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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
學(xué) 院
機(jī)械工程學(xué)院
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名
學(xué) 號(hào)
1101011130
設(shè)計(jì)（論文）題目
立式數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
內(nèi)容及要求：
通過(guò)查閱資料及調(diào)研，設(shè)計(jì)立式數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)。具體內(nèi)容包括以下幾方面：
1. 查閱文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；
2. 主傳動(dòng)系運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)的確定；
3. 運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)，畫(huà)出轉(zhuǎn)速圖及傳動(dòng)系圖；
4. 主傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及三維建模；
5. 二維圖生成及主要零件圖設(shè)計(jì)；
6. 外文資料翻譯及撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。
進(jìn)度安排：
1、文獻(xiàn)檢索、收集資料，完成開(kāi)題報(bào)告 第1-2周
2、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)確定 第3-4周
3、運(yùn)動(dòng)方案及傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 第5周
4、主傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及三維建模 第6-9周
5、二維圖生成及主要零件圖設(shè)計(jì) 第10-12周
6、外文資料翻譯及撰寫(xiě)論文 第13-15周
7、畢業(yè)答辯 第 16 周
指導(dǎo)教師（簽字）：
年 月 日
學(xué)院院長(zhǎng)（簽字）：
年 月 日
開(kāi)題報(bào)告
題目名稱
題目來(lái)源
題目類型
導(dǎo)師姓名
學(xué)生姓名
班級(jí)學(xué)號(hào)
專 業(yè)
具體內(nèi)容（課題背景和意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、課題主要內(nèi)容、課題研究方案、日程安排、參考文獻(xiàn)）
填表說(shuō)明: 題目類型: 1、工程設(shè)計(jì)； 2、應(yīng)用研究； 3、理論研究； 4、其它；（選1、2、3、4）。
題目來(lái)源: A、自擬課題； B、民用科研課題；C、國(guó)防科研課題；（選A、B、C）。
開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容使用宋體小四字號(hào)。
指導(dǎo)教師意見(jiàn)
指導(dǎo)教師(簽字): 年 月 日
學(xué)院意見(jiàn)
學(xué)院院長(zhǎng)(簽字): 年 月 日
填表說(shuō)明: 題目類型: 1、工程設(shè)計(jì)； 2、應(yīng)用研究； 3、理論研究； 4、其它；（選1、2、3、4）。
題目來(lái)源: A、自擬課題； B、民用科研課題；C、國(guó)防科研課題；（選A、B、C）。
開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容使用宋體小四字號(hào)。
開(kāi)題報(bào)告
題目名稱
立式數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
題目來(lái)源
題目類型
導(dǎo)師姓名
學(xué)生姓名
班級(jí)學(xué)號(hào)
專 業(yè)
具體內(nèi)容（課題背景和意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、課題主要內(nèi)容、課題研究方案、日程安排、參考文獻(xiàn)）
課題背景和意義：
數(shù)控機(jī)床代表著機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的方向和水平。數(shù)控技術(shù)是制造自動(dòng)化的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代制造裝備的靈魂核心，是國(guó)家工業(yè)和國(guó)防工業(yè)現(xiàn)代化的重要手段，關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略地位，體現(xiàn)國(guó)家綜合國(guó)力水平，其水平的高低和數(shù)控裝備擁有量的多少是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。數(shù)控機(jī)床還可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來(lái)的曲線、曲面等復(fù)雜的零件；可以實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化，而且是柔性自動(dòng)化，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3～7倍；加工零件的精度高，尺寸分散度小。使裝配容易，不再需要“修配”；可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)；擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看管加工。
目前，我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展不僅從技術(shù)水平上已研制出五坐標(biāo)的數(shù)控銑床加工中心，CNC系統(tǒng)和自動(dòng)編程系統(tǒng)等。同時(shí)，也擁有了一定數(shù)量的數(shù)控機(jī)床的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、使用以及擁有量等都與世界上的先進(jìn)國(guó)家有較大差距。要達(dá)到世界先進(jìn)水平，迅速發(fā)展我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)勢(shì)在必行。普通車床雖然可以進(jìn)行單件、小批量生產(chǎn)。但解決多品種、特別是形狀復(fù)雜、精度要求高的零件。就顯得力不從心了。這時(shí)只能依賴高素質(zhì)的技術(shù)工人，但產(chǎn)量上不去。如果一般技術(shù)工人就能完成且要上數(shù)量，就必須借助數(shù)控機(jī)床。
本設(shè)計(jì)為立式數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它是數(shù)控機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)部分的核心。通過(guò)改造，大大改善了機(jī)床的加工性能：自動(dòng)化程度提高，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件；提高加工精度，加工質(zhì)量穩(wěn)定；提高生產(chǎn)效率；易于建立計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)。
國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀：
數(shù)控機(jī)床代表著機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的方向和水平。目前，我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展不僅從技術(shù)水平上已研制出五坐標(biāo)的數(shù)控銑床加工中心，CNC系統(tǒng)和自動(dòng)編程系統(tǒng)等。同時(shí)，也擁有了一定數(shù)量的數(shù)控機(jī)床的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、使用以及擁有量等都與世界上的先進(jìn)國(guó)家有較大差距。要達(dá)到世界先進(jìn)水平，迅速發(fā)展我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)勢(shì)在必行。
經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)的必然性：數(shù)控機(jī)床能較好地解決形狀復(fù)雜、精密、小批多變零件的加工問(wèn)題。能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，也具有適應(yīng)性強(qiáng)、較高的加工精度。但是應(yīng)用數(shù)控機(jī)床還受到其它條件的限制。價(jià)格昂貴，一次性投資巨大，對(duì)于中小企業(yè)心有余而力不足。
目前各企業(yè)都有大量的通用機(jī)床，完全用數(shù)控機(jī)床代替根本不可能，而且替代下來(lái)的機(jī)床閑置起來(lái)，又會(huì)造成浪費(fèi)。在國(guó)內(nèi)，訂購(gòu)新數(shù)控機(jī)床的交貨期一般較長(zhǎng)，往往不能滿足生產(chǎn)急需。通用數(shù)控機(jī)床對(duì)具體生產(chǎn)有多功能。要較好地解決上述問(wèn)題，應(yīng)走經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)之路。
經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)一般指對(duì)普通機(jī)床其某些部位做一定的設(shè)計(jì)，配上數(shù)控裝置，從而使機(jī)床具有數(shù)控加工能力，其目的有以下幾點(diǎn)：
從提高資本效率出發(fā)，改造閑置舊設(shè)備，發(fā)揮機(jī)床的原有功能和改造后的新增功能，提高機(jī)床的使用價(jià)值。
1．為了提高生產(chǎn)效率進(jìn)行數(shù)控改造。
2．為了適應(yīng)多品種，小批量生產(chǎn)而進(jìn)行數(shù)控改造。
3、為了使技術(shù)等級(jí)較低的工人也能加工出高質(zhì)量的產(chǎn)品零件和提高生產(chǎn)效率而進(jìn)行的設(shè)計(jì)。
所有這些目的都圍繞提高機(jī)床的性能價(jià)格比，用較少的價(jià)格，得到較高的機(jī)床性能。因此，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：易于對(duì)現(xiàn)有機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而且專業(yè)性強(qiáng)，沒(méi)有多余功能；減少輔助加工時(shí)間，提高機(jī)床的生產(chǎn)效率；降低工人技術(shù)等級(jí)的要求；費(fèi)用低，可充分利用原有機(jī)床設(shè)備；周期短，可滿足生產(chǎn)急需。
課題主要內(nèi)容：
（1）運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)
根據(jù)機(jī)床的規(guī)格、用途和典型的工藝切削用量以及對(duì)同類型機(jī)床的分析比較，確定立式數(shù)控機(jī)床的極限轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比，擬定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖；確定傳動(dòng)副的傳動(dòng)比以及齒輪的齒數(shù)并計(jì)算轉(zhuǎn)速誤差。
（2）動(dòng)力設(shè)計(jì)
確定電動(dòng)機(jī)的功率；計(jì)算傳動(dòng)件的計(jì)算載荷及其尺寸，驗(yàn)算主要傳動(dòng)件的應(yīng)力、變形或壽命是否在允許范圍內(nèi)。
（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
傳動(dòng)軸系、變速機(jī)構(gòu)、主軸組件、箱體、操作機(jī)構(gòu)、制動(dòng)裝置、潤(rùn)滑裝置等的布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
以上三方面內(nèi)容要具體地體現(xiàn)在設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)上。
課題研究方案：
數(shù)控機(jī)床需要自動(dòng)換刀、自動(dòng)變速；且在切削不同直徑的階梯軸，曲線螺旋面和端面時(shí)，需要切削直徑的變化,主軸必須通過(guò)自動(dòng)變速，以維持切削速度基本恒定。這些自動(dòng)變速又是無(wú)級(jí)變速，以利于在一定的調(diào)速范圍內(nèi)選擇理想的切削速度，這樣有利于提高加工精度，又有利于提高切削效率。無(wú)級(jí)調(diào)速有機(jī)械、液壓和電氣等多種形式，數(shù)控機(jī)床一般采用由直流或交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源的電氣無(wú)級(jí)變速。由于數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)的調(diào)速范圍較大，單靠調(diào)速電機(jī)無(wú)法滿足這么大的調(diào)速范圍，另一方面調(diào)速電機(jī)的功率扭矩特性也難于直接與機(jī)床的功率和轉(zhuǎn)矩要求相匹配。因此，數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)變速系統(tǒng)常常在無(wú)級(jí)變速電機(jī)之后串聯(lián)機(jī)械有級(jí)變速傳動(dòng)，以滿足機(jī)床要求的調(diào)速范圍和轉(zhuǎn)矩特性。
