會(huì)增長(zhǎng)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，因此這兩項(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。如果噪聲規(guī)定很?chē)?yán)，或某些核心齒輪，就應(yīng)選655。當(dāng)精度從766提高到655時(shí)，制造費(fèi)用將明顯提高。不同精度級(jí)別的齒輪，要采用不同的加工措施，對(duì)構(gòu)造規(guī)定也有所不同。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

31、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，必須磨齒才干達(dá)到6級(jí)。機(jī)床主軸變速箱中齒輪齒部一般都需要淬火。滑移齒輪進(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，加工措施和畫(huà)法也不同樣，應(yīng)予注意。選擇齒輪塊的構(gòu)造要考慮毛坯形式（棒料、自由鍛或模鍛）和機(jī)械加工時(shí)的安裝和定位基面。盡量做到省工、省料又易于保證精度。齒輪磨齒時(shí)，規(guī)定有較大的空刀（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。要保證對(duì)的嚙合，齒輪在軸上的位

32、置應(yīng)當(dāng)可靠?；讫X輪在軸向位置由操縱機(jī)構(gòu)中的定位槽、定位孔或其她方式保證，一般在裝配時(shí)最后調(diào)節(jié)擬定。5.5 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。一方面?zhèn)鲃?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，有專門(mén)加工花鍵的銑床和磨床，工藝上并無(wú)困難。因此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

33、和裝配也比帶單鍵的光軸以便。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為6585。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。并且滾錐軸承對(duì)軸的剛度、支撐孔的加工精度規(guī)定都比較高。因此球軸承用的更多。但是滾錐軸承內(nèi)外圈可以分開(kāi)，裝配以便，間隙容易調(diào)節(jié)。因此有時(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，一方面取決于承載能力，但也要考慮其她構(gòu)造條件。同一軸心線的箱體支撐直徑安排要充足考慮鏜孔工藝。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)節(jié)好鏜刀尺寸，可以提

34、高生產(chǎn)率和加工精度。還常采用同一鏜刀桿安裝多刀同步加工幾種同心孔的工藝。下面分析幾種鏜孔方式：對(duì)于支撐跨距長(zhǎng)的箱體孔，要從兩邊同步進(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，同步加工各孔；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)盡量避免。既要滿足承載能力的規(guī)定，又要符合孔加工工藝，可以用輕、中或重系列軸承來(lái)達(dá)到支撐孔直徑的安排規(guī)定。兩孔間的最小壁厚，不得不不小于510，以免加工時(shí)孔變形?；ㄦI軸兩端裝軸承的軸頸尺寸至少有一種應(yīng)不不小于花鍵的內(nèi)徑。一般傳動(dòng)軸上軸承選用級(jí)精度。傳動(dòng)軸必須在箱體內(nèi)保持精確位置，才干保證裝在軸上各傳動(dòng)件的位置對(duì)的性，不管軸與否轉(zhuǎn)動(dòng)

35、，與否受軸向力，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。回轉(zhuǎn)的軸向定位（涉及軸承在軸上定位和在箱體孔中定位）在選擇定位方式時(shí)應(yīng)注意：1） 軸的長(zhǎng)度。長(zhǎng)軸要考慮熱伸長(zhǎng)的問(wèn)題，宜由一端定位。2） 軸承的間隙與否需要調(diào)節(jié)。3） 整個(gè)軸的軸向位置與否需要調(diào)節(jié)。4） 在有軸向載荷的狀況下不適宜采用彈簧卡圈。5） 加工和裝配的工藝性等。5.6 主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件構(gòu)造復(fù)雜，技術(shù)規(guī)定高。安裝工件（車(chē)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)重要環(huán)繞著保證精度、剛度和抗振性，減少溫升和熱變形等幾種方面考慮。5.6.1 各

36、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)，并且波及多方面的因素。1） 內(nèi)孔直徑車(chē)床主軸由于要通過(guò)棒料，安裝自動(dòng)卡盤(pán)的操縱機(jī)構(gòu)及通過(guò)卸頂尖的頂桿，必須是空心軸。為了擴(kuò)大使用范疇，加大可加工棒料直徑，車(chē)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主軸上一重要的尺寸，設(shè)計(jì)時(shí)，一般先估算或擬定一種尺寸，構(gòu)造擬定后再進(jìn)行核算。3） 前錐孔直徑前錐孔用來(lái)裝頂尖或其她工具錐柄，規(guī)定能自鎖，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。選擇合適的支撐跨距，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。因此，軸承剛度小時(shí)，應(yīng)選大

