9級分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計【N=40~630；Z=9；公比為1.41；P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430含6張CAD圖】

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I分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計摘 要本說明書主要研究分級變速傳動系統(tǒng)，分級變速傳動系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)中最常用的傳動形式之一，是變速傳動系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)，掌握了分級變速傳動系統(tǒng)的設(shè)計，有助于進(jìn)一步理解和掌握無級變速傳動系統(tǒng)的設(shè)計要領(lǐng)，在設(shè)計傳動系統(tǒng)時，為了便于分析和比較不同的傳動方案，常利用結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式，通過設(shè)計，使我們獲得機(jī)械系統(tǒng)基本設(shè)計技能的訓(xùn)練，提高分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計創(chuàng)造一定的條件。關(guān)鍵詞 分級變速；傳動系統(tǒng)設(shè)計；傳動副；結(jié)構(gòu)網(wǎng)；結(jié)構(gòu)式；齒輪模數(shù)，傳動比II目 錄摘 要 .........................................................................................................I目 錄 ........................................................................................................II第 1 章 緒論 .................................................................................................11.1 課程設(shè)計的目的 .................................................................................11.2 課程設(shè)計的內(nèi)容 .................................................................................11.2.1 理論分析與設(shè)計計算 ..................................................................11.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計 ..............................................................................11.2.3 編制技術(shù)文件 ..............................................................................11.3 課程設(shè)計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 ....................................21.3.1 課程設(shè)計題目和主要技術(shù)參數(shù) ..................................................21.3.2 技術(shù)要求 ......................................................................................2第 2 章 運動設(shè)計 .........................................................................................32.1 運動參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定 .................................................................32.1.1 轉(zhuǎn)速范圍 .....................................................................................32.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列 .....................................................................................32.1.3 確定結(jié)構(gòu)式 .................................................................................32.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng) .................................................................................32.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖 .........................................................42.2 確定各變速組此論傳動副齒數(shù) ........................................................52.