C6132型普通車床主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【機(jī)床主傳動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)速1440rmin，級(jí)數(shù)Z＝12，公比ψ＝1.41+含5張CAD圖紙+45頁(yè)加正文1.05萬(wàn)字】

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機(jī)床主軸箱.dwg

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說(shuō)明書.doc

轉(zhuǎn)數(shù)圖.dwg

齒輪零件圖.dwg

摘    要

機(jī)床是機(jī)械加工的重要設(shè)備，在機(jī)械制造中占有重要的地位。在一般的機(jī)器制造中，機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量占總制造工作量的40%－60%，機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的建設(shè)中起著重大作用。本次設(shè)計(jì)的題目是機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：確定有關(guān)尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)；據(jù)所求得的有關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)及給定的公比，寫出結(jié)構(gòu)式，校驗(yàn)轉(zhuǎn)速范圍，繪制轉(zhuǎn)速圖；確定各變速組傳動(dòng)副的傳動(dòng)比值，定齒輪齒數(shù)、帶輪直徑，校驗(yàn)三聯(lián)滑移齒輪齒頂是否相碰，校驗(yàn)各級(jí)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速誤差；繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。

     關(guān)鍵詞: 參數(shù)；傳動(dòng)比；結(jié)構(gòu)式；轉(zhuǎn)速圖；轉(zhuǎn)速誤差；傳動(dòng)系統(tǒng)圖

     ABSTRACT

Lathe is an important machining equipment, machinery and holds an important position. In the general machinery manufacturing, machine processing shouldered by the total manufacturing work accounts for 40-60% of the workload. Machine modernization of the national economy building plays a major role. The design is Ordinary main drive design. Rebuild right design for the main drive to master machine side case design, and machine tools can reasonably determine the main technical parameters; Transmission master machine design and the calculation method; structural design and master the method of calculation, and so on. Design elements include: a parameter to determine the size, movement parameters and dynamic parameters; According to the two sought by the movement parameters and to the transmission ratio, as well structured and testing speed, rendering ageing period; to determine the variable speed drive Group Vice drive ratio gear teeth fixed, pulley diameter, Check triple Top Gear slip whether a collision speed calibration levels of speed error; Drawing drive system diagram. 

Keywords: parameter; transmission ratio; structured; ageing period; speed error; drive system diagram.

