320mm臥式銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、 陜西理工學(xué)院課程設(shè)計(jì) 摘要 3 第一章.臥式銑床組成及要求 4 第二章.總體設(shè)計(jì) 6 2.1變速箱總體結(jié)構(gòu)方案的擬定 6 2.2設(shè)計(jì)要求 6 2.3參數(shù)確定 6 2.4工藝特性 6 2.5主電機(jī)選擇 7 2.6.操縱性能一些基本要求 7 第三章．傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 8 3.1.確定各變速組及其傳動(dòng)副數(shù) 8 3.1.1.確定變速組的個(gè)數(shù) 8 3.1.2確定變速組傳動(dòng)副數(shù)目 8 3.3.齒輪齒數(shù)

2、的確定 10 3.3.1.確定齒數(shù)注意事項(xiàng) 10 3.3.2.齒輪的選定 10 3.4.完成轉(zhuǎn)速圖 11 3.5.校核主軸轉(zhuǎn)速誤差 15 第四章.三角帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 16 第五章.主傳動(dòng)系統(tǒng)的布局 18 5.1 齒輪的布置 19 5.2軸的空間布置 21 5.3繪制系統(tǒng)傳動(dòng)簡圖 22 第六章．主要零件的計(jì)算 23 6.1齒輪模數(shù)的計(jì)算 23 6.1.1計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速 23 6.1.2.主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 23 6.1.3其他傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 24 6.1.4各軸和齒輪的傳遞功率 25 6.1.5齒輪

3、模數(shù)的初步計(jì)算 25 6.2傳動(dòng)軸直徑的估算：確定各軸最小直徑 26 6.3各軸間的中心距的確定 27 6.4齒寬的確定 27 6.5齒輪強(qiáng)度校核 27 6.6主軸設(shè)計(jì) 29 6.6.1．軸上零件的定位 29 6.6.2主軸的校核 30 6.6.3．主軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核 31 6.7軸承的選取 31 第七章.潤滑方式的選取 32 7.1潤滑系統(tǒng)的要求 32 7.2 潤滑劑的選擇 32 7.3潤滑方式 32 結(jié)語 34 參考文獻(xiàn) 35 摘要 本設(shè)計(jì)從下達(dá)任務(wù)起，經(jīng)過現(xiàn)場

4、調(diào)查和查閱文獻(xiàn)資料入手，歷經(jīng)六周的時(shí)間完成。在設(shè)計(jì)中，首先根據(jù)課程設(shè)計(jì)所要求的技術(shù)參數(shù)確定機(jī)床設(shè)計(jì)中所需要的參數(shù)，即原動(dòng)機(jī)的功率、機(jī)床主軸箱的轉(zhuǎn)速數(shù)列公比；然后確定機(jī)床主軸箱的主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，擬訂機(jī)床的結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖；查資料，根據(jù)轉(zhuǎn)速圖確定機(jī)床內(nèi)的各個(gè)主要零件的計(jì)算轉(zhuǎn)速，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)速確定各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比，根據(jù)傳動(dòng)比來確定各級(jí)傳動(dòng)的齒輪配合的齒輪齒數(shù)。根據(jù)機(jī)床主軸箱的傳動(dòng)鏈來計(jì)算各級(jí)轉(zhuǎn)速的實(shí)際值與理論值之間的誤差。在設(shè)計(jì)中主要是要計(jì)算主軸箱里各個(gè)零件的選用是否滿足要求以及原動(dòng)機(jī)與主軸箱間的動(dòng)力傳遞裝置的計(jì)算。最后根據(jù)資料和參考同機(jī)床來設(shè)計(jì)該銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，并繪制其裝配圖。 通過機(jī)床主

5、運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)得結(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。掌握主軸箱設(shè)計(jì)的過程和方法，使原有的知識(shí)有了進(jìn)一步的加深。 第一章.臥式銑床組成及要求 機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)是用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)的，它與機(jī)床的傳動(dòng)方案和總體布局有關(guān)，對(duì)于機(jī)床的使用性能、結(jié)構(gòu)和制造成本都有明顯的影響。因此在設(shè)計(jì)機(jī)床的

6、過程中必須給予充分的重視，以便制定出既滿足使用要求有經(jīng)濟(jì)合理的方案。 為了滿足工作性能的要求，從電動(dòng)機(jī)起，至機(jī)床工作的執(zhí)行部件（主軸），主傳動(dòng)系統(tǒng)通常包括下列幾個(gè)組成部分： (1)定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 即具有固定傳動(dòng)比的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，常采用齒輪、皮帶及鏈傳動(dòng)等，有時(shí)也可以采用聯(lián)軸節(jié)直接傳動(dòng)。 (2)變速裝置 機(jī)床的變速裝置有齒輪變速機(jī)構(gòu)，機(jī)械無級(jí)變速機(jī)構(gòu)以及液壓無極變速裝置等。其中最常見的是齒輪變速機(jī)構(gòu)。 (3)主軸組件 機(jī)床的主軸組件有主軸、主軸支承和安裝在主軸上的傳動(dòng)件等。 (4)開停裝置 用來控制機(jī)床主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件（主軸）的啟動(dòng)和停止。通常采用離合器或直接開停電動(dòng)機(jī)。 (5)制動(dòng)

7、裝置 用來使機(jī)床主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件（主軸）盡快地停止運(yùn)動(dòng)，以減少輔助時(shí)間，通?？梢圆捎脵C(jī)械的、液壓的或電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式。 (6)換向裝置 用來改變機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的方向。對(duì)于需要換向的機(jī)床，在設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，都應(yīng)設(shè)有換向裝置。他們可以是機(jī)械的、液壓的或者是直接改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。 (7)操縱機(jī)構(gòu) 機(jī)床的開停、變速、制動(dòng)及換向等，都需要通過操縱機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)，一般是把主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案與操縱機(jī)構(gòu)同時(shí)加以考慮。 (8)潤滑與密封裝置 為了保證主傳動(dòng)系統(tǒng)的正常工作，必須要良好的潤滑與密封裝置，防止出現(xiàn)漏油、漏水和漏氣現(xiàn)象。 (9)箱體 各機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)件的支承均裝入箱體中，并保證他

8、們相互位置的準(zhǔn)確性。 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)與整臺(tái)機(jī)床技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有密切的關(guān)系。例如機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)及電動(dòng)機(jī)功率將直接影響這臺(tái)機(jī)床的使用范圍；主軸組件的精度、剛度、抗震性及溫升對(duì)加工質(zhì)量有重要的影響；同時(shí)，主傳動(dòng)系統(tǒng)與機(jī)床的效率、操作、調(diào)整、制造以及成本都有密切的關(guān)系。 一般應(yīng)滿足下列的幾項(xiàng)要求： a.機(jī)床的主軸須有足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)（對(duì)于主傳動(dòng)系統(tǒng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床則為直線速度的變速范圍和變速級(jí)），以便滿足實(shí)際使用要求。 b.主電動(dòng)機(jī)和全部機(jī)構(gòu)要能傳遞足夠的功率和扭矩，并具有較高的傳動(dòng)效率。 c.執(zhí)行部件（如主軸組件）須有足夠的精度、剛度、抗震性以及小于許可限度的熱變形。