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ............................................................................5第 3 章 動力計算 .........................................................................................63.1 帶傳動設(shè)計 .........................................................................................63.2 計算轉(zhuǎn)速的計算 .................................................................................73.3 齒輪模數(shù)計算及驗算 .........................................................................83.4 傳動軸最小軸徑的初定 ...................................................................11第 4 章 主要零部件的選擇 .......................................................................124.1 電動機(jī)的選擇 ...................................................................................124.2 軸承的選擇 .......................................................................................124.3 擺桿式操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計 ...................................................................12第 5 章 校核 ...............................................................................................135.1 Ⅱ軸剛度校核 ...................................................................................135.1.1 П 軸撓度校核 ............................................................................135.1.2 П 軸扭轉(zhuǎn)角的校核 ....................................................................135.2 軸承壽命校核 ..................................................................................14第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明 ...........................................................................15III6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 ..............................................156.2 I 軸（輸入軸）的設(shè)計 ..................................................................156.3 傳動軸的設(shè)計 ..................................................................................166.4 主軸組件設(shè)計 ..................................................................................176.4.1 各部分尺寸的選擇 ...................................................................176.4.2 主軸軸承 ...................................................................................186.4.3 主軸與齒輪的連接 ...................................................................196.4.4 潤滑與密封 ...............................................................................19結(jié)論 .............................................................................................................20參考文獻(xiàn) .....................................................................................................21致謝 .............................................................................................................221第 1 章 緒論1.1 課程設(shè)計的目的《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》課程設(shè)計是在學(xué)完本課程后，進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計的綜合性練習(xí)。通過課程設(shè)計，使學(xué)生能夠運用所學(xué)過的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的有關(guān)理論知識，及生產(chǎn)實習(xí)等實踐技能，達(dá)到鞏固、加深和拓展所學(xué)知識的目的。通過課程設(shè)計，分析比較機(jī)械系統(tǒng)中的某些典型機(jī)構(gòu)，進(jìn)行選擇和改進(jìn)；結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計，進(jìn)行設(shè)計計算并編寫技術(shù)文件；完成系統(tǒng)主傳動設(shè)計，達(dá)到學(xué)習(xí)設(shè)計步驟和方法的目的。通過設(shè)計，掌握查閱相關(guān)工程設(shè)計手冊、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和資料的方法，達(dá)到積累設(shè)計知識和設(shè)計技巧，提高學(xué)生設(shè)計能力的目的。通過設(shè)計，使學(xué)生獲得機(jī)械系統(tǒng)基本設(shè)計技能的訓(xùn)練，提高分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計創(chuàng)造一定的條件。