為簡(jiǎn)化主軸箱結(jié)構(gòu)，本方案僅采用二級(jí)機(jī)械變速機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)方案如圖2.1：
有級(jí)變速的自動(dòng)變換方法一般有液壓和電磁離合器兩種。
液壓變速機(jī)構(gòu)是通過(guò)液壓缸、活塞桿帶動(dòng)撥叉推動(dòng)滑移齒輪移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)變速，雙聯(lián)滑移齒輪用一個(gè)液壓缸，而三聯(lián)滑移齒輪則必須使用兩個(gè)液壓缸（差動(dòng)油缸）實(shí)現(xiàn)三位移動(dòng)。液壓撥叉變速是一種有效的方法，工作平穩(wěn)，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。但變速時(shí)必須主軸停車后才能進(jìn)行，另外，它增加了數(shù)控機(jī)床的復(fù)雜性，而且必須將數(shù)控裝置送來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電磁閥的機(jī)械動(dòng)作，然后再將壓力油分配到相應(yīng)的液壓缸，因而增加了變速的中間環(huán)節(jié)，帶來(lái)了更多的不可靠因素。
圖 1機(jī)械變速方案示意圖
電磁離合器是應(yīng)用電磁效應(yīng)接通或切斷運(yùn)動(dòng)的元件，由于它便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，并有現(xiàn)成的系列產(chǎn)品可供選用，因而它已成為自動(dòng)裝置中常用的操作元件。電磁離合器用于數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)時(shí)，能簡(jiǎn)化變速機(jī)構(gòu)，操作方便。通過(guò)若干個(gè)安裝在各傳動(dòng)軸上的離合器的吸合和分離的不同組合來(lái)改變齒輪的傳動(dòng)路線，實(shí)現(xiàn)主軸的變速。電磁離合器一般分為摩擦片式和牙嵌式。
日程安排：
1.準(zhǔn)備工作（2016.2.20-2016.3.5）
接到設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)后，搜集必要的圖書(shū)、雜志、圖冊(cè)、手冊(cè)、同類機(jī)床說(shuō)明書(shū)和產(chǎn)品圖紙、其他有關(guān)設(shè)計(jì)參考資料、專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，以便設(shè)計(jì)時(shí)參考應(yīng)用。
2.擬定設(shè)計(jì)方案（2016.03.06-2016.03.15）
（1）閱讀同類機(jī)床的有關(guān)資料（如：機(jī)床說(shuō)明書(shū)、裝配圖、樣本、機(jī)床水平分析等）。
（2）對(duì)機(jī)床的用途、主要參數(shù)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、零部件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等進(jìn)行分析研究。在分析比較現(xiàn)有機(jī)床的基礎(chǔ)上考慮設(shè)計(jì)方案，力求做到有的改進(jìn)和創(chuàng)新。擬定方案的步驟是：
1）擬定運(yùn)動(dòng)參數(shù)
結(jié)合參考資料和同類機(jī)床的運(yùn)動(dòng)參數(shù)作出分析比較，對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中未給出的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，根據(jù)任務(wù)書(shū)中規(guī)定的要求條件來(lái)確定。
2）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)
根據(jù)已定參數(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮某些結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題。
3. 動(dòng)力計(jì)算及傳動(dòng)零件的計(jì)算（2016.03.16-2016.03.25）
確定機(jī)床功率，傳動(dòng)帶的計(jì)算和選定，傳動(dòng)軸徑的計(jì)算，齒輪模數(shù)的初算，主軸組件結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
4.技術(shù)設(shè)計(jì)（2016.03.26-2016.03.31）
繪制部件裝配圖和進(jìn)行零件的計(jì)算和核算。
5.零件工作圖設(shè)計(jì)(2016.04.01-2016.04.15)
設(shè)計(jì)及繪制出正確的零件工作圖。
6.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)（2016.04.16-2016.04.20）
分三稿完成.
7.整理設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)（2016.04.21-2016.05.04）
在前三稿修改的基礎(chǔ)上全面整理設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，完成所有的圖紙校核工作，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。
參考文獻(xiàn)：
[1]金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo) 上海交通大學(xué)編 上海：上海交通大學(xué)出版社 2006
[2]機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 上/下冊(cè) 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2006
[3]機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè) 華東紡織工學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)主編 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1979
[4]金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 大連工學(xué)院 戴曙主編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2009
[5]金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 吉林工業(yè)大學(xué) 吉林工學(xué)院 東北工學(xué)院主編 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社 2009
[6]金屬切削機(jī)床構(gòu)造與設(shè)計(jì) 韋彥成 北京：國(guó)防工業(yè)出版社 2011
[7]金屬切削機(jī)床 李鐵堯主編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2010
[8]金屬切削機(jī)床 鄧懷德主編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2007
[9]切削用量手冊(cè) 艾興、肖詩(shī)綱編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2005
[10]金屬切削機(jī)床 顧維邦編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2007
[11]機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè).中冊(cè)∕王少懷主編. —北京：電子工業(yè)出版社，2006.7
[12]機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)∕叢曉霞主編. —北京：高等教育出版社，2010.8
[13]機(jī)械原理（第七版）∕孫桓 葛文杰 陳作模主編；西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編著. —北京：高等教育出版社，2006.5
[14]機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)∕陳立德，趙海霞編著. —北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2010.6
[15]數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)∕文懷興，夏田編著. —北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.5
[16]數(shù)控車床設(shè)計(jì)∕陳嬋娟主編. —北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.2
填表說(shuō)明: 題目類型: 1、工程設(shè)計(jì)； 2、應(yīng)用研究； 3、理論研究； 4、其它；（選1、2、3、4）。
題目來(lái)源: A、自擬課題； B、民用科研課題；C、國(guó)防科研課題；（選A、B、C）。
開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容使用宋體小四字號(hào)。
指導(dǎo)教師意見(jiàn)
指導(dǎo)教師(簽字): 年 月 日
學(xué)院意見(jiàn)
學(xué)院院長(zhǎng)(簽字): 年 月 日
填表說(shuō)明: 題目類型: 1、工程設(shè)計(jì)； 2、應(yīng)用研究； 3、理論研究； 4、其它；（選1、2、3、4）。
題目來(lái)源: A、自擬課題； B、民用科研課題；C、國(guó)防科研課題；（選A、B、C）。
開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容使用宋體小四字號(hào)。
XX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
立式數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
2016 年 3 月 31 日
摘 要
車床主傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，包括設(shè)計(jì)的三個(gè)方面，即：在標(biāo)題之下設(shè)計(jì)具體使用的機(jī)器的規(guī)格，主軸轉(zhuǎn)速極限，速度或列數(shù)公比范圍，其他參數(shù)相關(guān)的建議確定選定的速度水平值機(jī)身;分析和比較，選擇傳輸;配制型或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，高速發(fā)展;其次，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的類型和發(fā)動(dòng)機(jī)功率，則確定計(jì)算出的軸速度和不同的傳輸部件中，初始主軸速度米直徑模型的皮帶和確定摩擦片的數(shù)量，大小和數(shù)量;經(jīng)過(guò)控制傳動(dòng)部件[軸，軸，齒輪，軸承]的剛度，強(qiáng)度和使用壽命的完整的裝配草圖。最后，設(shè)計(jì)完成和設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)，尤其是“結(jié)構(gòu)性”節(jié)目盤，圖中單獨(dú)設(shè)計(jì)的組件裝配圖后。
關(guān)鍵詞：車床；數(shù)控；傳動(dòng)系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)網(wǎng)；結(jié)構(gòu)式
V
Abstract
With the sophistication of today's industrial equipment have become increasingly demanding, the degree of precision machining processing equipment mechanical processing equipment has become increasingly demanding. Search, Now a lot of research on the basis of the information on the machine automation technology in-depth research and analysis, and describes the design of the machine control system. The whole process is mainly on the lathe main transmission design.
