普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 29 頁(yè) 課程設(shè)計(jì) 課程名稱 金屬切削機(jī)床 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 姓 名 學(xué) 號(hào) 年 級(jí) 任課教師 2011 年 1 月 15 日 貴州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 29 頁(yè) 目錄 目錄 2 一 緒論 4 二 設(shè)計(jì)計(jì)算 5 1 機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的 5 2 機(jī)床主參數(shù)和基本參數(shù) 5 3 操作性能要求 5 三 主動(dòng)參數(shù)的擬定 6 1 確定傳動(dòng)公比 6 2 主電動(dòng)機(jī)的選擇 6 四 變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6 1 主變速方案擬定 6 2 變速結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 7 1 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目 7 2 變速式的擬定 7 3 結(jié)構(gòu)式的擬定 7 4 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 8 5 結(jié)構(gòu)式的擬定 8 6 結(jié)構(gòu)式的擬定 9 7 確定各變速組變速副齒數(shù) 10 8 繪制變速系統(tǒng)圖 11 五 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 技術(shù)要求和方案 12 2 展開(kāi)圖及其布置 12 3 I 軸 輸入軸 的設(shè)計(jì) 12 4 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 13 5 主軸組件設(shè)計(jì) 14 1 內(nèi)孔直徑 d 14 2 軸徑直徑 15 3 前錐孔直徑 15 4 主軸懸伸量 a 和跨距 15 5 主軸軸承 15 6 主軸和齒輪的聯(lián)接 16 7 潤(rùn)滑和密封 16 8 其它問(wèn)題 16 六 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) 17 1 帶輪的設(shè)計(jì) 17 2 傳動(dòng)軸直徑的估算 20 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 共 29 頁(yè) 1 確定各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 20 2 傳動(dòng)軸直徑的估算 21 3 各變速組齒輪模數(shù)的確定 22 4 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算 25 七 本文工作總結(jié) 27 參考文獻(xiàn) 28 致 謝 29 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 29 頁(yè) 一 緒論 機(jī)床技術(shù)參數(shù)有主參數(shù)和基本參數(shù) 他們是運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù) 影響到機(jī)床是否滿足所需要的基本功能要求 參數(shù)擬定就是機(jī)床性能設(shè)計(jì) 主 參數(shù)是直接反映機(jī)床的加工能力 決定和影響其他基本參數(shù)的依據(jù) 如車床的 最大加工直徑 一般在設(shè)計(jì)題目中給定 基本參數(shù)是一些加工件尺寸 機(jī)床結(jié) 構(gòu) 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性有關(guān)的參數(shù) 可歸納為尺寸參數(shù) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù) 通用車床工藝范圍廣 所加工的工件形狀 尺寸和材料各不相同 有粗加 工又有精加工 用硬質(zhì)合金刀具又用高速鋼刀具 因此 必須對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床 工藝范圍和使用情況做全面的調(diào)研和統(tǒng)計(jì) 依據(jù)某些典型工藝和加工對(duì)象 兼 顧其他的可能工藝加工的要求 擬定機(jī)床技術(shù)參數(shù) 擬定參數(shù)時(shí) 要考慮機(jī)床 發(fā)展趨勢(shì)和同國(guó)內(nèi)外同類機(jī)床的對(duì)比 使擬定的參數(shù)最大限度地適應(yīng)各種不同 的工藝要求和達(dá)到機(jī)床加工能力下經(jīng)濟(jì)合理 機(jī)床主傳動(dòng)系因機(jī)床的類型 性能 規(guī)格和尺寸等因素的不同 應(yīng)滿足的 要求也不一樣 設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系時(shí)最基本的原則就是以最經(jīng)濟(jì) 合理的方式 滿足既定的要求 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合具體機(jī)床進(jìn)行具體分析 一般應(yīng)滿足的基本 要求有 滿足機(jī)床使用性能要求 首先應(yīng)滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性 如機(jī)床主軸油 足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) 滿足機(jī)床傳遞動(dòng)力的要求 主電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 能提供足夠的功率和轉(zhuǎn)矩 具有較高的傳動(dòng)效率 滿足機(jī)床工作性能要求 主 傳動(dòng)中所有零部件有足夠的剛度 精度和抗震性 熱變形特性穩(wěn)定 滿足產(chǎn)品 的經(jīng)濟(jì)性要求 傳動(dòng)鏈盡可能簡(jiǎn)短 零件數(shù)目要少 以便節(jié)約材料 降低成本 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 共 29 頁(yè) 二 設(shè)計(jì)計(jì)算 1 機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的 課程設(shè)計(jì)是在學(xué)生學(xué)完相應(yīng)課程及先行課程之后進(jìn)行的實(shí)習(xí)性 教學(xué)環(huán)節(jié) 是大學(xué)生的必修環(huán)節(jié) 其目的在于通過(guò)機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)械變 速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 使學(xué)生在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)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 編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(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 并培養(yǎng)學(xué)生具有初步的結(jié)構(gòu) 分析 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力 2 機(jī)床主參數(shù)和基本參數(shù) 根據(jù) 