目    錄 

摘要 1

第一章  參數(shù)的確定 2 

1.1 車床的規(guī)格系列和類型 2   

1.2 參數(shù)確定 4 

  1.2.1主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)確定 4 

     ① 極限切削速度Umax,Umin 5 

② 公比ψ的選定 5 

③ 轉(zhuǎn)數(shù)極數(shù)Z 5

④ 確定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列 6 

1.2.2電機(jī)功率-動(dòng)力參數(shù)的確定 8

第二章  主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 9

2.1 結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的擬定 9

2.1.1 結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 9

2.1.2 轉(zhuǎn)速圖的擬定 10

第三章  齒數(shù)及帶輪直徑的確定及相關(guān)驗(yàn)算 13

3.1 齒輪齒數(shù)確定的原則和要求 13

3.2 帶輪直徑的確定 14

3.3 確定齒輪齒數(shù) 19

3.4 主軸轉(zhuǎn)速系列的驗(yàn)算 20

3.5 傳片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算 22

第四章  傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速及其確定 23

4.1主傳動(dòng)系統(tǒng)的功率特性及計(jì)算轉(zhuǎn)速 23

  4.2其他傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 24

第五章  傳動(dòng)件的估算和驗(yàn)算 26

5.1 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算 26

5.2 齒輪模數(shù)的估算和計(jì)算 28

5.3 傳動(dòng)軸的估算和驗(yàn)算 30

第六章 主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 33

6.1 主軸變速箱裝配圖 33

總 結(jié) 36

參考文獻(xiàn) 37

該方案是關(guān)于機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)，機(jī)床主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就是將傳動(dòng)方案“結(jié)構(gòu)化”，向生產(chǎn)部門提供主傳動(dòng)部件裝配圖，零件工作圖及零件名細(xì)表等。在機(jī)床初步設(shè)計(jì)中，考慮主軸變速箱在機(jī)床上的位置，與其他部件的相互關(guān)系，只是概略給出其形狀與尺寸要求，但最終還需要箱內(nèi)各元件的實(shí)際結(jié)構(gòu)與布置才能確定下來(lái)，在可能的情況下，應(yīng)盡量減小主軸變速箱的軸向和徑向尺寸，以便節(jié)省材料，減輕重量，滿足使用要求。機(jī)床主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)任務(wù)是，按照已確定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)和傳動(dòng)方案，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理、性能先 的傳動(dòng)系 。其方 設(shè)計(jì)內(nèi) 定結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu) 定 速圖，確定各傳動(dòng) 傳動(dòng) 確定 徑、 數(shù) 布置、 ， 傳動(dòng)系 圖等。 1 任務(wù)書 設(shè)計(jì)（論文）題目： 機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 （ 1） 計(jì)算機(jī)或者手工繪制總裝圖一張、零件圖若干張； （ 2） 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。 2．指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說(shuō)明 （ 1） 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) （ 2） 機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè) （ 3） 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) （ 4） 機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 3．進(jìn)度安排 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 準(zhǔn)備工作（收集資料和查看復(fù)習(xí)畢業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容） 資料檢索 方案設(shè)計(jì) 主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì) 繪圖 修改 編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ：本表一式三份，系、指導(dǎo)教師、學(xué)生各一份 第 1 章 緒論 2 目 錄 摘要 ······························ 1 第一章 參數(shù)的確定 ······················· 2 床的規(guī)格系列和類型 ··················· 2 數(shù)確定 ························· 4 ············ 4 ① 極限切削速度 ··············· 5 ② 公比 ψ的選定 ····················· 5 ③ 轉(zhuǎn)數(shù)極數(shù) Z ······················ 5 ④ 確定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列 ··················· 6 動(dòng)力參數(shù)的確定 ················ 8 第二章 主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) ····················· 9 構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的擬定 ··············· 9 構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 ················· 9 速圖的擬定 ····················· 10 第三章 齒數(shù)及帶輪直徑的確定及相關(guān)驗(yàn)算 ············· 13 輪齒數(shù)確定的原則和要求 ················· 13 輪直徑的確定 ······················ 14 定齒輪齒數(shù) ······················· 19 軸轉(zhuǎn)速系列的驗(yàn)算 ···················· 20 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算 ··············· 22 第四章 傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速及其確定 ················· 23 ·············· 23 ················· 24 第五章 傳動(dòng)件的估算和驗(yàn)算 ··················· 26 角帶傳動(dòng)的計(jì)算 ····················· 26 輪模數(shù)的估算和計(jì)算 ··················· 28 3 動(dòng)軸的估 算和驗(yàn)算 ···················· 30 第六章 主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ····················· 33 軸變速箱裝配圖 ····················· 33 總 結(jié) ······························ 36 參考文獻(xiàn) ···························· 37 第 1 章 緒論 4 摘 要 機(jī)床是機(jī)械加工的重要設(shè)備，在機(jī)械制造中占有重要的地位。在一般的機(jī)器制造中，機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量占總制造工作量的 40%－ 60%，機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的建設(shè)中起著重大作用。本次設(shè)計(jì)的題目是機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：確定有關(guān)尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)；據(jù)所求得的有關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)及給定的公比，寫出結(jié)構(gòu)式，校驗(yàn)轉(zhuǎn)速范圍， 繪制轉(zhuǎn)速圖；確定各變速組傳動(dòng)副的傳動(dòng)比值，定齒輪齒數(shù)、帶輪直徑，校驗(yàn)三聯(lián)滑移齒輪齒頂是否相碰，校驗(yàn)各級(jí)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速誤差；繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。 關(guān)鍵詞 : 參數(shù)；傳動(dòng)比；結(jié)構(gòu)式；轉(zhuǎn)速圖；轉(zhuǎn)速誤差；傳動(dòng)系統(tǒng)圖 5 is an an In by 0of of a to of so a to to by to as to a of 第 1 章 緒論 6 第 1 章 緒論 一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)屬于機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)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)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。 二、 設(shè)計(jì)內(nèi)容與基本要求 設(shè)計(jì)內(nèi)容：本次畢 業(yè)設(shè)計(jì)要求完成變速級(jí)數(shù)為 6的機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)主軸變速箱設(shè)計(jì)。 基本要求： 1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)必須完成展開(kāi)圖、截面圖圖樣設(shè)計(jì)各一張，能夠較清楚地表達(dá)各軸和傳動(dòng)件的空間位置及有關(guān)結(jié)構(gòu)。 2、 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，合理的確定尺寸、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力等有關(guān)參數(shù)。 3、 正確利用結(jié)構(gòu)式、轉(zhuǎn)速圖等設(shè)計(jì)工具，認(rèn)真進(jìn)行方案分析。 4、 正確的運(yùn)用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)圖樣必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。說(shuō)明書力求采用工程術(shù)語(yǔ)，文字通順簡(jiǎn)練，字跡工整。 5、 完成典型零件工作圖圖樣 2張。 三、 設(shè)計(jì)步驟 方案確定 1、 確定有關(guān)尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)。 2、 據(jù)所求得的有關(guān)運(yùn)動(dòng) 參數(shù)及給定的傳動(dòng)比，寫出結(jié)構(gòu)式，校驗(yàn)轉(zhuǎn)速范圍，繪制轉(zhuǎn)速圖。 