Lathe main transmission design, including the three aspects of the design, namely: according to the design of the title given machine use, specifications, spindle speed limit, the speed or the number of columns common ratio series, other relevant motion parameters to determine the selected spindle speed levels value; analysis and comparison, selecting transmission scheme; prepare formula or network structure, develop speed; determining a gear and pulley diameter; transmission drawn map. Secondly, according to the type of machine and motor power, determined that the calculated spindle speed and various transmission parts, an initial shaft diameter modulus gear, belt model and determine the number, size and number of friction plates; after the completion of assembly sketch to checking the transmission member (shaft, spindle, gear, bearing) stiffness, strength or lifetime. Finally, after the completion of design and dynamic design movement, to the main drive program "structured" designed spindle gearbox assembly drawings and part drawings, conduct focus drive shaft assembly, spindle assembly, transmission mechanism, box, lubrication and sealing, transmission slip gear shaft and parts of the design.
Keywords: lathe; transmission, network structure, structure; NC
目 錄
摘 要 II
Abstract III
目 錄 IV
第1章 緒 論 1
1.1 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 1
1.1.1數(shù)控機(jī)床與發(fā)展趨勢(shì) 1
1.1.2數(shù)控技術(shù) 2
1.1.3數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 4
1.1.4數(shù)控技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的進(jìn)展 5
1.2數(shù)控車床的工藝范圍及加工精度 6
1.2.1工藝范圍 6
1.2.2加工精度 6
第2章 傳動(dòng)方案及傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定 7
2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 7
2.2 傳動(dòng)路線及轉(zhuǎn)速圖的擬定 7
第3章 主軸箱主要零件的設(shè)計(jì)及校核 13
3.1 主軸箱箱體尺寸的確定 13
3.2 傳動(dòng)軸Ⅰ各主要零件的設(shè)計(jì) 13
3.2.1 軸徑的估算 13
3.2.2 V帶輪的設(shè)計(jì) 14
3.2.3 多片式摩擦離合器的計(jì)算 16
3.2.4 軸I上的一對(duì)齒輪的計(jì)算 18
3.2.5 齒輪的校核 22
3.2.6 軸的校核 23
3.2.7 軸承的選擇 25
3.3 傳動(dòng)軸II各主要零件的設(shè)計(jì) 27
3.3.1 軸徑的估算 27
3.3.2 齒輪的校核 28
3.3.3 傳動(dòng)軸的校核 28
3.3.4 軸承的校核 30
3.4 傳動(dòng)軸III各主要零件的設(shè)計(jì) 31
3.4.1 軸徑的估算 31
3.4.2 齒輪的校核 31
3.4.3 傳動(dòng)軸的校核 32
3.4.4 軸承的校核 34
3.5 傳動(dòng)軸IV各主要零件的設(shè)計(jì) 35
3.5.1 軸徑的估算 35
3.5.2 齒輪的校核 36
3.5.3 傳動(dòng)軸的校核 37
3.5.4 軸承的校核 39
3.6 傳動(dòng)軸V各主要零件的設(shè)計(jì) 40
3.6.1 軸徑的估算 40
3.6.2 齒輪的校核 41
3.6.3 傳動(dòng)軸的校核 42
3.6.4 軸承的校核 43
3.7 傳動(dòng)軸VI各主要零件的設(shè)計(jì) 44
3.7.1 軸徑的估算 44
3.7.2 主軸上一對(duì)齒輪的計(jì)算 45
3.7.3 齒輪的校核 48
3.7.4 傳動(dòng)軸的校核 49
3.7.5 軸承的校核 50
第4章 主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明 54
4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 54
4.2 展開(kāi)圖及其布置 54
總結(jié) 56
參考文獻(xiàn) 57
致謝 58
第1章 緒 論
1.1 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展
1.1.1數(shù)控機(jī)床與發(fā)展趨勢(shì)
[1]數(shù)控機(jī)床：出生于1946年，是世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)，這表明人類是為了加強(qiáng)和部分替代工具面試創(chuàng)建。使用這些工具只有提高農(nóng)業(yè)，工業(yè)和公民創(chuàng)造人類的體力勞動(dòng)，從人類社會(huì)的基礎(chǔ)，有了質(zhì)的飛躍輸入的信息進(jìn)行比較。
①數(shù)字控制[NC]階段[1952年至1970年]
人們需要在一個(gè)特定的主機(jī)是被稱為連接NC材料[有線NC]數(shù)控系統(tǒng)，被稱為NC[NC]采用數(shù)字邏輯電路“搭”。隨著組件在1952年的發(fā)展，歷經(jīng)三代在這個(gè)階段，第一代 - 管，在1959年的第二代 - 晶體管，1965年，第三代 - 集成電路。
②計(jì)算機(jī)數(shù)控[CNC]階段[1970年 - 至今]
到1970年，通用汽車公司出現(xiàn)了小型機(jī)和批量生產(chǎn)。1974年微處理器的數(shù)控系統(tǒng)。這是因?yàn)橐粋€(gè)小的電腦操作也有豐富的控制機(jī)器的能力[一次來(lái)控制多臺(tái)機(jī)器，稱為對(duì)照組]微處理器的經(jīng)濟(jì)邏輯，同樣采用。然后，介質(zhì)的可靠性是不理想的。速度和早期的微處理器的功能，盡管它是不夠高，然而，可以通過(guò)使用多處理器體系結(jié)構(gòu)解決。因?yàn)槲⑻幚砥魇峭ㄓ糜?jì)算機(jī)的一個(gè)基本組成部分，稱為數(shù)字計(jì)算機(jī)控制。
到1990年，PC攝像頭[PC，用來(lái)指你家的電腦]，在高性能系統(tǒng)如數(shù)控的階段，以滿足基本要素的要求開(kāi)發(fā)的?；赑C的數(shù)控系統(tǒng)，現(xiàn)在進(jìn)入了一個(gè)階段。
