I臥 式 車 床 主 軸 箱 設(shè) 計(jì)摘 要金屬切削機(jī)床又稱為“工作母機(jī)”或“工具機(jī)” ，習(xí)慣上稱為機(jī)床。機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化建設(shè)中起著重大的作用。機(jī) 床 技 術(shù) 水 平 的 高 低 已 成 為 衡 量 一 個(gè) 國(guó)家 工 業(yè) 現(xiàn) 代 化 水 平 的 重 要 標(biāo) 志 之 一 。 機(jī) 床 工 業(yè) 是 機(jī) 械 制 造 業(yè) 的 “裝 備 部 ”、 “總工 藝 部 ”， 對(duì) 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 的 發(fā) 展 起 著 重 大 作 用 。車 床 借 助 于 轉(zhuǎn) 動(dòng) 的 工 件 對(duì) 著 刀 具 來 切 去 金 屬 材 料 。 車 床 主 要 用 于 加 工 各 種回 轉(zhuǎn) 體 表 面 ， 如 外 圓 柱 面 、 內(nèi) 圓 柱 面 、 錐 形 表 面 、 端 面 、 切 槽 、 切 斷 、 車 螺 紋 、鉆 孔 、 鉸 孔 等 ； 在 車 床 上 采 用 特 殊 的 裝 置 ， 還 可 以 進(jìn) 行 鏜 削 、 磨 削 、 研 磨 、 拋光 等 。 在 一 般 機(jī) 械 制 造 企 業(yè) 中 ， 車 床 占 機(jī) 床 總 數(shù) 的 20%～ 35%。本 設(shè) 計(jì) 主 要 設(shè) 計(jì) 臥 式 車 床 的 主 軸 箱 。 設(shè)計(jì)摘要如下：確 定 主 傳 動(dòng) 的 運(yùn) 動(dòng) 設(shè)計(jì) ， 論 證 并 確 定 合 理 的 結(jié) 構(gòu) 網(wǎng) 和 轉(zhuǎn) 速 圖 ， 擬 訂 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 圖 ； 根 據(jù) 已 知 條 件 對(duì) 傳動(dòng) 件 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) 和 計(jì) 算 ， 對(duì) 主 要 傳 動(dòng) 進(jìn) 行 驗(yàn) 算 ； 確 定 傳 動(dòng) 軸 的 空 間 位 置 及 各 個(gè) 零件 的 裝 配 關(guān) 系 。關(guān)鍵詞：機(jī) 床 ， 車 床 ， 主 軸 箱 ， 轉(zhuǎn) 速 圖IIHORIZONTAL LATHE HEADSTOCK'S DESIGNABSTRACTThe metal-cutting machine tool is called “the machine tool” or “the machine”, in custom is called engine bed. The engine bed is playing the significant role in the national economy modernization. The engine bed technical level's height have become weighs one of national industry modernization level important symbols. The machine tool industry is the machine-building industry “the logistics department”, “the total craft department”, to national economy development important functionThe lathe with the aid of treats the cutting tool in the rotation work piece to slice the metallic material. The lathe mainly uses in processing each kind of solid of revolution surface, like the outer annulus cylinder, the internal bore cylinder, the cone-shape surface, the end surface, the grooving, the cut-off, the cutting thread, the drill hole, ream and so on; Uses the special installment in the lathe, but may also carry on, the grinding, the attrition, polishing boring and so on. In the common machine manufacture enterprise, the lathe accounts for the engine bed total 20%~35%.Present paper main design horizontal