1.2 課程設(shè)計的內(nèi)容《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》課程設(shè)計內(nèi)容由理論分析與設(shè)計計算、圖樣技術(shù)設(shè)計和技術(shù)文件編制三部分組成。1.2.1 理論分析與設(shè)計計算1. 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計。設(shè)計方案的分析，最佳功能原理方案的確定。2. 根據(jù)總體設(shè)計參數(shù)，進(jìn)行傳動系統(tǒng)運動設(shè)計和計算。3. 根據(jù)設(shè)計方案和零部件選擇情況，進(jìn)行有關(guān)動力計算和校核。1.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計1. 選擇系統(tǒng)中的主要機(jī)件。2. 工程技術(shù)圖樣的設(shè)計與繪制。1.2.3 編制技術(shù)文件1. 對于課程設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行自我經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價。2. 編制設(shè)計計算說明書。21.3 課程設(shè)計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求1.3.1 課程設(shè)計題目和主要技術(shù)參數(shù)題目 20：分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)參數(shù)：N min=40r/min；N max=630r/min；Z=9 級；公比為 1.41；電動機(jī)功率 P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1430r/min1.3.2 技術(shù)要求1. 利用電動機(jī)完成換向和制動。2. 各滑移齒輪塊采用單獨操縱機(jī)構(gòu)。3. 進(jìn)給傳動系統(tǒng)采用單獨電動機(jī)驅(qū)動。3第 2 章 運動設(shè)計2.1 運動參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定2.1.1 轉(zhuǎn)速范圍Rn= = =15.75minaxN40632.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列轉(zhuǎn)速數(shù)列。查《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》表 2-9 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，首先找到40r/min、然后每隔 5 個數(shù)取一個值（1.41=1.06 6） ，得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為40 r/min、56 r/min、80 r/min、112 r/min、160 r/min、224 r/min，315 r/min， 450 r/min，630r/min 共 9 級。2.1.3 確定結(jié)構(gòu)式對于 Z=9 可分解為：Z=3 1×33。2.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)根據(jù)“前多后少 ” , “先降后升” , 前密后疏,結(jié)構(gòu)緊湊的原則,選取傳動方案 Z=31×33,易知第一擴(kuò)大組的變速范圍 r=φ(P3-1)x=1.413=7.53120o?6. 確定 V 帶根數(shù)：確定額定功率：P 0由查表并 8-4 并用線性插值得 P0=1.61kw查[7]表 8-3 得功率增量 P0=0.13kwA查[7]表 8-6 得包角系數(shù) Ka=0.887查[7]表 8-2 得長度系數(shù) KL=0.96確定帶根數(shù)：Z = P c/｛（P 0+△P 0）×K a×KL｝=3.35/(1.61+0.13)×0.88×0.96=2.28，取 Z=33.2 計算轉(zhuǎn)速的計算主軸的計算轉(zhuǎn)速 由《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》表 3-2 中的公式n =n =40×1.41（z / 3-1） =79.5r/min jmi)13/(??z故取主軸的計算轉(zhuǎn)速 nj=80r/min。確定各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速：在轉(zhuǎn)速圖上，Ⅲ軸在最低轉(zhuǎn)速 40r/min 時，經(jīng)過傳動組傳動副得到主軸，轉(zhuǎn)速為 80r/min。這個轉(zhuǎn)速高于主軸計算轉(zhuǎn)速，恒功率的區(qū)間內(nèi)，因此軸Ⅱ的最低轉(zhuǎn)速的計算為：nⅡj =160r/min，同理可得軸Ⅰ計算轉(zhuǎn)速為 nⅠj =315 r/min確定各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速：由機(jī)械設(shè)計知識可知，一對嚙合齒輪只需要校核危險的小齒輪，因此只需求出危險小齒輪的計算轉(zhuǎn)速?？汕蟮闷溆鄡蓪Ш淆X輪中危險齒輪的計算轉(zhuǎn)速即 njz28=100r/min，n jz56=100r/min表 3-1 各軸計算轉(zhuǎn)速軸 號 Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸計算轉(zhuǎn)速 r/min 315 160 808確定齒輪副的計算轉(zhuǎn)速齒輪 Z 裝在主軸上并具有 40、56、80r/min 共 3 級轉(zhuǎn)速，其中只有'680r/min 傳遞全功率，故 Z6j=80 r/min。齒輪 Z6 裝在Ⅱ軸上，有 160-315 r/min 共 4 級轉(zhuǎn)速，但經(jīng)齒輪副 Z / Z 傳動主軸，則只有 315r/min 傳遞全6'功率，故 Z j=315r/min。依次可以得出其余齒輪的計算轉(zhuǎn)速，6如表 3-2：表 3-2 齒輪副計算轉(zhuǎn)速序號 Z1Z 2Z3Z `4Z5Z 6n j315 315 160 160 80 803.3 齒輪模數(shù)計算及驗算模數(shù)計算一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，選取負(fù)荷最重的小齒輪，按簡化的接觸疲勞強度公式進(jìn)行計算，即 mj=16338 可得各組的321][)(jmnuzP???模數(shù)，式中 mj——按接觸疲勞強度計算的齒輪模數(shù)（mm） ；Nd——驅(qū)動電動機(jī)功率（kW） ；——被計算齒輪的計算轉(zhuǎn)速（r/min） ；jn——大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比，外嚙合取“+” ，內(nèi)嚙u合取“- ”；——小齒輪的齒數(shù)（齒） ；1z——齒寬系數(shù)， （B 為齒寬，m 為模數(shù)） ，m???