車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（畢業(yè)設(shè)計(jì)）

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1、大連民族學(xué)院 大連民族學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文) 專 業(yè) ：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) ：機(jī)械104 姓 名 ： 學(xué) 號(hào) ： 課 題 ：車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2、 指導(dǎo)教師 ： 2014 年 6 月 10 日 車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是機(jī)床設(shè)計(jì)中非常重要的組成部分，本次設(shè)計(jì)主要由機(jī)床的級(jí)數(shù)入手，于結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)擬定，再到齒輪和軸的設(shè)計(jì)，再選擇各種主傳動(dòng)配合件，對(duì)軸和齒輪及配合件進(jìn)行校核，將主傳動(dòng)方案“結(jié)構(gòu)化”，設(shè)計(jì)主軸變速箱裝配圖及零件圖，側(cè)重進(jìn)行傳動(dòng)軸組件、主軸組件、變速機(jī)構(gòu)、箱體、潤(rùn)滑與密封、傳動(dòng)軸及滑移齒輪零件的設(shè)計(jì)，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 本次

3、突出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，在保證機(jī)床的基本要求下，根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)的原則，擬定機(jī)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)，對(duì)機(jī)床的機(jī)構(gòu)進(jìn)行精簡(jiǎn)，力求降低生產(chǎn)成本；主軸和齒輪設(shè)計(jì)在滿足強(qiáng)度需要的同時(shí)，材料的選擇也是采用折中的原則，沒(méi)有選擇過(guò)高強(qiáng)度的材料從而造成浪費(fèi)。 【關(guān)鍵詞】車床、主傳動(dòng)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)式、電動(dòng)機(jī)。 Abstract Main drive system design is Very important part of the Machine Design,The design of th

4、e series to start primarily by machine,In the structure, the structure network developed, to the design of gears and shafts,Choose a variety of main drive with the pieces of the shaft and gear, and checked with the parts ，design and motive of completion sport spread the lord to move the project"the

5、structure turn" , Design a principal axis to become soon a box assemble diagram and spare parts diagram and lay particular emphasis on to carry on spread to move stalk module, principal axis module and become soon organization, box a body, lubricate and seal completely, spread to move stalk and slip

6、pery move wheel gear spare parts of design to complete design tasks. This highlights the structural design requirements,under the basic requirements for ensuring the machine ,According to the principles of machine tool design,Development of institutional and structural net,Streamlining of the machi

7、ne tool sector,Strive to reduce production costs,No choice of materials resulting in high strength waste. 【Keywords】lather, Main drive system,Structure , Electric motor. 目錄 緒論 1 1.主軸極限轉(zhuǎn)速的確定 2 2. 主動(dòng)參數(shù)的擬定 3 2.1確定傳動(dòng)公比 3 2.2主電動(dòng)機(jī)的選擇 4 3.普通車床的規(guī)格 5 4.變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5 4.1確定變速組及

8、各變速組中變速副的數(shù)目 5 4.2結(jié)構(gòu)式的擬定 5 4.3結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 8 4.4各變速組的變速范圍及極限傳動(dòng)比 9 4.5確定各軸的轉(zhuǎn)速 9 4.6繪制轉(zhuǎn)速圖 10 4.7確定各變速組變速副齒數(shù) 10 4.8繪制變速系統(tǒng)圖 12 5.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) 13 5.1帶輪的設(shè)計(jì) 13 5.2傳動(dòng)軸的直徑估算 16 5.3確定各軸轉(zhuǎn)速 16 5.4傳動(dòng)軸直徑的估算：確定各軸最小直徑 17 5.5鍵的選擇、傳動(dòng)軸、鍵的校核 18 6.各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核 20 6.1齒輪模數(shù)的確定： 20 6.2齒輪的設(shè)計(jì) 24 7.齒輪校驗(yàn) 26 7.1齒輪強(qiáng)度校核 26

9、 7.1.1校核a組齒輪 26 7.1.2 校核b組齒輪 28 7.1.3 校核c組齒輪 29 8.主軸組件設(shè)計(jì) 31 8.1主軸的基本尺寸確定 31 8.1.1外徑尺寸D 31 8.1.2主軸孔徑d 31 8.1.3主軸懸伸量a 33 8.1.4支撐跨距L 33 8.1.5主軸最佳跨距的確定 33 8.2主軸剛度驗(yàn)算 35 8.3主軸剛度驗(yàn)算 36 8.4各軸軸承的選用的型號(hào) 38 謝辭 38 小結(jié) 38 參考文獻(xiàn) 39 車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 緒論 機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)的布局可分成集中傳動(dòng)和分離傳動(dòng)兩種類型。主傳動(dòng)系統(tǒng)的全部變速結(jié)構(gòu)和主軸組件集中

10、裝在同一個(gè)箱體內(nèi)，稱為集中傳動(dòng)布局；傳動(dòng)件和主軸組件分別裝在兩個(gè)箱體內(nèi)，中間采用帶或鏈傳動(dòng)，稱為分離傳動(dòng)布局。 集中傳動(dòng)式布局的機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，便于實(shí)現(xiàn)集中操控，且只用一個(gè)箱體，但傳動(dòng)結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動(dòng)和熱變形。當(dāng)采用背輪傳動(dòng)時(shí)，皮帶將高速直接傳給主軸，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，加工質(zhì)量好，低速時(shí)經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，轉(zhuǎn)矩大，適應(yīng)粗加工要求。因?yàn)闄C(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)