機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo) 查得車床主參數(shù)和基本參數(shù)為 3 操作性能要求 1 具有皮帶輪卸荷裝置 2 手動(dòng)操作縱雙向摩擦片離合器實(shí)現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)及停止運(yùn) 工件最大回 轉(zhuǎn)直徑 D max mm 主軸最高 轉(zhuǎn)速 Nmax inr 電機(jī)功率 N kw 主軸最低 轉(zhuǎn)速 Nmin minr 系列 主軸轉(zhuǎn)速 級(jí)數(shù) 最大工件 長(zhǎng)度 400 1320 5 5 30 輕型 12 750 2000 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 29 頁(yè) 動(dòng)要求 3 主軸的變速由變速手柄完成 三 主動(dòng)參數(shù)參數(shù)的擬定 1 確定傳動(dòng)公比 根據(jù) 1 公式 3 2 因?yàn)橐阎?78P 43012minax R znR Z 1 lgnR 1 41 1 Zn4 根據(jù) 1 表 3 5 標(biāo)準(zhǔn)公比 這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系列 1 41 7P 因?yàn)?1 41 1 06 根據(jù) 1 表 3 6 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列 首先找到最小極限轉(zhuǎn)速 67P 30 再每跳過(guò) 5 個(gè)數(shù) 1 26 1 06 取一個(gè)轉(zhuǎn)速 即可得到公比為 1 41 的數(shù)6 列 30 42 5 60 85 118 170 236 335 475 670 950 1320 2 主電動(dòng)機(jī)的選擇 給定主電機(jī)的功率是 5 5kw 查 機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo) 選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132S 4 額定功率 5 5KW 滿載轉(zhuǎn)速 1440r min 同步轉(zhuǎn)速 1500r min 四 變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1 主變速方案擬定 擬定變速方案 包括變速型式的選擇以及開(kāi)停 換向 制動(dòng) 操縱等整個(gè) 變速系統(tǒng)的確定 變速型式則指變速和變速的元件 機(jī)構(gòu)以及組成 安排不同 特點(diǎn)的變速型式 變速類型 變速方案和型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān) 和工作性能也有關(guān)系 因此 確定變速方案和型式 要從結(jié)構(gòu) 工藝 性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 共 29 頁(yè) 變速方案有多種 變速型式更是眾多 比如 變速型式上有集中變速 分 離變速 擴(kuò)大變速范圍可用增加變速組數(shù) 也可采用背輪結(jié)構(gòu) 分支變速等型 式 變速箱上既可用多速電機(jī) 也可用交換齒輪 滑移齒輪 公用齒輪等 顯然 可能的方案有很多 優(yōu)化的方案也因條件而異 此次設(shè)計(jì)中 我們 采用集中變速型式的主軸變速箱 2 變速結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)網(wǎng)對(duì)于分析和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式的變速不失為有用的方法 但對(duì)于分析復(fù)雜的變速并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案 就并非十分有效 1 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目 數(shù)為 Z 的變速系統(tǒng)由若干個(gè)順序的變速組組成 各變速組分別有 Z 個(gè)變速副 即 321Z 變速副中由于結(jié)構(gòu)的限制以 2 或 3 為合適 即變速級(jí)數(shù) Z 應(yīng)為 2 和 3 的因 子 可以有三種方案 baZ 1 32 31 2 變速式的擬定 12 級(jí)轉(zhuǎn)速變速系統(tǒng)的變速組 選擇變速組安排方式時(shí) 考慮到機(jī)床主軸變 速箱的具體結(jié)構(gòu) 裝置和性能 在 軸如果安置換向摩擦離合器時(shí) 為減少軸向尺寸 第一變速組的變速 副數(shù)不能多 以 2 為宜 主軸對(duì)加工精度 表面粗糙度的影響很大 因此主軸上齒輪少些為好 最 后一個(gè)變速組的變速副數(shù)常選用 2 綜上所述 變速式為 12 2 3 2 3 結(jié)構(gòu)式的擬定 對(duì)于 12 2 3 2 傳動(dòng)式 有 6 種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng) 分別為 由于本次設(shè)計(jì)的機(jī)床 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 初選 的方案 1263 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 29 頁(yè) 從電動(dòng)機(jī)到主軸主要為降速變速 若使變速副較多的變速組放在較接近電 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 也就是滿足變速副 前多后少的原則 因此取 12 2 3 2 方案為好 設(shè)計(jì)車床主變速傳動(dòng)系時(shí) 為避免從動(dòng)齒輪尺寸過(guò)大而增加箱體的徑向尺 寸 在降速變速中 一般限制限制最小變速比 為避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤41min u 差 減少震動(dòng)噪聲 在升速時(shí)一般限制最大轉(zhuǎn)速比 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)2ax 較平穩(wěn) 可取 因此在主變速鏈任一變速組的最大變速范圍5 2max u 在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間變速軸的變 10 8 inamax R 速范圍最小 4 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 根據(jù)中間變速軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng) 從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下 5 結(jié)構(gòu)式的擬定 主軸的變速范圍應(yīng)等于住變速傳動(dòng)系中各個(gè)變速組變速范圍的乘積 即 inR 210 檢查變速組的變速范圍是否超過(guò)極限值時(shí) 只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組 因?yàn)槠?