37、值，軸剛度差時(shí)，則取小值。跨距的大小，很大限度上受其她構(gòu)造的限制，常常不能滿足以上規(guī)定。安排構(gòu)造時(shí)力求接近上述規(guī)定。5.6.2 主軸材料和熱解決在主軸構(gòu)造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，增長(zhǎng)耐磨性，在長(zhǎng)期使用中不至于喪失精度，這是對(duì)主軸熱解決的主線規(guī)定。機(jī)床主軸都在一定部位上承受著不同限度的摩擦，主軸與滾動(dòng)軸承配合使用時(shí)，軸頸表面具有合適的硬度可改善裝配工藝并保證裝配精度，一般硬度為HRC40-50即可滿足規(guī)定。一般機(jī)床的主軸，淬火時(shí)規(guī)定無(wú)裂紋，硬度均勻

38、；淬硬層深度不不不小于1mm，最佳1.5-2mm,使精磨后仍能保存一點(diǎn)深度的淬硬層，主軸熱解決后變形要小。螺紋表面一般不淬火；淬火部位的空刀槽不能過(guò)深，臺(tái)階交接處應(yīng)當(dāng)?shù)菇?；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，可同步承受徑向力和軸向力，構(gòu)造比較簡(jiǎn)樸，但容許的極限轉(zhuǎn)速低某些。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，容許極限轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)。外徑比同規(guī)格的雙列圓柱滾子軸承小某些。在使

39、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，但容許的極限轉(zhuǎn)速低，容易發(fā)熱。向心推力球軸承。容許的極限轉(zhuǎn)速高，但承載能力低，重要用于高速輕載的機(jī)床。2）軸承的配備大多數(shù)機(jī)床主軸采用兩個(gè)支撐，構(gòu)造簡(jiǎn)樸，制造以便，但為了提高主軸剛度也有用三個(gè)支撐的了。三支撐構(gòu)造規(guī)定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)支撐的重要支撐，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)生彎曲變形時(shí)，輔助支撐軸承才起作用。軸承配備時(shí)，除選擇軸承的類型不同外，推力軸承的布置是

40、重要差別。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)方向以及構(gòu)造的負(fù)責(zé)限度，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的實(shí)際規(guī)定擬定。在配備軸承時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(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規(guī)定比一般傳動(dòng)軸高。前軸承的誤差對(duì)主軸前端的影響最大，所此前軸承的精度一般比后軸承選擇高一級(jí)。一般精度級(jí)機(jī)床的主軸，前軸承的選或級(jí)，后軸承選或級(jí)。選擇軸承的精度時(shí)，既要考慮機(jī)床精度規(guī)定，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(guò)渡配合。此外軸承的內(nèi)

41、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)減少軸承的回轉(zhuǎn)精度，因此軸和孔的精度應(yīng)與軸承精度相匹配。1） 軸承間隙的調(diào)節(jié)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)節(jié)。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(guò)大的預(yù)負(fù)載對(duì)提高剛度沒(méi)有明顯的小果，而磨損發(fā)熱量和噪聲都會(huì)增大，軸承壽命將因此而減少。軸承間隙的調(diào)節(jié)量，應(yīng)當(dāng)能以便并且能精確地控制，但調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的構(gòu)造不能太復(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。

42、其她軸承調(diào)節(jié)也有與主軸軸承相似的問(wèn)題。特別要注意：調(diào)節(jié)落幕的端面與螺紋中心線的垂直度，隔套兩個(gè)端面的平行度都由較高規(guī)定，否則，調(diào)節(jié)時(shí)也許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)格的精度規(guī)定。5.6.4 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。平鍵一般用一種或者兩個(gè)（相隔180度布置），兩國(guó)特鍵不僅平衡較好，并且平鍵高度較低，避免因齒輪鍵槽太深導(dǎo)致小齒輪輪轂厚度不夠的問(wèn)題。5.6.5 潤(rùn)滑與密封 主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充足潤(rùn)滑，一般常用單

43、獨(dú)的油管將油引到軸承處。 主軸是兩端外伸的軸，避免漏油更為重要而困難。防漏的措施有兩種： 1）堵加密封裝置避免油外流。 主軸轉(zhuǎn)速高，多采用非接觸式的密封裝置，形式諸多，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）。尚有一種是在軸承蓋的孔內(nèi)開(kāi)一種或幾種并列的溝槽（圓弧形或形），效果比上一種好些。在軸上增開(kāi)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)在合適的地方做出回油路，使油能順利地流回到油箱。5.6.6 其她問(wèn)題 主軸上齒輪應(yīng)盡量接近前