9、 d.操縱要輕便靈活、迅速、安全可靠，并須便于調(diào)整和維修。 e.結(jié)構(gòu)簡單、潤滑與密封良好，便于加工和裝配，成本低。 第二章.總體設(shè)計(jì) 2.1變速箱總體結(jié)構(gòu)方案的擬定 機(jī)床變速箱用于使主運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行零件（如：主軸、工作臺(tái)、滑枕等）變速、啟動(dòng)、停止和改變運(yùn)動(dòng)方向等。因此，變速箱所包含的機(jī)構(gòu)大致為：作為傳動(dòng)連接用的定比傳動(dòng)副，變速機(jī)構(gòu)啟動(dòng)后停止以及換向機(jī)構(gòu)，制動(dòng)機(jī)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)和潤滑裝置等。 機(jī)床總體的布局大概可以設(shè)置為電機(jī)在下方，主軸在上方，采用展開式的方式布局。 2.2設(shè)計(jì)要求 本次設(shè)計(jì)的是普通型銑床主軸變速箱。主要用于加

10、工平面。主參數(shù)如下 設(shè)計(jì)要求：工作臺(tái)寬度為320mm，主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=18級(jí)，主軸正傳12級(jí)，反轉(zhuǎn)6級(jí)。 2.3參數(shù)確定 1.確定公比 根據(jù)選用標(biāo)準(zhǔn)公比的一般原則和經(jīng)驗(yàn)資料故對(duì)于通用機(jī)床，為使轉(zhuǎn)速損失不大，機(jī)床幾個(gè)又不過于復(fù)雜，一般取中等的標(biāo)準(zhǔn)公比。即=1.41或者=1.26，本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)有關(guān)計(jì)算資料取=1.41。 2確定主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)值，可以確定出其派生的轉(zhuǎn)速數(shù)列如下：45 ，63，90，125 ，180 ，250，355，500 ，710 ，1000 ，1400 ，2000 . 2.4工藝特性 1） 工藝范圍：臥式銑床質(zhì)量穩(wěn)定，操作方便，性能可靠。臥式銑床可用各種圓柱銑

11、刀、圓片銑刀、角度銑刀、成型銑刀和端面銑刀加工各種平面、斜面、溝槽等。如果使用適當(dāng)銑床附件，可加工齒輪、凸輪、弧形槽及螺旋面等特殊形狀的零件，配置萬能銑頭、圓工作臺(tái)、分度頭等銑床附件，采用鏜刀桿后亦可對(duì)中、小零件進(jìn)行孔加工。 2）工作臺(tái)寬度：B=320mm 4）切削用量：ap=2~6mm f=0.3~0.6mm/r 5）變速范圍：=44.44 2.5主電機(jī)選擇 現(xiàn)以確定粗銑時(shí)的切削用量為例設(shè)計(jì) 1）確定背吃刀量和進(jìn)給量f，根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊(cè)》表8-94和表8-95，取=4mm =0.38mm/z 2）確定切削速度，查表8-99取 3）計(jì)算機(jī)床功率

12、 銑削力 則 切削功率的計(jì)算 主傳動(dòng)總效率一般為0.70—0.85，取較大值 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表12-1 Y系列（IP44）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù),Y系列（IP44）電動(dòng)機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型異步電動(dòng)機(jī)，具有防塵埃、鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的特點(diǎn)，B級(jí)絕緣，工業(yè)環(huán)境溫度不超過+40℃，相對(duì)濕度不超過95%，海拔高度不超過1000m，額定電壓380V，頻率50Hz。適用于無特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床，泵，風(fēng)機(jī)，攪拌機(jī)，運(yùn)輸機(jī)，農(nóng)業(yè)機(jī)械等。 根據(jù)以上要求，選取Y132M-4型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率7.5kW,滿載轉(zhuǎn)速1440r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2

13、，質(zhì)量,81kg。 2.6.操縱性能一些基本要求 1.具有皮帶輪卸荷裝置 2.主軸的變速由變速手柄，和滑移齒輪完成 第三章．傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)是用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)的，它與機(jī)床的傳動(dòng)方案和總體布局有關(guān)，對(duì)于機(jī)床的使用性能、結(jié)構(gòu)和制造成本都有明顯的影響。因此在設(shè)計(jì)機(jī)床的過程中必須給予充分重視，以便制定出既滿足使用要求有經(jīng)濟(jì)合理方案。 已知電機(jī)額定功率為7.5KW，n=45，n=2000。n=1440 ，12級(jí)轉(zhuǎn)速 選擇傳動(dòng)形式：選擇帶傳動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)平穩(wěn)，效率較好，可以有效減少震動(dòng)引起的誤差。 變速形式：

14、選擇分級(jí)變速形式 3.1.確定各變速組及其傳動(dòng)副數(shù) 3.1.1.確定變速組的個(gè)數(shù) 由于主軸轉(zhuǎn)速為18級(jí)的變速系統(tǒng)，有正傳12級(jí)反轉(zhuǎn)6級(jí)。主軸轉(zhuǎn)速為12級(jí)的變速系統(tǒng)，因此有兩種選擇：其一可用三個(gè)變速組。其中一個(gè)三聯(lián)滑移齒輪變速組和兩個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪變速組；其二可用兩個(gè)變速組，即四聯(lián)和三聯(lián)滑移齒輪變速組。 3.1.2確定變速組傳動(dòng)副數(shù)目 實(shí)現(xiàn)18級(jí)主軸轉(zhuǎn)速變化的傳動(dòng)系統(tǒng)可以寫成多種傳動(dòng)副組合： 結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式可以用來分析和比較機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的方案。結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的主要差別是，結(jié)構(gòu)網(wǎng)只表示傳動(dòng)比的相對(duì)關(guān)系，而不表示傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)速的絕對(duì)值，而且結(jié)構(gòu)網(wǎng)上代表傳動(dòng)比的射線呈對(duì)稱分布。

