《CG6125車(chē)床床頭箱的設(shè)計(jì).doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《CG6125車(chē)床床頭箱的設(shè)計(jì).doc（36頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 CG6125車(chē)床床頭箱的設(shè)計(jì) 摘要 當(dāng)前的機(jī)床制造業(yè)中。雖然數(shù)控機(jī)床正在飛速發(fā)展，然而，普通機(jī)床由于其具有價(jià)廉、質(zhì)優(yōu)、萬(wàn)能而可靠的優(yōu)越性，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不可能被完全取代，還要與數(shù)控機(jī)床并駕齊驅(qū)。問(wèn)題是如何挖掘潛力，改進(jìn)性能，提高其競(jìng)爭(zhēng)能力。本設(shè)計(jì)利用價(jià)值工程原理從結(jié)構(gòu)，材料和工藝等方面對(duì)車(chē)床的床頭箱進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。所謂的價(jià)值工程是為了尋求功能與成本之間的合理匹配，使企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中能正確處理質(zhì)量和成本的關(guān)系，向社會(huì)提供更多的物美價(jià)廉的產(chǎn)品，給企業(yè)和社會(huì)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。確定價(jià)值工程的對(duì)象，一般我們選擇對(duì)產(chǎn)品

2、影響較大的零部件、設(shè)計(jì)年代已久或結(jié)構(gòu)復(fù)雜需要改進(jìn)或簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的零部件、體積較大或材料利用率低的零部件、設(shè)計(jì)中間問(wèn)題較多和改進(jìn)潛力大的部件。因此利用價(jià)值工程作為依據(jù)，合理的確定普通床頭箱的結(jié)構(gòu)并選擇合適的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：傳動(dòng)效率 接觸疲勞強(qiáng)度 彎曲強(qiáng)度 耐磨性 目 錄 摘要 1 Abstract 2 目 錄 3 第一章 緒論 5 1.1 引言 5 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 6 1.3 本課題主要研究?jī)?nèi)容 7 第二章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 8 2.1 前置條件 8 2.2結(jié)構(gòu)分析式 8 2.2.1確定變速組的個(gè)

3、數(shù)和傳動(dòng)副數(shù) 8 2.2.2 傳動(dòng)副組合的擴(kuò)大順序的確定 9 2.2.3結(jié)構(gòu)式確定 9 2.2.4驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型 9 2.3結(jié)構(gòu)分析式 10 2.4繪制轉(zhuǎn)速圖 10 第三章 傳動(dòng)件設(shè)計(jì) 14 3.1機(jī)床帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 14 3.2各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速 16 3.2.1主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 16 3.2.2各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 16 3.2.3核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 16 3.3 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 16 3.3．1各軸直徑的確定 17 3.3.2齒輪模數(shù)計(jì)算 18 3.3.3齒輪齒寬確定 22 第四章 強(qiáng)度校核 23 4.1齒輪強(qiáng)度校核 23 4.1．1校核a傳動(dòng)組齒輪 23

4、 4.1.2 校核b傳動(dòng)組齒輪 24 4.1.3校核c傳動(dòng)組齒輪 25 4.2主軸撓度的校核 26 4.1軸的校核與驗(yàn)算 26 4.3主軸最佳跨距的確定 29 4.3.1 選擇軸頸直徑,軸承型號(hào)和最佳跨距 29 4.3.2 求軸承剛度 29 4.3.3 各傳動(dòng)軸支承處軸承的選擇 30 第五章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 31 5.1齒輪塊設(shè)計(jì) 31 5.2軸承的選擇 31 5.3密封裝置設(shè)計(jì) 33 5.4主軸換向與制動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 33 5.5其他結(jié)構(gòu)問(wèn)題 34 總結(jié) 35 致 謝 36 參考文獻(xiàn) 37

5、 第一章 緒論 1.1 引言 當(dāng)前的機(jī)床制造業(yè)中。雖然數(shù)控機(jī)床正在飛速發(fā)展，然而，普通機(jī)床由于其具有價(jià)廉、質(zhì)優(yōu)、萬(wàn)能而可靠的優(yōu)越性，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不可能被完全取代，還要與數(shù)控機(jī)床并駕齊驅(qū)。問(wèn)題是如何挖掘潛力，改進(jìn)性能，提高其競(jìng)爭(zhēng)能力。本設(shè)計(jì)利用價(jià)值工程原理從結(jié)構(gòu)，材料和工藝等方面對(duì)車(chē)床的床頭箱進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。所謂的價(jià)值工程是為了尋求功能與成本之間的合理匹配，使企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中能正確處理質(zhì)量和成本的關(guān)系，向社會(huì)提供更多的物美價(jià)廉的產(chǎn)品，給企業(yè)和社會(huì)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。確定價(jià)值工程的對(duì)象，一般我們選擇對(duì)產(chǎn)品影響較大的零部件、設(shè)計(jì)年代已久或結(jié)構(gòu)復(fù)雜需要改進(jìn)或

6、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的零部件、體積較大或材料利用率低的零部件、設(shè)計(jì)中間問(wèn)題較多和改進(jìn)潛力大的部件。因此利用價(jià)值工程作為依據(jù)，合理的確定普通床頭箱的結(jié)構(gòu)并選擇合適的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。 　　普通車(chē)床床頭箱是改變進(jìn)給量用的，依靠箱內(nèi)的滑移齒輪機(jī)構(gòu)或者塔倫機(jī)構(gòu)來(lái)變換所需要的進(jìn)給量。它的左端通過(guò)掛輪架與床頭箱的軸相連，右端通過(guò)聯(lián)軸節(jié)與光桿和絲桿相連，操縱時(shí)只要搬動(dòng)床頭箱外面的手柄到相應(yīng)位置，就可以把主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)掛輪架，床頭箱傳到絲桿或光桿。在設(shè)計(jì)過(guò)程需要解決的主要問(wèn)題。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1.普通車(chē)床床頭箱其動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)多采用齒輪傳動(dòng)。齒輪傳