lathe's headstock. The design abstract is as follows: The definite master drive's movement design, proves and determined that the reasonable structure network and the speed change diagram, draft the kinematic scheme; To passes on the moving parts according to the datum to carry on the design and the computation, carries on the checking calculation to the main transmission; Definite drive shaft's space position and each components assembly relations.KEY WORDS: Engine bed, Lathe, Headstock, Speed change diagramIII目 錄前 言 .1第 1 章 運(yùn) 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 61.1 主 軸 變 速 范 圍 的 確 定 61.2 公 比 的 確 定 61.3 主 軸 轉(zhuǎn) 速 級(jí) 數(shù) 的 確 定 61.4 結(jié) 構(gòu) 式 、 結(jié) 構(gòu) 網(wǎng) 的 確 定 71.4.1 確定結(jié)構(gòu)式 .71.4.2 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng) .71.5 繪 制 轉(zhuǎn) 速 圖 81.5.1 選定電動(dòng)機(jī) .91.5.2 變速組分析 .91.5.3 確定軸數(shù)，繪制轉(zhuǎn)速圖 .91.6 各 變 速 組 齒 輪 傳 動(dòng) 副 齒 數(shù) 的 確 定 .101.6.1 Ⅰ軸— Ⅱ軸變速組齒輪 111.6.2 Ⅱ軸— Ⅲ軸變速組齒輪 111.6.3 Ⅲ軸— Ⅳ軸變速組齒輪 111.7 核 算 轉(zhuǎn) 速 誤 差 .121.8 繪 制 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 圖 .13第 2 章 傳 動(dòng) 零 件 的 初 步 計(jì) 算 142.1 帶 傳 動(dòng) 計(jì) 算 142.2 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 .182.3 傳動(dòng)軸直徑的估算 .192.4 齒輪模數(shù)的初步計(jì)算 .202.6 主軸尺寸參數(shù)的確定 .22第 3 章 零 件 的 驗(yàn) 算 253.1 對(duì) Ⅰ 軸 ——Ⅱ 軸 小 齒 輪 的 驗(yàn) 算 253.1.1 接觸疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算 .253.1.2 彎曲疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算 .26IV第 4 章 離 合 器 的 計(jì) 算 28結(jié) 論 .31謝 辭 .32參考文獻(xiàn) .331前 言1.金屬切削機(jī)床及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位金屬切削機(jī)床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器，它是制造機(jī)器的機(jī)器，所以又稱為“工作母機(jī)”或“工具機(jī)” ，習(xí)慣上簡(jiǎn)稱為機(jī)床?，F(xiàn)代社會(huì)中，人們?yōu)榱烁咝А⒔?jīng)濟(jì)地生產(chǎn)各種高質(zhì)量的產(chǎn)品，日益廣泛地使用各種機(jī)器、儀器和工具等技術(shù)設(shè)備與裝備。為制造這些技術(shù)設(shè)備與裝備，又必須具備各種加工金屬零件的設(shè)備，諸如鑄造、鍛造、焊接、切削加工和各種特種加工設(shè)備等。由于切削加工是將金屬毛坯加工成具有一定形狀、尺寸和表面質(zhì)量的零件的主要加工方法，在加工精密零件時(shí)，目前主要是依靠切削加工來達(dá)到所需的加工精度和表面質(zhì)量。機(jī)床是現(xiàn)代化機(jī)械制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備。所以，金屬切削機(jī)床是加工機(jī)器零件的主要設(shè)備，它所擔(dān)負(fù)的工作量，約占機(jī)器總制造工作量的 40%～60%。機(jī)床的技術(shù)性能直接影響機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率及其制造的經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而決定著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。