總之，計(jì)算機(jī)數(shù)控階段經(jīng)歷了三代。 1970年，第四代 - 介質(zhì); 1974年，第五代--1990年和第六代微處理器 - 基于PC[國(guó)外稱為基于PC]。
1.1.2數(shù)控技術(shù)
隨著計(jì)算機(jī)，微電子，信息，自動(dòng)控制，精密的檢測(cè)設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已取得顯著的進(jìn)展。近年來(lái)，一些相關(guān)的技術(shù)，如新材料和工具，伺服和超高速切削技術(shù)的發(fā)展主軸伺服電源發(fā)展要求和工程質(zhì)量更高的產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)正在增加，加速數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床目前正在朝著高速，高精度和工藝高濃度，高復(fù)雜和高可靠性方向發(fā)展。技術(shù)世界的發(fā)展趨勢(shì)，而數(shù)控設(shè)備，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
①高速精密有效
②靈活
③復(fù)雜的過(guò)程和多軸
④實(shí)時(shí)智能
⑤新結(jié)構(gòu)
⑥編程自動(dòng)化
⑦整合
⑧開(kāi)環(huán)控制模式
1.1.3數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
[1]科技與現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)和裝備產(chǎn)業(yè)是決定性的整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化，數(shù)字化技術(shù)和新的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備發(fā)展[級(jí)別和范圍，如信息技術(shù)，生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，航空，航天和國(guó)防工業(yè)等]，使得技術(shù)和最基本的裝備。所謂的數(shù)字化裝備技術(shù)范圍覆蓋幾個(gè)方面：[1]工程機(jī)械的技術(shù); [2]信息處理，加工，傳輸技術(shù); [3]自動(dòng)控制技術(shù); [4]伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)：[5]傳感器技術(shù)[6]，該技術(shù)軟件。
[2]數(shù)字控制技術(shù)趨勢(shì)
根據(jù)數(shù)控技術(shù)與世界裝備發(fā)展觀，研究有以下幾個(gè)方面的重點(diǎn)目前的趨勢(shì)：
①高速，高精加工技術(shù)和加工設(shè)備是新的發(fā)展趨勢(shì)
②智能化，打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)，成為數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)
③設(shè)備CNC更加重視安全性，功能
數(shù)控設(shè)備是機(jī)電一體化產(chǎn)品，由于自動(dòng)化程度高，所以他們對(duì)安全性和功能性的更高要求。
1.1.4數(shù)控技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的進(jìn)展
近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床業(yè)務(wù)在中國(guó)市場(chǎng)的份額正在逐年增長(zhǎng)，在中型和大型企業(yè)有更大
在中小型企業(yè)，甚至開(kāi)始了一般個(gè)人使用。
2001年，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)數(shù)控金屬切削機(jī)床達(dá)到18,000輛，比上年增長(zhǎng)28.5％，17.4％，生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)在2000年的速度，上升至22.7％，2001年，河
2001年，機(jī)械行業(yè)在中國(guó)的產(chǎn)值進(jìn)入世界五機(jī)床消費(fèi)世界
他站起身，從第3位，達(dá)$ 4.739十億美國(guó)$ 536700萬(wàn)，食物
與去年同期相比，營(yíng)業(yè)額增長(zhǎng)了25％。但是，由于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床不能滿足市場(chǎng)的需求，從而使機(jī)床中國(guó)正在從逐年增長(zhǎng)到一年，2001年的進(jìn)口，機(jī)床進(jìn)口躍居世界第二位，擁有24.06億$，27％，比去年同期的數(shù)值。
近年來(lái)，數(shù)控車床，銑床，數(shù)控機(jī)床，數(shù)控切割，數(shù)控折彎，數(shù)控機(jī)床，在普通機(jī)床出口鉆探顯著上升，鋸床，插床，拉床，組合機(jī)床，液壓沖床，木工工具。數(shù)控機(jī)床出口主要是中，低三檔。
1.2數(shù)控車床的工藝范圍及加工精度
1.2.1工藝范圍
數(shù)控車床是一種高精度，自動(dòng)化工具效率高，而且還使用數(shù)控機(jī)床數(shù)量較多，占數(shù)控機(jī)床總數(shù)的25％左右。它主要用于在高精度，良好的表面粗糙度，外形輪廓軸組件，磁盤和身體的其他旋轉(zhuǎn)部件，圓柱形表面的制造，圓錐形表面可自動(dòng)完成，弧形表面并穿過(guò)各種控制切割程序，并且可以使槽，鉆孔，擴(kuò)孔和其他加工。
1.2.2加工精度
由于高精密數(shù)控車床，可以做直線和圓弧插補(bǔ)功能，有的車床還設(shè)有自動(dòng)變速器和其他功能的非圓函數(shù)曲線插補(bǔ)和編輯功能，所以它的技術(shù)的范圍比普通車床非常更廣。
1.高精密零件
從數(shù)控車床的剛度，施工，切割精度高，并且可以輕松，準(zhǔn)確地補(bǔ)償手動(dòng)和自動(dòng)補(bǔ)償，我們能夠處理高精度零件，甚至在車代磨。
2.車削表面的粗糙度
數(shù)控車床具有恒定線性速度的切割操作可以加工表面粗糙度均勻的部件。恒切削速度模式下，可以選擇刀錐和最終的最佳速度，使切割小型和一致后的表面粗糙度。數(shù)控車床，也適用于各種表面粗糙度不同的地方治療。大量食物的粗糙度大的部分被選擇，需要的食物少量的位置的一小部分。
3.圖輪廓是非常復(fù)雜和困難，以控制所述主體的旋轉(zhuǎn)部分的尺寸
車床具有直線和圓弧插補(bǔ)啟閉裝置有一些非圓曲線和平面曲線插值函數(shù)，從而使形狀可以加工特別復(fù)雜或難以控制的轉(zhuǎn)子區(qū)段的大小。
4.關(guān)于與特殊螺紋零件
螺紋車床類型相當(dāng)有限，只能導(dǎo)致直卡車，男性錐，螺紋螺桿英寸和螺紋車床加工數(shù)量有限。不僅NC車床任何鉛直，錐螺紋和面臨的問(wèn)題，也是汽車可變螺距，還車可以非常精確螺紋。
47
第2章 傳動(dòng)方案及傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定
[1]極限轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的設(shè)定
已知主軸最低轉(zhuǎn)速mm每秒，最高轉(zhuǎn)速mm每秒，轉(zhuǎn)速調(diào)整區(qū)間是：
[2.1]
[2]公比數(shù)據(jù)的設(shè)定
選定公比為
[3]算出主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z