3、 確定各變速組傳動(dòng)副的傳動(dòng)比值，確定齒輪齒數(shù)、帶輪直徑，校驗(yàn)三聯(lián)滑移齒輪齒頂是否相碰，校驗(yàn)各級(jí)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速誤差。 4、 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 1、 草圖設(shè)計(jì) —— 估計(jì)各軸及齒輪尺寸，確定視圖比例，確定展開(kāi)圖及截面圖的總體布局；據(jù)各軸的受力條件，初選軸承，在有關(guān)支撐部位畫出軸承輪廓。并檢驗(yàn)各傳動(dòng)件運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否干涉。 2、 結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì) —— 確定齒輪、軸承及軸的固定方式；確定潤(rùn)滑、密封及軸承的調(diào)整方式；確定主軸頭部形狀及尺寸，完成展開(kāi)圖及截面圖的繪制。 3、 加黑，注尺寸、公差 配合，標(biāo)注件號(hào)，填寫明細(xì)表及裝配圖技術(shù)要求。 零件圖設(shè)計(jì) 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 第 1 章 緒論 8 第一章 參數(shù)的確定 床的規(guī)格系列和類型 車床依其類型和規(guī)格，可按類、組、型三級(jí)編成不同的型號(hào)，本設(shè)計(jì)以車床其字母與數(shù)字的含義如下： “ C” 為 “ 車 ” 字的漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母，直接讀音為 “ 車 ” 。 C 6 1 32 主參數(shù)代號(hào)（最大車削直徑的 1/10，即 320 機(jī)床型別代號(hào)（普通車床型） 機(jī)床組別代號(hào)（普通車床組） 機(jī)床類別代號(hào)（車床類） 為了更好的做好機(jī)床 的主傳動(dòng)設(shè)計(jì)，現(xiàn)查相關(guān)資料獲得以下內(nèi)容： 成部分如圖 1 又稱主軸箱，內(nèi)裝主軸和變速機(jī)構(gòu)。變速是通過(guò)改變?cè)O(shè)在床頭箱外面的手柄位置，可使主軸獲得 12種不同的轉(zhuǎn)速（ 45～ 1980 r/主軸是空心結(jié)構(gòu)，能通過(guò)長(zhǎng)棒料，棒料能通過(guò)主軸孔的最大直徑是 29軸的右端有外螺紋，用以連接卡盤、撥盤等附件。主軸右端的內(nèi)表面是莫氏 5號(hào)的錐孔，可插入錐套和頂尖，當(dāng)采用頂尖并與尾架中的頂尖同時(shí)使用安裝軸類工件時(shí)，其兩頂尖之間的最大距離為 750頭箱的另一重要作用 是將運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱，并可改變進(jìn)給方向。 圖 1通車床 1234567 ；891011121314516 9 又稱走刀箱，它是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)。它固定在床頭箱下部的床身前側(cè)面。變換進(jìn)給箱外面的手柄位置，可將床頭箱內(nèi)主軸傳遞下來(lái)的運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)為進(jìn)給箱輸出的光桿或絲桿獲得不同的轉(zhuǎn)速，以改變進(jìn)給量的大小或車削不同螺距 的螺紋。其縱向進(jìn)給量為 r；橫向進(jìn)給量為 r；可車削 17種公制螺紋（螺距為 9 32種英制螺紋（每英寸 2～ 38牙）。 安裝在車床 前 床腳的內(nèi)腔中，并由電動(dòng)機(jī)（ 440r/過(guò)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)變速箱中齒輪傳動(dòng)軸。變速箱外設(shè)有兩個(gè)長(zhǎng)的手柄，是分別移動(dòng)傳動(dòng)軸上的雙聯(lián)滑移齒輪和三聯(lián)滑移齒輪，可共獲 6種轉(zhuǎn)速，通過(guò)皮帶傳動(dòng)至床頭箱。 又稱拖板箱 ，溜板箱是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)。它使光杠或絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)齒輪和齒條或絲杠和開(kāi) 合螺母，推動(dòng)車刀作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。溜板箱上有三層滑板，當(dāng)接通光杠時(shí)，可使床鞍帶動(dòng)中滑板、小滑板及刀架沿床身導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)；中滑板可帶動(dòng)小滑板及刀架沿床鞍上的導(dǎo)軌作橫向移動(dòng)。故刀架可作縱向或橫向直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。當(dāng)接通絲杠并閉合開(kāi)合螺母時(shí)可車削螺紋。溜板箱內(nèi)設(shè)有互鎖機(jī)構(gòu)，使光杠、絲杠兩者不能同時(shí)使用。 它是用來(lái)裝夾車刀，并可作縱向、橫向及斜向運(yùn)動(dòng)。刀架是多層結(jié)構(gòu)，它由下列組成。 ⑴ 大 刀架 它與溜板箱牢固相連 ， 可沿床身導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)。 ⑵ 中 刀架 它裝置在大 刀架 頂面的橫向?qū)к壣?，可作橫向移動(dòng)。 ⑶ 轉(zhuǎn)盤 它固定在中 刀架 上，松開(kāi)緊固螺母后，可轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，使它和床身導(dǎo)軌成一個(gè)所需要的角度，而后再擰緊螺母，以加工圓錐面等。 ⑷ 小 刀架 它裝在轉(zhuǎn)盤上面的燕尾槽內(nèi)，可作短距離的進(jìn)給移動(dòng)。 ⑸ 方刀架 它固定在小 刀架 上，可同時(shí)裝夾四把車刀。松開(kāi)鎖緊手柄，即可轉(zhuǎn)動(dòng)方刀架，把所需要的車刀更換到工作位置上。 它用于安裝后頂尖，以支持較長(zhǎng)工件進(jìn)行加工，或安裝鉆頭、鉸刀等刀具進(jìn)行孔加工。偏移尾架可以車出長(zhǎng)工件的錐體。尾架的結(jié)構(gòu)由下列部分組成。 ⑴ 套筒 其左端有錐孔，用以安裝頂尖或錐柄刀具。套筒在尾架體內(nèi)的軸向位置可用 手輪調(diào)節(jié)，并可用鎖緊手柄固定。將套筒退至極右位置時(shí)，即可卸出頂尖或刀具。 ⑵ 尾架體 它與底 座 相連，當(dāng)松開(kāi)固定螺釘，擰動(dòng)螺桿可使尾架體在底板上第 1 章 緒論 10 作微量橫向移動(dòng)，以便使前后頂尖對(duì)準(zhǔn)中心或偏移一定距離車削長(zhǎng)錐面。 ⑶ 底板 它直接安裝于床身導(dǎo)軌上，用以支承尾架體。 將進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)傳至溜板箱。光杠用于一般車削，絲桿用于車螺紋。 它是車床的基礎(chǔ)件，用來(lái)連接各主要部件并保證各部件在運(yùn)動(dòng)時(shí)有正確的相對(duì)位置。在床身上有供溜板箱和尾架移動(dòng) 用 的導(dǎo)軌。 是用來(lái)支承和連接 車床各零部件的基礎(chǔ)構(gòu)件， 床腳用地腳螺栓緊固在地基上。 車床的變速箱與電機(jī)安裝在前床腳內(nèi)腔中，車床的電氣控制系統(tǒng)安裝在后床腳內(nèi)腔中。 數(shù)確定 對(duì)于主運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，它的主運(yùn)動(dòng)參數(shù)就是指與主軸有關(guān)的參數(shù)。 專用機(jī)床用于特定工序的加工，由于工藝穩(wěn)定，絕大多數(shù)專用機(jī)床的主軸只需要一種 固定的轉(zhuǎn)速 n，即 n= 000r/ (2而通用機(jī)床和專門機(jī)床的工藝范圍卻比較廣，機(jī)床的加工類型、刀具材 料、工件材料及加工直徑等是經(jīng)常改變的，這說(shuō)法要求機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速也能在一定的范圍內(nèi)，以適應(yīng)使用上的不同需要。對(duì)于有級(jí)變速的主軸轉(zhuǎn)速，有三個(gè)問(wèn)題需要解決，即主軸的最低轉(zhuǎn)速 間各級(jí)轉(zhuǎn)速的合理排列；主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)的確定 : ① 主軸極限轉(zhuǎn)速（ 確定 由式（ 2－ 1）可得 ?, 2按式 (2表計(jì)算，將最高轉(zhuǎn)速的計(jì)算值提高 25%作為先定值，即 440× (1+25%)=1800。據(jù)調(diào)查分析得知，較低的主軸轉(zhuǎn)速出現(xiàn)于三種加工類型，分別為低速光車外圓，精鉸孔，精車絲杠。經(jīng)計(jì)算后選最低值，故選定 45r/ 綜上所述，可確定該機(jī)床的主軸最低轉(zhuǎn)速 45r/高轉(zhuǎn)速 800r/ ② 公比ψ值的選定 11 選定了 。在規(guī)定的 7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)公比值中，ψ＝ ψ＝ 在 選用的公比 ψ值小，則相對(duì)轉(zhuǎn)速損失小，使用機(jī)床時(shí)選速有利，但因轉(zhuǎn)數(shù)級(jí)數(shù)增多，機(jī)床結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜；反之亦然。因此，公比ψ值的選定主要取決于機(jī)床的使用特點(diǎn)和機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。因 使轉(zhuǎn)速損失損當(dāng)小些，而機(jī)床結(jié)構(gòu)又不至于過(guò)復(fù)雜，所以公比ψ可選取中等數(shù)值?，F(xiàn)根據(jù)表 1－ 1取ψ＝ 1－ 1 標(biāo)準(zhǔn)公比ψ值 ③ 轉(zhuǎn)數(shù)極數(shù) Z 由 ?z (2 ψ 1?z 即 ψ = 1?z Z= 1? 轉(zhuǎn)數(shù)極數(shù) Z ＝ 12 極。 ④ 確定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列 為了機(jī)床設(shè)計(jì)、使用 和管理的方便，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速值已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。表 2－ 4是按標(biāo)準(zhǔn)公比制定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。 查表 1－ 2 可知整個(gè)轉(zhuǎn)速數(shù)列為： 40、 56、 80、 112、 160、 224、 315、 450、630、 900、 1250、 1800。 第 1 章 緒論 12 表13 機(jī)功率 調(diào)查用戶在該類工作加工時(shí)的機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率的使用情況，對(duì)國(guó)內(nèi)外同類型、同規(guī)格機(jī)床的主電動(dòng)機(jī)功率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，然后初步選定機(jī)床的主電動(dòng)機(jī)功率。對(duì)于某些通用機(jī)床，還可以參照機(jī)床系列型譜來(lái)選取功率。如表 1－ 2所示臥式車床主電動(dòng)機(jī)功率的推薦數(shù)值。 表 1 臥式車床主電動(dòng)機(jī)功率推薦數(shù)值 根據(jù)條件取電動(dòng)機(jī)功率為 1440r/ 第二章 主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 14 第二章 主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 機(jī)床主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)任務(wù)是，按照已確定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)和傳動(dòng)方案，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理、性能先進(jìn)的傳動(dòng)系統(tǒng)。