11、速級(jí)數(shù)；滿足機(jī)床傳遞動(dòng)力的要求。 本文設(shè)計(jì)的為普通車床的傳動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)不同的加工條件，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求也不盡相同，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，從而獲得最優(yōu)的參數(shù)，使機(jī)床設(shè)計(jì)的最為合理。 1、 主傳動(dòng)系分類和傳動(dòng)方式 主傳動(dòng)系一般由動(dòng)力源（如電動(dòng)機(jī)）、變速裝置及執(zhí)行件（如主軸、刀架、工作臺(tái)），以及開(kāi)停、換向和制動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分組成。動(dòng)力源給執(zhí)行件提供動(dòng)力，并使其得到一定的運(yùn)動(dòng)速度和方向；變速裝置傳遞動(dòng)力以及變換運(yùn)動(dòng)速度；執(zhí)行件執(zhí)行機(jī)床所需的

12、運(yùn)動(dòng)，完成旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)。 （一） 主傳動(dòng)系可按照不同的特征來(lái)分類： （1） 按驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)的電動(dòng)機(jī)類型可分為交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)中又可分單速交流電動(dòng)機(jī)或調(diào)速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。調(diào)速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)又有多速交流電動(dòng)機(jī)和無(wú)極調(diào)速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。無(wú)極調(diào)速交流電動(dòng)機(jī)通常采用變頻調(diào)速的原理。 （2） 按傳動(dòng)裝置類型可分為機(jī)械傳動(dòng)裝置、液壓傳動(dòng)裝置、電氣傳動(dòng)裝置以及它們的組合。 （3） 按變速的連續(xù)性可分為分級(jí)變速傳動(dòng)和無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。 2、變速機(jī)構(gòu) 變速方式分為有級(jí)變速和無(wú)級(jí)變速。有級(jí)變速機(jī)構(gòu)有下列幾種： 交換齒輪變速機(jī)構(gòu) 這種

13、變速機(jī)構(gòu)的變速簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，主要用于大批量生產(chǎn)的自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)床，專用機(jī)床及組合機(jī)床等； 滑移齒輪變速機(jī)構(gòu) 這種變速機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于通用機(jī)床和一部分專用機(jī)床中； 離合器變速運(yùn)動(dòng) 在離合器變速機(jī)構(gòu)中應(yīng)用較多的有牙嵌式離合器，齒輪式離合器和摩擦片式離合器。 2、齒輪的布置與排列 變速組的滑移齒輪一般布置在主軸上，為了避免同一滑移齒輪變速組內(nèi)兩對(duì)齒輪同時(shí)嚙合，兩個(gè)固定齒輪的間距應(yīng)大于滑移齒輪的總寬度，即留有一定的間隙（1-2mm), 如無(wú)特殊情況，應(yīng)盡量縮小齒輪軸向排列尺寸?；讫X輪的軸向位置排列通常有窄式和寬式兩種，一般窄式排列軸向長(zhǎng)度較??； 為了減小變速箱的尺寸，既需縮短軸向尺寸，又要

14、縮短徑向尺寸，它們之間往往是相互聯(lián)系的，應(yīng)該根據(jù)具體情況考慮全局，恰當(dāng)?shù)亟鉀Q齒輪布置題目； 在強(qiáng)度答應(yīng)的條件下，盡量選取較小的齒數(shù)和并使齒輪的降速傳動(dòng)比大于1/4。這樣，既縮小了本變速組的軸間間隔，又不妨礙其它變速組的軸間間隔。 3、主傳動(dòng)的開(kāi)停、制動(dòng)裝置 開(kāi)停裝置 開(kāi)停裝置是用來(lái)控制主軸的啟動(dòng)與停止的機(jī)構(gòu)，開(kāi)停方式有直接開(kāi)、停電動(dòng)機(jī)和離合器開(kāi)、停兩種。當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率較少時(shí)，可直接開(kāi)停電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率較大時(shí)，可以用離合器實(shí)現(xiàn)主軸的啟動(dòng)和停止。 制動(dòng)裝置 在裝卸工件、丈量被加工面尺寸、更換刀具及調(diào)整機(jī)床時(shí)，常?？礄C(jī)床主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件盡快停止運(yùn)動(dòng)。所以主傳動(dòng)系統(tǒng)必須安裝制動(dòng)裝置，一般可采

15、用電機(jī)反接制動(dòng)，閘帶制動(dòng)，閘瓦制動(dòng)。 1.主軸極限轉(zhuǎn)速的確定 機(jī)床技術(shù)參數(shù)有主參數(shù)和基本參數(shù)，它們是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)的依據(jù)?；\(yùn)動(dòng)參數(shù)、尺寸參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)構(gòu)成基本參數(shù)。 主軸的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速的確定，應(yīng)該在分析所設(shè)計(jì)機(jī)床幾種典型加工方式的切削用量和參考現(xiàn)有同類型機(jī)床的技術(shù)性能的基礎(chǔ)上，并按照“技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理”的原則進(jìn)行。 由于通用性機(jī)床加工對(duì)象很廣，不同工序所采用的切削用量相差懸殊，而且加工零件的尺寸變換也很大，所以要合理地確定其極限轉(zhuǎn)速是一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，必須對(duì)有關(guān)加工工序和切削用量進(jìn)行分析，在分析切削用量的過(guò)程中，應(yīng)特別注意下列