[2.2]
[4]結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式的設(shè)定
[5]畫(huà)出轉(zhuǎn)速圖
2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇
普通車床，選Y-132M-4 Y型三相異步電動(dòng)機(jī)系列。在與老師一起給打開(kāi)了可選的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)一杯提交設(shè)計(jì)文檔參數(shù)：
功率： 7.5Kw 滿載轉(zhuǎn)速： 1450 r/min
2.2 傳動(dòng)路線及轉(zhuǎn)速圖的擬定
[1]減速的速度分布的比率
綜合索引加速度，低速軸，考慮需要加速或電池標(biāo)準(zhǔn)比例，以增加額外的固定的浮雕延遲和徑向和軸向尺寸的數(shù)量，和整體指數(shù)的比例下降。然后明智遞減到每個(gè)班次的范圍內(nèi)的最小比率“的原則，第一個(gè)緊急救援后”的總體傳動(dòng)比。
[2]固定在驅(qū)動(dòng)軸的車軸數(shù)
軸數(shù)=號(hào)+固定比例組號(hào)副傳動(dòng)齒輪+ 1 ，統(tǒng)計(jì)是6根軸
[3]速度圖繪制
然后，比變速箱內(nèi)畫(huà)在各組的傳動(dòng)比的分配模式更高數(shù)量級(jí)的類型，以確定各齒輪對(duì)的傳動(dòng)比。對(duì)于在附近的公比F 為1.25的設(shè)計(jì)速度，檢查機(jī)械設(shè)計(jì)建議手動(dòng)的速度為：F =1.26，則速度如圖2.1所示。
[4]確定系統(tǒng)傳動(dòng)方案圖
主軸箱系統(tǒng)傳動(dòng)方案圖如圖2.2所示。
圖2.1 轉(zhuǎn)速圖
[5]傳輸線
[A]主傳動(dòng)傳輸系統(tǒng)
經(jīng)由V型帶軸電機(jī)帶動(dòng)傳播我的頭，配備了雙向多片式摩擦離合器軸我，主軸線的歷史作用，逆轉(zhuǎn)或停止。當(dāng)按下磁帶摩擦片軸我通過(guò)M1和相應(yīng)的一對(duì)半軸齒輪的左部通過(guò)二，則前進(jìn)軸上。當(dāng)M1為在中間位置，主軸將停止。二驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)軸第三發(fā)送。機(jī)身結(jié)構(gòu)的動(dòng)力總成下面的表達(dá)式：
初設(shè)定傳動(dòng)系統(tǒng)圖，見(jiàn)圖2.3。
圖2.3 立式車床主傳動(dòng)系統(tǒng)圖
[b) 車削米制螺紋時(shí)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線
[c) 加工螺紋時(shí)的傳動(dòng)路線表達(dá)式可歸納如下：
第3章 主軸箱主要零件的設(shè)計(jì)及校核
3.1 主軸箱箱體尺寸的確定
材料選擇HT20-40。鑄造，最低吊柜，根據(jù)外形的長(zhǎng)寬高，從表3.1選擇。
表3.1 輪廓尺寸
長(zhǎng)×寬×高()
壁厚(mm)
< 500 × 500 × 300
8-12
> 500 × 500 × 300-800 × 500 × 500
10-15
> 800 × 800 × 500
12-20
3.2 傳動(dòng)軸Ⅰ各主要零件的設(shè)計(jì)
3.2.1 軸徑的估算
查閱相關(guān)引用書(shū)目中表格3.10—2列出計(jì)算式： [3.13]，查閱相關(guān)引用書(shū)目中表格列出計(jì)算式：=0.96 ，設(shè)
由轉(zhuǎn)速圖可列出計(jì)算式：
∴ 轉(zhuǎn)速：(r/min)
效率：
功率：(kw)
∴(mm) 取mm
3.2.2 V帶輪的設(shè)計(jì)
[1]計(jì)算V帶功率 = [3.14]
查閱相關(guān)引用書(shū)目中表格，列出=1.1 =7.5 kw
所以 ==7.5 1.1 = 8.25 (kw)
[2]設(shè)定V帶樣式
按功率及小帶輪轉(zhuǎn)速r每分鐘，從相關(guān)書(shū)目中圖，設(shè)定A型帶型，尺寸區(qū)于 [112～140mm]
[3]設(shè)定基準(zhǔn)直徑并且驗(yàn)證帶速
[a]初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑
按V帶樣式，翻閱相關(guān)書(shū)目表格8—6、8—8定小帶輪的的基準(zhǔn)直徑，應(yīng)使≥，設(shè)得為132mm， 適當(dāng)整圓成為130毫米。
[b]驗(yàn)算帶速
[3.15]
設(shè)=10m/s
[c)算出大帶輪的基準(zhǔn)尺寸
從轉(zhuǎn)速圖看出，帶輪傳動(dòng)比得值為 ,再根據(jù)表8—8，來(lái)整圓 ，算出
進(jìn)行適當(dāng)整圓得=230(mm)
[4]設(shè)出中心距，并且選取V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度
[a]聯(lián)合式子[8—20]初定中心距 ++
式子： 設(shè)=450(mm)
[b)算出帶長(zhǎng)
++ [3.16]
=(mm)
帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度根據(jù)設(shè)得 =1600 (mm)
[c)計(jì)算中心距及其變動(dòng)范圍
傳動(dòng)的實(shí)際中心距約是 [3.17]
=(mm)
中心距的變化范圍：
=(mm)
(mm)
[5]驗(yàn)算小帶輪包角
應(yīng)使：
[3.18]
(6]設(shè)出帶的根數(shù) [3.19]
翻閱相關(guān)表格得=0.99
∴ 需要=5[根]
(7]設(shè)定初拉力
從相關(guān)引用書(shū)目得出每根V帶的最小初拉力公式是：
[3.20]
=137.595[N]
(8)算出帶傳動(dòng)的壓軸力
從相關(guān)書(shū)目，列出式子：[N] [3.21]
圖3.2 V帶輪的結(jié)構(gòu)示意圖
3.2.3 多片式摩擦離合器的計(jì)算
磨損板可以從數(shù)來(lái)計(jì)算：
[3.22]
式子里， T-傳遞的扭矩[]
——電動(dòng)機(jī)的額定功率[kw]
(Nmm) [3.23] ——安裝離合器的傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速[r/min]
—傳動(dòng)效率
K——安全系數(shù)，一般取1.31.5
f——摩擦片間的摩擦系數(shù)，由摩擦片為淬火鋼，設(shè)得f設(shè)值為0.08
——摩擦片的平均直徑[mm]
mm [3.24]b——內(nèi)外摩擦片的接觸寬度[mm]
mm [3.25]
——摩擦片的許用壓強(qiáng)[]
——基本許用壓強(qiáng)，找出相關(guān)引用書(shū)目表格，設(shè)得1.1
——速度修正系數(shù)
[3.26]
(m/s) [3.27]
根據(jù)平均圓周速度設(shè)
=1.00
——P1004表3.14-23取1.00
——P1004表3.14-22取0.76
所以
[3.28]
設(shè)
設(shè)定軸向壓緊力，其式子為：
[3.29]
式子里，每個(gè)符號(hào)如先前所述。
摩擦板的厚度，并且通常1-2 [毫米]時(shí)，最大分隔間隙是0.2-0.4[毫米]。摩擦片應(yīng)具有通常為10或鋼15的電阻，表面滲碳0.3-0.5[毫米]，淬火硬度HRC52-62。
圖3.3 多片式摩擦離合器的示意圖
3.2.4 軸I上的一對(duì)齒輪的計(jì)算
[1]齒數(shù)值是 ，設(shè)
[a]預(yù)設(shè)載荷
[b]算出扭矩 [3.30]，算出：r/min，kw
∴ (Nmm)
[c]找出相關(guān)引用書(shū)目表格，設(shè)得齒寬系數(shù)是
[d]找出相關(guān)引用書(shū)目表格，設(shè)得彈性影響系數(shù)是