44、軸承，大齒輪更應(yīng)靠前，這樣可以減小主軸的扭轉(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，因此，內(nèi)端面需要加工，端面和孔有較高的垂直度規(guī)定，否則將影響主軸的回轉(zhuǎn)精度。支承孔如果直接開(kāi)在箱體上，內(nèi)端面加工有一定難度。為此，可以加一種杯形套孔解決，套孔單獨(dú)在車(chē)床上加工，保證高的端面與孔德垂直度。 主軸的直徑重要取決于主軸需要的剛度、構(gòu)造等。多種牌號(hào)鋼材的彈性模量基本同樣，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)床主軸考慮到熱解決變形的影響，可以選用或其她合金鋼。主軸頭部需要淬火，硬度為5055。其她部分解決后，調(diào)節(jié)硬度為220250。6.傳動(dòng)

45、件的設(shè)計(jì)6.1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)。帶輪構(gòu)造簡(jiǎn)樸，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)。(1)選擇三角帶的型號(hào)由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-7工作狀況系數(shù)查的共況系數(shù)=1.2。故根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8-21） 式中P-電動(dòng)機(jī)額定功率， -工作狀況系數(shù) 因此根據(jù)、由機(jī)械設(shè)計(jì) 圖8-11一般V帶輪型圖選用B型。(2)擬定帶輪的基準(zhǔn)直徑，帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大。為提高帶的壽命，小帶輪的直徑不適宜過(guò)小

46、，即。查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-8、圖8-11和表8-6取積極小帶輪基準(zhǔn)直徑=140。由機(jī)械設(shè)計(jì)公式(8-14) 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。故 ，由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-8取圓整為400mm。(3)驗(yàn)算帶速度V，按機(jī)械設(shè)計(jì)式（8-13）驗(yàn)算帶的速度V= 因此，故帶速合適。(4)初定中心距帶輪的中心距，一般根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定，一般可在下列范疇內(nèi)選用： 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式（8-20）0.7（140+400）2（140+400）3781080 取=800mm.(5)三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8-22）計(jì)算帶輪的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 =2468.925由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-2

47、，圓整到原則的計(jì)算長(zhǎng)度 L=2500mm(6)擬定實(shí)際中心距 按機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距 A=+=800+=815.54mm(7)驗(yàn)算小帶輪包角 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8-25）故積極輪上包角合適。(8)擬定三角帶根數(shù)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式（8-26）得 查表機(jī)械設(shè)計(jì)表8-4b由 i=2.7和得= 0.3KW 查表機(jī)械設(shè)計(jì)表8-5，=0.95；查表機(jī)械設(shè)計(jì)表8-2，長(zhǎng)度系數(shù)=1.03 因此取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）其中： -帶的變速功率,KW； v-帶速,m/s； q-每米帶的質(zhì)量，kg/m；取q=0.18kg/m。 v =

48、 970r/min = 7.1m/s。 （10）計(jì)算作用在軸上的壓軸力 6.2帶輪構(gòu)造設(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。帶輪構(gòu)造形式 V帶輪由輪緣、輪輻和輪轂構(gòu)成，根據(jù)輪輻構(gòu)造的不同可以分為實(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帶輪的構(gòu)造形式與基準(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)?？梢圆捎脤?shí)心式，當(dāng)可以采用腹板式，時(shí)可以采用孔板式，當(dāng)時(shí)，可以采用輪輻式。 帶輪寬度：。 V帶輪的論槽V帶

49、輪的輪槽與所選的V帶型號(hào)相相應(yīng)，見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)表8-10. 槽型與相相應(yīng)得B14.03.5010.811.5表6.1V帶輪的輪槽與所選的V帶型號(hào) V帶繞在帶輪上后來(lái)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不不小于。 V帶安裝到輪槽中后來(lái)，一般不應(yīng)當(dāng)超過(guò)帶輪外圓，也不應(yīng)當(dāng)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。 輪槽工作表面的粗糙度為。V帶輪的技術(shù)規(guī)定 鍛造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪輻及輪轂上不容許有沙眼、裂縫、縮孔及氣泡；鍛造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，容許對(duì)輪緣、凸臺(tái)、腹板及輪轂的表面

50、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。其她條件參見(jiàn)中的規(guī)定。6.3擬定各軸轉(zhuǎn)速 擬定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速： 計(jì)算轉(zhuǎn)速是傳動(dòng)件能傳遞所有功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動(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)系擬定。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； 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為224r/min； 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為355r/min。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，也是最單薄的齒輪，故也只需擬定最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 變速組c中，18/72只需計(jì)

51、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 因此合適。6.4傳動(dòng)軸直徑的估算：擬定各軸最小直徑 根據(jù)金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)4公式（7-1），并查金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)4表7-13得到取1. 軸的直徑：取 軸的直徑：取 軸的直徑：取 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（）； -傳動(dòng)軸容許的扭轉(zhuǎn)角（）。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