15、結(jié)構(gòu)網(wǎng)也可寫成結(jié)構(gòu)式來表示：，式中，l8表示變速級(jí)數(shù)；3、3、2分別表示各變速組的傳動(dòng)副數(shù)；腳標(biāo)中1、3、9則分別表示各變速組中相鄰傳動(dòng)比的比值關(guān)系，即變速組級(jí)比指數(shù)。 因?yàn)榇嬖?2級(jí)正傳6級(jí)反轉(zhuǎn)，6級(jí)反轉(zhuǎn)可以包含在12級(jí)正傳里面。主軸轉(zhuǎn)速為12級(jí)的變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下。 結(jié)構(gòu)式為，要實(shí)現(xiàn)12級(jí)正傳，在一擴(kuò)組中設(shè)置兩個(gè)傳動(dòng)副。 1） 確定變速組擴(kuò)大順序： 通過以上分析，所以結(jié)構(gòu)式為12=2*3*2的傳動(dòng)副組合，根據(jù)級(jí)比指數(shù)分配應(yīng)“前密后疏”的原則，其傳動(dòng)組的擴(kuò)大順序又可以有以下形式： 12=21*32*26 其中六級(jí)反轉(zhuǎn)包含在內(nèi)。 2） 檢驗(yàn)最后擴(kuò)大組的變速范圍。

16、結(jié)構(gòu)式12=21*32*26，最后擴(kuò)大組的變速范圍為r1=x1(P1-1)= 1.416=8，允許 因此，結(jié)構(gòu)式方案確定為12=12=21*32*26 。由此確定了變速組為三聯(lián)滑移齒輪變速組 3.2.繪制轉(zhuǎn)速圖 根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的選擇原則，12級(jí)轉(zhuǎn)速可寫為結(jié)構(gòu)式，則轉(zhuǎn)速圖為 =1.41 12=12=21*32*26 3.3.齒輪齒數(shù)的確定 3.3.1.確定齒數(shù)注意事項(xiàng)： （1） 齒輪的齒數(shù)和Sz應(yīng)小些，以免加大兩軸之間的中心距，使機(jī)床結(jié)構(gòu)龐大，一般推薦齒數(shù)和Sz≤100~120 (2) 避免最小齒輪產(chǎn)生根切現(xiàn)象，機(jī)床變

17、速箱中，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，一般取最小齒數(shù)Zmin≥18~20 (3) 齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽的壁厚a≥2m（m為模數(shù)）,保證足夠的強(qiáng)度，以避免出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。 （4） 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)滑移齒輪的最大和次大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于4，以保證滑移時(shí)，齒輪外圓不相碰。 3.3.2.齒輪的選定 則確定各傳動(dòng)之間的齒數(shù) 基本組 第一擴(kuò)大組

18、 第二擴(kuò)大組 3.4.完成轉(zhuǎn)速圖 圖3-1 (1)轉(zhuǎn)速圖的概念 圖3-1是主傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖。主軸轉(zhuǎn)速范圍為45—2000轉(zhuǎn)/分，公比=1.41，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=12，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n0的1440轉(zhuǎn)/分。從轉(zhuǎn)速圖上可以看出： a.距離相等的一組豎直線代表主傳動(dòng)系統(tǒng)（或變速箱）中各傳動(dòng)軸，從左向右依次標(biāo)注電機(jī)軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、與傳動(dòng)系統(tǒng)圖上各傳動(dòng)軸相對(duì)應(yīng)，其中IV軸即主軸

19、。通常，電動(dòng)機(jī)軸是以最左面一條豎直線表示。應(yīng)該指出，在轉(zhuǎn)速圖上的豎直線間的距離相等，并不表示各軸的中心距相等，其目的是在于是圖畫清晰。 b.距離相等的一組水平線與豎直線（即傳動(dòng)軸）相交，得相應(yīng)的黑點(diǎn)，代表各軸所具有的轉(zhuǎn)速。在主軸上具有12種轉(zhuǎn)速：45 ，63，90，125 ，180 ，250，355，500 ，710 ，1000 ，1400 ，2000 .轉(zhuǎn)/分。由于該銑床轉(zhuǎn)速是以公比=1.41的等比系列，因此，兩相鄰轉(zhuǎn)速之間具有下列關(guān)系： ，，…， 兩邊取對(duì)數(shù)，得： ………………… 因此，若將轉(zhuǎn)速圖上的豎直線坐標(biāo)取為對(duì)數(shù)坐標(biāo)時(shí)，則任意相鄰兩轉(zhuǎn)速相距為一格

20、，即一個(gè)。因此代表各級(jí)轉(zhuǎn)速的水平線的間距相等。為了方便使用，習(xí)慣上在轉(zhuǎn)速圖上不寫對(duì)數(shù)符號(hào)，而直接寫出所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速值。還應(yīng)指出，相鄰兩轉(zhuǎn)速如n2和n1相差一格，即，表示他們之間相差倍。 c.圖2-1轉(zhuǎn)速圖上相鄰兩軸間對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速的連線，表示一對(duì)傳動(dòng)副（如皮帶、齒輪等）的傳動(dòng)比。傳動(dòng)比的大小以代表該傳動(dòng)副的連線傾斜方向和傾斜程度來表示。連線向右下方傾斜為降速傳動(dòng)；向右上方傾斜為升速傳動(dòng)；水平線則為等速傳動(dòng)。如在此銑床中，電動(dòng)機(jī)軸與I軸間有一對(duì)齒輪傳動(dòng)，是用電機(jī)軸上的1440轉(zhuǎn)/分與I軸上的1000轉(zhuǎn)/分兩點(diǎn)連線來表示，由圖可見，連線是向下斜一格，即為降速傳動(dòng)，其傳動(dòng)比i==；I-II軸間有三

21、對(duì)齒輪傳動(dòng)，在轉(zhuǎn)速圖上是用一條水平線和兩條向下斜的連線來表示，故連線水平；=，向下斜一格；，向下斜兩格。II-III軸間有兩對(duì)齒輪傳動(dòng)，即，向下斜三；向上斜一；向下斜三。III-IV，連線向上斜兩格，則為升速傳動(dòng)，，向下斜四格。且用互相平行的連線來表示這對(duì)齒輪傳動(dòng)，即這對(duì)齒輪在變速中使用了幾次，由此可知，在轉(zhuǎn)速圖上兩軸之間相互平行的連線是代表同一傳動(dòng)副。 綜上所述，轉(zhuǎn)速圖可以清楚的表示主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)路線、主軸得到這些轉(zhuǎn)速所需要的變速組數(shù)目及每個(gè)變速組中的傳動(dòng)副數(shù)目、各個(gè)傳動(dòng)比的數(shù)值；傳動(dòng)軸的數(shù)目，傳動(dòng)順序及各軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)與大小。因此，在設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)，通常把轉(zhuǎn)速圖作為分析和設(shè)計(jì)機(jī)床分級(jí)變速