7、動(dòng)具有工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)，傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，功率和速度使用范圍廣等特點(diǎn)，在各種機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)以安全系數(shù)或許用應(yīng)力為基礎(chǔ)，由于安全系數(shù)的確定，缺乏定量的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，許用應(yīng)力常根據(jù)材料性能、熱處理工藝、工作環(huán)境等諸多因素來(lái)確定，具有不確定性，而且齒輪的模數(shù)和齒數(shù)等都有一定的標(biāo)準(zhǔn)。但其參數(shù)的選用可根據(jù)實(shí)際傳動(dòng)的要求進(jìn)行，使齒輪傳動(dòng) 　　2.在滿足基本要求的前提下體積最小、重量最輕、結(jié)構(gòu)最緊湊。齒輪在工作過(guò)程中，由于輪齒受到外力的作用，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力，出現(xiàn)疲勞、磨損以及斷裂。要求齒輪必須有較高的硬度及好的耐磨性，齒面具有高的疲勞強(qiáng)度，齒輪心部要有足夠的

8、強(qiáng)度和韌度．即要求齒輪必須有較好的綜合力學(xué)性能。車(chē)床噪聲主要是齒輪噪聲。它來(lái)自車(chē)床主傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)(床頭箱、床頭箱和 溜板箱， 即“三箱’’)。而要使車(chē)床噪聲達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求， 就應(yīng)對(duì)產(chǎn)生主要噪聲源的齒輪進(jìn)行剖析研究。 　　3.進(jìn)給軸單元是普通車(chē)床的關(guān)鍵部件之一，其靜態(tài)特性(包括靜強(qiáng)度和靜剛度等)和動(dòng)態(tài)特性(振動(dòng)響應(yīng)特性和熱穩(wěn)定性等)優(yōu)劣都將直接影響到整臺(tái)車(chē)床的使用性能。因此，在設(shè)計(jì)階段需對(duì)其靜態(tài)以及動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行合理而準(zhǔn)確的分析，以提高設(shè)計(jì)效率，減少試驗(yàn)成本，進(jìn)而提高進(jìn)給軸的使用性能。 　 4.床頭箱的傳動(dòng)系統(tǒng)在車(chē)床傳動(dòng)系統(tǒng)中起著重要作用，對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使傳動(dòng)路線縮短，

9、傳動(dòng)元件減少提高傳動(dòng)精度和被加工螺紋精度。 　　5.材料的使用性能應(yīng)滿足零件的使用 要求。使用性能是指零件在正常使用狀態(tài)下，材料應(yīng)具備的性能．包括力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。使用性能是保證零件工作安全可靠、經(jīng)久耐用的必要條件。選材時(shí)，要根據(jù)零件的工作條件和失效形式，正確地判斷所要求的主要性能同時(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)性。中國(guó)車(chē)床變速總成產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。 1.3 本課題主要研究?jī)?nèi)容 設(shè)計(jì)目的：通過(guò)臥式機(jī)床主軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過(guò)程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫(xiě)技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料

10、等方面的綜合訓(xùn)練，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，并具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。掌握機(jī)床設(shè)計(jì)的過(guò)程和方法，使原有的知識(shí)有了進(jìn)一步的加深。①課程設(shè)計(jì)屬于機(jī)械裝備制造課的延續(xù)，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)和機(jī)械裝備制造的一般方法；②培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、精度設(shè)計(jì)、金屬工藝學(xué)、材料熱處理及結(jié)構(gòu)工藝等相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力；③培養(yǎng)使用手冊(cè)、圖冊(cè)、有關(guān)資料及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的能力；④提高技術(shù)總結(jié)及編制技術(shù)文件的能力。 第二章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 2.1 前置條件 [1]確定轉(zhuǎn)速范

11、圍：主軸最小轉(zhuǎn)速 [2]確定公比:,選取 [3]轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：, [4]最大加工直徑D=250 mm 2.2結(jié)構(gòu)分析式 2.2.1確定變速組的個(gè)數(shù)和傳動(dòng)副數(shù) 實(shí)現(xiàn)18級(jí)轉(zhuǎn)速的變速方案的變速組成方案可為： （1） （2） （3） 為了變速箱中的齒輪總個(gè)數(shù)為最小值，每個(gè)變速組的傳動(dòng)副數(shù)最好取p=2或3，并且考慮到機(jī)床實(shí)際結(jié)構(gòu)情況，所以變速系統(tǒng)通常使用雙聯(lián)或者三聯(lián)齒輪進(jìn)行變速（方案1齒輪數(shù)為9+2=11，方案26+3=9，方案3+3+2=8對(duì)）。還因?yàn)闄C(jī)床的主軸的最低轉(zhuǎn)速部分，比電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低得多，必須進(jìn)行減速，而用p=2或3，達(dá)到同樣的變速級(jí)數(shù)，變速組相應(yīng)增加，這樣可以利用變速的傳