機(jī)械制造工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門賴以發(fā)展的基礎(chǔ)，而機(jī)床工業(yè)則是機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)。一個(gè)國(guó)家機(jī)床工業(yè)的技術(shù)水平在很大程度上標(biāo)志著這個(gè)國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)能力和科學(xué)技術(shù)水平。顯然，金屬切削機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化建設(shè)中起著重大的作用。機(jī) 床 技 術(shù) 水 平 的 高 低 已 成 為 衡 量 一 個(gè) 國(guó) 家 工 業(yè) 現(xiàn) 代 化 水 平 的 重 要 標(biāo)志 之 一 。一 個(gè) 國(guó) 家 要 繁 榮 富 強(qiáng) ， 必 須 實(shí) 現(xiàn) 工 業(yè) 、 農(nóng) 業(yè) 、 國(guó) 防 和 科 學(xué) 技 術(shù) 的 現(xiàn) 代 化 ，這 就 需 要 一 個(gè) 強(qiáng) 大 的 機(jī) 械 制 造 工 業(yè) 為 各 部 門 提 供 現(xiàn) 代 化 的 先 進(jìn) 技 術(shù) 設(shè) 備 與 武 備 ，即 各 種 機(jī) 器 、 儀 器 和 工 具 等 。 然 而 ， 一 個(gè) 現(xiàn) 代 化 的 機(jī) 械 制 造 業(yè) 必 須 要 由 一 個(gè) 現(xiàn)代 化 的 機(jī) 床 制 造 業(yè) 作 后 盾 。 機(jī) 床 工 業(yè) 是 機(jī) 械 制 造 業(yè) 的 “裝 備 部 ”、 “總 工 藝 部 ”，對(duì) 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 的 發(fā) 展 起 著 重 大 作 用 。 因 此 ， 許 多 國(guó) 家 都 十 分 重 視 本 國(guó) 機(jī) 床 工 業(yè) 的發(fā) 展 和 機(jī) 床 技 術(shù) 水 平 的 提 高 ， 使 本 國(guó) 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 的 發(fā) 展 建 立 在 堅(jiān) 實(shí) 可 靠 的 基 礎(chǔ) 上 。2.機(jī)床的工藝范圍2機(jī) 床 可 實(shí) 現(xiàn) 三 個(gè) 主 要 功 能 ： 1.牢 固 地 支 持 工 件 或 者 刀 架 和 刀 具 ； 2.提 供 工件 和 刀 具 之 間 的 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) ； 3.提 供 一 定 范 圍 的 走 刀 和 切 削 速 度 。機(jī) 床 的 工 藝 范 圍 是 指 適 應(yīng) 不 同 生 產(chǎn) 要 求 的 能 力 。 它 大 致 包 含 這 些 內(nèi) 容 ： 機(jī)床 可 以 完 成 的 工 序 種 類 ； 所 加 工 零 件 的 類 型 、 材 料 和 尺 寸 范 圍 ； 機(jī) 床 的 生 產(chǎn) 率和 加 工 零 件 的 單 件 成 本 ； 毛 坯 種 類 ； 適 用 的 規(guī) 模 ； 加 工 精 度 和 表 面 粗 糙 度 。3.車床簡(jiǎn)介（ 1） .車 床 的 用 途車 床 借 助 于 轉(zhuǎn) 動(dòng) 的 工 件 對(duì) 著 刀 具 來 切 去 金 屬 材 料 。 車 床 主 要 用 于 加 工 各 種回 轉(zhuǎn) 體 表 面 ， 如 外 圓 柱 面 、 內(nèi) 圓 柱 面 、 錐 形 表 面 、 端 面 、 切 槽 、 切 斷 、 車 螺 紋 、鉆 孔 、 鉸 孔 等 ； 在 車 床 上 采 用 特 殊 的 裝 置 ， 還 可 以 進(jìn) 行 鏜 削 、 磨 削 、 研 磨 、 拋光 等 。 在 一 般 機(jī) 械 制 造 企 業(yè) 中 ， 車 床 占 機(jī) 床 總 數(shù) 的 20%～ 35%。 在 車 削 過 程 中 ，工 件 隨 機(jī) 床 主 軸 一 起 旋 轉(zhuǎn) ， 刀 具 與 工 件 始 終 接 觸 ， 基 本 上 無 沖 擊 現(xiàn) 象 ， 可 以 采用 很 高 的 切 削 速 度 ， 切 削 過 程 連 續(xù) 、 平 穩(wěn) ， 生 產(chǎn) 效 率 高 。 根 據(jù) 零 件 的 使 用 要 求 ，車 削 加 工 等 級(jí) 可 達(dá) 到 IT11～ IT6， 表 面 粗 糙 度 Ra 值 為 12.5～ 0.8μ m。（ 2） .