22、系統(tǒng)的重要工具。 (2)轉(zhuǎn)速圖的基本原理 由圖2-1可以看出，銑床主軸的12級(jí)轉(zhuǎn)速是通過兩個(gè)變速組傳動(dòng)得到的。各變速組的傳動(dòng)副數(shù)分別為2、3、2，即主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)為Z=232=12。其中電機(jī)—I軸間的起降速作用，使I軸得到一種固定的轉(zhuǎn)速，稱為定比傳動(dòng)；I軸到IV軸（主軸）之間變速組串聯(lián)所組成的變速機(jī)構(gòu)，通過不同嚙合位置的齒輪傳動(dòng)以改變各傳動(dòng)軸間的轉(zhuǎn)速，使主軸得到12種連續(xù)的等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速。下面分析一下各變速組的傳動(dòng)比與使主軸得到等比數(shù)列的轉(zhuǎn)隨之間的內(nèi)在聯(lián)系。為了便于分析，將傳動(dòng)系統(tǒng)中的三各變速組按傳遞的順序分別變速組a、b、c。 a.第一變速組（變速組a）有兩對(duì)齒輪傳動(dòng)副，其傳動(dòng)比為

23、 == == 則： ::=: 由此可見，在變速組a中的兩個(gè)傳動(dòng)比連線之間相差均為一格，即相鄰轉(zhuǎn)速相差倍的關(guān)系，就是說通過兩個(gè)傳動(dòng)比使Ⅲ軸得到兩種轉(zhuǎn)速，也是以為公比的等比數(shù)列。這說明變速組a是基本組。 通常將變速組的相鄰傳動(dòng)比之比稱為級(jí)比，而組內(nèi)相鄰兩傳動(dòng)比相距的格數(shù)稱為級(jí)比指數(shù)，用x來表示。式中的，稱為變速組的級(jí)比指數(shù)為1。 b.第二變速組（變速組b）有三對(duì)齒輪傳動(dòng)副，其傳動(dòng)比為：

24、 = == = 由此可見，在變速組b中的三個(gè)傳動(dòng)比之間相差為三格和一格，即相差3倍關(guān)系，通過這三個(gè)傳動(dòng)比使Ⅳ軸得到6種連續(xù)的等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速，這個(gè)變速組起了在基本組的基礎(chǔ)上第一次擴(kuò)大的作用，稱為第一擴(kuò)大組，其級(jí)比指數(shù)。如轉(zhuǎn)速圖所示，基本組中三個(gè)傳動(dòng)副最上和最下的兩個(gè)傳動(dòng)比連線相差為兩格，使II軸上得到三種轉(zhuǎn)速，若再擴(kuò)大轉(zhuǎn)速范圍，就要通過一擴(kuò)組的兩個(gè)傳動(dòng)副，使III軸上得到6種轉(zhuǎn)速，這時(shí)第一擴(kuò)大組相鄰兩個(gè)傳動(dòng)比必須拉開三格，即相差3倍，也就是說

25、其級(jí)比指數(shù)，而這個(gè)數(shù)值同基本組的傳動(dòng)副數(shù)有關(guān)，即等于基本組的傳動(dòng)副敷，若基本組的傳動(dòng)副數(shù)位p0，則一擴(kuò)組的指數(shù)x1應(yīng)為p0，即相鄰傳動(dòng)比之間相差p0倍，這就是一擴(kuò)組傳動(dòng)比的內(nèi)在規(guī)律。 c.第三變速組（變速組c）有兩對(duì)齒輪傳動(dòng)副，其傳動(dòng)比為 = == 則： :=:1 這說明該變速組兩個(gè)傳動(dòng)比之間相距為6格，因此通過它變速后，在V軸(主軸)上可以得到322=12種連續(xù)的等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速，即從III軸上的6種轉(zhuǎn)速，再擴(kuò)大為IV軸上的12種轉(zhuǎn)速。這個(gè)在基本組

26、和第一擴(kuò)大組基礎(chǔ)上，進(jìn)—步擴(kuò)大轉(zhuǎn)速范圍的變速組稱為第二擴(kuò)大組。同樣，從轉(zhuǎn)速圖上可以看出：在第一擴(kuò)大組(變速組b)中最上與最下兩個(gè)傳動(dòng)比連線相距為3格，若進(jìn)一步擴(kuò)大轉(zhuǎn)速范圍，使IV軸得到12種連續(xù)的等比級(jí)數(shù)的轉(zhuǎn)速，則第二擴(kuò)大組(變速組c)的兩個(gè)傳動(dòng)比必須拉開6格，其級(jí)比指數(shù)x=6。而這個(gè)數(shù)值同基本組和第一擴(kuò)大組的傳動(dòng)副有關(guān)，即等于基本組與一擴(kuò)組傳動(dòng)副數(shù)的相乘積(32=6)。若基本組的傳動(dòng)副數(shù)為p0，第一擴(kuò)大組的傳動(dòng)副數(shù)為p1，則第二擴(kuò)大組的指數(shù)，即相鄰傳動(dòng)比之間相差倍，這是第二擴(kuò)大組中傳動(dòng)比的內(nèi)在規(guī)律。 若機(jī)床還需要第三、第四、……次擴(kuò)大轉(zhuǎn)建范圍，則有第三、第四、……擴(kuò)大組。 綜上所述，可以

27、得出下面結(jié)論：機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)，通常是由幾個(gè)變速組串聯(lián)所組成的，其中以基本組為基礎(chǔ)，然后通過第一、第二、……擴(kuò)大組把各軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)和變速范圍逐步擴(kuò)大，若各變速組中相鄰傳動(dòng)比之間遵守該基本原理，則機(jī)床主軸得到的轉(zhuǎn)速數(shù)列是連續(xù)而不重復(fù)的等比數(shù)列。這樣的傳動(dòng)系統(tǒng)一般稱為常規(guī)傳動(dòng)系統(tǒng)。 3.5.校核主軸轉(zhuǎn)速誤差 齒輪齒數(shù)確定后，主軸的各級(jí)實(shí)際轉(zhuǎn)速即確定，它與主軸的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速總會(huì)產(chǎn)生一定 得誤差，應(yīng)滿足： 結(jié)果見下表： 標(biāo)號(hào) 計(jì)算式 誤差 允許值 結(jié)論 1 0.42% 4% 合格 2 1.25% 4% 合格 3 0.23% 4% 合格 4 1

28、.06% 4% 合格 5 0.88% 4% 合格 6 1.83% 4% 合格 7 1.20% 4% 合格 8 0.94% 4% 合格 9 0.52% 4% 合格 10 1.36% 4% 合格 11 1.45% 4% 合格 12 0.32% 4% 合格 第四章.三角帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 由于帶是靠摩擦傳遞動(dòng)力，帶與輪槽間會(huì)有打滑，亦可因而緩和沖擊及隔離震動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。本設(shè)計(jì)用電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。 帶的選擇和計(jì)算 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/min,傳遞功率