他變速組的變速范圍都比最后擴(kuò)大組的小 只要最后擴(kuò)大組的變速范圍不超過(guò) 極限值 其他變速組就不會(huì)超過(guò)極限值 122 PXR 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 共 29 頁(yè) 其中 41 62X2 P 符合要求 10 8 62 R 6 結(jié)構(gòu)式的擬定 繪制轉(zhuǎn)速圖 選擇 Y132S 4 型 Y 系列籠式三相異步電動(dòng)機(jī) 分配總降速變速比 總降速變速比 028 14 3 min d 確定變速軸軸數(shù) 變速軸軸數(shù) 變速組數(shù) 定比變速副數(shù) 1 3 1 1 5 確定各級(jí)轉(zhuǎn)速 由 z 12 確定各級(jí)轉(zhuǎn)速 in 0rnmi 4 1320 950 670 475 335 236 170 118 85 60 42 5 30r min 繪制轉(zhuǎn)速圖 在五根軸中 除去電動(dòng)機(jī)軸 其余四軸按變速順序依次設(shè)為 主軸 與 與 與 軸之間的變速組分別設(shè)為 a b c 現(xiàn)由 主軸 開(kāi)始 確定 軸的轉(zhuǎn)速 先來(lái)確定 軸的轉(zhuǎn)速 變速組 c 的變速范圍為 結(jié)合結(jié)構(gòu)式 10 8 41 max66 R 軸的轉(zhuǎn)速只有一種可能 118 170 236 335 475 670r min 確定軸 的轉(zhuǎn)速 變速組 b 的級(jí)比指數(shù)為 2 希望中間軸轉(zhuǎn)速較小 因而為了避免升速 又 不致變速比太小 可取 4 1 1 i 2 14 2 ib1 3 ib 軸 的轉(zhuǎn)速確定為 400 560r min 確定軸 的轉(zhuǎn)速 對(duì)于軸 其級(jí)比指數(shù)為 1 可取 12 ia57 1 ia 確定軸 轉(zhuǎn)速為 750r min 由此也可確定加在電動(dòng)機(jī)與主軸之間的定變速比 下面92 1750 4 i 畫出轉(zhuǎn)速圖 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 29 頁(yè) 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 轉(zhuǎn) 速 圖電 動(dòng) 機(jī) 7 確定各變速組變速副齒數(shù) 齒輪齒數(shù)的確定 當(dāng)各變速組的傳動(dòng)比確定以后 可確定齒輪齒數(shù) 對(duì)于 定比傳動(dòng)的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦的方法確定 對(duì)于變速組內(nèi)齒輪 的齒數(shù) 如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí) 變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和 及zS 小齒輪的齒數(shù)可以從 機(jī)械加工設(shè)備 表 8 1 各種常用傳動(dòng)比的適用齒數(shù)中選 取 一般在主傳動(dòng)中 最小齒數(shù)應(yīng)大于 18 采用三聯(lián)滑移齒輪時(shí) 應(yīng)檢查滑移 齒輪之間的齒數(shù)關(guān)系 三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于 4 以保證滑移是齒輪外圓不相碰 根據(jù) 1 查表 3 9 各種常用變速比的使用齒數(shù) 94P 變速組 a 12 ia57 ia 可取 84 于是可得軸 齒輪齒數(shù)分別為 43 35 zS 于是 48 31ai 6 32ai 可得軸 上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為 48 57 變速組 b 根據(jù) 1 查表 3 9 各種常用變速比的使用齒數(shù) 94P 1 1 ib2 ib1 3 i 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 29 頁(yè) 可取 90 于是可得軸 上兩聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為 18 30 45 zS 于是 得軸 上兩齒輪的齒數(shù)分別為 72 18ib60 3 ib45 2 ib 72 60 45 變速組 c 根據(jù) 1 查表 3 9 各種常用變速比的使用齒數(shù) 94P 可取 99 zS 為降速變速 取軸 齒輪齒數(shù)為 20 1ic 為升速變速 取軸 齒輪齒數(shù)為 66 2i 于是得 86 1 ic36 72ic 得軸 兩聯(lián)動(dòng)齒輪的齒數(shù)分別為 20 66 得軸 兩齒輪齒數(shù)分別為 79 33 8 繪制變速系統(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 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 29 頁(yè) 五 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 技術(shù)要求和方案 設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件 傳動(dòng)軸 軸承 帶輪 齒輪 離合器 和制動(dòng)器等 主軸組件 操縱機(jī)構(gòu) 潤(rùn)滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)與布置 用一張展開(kāi)圖和若干張橫截面圖表示 主軸變速箱是機(jī)床的重要部件 設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要求外 著重考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題 精度方面的要求 剛度和抗震性的要求 傳動(dòng) 效率要求 主軸前軸承處溫度和溫升的控制 結(jié)構(gòu)工藝性 操作方便 安全 可靠原則 遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則 主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn) 由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜 設(shè)計(jì)中不可 避免要經(jīng)過(guò)反復(fù)思考和多次修改 在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖 目的是 1 布置傳動(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案 2 檢驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無(wú)干涉 碰撞或其他不合理的情況 以便 及時(shí)改正 3 確定傳動(dòng)軸的支承跨距 齒輪在軸上的位置以及各軸的相對(duì)位置 以確定各軸的受力點(diǎn)和受力方向 為軸和軸承的驗(yàn)算提供必要的數(shù)據(jù) 2 展開(kāi)圖及其 布置 展開(kāi)圖就是按照傳動(dòng)軸傳遞運(yùn)動(dòng)的先后順序 假想將各軸沿其軸線剖開(kāi)并 將這些剖切面平整展開(kāi)在同一個(gè)平面上 I 軸上裝的摩擦離合器和變速齒輪 有兩種布置方案 一是將兩級(jí)變速齒 輪和離合器做成一體 齒輪的直徑受到離合器內(nèi)徑的約束 齒根圓的直徑必須 大于離合器的外徑 否則齒輪無(wú)法加工 這樣軸的間距加大 另一種布置方案 是離合器的左右部分分別裝在同軸線的軸上 左邊部分接通 得到一級(jí)反向轉(zhuǎn) 動(dòng) 右邊接通得到三級(jí)正向轉(zhuǎn)動(dòng) 這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大 我們采用第 二種方案 通過(guò)空心軸中的拉桿來(lái)操縱離合器的結(jié)構(gòu) 總布置時(shí)需要考慮制動(dòng)器的位置 制動(dòng)器可以布置在背輪軸上也可以放在 其他軸上 制動(dòng)器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上 以免制動(dòng)扭矩太大 使制動(dòng)器尺寸 增大 齒輪在軸上布置很重要 關(guān)系到變速箱的軸向尺寸 減少軸向尺寸有利于 提高剛度和減小體積 3 I 軸 輸入軸 的設(shè)計(jì) 將運(yùn)動(dòng)帶入變速箱的帶輪一般都安裝在軸端 軸變形較大 結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意 加強(qiáng)軸的剛度或使軸部受帶輪的拉力 