其方根設(shè)計(jì)內(nèi)容：擬定結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)；擬定轉(zhuǎn)速圖，確定各傳動(dòng)副傳動(dòng)比；確定帶輪直徑、齒輪齒數(shù)；布置、排列齒輪，繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖等。 構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的擬定 已知主軸轉(zhuǎn)速 n=45— 1800r/數(shù) Z＝ 12，公比ψ＝ 構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 （ 1）確定變速組的個(gè)數(shù)和傳動(dòng)副數(shù) 由前述可知，大多數(shù)機(jī)床廣泛應(yīng)用滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，為了滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和操縱方便的要求，通常采用雙聯(lián)或本聯(lián)齒輪。因此，主軸轉(zhuǎn)速為 12 級(jí)的變速系統(tǒng)可用三個(gè)變速組，其中一個(gè)三聯(lián)齒輪變速組和兩個(gè)雙聯(lián)齒輪。 （ 2）確定傳動(dòng)順序方案 不同的傳動(dòng)順序方案有： 12＝ 4× 3 12＝ 3× 4, 12＝ 3× 2× 2 12＝ 2× 3× 3 12＝ 2× 2× 3 因?yàn)樵冖褫S上如果安置換向摩擦離合器時(shí)，為減小軸向尺寸，第一傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù)不能多，以 2為宜。在機(jī) 床設(shè)計(jì)中，因要求的 后擴(kuò)大組應(yīng)取 2更為合適。由于Ⅰ軸裝有摩擦離合器，在結(jié)構(gòu)上要求有一齒輪的齒根圓大于離合器的直徑。因此選用 12＝ 2× 3× 2 （ 3）畫出結(jié)構(gòu)網(wǎng) 根據(jù)已確定的結(jié)構(gòu)式方案畫出結(jié)構(gòu)網(wǎng) 15 圖 2構(gòu)網(wǎng) 速圖的擬定 1）主電機(jī)的選定 電動(dòng)機(jī)功率 N： 機(jī)轉(zhuǎn)速 因?yàn)?1800r/根據(jù) N=于要使電機(jī)轉(zhuǎn)速 主軸最高轉(zhuǎn)速相近或 相宜，以免采用過(guò)大的升速或過(guò)小的降速傳動(dòng)。所以初步定電機(jī)為：機(jī)轉(zhuǎn)速 1440r/ 2）定比傳動(dòng) 在變速傳動(dòng)系統(tǒng)中采用定比傳動(dòng)，主要考慮傳動(dòng)、結(jié)構(gòu)和性能等方面要求，以及滿足不同用戶的使用要求。為使中間兩個(gè)變速組做到降速緩慢，以利于減少變速箱的徑向尺寸，故在Ⅰ -Ⅱ軸間增加一對(duì)降速傳動(dòng)齒輪。 3）分配降速比 ① 12級(jí)降速為： 40 56 80 12 112 160 224 315 450 900 1250 1800 （ r/ ② 決定Ⅳ -Ⅴ間的最小降速傳動(dòng)比： 由于齒輪極限傳動(dòng) 比限制 ，為了提高主軸的平穩(wěn)性，取最后一個(gè)變第二章 主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 16 速組的降速傳動(dòng)比為 1/4，按公比 φ =表可知： 。決定其余變速組的最小傳動(dòng)比，根據(jù)降速前慢后快的原則，Ⅲ -Ⅳ軸間變速組取 U=1/? 3Ⅱ -Ⅲ軸間取 U=1/? 3 ③ 畫出轉(zhuǎn)速圖 12=2× 3× 2 圖 2 轉(zhuǎn)速圖 17 結(jié)構(gòu) 大體 示意圖 : 圖 2結(jié)構(gòu)示意圖 第三章 齒輪及帶輪直徑的確定 18 第三章 齒數(shù)及帶輪直徑的確定 確定齒輪齒數(shù)時(shí)，需先初定變速組內(nèi)齒輪副模數(shù)和傳動(dòng)軸直徑，以便根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸判斷其齒輪齒數(shù)或齒數(shù)和是否適宜。因主傳動(dòng)齒輪要傳遞足夠動(dòng)力，故齒輪模數(shù)一般取 m≥ 2。在強(qiáng)度允許的條件下盡可能取較小的模數(shù)，可方便加工、降低噪聲。為了便于設(shè)計(jì)與制造，主傳動(dòng)所用齒輪模數(shù)的各種數(shù)應(yīng) 盡可能少些。在同一個(gè)變速組內(nèi)，通常選用相同的模數(shù)，這是因?yàn)楦鼾X輪副的速度和受力情況相差不大的緣故。而在某些場(chǎng)合，如最后擴(kuò)大組或背輪傳動(dòng)組中，由于各齒輪副的速度和受力情況相差懸殊，在同一個(gè)變速組內(nèi)才選用不同的模數(shù)，但一般不多于兩種。 輪齒數(shù)確定的原則和要求 齒輪齒數(shù)確定的 2原則是，齒輪結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，主軸轉(zhuǎn)速誤差小。 具體要求是： （ 1） 齒數(shù)和不應(yīng)過(guò)大 齒輪副的齒數(shù)和過(guò)大會(huì)增加兩軸間的中心距，造成結(jié)構(gòu)龐大；此外，齒數(shù)和增加，還會(huì)提高齒輪的線速度而加大噪聲。故一般推薦齒數(shù)和 S≤ 100－ 120。 （ 2） 齒數(shù)和不應(yīng)過(guò)小 齒輪副的齒數(shù)和應(yīng)盡可能減小，但需從下述限制條件中選取較大值 。 ①受傳動(dòng)性能限制的最小齒數(shù) 為了保證最小齒輪不產(chǎn)生根切以及主傳動(dòng)具有較好的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性等，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，一般取最小齒輪齒數(shù) 18－ 20，主軸上小齒輪 20；高速齒輪取 25，而運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求不高的齒輪可取 14（允許有少量根切）。 ② 受齒輪結(jié)構(gòu)限制的最小齒數(shù) 齒輪（尤其是最小齒輪）應(yīng)能可靠的安裝到軸上或進(jìn)行套裝，特別要注意齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽處的壁厚不能過(guò)小，以防齒輪熱處理時(shí)產(chǎn)生過(guò) 大的變形或傳動(dòng)中造成斷裂現(xiàn)象。 ③受兩軸組件結(jié)構(gòu)限制的最小中心距 若齒數(shù)和太小，則過(guò)小的中心距將導(dǎo)致兩軸上的軸承或其他結(jié)構(gòu)元件之間的 19 距離過(guò)近或相碰。 輪直徑的確定 ①選擇三角帶型號(hào) 根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速 1440r/n=表可確定三角帶型號(hào)為 ② 確定帶輪的最小直徑 查表得 140 ③計(jì)算大帶輪直徑 根據(jù)要求的傳動(dòng)比ｕ和滑動(dòng)率ξ確定 D 大 ＝ D × 1u × (1 小 (3＝ 140× 1900 × (＝ 220三章 齒輪及帶輪直徑的確定 20 表 3準(zhǔn)直徑及其外徑 21 表 3 V 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 第三章 齒輪及帶輪直徑的確定 22 表 3 單位 V 帶基準(zhǔn)額定功率 23 表 3 帶輪截面尺寸 槽型 d f v ?34?? ?38?? Z 2? ? 1 80? 〉 80 A 5? 0? 1 118? 〉 118 B 9? 1 190? 〉 193 C 7? 1 313? 〉 313 第三章 齒輪及帶輪直徑的確定 24 定齒輪齒數(shù) （ 1）第一變速組內(nèi)有兩對(duì)齒輪，其傳動(dòng)比為 22=3412 初步定出最小齒輪齒數(shù) 根據(jù)結(jié)構(gòu)條件，由表 2－ 12得 u=2一行中找到 2時(shí)，同時(shí)滿足兩個(gè)傳動(dòng)比的要求，確定 72 0 21Z ?? =720 34Z ?? =728 （ 2）第二變速組有三對(duì)傳動(dòng)副 μ 1 = = 1 ψ = 1 μ 2 = = 1 Ψ2= 1 2 μ = = 1 Ψ3= 1)2確定最小齒輪的齒數(shù) 21 0 3 7 7 04 09 (3)第三變速組有兩對(duì)齒輪 μ 1 = = 2Ψ = 2 μ 2 = = 1 Ψ4= 確定 21 =104 25 14 83Z? 11 35Z ? 69 1 30Z? 3 24Z? 4 48Z? 5 33Z? 6 47Z? 7 27Z? 8 54Z? 9 21Z? 10 59Z? 11 35Z? 12 69Z? 13 21Z? 14 83Z? 表 3輪齒數(shù) 0 0 4 8 3 7 7 4 1 9 9 1 3 軸轉(zhuǎn)速系列的驗(yàn)算 n = │ n理 │ ≤ 10 × （Ψ — 1） % = (3n 實(shí) = n × 2 × 3 × 4 n’1 =1400 × 140220 × 2448 × 2159 × 2183 = │ n'1— n理 │ = │ 40 40 │ ≈ 0120 定三角帶根數(shù) Z 根據(jù)公式可得： 33 Z = = 098 = （ 5 取 Z=3 齒輪模數(shù)的估算和計(jì)算 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 根據(jù)公式可得： 3?Z? = 40× = 112 r/ （ 5 nⅣ ＝ 160 r/nⅢ ＝ 450 r/nⅡ ＝ 900 r/ 各齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速 1Z 2Z 3Z 4Z 5Z 6Z 7Z 8Z 9Z 10Z 11Z 12Z 13Z 14Z 900 1250 900 450 450 315 450 224 450 160 160 315 450 112 r/ 估算 第三變速組，按齒輪彎曲疲勞的估算 M w ≥ 323 （ 5 = 32 98 ?? ≈ 1 = （齒輪） η 2 = （軸承） η 3 = （帶） 按齒面點(diǎn)蝕的估算 A ≥ 3703 ＝ 370 3 98 ?? ≈ （ 5 = 22 = 2× ≈ 五章 傳動(dòng)件的估算及驗(yàn)算 34 根據(jù) m=3 （標(biāo)準(zhǔn)值） 算（驗(yàn)算） 根據(jù)接觸疲勞齒輪模數(shù) 163003 221 ][5321)1(? （ 5 N = × × W 112 r/1 = 83 i = 8321 ≈ K z = n K w m 710 17500112 60 ??≈ （ 5 w = q = z = m= 8 2 = 3 = z = ? j] = 650 算出 據(jù)彎曲疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) Y = ( + 1 = 2 = 35 r = 6 8102 17500112 60 ? ??≈ n = N = q = 5 = n q = 1= 83 112 r/[? w] = 275 ? m = 8 2753 ][1 5321 ?= （ 5 傳動(dòng)軸的估算和驗(yàn)算 動(dòng)軸直徑的估算 由公式可知： d = 91 4 ][? （ 5 N = = × × 6. 16 KW 112 r/? ] = m 91 4 N = = × × 6. 4 KW 160 r/? ] = m 第五章 傳動(dòng)件的估算及驗(yàn)算 36 91 4 N = = 6. 55 KW 450 r/? ] = m 91 4 29.9 N = = × 6. 68 KW 900 r/? ] = m 91 4 23.4 傳動(dòng) 軸強(qiáng)度的驗(yàn)算 選第 d 大齒輪 ＝ 3 × 48 = 144 = P× 9550n = 329436 N · （ 5 2 = 103 N a = 833 N 0 = 889N = = 1861N = = 677N = 7 = 1861 × 97 = 180517 N· mm = 65772 N· 37 m = 22VH = 192126 N· （ 5 w = 3500取 a = w= 22 )2(4)( = w 2 ) = 59 ? [ （ 5 強(qiáng)度足夠 第六章 主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 38 第六章 主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 機(jī)床主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就是將傳動(dòng)方案“結(jié)構(gòu)化”，向生產(chǎn)部門提供主傳動(dòng)部件裝配圖，零件工作圖及零件名細(xì)表等。 在機(jī)床初步設(shè)計(jì)中，考慮主軸變速箱在機(jī)床上的位置，與其他部件的相 互關(guān)系，只是概略給出其形狀與尺寸要求，但最終還需要箱內(nèi)各元件的實(shí)際結(jié)構(gòu)與布置才能確定下來(lái)，在可能的情況下，應(yīng)盡量減小主軸變速箱的軸向和徑向尺寸，以便節(jié)省材料，減輕重量，滿足使用要求。 