29、P=7.5KW,傳動(dòng)比i= = =1.44. 1-1確定計(jì)算功率 取1.1，則 1-2選取V帶型 根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計(jì)算功率，查相關(guān)資料的，應(yīng)選B型帶。查表小帶輪基準(zhǔn)直徑,。 驗(yàn)算帶速成 其中 -小帶輪轉(zhuǎn)速，r/min； -小帶輪直徑，mm ，合適。 1-3確定帶傳動(dòng)的中心距和帶的基準(zhǔn)長度 設(shè)中心距為,則 0．55（）a2（） 于是 208.45a758,初取中心距為400mm。 帶長 查表取相近的基準(zhǔn)長度，得。 帶傳動(dòng)實(shí)際中心距 1-4驗(yàn)算小帶輪的包角 一般小帶輪的包角不應(yīng)小于。 。合適。 1-5確定帶的

30、根數(shù) 其中： -時(shí)傳遞功率的增量； -按小輪包角，查得的包角系數(shù)； -長度系數(shù)； 為避免V型帶工作時(shí)各根帶受力嚴(yán)重不均勻，限制根數(shù)不大于10。 1-6計(jì)算帶的張緊力 其中： -帶的傳動(dòng)功率,KW； v-帶速,m/s； q-每米帶的質(zhì)量，kg/m；取q=0.17kg/m。 v = 1440r/min = 9.42m/s。

31、 1-7計(jì)算作用在軸上的壓軸力 第五章.主傳動(dòng)系統(tǒng)的布局 5.1 齒輪的布置 初步確定了轉(zhuǎn)速圖和齒輪齒數(shù)之后，合理地布置齒輪排列方式，是一個(gè)比較重要的問題。它將直接影響到變速箱的尺寸、變速操縱的方便性以及結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可能性等。 (1)滑移齒輪的軸向布置 變速組中的滑移齒輪最好布置在主動(dòng)軸上，因其轉(zhuǎn)速一般比被動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速高，因此，可使滑移齒輪的尺寸小，重量輕，操縱省力；但由于具體結(jié)構(gòu)要求，有時(shí)則須將滑移齒輪放在被動(dòng)軸上。為了變速操縱方便，還可以將兩個(gè)相鄰變速組的滑移齒輪放在同一根軸上。 在一個(gè)變速組內(nèi)，須注意當(dāng)一對(duì)齒輪完全脫開嚙合之后，另一

32、對(duì)齒輪才能開始進(jìn)入嚙合，就是說兩個(gè)固定齒輪的間距，應(yīng)大于滑移齒輪的寬度，如圖4-1所示，其間隙Δ為1～4毫米(通常為1～2毫米)。 圖4-1 滑移齒輪軸向布置 圖4-2 雙聯(lián)滑移齒輪軸向排列 圖4-3 三聯(lián)滑移齒輪軸向排列 （2）一個(gè)變速組內(nèi)齒輪軸向位置的排列 齒輪在軸向位置的排列，如沒有特殊情況，應(yīng)盡量縮短軸向長度。 滑移齒輪的結(jié)構(gòu)通常有窄式和寬式兩種，一般窄式排列(即滑移齒輪軸向尺寸窄小)所占用的軸向長度較小。圖4-2左圖所示的兩級(jí)變速組占用的軸向長度L>4b。其中L為齒輪變速組在軸上所占有的空間

33、長度；b為一個(gè)齒輪的齒部寬度。圖4-3左上圖所示的三級(jí)變速組占用的軸向長度L>7b。如按圖4-2右圖和圖4-3右上圖所示的寬式排列，則占用的軸向長度較大，以致在相同的負(fù)荷條件下，軸徑須加粗，從而使軸上小齒輪的齒數(shù)增加，相應(yīng)使齒數(shù)和及徑向尺寸加大，因此，一般不希望采用寬式排列。 三聯(lián)滑移齒輪的兩種排列方式，必須保證同軸上相鄰兩齒輪的齒數(shù)差大于4，才能使滑移齒輪在越過某個(gè)固定齒輪時(shí)避免齒頂相碰。若相鄰齒數(shù)差小于4，除了采用增加齒數(shù)和的方法(使相鄰兩齒輪的齒數(shù)差增加，此時(shí)徑向尺寸也加大)、或者采用變位齒輪的方法予以解決外，還可采用如圖4-3中圖所示的排列方案，讓滑移齒輪中的最小齒輪越過同定的小齒輪

34、，即最大齒輪與最小齒輪的齒數(shù)差大于4，而其他兩個(gè)齒輪的齒數(shù)差允許小些，但這種排列方法的軸向尺寸較大。 （3）縮小徑向足寸 為了減小變速箱的尺寸，既要縮短軸向尺寸，又要縮小徑向尺寸，它們之問往往是相互聯(lián)系的。 a.縮小軸間距離 在強(qiáng)度允許的條件下，盡量選用較小的齒數(shù)和，并使齒輪的降速傳動(dòng)比大于1/4，以避免采用過大的齒輪。這樣，既縮小了本變速組的軸間距離，又不致妨礙其他變速組軸間距離的減小。 b.采用軸線相互重合 在相鄰變速組的軸間距離相等的情況下，可將其中兩根軸布置在同一軸線上，則徑向尺寸可縮小很多，而且減少了箱體上孔的排數(shù)，箱體孔的加工工藝性也得到攻善。 c.合理安排變速箱內(nèi)各

35、軸的位置 在不發(fā)生干涉的條件下，盡可能要緊湊一些。 (5)滑移齒輪的結(jié)構(gòu)形式 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中常見的滑移齒輪結(jié)構(gòu)形式有：整體式及裝配式，設(shè)計(jì)滑移齒輪結(jié)構(gòu)，一般應(yīng)考慮齒輪的工藝方法。為了保證齒輪的導(dǎo)向性良好，滑移齒輪的輪轂長度不應(yīng)小于(1.2～1.5)d，d為軸的直徑。如圖4-4所示。 圖4-4 滑移齒輪的結(jié)構(gòu)形式 5.2軸的空間布置 軸系布置的一般是先確定主軸在變速箱中的位置，再確定傳動(dòng)主軸的軸以及與主軸上的齒輪有嚙合關(guān)系的軸，再確定電動(dòng)機(jī)軸或輸入軸的位置，最后確定其他各傳動(dòng)軸的位置。 (1)主軸 a.垂直方向（高度）

36、 b.水平方向 圖4-5 主軸的空間位置 ----主軸中心在尾架導(dǎo)軌中間，也有稍偏向前導(dǎo)軌的，也有偏向后導(dǎo)軌的，為了降低床身導(dǎo)軌的變形，切削力的方向盡可能在前，后導(dǎo)軌之間， 主軸中心越往后越好，但從便于裝卸工件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度角度來講，主軸中心越往前越好。一般中型車床取在尾架導(dǎo)軌中央或稍偏后，這樣，即便于操作，又可使切削力均勻地作用于刀架的兩導(dǎo)軌面上，如圖4-5所示。 (2)Ⅰ軸的位置 a.Ⅰ軸上往往裝有摩擦離合器等機(jī)構(gòu)，這些部件的位置安排 應(yīng)便于調(diào)整。 b.摩擦離合器工作時(shí)，考慮便于冷卻與潤滑，離主軸部件要遠(yuǎn)一些，以減少摩擦發(fā)熱對(duì)主軸部件熱變形的影響。