采用卸荷裝置 I 軸上裝有摩擦離合器 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 29 頁(yè) 由于組成離合器的零件很多 裝配很不方便 一般都是在箱外組裝好 I 軸在整 體裝入箱內(nèi) 我們采用的卸荷裝置一般是把軸承裝載法蘭盤上 通過(guò)法蘭盤將 帶輪的拉力傳遞到箱壁上 車床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時(shí)退刀 車螺紋時(shí) 換向頻率較高 實(shí)現(xiàn) 正反轉(zhuǎn)的變換方案很多 我們采用正反向離合器 正反向的轉(zhuǎn)換在不停車的狀 態(tài)下進(jìn)行 常采用片式摩擦離合器 由于裝在箱內(nèi) 一般采用濕式 在確定軸向尺寸時(shí) 摩擦片不壓緊時(shí) 應(yīng)留有 0 2 0 4 的間隙 間隙m 應(yīng)能調(diào)整 離合器及其壓緊裝置中有三點(diǎn)值得注意 1 摩擦片的軸向定位 由兩個(gè)帶花鍵孔的圓盤實(shí)現(xiàn) 其中一個(gè)圓盤裝 在花鍵上 另一個(gè)裝在花鍵軸上的一個(gè)環(huán)形溝槽里 并轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)花鍵齒 和軸上的花鍵對(duì)正 然后用螺釘把錯(cuò)開(kāi)的兩個(gè)圓盤連接在一起 這樣就 限制了軸向和周向的兩個(gè)自由度 起了定位作用 2 摩擦片的壓緊由加力環(huán)的軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn) 在軸系上形成了彈性力的 封閉系統(tǒng) 不增加軸承軸向復(fù)合 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使加力環(huán)推動(dòng)擺桿和鋼球的運(yùn)動(dòng)是不可逆的 即操縱 力撤消后 有自鎖作用 I 軸上裝有摩擦離合器 兩端的齒輪是空套在軸上 當(dāng)離合器接通時(shí)才和 軸一起轉(zhuǎn)動(dòng) 但脫開(kāi)的另一端齒輪 與軸回轉(zhuǎn)方向是相反的 二者的相對(duì)轉(zhuǎn)速 很高 約為兩倍左右 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這點(diǎn) 齒輪與軸之間的軸承可以用滾動(dòng)軸承也可以用滑動(dòng)軸承 滑動(dòng)軸承在一些 性能和維修上不如滾動(dòng)軸承 但它的徑向尺寸小 空套齒輪需要有軸向定位 軸承需要潤(rùn)滑 裝配時(shí)最后調(diào)整確定 4 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 機(jī)床傳動(dòng)軸 廣泛采用滾動(dòng)軸承作支撐 軸上要安裝齒輪 離合器和制動(dòng) 器等 傳動(dòng)軸應(yīng)保證這些傳動(dòng)件或機(jī)構(gòu)能正常工作 首先傳動(dòng)軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度 剛度 如撓度和傾角過(guò)大 將使齒輪嚙合不 良 軸承工作條件惡化 使振動(dòng) 噪聲 空載功率 磨損和發(fā)熱增大 兩軸中 心距誤差和軸芯線間的平行度等裝配及加工誤差也會(huì)引起上述問(wèn)題 傳動(dòng)軸可以是光軸也可以是花鍵軸 成批生產(chǎn)中 有專門加工花鍵的銑床 和磨床 工藝上并無(wú)困難 所以裝滑移齒輪的軸都采用花鍵軸 不裝滑移齒輪 的軸也常采用花鍵軸 花鍵軸承載能力高 加工和裝配也比帶單鍵的光軸方便 軸的部分長(zhǎng)度上的花鍵 在終端有一段不是全高 不能和花鍵空配合 這 是加工時(shí)的過(guò)濾部分 一般尺寸花鍵的滾刀直徑 為 65 85 刀Dm 機(jī)床傳動(dòng)軸常采用的滾動(dòng)軸承有球軸承和滾錐軸承 在溫升 空載功率和 噪聲等方面 球軸承都比滾錐軸承優(yōu)越 而且滾錐軸承對(duì)軸的剛度 支撐孔的 加工精度要求都比較高 因此球軸承用的更多 但是滾錐軸承內(nèi)外圈可以分開(kāi) 裝配方便 間隙容易調(diào)整 所以有時(shí)在沒(méi)有軸向力時(shí) 也常采用這種軸承 選 擇軸承的型號(hào)和尺寸 首先取決于承載能力 但也要考慮其他結(jié)構(gòu)條件 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 29 頁(yè) 同一軸心線的箱體支撐直徑安排要充分考慮鏜孔工藝 成批生產(chǎn)中 廣泛 采用定徑鏜刀和可調(diào)鏜刀頭 在箱外調(diào)整好鏜刀尺寸 可以提高生產(chǎn)率和加工 精度 還常采用同一鏜刀桿安裝多刀同時(shí)加工幾個(gè)同心孔的工藝 下面分析幾 種鏜孔方式 對(duì)于支撐跨距長(zhǎng)的箱體孔 要從兩邊同時(shí)進(jìn)行加工 支撐跨距比 較短的 可以從一邊 叢大孔方面進(jìn)刀 伸進(jìn)鏜桿 同時(shí)加工各孔 對(duì)中間孔 徑比兩端大的箱體 鏜中間孔必須在箱內(nèi)調(diào)刀 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能避免 既要滿足承載能力的要求 又要符合孔加工工藝 可以用輕 中或重系列 軸承來(lái)達(dá)到支撐孔直徑的安排要求 兩孔間的最小壁厚 不得小于 5 10 以免加工時(shí)孔變形 m 花鍵軸兩端裝軸承的軸頸尺寸至少有一個(gè)應(yīng)小于花鍵的內(nèi)徑 一般傳動(dòng)軸上軸承選用 級(jí)精度 G 傳動(dòng)軸必須在箱體內(nèi)保持準(zhǔn)確位置 才能保證裝在軸上各傳動(dòng)件的位置正 確性 不論軸是否轉(zhuǎn)動(dòng) 是否受軸向力 都必須有軸向定位 對(duì)受軸向力的軸 其軸向定位就更重要 回轉(zhuǎn)的軸向定位 包括軸承在軸上定位和在箱體孔中定位 在選擇定位方 式時(shí)應(yīng)注意 1 軸的長(zhǎng)度 長(zhǎng)軸要考慮熱伸長(zhǎng)的問(wèn)題 宜由一端定位 2 軸承的間隙是否需要調(diào)整 3 整個(gè)軸的軸向位置是否需要調(diào)整 4 在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈 5 加工和裝配的工藝性等 5 主軸組件設(shè)計(jì) 主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜 技術(shù)要求高 安裝工件 車床 或者刀具 銑床 鉆 床等 的主軸參予切削成形運(yùn)動(dòng) 因此它的精度和性能直接影響加工質(zhì)量 加 工精度和表面粗糙度 設(shè)計(jì)時(shí)主要圍繞著保證精度 剛度和抗振性 減少溫升 和熱變形等幾個(gè)方面考慮 主軸的結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存應(yīng)滿足使用要求和結(jié)構(gòu)要求 并能保證主軸組件具有較好 的工作性能 主軸結(jié)構(gòu)尺寸的影響因素比較復(fù)雜 目前尚難于用計(jì)算法準(zhǔn)確定 出 通常 根據(jù)使用要求和結(jié)構(gòu)要求 進(jìn)行同型號(hào)筒規(guī)格機(jī)床的類比分析 先 初步選定尺寸 然后通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定下來(lái) 最后在進(jìn)行必要的驗(yàn)算或試驗(yàn) 如不能滿足要求可重新修改尺寸 直到滿意為直 1 內(nèi)孔直徑 d 車床主軸由于要通過(guò)棒料 安裝自動(dòng)卡盤的操縱機(jī)構(gòu)及通過(guò)卸頂尖的頂桿 必須是空心軸 為了擴(kuò)大使用范圍 加大可加工棒料結(jié)構(gòu) 床主軸內(nèi)孔直徑由 增大的趨勢(shì) 我國(guó)已有了標(biāo)準(zhǔn)可循 見(jiàn) 2 1 md50 取 md50 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 29 頁(yè) 2 軸徑直徑 