12、動(dòng)比來(lái)降速，以減少專門(mén)用于降速的定比傳動(dòng)副。 故組成方案可分為： （1） （2） （3） 從電動(dòng)機(jī)到主軸主要為降速傳動(dòng)，若使傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)組放在較接近電動(dòng)機(jī)處可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材料，也就是滿足傳動(dòng)副前多后少的原則，因此取方案。 2.2.2 傳動(dòng)副組合的擴(kuò)大順序的確定 （1） （2） 根據(jù)級(jí)比指數(shù)分配應(yīng)“前疏后密”的原則，應(yīng)選方案（1） 其實(shí)擴(kuò)大順序和傳動(dòng)順序相互一致，它的中間軸的變速范圍是比較小的，當(dāng)中間 最高轉(zhuǎn)速一定時(shí)，其最低速度處于較高位置，傳遞的扭矩就會(huì)變小。 在降速傳動(dòng)中，防止齒輪直徑過(guò)大而使徑向尺寸常限制最小傳動(dòng)比 ；在升速時(shí)

13、為防止產(chǎn)生過(guò)大的噪音和震動(dòng)常限制最大轉(zhuǎn)速比。在主傳動(dòng)鏈任一傳動(dòng) 的最大變速范圍，在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間傳動(dòng)軸的變速范 最小。（1），最后擴(kuò)大組的表示范圍其中，， 合適 （2） 最后擴(kuò)大組的表示范圍其中，， 不合適 2.2.3結(jié)構(gòu)式確定 總上所述得結(jié)構(gòu)式為： 2.2.4驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型 已知該臥式車(chē)床的最大回轉(zhuǎn)直徑D=250mm，則加工工件直徑 dmax=（0.5--0.6）D=125--150mm dmin=（0.2--0.25）Dmax=50--62.5mm 車(chē)外圓時(shí)，工件以最高轉(zhuǎn)速nmax=2000r/min,車(chē)削毛坯為d=50mm 切

14、削速度vc= 車(chē)刀進(jìn)給速度vf=80mm/min 進(jìn)給量f= 最大背吃刀量ap=3mm 切削層公稱橫截面積AD=fap=0.043=0.12mm2 根據(jù)《金屬工藝學(xué)》切削力經(jīng)驗(yàn)公式 Fc=kcAD 根據(jù)《金屬工藝學(xué)》表1-2，選取kc =1962MPa 因此，有Fc=kcAD=19620.12=231.12N 切削功率PC= 選取機(jī)床傳動(dòng)效率 則機(jī)床電動(dòng)機(jī)的功率 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表8-184，選取Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)Y90L—4。額定功率為1.5KW，滿載轉(zhuǎn)速為1400r/min 2

15、.3結(jié)構(gòu)分析式 2.4繪制轉(zhuǎn)速圖 ⑴選擇電動(dòng)機(jī) 一般車(chē)床若無(wú)特殊要求，多采用Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)，根據(jù)原則條件選擇Y90L-2型Y系列籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。 (2)確定各級(jí)轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖 由 　z = 18確定各級(jí)轉(zhuǎn)速：由公式 得各級(jí)轉(zhuǎn)速為 40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000r/min (3)分配各變速組的最小傳動(dòng)比 ①?zèng)Q定軸Ⅳ—Ⅴ的最小降速傳動(dòng)比主軸上的齒輪希望大點(diǎn)，能起到飛輪的作用，所以最后一個(gè)變速組的最小降速傳動(dòng)比取極限值1/4，

16、公比，=4，因此在Ⅳ軸上向上六格找到一個(gè)固定位置，連結(jié)線即Ⅳ—Ⅴ得最小傳動(dòng)比。 ②決定其余變速組的最小傳動(dòng)比是根據(jù)前緩后急的原則決定 ③基本組的級(jí)比指數(shù)X0=1，第一擴(kuò)大組的級(jí)比指數(shù)X1=3 第二擴(kuò)大組級(jí)比指數(shù)X2=9（4）轉(zhuǎn)速圖 (5)確定各變速組傳動(dòng)副齒數(shù) ①傳動(dòng)組Ⅱ—Ⅲ: ，， 查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表2-1 時(shí)：……59、61、63、65、66、68、70、72、74、75…… 時(shí)：……59、60、62、65、67、70、72、73、75、77…… 時(shí)：……57、60、63、66、69、72、75、78、75、81…… 可取72,于是可得軸Ⅱ齒輪齒數(shù)分別為：

17、32、28、24。 可得軸Ⅲ上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：40、44、48。 ②傳動(dòng)組Ⅲ—Ⅳ: ， 查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表2-1 時(shí)：……59、60、62、65、67、70、72、73、75、77……時(shí)：……63、65、66、68、70、72、73、75、77…… 時(shí)：……60、63、66、67、70、71、73、74、77…… 可取 77，為升速傳動(dòng) 故取軸Ⅲ為47 于是可得軸Ⅲ上三聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為：47、34、22。 可得Ⅳ軸上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：30、41、55 ③傳動(dòng)組Ⅳ—Ⅴ: 升速傳動(dòng) 查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表2-1 時(shí)：……78、81、84

18、、86、87、89、90、92…… 時(shí)：……80、81、84、85、86、89、90…… 可取 84，為升速傳動(dòng) 故取軸Ⅴ為28 于是可得軸Ⅳ上二聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為：56、17。 得軸Ⅴ兩齒輪齒數(shù)分別為28，67。 綜上所述，各變速組齒輪齒數(shù)表所示 變速組 第一變速組 第二變速組 第三變速組 齒數(shù)和S 72 77 84 齒數(shù)名z Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 Z12 Z13 Z14 Z15 Z16 齒數(shù) 24 48 28 44 32 40 22 55 34 41 47