；4~0m?——材料的許用接觸應(yīng)力（ ） 。j????? MPa得：基本組的模數(shù) mj=3.5，第一擴(kuò)大組的模數(shù) mj=3.5。如表 3-3：表 3-3 模數(shù)9基本組齒輪計算基本組齒輪幾何尺寸見下表 3-4：表 3-4 基本組齒輪幾何尺寸齒輪 Z1 Z1` Z2 Z2` Z3 Z3`齒數(shù) 30 42 24 48 19 53分度圓直徑 105 147 84 168 66.5 185.5齒頂圓直徑 108.5 150.5 87.5 171.5 70 189齒根圓直徑 100.6 142.6 79.6 163.6 62.12 181.1齒寬 24.5 24.5 24.5 24.5 24.5 24.5按基本組最小齒輪計算。小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB～256HB，平均取 260HB，大齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB～256HB，平均取 240HB。計算如下：齒面接觸疲勞強度計算：接觸應(yīng)力驗算公式為：??jfsj MPauBnNKzm??????)()1(02832彎曲應(yīng)力驗算公式為：wswYz)(192315式中：N----傳遞的額定功率（kW） ，這里取 N 為電動機(jī)功率，N=3kW;nj-----計算轉(zhuǎn)速（r/min） ， nj=450（r/min） ；m-----初算的齒輪模數(shù)（mm） ，m=3.5（mm） ；B----齒寬（mm） ；B=24.5（mm） ；z----小齒輪齒數(shù)；z=19；u----小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比， u=2.79；KS-----壽命系數(shù)；=sTKnNq----工作期限系數(shù)；T組號 基本組 第一擴(kuò)大組模數(shù) mm 3.5 3.510mTCnK016?T------齒輪工作期限，這里取 T=15000h.;-----齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, =450（r/min）1n1----基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取 = ，彎曲載荷取 =0C070C62?m----疲勞曲線指數(shù)，接觸載荷取 m=3；彎曲載荷取 m=6;----轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，取 =0.60nKnK----功率利用系數(shù)，取 =0.78NN-----材料強化系數(shù)，取 =0.60q q-----工作狀況系數(shù)，取 =1.13 3-----動載荷系數(shù)，取 =12 2------齒向載荷分布系數(shù)，取 =1 1K1KY------齒形系數(shù)， Y=0.386；----許用接觸應(yīng)力（MPa）,取 =650 Mpa；??j???j?---許用彎曲應(yīng)力（MPa） ，取 =275 Mpa；w w根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得：=635 Mpa j?j=78 Mpaw??w擴(kuò)大組齒輪計算，擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見下表 3-5：表 3-5 擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸齒輪 Z4 Z4` Z5 Z5` Z6 Z6`齒數(shù) 66 33 41 58 20 79分度圓直徑 231 115.5 143.5 203 70 276.5齒頂圓直徑 234.5 119 147 206.5 73.5 250齒根圓直徑 226.6 111.12 139.12 198.6 65.6 272.12齒寬 25 25 25 25 25 25按擴(kuò)大組最小齒輪計算。小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB～256HB，平均取 260HB，大齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB～256HB，平均取 240HB。同理根據(jù)基本組的計算，可得=0.62， =0.77， =0.60， =1.1，nKNqK3=1， =1，m=3.5， =355；21jn11可求得：=619 Mpa j????j?=135Mpaww3.4 傳動軸最小軸徑的初定傳動軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下式計算：d=1.64 （mm）或 d=91 （mm）??4?Tn??4njN?式中 d---傳動軸直徑（mm）Tn---該軸傳遞的額定扭矩（N*mm） ， T=9550000 ；J?N----該軸傳遞的功率（KW） ----該軸的計算轉(zhuǎn)速jn---該軸每米長度的允許扭轉(zhuǎn)角， =0.5 ~ 。??????01各軸最小軸徑如表 3-6：表 3-6 各軸最小軸徑軸 號 Ⅰ 軸 Ⅱ 軸最小軸徑 mm 35 4012第 4 章 主要零部件的選擇4.1 電動機(jī)的選擇選擇 Y 系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機(jī)。由文獻(xiàn)【3】附錄 2 得：電動機(jī)型號為 Y112M-4，額定功率 40KW。由附錄 3 得：安裝尺寸 A=190mm，AB=245mm，HD=265mm。4.2 軸承的選擇I 軸：與帶輪靠近段安裝深溝球軸承 6007，另一端安裝深溝球軸承6006II 軸：靠近帶輪一側(cè)安裝深溝球軸承 6007，中間安裝深溝球軸承6007，后端安裝深溝球軸承 61908III 軸：安裝深溝球軸承 6007，兩個。4.3 擺桿式操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計1. 幾何條件；2. 不自鎖條件。13第 5 章 校核5.1 Ⅱ軸剛度校核5.1.1 П 軸撓度校核單一載荷下，軸中心處的撓度采用文獻(xiàn)【5】中的公式計算：:??????YmZnDxNLYba ???43375.09.1L-----兩支承的跨距；D-----軸的平均直徑；X= /L； -----齒輪工作位置處距較近支承點的距離；iaiN-----軸傳遞的全功率；校核合成撓度 ??YYbabah ?????cos22-----輸入扭距齒輪撓度；aY-------輸出扭距齒輪撓度b；)(????---被演算軸與前后軸連心線夾角； =144°?嚙合角 =20°，齒面摩擦角 =5.72°。?代入數(shù)據(jù)計算得： =0.025； =0.082； =0.130；2ay3ay1ay=0.206； =0.098； =0.045。5b4b6b合成撓度 =0.248?cos511aahY???