前支承的直徑是主軸上一主要尺寸 設(shè)計(jì)時(shí) 一般先估算或擬定一個(gè)尺寸 見(jiàn) 2 1 結(jié)構(gòu)確定后在進(jìn)行核算 查 機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo) 得外徑 mD95 3 前錐孔尺寸 前錐孔用來(lái)裝頂尖或其它工具錐柄 要求能自鎖 目前采用莫式錐孔 參 考 機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo) 5 6 采用 6 號(hào)莫式錐度 4 主軸懸伸量 a 和跨距 主軸懸伸量的大小往往收結(jié)構(gòu)限制 主要取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)形式及尺 寸 刀具或夾具的安裝方式 前軸承的類型及配置 潤(rùn)滑與密封裝置的結(jié)構(gòu)尺 寸等 主軸設(shè)計(jì)時(shí) 在滿足結(jié)構(gòu)的前提下 應(yīng)最大限度的縮短主軸懸伸量 a 根據(jù)結(jié)構(gòu) 定懸伸長(zhǎng)度 ma591 為了提高剛度 應(yīng)盡量縮短主軸的外徑長(zhǎng)度 a 選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇?L 一 般推薦取 L a 3 5 跨距 L 取 240 5mm 5 主軸軸承 1 軸承類型選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)機(jī)床的功率和轉(zhuǎn)速 選擇裝圓錐滾子軸承的主軸組件 這種主軸 轉(zhuǎn)速較低 為 25 1600r min 電動(dòng)機(jī)功率為 5 5kw 故可用圓錐滾子軸承以簡(jiǎn)化 支撐部的構(gòu)造 這種構(gòu)造仍可歸入推力支承在前支承的一類后支承 6216 的 輔助支承 采用三支承主軸 前 中為主支承 后為輔助支承 三支承中主支承應(yīng)預(yù) 緊 使軸承的滾道和滾動(dòng)體之間處于過(guò)盈狀態(tài) 輔 支承常用深溝球軸承 保留游隙以至選用游隙增大的軸承 由于三個(gè)軸徑和三個(gè)殼體不可能完全同軸 因此絕不能三個(gè)軸承都預(yù)緊 都預(yù)緊是要發(fā)生干涉的 會(huì)使軸承溫度升高 空 載功率大幅度上升 如果輔支承保持間隙 則當(dāng)主軸不受載或載荷較小時(shí) 輔 支承不起作用 當(dāng)主軸載荷較大 輔 支承處于繞度較大 超過(guò)了游隙 輔 支承才參加工作 2 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) 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 共 29 頁(yè) 普通精度級(jí)機(jī)床的主軸 前軸承的選 或 級(jí) 后軸承選 或 級(jí) 選擇CDE 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 軸和孔德形狀誤差都會(huì)反映到軸承滾道上去 如果配合精度選的 太低 會(huì)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 3 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 抗震性也有改善 預(yù)負(fù)載使軸承內(nèi)產(chǎn)生接觸變形 過(guò)大的預(yù)負(fù)載對(duì)提高剛度沒(méi) 有明顯的小果 而磨損發(fā)熱量和噪聲都會(huì)增大 軸承壽命將因此而降低 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)整落幕的端面 與螺紋中心線的垂直度 隔套兩個(gè)端面的平行度都由較高要求 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 6 主軸與齒輪的連接 齒輪與主軸的連接可以用花鍵或者平鍵 軸做成圓柱體 或者錐面 錐度 一般取 1 15 左右 錐面配合對(duì)中性好 但加工較難 平鍵一般用一個(gè)或者兩 個(gè) 相隔 180 度布置 兩國(guó)特鍵不但平衡較好 而且平鍵高度較低 避免因齒 輪鍵槽太深導(dǎo)致小齒輪輪轂厚度不夠的問(wèn)題 7 潤(rùn)滑與密封 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 3 的間隙 間隙越小 密封效果越好 但工藝?yán)щy 還有一種m 是在軸承蓋的孔內(nèi)開(kāi)一個(gè)或幾個(gè)并列的溝槽 圓弧形或 形 效果比上一種好v 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?使油能順利地流回到油箱 8 其他問(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 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 共 29 頁(yè) 當(dāng)后支承采用推力軸承時(shí) 推力軸承承受著前向后的軸向力 推力軸承緊 靠在孔的內(nèi)端面 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 或其他合金鋼 主軸頭部需要淬Cr40 火 硬度為 50 55 其他部分處理后 調(diào)整硬度為 220 250 HRCHBS 六 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) 1 帶輪的設(shè)計(jì) 三角帶傳動(dòng)中 軸間距 A 可以加大 由于是摩擦傳遞 帶與輪槽間會(huì)有打 滑 宜可緩和沖擊及隔離振動(dòng) 使傳動(dòng)平穩(wěn) 帶輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 但尺寸大 機(jī) 床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n 1440r min 傳遞功率 P 7 5kW 傳動(dòng)比 i 1 8 兩班制 一天運(yùn)轉(zhuǎn) 16 小時(shí) 工作年數(shù) 10 年 1 選擇三角帶的型號(hào) 由 4 表 8 7 工作情況系數(shù) 查的共況系數(shù) 1 2 156PAKAK 故根據(jù) 4 公式 8 21 652 kWKAca 式中 P 電動(dòng)機(jī)額定功率 工作情況系數(shù) AK 因此根據(jù) 由 4 圖 8 11 普通 V 帶輪型圖選用 A 型 caP1n157P 2 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 D 帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大 為提高帶的壽命 小帶輪的直徑 不宜過(guò)小 即 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 8 8 取主動(dòng)小帶輪基準(zhǔn)直徑 106 Dmin D m 由 4 公式 8 15a 150P 12Dn 式中 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 29 頁(yè) 小帶輪轉(zhuǎn)速 大帶輪轉(zhuǎn)速 帶的滑動(dòng)系數(shù) 一般取 0 02 n n 由 4 表 8 8 取圓整為mD4 19 02 1675042 157P 200mm 3 驗(yàn)算帶速度 V 按 4 式 8 13 驗(yàn)算帶的速度150P smv 98 7 故帶速合適 s3 4 初定中心距 帶輪的中心距 通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定 一般可在下列范圍內(nèi) 選取 根據(jù) 4 經(jīng)驗(yàn)公式 8 20 152P 7 0210DaD 取 取64A40 5 三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 L 由 4 