16、幾點(diǎn)： 1.考慮先進(jìn)加工方法，但所選的切削用量不應(yīng)該是個(gè)別記錄，而應(yīng)該具有普遍性。 2.應(yīng)考慮刀具材料的發(fā)展趨勢(shì)。例如普通車到在大多數(shù)情況下已經(jīng)采用硬質(zhì)合金，目前陶瓷刀具也已開(kāi)始應(yīng)用等情況。 3.最高和最低轉(zhuǎn)速不能僅用計(jì)算方法來(lái)確定。還應(yīng)該和先進(jìn)的同類機(jī)床比較，因?yàn)檫^(guò)大的轉(zhuǎn)速范圍不僅不能充分發(fā)揮其性能，而且還可能使結(jié)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。在傳動(dòng)系統(tǒng)擬定好以后，驗(yàn)算各主要傳動(dòng)件的最大圓周速度應(yīng)不超過(guò)允許值。 通常主軸只須一種固定轉(zhuǎn)速： = (rpm) 其中： ——主軸轉(zhuǎn)速（m/min）； ——切削速度（m/m

17、in）； ——工件或刀具直徑。 對(duì)于通用機(jī)床由于完成工序較廣，又要適應(yīng)一定范圍的不同尺寸和不同材質(zhì)零件的加工需要。要求主軸具有不同的轉(zhuǎn)速（即應(yīng)實(shí)現(xiàn)變速），故需確定主軸的變速范圍，主運(yùn)動(dòng)可采用無(wú)級(jí)變速，也可采用有級(jí)變速，還應(yīng)確定級(jí)數(shù)。 普通車床采用最大速度的典型工序一般為用硬質(zhì)合金車刀精車或半精車鋼質(zhì)軸類工件的外圓，取=200m/min。 采用最小速度的典型工序又以下幾種情況： 1.在低速光車，要求獲得粗糙度小于R3.2μm； 2.精鉸孔 3.加工各種螺紋及多頭螺紋； 4.用高速鋼車刀，對(duì)鑄鐵材料的盤類工件進(jìn)

18、行粗車端面工作，取=1.5m/min。 一般取計(jì)算直徑： =0.5D =(0.2~0.25) 式中D為最大工件回轉(zhuǎn)直徑，即主參數(shù)(mm)。 當(dāng)?shù)湫凸ば驗(yàn)殂q孔或加工螺紋時(shí)，應(yīng)按在車床上常用最大鉸孔直徑或經(jīng)常加工的最大螺紋直徑作為最大計(jì)算直徑，根據(jù)調(diào)研可推薦：0.2 ,(為刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑） 故 ===1273r/min，取=1500 r/min； ===2.38r/min， 取=3r/min； 與本次設(shè)計(jì)給定的參數(shù)相差不大，取計(jì)算值。 2. 主

19、動(dòng)參數(shù)的擬定 2.1確定傳動(dòng)公比 根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》公式（3-2）因?yàn)橐阎? ∴ Z=+1 ∴===1.411 根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表3-5 標(biāo)準(zhǔn)公比。這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系列=1.41. 因?yàn)?1.41=1.06，根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表3-6標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首先找到最小極限轉(zhuǎn)速3，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)列：3、4.25、6.0、8.5、11.8、17、23.6、33.5、47.5、67、95、132、190、265、375、530、750、1060、1500。

20、 2.2主電動(dòng)機(jī)的選擇 合理的確定電機(jī)功率P，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。 現(xiàn)在以常見(jiàn)的中碳鋼為工件材料，取45號(hào)鋼，正火處理，車削外圓，表面粗糙度=3.2mm。采用車刀具，可轉(zhuǎn)位外圓車刀，刀桿尺寸：16mm25mm。刀具幾何參數(shù)：=15，=6，=75，=15，=0，=-10，b=0.3mm，r=1mm。 現(xiàn)以確定粗車是的切削用量為設(shè)計(jì)： ① 確定背吃刀量和進(jìn)給量f，根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》表8-50， 取4mm，f取1 。 ② 確定切削速度，參《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》表8-57，取V=2。 ③ 機(jī)床功率的計(jì)算

21、， 主切削力的計(jì)算 根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》-表8-59和表8-60，主切削力的計(jì)算公式及有關(guān)參數(shù)： F=9.81 =9.8127040.920.95 =4495.4（N） 切削功率的計(jì)算 ==4495.42=9kw； 取機(jī)床的效率為0.85， 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(guò)+40℃，相對(duì)濕度不超過(guò)95%，海拔高度不超過(guò)1000

22、m，額定電壓380V，頻率50Hz。適用于無(wú)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Y160M-4型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率11kW,滿載轉(zhuǎn)速1460，質(zhì)量123kg。 3.普通車床的規(guī)格 根據(jù)以上的計(jì)算和設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可得到本次設(shè)計(jì)車床的基本參數(shù)： 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)表 工件最大回轉(zhuǎn)直徑 (mm) 最高轉(zhuǎn)速 () 最低轉(zhuǎn)速 () 電機(jī)功率 P（kW） 公比 轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z 200 1500 3 1.1 1.41 12 4.變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 分級(jí)變速主傳動(dòng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容