37、 c.Ⅰ軸的軸端裝有皮帶輪，而主軸尾架端外伸，布置Ⅰ軸位置時(shí)，必須保證兩者不會(huì)相互碰撞。 綜合上述，臥式銑床Ⅰ軸一般多安排在變速箱后壁靠近箱蓋處。 (3)中間各傳動(dòng)軸的位置 a.裝有離合器的軸：要便于裝調(diào)，維修和潤滑。 b.裝有制動(dòng)裝置的軸：布置在靠近箱蓋或 箱壁處。 c.與相關(guān)部件有聯(lián)系的軸：銑床主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)間的聯(lián)系是通過變速箱內(nèi)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)輸出軸聯(lián)系，它應(yīng)布置在主軸前下方靠近進(jìn)給箱處。 5.3繪制系統(tǒng)傳動(dòng)簡圖 、 、 、、 第六章．主要零件的計(jì)算 6.1齒輪模數(shù)的計(jì)算

38、 齒輪模數(shù)的估算。通常同一變速組內(nèi)的齒輪取相同的模數(shù)，如齒輪材料相同時(shí)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪，根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度條件按《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表7-17進(jìn)行估算模數(shù)和，并按其中較大者選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，為簡化工藝變速傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過2～3種模數(shù)。 6.1.1計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速 為了使傳動(dòng)件工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)傳動(dòng)件進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算。主傳動(dòng)系統(tǒng)中主軸及傳動(dòng)件的尺寸，主要是根據(jù)它所傳遞的扭矩大小來決定，扭矩大，結(jié)構(gòu)尺寸就大；扭矩小，則結(jié)構(gòu)尺寸就可縮小。傳動(dòng)件傳遞扭矩大小與它所傳遞的功率N和轉(zhuǎn)速n兩個(gè)因素有關(guān)。按傳遞全部功率時(shí)的轉(zhuǎn)速中的最低轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算，即

39、可得出該傳動(dòng)件需要傳遞的最大扭矩。傳遞全部功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速，則稱為該傳動(dòng)間的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 6.1.2.主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速是主軸傳遞全功率(此時(shí)電動(dòng)機(jī)為滿載)時(shí)的最低轉(zhuǎn)速，從這一轉(zhuǎn)速起至主軸最高轉(zhuǎn)速間所有轉(zhuǎn)速都能夠傳遞全部功率，而扭矩則隨轉(zhuǎn)速的增加而減少，此為恒功率工作范圍；低于主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的各級(jí)轉(zhuǎn)速所能傳遞的扭矩與計(jì)算轉(zhuǎn)速下的扭矩相等，它是該機(jī)床的最大傳遞扭矩(功率則隨轉(zhuǎn)速的降低而減少)，此為恒扭矩工作范圍。 主傳動(dòng)功率和扭矩變化圖 本銑床的主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=12，其轉(zhuǎn)速圖見圖2-1，則主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：n==125 轉(zhuǎn)/分。在轉(zhuǎn)速圖上以黑點(diǎn)表示。 6.1.3

40、其他傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 主軸從計(jì)算轉(zhuǎn)速起至最高轉(zhuǎn)速間的所有轉(zhuǎn)速都傳遞全部功率，因此，實(shí)現(xiàn)上述主軸轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)件的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速也傳遞全功率，傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速就是其傳遞全功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速。當(dāng)主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速確定后，就可以從轉(zhuǎn)速圖上確定傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。確定的順序通常是由后往前，即先定出位于傳動(dòng)鏈后面(靠近主軸)的傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，再順次由后往前定出傳動(dòng)鏈前面的傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速。一般可先找出該傳動(dòng)軸共有幾級(jí)實(shí)際工作轉(zhuǎn)速，再找出其中能夠傳遞全功率時(shí)的那幾級(jí)轉(zhuǎn)速，最后確定能夠傳遞全功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速，即為該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 a.III軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：從轉(zhuǎn)速圖上可以看出:主軸在125轉(zhuǎn)／分(計(jì)算轉(zhuǎn)速)至2

41、000轉(zhuǎn)／分(最高轉(zhuǎn)速)之間的所有轉(zhuǎn)速都傳遞全功率。此時(shí)，III軸若經(jīng)齒輪副22:86傳動(dòng)主軸，它只有在500—1000轉(zhuǎn)／分轉(zhuǎn)速時(shí)才能傳遞全功率；若經(jīng)齒輪副72:36傳動(dòng)主軸，180～1000轉(zhuǎn)／分的轉(zhuǎn)速都傳遞全功率，因此，其最低轉(zhuǎn)速180轉(zhuǎn)／分即為Ⅳ軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 同理可得:II軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為：500轉(zhuǎn)／分，I軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)／分 根據(jù)《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速的其他傳動(dòng)件的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速也傳遞全部功率，就是其傳遞全部功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速。據(jù)此，可以確定各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下： 軸序號(hào) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 主軸 計(jì)算轉(zhuǎn)速(r/min) 1000 500 180 12

42、5 最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下： 軸序號(hào)及最小齒輪齒數(shù) 1（24） 2（22） 3（22） 主軸 計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min） 1000 500 500 125 6.1.4各軸和齒輪的傳遞功率 其中由電機(jī)到該傳動(dòng)件個(gè)傳動(dòng)副的效率相乘，但不乘入該軸承的效率，由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)可以查出，，，計(jì)算各軸的傳遞功率。 6.1.5齒輪模數(shù)的初步計(jì)算 在同一變速組中的齒輪取同一模數(shù)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪， mj=16300 查閱《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》一書表4-7，考慮到機(jī)床所傳遞的功率取齒輪材料為40Cr，熱處理方式為整淬（C48）；接觸應(yīng)力[σ]=1250

43、MPa 按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)m，查表計(jì)算可得k1=1.04、k2=1.3、k3=1.3 1-2軸 取m=8, Z1=24，i=2，nj=1000, pj=7.2 則由上面的公式得 mj=2.4, m=2.5mm 2-3 取ψm=10, Z1=22，i=2.82，nj=500, pj=7.05 則由上面的公式得 mj=2.7, m=3mm 3-主軸 取ψm=8, Z1=22，i=4，nj=180, pj=6.91 則由上面的公式得 mj=2.8, m=3mm 齒頂圓直徑 ； 齒根圓直徑；

44、 分度圓直徑 ； 齒輪的具體值見表： z1 z2 z3 z4 z5 z6 z7 z8 z9 z10 z11 z12 z13 z14 齒數(shù) 24 48 30 42 22 62 50 30 28 56 22 86 72 36 模數(shù) 2.5 3 3 分度圓直徑 56 100 92 105 90 90 66 186 126 126 66 258 216 108 齒頂圓直徑da 61 105 97 110 95 95 72 192 132 132 72 2