查文獻(xiàn)【6】 ，帶齒輪軸的許用撓度 =5/10000*L，即 =0.268。??y??y因合成撓度小于許用撓度，故軸的撓度滿足要求。5.1.2 П 軸扭轉(zhuǎn)角的校核傳動軸在支承點 A，B 處的傾角 可按下式近似計算：BA?,????????radlyh3將上式計算的結(jié)果代入得：14??radBA052.???由文獻(xiàn)【6】 ，查得支承處的 =0.001??因 〈0.001，故軸的轉(zhuǎn)角也滿足要求。052.??BA?5.2 軸承壽命校核由 П 軸最小軸徑可取軸承為 6208 深溝球軸承,ε=3；P=XFr+YFaX=1，Y=0 。對Ⅱ軸受力分析得：前支承的徑向力 Fr=2238.38N。由軸承壽命的計算公式：預(yù)期的使用壽命 [L10h]=15000hL10h= × = × =97872.57h≥[L10h]=15000hn1670?)PC(180673)2.810(?軸承壽命滿足要求。15第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(shè)計主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動件（傳動軸、軸承、帶輪、齒輪等） 、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設(shè)計由于時間的限制，一般只畫展開圖。主軸變速箱是機(jī)床的重要部件。設(shè)計時除考慮一般機(jī)械傳動的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個方面的問題。精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動效率要求，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)計時整個機(jī)床設(shè)計的重點，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計中不可避免要經(jīng)過反復(fù)思考和多次修改。在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖。目的是：布置傳動件及選擇結(jié)構(gòu)方案。檢驗傳動設(shè)計的結(jié)果中有無干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時改正。確定傳動軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對位置，以確定各軸的受力點和受力方向，為軸和軸承的驗算提供必要的數(shù)據(jù)。6.2 I 軸（輸入軸）的設(shè)計將運動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)注意加強軸的剛度或使軸部受帶的拉力（采用卸荷裝置） 。I 軸上裝有摩擦離合器，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退刀。車螺紋時，換向頻率較高。實現(xiàn)政反轉(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，摩擦片不壓緊時，應(yīng)留有 0.2～0.4 的間隙，間隙應(yīng)能調(diào)整。離合器及其壓緊裝置中有三點值得注意：161. 摩擦片的軸向定位：由兩個帶花鍵孔的圓盤實現(xiàn)。其中一個圓盤裝在花鍵上，另一個裝在花鍵軸上的一個環(huán)形溝槽里，并轉(zhuǎn)過一個花鍵齒，和軸上的花鍵對正，然后用螺釘把錯開的兩個圓盤連接在一起。這樣就限制了軸向和周向德兩個自由度，起了定位作用。2. 摩擦片的壓緊由加力環(huán)的軸向移動實現(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)計時應(yīng)使加力環(huán)推動擺桿和鋼球的運動是不可逆的，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)離合器接通時才和軸一起轉(zhuǎn)動。但脫開的另一端齒輪，與軸回轉(zhuǎn)方向是相反的，二者的相對轉(zhuǎn)速很高（約為兩倍左右） 。結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮這點。齒輪與軸之間的軸承可以用滾動軸承也可以用滑動軸承?；瑒虞S承在一些性能和維修上不如滾動軸承，但它的徑向尺寸小?？仗X輪需要有軸向定位，軸承需要潤滑。6.3 傳動軸的設(shè)計機(jī)床傳動軸，廣泛采用滾動軸承作支撐。軸上要安裝齒輪、離合器和制動器等。傳動軸應(yīng)保證這些傳動件或機(jī)構(gòu)能正常工作。首先傳動軸應(yīng)有足夠的強度、剛度。如撓度和傾角過大，將使齒輪嚙合不良，軸承工作條件惡化，使振動、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引起上述問題。傳動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?；ㄦI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。這是加工時的過濾部分。一般尺寸花鍵的滾刀直徑為 65～85。機(jī)床傳動軸常采用的滾動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，裝配方便，間隙容易調(diào)整。所以有時在沒有軸向力時，也常采用這種軸承。選擇軸承的型號和尺寸，首先取決于承載能力，但也要考慮其他結(jié)構(gòu)條件。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加工幾個同心孔的工藝。17下面分析幾種鏜孔方式：對于支撐跨距長的箱體孔，要從兩邊同時進(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，同時加工各孔；對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)計時應(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，以免加工時孔變形?；ㄦI軸兩端裝軸承的軸頸尺寸至少有一個應(yīng)小于花鍵的內(nèi)徑。一般傳動軸上軸承選用級精度。傳動軸必須在箱體內(nèi)保持準(zhǔn)確位置，才能保證裝在軸上各傳動件的位置正確性，不論軸是否轉(zhuǎn)動，是否受軸向力，都必須有軸向定位。對受軸向力的軸，其軸向定位就更重要?；剞D(zhuǎn)的軸向定位（包括軸承在軸上定位和在箱體孔中定位）在選擇定位方式時應(yīng)注意：1. 軸的長度。長軸要考慮熱伸長的問題，宜由一端定位。2. 軸承的間隙是否需要調(diào)整。3. 整個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。6.4 主軸組件設(shè)計主軸組件結(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動，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)計時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方面考慮。