23、和步驟如下：根據(jù)已確定的主變速傳動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，擬定結(jié)構(gòu)式，轉(zhuǎn)速圖，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。合理分配各變速組中各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，確定齒輪齒數(shù)和帶輪直徑等，繪制主變速傳動(dòng)系圖。 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。 4.1確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目 級(jí)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、……個(gè)變速副。即 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： 4.2結(jié)構(gòu)式的擬

24、定 對(duì)于12=322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： 根據(jù)主變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則： ※ 傳動(dòng)副前多后少的原則； 主變速傳動(dòng)系從電動(dòng)機(jī)到主軸，通常為降速傳動(dòng)，接近電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)轉(zhuǎn)速較高， 傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩較小，尺寸小一些，反之，靠近主軸的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，尺寸就較大。因此在擬定主變速傳動(dòng)系時(shí)，應(yīng)盡可能將傳動(dòng)副較多的變速組安排在前面，傳動(dòng)副數(shù)少的變速組放在后面，使主變速傳動(dòng)系中更多的傳動(dòng)件在高速范圍內(nèi)工作，尺寸小一些，以節(jié)省變速箱的造價(jià)，減小變速箱的外形尺寸； ※

25、 傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致的原則； 比較兩組變速方案 和 結(jié)構(gòu)圖如下頁(yè)： 通過(guò)兩種方案的比較，后一種方案因第一擴(kuò)大組在最前面，Ⅱ軸的轉(zhuǎn)速范圍比前種方案大，如兩種方案Ⅱ軸的最高轉(zhuǎn)速一樣，后一種方案Ⅱ軸的最低轉(zhuǎn)速較低，在傳遞相等功率的情況下，受的轉(zhuǎn)矩較大，傳動(dòng)件的尺寸也就比前種方案大。 ※ 變速組的降速要前慢后快，中間軸的速度不易超過(guò)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； 根據(jù)以上的原則我們最終確定的傳動(dòng)方案是： 4.3結(jié)構(gòu)

26、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： 傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)網(wǎng) 4.4各變速組的變速范圍及極限傳動(dòng)比 傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍：在降速傳動(dòng)時(shí)，為防止被動(dòng)齒輪的直徑過(guò)大而使進(jìn)徑向尺寸過(guò)大，常限制最小傳動(dòng)比，1/4，升速傳動(dòng)時(shí)，為防止產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)和噪音，常限制最大傳動(dòng)比，斜齒輪比較平穩(wěn)，可取，故變速組的最大變速范圍為/≤8～10。 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： 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)槠渌兯俳M的變速范圍都比最后擴(kuò)大組的

27、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。 其中，， ∴，符合要求 4.5確定各軸的轉(zhuǎn)速 ?總降速變速比的分配 總降速變速比 又電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因而增加一定比變速副。 ②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。 ③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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（主軸）。Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ軸之間的變速組分別設(shè)為a、b、c?，F(xiàn)由Ⅳ（主軸）開(kāi)始，確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速。 ⑴先來(lái)確定Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速 變速組c 的變速范圍

28、為，故兩個(gè)傳動(dòng)副的傳 動(dòng)比必然是兩個(gè)極限值： 、結(jié)合結(jié)構(gòu)式， Ⅲ軸轉(zhuǎn)速有以下幾種可能：180、250、355、500、710、1000 ⑵Ⅱ軸轉(zhuǎn)速的確定 變速組b的級(jí)比指數(shù)為3，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 軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速確定為：500、710、1000。 ⑶定軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速 對(duì)于軸Ⅰ，其級(jí)比指數(shù)為1,可?。? == == = 確定軸Ⅰ轉(zhuǎn)速為1000，電動(dòng)機(jī)于軸Ⅰ的定變傳動(dòng)比為1460/1000=1.46 4.6繪制轉(zhuǎn)速圖 轉(zhuǎn)速圖 4.7確定各變

29、速組變速副齒數(shù) 確定齒輪齒數(shù)的原則和要求： ①齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過(guò)大；齒輪的齒數(shù)和過(guò)大會(huì)加大兩軸之間的中心距，使機(jī)床結(jié)構(gòu)龐大，一般推薦≤100～200. ②最小齒輪的齒數(shù)要盡可能少；但同時(shí)要考慮： ※最小齒輪不產(chǎn)生根切，機(jī)床變速箱中標(biāo)準(zhǔn)直圓柱齒輪，一般最小齒數(shù)≥18； ※受結(jié)構(gòu)限制的最小齒輪最小齒數(shù)應(yīng)大于18～20； ※齒輪齒數(shù)應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動(dòng)比的要求：實(shí)際傳動(dòng)比（齒數(shù)之比）與理論傳動(dòng)比（轉(zhuǎn)速圖上要求的傳動(dòng)比）之間又誤差，但不能過(guò)大，確定齒輪數(shù)所造成的轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過(guò)10%（-1）%，即% -要求的主軸轉(zhuǎn)速； -齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的主軸轉(zhuǎn)速； 齒輪齒數(shù)的確定，