[e]找出相關(guān)引用書(shū)目圖10-21,設(shè)出 ,
[f]算出應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，找出相關(guān)書(shū)目列出以下式子：：
[3.31]
[3.32]
[g]找出相關(guān)書(shū)目圖，10-19，設(shè)得，
[h]算出接觸疲勞許用應(yīng)力，找出相關(guān)書(shū)目公式，列得式子如下：：
MPa [3.33]
MPa [3.34]
(2)算出小齒輪分度圓，找出
， [3.35]
代到中較小的值
∴ (mm) [3.36]
(a)算出圓周速度：
從相關(guān)書(shū)目，列出式子： [3.37]代到已計(jì)算的數(shù)據(jù)得
(m/s)
(b]算出齒寬b ：
從相關(guān)書(shū)目，列出式子：(mm) [3.38]
(c)算出齒寬與齒高之比：
從相關(guān)書(shū)目，列出式子：模數(shù) [3.39]
齒高(mm)
∴
(d]算出載荷：
，是七級(jí)別精度，從相關(guān)書(shū)目 動(dòng)載系數(shù)，又直齒輪 ，又從找到，使用系數(shù)，又從找到，非對(duì)稱的公式是，由，及找出相關(guān)書(shū)目圖，10-13得
因而載荷系數(shù)式子為：
(e]分度圓直徑：
從相關(guān)書(shū)目式子中找到并列出計(jì)算式：[3.40]，代到已有數(shù)據(jù)列出計(jì)算式：
(mm)
(f]算出模數(shù)[m] ：
[3.41]
(3]齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)算式：
從相關(guān)書(shū)目找出彎曲強(qiáng)度式子是： [3.42]
[a) 從相關(guān)書(shū)目中圖10-20c，找出
彎曲強(qiáng)度極限，
[b)從相關(guān)書(shū)目中系數(shù)是：，
[c)算出彎曲疲勞許用應(yīng)力，設(shè)它的安全系數(shù)是 ，從相關(guān)書(shū)目式子10-12列出計(jì)算式：
(MPa) [3.43]
(MPa) [3.44]
[d] 算出載荷：
[3.45]
[e] 設(shè)齒形系數(shù)：
從相關(guān)引用書(shū)目表格是 ，
[f]設(shè)出應(yīng)力校正系數(shù)：
從相關(guān)書(shū)目表格10-5，設(shè)其值為： ，
[g] 計(jì)算大、小齒輪的 ，并加以比較：
∴ 比較得大齒輪的數(shù)據(jù)大
[h) 設(shè)計(jì)計(jì)算:
從彎曲強(qiáng)度式子 ：
，整圓成 ，找出機(jī)床書(shū)目得到，本文設(shè)為齒輪的模數(shù)。
由于,大、小齒輪的齒數(shù)分別為：
，整圓成
(4]算以下幾何：：
(a]分度圓直徑 (mm) [3.47]
(mm)
(b]中心距 (mm) [3.48]
(c]齒輪寬度 (mm) [3.49]
(mm)
3.2.5 齒輪的校核
從相關(guān)書(shū)目找出驗(yàn)證齒輪需要符合的公式是： ， [3.50]
(1]驗(yàn)證齒數(shù)為51的齒輪
∴
列出計(jì)算式：
比較列出計(jì)算式： 故該齒輪符合要求。
同理校核其它軸上的齒輪，都驗(yàn)證OK。
綜上該齒輪副符合要求。
圖3.4 齒輪副示意圖
3.2.6 軸的校核
傳動(dòng)軸僅需要?jiǎng)偠闰?yàn)算。
[]
花鍵軸 [3.51]
=
式子里，d—花鍵軸的小徑[mm]；
D—花軸的大徑[mm]；
b、N—；
彎曲載荷擺式子如下：
=[Nmm] [3.52]
式子里，—最大功率[kw];
—該軸的計(jì)算最小轉(zhuǎn)速[r/min]。
齒輪的圓周力
[3.53]
式子里， D—齒輪節(jié)圓直徑[mm],D=mZ。
齒輪的徑向力：
[3.52]
式子里， α—為齒輪的嚙合角，α＝20o；
ρ—齒面摩擦角，；
β—齒輪的螺旋角；β＝0
∴ (N) [3.53]
:
擠壓應(yīng)力的式子列得如下：：
(MPa) [3.54]
式子里， —最大轉(zhuǎn)矩[]；
D、d—花鍵軸的大徑和小徑[mm]；
L—花鍵工作長(zhǎng)度；
N—花鍵鍵數(shù)；
K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8；
(MPa)
花鍵軸驗(yàn)證合格
圖3.5 花鍵軸示意圖
3.2.7 軸承的選擇
選軸承所要考慮的因素：
(1)軸承所受的載荷
(2)軸承的轉(zhuǎn)速
(3)軸承的調(diào)心性能
(4)軸承的安裝和拆卸
總上所述，本人選擇的軸承型號(hào)如下：
軸I 從左至右分別為深溝球軸承 61808(2對(duì)) 61807[6對(duì)]
3.2.8 軸承的校核
滾動(dòng)軸承的使用時(shí)長(zhǎng)
從相關(guān)書(shū)目得出： [3.55]
把值代到以下式子：
軸I上的深溝球軸承的校核：
(h)
∵ ∴ 故該軸承符合要求。
圖3.6 軸I裝配示意圖
3.3 傳動(dòng)軸II各主要零件的設(shè)計(jì)
3.3.1 軸徑的估算
查閱相關(guān)引用書(shū)目中表格3.10—2列出計(jì)算式： ，查閱相關(guān)引用書(shū)目中表格列出算式：=0.96 ， 取
由轉(zhuǎn)速圖可列出計(jì)算式：
∴ 轉(zhuǎn)速：(r/min)
(r/min)
效率： 查閱相關(guān)引用書(shū)目中表格列出計(jì)算式：
，
功率：[kw]
由軸徑確定的公式可知：。
∴(mm) 取[mm]
3.3.2 齒輪的校核
從相關(guān)書(shū)目找出驗(yàn)證齒輪需要符合的公式是： ，
驗(yàn)證齒數(shù)為43的齒輪
∴
列出計(jì)算式：
比較列出計(jì)算式： 故該齒輪符合要求。
同理，其它齒輪驗(yàn)證OK。
3.3.3 傳動(dòng)軸的校核
傳動(dòng)軸僅需要?jiǎng)偠闰?yàn)算。
[]
花鍵軸
=
式子里， d—花鍵軸的小徑[mm]；
D—花軸的大徑[mm]；
b、N—；
彎曲載荷擺式子如下：：
=(Nmm)
式子里， N—最大功率[kw];
—該軸的最小轉(zhuǎn)速[r/min]。
齒輪的圓周力：
式子里， D—齒輪節(jié)圓直徑[mm],D=mZ。齒輪的徑向力：(N)
式子里， α—為齒輪的嚙合角；
ρ—齒面摩擦角；
β—齒輪的螺旋角；
=20mm，結(jié)果符合。。
擠壓應(yīng)力的式子列得如下：：
式子里， —最大轉(zhuǎn)矩[]；
D、d—花鍵軸的大徑和小徑[mm]；
L—花鍵工作長(zhǎng)度；
N—花鍵鍵數(shù)；
K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8；
(MPa)
花鍵軸驗(yàn)證合格
圖3.7 軸II裝配示意圖
3.3.4 軸承的校核
滾動(dòng)軸承的使用時(shí)長(zhǎng),
從相關(guān)書(shū)目得出：
將代到下列出式：
軸II上的圓錐滾子軸承的校核：
(h)
∵ ∴所選軸承符合要求。
3.4 傳動(dòng)軸III各主要零件的設(shè)計(jì)
3.4.1 軸徑的估算
查閱相關(guān)引用書(shū)目中表格3.10—2列出計(jì)算式： ，查閱相關(guān)引用書(shū)目中表格列出計(jì)算式：=0.96 ， 取
由轉(zhuǎn)速圖可列出計(jì)算式：
∴ 轉(zhuǎn)速：[r/min]
效率： 查閱相關(guān)引用書(shū)目中表格列出計(jì)算式：圓錐滾子軸承效率=0.98
功率：[kw]
∴[mm] 取[mm]
3.4.2 齒輪的校核
從相關(guān)書(shū)目找出驗(yàn)證齒輪需要符合的公式是： ，
驗(yàn)證齒數(shù)為63的齒輪
∴
列出計(jì)算式：
比較列出計(jì)算式： 故該齒輪符合要求。
同理，其它齒輪驗(yàn)證OK。
圖3.8 三聯(lián)滑移齒輪圖
3.4.3 傳動(dòng)軸的校核
傳動(dòng)軸僅需要?jiǎng)偠闰?yàn)算。
[]
花鍵軸
=
式子里， d—花鍵軸的小徑[mm]；
D—花軸的大徑[mm]；
b、N—；
彎曲載荷擺式子如下：：