臥 式 車 床 的 工 藝 范 圍臥 式 車 床 的 工 藝 范 圍 很 廣 ， 它 能 完 成 多 種 多 樣 的 加 工 工 序 ： 加 工 各 種 軸 類 、套 同 類 和 盤 類 零 件 上 的 回 轉(zhuǎn) 表 面 ， 如 車 削 內(nèi) 外 圓 柱 面 、 圓 錐 面 、 環(huán) 槽 及 成 型 回轉(zhuǎn) 面 ； 車 削 端 面 及 各 種 常 用 螺 紋 ； 還 可 以 進(jìn) 行 鉆 孔 、 擴(kuò) 孔 、 鉸 孔 和 滾 花 等 工 作 。臥 式 車 床 的 萬 能 性 較 大 ， 但 結(jié) 構(gòu) 較 復(fù) 雜 而 且 自 動(dòng) 化 程 度 低 ， 在 加 工 形 狀 比較 復(fù) 雜 的 工 件 時(shí) ， 換 刀 較 麻 煩 ， 加 工 過 程 中 的 輔 助 時(shí) 間 較 多 ， 所 以 適 用 于 單 件 、小 批 量 生 產(chǎn) 及 修 理 車 間 等 。（ 3） .車 床 主 軸 箱 的 簡(jiǎn) 介主 軸 箱 內(nèi) 部 裝 有 主 軸 和 變 速 、 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 。 主 軸 箱 的 功 能 是 支 承 主 軸 ， 將 動(dòng)力 經(jīng) 變 速 、 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 傳 給 主 軸 ， 使 主 軸 按 規(guī) 定 的 轉(zhuǎn) 速 帶 動(dòng) 工 件 轉(zhuǎn) 動(dòng) 。 主 軸 右 端安 裝 用 來 裝 夾 工 件 的 頂 尖 或 卡 盤 等 。 主 軸 徑 向 及 軸 向 跳 動(dòng) 會(huì) 影 響 工 件 的 旋 轉(zhuǎn) 平穩(wěn) 性 ， 是 衡 量 車 床 精 度 的 主 要 指 標(biāo) 。34.本設(shè)計(jì)的目的和要求（ 1） .本 設(shè) 計(jì) 的 目 的本 設(shè) 計(jì) 是 在 學(xué) 完 大 學(xué) 的 基 礎(chǔ) 技 術(shù) 課 和 專 業(yè) 課 之 后 進(jìn) 行 的 一 個(gè) 實(shí) 踐 性 教 學(xué) 環(huán)節(jié) 。 本 設(shè) 計(jì) 主 要 設(shè) 計(jì) 普 通 車 床 的 主 軸 箱 。 其 目 的 ：1) 培 養(yǎng) 綜 合 運(yùn) 用 和 鞏 固 擴(kuò) 大 已 學(xué) 過 的 知 識(shí) ， 以 提 高 理 論 聯(lián) 系 實(shí) 踐 的 綜 合 分析 、 設(shè) 計(jì) 和 計(jì) 算 能 力 。2) 培 養(yǎng) 收 集 、 閱 讀 、 分 析 和 運(yùn) 用 資 料 的 能 力 ， 以 提 高 獨(dú) 立 工 作 的 能 力 。3) 使 自 己 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 。4) 樹 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 。5) 使 自 己 掌 握 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 的 方 法 和 步 驟 ， 以 提 高 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 與 編 制 技 術(shù) 文 件 的能 力 。（ 2） .本 設(shè) 計(jì) 的 要 求有 關(guān) 設(shè) 計(jì) 圖 紙 和 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 說 明 書 的 具 體 技 術(shù) 要 求 如 下 ：1) 部 件 裝 配 圖部 件 裝 配 圖 ， 用 以 表 明 該 部 件 的 全 部 機(jī) 構(gòu) 、 機(jī) 構(gòu) 工 作 原 理 、 每 個(gè) 零 件 的 功用 、 形 狀 、 尺 寸 、 位 置 、 相 互 聯(lián) 接 的 方 法 、 配 合 性 質(zhì) 及 運(yùn) 動(dòng) 關(guān) 系 。 零 件 要 標(biāo) 注零 件 號(hào) 、 參 數(shù) 和 數(shù) 量 。 并 用 羅 馬 字 標(biāo) 注 各 軸 軸 號(hào) 。主 軸 箱 展 開 圖 ， 是 將 傳 動(dòng) 關(guān) 系 ， 通 過 各 軸 線 轉(zhuǎn) 折 的 縱 向 展 開 而 成 的 軸 系 裝配 圖 。 展 開 圖 上 要 標(biāo) 注 配 合 件 的 配 合 尺 寸 和 配 合 性 質(zhì) 、 影 響 軸 向 轉(zhuǎn) 配 尺 寸 的 軸向 尺 寸 。 主 軸 箱 展 開 圖 用 一 張 A0 號(hào) 圖 紙 繪 制 。橫 向 剖 面 （ 或 剖 視 ） 圖 是 確 定 各 軸 的 空 間 位 置 并 表 明 操 縱 機(jī) 構(gòu) 、 制 動(dòng) 及 潤(rùn)滑 裝 置 等 的 布 置 與 結(jié) 構(gòu) 的 裝 配 圖 。 允 許 作 階 梯 剖 視 或 局 部 剖 面 ， 以 盡 可 能 地 表示 出 操 縱 機(jī) 構(gòu) 。 