30、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)和及小齒輪的齒數(shù)可以從《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表3-9中選取。一般在主傳動(dòng)中，最小齒數(shù)應(yīng)大于18～20。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)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》,查表3-9各種常用變速比的使用齒數(shù)。 ⑴變速組a: =1 =1/=1/1.41 =1/2 ※確定最小齒輪的齒數(shù)及最小齒數(shù)和 該

31、變速組內(nèi)的最小齒輪必在i=1/2的齒輪副中，根據(jù)結(jié)構(gòu)條件，假設(shè)最小齒數(shù)為=22時(shí)，查表得到 =66。 ※找出可能采用的齒數(shù)和諸數(shù)值 =1 =……60、62…… =1.41 =……60、63…… =2 =……60、63…… 在具體結(jié)構(gòu)允許下，選用較小的 為宜，現(xiàn)確定=72， 確定各齒數(shù)副的齒數(shù) i=2，找出=24， =-=72-24=48； i=1.41，找出=30，=-=42； i=1 ，找出=36，=36； ⑵變速組b的齒數(shù)確定：

32、 =1 =1/=1/2.82 故變速組中最小齒輪必在1/的齒輪副中，假設(shè)最小齒數(shù)為=22，=84， 同上，去=84，查得=22，=42；=62，=42。 ⑶變速組c齒數(shù)確定 同上可得=30，=18，60，=72。 4.8繪制變速系統(tǒng)圖 5.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) 5.1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=1460r/min,傳遞功率P=11kW,傳動(dòng)比i=1.46，兩班制，一天運(yùn)轉(zhuǎn)16小時(shí)，工作年數(shù)10年。

33、 (1)選擇三角帶的型號(hào) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-7工作情況系數(shù)查的共況系數(shù)=1.2。 故根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式（8-21） 式中P--電動(dòng)機(jī)額定功率， --工作情況系數(shù) 因此根據(jù)、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 圖8-11普通V帶輪型圖選用B型。 (2)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑， 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。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-8、圖8-11和表8-6取主動(dòng)小帶輪基準(zhǔn)直徑=140。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式(8-15a) 式中： -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。 故 ， 由《機(jī)

34、械設(shè)計(jì)》表8-8取圓整為200mm。 (3)驗(yàn)算帶速度V， 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（8-13）驗(yàn)算帶的速度 V= 所以，故帶速合適。 (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?。?根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》經(jīng)驗(yàn)公式（8-20） 0.7（140+200）≤≤2（140+200） 238≤≤680 取=600mm. (5)三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式（8-22）計(jì)算帶輪的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 =1735.3 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度 L=1800mm (

35、6)確定實(shí)際中心距 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距 A=+=600+=632.35mm (7)驗(yàn)算小帶輪包角 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式（8-25） ，故主動(dòng)輪上包角合適。 (8)確定三角帶根數(shù) 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（8-26）得 查表《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4d由 i=1.46和得= 0.15KW 查表《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-5，=0.98；查表《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2，長(zhǎng)度系數(shù)=0.92 所以取 根 (9)計(jì)算預(yù)緊力 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-3，q=0.1kg/m

36、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（8-27） 其中： -帶的變速功率,KW； v-帶速,m/s； q-每米帶的質(zhì)量，kg/m；取q=0.1kg/m。 v = 1460r/min = 10.7m/s。 （10）計(jì)算作用在軸上的壓軸力 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ⑴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。 ⑵帶輪結(jié)構(gòu)形式 V帶輪由輪

37、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（《機(jī)械制圖》圖8-14a）、腹板式（《機(jī)械制圖》圖8-14b）、孔板式（《機(jī)械制圖》圖8-14c）、橢圓輪輻式（《機(jī)械制圖》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)?？梢圆捎脤?shí)心式，當(dāng)可以采用腹板式，時(shí)可以采用孔板式，當(dāng)時(shí)，可以采用輪輻式。 帶輪寬度：。 D=90mm是深溝球軸承6210軸承外徑，其他尺寸見(jiàn)帶輪零件圖。 ⑶V帶輪的論槽 V帶輪的輪槽與所選的V帶型號(hào)相對(duì)應(yīng)，見(jiàn)《機(jī)械制圖》表8-10. 槽型

38、 與相對(duì)應(yīng)得 B 14.0 3.50 10.8 11.5 — — V帶輪的輪槽與所選的V帶型號(hào) 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。 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。 輪槽工作表面的粗糙度為。 ⑷V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

39、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。 5.2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。 5.3確定各軸轉(zhuǎn)速 ⑴確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速： 計(jì)算轉(zhuǎn)速是傳動(dòng)件能傳遞

40、全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動(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)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表3-10，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 ⑵各變速軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： ①軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速可從主軸125r/min按72/18的變速副找上去，軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 180r/min； ②軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為500r/min； ③軸Ⅰ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為1000r/min。 ⑶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。 ① 變速組c中，18/72只需計(jì)算z = 18 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為500r/min；

41、 ② 變速組b計(jì)算z = 22的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為500r/min； ③ 變速組a應(yīng)計(jì)算z = 24的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為1000r/min。 ⑷核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ∵ ∴ 所以合適。 5.4傳動(dòng)軸直徑的估算：確定各軸最小直徑 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-13，，并查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表7-13得到取1. ①Ⅰ軸的直徑：取 ②Ⅱ軸的直徑：取 ③Ⅲ軸的直徑：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；