軸變速箱裝配圖 移齒輪變速機(jī)構(gòu) ① 多聯(lián)齒輪結(jié)構(gòu) 多聯(lián)齒輪采用整體式和組合式結(jié)構(gòu)，整體式齒輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。組合式齒輪結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、制造較優(yōu)困難，但軸向尺寸小，可方便地進(jìn)行輪齒的滾、剃、珩、磨等工藝，能夠有效地降低噪聲。齒輪之間可采用鍵鑲裝、騎縫螺管或彈性擋圈軸向固定。 ② 齒輪定心方式 花鍵配合的間隙較大，能增大噪聲，而且大徑定心不如小徑定心精度高，因此定比傳動(dòng)齒輪或固定齒輪采用光軸定心或錐孔定心單鍵傳動(dòng)較好，滑移齒輪可采用配合公差適宜的小徑定心花鍵軸傳動(dòng)，也可采用光軸導(dǎo)向鍵傳動(dòng)。 輪結(jié)構(gòu) ① 帶輪裝在軸端 ② 卸荷裝置 將帶輪裝在軸承上，軸承裝在套筒上，傳給軸的只是扭矩，徑向力由固定在箱體上的套筒承受。本設(shè)計(jì)采用將帶支在軸承外圈上，扭矩從端頭傳入。 動(dòng)軸組件 ① 零件的定位與固定 傳動(dòng)軸上零件的定位要合理、固定要可靠。零件的徑向定位，一般是靠 孔和 39 軸的配合。對(duì)于軸向位置必須固定的零件，不允許沿軸向竄動(dòng)，可用軸肩、軸套、擋圈、螺釘、銷子等進(jìn)行軸向定位或固定。對(duì)于軸向滑移零件，應(yīng)留有足夠的滑移空間，其滑移到位也必須是一定的，可采用定位裝置來(lái)控制其各個(gè)停留位置。 ② 傳動(dòng)軸組件的軸向定位與固定 傳動(dòng)軸組件在箱體內(nèi)的軸向位置也必須是確定的，不允許軸向竄動(dòng)，以保證其上零件的正常工作，采取滾動(dòng)軸承來(lái)軸向定位或固定采用一端固定或兩端固定的方式，靠箱體內(nèi)的臺(tái)階、擋圈、壓蓋、螺釘?shù)葋?lái)實(shí)現(xiàn)。 ③ 滾動(dòng)軸承類型 傳動(dòng)軸方根采用向心球軸承和圓錐滾子軸承，需 成對(duì)使用。 溝球軸承 溝球軸承 0 溝球軸承，圓錐滾子軸承 列圓柱滾子軸承，圓錐滾子軸承 采用軸肩，軸承蓋等定位。 軸組件設(shè)計(jì) ①內(nèi)孔直徑 43軸頸直徑 前錐孔采用莫氏錐孔，選莫氏錐度號(hào)為 5 號(hào)。 ④支承跨距 a L/a=3 ⑤頭部尺寸：選 B 型 5號(hào) ⑥軸承的配置 雙列矩圓柱滾子軸承：種軸承承載能力大，內(nèi)孔有 1/12錐度，摩擦系數(shù)小，溫升低，但不能承受軸向力，必須和能承受軸向力的軸承配合使用。 圓錐滾子軸承：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)速低一點(diǎn)。 配置軸承時(shí)，應(yīng)注意：每個(gè)支承點(diǎn)都要能承受徑向力，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)荷都有機(jī)床支承承受，主軸采用兩個(gè)支承，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。 主軸剛度的驗(yàn)算： 20六章 主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 40 155－ 105位數(shù) y = 算 彈性模量 Ｅ ＝ ２ × １０ 8 Ｉ＝ 64 )(44 ? ＝ 64 )3868(44 ?? ＝ ９４６７２２ Ａ＝ 4 )(22 ? ＝ 4 )3868(22 ?? ＝ ２４９６ .３ mm x = mm 1+l/a) = 9467221023 1003026 53??? ?× (1+100300) = X +l/a) = 003026 5 ?? ?× (1+300100) = 1 = = 105 N /2 = = 105 N /mm 1+ + 1)2 = y = y1+ 合格 41 總 結(jié) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)用了三個(gè)月，回想起來(lái)，花在畫圖的時(shí)間并不是太多，主要還是在設(shè)計(jì)計(jì)算上。能過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)， 我不但鞏固了舊的知識(shí)，如：機(jī)械設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床等 ,利用繪圖軟件繪圖使我對(duì)繪圖軟件的掌握更加的熟練，而且學(xué)習(xí)到了怎樣設(shè)計(jì)機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，如何設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的每一個(gè)細(xì)節(jié)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次知識(shí)綜合的考驗(yàn)，要考慮的問(wèn)題很多， 經(jīng)過(guò) 三個(gè)月 的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 這里首先要感謝我的導(dǎo)師 張良棟 老師。 張 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，從查 閱資料 到 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)，裝配草圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是 張 老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了 張 老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和 工作。 然后還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì) ， 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 最后感謝我的母校 — 四川理工學(xué)院 四年來(lái)對(duì)我的大力栽培。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 42 參 考 文 獻(xiàn) [1] 李 鐵堯主編 M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,1990. [2] 顧維邦主編 上、下冊(cè) )[M]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1984. [3] 吳圣莊主編 M]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1985. [4] 黃鶴汀主編 M] 機(jī)械工業(yè)出版社 ,1992. [5] 龔宗智主編 M] 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 ,1995. [6] 大連工學(xué)院機(jī)床教研室主編 . 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 ,1992. [7] 王啟義主編 M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1989. [8] 陳雪瑞主編 M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 ,1988. [9] 吳國(guó)華主編 M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,2000. [10] 成大先主編 M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2000. [11] 顧建中主編． 機(jī)械 傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]． 北京 :煤炭工業(yè)出版社， 1983. [12] 吳宗澤主編 . 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2004. [13] 黃鶴汀主編 . 機(jī)械制造裝備 [M]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2001. [14] 華楚生主編 . 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) [M]. 重慶 :重慶大學(xué)出版社 ,2005. 該方案是關(guān)于機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)，機(jī)床主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就是將傳動(dòng)方案“結(jié)構(gòu)化”，向生產(chǎn)部門提供主傳動(dòng)部件裝配圖，零件工作圖及零件名細(xì)表等。在機(jī)床初步設(shè)計(jì)中，考慮主軸變速箱在機(jī)床上的位置，與其他部件的相互關(guān)系，只是概略給出其形狀與尺寸要求，但最終還需要箱內(nèi)各元件的實(shí)際結(jié)構(gòu)與布置才能確定下來(lái)，在可能的情況下，應(yīng)盡量減小主軸變速箱的軸向和徑向尺寸，以便節(jié)省材料，減輕重量，滿足使用要求。機(jī)床主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)任務(wù)是，按照已確定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)和傳動(dòng)方案，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理、性能先 的傳動(dòng)系 。其方 設(shè)計(jì)內(nèi) 定結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu) 定 速圖，確定各傳動(dòng) 傳動(dòng) 確定 徑、 數(shù) 布置、 ， 傳動(dòng)系 圖等。 1 任務(wù)書 設(shè)計(jì)（論文）題目： 機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 （ 1） 計(jì)算機(jī)或者手工繪制總裝圖一張、零件圖若干張； （ 2） 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。 2．指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說(shuō)明 （ 1） 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) （ 2） 機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè) （ 3） 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) （ 4） 機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 3．