公式 8 22 計(jì)算帶輪的基準(zhǔn)長(zhǎng)度158P 0 2121042ADAL m1860 由 4 表 8 2 圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度 4P140 L 6 確定實(shí)際中心距 A 按 4 公式 8 23 計(jì)算實(shí)際中心距158 457218640200 dLa 8 驗(yàn)算小帶輪包角 1 根據(jù) 4 公式 8 25 158P 故主動(dòng)輪上包角合適 OOoaD120 683 570121 9 確定三角帶根數(shù) Z 根據(jù) 4 式 8 26 得158P 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 共 29 頁(yè) 0calpzk 算得 根Z5 10 計(jì)算預(yù)緊力 查 4 表 8 3 q 0 1kg m 由 4 式 8 27 20 5 2 qvkvZpFca 其中 帶的變速功率 KW ca v 帶速 m s q 每米帶的質(zhì)量 kg m 取 q 0 1kg m v 1440r min 9 42m s NF 6 10742 90 98 52 4 9650 計(jì)算作用在軸上的壓軸力 ZQ 8 2 16sin 072sin10 2 傳動(dòng)軸的直徑估算 傳動(dòng)軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外 還應(yīng)滿足剛度的要求 強(qiáng)度要求保證軸在反 復(fù)載荷和扭載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高 不允 許有較大變形 因此疲勞強(qiáng)度一般不失是主要矛盾 除了載荷很大的情況外 可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度 剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過(guò)大的變形 因此 必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度 1 確定各軸轉(zhuǎn)速 確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 計(jì)算轉(zhuǎn)速 是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速 各jn 傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上 按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系確定 根據(jù) 1 表 3 10 主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 min r5841 03n321zmi j 各變速軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 軸 的計(jì)算轉(zhuǎn)速 為 118r min 3j 軸 的計(jì)算轉(zhuǎn)速 為 475r min 2jn 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 29 頁(yè) 軸 的計(jì)算轉(zhuǎn)速 為 750r min 1jn 各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 各變速組內(nèi)一般只計(jì)算組內(nèi)最小齒輪 也是最薄弱的齒輪 故也只需確定 最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 變速組 c 中 20 79 只需計(jì)算 z 20 的齒輪 計(jì)算轉(zhuǎn)速為 335r min 變速組 b 計(jì)算 z 18 的齒輪 計(jì)算轉(zhuǎn)速為 475r min 變速組 a 應(yīng)計(jì)算 z 35 的齒輪 計(jì)算轉(zhuǎn)速為 800r min 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 min 4 1367 45 8 320 164 rn 實(shí) mi 320r標(biāo) 5 31032 7 1 標(biāo) 標(biāo)實(shí) n 所以合適 2 傳動(dòng)軸直徑的估算 確定各軸最小直徑 根據(jù) 5 公式 7 1 并查 5 表 7 13 得到 取 1 mnPdj491 軸的直徑 取 i 7501rnj dj 4 2 9 44 軸的直徑 取 min 752rnj dj 5 28 149 514 軸的直徑 取 in 3rnj mdj 9 362 17085915 44 其中 P 電動(dòng)機(jī)額定功率 kW 從電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積 該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 jninr 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 共 29 頁(yè) 傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角 mo 當(dāng)軸上有鍵槽時(shí) d 值應(yīng)相應(yīng)增大 4 5 當(dāng)軸為花鍵軸時(shí) 可將估算的 d 值減小 7 為花鍵軸的小徑 空心軸時(shí) d 需乘以計(jì)算系數(shù) b b 值見(jiàn) 5 表 7 12 和 為由鍵槽并且軸 為空心軸 和 為花鍵軸 根據(jù)以上原則各軸 的直徑取值 和 在后文給定 軸采用光軸 軸和 軸m28 d 因?yàn)橐惭b滑移齒輪所以都采用花鍵軸 因?yàn)榫匦位ㄦI定心精度高 定心穩(wěn)定 性好 能用磨削的方法消除熱處理變形 定心直徑尺寸公差和位置公差都能獲 得較高的精度 故我采用矩形花鍵連接 按 規(guī)定 矩形花鍵的19874 TGB 定心方式為小徑定心 查 15 表 5 3 30 的矩形花鍵的基本尺寸系列 軸花 鍵軸的規(guī)格 軸花鍵軸的規(guī)格72836 為BDdN 1054 為 各軸間的中心距的確定 75 132 83 2 1 mmzd 1578 32 63 dV 3 各變速組齒輪模數(shù)的確定 齒輪模數(shù)的確定 齒輪模數(shù)的估算 按接觸疲勞和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)比較復(fù)雜 而且有些系數(shù)只有在齒輪每個(gè)參 數(shù)都已知道后方能確定 所以只在草圖畫完后校核用 在畫草圖之前 先估算 再選用標(biāo) 準(zhǔn)齒輪模數(shù) 齒輪彎曲疲勞的估算 mZNfw32 齒面點(diǎn)蝕的估算 nAf370 其中 n 為大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 A 為齒輪中心距 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 29 頁(yè) 由中心距 A 及齒數(shù) 求出模數(shù) 21 Z 21mf a 變組 齒數(shù)為 56 的齒輪 齒輪彎曲疲勞的估算 89 14756 323 fwZNm 齒面點(diǎn)蝕的估算 3 07033 nAf 8 19721 Zmf 因?yàn)?1 軸上裝有摩擦離合器 必有一齒輪的齒根圓應(yīng)大于摩擦片外徑 所以齒輪的直徑應(yīng) 大些 模數(shù) m 暫取 2 5 b 變組 齒數(shù)為 72 的齒輪 齒輪彎曲疲勞的估算 7 2185 323 fwZN 齒面點(diǎn)蝕的估算 6 3 707033 mnAf 9 21 21 Zf 暫取 m 為 3 c 變組 齒數(shù)為 79 的齒輪 齒輪彎曲疲勞的估算 9 2857 323 fwZN 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 共 29 頁(yè) 齒面點(diǎn)蝕的估算 54 18 370370 