42、-該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（）； -傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角（）。 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)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-12。Ⅰ和Ⅳ為由鍵槽并且軸Ⅳ為空心軸，Ⅱ和Ⅲ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，矩形花鍵的定心方式為小徑定心。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》

43、 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。 ④各軸間的中心距的確定： ； ； ； 5.5鍵的選擇、傳動(dòng)軸、鍵的校核 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-1選擇軸上的鍵，根據(jù)軸的直徑，鍵的尺寸選擇，鍵的長(zhǎng)度L取22。主軸處鍵的選擇同上，鍵的尺寸為，鍵的長(zhǎng)度L取100。 7.傳動(dòng)軸的校核 需要驗(yàn)算傳動(dòng)軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。驗(yàn)算傾角時(shí)，若支撐類型相同則只需驗(yàn)算支反力最大支撐處傾角；當(dāng)此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時(shí)，則齒輪處傾角不必驗(yàn)算。驗(yàn)算撓度時(shí)，要求驗(yàn)算受力最大

44、的齒輪處，但通?？沈?yàn)算傳動(dòng)軸中點(diǎn)處撓度（誤差<%3）。 當(dāng)軸的各段直徑相差不大，計(jì)算精度要求不高時(shí)，可看做等直徑，采用平均直徑進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算花鍵軸傳動(dòng)軸一般只驗(yàn)算彎曲剛度，花鍵軸還應(yīng)進(jìn)行鍵側(cè)擠壓驗(yàn)算。彎曲剛度驗(yàn)算；的剛度時(shí)可采用平均直徑或當(dāng)量直徑。一般將軸化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁，其撓度和傾角計(jì)算公式見(jiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表7-15.分別求出各載荷作用下所產(chǎn)生的撓度和傾角，然后疊加，注意方向符號(hào)，在同一平面上進(jìn)行代數(shù)疊加，不在同一平面上進(jìn)行向量疊加。 ①Ⅰ軸的校核：通過(guò)受力分析，在一軸的三對(duì)嚙合齒輪副中，中間的兩對(duì)齒輪對(duì)Ⅰ軸中點(diǎn)處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來(lái)進(jìn)行校

45、核 最大撓度： 查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表3-12許用撓度 ； 。 ②Ⅱ軸、Ⅲ軸的校核同上。 鍵和軸的材料都是鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-2查的許用擠壓應(yīng)力,取其中間值，。鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（6-1）可得 可見(jiàn)連接的擠壓強(qiáng)度足夠了，鍵的標(biāo)記為： 6.各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核 6.1齒輪模數(shù)的確定： 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)

46、模數(shù)，為簡(jiǎn)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(guò)2～3種模數(shù)。 先計(jì)算最小齒數(shù)齒輪的模數(shù)，齒輪選用直齒圓柱齒輪及斜齒輪傳動(dòng)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-8齒輪精度選用7級(jí)精度，再由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-1選擇小齒輪材料為40C(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS： 根據(jù)《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表7-17；有公式： ①齒面接觸疲勞強(qiáng)度： ②齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： ⑴、a變速組：分別計(jì)算各齒輪模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù)28的齒輪。 ①齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 其中: -公比 ； = 2； P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.9611=10.56KW；

47、 -齒寬系數(shù)=； -齒輪許允接觸應(yīng)力，由《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》圖7-6按MQ線查取; -計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; K-載荷系數(shù)取1.2。 =650MPa， ∴ 根據(jù)《畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖》表10-4將齒輪模數(shù)圓整為5mm 。 ②齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.9611=10.56KW； -齒寬系數(shù)=； -齒輪許允齒根應(yīng)力，由《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》圖7-11按MQ線查??； -計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;

48、 K-載荷系數(shù)取1.2； ， ∴ ∴ 根據(jù)《畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖》表10-4將齒輪模數(shù)圓整為2.5mm 。 ∵所以≥≥ 于是變速組a的齒輪模數(shù)取m = 5，b =40mm。 軸Ⅰ上主動(dòng)輪齒輪的直徑： 。 軸Ⅱ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： ⑵、b變速組：確定軸Ⅱ上另兩聯(lián)齒輪的模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù)18的齒輪。 ① 齒面接觸疲勞強(qiáng)度：（公式見(jiàn)a變速組） 其中: -公比 ； =2.82； P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.92211=10.142KW； -齒寬系數(shù)=； -齒輪許

49、允接觸應(yīng)力，由《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》圖7-6按MQ線查取; -計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; K-載荷系數(shù)取1.2。 =650MPa， ∴ ∴ 根據(jù)《畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖》表10-4將齒輪模數(shù)圓整為5mm 。 ② 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P =0.92211=10.142KW； -齒寬系數(shù)=； -齒輪許允齒根應(yīng)力，由《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》圖7-11按MQ線查??； -計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; K-載荷系數(shù)取1.2。 ， ∴ ∴ 根據(jù)《畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖》表10-4將齒輪模數(shù)