進(jìn)度安排 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 準(zhǔn)備工作（收集資料和查看復(fù)習(xí)畢業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容） 資料檢索 方案設(shè)計(jì) 主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì) 繪圖 修改 編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ：本表一式三份，系、指導(dǎo)教師、學(xué)生各一份 第 1 章 緒論 2 目 錄 摘要 ······························ 1 第一章 參數(shù)的確定 ······················· 2 床的規(guī)格系列和類型 ··················· 2 數(shù)確定 ························· 4 ············ 4 ① 極限切削速度 ··············· 5 ② 公比 ψ的選定 ····················· 5 ③ 轉(zhuǎn)數(shù)極數(shù) Z ······················ 5 ④ 確定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列 ··················· 6 動(dòng)力參數(shù)的確定 ················ 8 第二章 主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) ····················· 9 構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的擬定 ··············· 9 構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 ················· 9 速圖的擬定 ····················· 10 第三章 齒數(shù)及帶輪直徑的確定及相關(guān)驗(yàn)算 ············· 13 輪齒數(shù)確定的原則和要求 ················· 13 輪直徑的確定 ······················ 14 定齒輪齒數(shù) ······················· 19 軸轉(zhuǎn)速系列的驗(yàn)算 ···················· 20 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算 ··············· 22 第四章 傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速及其確定 ················· 23 ·············· 23 ················· 24 第五章 傳動(dòng)件的估算和驗(yàn)算 ··················· 26 角帶傳動(dòng)的計(jì)算 ····················· 26 輪模數(shù)的估算和計(jì)算 ··················· 28 3 動(dòng)軸的估 算和驗(yàn)算 ···················· 30 第六章 主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ····················· 33 軸變速箱裝配圖 ····················· 33 總 結(jié) ······························ 36 參考文獻(xiàn) ···························· 37 第 1 章 緒論 4 摘 要 機(jī)床是機(jī)械加工的重要設(shè)備，在機(jī)械制造中占有重要的地位。在一般的機(jī)器制造中，機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量占總制造工作量的 40%－ 60%，機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的建設(shè)中起著重大作用。本次設(shè)計(jì)的題目是機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：確定有關(guān)尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)；據(jù)所求得的有關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)及給定的公比，寫出結(jié)構(gòu)式，校驗(yàn)轉(zhuǎn)速范圍， 繪制轉(zhuǎn)速圖；確定各變速組傳動(dòng)副的傳動(dòng)比值，定齒輪齒數(shù)、帶輪直徑，校驗(yàn)三聯(lián)滑移齒輪齒頂是否相碰，校驗(yàn)各級(jí)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速誤差；繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。 關(guān)鍵詞 : 參數(shù)；傳動(dòng)比；結(jié)構(gòu)式；轉(zhuǎn)速圖；轉(zhuǎn)速誤差；傳動(dòng)系統(tǒng)圖 5 is an an In by 0of of a to of so a to to by to as to a of 第 1 章 緒論 6 第 1 章 緒論 一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)屬于機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)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)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。 二、 設(shè)計(jì)內(nèi)容與基本要求 設(shè)計(jì)內(nèi)容：本次畢 業(yè)設(shè)計(jì)要求完成變速級(jí)數(shù)為 6的機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)主軸變速箱設(shè)計(jì)。 基本要求： 1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)必須完成展開(kāi)圖、截面圖圖樣設(shè)計(jì)各一張，能夠較清楚地表達(dá)各軸和傳動(dòng)件的空間位置及有關(guān)結(jié)構(gòu)。 2、 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，合理的確定尺寸、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力等有關(guān)參數(shù)。 3、 正確利用結(jié)構(gòu)式、轉(zhuǎn)速圖等設(shè)計(jì)工具，認(rèn)真進(jìn)行方案分析。 4、 正確的運(yùn)用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)圖樣必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。說(shuō)明書力求采用工程術(shù)語(yǔ)，文字通順簡(jiǎn)練，字跡工整。 5、 完成典型零件工作圖圖樣 2張。 三、 設(shè)計(jì)步驟 方案確定 1、 確定有關(guān)尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)。 2、 據(jù)所求得的有關(guān)運(yùn)動(dòng) 參數(shù)及給定的傳動(dòng)比，寫出結(jié)構(gòu)式，校驗(yàn)轉(zhuǎn)速范圍，繪制轉(zhuǎn)速圖。 3、 確定各變速組傳動(dòng)副的傳動(dòng)比值，確定齒輪齒數(shù)、帶輪直徑，校驗(yàn)三聯(lián)滑移齒輪齒頂是否相碰，校驗(yàn)各級(jí)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速誤差。 4、 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 1、 草圖設(shè)計(jì) —— 估計(jì)各軸及齒輪尺寸，確定視圖比例，確定展開(kāi)圖及截面圖的總體布局；據(jù)各軸的受力條件，初選軸承，在有關(guān)支撐部位畫出軸承輪廓。并檢驗(yàn)各傳動(dòng)件運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否干涉。 2、 結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì) —— 確定齒輪、軸承及軸的固定方式；確定潤(rùn)滑、密封及軸承的調(diào)整方式；確定主軸頭部形狀及尺寸，完成展開(kāi)圖及截面圖的繪制。 3、 加黑，注尺寸、公差 配合，標(biāo)注件號(hào)，填寫明細(xì)表及裝配圖技術(shù)要求。 零件圖設(shè)計(jì) 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 第 1 章 緒論 8 第一章 參數(shù)的確定 床的規(guī)格系列和類型 車床依其類型和規(guī)格，可按類、組、型三級(jí)編成不同的型號(hào)，本設(shè)計(jì)以車床其字母與數(shù)字的含義如下： “ C” 為 “ 車 ” 字的漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母，直接讀音為 “ 車 ” 。 C 6 1 32 主參數(shù)代號(hào)（最大車削直徑的 1/10，即 320 機(jī)床型別代號(hào)（普通車床型） 機(jī)床組別代號(hào)（普通車床組） 機(jī)床類別代號(hào)（車床類） 為了更好的做好機(jī)床 的主傳動(dòng)設(shè)計(jì)，現(xiàn)查相關(guān)資料獲得以下內(nèi)容： 成部分如圖 1 又稱主軸箱，內(nèi)裝主軸和變速機(jī)構(gòu)。變速是通過(guò)改變?cè)O(shè)在床頭箱外面的手柄位置，可使主軸獲得 12種不同的轉(zhuǎn)速（ 45～ 1980 r/主軸是空心結(jié)構(gòu)，能通過(guò)長(zhǎng)棒料，棒料能通過(guò)主軸孔的最大直徑是 29軸的右端有外螺紋，用以連接卡盤、撥盤等附件。主軸右端的內(nèi)表面是莫氏 5號(hào)的錐孔，可插入錐套和頂尖，當(dāng)采用頂尖并與尾架中的頂尖同時(shí)使用安裝軸類工件時(shí)，其兩頂尖之間的最大距離為 750頭箱的另一重要作用 是將運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱，并可改變進(jìn)給方向。 圖 1通車床 1234567 ；891011121314516 9 又稱走刀箱，它是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)。它固定在床頭箱下部的床身前側(cè)面。變換進(jìn)給箱外面的手柄位置，可將床頭箱內(nèi)主軸傳遞下來(lái)的運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)為進(jìn)給箱輸出的光桿或絲桿獲得不同的轉(zhuǎn)速，以改變進(jìn)給量的大小或車削不同螺距 的螺紋。其縱向進(jìn)給量為 r；橫向進(jìn)給量為 r；可車削 17種公制螺紋（螺距為 9 32種英制螺紋（每英寸 2～ 38牙）。 安裝在車床 前 床腳的內(nèi)腔中，并由電動(dòng)機(jī)（ 440r/過(guò)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)變速箱中齒輪傳動(dòng)軸。變速箱外設(shè)有兩個(gè)長(zhǎng)的手柄，是分別移動(dòng)傳動(dòng)軸上的雙聯(lián)滑移齒輪和三聯(lián)滑移齒輪，可共獲 6種轉(zhuǎn)速，通過(guò)皮帶傳動(dòng)至床頭箱。 又稱拖板箱 ，溜板箱是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)。它使光杠或絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)齒輪和齒條或絲杠和開(kāi) 合螺母，推動(dòng)車刀作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。溜板箱上有三層滑板，當(dāng)接通光杠時(shí)，可使床鞍帶動(dòng)中滑板、小滑板及刀架沿床身導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)；中滑板可帶動(dòng)小滑板及刀架沿床鞍上的導(dǎo)軌作橫向移動(dòng)。故刀架可作縱向或橫向直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。當(dāng)接通絲杠并閉合開(kāi)合螺母時(shí)可車削螺紋。溜板箱內(nèi)設(shè)有互鎖機(jī)構(gòu)，使光杠、絲杠兩者不能同時(shí)使用。 它是用來(lái)裝夾車刀，并可作縱向、橫向及斜向運(yùn)動(dòng)。刀架是多層結(jié)構(gòu)，它由下列組成。 ⑴ 大 刀架 它與溜板箱牢固相連 ， 可沿床身導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)。 ⑵ 中 刀架 它裝置在大 刀架 頂面的橫向?qū)к壣?，可作橫向移動(dòng)。 ⑶ 轉(zhuǎn)盤 它固定在中 刀架 上，松開(kāi)緊固螺母后，可轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，使它和床身導(dǎo)軌成一個(gè)所需要的角度，而后再擰緊螺母，以加工圓錐面等。 ⑷ 小 刀架 它裝在轉(zhuǎn)盤上面的燕尾槽內(nèi)，可作短距離的進(jìn)給移動(dòng)。 ⑸ 方刀架 它固定在小 刀架 上，可同時(shí)裝夾四把車刀。松開(kāi)鎖緊手柄，即可轉(zhuǎn)動(dòng)方刀架，把所需要的車刀更換到工作位置上。 它用于安裝后頂尖，以支持較長(zhǎng)工件進(jìn)行加工，或安裝鉆頭、鉸刀等刀具進(jìn)行孔加工。偏移尾架可以車出長(zhǎng)工件的錐體。尾架的結(jié)構(gòu)由下列部分組成。 ⑴ 套筒 其左端有錐孔，用以安裝頂尖或錐柄刀具。套筒在尾架體內(nèi)的軸向位置可用 手輪調(diào)節(jié)，并可用鎖緊手柄固定。