19、 30 17 67 56 28 傳動(dòng)過(guò)程中，會(huì)采用三聯(lián)滑移齒輪，為避免齒輪滑移中的干涉，檢驗(yàn)z2-z3=48-42=6>4，因此所選齒輪的齒數(shù)符合設(shè)計(jì)要求的三聯(lián)滑移齒輪中最大和次大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于4。 36 第三章 傳動(dòng)件設(shè)計(jì) 3.1機(jī)床帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) （1）初定軸I的轉(zhuǎn)速 考慮I軸的轉(zhuǎn)速不宜過(guò)低（結(jié)構(gòu)尺寸增大），也不宜過(guò)高（帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡引起的振動(dòng)、噪聲），初定從動(dòng)軸nⅡ=900r/min。 （2）確定計(jì)算功率Pca 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-7查得工作情況系數(shù)KA=1.1故 P ca=KAP=1.12.2=2.42KW （3）選取

20、V帶型的帶型 根據(jù)計(jì)算功率Pca和小帶輪轉(zhuǎn)速nⅡ=900r/min，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖8-11選取A型V帶。 （4）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1,有《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=140mm 驗(yàn)算帶速v。帶速 因?yàn)?m/s

21、速誤差允許在5%范圍內(nèi) （5）確定V帶的中心距a0和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 初定帶傳動(dòng)的中心距 由式0.7（dd1+dd2） a0 2（dd1+dd2）初定中心距a0=450mm 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1400 mm 3）計(jì)算實(shí)際中心距a 中心距的變化范圍為406~478 mm （6）驗(yàn)算小帶輪上的包角 （7）計(jì)算單根V帶的基本額定功率P0 根據(jù)dd1=140mm和nd=1400r/min，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表8-4a，用插值法，取得A型V帶的額定功率P0=1.928KW 額定功率的增量ΔP0 根據(jù)nd=1400r/min

22、和i=1.6，由課《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表8-4b，用插值法，取得A型V帶的額定功率增量ΔP0=0.02kW （8）計(jì)算帶的根數(shù)Z 根據(jù)=170.1,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-5得包角系數(shù)=0.98；根據(jù)Ld=1400mm，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2得帶長(zhǎng)修正系數(shù)KL=0.96，于是 Pr=（P0+ΔP0）KL=1.833KW 因此由下列公式計(jì)算V帶根數(shù) Z= 取兩根 （9）計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值（F0）min 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1kg/m,所以 （F0）min= 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力F0>（F0）min （10）計(jì)算壓軸力Fp

23、壓軸力的最小值為（Fp）min=2Z（Fp）minsin =22198.4sin =584.61N 3.2各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速 3.2.1主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 由參考資料查得，主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速是第一個(gè)三分之一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高一級(jí)轉(zhuǎn)速， 3.2.2各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 Ⅳ軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定：a. Ⅳ軸共有9級(jí)實(shí)際工作轉(zhuǎn)速160-1000r/min。b.主軸在160r/min至1000r/min之間的所有轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率，此時(shí)Ⅳ軸若經(jīng)齒輪副z15/z16傳動(dòng)主軸，只有160-250r/min的3級(jí)轉(zhuǎn)速才能傳遞全部功率；若經(jīng)齒輪副z13/z14傳動(dòng)主軸，則315-2000r/min的9

24、級(jí)轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率；因此，Ⅳ軸具有的9級(jí)轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率。c.其中，能夠傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速nⅣ=160r/min即為Ⅳ軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速. 其余依次類(lèi)推，得各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為：nⅡ=800r/min，nⅢ=400r/min. 3.2.3核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 3.3 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動(dòng)機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖： 各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 1）齒輪z13的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 z13裝在Ⅳ軸上，共有160-1000r/min共九級(jí)轉(zhuǎn)速；經(jīng)z13/z14傳動(dòng)，主軸所得到的3級(jí)轉(zhuǎn)速160-250r/min才能傳遞全部功率，其中最低轉(zhuǎn)速160r/min即為z13的計(jì)算

25、轉(zhuǎn)速。 2）齒輪z14的計(jì)算轉(zhuǎn)速。z14裝在Ⅴ軸上，共有40-250r/min共九級(jí)轉(zhuǎn)速；但只有其中的160-250r/min才能傳遞有效功率；其中在最低轉(zhuǎn)速160r/min即為z14的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 其余依次類(lèi)推，各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速見(jiàn)下表 齒輪序號(hào) Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 Z12 Z13 Z14 Z15 Z16 轉(zhuǎn)速（r/min） 800 400 800 500 800 630 400 160 400 315 400 630 160 160 160 315 3.3．1各軸直徑

26、的確定 由《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表3-11得主軸前軸頸直徑D1 =60mm，后軸頸直徑D2 = （0.7～0.8）D1，取D2 = 45mm。 1） 選擇材料。材料選用45鋼正火處理，有《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表8-17，材料抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度 硬度255HBS.許用彎曲應(yīng)力 2） 計(jì)算基本直徑dmin 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3，查得軸材料及載荷系數(shù)A0=120，許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 。當(dāng)軸端彎矩較小時(shí)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表2-4取V帶的傳動(dòng)效率為0.96，齒輪傳動(dòng)效率為0.97，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率為0.99，則 PIV=2.20.960.970.990.970.990.970

27、.99=1.87KW Ⅱ軸直徑:，nⅡ=800r/min, 有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大5%~7%，并圓整為25mm. Ⅲ軸直徑:，nⅢ=400r/min, 有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大5%~7%，并圓整為25mm. Ⅳ軸直徑:，nⅣ=180r/min, 有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大5%~7%，并圓整為32mm. Ⅴ軸直徑:，nⅤ=125r/min,主軸為空心軸,取=0.5， 有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大5%~7%，并圓整為40mm. 主軸內(nèi)孔直徑dIⅤ=0.1Dmax10 mm=2510 mm 取主軸內(nèi)孔為dIⅤ=dV0.5=20mm 3.3.2齒輪模數(shù)計(jì)算 齒輪選用