45、64 222 114 齒根圓直徑df 49.8 98.8 90.8 98.8 88.8 88.8 58.5 178.5 118.5 118.5 58.5 250.5 208.5 100.5 6.2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. ① Ⅰ軸的直徑：取 取 ②Ⅱ軸的直徑：取 取 ③Ⅲ軸的直徑：取 取 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（）； -傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角（）。 6.3各軸間

46、的中心距的確定： ； ； ； 6.4齒寬的確定 由公式得： ①Ⅰ軸主動(dòng)輪齒輪； ②Ⅱ軸主動(dòng)輪齒輪； ③Ⅲ軸主動(dòng)輪齒輪 一般一對(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)主動(dòng)輪比從動(dòng)輪齒寬大 6.5齒輪強(qiáng)度校核： 計(jì)算公式 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) 1 ,n=1000r/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):

47、由于是直齒輪，則 ⑹確定動(dòng)載系數(shù): ⑺查表得 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。 校核b傳動(dòng)組齒輪和c傳動(dòng)組齒輪同上,可得取得合適. 6.6主軸設(shè)計(jì) （1）主軸前軸頸直徑的選取 一般按機(jī)床類型、主軸傳遞的功率或最大加工直徑，由參數(shù)表選取。銑床當(dāng)功率為7.5KW時(shí)，主軸前軸頸直徑約為90—105mm，選為90mm。主軸后軸頸直徑=0.9=81mm， 取=81mm。 （2）主軸內(nèi)孔直徑d的確定 很多機(jī)床的主軸是空心的，內(nèi)孔直徑與其用途

48、有關(guān)。銑床主軸內(nèi)孔可通過拉桿來拉緊刀桿。為不過多的削弱主軸的剛度，銑床主軸孔徑d可比刀具拉桿直徑大5—10mm。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可知：d=(50%～60%)=(35～42)mm,此處取 d=35mm, =0.4. 當(dāng)小于0.3時(shí)，空心主軸的剛度幾乎等于實(shí)心主軸的剛度，等于0.4時(shí)，空心主軸的剛度為實(shí)心主軸的90%，小于0.7時(shí)，空心主軸的剛度急劇下降，所以d=35mm是合適的。 （3）主軸前端懸伸量a的確定 主軸前端懸伸量a是指主軸前端面到前軸承徑向反力作用中點(diǎn)（或前徑向支承中點(diǎn)）的距離。它主要取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)，前支承軸承配置和密封裝置的形式和尺寸，有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定。由于前端懸伸量對(duì)主軸部

49、件的剛度、抗振性的影響很大，因此在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量縮短該懸伸量。此處我們選a為100mm. （4）主軸主要支承間跨距L的確定 合理確定主軸主要支承間的跨距L，是獲得主軸部件最大靜剛度的重要條件之一。支承跨距過小，主軸的彎曲變形固然較小，但因支承變形引起主軸前端的位移量增大；反之，支承跨距過大，支承變形引起主軸前端的位移量盡管減小了，但主軸的彎曲變形增大，也會(huì)引起主軸前軸端較大的位移。因此存在一個(gè)最佳跨距，在該跨距時(shí)，因主軸彎曲變形和支承變形引起主軸前軸端的總位移量為最小。一般會(huì)不斷降低，主軸主要支承間的實(shí)際跨距L往往大于上述最佳跨距，此處選L=3a=300mm.

50、 6.6.1．軸上零件的定位 （1）零件的軸向定位 軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、軸端擋圈、軸承端蓋和圓螺母等來保證。軸肩分為定位軸肩和非定位軸肩，軸肩處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，而且軸肩過多也不利于裝配，因此，軸肩定位多用于軸向力較大的場合， 套筒定位因?yàn)椴挥绊戄S的疲勞強(qiáng)度，一般用于軸上兩個(gè)零件之間的定位。若兩零件的間距較大或轉(zhuǎn)速較高時(shí)，都不宜采用套筒定位。 軸端擋圈適用于固定軸端零件，可以承受較大的軸向力。為了防止軸端擋圈轉(zhuǎn)動(dòng)造成螺釘松脫，可加圓柱銷鎖定軸端擋圈。 圓螺母定位可承受大的軸向力，但軸上螺紋處有較大的應(yīng)力集中，故一般用于固定軸端的零件，當(dāng)軸上零件間距離較大不宜使用

51、套筒定位時(shí)，也常采用圓螺母定位。 （2）零件的周向定位 周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。常用的周向定位零件有鍵、花鍵、銷、緊定螺釘以及過盈配合等，其中緊定螺釘只用在傳力不大之處。 6.6.2主軸的校核 主軸按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核 這種方法只是按軸所受的扭矩來計(jì)算軸的強(qiáng)度；如果軸還受到不大的彎矩時(shí)，則用降低需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為： (4.1) (4.2)

52、 (4.3) —需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為。 因?yàn)?7.5 ，，mm，查表得40 的值為：35—55，則 ≈0.25 ≤成立， 所以此主軸滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度要求。 6.6.3．主軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核 軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角表示。階梯軸的扭轉(zhuǎn)角[單位為（）/m]的計(jì)算公式為： (4.4) 對(duì)圓軸： = (4.5) 軸的扭轉(zhuǎn)剛度的條件為： 的取值為

53、 0.51（）/m 計(jì)算得階梯軸的扭轉(zhuǎn)角為： 0.14,則軸滿足扭轉(zhuǎn)剛度要求。 6.7軸承的選取 （1） 一軸：一軸的前后端與箱體外壁配合，配合處傳動(dòng)軸的軸頸是30mm，同時(shí)軸也不會(huì)承受軸向力故也選用深溝球軸承，型號(hào)：6206 （2） 二軸：二軸與一軸相似，但是由于工作過程之中傳動(dòng)可能有誤差，二軸會(huì)受軸向力，因此二軸與外幣配合采用圓錐滾子軸承，型號(hào)：30206. （3） 三軸：三軸與外壁配合處采用圓錐滾子軸承，型號(hào)：30208. （4） 主軸：主軸是傳動(dòng)系中最為關(guān)鍵的部分，因此應(yīng)該合理的選擇軸承。從主軸末端到前段均為圓錐滾子軸承，型號(hào)分別為：、30216、30218.