mnNAf 9 421 Zf 暫取 m 為 3 5 表 5 1 齒輪尺寸表 單位 mm 齒輪 齒數(shù) z 模數(shù) nm分度圓 直徑 d 齒頂圓 直徑 a 齒根圓 直徑 fd 齒頂高 ah齒根高 f 35 2 5 87 5 92 5 81 25 2 5 3 125 43 2 5 107 5 112 5 101 25 2 5 3 125 56 2 5 140 145 133 75 2 5 3 125 48 2 5 120 125 113 75 2 5 3 125 18 3 54 60 46 5 3 3 75 30 3 90 96 82 5 3 3 75 45 3 135 141 127 5 3 3 75 72 3 216 222 208 5 3 3 75 60 3 180 186 172 5 3 3 75 45 3 135 141 127 5 3 3 75 20 3 5 70 77 61 25 3 5 4 375 66 3 5 231 238 223 25 3 5 4 375 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 共 29 頁(yè) 79 3 5 276 5 283 5 267 75 3 5 4 375 33 3 5 115 5 122 5 106 75 3 5 4 375 齒輪齒寬 10 5 mb 4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 帶輪的材料 常用的 V 帶輪材料為 HT150 或 HT200 轉(zhuǎn)速較高時(shí)可以采用鑄鋼或鋼板沖 壓焊接而成 小功略時(shí)采用鑄鋁或塑料 帶輪結(jié)構(gòu)形式 V 帶輪由輪緣 輪輻和輪轂組成 根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)的不同可以分為實(shí)心式 4 圖 8 14a 腹板式 4 圖 8 14b 孔板式 4 圖 8 14c 橢圓 輪輻式 4 圖 8 14d V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān) 當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑 d 為安裝帶輪的軸的直徑 mm 時(shí) 可以采用實(shí)心式 當(dāng)d5 2 可以采用腹板式 時(shí)可以采用孔m30 mdDmd10 301 同 時(shí) 板式 當(dāng) 時(shí) 可以采用腹板式 d 帶輪寬度 fezB652 1 分度圓直徑 md0 D 72mm 是深溝球軸承 6210 軸承外徑 其他尺寸見(jiàn)帶輪零件圖 V 帶輪的輪槽 V 帶輪的輪槽與所選的 V 帶型號(hào)向?qū)?yīng) 見(jiàn) 4 表 8 10 mmd 與 相對(duì)應(yīng)得 槽 型 dbminahinf eminfo32 o4o36 o8 A 11 0 2 75 8 7 3 015 9 18 1 V 帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形 使 V 帶工作面夾角發(fā)生變化 為了使 V 帶的工作面與大論的輪槽工作面緊密貼合 將 V 帶輪輪槽的工作面得夾角做成 小于 o40 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 共 29 頁(yè) V 帶安裝到輪槽中以后 一般不應(yīng)該超出帶輪外圓 也不應(yīng)該與輪槽底部 接觸 為此規(guī)定了輪槽基準(zhǔn)直徑到帶輪外圓和底部的最小高度 minifah和 輪槽工作表面的粗糙度為 2 36 1R或 V 帶輪的技術(shù)要求 鑄造 焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣 腹板 輪輻及輪轂上不允許有傻眼 裂縫 縮孔及氣泡 鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下 允許對(duì)輪緣 凸臺(tái) 腹板 及輪轂的表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ) 轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡 反之做動(dòng) 平衡 其他條件參見(jiàn) 中的規(guī)定 921 357 TGB 5 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算 片式摩擦離合器目前在機(jī)床中應(yīng)用廣泛 因?yàn)樗梢栽谶\(yùn)轉(zhuǎn)中接通或脫開(kāi) 具有結(jié)合平穩(wěn) 沒(méi)有沖擊 結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn) 部分零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 多用于機(jī) 床主傳動(dòng) 按扭矩選擇 即 根據(jù) 15 和 14 表 6 3 20 靜扭矩 mNTt 03 75 9 1 決定外摩擦片內(nèi)徑 d 根據(jù)結(jié)構(gòu)需要 摩擦片的內(nèi)徑 d 應(yīng)比安裝軸的軸徑大 mm 62 故取 d 32mm 2 選擇摩擦片尺寸 目前摩擦片尺寸尚未制定系列標(biāo)準(zhǔn) 但也有一些通用型摩擦片系列尺寸 圖 4 2 可供設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)選用和參考 根據(jù)圖 4 2 靜轉(zhuǎn)矩在 60 100 之間 d D B b1 30 98 90 30 10 過(guò)大 不合適 對(duì)其尺寸進(jìn)行自行設(shè)計(jì) 981 D 3 暫定摩擦片對(duì)數(shù) Z 14 公式 mvnZkdDpfKM 1023 33 fvZn 查機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)表 12 表 13 得 d 32 k 1 4 f 0 06 p 1 1 86 0 vk97 zk1 mk 摩擦片的最終參數(shù) d D B b1 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 共 29 頁(yè) 32 87 1 80 30 10 七 本文工作總結(jié) 機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)人員根據(jù)市場(chǎng) 社會(huì)和人們對(duì)機(jī)床的需要所進(jìn)行的構(gòu)思 計(jì)算 試驗(yàn) 選擇方案 確定尺寸 繪制圖紙以及編制技術(shù)文件等一系列創(chuàng)造 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 共 29 頁(yè) 性活動(dòng)的總稱 是機(jī)床產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的必要前提 是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中至關(guān)重要的環(huán) 節(jié) 機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)的好壞 直接影響其成本 質(zhì)量 研制周期及市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能 力 本文的設(shè)計(jì)主要是從車床主軸箱的角度入手 使設(shè)計(jì)產(chǎn)品在給定的數(shù)值要 求下達(dá)到最合理的經(jīng)濟(jì)和性能 6 月 2 日 為期三個(gè)月的設(shè)計(jì)任務(wù)圓滿完成了 雖然設(shè)計(jì)的過(guò)程比較繁瑣 而且剛開(kāi)始還有些不知所措 甚至是害怕與退縮 盡管 雄關(guān)漫道真如鐵 但 是在我 而今邁步從頭越 再加上老師的悉心指導(dǎo) 我終于順利地完成了這次 設(shè)計(jì)任務(wù) 我們專業(yè)課已經(jīng)學(xué)過(guò)車床相關(guān)的知識(shí) 