28、40Cr 調(diào)質(zhì)處理按接觸疲勞強(qiáng)度或者彎曲強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)比較復(fù)雜，因此先進(jìn)行估算，再選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)，一般同一變速組中的齒輪取同一模數(shù)，一個(gè)主軸變速箱中的齒輪采用1~2個(gè)模數(shù)，傳動(dòng)功率的齒數(shù)模數(shù)一般不小于2mm。 第一變速組：相同模數(shù)承受載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪為Z1。Z1位于I軸，屬于高速軸 （1）按照接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算齒輪選用精度。 1） 選擇載荷系數(shù)Kt=1.3 2） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1= 3） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7選取齒寬系數(shù)，由表10-6查取材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa1/2,由圖10-21d按吃面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為；大齒輪的接觸

29、疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度。 4） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 N1=60n1jLh=608001（1530028）=3.456109 N2=3.456109/2=1.728108 5） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-19取KHN1=0.95，KHN2=1.02 取失效概率的1%，安全系數(shù)S=1 ; 6） 試算小齒輪分度圓直徑d1t,代入中較小的值。 圓周速度 齒寬系數(shù) 7） 計(jì)算齒寬與齒高之比b/h。 模數(shù), 齒高h(yuǎn)=2.25mt=4.12 mm, 根據(jù)v=2.07 m/s ,7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.23，直齒輪,由表10-2查得使用系數(shù)KA=1，由表10

30、-4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)，KHβ=1.4220，由圖10-13查得KFβ=1.28；故載荷系數(shù)K= 8）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑得 , 模數(shù)m=d1/z1=2.02 mm。 （2）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限; 大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限，并查取彎曲疲勞壽命; 計(jì)算疲勞彎曲許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則 計(jì)算載荷系數(shù)， 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5查得齒形系數(shù)YFa1=2.65,YFa2=2.332;應(yīng)力校正系數(shù)YSa1=1.58,YSa2=1.692. 模數(shù) 對(duì)比

31、計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（及模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.40并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm。 由以上結(jié)論，按齒輪齒根彎曲疲勞彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算第二變速組和第三變速組中的齒輪模數(shù)。 第二變速組：相同模數(shù)承受載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪為Z7。Z7位于Ⅲ軸 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1= 2）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1=60n1jLh=604001（1530028）=1.728109 N2=1.728109/2.8=6.1710

32、8 3）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限; 大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限，并查取彎曲疲勞壽命; 4）計(jì)算疲勞彎曲許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則 載荷系數(shù)K約為1.315 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5查得齒形系數(shù)YFa1=2.72,YFa2=2.272;應(yīng)力校正系數(shù)YSa1=1.57,YSa2=1.734. 模數(shù) 第三變速組：相同模數(shù)承受載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪為Z11。Z11位于III軸 1）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1= 2）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1=60n1jLh=601801（1530028）=7.8108 N2=7.8108/4=1

33、.95108 3）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限; 大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限，并查取彎曲疲勞壽命; 4）計(jì)算疲勞彎曲許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則 載荷系數(shù)K約為1.310 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5查得齒形系數(shù)YFa1=2.85,YFa2=2.228;應(yīng)力校正系數(shù)YSa1=1.54,YSa2=1.762. 模數(shù) 為了使主軸變速箱中的齒輪采用1~2個(gè)模數(shù)，選取模數(shù)依次為2mm,3mm,3mm. 3.3.3齒輪齒寬確定 由公式得： 第一變速組齒寬BI=（6~10）2=12~20mm 第二變速組齒寬BII=（6~10）3=18~3

34、0mm 第三變速組齒寬BIII=（6~10）3=18~30mm 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)使主動(dòng)輪比小齒輪齒寬大 綜上所述，齒輪的基本參數(shù)如下表所示 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 Z12 Z13 Z14 Z15 Z16 齒數(shù) 24 48 28 44 32 40 22 55 34 41 47 30 17 67 56 28 模數(shù) 2 3 3 分度圓直徑 48 96 56 88

35、 64 80 66 165 102 123 141 90 51 201 168 84 齒根高 hf ( ha*+*c)m=1.252=2.5 3.75 3.75 齒頂高h(yuǎn)a ha*m=12=2 3 3 齒頂圓直徑df 52 100 60 92 68 84 72 171 108 129 147 99 57 207 174 90 齒根圓直徑df 43 91 51 83 59 75 58.5 157.5 94.5 115.5 133.5 82.5 43.5 193.5 160.5 76.5 中

36、心距 72 105 126 齒寬 20 30 30 第四章 強(qiáng)度校核 4.1齒輪強(qiáng)度校核 4.1．1校核a傳動(dòng)組齒輪 校核齒數(shù)為24的即可，確定各項(xiàng)參數(shù) ⑴ P=2.2KW,n=800r/min, ⑵確定動(dòng)載系數(shù)： 齒輪精度為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得使用系數(shù) ⑶ ⑷確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù) 非對(duì)稱 ,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得 ⑸確定齒間載荷分配系數(shù): 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得 ⑹確定動(dòng)載系數(shù): ⑺查表 10-5 ⑻計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 圖1

37、0-18查得 ,S = 1.3 ， 故合適。 4.1.2 校核b傳動(dòng)組齒輪 校核齒數(shù)為22的即可，確定各項(xiàng)參數(shù) ⑴ P=2.002KW,n=400r/min, ⑵確定動(dòng)載系數(shù)： 齒輪精度為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得使用系數(shù) ⑶ ⑷確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù) 非對(duì)稱 ,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得 ⑸確定齒間載荷分配系數(shù): 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得 ⑹確定動(dòng)載系數(shù): ⑺查表 10-5 ⑻計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 圖10-18查得 ,S =