=(Nmm)
式子里， N—最大功率[kw];
—該軸的最小轉(zhuǎn)速[r/min]。
齒輪的圓周力：
式子里， D—齒輪節(jié)圓直徑[mm],D=mZ。
齒輪的徑向力：(N)
式子里， α—為齒輪的嚙合角；
ρ—齒面摩擦角；
β—齒輪的螺旋角；
=20mm，結(jié)果符合。
擠壓應(yīng)力的式子列得如下：：
式子里， —最大轉(zhuǎn)矩[]；
D、d—花鍵軸的大徑和小徑[mm]；
L—花鍵工作長(zhǎng)度；
N—花鍵鍵數(shù)；
K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8；
(MPa)
花鍵軸驗(yàn)證合格。
圖3.9 軸III花軸圖
3.4.4 軸承的校核
滾動(dòng)軸承的使用時(shí)長(zhǎng)
從相關(guān)書(shū)目得出：
將代到以下式：
軸III上深溝球軸承的校核：
(h)
軸III上圓錐滾子軸承的校核：
(h)
∵ ∴軸III上的軸承校核符合要求。
圖3.10 軸III裝配示意圖
3.5 傳動(dòng)軸IV各主要零件的設(shè)計(jì)
3.5.1 軸徑的估算
查閱相關(guān)引用書(shū)目中表格3.10—2列出計(jì)算式： ，查閱相關(guān)引用書(shū)目中表格列出計(jì)算式：=0.96 ， 取
由轉(zhuǎn)速圖可列出計(jì)算式：
∴ 轉(zhuǎn)速：(r/min)
效率：
功率：(kw)
∴(mm) 取(mm)
3.5.2 齒輪的校核
從相關(guān)書(shū)目找出驗(yàn)證齒輪需要符合的公式是： ，
驗(yàn)證齒數(shù)為50的齒輪：
∴
列出計(jì)算式：
比較列出計(jì)算式： 故該齒輪符合要求。
同理，其它齒輪驗(yàn)證OK。
圖3.11 軸IV雙聯(lián)滑移齒輪1
圖3.12 軸IV雙聯(lián)滑移齒輪2
3.5.3 傳動(dòng)軸的校核
傳動(dòng)軸僅需要?jiǎng)偠闰?yàn)算。
[]
花鍵軸
=
式子里， d—花鍵軸的小徑[mm]；
D—花軸的大徑[mm]；
b、N—；
彎曲載荷擺式子如下：：
=[Nmm]
式子里， N—最大功率[kw];
—該軸的最小轉(zhuǎn)速[r/min]。
齒輪的圓周力：
(N)
式子里， D—齒輪節(jié)圓直徑[mm],D=mZ。
齒輪的徑向力：(N)
式子里， α—為齒輪的嚙合角；
ρ—齒面摩擦角；
β—齒輪的螺旋角；
=22.32mm，結(jié)果符合。。
擠壓應(yīng)力的式子列得如下：：
式子里， —最大轉(zhuǎn)矩[Nmm]；
D、d—花鍵軸的大徑和小徑[mm]；
L—花鍵工作長(zhǎng)度；
N—花鍵鍵數(shù)；
K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8；
(MPa)
花鍵軸驗(yàn)證合格。
圖3.13 軸IV花軸圖
3.5.4 軸承的校核
滾動(dòng)軸承的使用時(shí)長(zhǎng)
從相關(guān)書(shū)目得出：
將代到下列式子：
驗(yàn)證角接觸球軸承：
(h)
軸IV上的圓錐滾子軸承的校核：
(h)
∵ ∴軸IV上的軸承校核符合要求。
圖3.14 軸IV裝配示意圖
3.6 傳動(dòng)軸V各主要零件的設(shè)計(jì)
3.6.1 軸徑的估算
查閱相關(guān)引用書(shū)目中表格3.10—2列出計(jì)算式： ，查閱相關(guān)引用書(shū)目中表格列出計(jì)算式：=0.96 ， 取
由轉(zhuǎn)速圖可列出計(jì)算式：
∴ 轉(zhuǎn)速：(r/min)
效率：
功率：[kw]
∴[mm] 取[mm]
3.6.2 齒輪的校核
從相關(guān)書(shū)目找出驗(yàn)證齒輪需要符合的公式是： ，
驗(yàn)證齒數(shù)為50的齒輪：
∴
列出計(jì)算式：
比較列出計(jì)算式： 故該齒輪符合要求。
同理，其它齒輪驗(yàn)證OK。
圖3.15 齒數(shù)為80的齒輪
3.6.3 傳動(dòng)軸的校核
傳動(dòng)軸僅需要?jiǎng)偠闰?yàn)算。
[]
花鍵軸
=
式子里， d—花鍵軸的小徑[mm]；
D—花軸的大徑[mm]；
b、N—；
彎曲載荷擺式子如下：：
=(Nmm)
式子里， N—最大功率[kw];
—該軸的最小轉(zhuǎn)速[r/min]。
齒輪的圓周力：
(N)
式子里， D—齒輪節(jié)圓直徑[mm],D=mZ。
齒輪的徑向力：(N)
式子里，α—為齒輪的嚙合角；
ρ—齒面摩擦角；
β—齒輪的螺旋角；
=31.43mm，結(jié)果符合。。
擠壓應(yīng)力的式子列得如下：：
式子里， —最大轉(zhuǎn)矩[]；
D、d—花鍵軸的大徑和小徑[mm]：
L—花鍵工作長(zhǎng)度；
N—花鍵鍵數(shù)；
K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8；
(MPa)
花鍵軸驗(yàn)證合格。
圖3.16 花鍵軸
3.6.4 軸承的校核
滾動(dòng)軸承的使用時(shí)長(zhǎng)
從相關(guān)書(shū)目得出：
將代到下列式子：
軸V上的圓錐滾子軸承的校核：
(h)
∵ ∴軸V上的軸承校核符合要求。
圖3.17 軸V 示意圖
3.7 傳動(dòng)軸VI各主要零件的設(shè)計(jì)
3.7.1 軸徑的估算
查閱相關(guān)引用書(shū)目中表格3.10—2列出計(jì)算式： ，查閱相關(guān)引用書(shū)目中表格列出計(jì)算式：=0.96 ， 取
由轉(zhuǎn)速圖可列出計(jì)算式：
∴ 轉(zhuǎn)速：(r/min)
效率：
功率：kw
∴(mm) 取(mm)
3.7.2 主軸上一對(duì)齒輪的計(jì)算
[1]齒數(shù)值是 取
[a]預(yù)設(shè)載荷
[b]算出扭矩 從相關(guān)引用書(shū)目，得出：r/min kw
∴ (Nmm)
[c]找出相關(guān)引用書(shū)目表格，設(shè)齒寬系數(shù)是
[d]找出相關(guān)引用書(shū)目表格，設(shè)彈性影響系數(shù)是
[e]找出相關(guān)引用書(shū)目圖10-21,設(shè)出 ,
[f]算出應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，找出相關(guān)書(shū)目列得以下式子：：
[g]找出相關(guān)書(shū)目圖，10-19，設(shè)得，
[h]算出接觸疲勞許用應(yīng)力，找出相關(guān)書(shū)目公式，列得式子如下：：
(MPa)
(MPa)
[2]算出小齒輪分度圓尺寸，從相關(guān)書(shū)目找出，代到中較小的值
∴ (mm)
[a]算出圓周速度：
從相關(guān)書(shū)目，列出式子： ，代到已計(jì)算的數(shù)據(jù)得
(r/min)
[b]算出齒寬b ：
從相關(guān)書(shū)目，列出式子：(mm)
[c]算出齒寬與齒高之比：
從相關(guān)書(shū)目，列出式子：模數(shù)
齒高(mm)
∴
[d]算出載荷：
由，及找出相關(guān)書(shū)目圖，10-13設(shè)得
因而載荷系數(shù)式子為：
[e]分度圓直徑：
從相關(guān)書(shū)目式子中找得列出計(jì)算式：，代到已有數(shù)據(jù)列出計(jì)算式：
(mm)
[f]算出模數(shù)[m] ：
[3]齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)算式：
從相關(guān)書(shū)目找出彎曲強(qiáng)度式子是：
[a] 從相關(guān)書(shū)目中圖10-20c，找出
彎曲強(qiáng)度極限，
[b]從相關(guān)書(shū)目中系數(shù)是：，
[c]算出彎曲疲勞許用應(yīng)力，設(shè)它的安全系數(shù)是 ，從相關(guān)書(shū)目式子10-12列出計(jì)算式：
(MPa)
(MPa)
[d] 算出載荷：
[e] 設(shè)齒形系數(shù)：
從相關(guān)引用書(shū)目表格是 ，
[f]設(shè)出應(yīng)力校正系數(shù)：
從相關(guān)書(shū)目表格10-5，設(shè)其值為： ，