將套筒退至極右位置時(shí)，即可卸出頂尖或刀具。 ⑵ 尾架體 它與底 座 相連，當(dāng)松開(kāi)固定螺釘，擰動(dòng)螺桿可使尾架體在底板上第 1 章 緒論 10 作微量橫向移動(dòng)，以便使前后頂尖對(duì)準(zhǔn)中心或偏移一定距離車削長(zhǎng)錐面。 ⑶ 底板 它直接安裝于床身導(dǎo)軌上，用以支承尾架體。 將進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)傳至溜板箱。光杠用于一般車削，絲桿用于車螺紋。 它是車床的基礎(chǔ)件，用來(lái)連接各主要部件并保證各部件在運(yùn)動(dòng)時(shí)有正確的相對(duì)位置。在床身上有供溜板箱和尾架移動(dòng) 用 的導(dǎo)軌。 是用來(lái)支承和連接 車床各零部件的基礎(chǔ)構(gòu)件， 床腳用地腳螺栓緊固在地基上。 車床的變速箱與電機(jī)安裝在前床腳內(nèi)腔中，車床的電氣控制系統(tǒng)安裝在后床腳內(nèi)腔中。 數(shù)確定 對(duì)于主運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，它的主運(yùn)動(dòng)參數(shù)就是指與主軸有關(guān)的參數(shù)。 專用機(jī)床用于特定工序的加工，由于工藝穩(wěn)定，絕大多數(shù)專用機(jī)床的主軸只需要一種 固定的轉(zhuǎn)速 n，即 n= 000r/ (2而通用機(jī)床和專門機(jī)床的工藝范圍卻比較廣，機(jī)床的加工類型、刀具材 料、工件材料及加工直徑等是經(jīng)常改變的，這說(shuō)法要求機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速也能在一定的范圍內(nèi)，以適應(yīng)使用上的不同需要。對(duì)于有級(jí)變速的主軸轉(zhuǎn)速，有三個(gè)問(wèn)題需要解決，即主軸的最低轉(zhuǎn)速 間各級(jí)轉(zhuǎn)速的合理排列；主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)的確定 : ① 主軸極限轉(zhuǎn)速（ 確定 由式（ 2－ 1）可得 ?, 2按式 (2表計(jì)算，將最高轉(zhuǎn)速的計(jì)算值提高 25%作為先定值，即 440× (1+25%)=1800。據(jù)調(diào)查分析得知，較低的主軸轉(zhuǎn)速出現(xiàn)于三種加工類型，分別為低速光車外圓，精鉸孔，精車絲杠。經(jīng)計(jì)算后選最低值，故選定 45r/ 綜上所述，可確定該機(jī)床的主軸最低轉(zhuǎn)速 45r/高轉(zhuǎn)速 800r/ ② 公比ψ值的選定 11 選定了 。在規(guī)定的 7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)公比值中，ψ＝ ψ＝ 在 選用的公比 ψ值小，則相對(duì)轉(zhuǎn)速損失小，使用機(jī)床時(shí)選速有利，但因轉(zhuǎn)數(shù)級(jí)數(shù)增多，機(jī)床結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜；反之亦然。因此，公比ψ值的選定主要取決于機(jī)床的使用特點(diǎn)和機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。因 使轉(zhuǎn)速損失損當(dāng)小些，而機(jī)床結(jié)構(gòu)又不至于過(guò)復(fù)雜，所以公比ψ可選取中等數(shù)值?，F(xiàn)根據(jù)表 1－ 1取ψ＝ 1－ 1 標(biāo)準(zhǔn)公比ψ值 ③ 轉(zhuǎn)數(shù)極數(shù) Z 由 ?z (2 ψ 1?z 即 ψ = 1?z Z= 1? 轉(zhuǎn)數(shù)極數(shù) Z ＝ 12 極。 ④ 確定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列 為了機(jī)床設(shè)計(jì)、使用 和管理的方便，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速值已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。表 2－ 4是按標(biāo)準(zhǔn)公比制定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。 查表 1－ 2 可知整個(gè)轉(zhuǎn)速數(shù)列為： 40、 56、 80、 112、 160、 224、 315、 450、630、 900、 1250、 1800。 第 1 章 緒論 12 表13 機(jī)功率 調(diào)查用戶在該類工作加工時(shí)的機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率的使用情況，對(duì)國(guó)內(nèi)外同類型、同規(guī)格機(jī)床的主電動(dòng)機(jī)功率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，然后初步選定機(jī)床的主電動(dòng)機(jī)功率。對(duì)于某些通用機(jī)床，還可以參照機(jī)床系列型譜來(lái)選取功率。如表 1－ 2所示臥式車床主電動(dòng)機(jī)功率的推薦數(shù)值。 表 1 臥式車床主電動(dòng)機(jī)功率推薦數(shù)值 根據(jù)條件取電動(dòng)機(jī)功率為 1440r/ 第二章 主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 14 第二章 主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 機(jī)床主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)任務(wù)是，按照已確定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)和傳動(dòng)方案，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理、性能先進(jìn)的傳動(dòng)系統(tǒng)。其方根設(shè)計(jì)內(nèi)容：擬定結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)；擬定轉(zhuǎn)速圖，確定各傳動(dòng)副傳動(dòng)比；確定帶輪直徑、齒輪齒數(shù)；布置、排列齒輪，繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖等。 構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的擬定 已知主軸轉(zhuǎn)速 n=45— 1800r/數(shù) Z＝ 12，公比ψ＝ 構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 （ 1）確定變速組的個(gè)數(shù)和傳動(dòng)副數(shù) 由前述可知，大多數(shù)機(jī)床廣泛應(yīng)用滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，為了滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和操縱方便的要求，通常采用雙聯(lián)或本聯(lián)齒輪。因此，主軸轉(zhuǎn)速為 12 級(jí)的變速系統(tǒng)可用三個(gè)變速組，其中一個(gè)三聯(lián)齒輪變速組和兩個(gè)雙聯(lián)齒輪。 （ 2）確定傳動(dòng)順序方案 不同的傳動(dòng)順序方案有： 12＝ 4× 3 12＝ 3× 4, 12＝ 3× 2× 2 12＝ 2× 3× 3 12＝ 2× 2× 3 因?yàn)樵冖褫S上如果安置換向摩擦離合器時(shí)，為減小軸向尺寸，第一傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù)不能多，以 2為宜。在機(jī) 床設(shè)計(jì)中，因要求的 后擴(kuò)大組應(yīng)取 2更為合適。由于Ⅰ軸裝有摩擦離合器，在結(jié)構(gòu)上要求有一齒輪的齒根圓大于離合器的直徑。因此選用 12＝ 2× 3× 2 （ 3）畫出結(jié)構(gòu)網(wǎng) 根據(jù)已確定的結(jié)構(gòu)式方案畫出結(jié)構(gòu)網(wǎng) 15 圖 2構(gòu)網(wǎng) 速圖的擬定 1）主電機(jī)的選定 電動(dòng)機(jī)功率 N： 機(jī)轉(zhuǎn)速 因?yàn)?1800r/根據(jù) N=于要使電機(jī)轉(zhuǎn)速 主軸最高轉(zhuǎn)速相近或 相宜，以免采用過(guò)大的升速或過(guò)小的降速傳動(dòng)。所以初步定電機(jī)為：機(jī)轉(zhuǎn)速 1440r/ 2）定比傳動(dòng) 在變速傳動(dòng)系統(tǒng)中采用定比傳動(dòng)，主要考慮傳動(dòng)、結(jié)構(gòu)和性能等方面要求，以及滿足不同用戶的使用要求。為使中間兩個(gè)變速組做到降速緩慢，以利于減少變速箱的徑向尺寸，故在Ⅰ -Ⅱ軸間增加一對(duì)降速傳動(dòng)齒輪。 3）分配降速比 ① 12級(jí)降速為： 40 56 80 12 112 160 224 315 450 900 1250 1800 （ r/ ② 決定Ⅳ -Ⅴ間的最小降速傳動(dòng)比： 由于齒輪極限傳動(dòng) 比限制 ，為了提高主軸的平穩(wěn)性，取最后一個(gè)變第二章 主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 16 速組的降速傳動(dòng)比為 1/4，按公比 φ =表可知： 。決定其余變速組的最小傳動(dòng)比，根據(jù)降速前慢后快的原則，Ⅲ -Ⅳ軸間變速組取 U=1/? 3Ⅱ -Ⅲ軸間取 U=1/? 3 ③ 畫出轉(zhuǎn)速圖 12=2× 3× 2 圖 2 轉(zhuǎn)速圖 17 結(jié)構(gòu) 大體 示意圖 : 圖 2結(jié)構(gòu)示意圖 第三章 齒輪及帶輪直徑的確定 18 第三章 齒數(shù)及帶輪直徑的確定 確定齒輪齒數(shù)時(shí)，需先初定變速組內(nèi)齒輪副模數(shù)和傳動(dòng)軸直徑，以便根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸判斷其齒輪齒數(shù)或齒數(shù)和是否適宜。因主傳動(dòng)齒輪要傳遞足夠動(dòng)力，故齒輪模數(shù)一般取 m≥ 2。在強(qiáng)度允許的條件下盡可能取較小的模數(shù)，可方便加工、降低噪聲。為了便于設(shè)計(jì)與制造，主傳動(dòng)所用齒輪模數(shù)的各種數(shù)應(yīng) 盡可能少些。在同一個(gè)變速組內(nèi)，通常選用相同的模數(shù)，這是因?yàn)楦鼾X輪副的速度和受力情況相差不大的緣故。而在某些場(chǎng)合，如最后擴(kuò)大組或背輪傳動(dòng)組中，由于各齒輪副的速度和受力情況相差懸殊，在同一個(gè)變速組內(nèi)才選用不同的模數(shù)，但一般不多于兩種。 輪齒數(shù)確定的原則和要求 齒輪齒數(shù)確定的 2原則是，齒輪結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，主軸轉(zhuǎn)速誤差小。 具體要求是： （ 1） 齒數(shù)和不應(yīng)過(guò)大 齒輪副的齒數(shù)和過(guò)大會(huì)增加兩軸間的中心距，造成結(jié)構(gòu)龐大；此外，齒數(shù)和增加，還會(huì)提高齒輪的線速度而加大噪聲。故一般推薦齒數(shù)和 S≤ 100－ 120。 （ 2） 齒數(shù)和不應(yīng)過(guò)小 齒輪副的齒數(shù)和應(yīng)盡可能減小，但需從下述限制條件中選取較大值 。 ①受傳動(dòng)性能限制的最小齒數(shù) 為了保證最小齒輪不產(chǎn)生根切以及主傳動(dòng)具有較好的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性等，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，一般取最小齒輪齒數(shù) 18－ 20，主軸上小齒輪 20；高速齒輪取 25，而運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求不高的齒輪可取 14（允許有少量根切）。 ② 受齒輪結(jié)構(gòu)限制的最小齒數(shù) 齒輪（尤其是最小齒輪）應(yīng)能可靠的安裝到軸上或進(jìn)行套裝，特別要注意齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽處的壁厚不能過(guò)小，以防齒輪熱處理時(shí)產(chǎn)生過(guò) 大的變形或傳動(dòng)中造成斷裂現(xiàn)象。 ③受兩軸組件結(jié)構(gòu)限制的最小中心距 若齒數(shù)和太小，則過(guò)小的中心距將導(dǎo)致兩軸上的軸承或其他結(jié)構(gòu)元件之間的 19 距離過(guò)近或相碰。 