38、1.3 ， 故合適。 4.1.3校核c傳動(dòng)組齒輪 校核齒數(shù)為17的即可，確定各項(xiàng)參數(shù) ⑴ P=1.914KW,n=160r/min, ⑵確定動(dòng)載系數(shù)： 齒輪精度為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得使用系數(shù) ⑶ ⑷確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù) 非對(duì)稱 ,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得 ⑸確定齒間載荷分配系數(shù): 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得 ⑹確定動(dòng)載系數(shù): ⑺查表 10-5 ⑻計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 圖10-18查得 ,S = 1.3 ， 故合適。 4.2

39、主軸撓度的校核 4.1軸的校核與驗(yàn)算 Ⅱ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)Ⅰ軸中點(diǎn)處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來(lái)進(jìn)行校核 。 Ⅲ軸、Ⅳ軸的校核同上。經(jīng)校核，傳動(dòng)軸全部合格。 （2）主軸的驗(yàn)算： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》,齒輪傳遞扭距和力為 主軸轉(zhuǎn)距， 齒輪受的切向力 齒輪受的徑向力 Ⅳ軸傳遞給主軸的功率為P=1.8kW 由《材料力學(xué)》84頁(yè)空心軸抗扭截面系數(shù)為 ,其中 經(jīng)過(guò)13-14齒輪傳遞時(shí)受力分析 大齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速為180r/min,則 主軸轉(zhuǎn)距 齒輪受的切向力 齒輪受的徑向力 查機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)

40、計(jì)手冊(cè)P400，F(xiàn)c與Ff、Fp之間有一定關(guān)系，取Fp=0.4Fc，F(xiàn)f=0.25Fc。 主軸最大轉(zhuǎn)矩求切削力Fc===2872.96N 切削力平移到主軸端部，隨之在垂直平面和水平平面內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)附加彎矩Mc，Mp，把切削力作用點(diǎn)取離主軸夾頭端面（1/2~1/3）l件處，l件見(jiàn)表7-26 Mc=（2/3）Fcl件=2/32872.960.12=229.8388Nm Mp=（2/3）Fpl件=2/30.42872.960.12=91.9347 Nm Mf=（1/2）Ffl件=1/20.252872.960.12=43.0944 Nm Mp-Mf=91.9347-43.0944=48.8

41、4 Nm 彎矩圖和扭矩圖所示： B 由上述內(nèi)力圖，可以判定軸的危險(xiǎn)截面為截面B，在截面B上扭矩 T=230Nm 彎矩M=458.47Nm 很明顯,齒輪處受彎扭最大,且該處抗扭截面系數(shù)沒(méi)有相對(duì)其它處大很多,所以校核該處. 由第三強(qiáng)度,危險(xiǎn)截面強(qiáng)度為 (因?yàn)? 小于40Cr 許用應(yīng)力要求，符合要求 4.3主軸最佳跨距的確定 4.3.1 選擇軸頸直徑,軸承型號(hào)和最佳跨距 前軸頸應(yīng)為75-100mm,初選=90mm,后軸頸取,前軸承為NN3020K,后軸承為NN3016K,根據(jù)結(jié)構(gòu),定懸伸長(zhǎng)度 4.3.2 求軸承剛度 考慮機(jī)械效率 主軸最大輸

42、出轉(zhuǎn)距 床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的60%,取50%即200,故半徑為0.1. 切削力 背向力 故總的作用力 次力作用于頂在頂尖間的工件上主軸尾架各承受一半, 故主軸軸端受力為 先假設(shè) 前后支撐分別為 根據(jù) 。 4.3.3 各傳動(dòng)軸支承處軸承的選擇 主軸 前支承：NN3020K;中支承：N219E;后支承：NN3016K Ⅱ軸 前支承：30207;后支承：30207 Ⅲ軸 前支承：30207;中支承：NN3009;后支承：30207 Ⅳ軸 前支承：30208

43、;后支承：30208 第五章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1齒輪塊設(shè)計(jì) 機(jī)床的變速系統(tǒng)采用了滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)。根據(jù)各傳動(dòng)軸的工作特點(diǎn)，基本組、第一擴(kuò)大組以及第二擴(kuò)大組的滑移齒輪均采用了整體式滑移齒輪。所有滑移齒輪與傳動(dòng)軸間均采用花鍵聯(lián)接。 從工藝角度考慮，其他固定齒輪（主軸上的齒輪除外）也采用花鍵聯(lián)接。由于主軸直徑較大，為了降低加工成本而采用了單鍵聯(lián)接。 Ⅱ—Ⅳ軸采用的花鍵分別為：Ⅰ軸：626306 Ⅱ軸：626306 Ⅲ軸：832

44、366 Ⅴ軸采用平鍵 18x120 Ⅱ～Ⅲ軸間傳動(dòng)齒輪精度為877—8b，Ⅲ～Ⅴ軸間齒輪精度為766—7b。 5.2軸承的選擇 （1）主軸前軸承有兩種常用的類(lèi)型： 雙列短圓柱滾子軸承。承載能力大，可同時(shí)承受徑向力和軸向力，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低一些。 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，允許極限轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)。外徑比同規(guī)格的雙列圓柱滾子軸承小一些。在使用中，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，但允許的極限轉(zhuǎn)速