50、圓整為3mm 。 ∵所以 于是變速組b的齒輪模數(shù)取m = 5mm，b = 40mm。 軸Ⅱ上主動(dòng)輪齒輪的直徑： 軸Ⅲ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： ⑶、c變速組： 為了使傳動(dòng)平穩(wěn)，所以使用斜齒輪，取，螺旋角。 計(jì)算中心距a， 修正螺旋角， 因值改變不多，所以參數(shù)，，等值不必修正。 所以軸Ⅲ上兩聯(lián)動(dòng)主動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： 軸Ⅳ上兩從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： ⑷、標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù)： 從《機(jī)械原理》表5-1查得以下公式 齒頂圓直徑 ； 齒根圓直徑； 分度圓直徑 ； 齒頂高 ； 齒根高 ；

51、 齒輪的具體值見(jiàn)下表： 表5.1齒輪尺寸表 （單位：mm） 齒輪 齒數(shù) z 模數(shù) 分度圓直徑d 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒頂高 齒根高 ⒈ 24 5 120 130 107.5 5 6.25 ⒉ 30 5 150 160 137.5 5 6.25 ⒊ 36 5 180 190 167.5 5 6.25 ⒋ 48 5 240 250 227.5 5 6.25 ⒌ 42 5 210 220 197.5 5 6.25 ⒍ 36

52、 5 180 190 167.5 5 6.25 ⒎ 22 5 110 120 97.5 5 6.25 ⒏ 42 5 210 220 197.5 5 6.25 ⒐ 42 5 210 220 197.5 5 6.25 ⒑ 62 5 310 320 307.5 5 6.25 ⒒ 18 5 92.79 102.79 80.29 5 6.25 ⒓ 60 5 309.3 319.3 296.8 5 6.25 ⒔ 72 5 371.2 381.2 358.2 5 6.25 ⒕ 30

53、 5 154.67 164.67 142.17 5 6.25 6.2齒輪的設(shè)計(jì) 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)使主動(dòng)輪比從動(dòng)輪齒寬大（5～10mm）。 所以：， ， ，， ，。 通過(guò)齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度的計(jì)算，只能確定出齒輪的主要尺寸，如齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、螺旋角、分度圓直徑等，而齒圈、輪輻、輪轂等的結(jié)構(gòu)形式及尺寸大小，通常都由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定。當(dāng)齒頂圓直徑時(shí)，可以做成實(shí)心式結(jié)構(gòu)的齒輪。當(dāng)時(shí)，可做成腹板式結(jié)構(gòu)，再考慮到加工問(wèn)題，

54、現(xiàn)決定把齒輪9、12和13做成腹板式結(jié)構(gòu)。其余做成實(shí)心結(jié)構(gòu)。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-39（a） 齒輪8、10、12和13結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算如下： ①齒輪8結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算， ； ； ；； ； ，C取12cm。 ②齒輪10結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算; ； ； ； ； ； ，C取12cm。 ③齒輪12結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 ， ； ； ； ，C取14cm。 ④齒輪13結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 ， ； ； ； ，C取14cm。 7.齒輪校驗(yàn) 在驗(yàn)算算速箱中的齒輪應(yīng)力時(shí)，選相同模數(shù)中承受載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪進(jìn)接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算。這里要驗(yàn)算的是齒輪1，齒輪5，齒輪

55、11這三個(gè)齒輪。 7.1齒輪強(qiáng)度校核 計(jì)算公式：①?gòu)澢趶?qiáng)度; ②接觸疲勞強(qiáng)度 7.1.1校核a組齒輪 ①?gòu)澢趶?qiáng)度；校核齒數(shù)為24的齒輪，確定各項(xiàng)參數(shù) ⑴,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)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》使用系數(shù)。 ⑶。 ⑷確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4，得非對(duì)稱齒向載荷分配系數(shù)； h==11.25； , 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得 ⑸確定齒間載荷分配系數(shù): 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表1

56、0-2查的使用， 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-3查得齒間載荷分配系數(shù) ⑹確定載荷系數(shù): ⑺ 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10-5 齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù) ； ⑻計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20(c)查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18查得 壽命系數(shù),取疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S = 1.3 ， ②接觸疲勞強(qiáng)度 ⑴載荷系數(shù)K的確定： ⑵彈性影響系數(shù)的確定；查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6得 ⑶查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21（d）得， 故齒輪1合適。 7.1.2 校核b組齒輪 ①?gòu)澢趶?qiáng)度；校核齒數(shù)為22

57、的齒輪，確定各項(xiàng)參數(shù) ⑴,n=500r/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)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) ⑶ ⑷確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4，插值法得非對(duì)稱齒向載荷分配系數(shù) ,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得 ⑸確定齒間載荷分配系數(shù): 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2查的使用 ； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-3查得齒間載荷分配系數(shù) ⑹確定動(dòng)載系數(shù): ⑺查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10-5齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù) 、 ⑻計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20(c)查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 《機(jī)械設(shè)

58、計(jì)》圖10-18查得 壽命系數(shù),疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S = 1.3 ， ②接觸疲勞強(qiáng)度 u=62/22=2.82； ⑴、載荷系數(shù)K的確定： ⑵、彈性影響系數(shù)的確定；查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6得 ⑶、查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21（d）得， 故齒輪7合適。 7.1.3 校核c組齒輪 ①?gòu)澢趶?qiáng)度；校核齒數(shù)為18的齒輪，確定各項(xiàng)參數(shù) ⑴,n=500r/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)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) ⑶ ⑷確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4，插值法得非對(duì)稱齒向載荷分布系數(shù)， ,查