[g] 算出大齒輪、小齒輪的 ，再進(jìn)行比較：
∴ 比較得大齒輪的數(shù)據(jù)大
[h]設(shè)計(jì)計(jì)算:
從彎曲強(qiáng)度式子 ，代到數(shù)據(jù)列出計(jì)算式：
，整圓成 ，找出機(jī)床書(shū)目得到，本文設(shè)作為齒輪的模數(shù)。
由于,大、小齒輪的齒數(shù)分別為：
，整圓成
[4]算以下幾何：：
a]分度圓直徑式子 (mm)
(mm)
b]中心距式子 (mm)
c]齒輪寬度式子 (mm)
(mm)
3.7.3 齒輪的校核
從相關(guān)書(shū)目找出驗(yàn)證齒輪需要符合的公式是： ，
驗(yàn)證齒數(shù)為50的齒輪：
∴
又從計(jì)算齒輪時(shí)的數(shù)據(jù)列出計(jì)算式：
比較計(jì)算式： 因此這齒輪符合要求。
同理，模數(shù)為5.75的齒輪也驗(yàn)證OK。
圖3.18 齒數(shù)為50的齒輪示意圖
3.7.4 傳動(dòng)軸的校核
傳動(dòng)軸僅需要?jiǎng)偠闰?yàn)算。
[]
花鍵軸
=
式子里， d—花鍵軸的小徑[mm]；
D—花軸的大徑[mm]；
b、N—；
彎曲載荷擺式子如下：：
=(Nmm)
式子里， N—最大功率[kw];
—該軸的最小轉(zhuǎn)速[r/min]。
齒輪的圓周力：
(N)
式子里， D—齒輪節(jié)圓直徑[mm],D=mZ。
齒輪的徑向力：(N)
式子里， α—為齒輪的嚙合角；
ρ—齒面摩擦角；
β—齒輪的螺旋角；
=35.17(mm)，結(jié)果符合。。
擠壓應(yīng)力的式子列得如下：：
式子里， —最大轉(zhuǎn)矩[]；
D、d—花鍵軸的大徑和小徑[mm]；
L—花鍵工作長(zhǎng)度；
N—花鍵鍵數(shù)；
K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8；
(MPa)
花鍵軸驗(yàn)證合格。
3.7.5 軸承的校核
滾動(dòng)軸承的使用時(shí)長(zhǎng)
從相關(guān)書(shū)目得出：
將代到下列式子：
軸VI上的圓柱滾子軸承的驗(yàn)證：
(h)
軸VI上的推力球軸承的驗(yàn)證：
(h)
∵ ∴軸VI上的軸承校核驗(yàn)證合格。
圖3.19 主軸裝配示意圖
第4章 主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明
4.1 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)包括齒輪箱軸的傳動(dòng)件[軸，軸承，滑輪，齒輪，離合器和制動(dòng)器等]，一軸組件，轉(zhuǎn)向，潤(rùn)滑和密封系統(tǒng)耦合構(gòu)件和設(shè)計(jì)殼體和設(shè)備，以張展開(kāi)圖并示出了一系列張衡的剖面圖。課程設(shè)計(jì)，由于時(shí)間的限制，只有10畫(huà)一般擴(kuò)展視圖。
除了檢查的相關(guān)要求的機(jī)械傳動(dòng)的總體設(shè)計(jì)，可以考慮側(cè)重于以下幾個(gè)方面。
精度，剛性及抗震性要求，傳輸性能的要求，主軸軸承溫度前和過(guò)程的控制結(jié)構(gòu)中的溫度，操作方便，安全可靠的原則，堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化，通用的原則。
工具齒輪軸的設(shè)計(jì)著重于整體建筑設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難免設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)反復(fù)思考和許多變化。官方計(jì)劃必須先草圖之前。這樣做的目的是：
1被布置為選擇部分和傳輸?shù)某绦蚪Y(jié)構(gòu)。
2結(jié)果是否存在干擾，碰撞或其他不合理的條件，為及時(shí)修正運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的考驗(yàn)。
3支撐軸的長(zhǎng)度，以確定齒輪在軸上的位置和各軸的相對(duì)位置，以確定
4.2 展開(kāi)圖及其布置
展開(kāi)圖，根據(jù)驅(qū)動(dòng)軸的布局來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)，沿軸線的假想軸和刨在同一水平，開(kāi)始采取的切口。
有兩種布局方案，第一檔位速度和兩個(gè)離合器單個(gè)部件。限制齒輪離合器的內(nèi)徑的直徑，根圓的直徑應(yīng)比離合器的外徑大，變速箱不能負(fù)責(zé)處理。這樣的軸球場(chǎng)增加。另一種系統(tǒng)是安裝在所述軸的軸向部分的離合器組件的左側(cè)和右側(cè)部分轉(zhuǎn)向左，得到主反向旋轉(zhuǎn)，反向獲得的右三圈旋轉(zhuǎn)。這種小尺寸，但大的軸向尺寸。我們使用第一個(gè)選項(xiàng)，通過(guò)離合器桿的空心軸來(lái)操縱的結(jié)構(gòu)。
它將使制動(dòng)時(shí)，大會(huì)應(yīng)予以考慮。制動(dòng)器可安裝在后軸可被安裝在另一軸上。不要把制動(dòng)軸轉(zhuǎn)速過(guò)低，以避免過(guò)度制動(dòng)力矩，剎車尺寸增大。
它在齒輪相對(duì)軸沉降到變速器的軸向尺寸，減小的軸向尺寸，以幫助改善勁度和降低音量是重要。
總結(jié)
我的論文辛苦了一天一夜后最終敲定，因此多，看了看我的文章，我覺(jué)得表面上很興奮，似乎這只是一個(gè)人的過(guò)去幾個(gè)月的努力，事實(shí)并非如此，在我全力支持的背后我的整個(gè)團(tuán)隊(duì)，沒(méi)有的支持和鼓勵(lì)，我不可能做到這么好。這讓我深深體會(huì)到團(tuán)隊(duì)合作的力量。
這個(gè)項(xiàng)目就可以完成，它指出，在成長(zhǎng)的大學(xué)。該項(xiàng)目是由老師的研究課題和我的論文指導(dǎo)過(guò)程指明了方向支持。在規(guī)劃過(guò)程中，老師多次為我提供幫助，讓設(shè)計(jì)過(guò)程中，幫助開(kāi)發(fā)研究思路，我的細(xì)心指導(dǎo)，鼓勵(lì)面臨的困難。老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度和精神意義，不僅給我的文字，但我學(xué)會(huì)了處理問(wèn)題的態(tài)度，雖然時(shí)間短，壽命變。研究了啟閉傳輸系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)，以確定傳輸圖，圖速度，那么每車床齒輪軸和車軸，軸承和設(shè)計(jì)計(jì)算等關(guān)鍵部件，最終齒輪草案，軸承與軸花鍵被檢查和，最后，以滿足要求。
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致謝
這篇文章是老師的精心指導(dǎo)。在超過(guò)三個(gè)月的時(shí)間本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，老師很關(guān)心研究的進(jìn)展，并總是問(wèn)研究過(guò)程中，文檔或信息的收集無(wú)論是在完成的過(guò)程中，老師給我?guī)椭椭笇?dǎo)在百忙??之中。我誤導(dǎo)，時(shí)間混亂和開(kāi)導(dǎo)我，幫助我開(kāi)拓研究思路;我有抑郁癥，跌幅低迷的時(shí)候，熱情和細(xì)心的指導(dǎo)和鼓勵(lì)，給了我勇氣繼續(xù)探索進(jìn)一步的研究。在這家高貴致敬教師的工資和衷心的感謝榮譽(yù)。
同時(shí)，感謝室友，同學(xué)和朋友聚集在四年的大學(xué)生涯，是幫助你給了我無(wú)盡的和無(wú)限的歡樂(lè)，我學(xué)到了很多你。
最后，感謝感謝我的爸爸媽媽，謝謝你們多年來(lái)在我的無(wú)微不至的關(guān)懷和學(xué)習(xí)無(wú)條件支持的生命，沒(méi)有鼓勵(lì)和支持，我也不會(huì)完成。