45、低，容易發(fā)熱。 向心推力球軸承。允許的極限轉(zhuǎn)速高，但承載能力低，主要用于高速輕載的機(jī)床。 （2）軸承的配置 大多數(shù)機(jī)床主軸采用兩個(gè)支撐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但為了提高主軸剛度也有用三個(gè)支撐的了。三支撐結(jié)構(gòu)要求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)支撐的主要支撐，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0.03～0.07），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。 軸承配置時(shí)，除選擇軸承的類(lèi)型不同外，推力軸承的布置是主要差別。推力軸承布置在前軸承、后

46、軸承還是分別布置在前、后軸承，影響著溫升后軸的伸長(zhǎng)方向以及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的實(shí)際要求確定。 在配置軸承時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1)每個(gè)支撐點(diǎn)都要能承受徑向力。 2)兩個(gè)方向的軸向力應(yīng)分別有相應(yīng)的軸承承受。 3)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 主軸軸承精度要求比一般傳動(dòng)軸高。前軸承的誤差對(duì)主軸前端的影響最大，所以前軸承的精度一般比后軸承選擇高一級(jí)。 普通精度級(jí)機(jī)床的主軸，前軸承的選C或D級(jí)，后軸承選D或E級(jí)。選擇軸承的精度時(shí)，既要考慮機(jī)床精度要求，也要考慮經(jīng)濟(jì)性。 軸承

47、與軸和軸承與箱體孔之間，一般都采用過(guò)渡配合。另外軸承的內(nèi)外環(huán)都是薄壁件，軸和孔的形狀誤差都會(huì)反映到軸承滾道上去。如果配合精度選的太低，會(huì)降低軸承的回轉(zhuǎn)精度，所以軸和孔的精度應(yīng)與軸承精度相匹配。 （4）軸承間隙的調(diào)整 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)整。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、噪聲和抗振性也有改善。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)有明顯的效果，而磨損發(fā)熱量和噪聲都會(huì)增大，軸承壽命將因此而降低。 軸承間隙的調(diào)整量，應(yīng)該能方便而且能準(zhǔn)確地控制，但調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不能太復(fù)雜。雙列短圓柱滾子軸承內(nèi)圈

48、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。 其他軸承調(diào)整也有與主軸軸承相似的問(wèn)題。特別要注意：調(diào)整螺母的端面與螺紋中心線的垂直度，隔套兩個(gè)端面的平行度都較高要求，否則，調(diào)整時(shí)可能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)格的精度要求。 為了方便安裝，Ⅰ軸上傳動(dòng)件的外徑均小于箱體左側(cè)支承孔直徑，均采用深溝球軸承。為了便于裝配和軸承間隙調(diào)整，Ⅱ、Ⅲ軸均采用圓錐滾子軸承。滾動(dòng)軸承均采用E級(jí)精度。 本車(chē)床為普通精度級(jí)的輕型機(jī)床，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、主軸采用了軸向后端定位的兩支承主軸組

49、件。前支承采用雙列圓柱滾子軸承，后支承采用角接觸球軸承和單向推力球軸承。為了保證主軸的回轉(zhuǎn)精度，主軸前后軸承均采用壓塊式防松螺母調(diào)整軸承的間隙。主軸前端采用短圓錐定心結(jié)構(gòu)型式。前軸承為C級(jí)精度，后軸承為D級(jí)精度。 5.3密封裝置設(shè)計(jì) 主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充分潤(rùn)滑，一般常用單獨(dú)的油管將油引到軸承處。 主軸是兩端外伸的軸，防止漏油更為重要而困難。防漏的措施有兩種： （1）堵加密封裝置防止油外流。 主軸轉(zhuǎn)速高，多采用非接觸式的密封裝置，形式很多，一種軸與軸承蓋之間留0.1～0.3mm的間隙（間隙越小，密封效果越好，但工藝?yán)щy）。還有一種是在軸承蓋的孔內(nèi)開(kāi)一個(gè)或幾個(gè)并列的

50、溝槽（圓弧形或V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)——在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐罚褂湍茼樌亓骰氐接拖洹? 因此，由于Ⅰ軸軸頸較小，線速度較低，為了保證密封效果，采用皮碗式接觸密封。而主軸直徑大、線速度較高，則采用了非接觸式密封。卸荷皮帶輪的潤(rùn)滑采用毛氈式密封，以防止外界雜物進(jìn)入。 5.4主軸換向與制動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 本機(jī)床是適用于機(jī)械加工車(chē)間和維修車(chē)間的普通車(chē)床。主軸換向比較頻繁，才用雙向片式摩擦

51、離合器。這種離合器由內(nèi)摩擦片、外摩擦片、止推片、壓塊和空套齒輪組成。離合器左右兩部門(mén)結(jié)構(gòu)是相同的。左離合器傳動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)，用于切削加工。需要傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，片數(shù)較多。右離合器用來(lái)傳動(dòng)主軸反轉(zhuǎn)，主要用于退回，片數(shù)較少。這種離合器的工作原理是，內(nèi)摩擦片的花鍵孔裝在軸Ⅰ的花鍵上，隨軸旋轉(zhuǎn)。外摩擦片的孔為圓孔，直徑略大于花鍵外徑。外圓上有4個(gè)凸起，嵌在空套齒輪的缺口之中。內(nèi)外摩擦片相間安裝。用桿通過(guò)銷(xiāo)向左推動(dòng)壓塊時(shí)，將內(nèi)片與外片相互壓緊。軸Ⅰ的轉(zhuǎn)矩便通過(guò)摩擦片間的摩擦力矩傳遞給齒輪，使主軸正傳。同理，當(dāng)壓塊向右時(shí)，使主軸反轉(zhuǎn)。壓塊處于中間位置時(shí)，左、右離合器都脫開(kāi)，軸Ⅱ以后的各軸停轉(zhuǎn)。 制動(dòng)器