52、軸時(shí)，d需乘以計(jì)算系數(shù)b，b值見(jiàn)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，軸采用光軸，軸和軸由于要安裝滑移齒輪因此都采用花鍵軸。由于矩形花鍵定心精度高，定心穩(wěn)定性好，能用磨削的措施消除熱解決變形，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)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) 的矩形花鍵的基本尺寸系列，軸花鍵軸的規(guī)格；軸花鍵軸的規(guī)格。各軸間的中心距的擬定：； ；6.5鍵的選擇、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，鍵的尺寸選擇, 軸處鍵的尺寸為鍵寬b鍵高取

53、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。6.5.1.傳動(dòng)軸的校核需要驗(yàn)算傳動(dòng)軸單薄環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。驗(yàn)算傾角時(shí)，若支撐類型相似則只需驗(yàn)算支反力最大支撐處傾角；當(dāng)此傾角不不小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時(shí)，則齒輪處傾角不必驗(yàn)算。驗(yàn)算撓度時(shí)，規(guī)定驗(yàn)算受力最大的齒輪處，但一般可驗(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)算精度規(guī)定不高時(shí)，可看做等直徑，采用平均直徑進(jìn)行計(jì)算

54、，計(jì)算花鍵軸傳動(dòng)軸一般只驗(yàn)算彎曲剛度，花鍵軸還應(yīng)進(jìn)行鍵側(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(jiàn)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(guò)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，因此，選擇中間齒輪嚙合來(lái)進(jìn)行校核最大撓度：查機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表3-12許用撓度 ； 。 軸、軸的校核同上。6.5.2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，。

55、鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度。由機(jī)械設(shè)計(jì)式（6-1）可得 可見(jiàn)連接的擠壓強(qiáng)度足夠了，鍵的標(biāo)記為：7.各變速組齒輪模數(shù)的擬定和校核7.1齒輪模數(shù)的擬定： 齒輪模數(shù)的估算。一般同一變速組內(nèi)的齒輪取相似的模數(shù)，如齒輪材料相似時(shí)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪，根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度條件按金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)表7-17進(jìn)行估算模數(shù)和，并按其中較大者選用相近的原則模數(shù)，為簡(jiǎn)化工藝變速傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最佳同樣，一般不超過(guò)23種模數(shù)。先計(jì)算最小齒數(shù)齒輪的模數(shù)，齒輪選用直齒圓柱齒輪及斜齒輪傳動(dòng)，查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-8金屬切削機(jī)床的精度級(jí)別為38,主傳動(dòng)齒輪或重要的齒輪傳動(dòng)，精度級(jí)別偏上限選

56、擇。故齒輪精度選用7級(jí)精度，再由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-1選擇小齒輪材料為40Cr (調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS：根據(jù)金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)表7-17；有公式：齒面接觸疲勞強(qiáng)度：齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度：、a變速組：分別計(jì)算各齒輪模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù)22的齒輪。 齒面接觸疲勞強(qiáng)度：其中: -公比 ； = 2； P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.967.5=7.2KW； -齒寬系數(shù)=； -齒輪許允接觸應(yīng)力，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21（d）按MQ線查取; =750MPa， -計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; K-載荷系數(shù)取1.2。 根據(jù)機(jī)械制圖表7-11將齒輪模數(shù)圓整為4.5mm 。齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度：其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P

57、 = 0.967.5=7.2KW； -齒寬系數(shù)=； -齒輪許允齒根應(yīng)力，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20（C）按MQ線查??；-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; K-載荷系數(shù)取1.2； 根據(jù)機(jī)械制圖表7-11將齒輪模數(shù)圓整為2.5mm 。因此于是變速組a的齒輪模數(shù)取m = 4.5。軸上積極輪齒輪的直徑： 。軸上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： 、b變速組：擬定軸上另兩聯(lián)齒輪的模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù)17的齒輪。 齒面接觸疲勞強(qiáng)度：其中: -公比 ； =4； P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.9227.5=6.915KW； -齒寬系數(shù)=； -齒輪許允接觸應(yīng)力，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21（d）按MQ線查取; -計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;K-載荷系數(shù)取1.2。=750MPa， 根據(jù)機(jī)械制圖表7-11將齒輪模數(shù)圓整為5.5mm 。 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度：其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P =0.9227.5=6.915KW； -齒寬系數(shù)=； -齒輪許允齒根應(yīng)力，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20（c）按MQ線查?。?計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; K-載荷系數(shù)取1.2。， 根據(jù)機(jī)械制圖表7-11將齒輪模數(shù)圓整為3mm 。因此