6.4.1 各部分尺寸的選擇主軸形狀與各部分尺寸不僅和強度、剛度有關(guān)，而且涉及多方面的因素。1. 內(nèi)孔直徑車床主軸由于要通過棒料，安裝自動卡盤的操縱機(jī)構(gòu)及通過卸頂尖的頂桿，必須是空心軸。為了擴(kuò)大使用范圍，加大可加工棒料直徑，車床主軸內(nèi)孔直徑有增大的趨勢。2. 軸頸直徑前支撐的直徑是主軸上一主要的尺寸，設(shè)計時，一般先估算或擬定一個尺寸，結(jié)構(gòu)確定后再進(jìn)行核算。3. 前錐孔直徑18前錐孔用來裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏錐孔。4. 支撐跨距及懸伸長度為了提高剛度，應(yīng)盡量縮短主軸的外伸長度。選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇?，一般推薦取 3～5，跨距小時，軸承變形對軸端變形的影響大。所以，軸承剛度小時，應(yīng)選大值，軸剛度差時，則取小值?？缇嗟拇笮?，很大程度上受其他結(jié)構(gòu)的限制，常常不能滿足以上要求。安排結(jié)構(gòu)時力求接近上述要求。6.4.2 主軸軸承1. 軸承類型選擇主軸前軸承有兩種常用的類型：雙列短圓柱滾子軸承。承載能力大，可同時承受徑向力和軸向力，結(jié)構(gòu)比較簡單，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。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.軸承的配置在配置軸承時，應(yīng)注意以下幾點：（1）每個支撐點都要能承受經(jīng)向力。（2）兩個方向的軸向力應(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軸高。前軸承的誤差對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。普通精度級機(jī)床的主軸，前軸承的選或級，后軸承選或級。選擇軸承的精度時，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反映到軸承滾道上去。如果配合精度選的太低，會降低軸承的回轉(zhuǎn)精度，所以軸和孔的精度應(yīng)與軸承精度相匹配。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19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，過大的預(yù)負(fù)載對提高剛度沒有明顯的小果，而磨損發(fā)熱量和噪聲都會增大，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)圈相對外圈可以移動，當(dāng)內(nèi)圈向大端軸向移動時，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，隔套兩個端面的平行度都由較高要求，否則，調(diào)整時可能將軸承壓偏而破壞精度。隔套越長，誤差的影響越小。螺母端面對螺紋中心線垂直度、軸上和孔上套簡兩端平行度等均有嚴(yán)格的精度要求。6.4.3 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） 。錐面配合對中性好，但加工較難。平鍵一般用一個或者兩個（相隔 180 度布置） ，兩國特鍵不但平衡較好，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題。6.4.4 潤滑與密封主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充分潤滑，一般常用單獨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） 。還有一種是在軸承蓋的孔內(nèi)開一個或幾個并列的溝槽（圓弧形或形） ，效果比上一種好些。在軸上增開了溝槽（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，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?0結(jié)論經(jīng)過這次課程設(shè)計，使我對機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計這門課當(dāng)中許多原理公式有了進(jìn)一步的了解，并且對設(shè)計工作有了更深入的認(rèn)識。懂得了，理論和實踐同等重要。理論能指導(dǎo)實踐，使你能事半功倍，實踐能上升成為理論，為以后的設(shè)計打下基礎(chǔ)。從校門走出后，一定要重視實踐經(jīng)驗的積累,要多學(xué)多問。把學(xué)校學(xué)習(xí)的專業(yè)知識綜合的應(yīng)用起來，這非常重要。體會到把技術(shù)搞好就必須安心的學(xué)習(xí)，虛心向別人請教，耐心的對待每一個問題，不放過任何一個自己遇到的問題，要善于發(fā)現(xiàn)問題。在設(shè)計過程中，得到王仲文老師的精心指導(dǎo)和幫助，在此表示衷心的感謝！由于經(jīng)驗尚淺，知識把握不熟練，設(shè)計中定有許多地方處理不夠妥當(dāng)，有些部分甚至可能存在錯誤，望老師多提寶貴意見。..21參考文獻(xiàn)[1] 段鐵群.《 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》.科學(xué)出版社；[2] 于惠力，向敬忠，張春宜.《機(jī)械設(shè)計》.科學(xué)出版社；[3] 潘承怡，蘇相國 . 《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》 ，哈爾濱理工大學(xué)；[4] 戴署.《金屬切削機(jī)床設(shè)計》.機(jī)械工業(yè)出版社；[5] 陳易新， 《 金屬切削機(jī)床課程設(shè)計指導(dǎo)書》 ；[6] 《機(jī)床設(shè)計手冊 》2 上冊 [7] 濮良貴，陳國定，吳立言.《機(jī)械設(shè)計》.高等教育出版社,第九版22致謝這次的課程設(shè)計是在王仲文老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的選擇到項目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，在此，謹(jǐn)向教師表示衷心的感謝和崇高的敬意！。此外，在課程設(shè)計過程中，也得到了同組同學(xué)的幫助，有關(guān)軟件方面的一些技能不足得到了左慶明同學(xué)、張慶同學(xué)的大力幫助，設(shè)計任務(wù)一直在很好的氛圍中進(jìn)行，尤其是王勝楠同學(xué)作為組長認(rèn)真負(fù)責(zé)，統(tǒng)籌組里各項事宜，在這里，也向他們表示真誠的感謝！再次向此次課程設(shè)計中所有幫助過我的人表示感謝。