52、安裝在軸Ⅲ，在離合器脫開(kāi)時(shí)制動(dòng)主軸，以縮短輔助時(shí)間。此次設(shè)計(jì)采用帶式制動(dòng)器。該制動(dòng)器制動(dòng)盤(pán)是一個(gè)鋼制圓盤(pán)，與軸用花鍵聯(lián)接，周邊圍著制動(dòng)帶。制動(dòng)帶是一條剛帶，內(nèi)側(cè)有一層酚醛石棉以增加摩擦。制動(dòng)帶的一端與杠桿連接。另一端與箱體連接。為了操縱方便并保證離合器與制動(dòng)器的聯(lián)鎖運(yùn)動(dòng)，采用一個(gè)操縱手柄控制。當(dāng)離合器脫開(kāi)時(shí)，齒條處于中間位置，將制動(dòng)帶拉緊。齒條軸凸起的左、右邊都是凹槽。左、右離合器中任一個(gè)結(jié)合時(shí)，杠桿都按順時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)，使制動(dòng)帶放松。 5.5其他結(jié)構(gòu)問(wèn)題 主軸上齒輪應(yīng)盡可能靠近前軸承，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

53、后的軸向力，推力軸承緊靠在孔的內(nèi)端面，所以，內(nèi)端面需要加工，端面和孔有較高的垂直度要求，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，可以加一個(gè)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。 主軸的直徑主要取決于主軸需要的剛度、結(jié)構(gòu)等。各種牌號(hào)鋼材的彈性模量基本一樣，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)床主軸考慮到熱處理變形的影響，可以選用40Cr或其他合金鋼。主軸頭部需要淬火，硬度為HRC50～55。其他部分處理后，調(diào)整硬度為HB220～250。 總結(jié) 時(shí)光飛逝，大學(xué)四年就這

54、樣結(jié)束了，同時(shí)也意味著我們真正離開(kāi)校園的日子也不遠(yuǎn)了，這次的機(jī)械制造裝備課程設(shè)計(jì)上我學(xué)到了很多課堂上學(xué)不到的知識(shí)，充分把自己所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題上面。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我也暴露了自己的很多問(wèn)題，譬如分析問(wèn)題的方法，不能有效的將理論知識(shí)和實(shí)際問(wèn)題結(jié)合起來(lái)，基礎(chǔ)知識(shí)不夠扎實(shí)，有一種書(shū)到用時(shí)方恨少的感覺(jué)，這必定將影響我今后的學(xué)習(xí)態(tài)度，同時(shí)在課程設(shè)計(jì)的期間我也學(xué)會(huì)了如何獨(dú)立思考，如何開(kāi)放自己的思維，如何有效的處理問(wèn)題等，這也為我將來(lái)的工作生涯奠定了基礎(chǔ)。再今后的生活中我也一定會(huì)不斷的學(xué)習(xí)不斷的進(jìn)取，將自己的所學(xué)充分發(fā)揮到工作當(dāng)中去。 最后要感謝老師百忙之中耐心的教導(dǎo)，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度深深的影

55、響著我，老師在教學(xué)過(guò)程中表現(xiàn)的拼搏精神和無(wú)限的激情，也激勵(lì)著我在未來(lái)路上要勇往直前。最后向老師表示衷心的感謝。 致 謝 本論文是在老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。劉老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。在此對(duì)劉老師表示衷心的感謝，謝謝他4個(gè)月以來(lái)的孜孜教誨。 其次我要感謝我的室友和幾位好友，他們幫助我克服了許多困難來(lái)完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。每當(dāng)我思路受阻時(shí)，他們便會(huì)出現(xiàn)在我身旁鼓勵(lì)我，幫我解決遇到的困難，沒(méi)有他們此次設(shè)計(jì)就

56、難以完成。 最后感謝母校對(duì)我的悉心培養(yǎng)，及各位老師所傳授的專業(yè)知識(shí)，這些知識(shí)將幫助我克服以后工作中遇到的各種困難。 參考文獻(xiàn) [1]機(jī)械產(chǎn)品目錄編委會(huì).機(jī)械產(chǎn)品目錄,北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006 [2]朱龍根.機(jī)械設(shè)計(jì),北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006 [3]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本減速器和變速器,北京.機(jī)械工業(yè)出版社,2012 [4]朱龍根.簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè),北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006 [5]王鎮(zhèn), 沈際春.雙聯(lián)內(nèi)錐齒輪和圓柱齒輪傳動(dòng)研究.,陜西工學(xué)院學(xué)報(bào),2012,3

57、0(1):40-43 [6]盧立軍，大中型車(chē)床床頭箱綜合性能試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì),北京機(jī)械化工業(yè)研究所, 1009-0134（2012）07-0074-03 [7]秦松祥,趙軍華,胡亞明. 淺析車(chē)床床頭箱同步環(huán)精鍛技術(shù),西安交通大學(xué),2005 [8]吳劉林,劉訊才, 3311E礦用車(chē)床床頭箱故障因素和預(yù)防措施,貴州大學(xué),2012 [9]J M Huang, K M Liew , C H Wong, S Rajendran, M J Tan, A Q Liu. Mec- hnical design and optimization of capactive micromachined s

58、witch. Sensors and Actuators A,93(2001):273-285. [10]LI Gui—xian ，WEN Jian—min，LI Xiao，LlU Fu—li，LIU Yu.Research on meshing theory of noninvolute beveloid gears，School of Mechanical and Electrical Engineering，2001. [11] ZHAO HONGXIA.Gear Manufacturing Methods，School of Mechanical and Electrical Engineering，95（2005）：597-444