尤其是 金屬切削機(jī)床 這科中詳 盡的講述了機(jī)床主傳動(dòng)系的設(shè)計(jì) 并且在大二的時(shí)候我們還做過(guò)二級(jí)減速器的 課程設(shè)計(jì) 所以剛開(kāi)始我對(duì)自己的課題滿腹信心 但是當(dāng)我仔細(xì)的審題后發(fā)現(xiàn) 并不是我想象的那么容易 一開(kāi)始的主電動(dòng)機(jī)的選擇就讓我吃盡了苦頭 本來(lái) 想直接參照 CA6140 車床的電動(dòng)機(jī)型號(hào) 但是資料上并沒(méi)有給出 CA6140 車床主 電動(dòng)機(jī)選用 Y 132M 4 的理由 所以我并沒(méi)有隨意參照選用 而是查閱了相關(guān)金 屬切削用量的相關(guān)資料 在車床最大切削用量的情況下 最大輸出功率 選用 了 Y 112M 4 電動(dòng)機(jī) 另外 在主變速傳動(dòng)系設(shè)計(jì)中 我一味的追求主變速傳動(dòng) 系設(shè)計(jì)的一般原則 采用了典型的結(jié)構(gòu)式 但是當(dāng)我涉及到離合6312 器的選擇時(shí) 才發(fā)現(xiàn) 先前設(shè)計(jì)的 軸縱向尺寸過(guò)大 而且齒輪 1 齒輪 3 的分 度圓直徑小于離合器的橫向尺寸 這有迫使我不得不重新考慮結(jié)構(gòu)式的設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)考慮才最終敲定了結(jié)構(gòu)式 6213 本次的設(shè)計(jì)是在反復(fù)的修改中完成的 鞏固和深化了課堂理論教學(xué)的內(nèi)容 鍛煉和培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的知識(shí)和理論的能力 是我獨(dú)立分析 解決問(wèn) 題的能力得到了強(qiáng)化 在設(shè)計(jì)當(dāng)中 我也遇到了一些問(wèn)題 除了上述的以外比如 在有些設(shè)計(jì)部分并沒(méi)有完全嚴(yán)格計(jì)算 參考的一些普遍車床的數(shù)據(jù)在保證安全 可靠的基礎(chǔ)上做到了盡量滿足工藝要求 在此過(guò)程中不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn) 題 使我加深了對(duì)大學(xué)所學(xué)課程理解 綜合應(yīng)用并得到進(jìn)一步的鞏固 設(shè)計(jì)過(guò) 程培養(yǎng)了我認(rèn)真細(xì)心的態(tài)度 這對(duì)以后的學(xué)習(xí)和工作都有積極的意義 也會(huì)是 我大學(xué)積累的一筆非常寶貴的財(cái)富 參考文獻(xiàn) 1 馮辛安主編 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 第 2 版 大連理工大學(xué) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 12 2 黃如林主編 切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 7 3 吳宗澤主編 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版 清華大學(xué) 北京 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 共 29 頁(yè) 高等教育出版社 2006 12 4 濮良貴主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版 北京 高等教育出版社 2007 8 5 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 4 6 范思沖主編 畫法幾何及機(jī)械制圖 東南大學(xué) 北京 機(jī)械工業(yè) 出版社 2005 7 7 鄭文緯 吳克堅(jiān)主編 機(jī)械原理 第七版 東南大學(xué)機(jī)械學(xué)學(xué)科組 北京 高等教育出版社 2006 1 8 減速器實(shí)用技術(shù)手冊(cè)編輯委員會(huì)編 減速器實(shí)用技術(shù)手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1992 9 戴曙主編 金屬切削機(jī)床 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 1 10 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組主編 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版 社 1980 8 11 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?？?學(xué)技術(shù)出版社 1979 6 12 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編 理論力學(xué) 第六版 北 京 高等教育出版社 2006 12 13 劉鴻文主編 材料力學(xué) 第四版 北京 高等教育出版社 2006 11 14 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)主編 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 單行本聯(lián)軸器 離合 器與制動(dòng)器 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 3 15 成大先主編 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第四版第二卷 北京 化學(xué)工業(yè)出 版社 2003 9 16 方鍵主編 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 共 29 頁(yè) 致 謝 在這里我要感謝那些所有曾經(jīng)寄予我關(guān)心和幫助的人 這篇論文的完成和 他們中的任何一位都是分不開(kāi)的 首先 我要向我的指導(dǎo)老師黃勤老師致以由衷的感謝和誠(chéng)摯的敬意 他 的指導(dǎo)為我們提供了設(shè)計(jì)的主題思想 在設(shè)計(jì)過(guò)程中 他在自己的繁忙工作之 余指導(dǎo)我們 檢查并排除了我們?cè)O(shè)計(jì)過(guò)程中的諸多漏洞 無(wú)論是理論的運(yùn)用 還是零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 都給我們解惑答疑 我都有很大的收獲 在論文的編 寫過(guò)程中 他給我提出寶貴的意見(jiàn) 并且給與細(xì)致的指導(dǎo) 不斷地完善和改進(jìn) 最重要的是魏老師教會(huì)我們?cè)S多分析 解決問(wèn)題的方法 這在書(shū)本中無(wú)法學(xué)到 的 他的教誨培養(yǎng)了我科學(xué)的思維方法和一絲不茍的工作態(tài)度 淵博的學(xué)識(shí)更 使我受益匪淺 其次 我要感謝的是我的同伴們 同設(shè)計(jì)組的所有同學(xué) 在整個(gè)設(shè)計(jì) 過(guò)程中 我們配合的非常默契 遇到不清楚地地方一起討論 翻閱資料 共同 克服困難 出謀劃策尋求最簡(jiǎn)潔最佳的解決方案 正是由于我們的努力 整個(gè) 設(shè)計(jì)才能進(jìn)行的那么順利 再次 我要感謝大學(xué)四年所有教過(guò)我的老師和我們的輔導(dǎo)員 感謝他們 四年來(lái)對(duì)我的諄諄教誨和無(wú)私幫助 還要感謝我們班所有的同學(xué) 正是可愛(ài)的 你們 我的大學(xué)生活才如此的豐富多彩 最后要感謝的 是我的家人 是他們養(yǎng)育我 教我做人做事的道理 同時(shí) 將這篇論文獻(xiàn)給他們 感謝他們?cè)谏钌辖o我的支持和照顧 在學(xué)習(xí)上給我的 關(guān)心和鼓勵(lì) 我才能安心 順利的完成大學(xué)學(xué)業(yè)