54、 第七章.潤滑方式的選取 7.1潤滑系統(tǒng)的要求 (1)應(yīng)保證開動(dòng)機(jī)床時(shí)能夠立即供給潤滑油。 (2)潤滑系統(tǒng)盡可能自動(dòng)化，工作可靠，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 (3)潤滑系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)有便于觀察潤滑工作是否正常的裝置。 (4)摩擦面的潤滑油量必要時(shí)應(yīng)能調(diào)節(jié)，以保證被潤滑零件正常工作。 (5)潤滑系統(tǒng)的檢修和清理應(yīng)方便。 7.2 潤滑劑的選擇 機(jī)床上常用潤滑劑有兩種：潤滑脂和潤滑油。 （1）潤滑脂 常用的潤滑脂有鈣基潤滑脂和鈉基潤滑脂兩種。在機(jī)床上主要應(yīng)用鈣基潤滑脂，其特點(diǎn)是粘度較大，有耐水性，熔點(diǎn)低，一般應(yīng)用于工作溫度不超過60oC的摩擦表面；用在外表面及垂直表面也不易流失

55、，密封簡單。但是流動(dòng)性差，導(dǎo)熱系數(shù)小，不能做循環(huán)潤滑劑；摩擦阻力大，機(jī)械效率低。 （2）潤滑油 潤滑油通常指各種礦物油，其物理和化學(xué)性能比較穩(wěn)定。與潤滑脂相比，潤滑油的粘度小，摩擦系數(shù)低，冷卻效果好，適用于高速運(yùn)動(dòng)和集中的自動(dòng)潤滑系統(tǒng)中，因此，在機(jī)床的變速箱或進(jìn)給箱中廣泛應(yīng)用。潤滑油的主要特性是粘度，通常是用運(yùn)動(dòng)粘度或相對(duì)粘度來表示。 潤滑對(duì)主軸組件的工作性能與軸承壽命都有密切關(guān)系。通常潤滑油的粘度可根據(jù)主軸前軸頸d(毫米)和主軸最高轉(zhuǎn)速 (轉(zhuǎn)／分)的乘積教d來選擇。 選擇使用潤滑油應(yīng)考慮的因素： (1)相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。機(jī)床部件或零件相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)速度高，應(yīng)選用粘度較小的潤滑油，以減少

56、能量損失和溫升。 (2)單位面積上的壓力越大，選用的潤滑油粘度應(yīng)越大。因?yàn)檎扯却蟮挠陀休^大的內(nèi)聚力，不易從摩擦表面中擠壓出來。 (3)工作溫度高時(shí)，應(yīng)選用粘度較大的潤滑油，以免由于溫度的升高使粘度降低。 7.3潤滑方式 （1）飛濺潤滑 在箱體底部裝有潤滑油，利用最低位置傳動(dòng)軸上齒輪或?yàn)R油盤浸入油內(nèi)一定深度，當(dāng)機(jī)床工作時(shí)，旋轉(zhuǎn)的齒輪或?yàn)R油盤將潤滑油向各方向?yàn)R出，直接落到潤滑件的表面上或落到特制的油盤或油槽中，油液沿著油管或油槽流至需要潤滑的表面上。當(dāng)濺油齒輪或?yàn)R油圓盤的圓周速度適宜時(shí)，還能形成油霧，油霧中的細(xì)小油珠會(huì)落到各摩擦面的間隙中進(jìn)行潤滑。 飛濺潤滑的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便

57、，而且油的消耗量也少。但這種方式需在一定的條件下才能有效地工作，即濺油齒輪或?yàn)R油盤的圓周速度不能太大或太小。 （2）循環(huán)潤滑 這是比較完善的潤滑方法，對(duì)于發(fā)熱量較大或防止溫升過高的某些摩擦表面，需用油泵供油進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)潤滑，將摩擦面所產(chǎn)生的熱量由潤滑油帶走，進(jìn)行冷卻。 （3）滴油潤滑 采用油杯或絨線間斷的供少量的潤滑油。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便；缺點(diǎn)是難于控制油量。這種方法主要用于需要油量不大的地方。 （4）油霧潤滑 利用壓縮空氣，通過專門的霧化器形成含少量油的油霧噴入軸承。油霧潤滑的阻力小，散熱性好，是一種很好的潤滑方法。 （5）噴射(注射)潤滑 一般是通過軸承周圍的3—4個(gè)

58、噴嘴，將4公斤／厘米2的壓力油噴注到軸承隔離器的空隙，周期性地把油送到潤滑表面，供油量少，潤滑效果好，但需要一套專門設(shè)備。這種方法主要用于轉(zhuǎn)速很高的主軸組件的軸承潤滑。 結(jié)語 課程設(shè)計(jì)作為一門專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，是我們邁向社會(huì)，從事工作前不可缺少的環(huán)節(jié)．通過這次課程設(shè)計(jì)，讓我受益良多，能夠更深層次的掌握應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)了．這次的課程設(shè)計(jì)，本著認(rèn)真努力的態(tài)度終于完成了，也學(xué)會(huì)了腳踏實(shí)地終有收獲的道理，牢固的專業(yè)知識(shí)才能更好的去面對(duì)以后的工作。 　　在這個(gè)累死人不償命的過程中，然而，親自著手一個(gè)自己的設(shè)計(jì)成果，還是很舒暢的，漫漫回味這六周的心路歷程，一種少有的

59、成功喜悅即刻使倦意頓消．雖然這是我剛學(xué)會(huì)走完的第一步，也是人生的一點(diǎn)小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多，另我有了一中＂柳暗花明又一村＂的感悟． 我的課程設(shè)計(jì)一直是在王燕燕老師的悉心指導(dǎo)下進(jìn)行的。老師治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，為人和藹可親。并且在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，他不斷對(duì)我得到的結(jié)論進(jìn)行總結(jié)，并提出新的問題，使得我的設(shè)計(jì)課題能夠深入地進(jìn)行下去，也使我接觸到了許多理論和實(shí)際上的新問題，使我做了許多有益的思考。在此表示誠摯的感謝和由衷的敬意。 通過課程設(shè)計(jì)，使我深深體會(huì)到，干任何事都必須耐心，細(xì)致．這次課程設(shè)計(jì)使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練．短短六周是課程設(shè)計(jì)，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的

60、知識(shí)是真正如此的缺乏，自己綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)能力是如此的不足，幾年來的學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知道自己并不會(huì)用．我需要學(xué)習(xí)的東西還太多太多。 　　最后，我要感謝我的老師們，是您給了我們這個(gè)機(jī)會(huì)，讓我們?cè)诋厴I(yè)之前能了解一下自己的水平，讓我們知道我們要學(xué)習(xí)的還很多，我們還需繼續(xù)努力，學(xué)習(xí)新的知識(shí)，端正自己的學(xué)習(xí)態(tài)度，爭取在以后的工作中脫穎而出。 參考文獻(xiàn) (1) 馮辛安著，《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》,北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 (2) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)等著，《機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)》,上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1979 (3) 楊黎明等著，《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》,北京：國防工業(yè)出版社，1993 (4) 翁世修、王良申著，《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》，上海：上海交通大學(xué)出版社，1987 (5) 何伯吹等著，《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1975 第 34 頁 共 35 頁