59、《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得 ⑸確定齒間載荷分配系數(shù): 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-3齒間載荷分布系數(shù)， ⑹確定荷載系數(shù): ⑺查表 10-5 齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)。 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。 《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18查得 壽命系數(shù),疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S = 1.3 ， ②接觸疲勞強(qiáng)度 ⑴載荷系數(shù)K的確定： ⑵彈性影響系數(shù)的確定；查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-

60、6得 ⑶查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21（d）得， 故齒輪11合適。 8.主軸組件設(shè)計(jì) 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。 主軸上的結(jié)構(gòu)尺寸雖然很多，但起決定作用的尺寸是：外徑D、孔徑d、懸伸量a和支撐跨距L。 8.1主軸的基本尺寸確定 8.1.1外徑尺寸D 主軸的外徑尺寸，關(guān)鍵是

61、主軸前軸頸的（前支撐處）的直徑。選定后，其他部位的外徑可隨之而定。一般是通過(guò)筒規(guī)格的機(jī)床類比分析加以確定。320mm車床，P=7.5KW查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表3-13，前軸頸應(yīng),初選,后軸頸取, 8.1.2主軸孔徑d 中型臥式車床的主軸孔徑，已由d=48mm,增大到d=60-80mm,當(dāng)主軸外徑一定時(shí)，增大孔徑受到一下條件的限制，1、結(jié)構(gòu)限制；對(duì)于軸徑尺寸由前向后遞減的主軸，應(yīng)特別注意主軸后軸頸處的壁厚不允許過(guò)薄，對(duì)于中型機(jī)床的主軸，后軸頸的直徑與孔徑之差不要小于，主軸尾端最薄處的直徑不要小于。2、剛度限制；孔徑增大會(huì)削弱主軸的剛度，由材料力學(xué)知，主軸軸端部的剛度與截面慣性矩成正

62、比， 即： 據(jù)上式可得出主軸孔徑對(duì)偶剛度影響的 ，有圖可見(jiàn) 當(dāng)時(shí)，，說(shuō)明空心主軸的剛度降低較小。當(dāng)時(shí)，，空心主軸剛度降低了24%，因此為了避免過(guò)多削弱主軸的剛度，一般取。主軸孔徑d確定后，可根據(jù)主軸的使用及加工要求選擇錐孔的錐度。錐孔僅用于定心時(shí)，則錐孔應(yīng)大些，若錐孔除用于定心，還要求自鎖，借以傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，錐度應(yīng)小些，我這里選用莫氏六號(hào)錐孔。初步設(shè)定主軸孔徑d=60mm，主軸孔徑與外徑比為0.6。 8.1.3主軸懸伸量a

63、

64、 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。 8.1.4支撐跨距L 當(dāng)前，多數(shù)機(jī)床的主軸采用前后兩個(gè)支撐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、裝配方便，容易保證精度，但是，由于兩支撐主軸的最佳支距

65、一般較短，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難于實(shí)現(xiàn)，故采用三支撐結(jié)構(gòu)。要比前后支距地影響大得多，因此，需要合理確定。為了使主軸組件獲得很高的剛度可抗震性，前中之距可按兩支撐主軸的最佳只距來(lái)選取。 由于三支撐的前后支距對(duì)主軸組件的性能影響較小，可根據(jù)結(jié)構(gòu)情況適當(dāng)確定。如果為了提高主軸的工作平穩(wěn)性，前后支距可適當(dāng)加大，如取。采用三支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，一般不應(yīng)該把三個(gè)支撐處的軸承同時(shí)預(yù)緊，否則因箱孔及有關(guān)零件的制造誤差，會(huì)造成無(wú)法裝配或影響正常運(yùn)作。因此為了保證主軸組件的剛度和旋轉(zhuǎn)精度，在三支撐中，其中兩個(gè)支撐需要預(yù)緊，稱為緊支撐；另外一個(gè)支撐必須具有較大的間隙，即處于“浮動(dòng)”狀態(tài)，稱為松支撐，顯然，其中一個(gè)緊支撐必須是

66、前支撐，否則前支撐即使存有微小間隙，也會(huì)使主軸組件的動(dòng)態(tài)特性大為降低。試驗(yàn)表明，前中支撐為緊支撐、后支撐位松支撐，要比前后支撐位緊支撐、中支撐為松支撐的結(jié)構(gòu)靜態(tài)特性顯著提高。 8.1.5主軸最佳跨距的確定 ⑴考慮機(jī)械效率，主軸最大輸出轉(zhuǎn)距. 床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的50到60%,即加工工件直徑取為160mm,則半徑為0.08. [2]計(jì)算切削力 前后支撐力分別設(shè)為,. ⑶軸承剛度的計(jì)算 根據(jù)式《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》（方鍵主編）（6-1）有： 查《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》（方鍵主編）表6-11得軸承根子有效長(zhǎng)度、球數(shù)和列數(shù)： 再帶入剛度公式： ； ⑷主軸當(dāng)量直徑