輪直徑的確定 ①選擇三角帶型號(hào) 根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速 1440r/n=表可確定三角帶型號(hào)為 ② 確定帶輪的最小直徑 查表得 140 ③計(jì)算大帶輪直徑 根據(jù)要求的傳動(dòng)比ｕ和滑動(dòng)率ξ確定 D 大 ＝ D × 1u × (1 小 (3＝ 140× 1900 × (＝ 220三章 齒輪及帶輪直徑的確定 20 表 3準(zhǔn)直徑及其外徑 21 表 3 V 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 第三章 齒輪及帶輪直徑的確定 22 表 3 單位 V 帶基準(zhǔn)額定功率 23 表 3 帶輪截面尺寸 槽型 d f v ?34?? ?38?? Z 2? ? 1 80? 〉 80 A 5? 0? 1 118? 〉 118 B 9? 1 190? 〉 193 C 7? 1 313? 〉 313 第三章 齒輪及帶輪直徑的確定 24 定齒輪齒數(shù) （ 1）第一變速組內(nèi)有兩對(duì)齒輪，其傳動(dòng)比為 22=3412 初步定出最小齒輪齒數(shù) 根據(jù)結(jié)構(gòu)條件，由表 2－ 12得 u=2一行中找到 2時(shí)，同時(shí)滿足兩個(gè)傳動(dòng)比的要求，確定 72 0 21Z ?? =720 34Z ?? =728 （ 2）第二變速組有三對(duì)傳動(dòng)副 μ 1 = = 1 ψ = 1 μ 2 = = 1 Ψ2= 1 2 μ = = 1 Ψ3= 1)2確定最小齒輪的齒數(shù) 21 0 3 7 7 04 09 (3)第三變速組有兩對(duì)齒輪 μ 1 = = 2Ψ = 2 μ 2 = = 1 Ψ4= 確定 21 =104 25 14 83Z? 11 35Z ? 69 1 30Z? 3 24Z? 4 48Z? 5 33Z? 6 47Z? 7 27Z? 8 54Z? 9 21Z? 10 59Z? 11 35Z? 12 69Z? 13 21Z? 14 83Z? 表 3輪齒數(shù) 0 0 4 8 3 7 7 4 1 9 9 1 3 軸轉(zhuǎn)速系列的驗(yàn)算 n = │ n理 │ ≤ 10 × （Ψ — 1） % = (3n 實(shí) = n × 2 × 3 × 4 n’1 =1400 × 140220 × 2448 × 2159 × 2183 = │ n'1— n理 │ = │ 40 40 │ ≈ 0120 定三角帶根數(shù) Z 根據(jù)公式可得： 33 Z = = 098 = （ 5 取 Z=3 齒輪模數(shù)的估算和計(jì)算 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 根據(jù)公式可得： 3?Z? = 40× = 112 r/ （ 5 nⅣ ＝ 160 r/nⅢ ＝ 450 r/nⅡ ＝ 900 r/ 各齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速 1Z 2Z 3Z 4Z 5Z 6Z 7Z 8Z 9Z 10Z 11Z 12Z 13Z 14Z 900 1250 900 450 450 315 450 224 450 160 160 315 450 112 r/ 估算 第三變速組，按齒輪彎曲疲勞的估算 M w ≥ 323 （ 5 = 32 98 ?? ≈ 1 = （齒輪） η 2 = （軸承） η 3 = （帶） 按齒面點(diǎn)蝕的估算 A ≥ 3703 ＝ 370 3 98 ?? ≈ （ 5 = 22 = 2× ≈ 五章 傳動(dòng)件的估算及驗(yàn)算 34 根據(jù) m=3 （標(biāo)準(zhǔn)值） 算（驗(yàn)算） 根據(jù)接觸疲勞齒輪模數(shù) 163003 221 ][5321)1(? （ 5 N = × × W 112 r/1 = 83 i = 8321 ≈ K z = n K w m 710 17500112 60 ??≈ （ 5 w = q = z = m= 8 2 = 3 = z = ? j] = 650 算出 據(jù)彎曲疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) Y = ( + 1 = 2 = 35 r = 6 8102 17500112 60 ? ??≈ n = N = q = 5 = n q = 1= 83 112 r/[? w] = 275 ? m = 8 2753 ][1 5321 ?= （ 5 傳動(dòng)軸的估算和驗(yàn)算 動(dòng)軸直徑的估算 由公式可知： d = 91 4 ][? （ 5 N = = × × 6. 16 KW 112 r/? ] = m 91 4 N = = × × 6. 4 KW 160 r/? ] = m 第五章 傳動(dòng)件的估算及驗(yàn)算 36 91 4 N = = 6. 55 KW 450 r/? ] = m 91 4 29.9 N = = × 6. 68 KW 900 r/? ] = m 91 4 23.4 傳動(dòng) 軸強(qiáng)度的驗(yàn)算 選第 d 大齒輪 ＝ 3 × 48 = 144 = P× 9550n = 329436 N · （ 5 2 = 103 N a = 833 N 0 = 889N = = 1861N = = 677N = 7 = 1861 × 97 = 180517 N· mm = 65772 N· 37 m = 22VH = 192126 N· （ 5 w = 3500取 a = w= 22 )2(4)( = w 2 ) = 59 ? [ （ 5 強(qiáng)度足夠 第六章 主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 38 第六章 主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 機(jī)床主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就是將傳動(dòng)方案“結(jié)構(gòu)化”，向生產(chǎn)部門提供主傳動(dòng)部件裝配圖，零件工作圖及零件名細(xì)表等。 在機(jī)床初步設(shè)計(jì)中，考慮主軸變速箱在機(jī)床上的位置，與其他部件的相 互關(guān)系，只是概略給出其形狀與尺寸要求，但最終還需要箱內(nèi)各元件的實(shí)際結(jié)構(gòu)與布置才能確定下來(lái)，在可能的情況下，應(yīng)盡量減小主軸變速箱的軸向和徑向尺寸，以便節(jié)省材料，減輕重量，滿足使用要求。 軸變速箱裝配圖 移齒輪變速機(jī)構(gòu) ① 多聯(lián)齒輪結(jié)構(gòu) 多聯(lián)齒輪采用整體式和組合式結(jié)構(gòu)，整體式齒輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。組合式齒輪結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、制造較優(yōu)困難，但軸向尺寸小，可方便地進(jìn)行輪齒的滾、剃、珩、磨等工藝，能夠有效地降低噪聲。齒輪之間可采用鍵鑲裝、騎縫螺管或彈性擋圈軸向固定。 ② 齒輪定心方式 花鍵配合的間隙較大，能增大噪聲，而且大徑定心不如小徑定心精度高，因此定比傳動(dòng)齒輪或固定齒輪采用光軸定心或錐孔定心單鍵傳動(dòng)較好，滑移齒輪可采用配合公差適宜的小徑定心花鍵軸傳動(dòng)，也可采用光軸導(dǎo)向鍵傳動(dòng)。 輪結(jié)構(gòu) ① 帶輪裝在軸端 ② 卸荷裝置 將帶輪裝在軸承上，軸承裝在套筒上，傳給軸的只是扭矩，徑向力由固定在箱體上的套筒承受。本設(shè)計(jì)采用將帶支在軸承外圈上，扭矩從端頭傳入。 動(dòng)軸組件 ① 零件的定位與固定 傳動(dòng)軸上零件的定位要合理、固定要可靠。零件的徑向定位，一般是靠 孔和 39 軸的配合。對(duì)于軸向位置必須固定的零件，不允許沿軸向竄動(dòng)，可用軸肩、軸套、擋圈、螺釘、銷子等進(jìn)行軸向定位或固定。對(duì)于軸向滑移零件，應(yīng)留有足夠的滑移空間，其滑移到位也必須是一定的，可采用定位裝置來(lái)控制其各個(gè)停留位置。 ② 傳動(dòng)軸組件的軸向定位與固定 傳動(dòng)軸組件在箱體內(nèi)的軸向位置也必須是確定的，不允許軸向竄動(dòng)，以保證其上零件的正常工作，采取滾動(dòng)軸承來(lái)軸向定位或固定采用一端固定或兩端固定的方式，靠箱體內(nèi)的臺(tái)階、擋圈、壓蓋、螺釘?shù)葋?lái)實(shí)現(xiàn)。 ③ 滾動(dòng)軸承類型 傳動(dòng)軸方根采用向心球軸承和圓錐滾子軸承，需 成對(duì)使用。 溝球軸承 溝球軸承 0 溝球軸承，圓錐滾子軸承 列圓柱滾子軸承，圓錐滾子軸承 采用軸肩，軸承蓋等定位。 軸組件設(shè)計(jì) ①內(nèi)孔直徑 43軸頸直徑 前錐孔采用莫氏錐孔，選莫氏錐度號(hào)為 5 號(hào)。 ④支承跨距 a L/a=3 ⑤頭部尺寸：選 B 型 5號(hào) ⑥軸承的配置 雙列矩圓柱滾子軸承：種軸承承載能力大，內(nèi)孔有 1/12錐度，摩擦系數(shù)小，溫升低，但不能承受軸向力，必須和能承受軸向力的軸承配合使用。 圓錐滾子軸承：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)速低一點(diǎn)。 配置軸承時(shí)，應(yīng)注意：每個(gè)支承點(diǎn)都要能承受徑向力，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)荷都有機(jī)床支承承受，主軸采用兩個(gè)支承，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。 主軸剛度的驗(yàn)算： 20六章 主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 40 155－ 105位數(shù) y = 算 彈性模量 Ｅ ＝ ２ × １０ 8 Ｉ＝ 64 )(44 ? ＝ 64 )3868(44 ?? ＝ ９４６７２２ Ａ＝ 4 )(22 ? ＝ 4 )3868(22 ?? ＝ ２４９６ .３ mm x = mm 1+l/a) = 9467221023 1003026 53??? ?× (1+100300) = X +l/a) = 003026 5 ?? ?× (1+300100) = 1 = = 105 N /2 = = 105 N /mm 1+ + 1)2 = y = y1+ 合格 41 總 結(jié) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)用了三個(gè)月，回想起來(lái)，花在畫圖的時(shí)間并不是太多，主要還是在設(shè)計(jì)計(jì)算上。能過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)， 我不但鞏固了舊的知識(shí)，如：機(jī)械設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床等 ,利用繪圖軟件繪圖使我對(duì)繪圖軟件的掌握更加的熟練，而且學(xué)習(xí)到了怎樣設(shè)計(jì)機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，如何設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的每一個(gè)細(xì)節(jié)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次知識(shí)綜合的考驗(yàn)，要考慮的問(wèn)題很多， 經(jīng)過(guò) 三個(gè)月 的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 這里首先要感謝我的導(dǎo)師 張良棟 老師。 張 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，從查 閱資料 到 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)，裝配草圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是 張 老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了 張 老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和 工作。 然后還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì) ， 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 最后感謝我的母校 — 四川理工學(xué)院 四年來(lái)對(duì)我的大力栽培。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 42 參 考 文 獻(xiàn) [1] 李 鐵堯主編 M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,1990. 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