在 橫 向 剖 面 圖 上 還 要 標(biāo) 注 嚙 合 齒 輪 的 中 心 距 ， 主 軸 軸 線 至 基 面的 距 離 ， 箱 體 剖 面 輪 廓 尺 寸 等 。 橫 向 剖 面 圖 有 A-A 剖 面 圖 和 B-B 剖 面 圖 ， 用 A04號(hào) 圖 紙 繪 制 。主 軸 部 件 圖 主 要 確 定 主 軸 上 安 裝 零 件 形 狀 、 大 小 ， 及 各 部 件 間 的 安 裝 尺 寸 ，公 差 等 。 主 軸 部 件 圖 用 A1 號(hào) 圖 紙 繪 制 。2) 零 件 工 作 圖任 何 機(jī) 器 都 是 由 零 件 組 成 的 ， 機(jī) 器 零 件 又 是 按 著 它 的 設(shè) 計(jì) 圖 紙 進(jìn) 行 制 造 和檢 驗(yàn) 的 ， 所 以 零 件 工 作 圖 是 機(jī) 器 制 造 的 基 本 依 據(jù) 。 它 應(yīng) 正 確 簡(jiǎn) 明 地 表 示 出 零 件的 形 狀 、 大 小 、 構(gòu) 造 、 精 度 、 表 面 粗 糙 度 、 形 位 公 差 和 技 術(shù) 條 件 等 。 在 設(shè) 計(jì) 中繪 制 了 兩 張 零 件 圖 ， 皮 帶 輪 零 件 圖 和 齒 輪 零 件 圖 ， 二 者 均 用 A2 號(hào) 圖 紙 繪 制 。3) 設(shè) 計(jì) 說 明 書設(shè) 計(jì) 說 明 書 用 以 論 證 設(shè) 計(jì) 方 案 的 正 確 性 ， 是 整 個(gè) 設(shè) 計(jì) 的 依 據(jù) 。5.本設(shè)計(jì)的內(nèi)容本 設(shè) 計(jì) 的 內(nèi) 容 包 括 ：1) 運(yùn) 動(dòng) 設(shè) 計(jì)根 據(jù) 給 定 的 機(jī) 床 用 途 、 規(guī) 格 、 極 限 轉(zhuǎn) 速 ， 確 定 公 比 、 求 出 主 軸 轉(zhuǎn) 速 級(jí) 數(shù) 、確 定 結(jié) 構(gòu) 式 和 結(jié) 構(gòu) 網(wǎng) 、 繪 制 轉(zhuǎn) 速 圖 、 確 定 傳 動(dòng) 副 的 傳 動(dòng) 比 及 齒 輪 的 齒 數(shù) 、 計(jì) 算主 軸 實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 與 標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速 的 相 對(duì) 誤 差 并 核 算 主 軸 實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 與 標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速 的 相 對(duì) 誤差 是 否 在 合 理 范 圍 內(nèi) 、 繪 制 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 圖 。2) 動(dòng) 力 設(shè) 計(jì)根 據(jù) 給 定 的 電 動(dòng) 機(jī) 功 率 ， 進(jìn) 行 帶 傳 動(dòng) 的 計(jì) 算 ， 確 定 皮 帶 型 號(hào) 及 根 數(shù) 、 計(jì) 算各 軸 傳 遞 的 功 率 、 計(jì) 算 出 傳 動(dòng) 件 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 、 估 算 傳 動(dòng) 軸 的 直 徑 、 初 步 計(jì) 算 齒輪 的 模 數(shù) 、 確 定 主 軸 尺 寸 參 數(shù) ； 驗(yàn) 算 齒 輪 的 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 和 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 、 驗(yàn)算 主 軸 剛 度 、 驗(yàn) 算 主 軸 前 軸 承 疲 勞 壽 命 、 計(jì) 算 摩 擦 片 式 離 合 器 的 尺 寸 和 摩 擦 片數(shù) 。3) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)進(jìn) 行 主 傳 動(dòng) 傳 動(dòng) 軸 系 、 變 速 機(jī) 構(gòu) 、 主 軸 組 件 、 箱 體 、 操 縱 結(jié) 構(gòu) 、 潤(rùn) 滑 與 密封 等 的 布 置 和 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 。 即 繪 制 裝 配 圖 （ 包 括 主 軸 箱 展 開 圖 、 剖 面 圖 、 主 軸 組件 圖 ） 和 零 件 工 作 圖 。4) 編 寫 設(shè) 計(jì) 說 明 書5第 1 章 運(yùn) 動(dòng) 設(shè) 計(jì)1.1 主 軸 變 速 范 圍 的 確 定根 據(jù) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 ， 得 知 ， 。min/1320maxrn?in/30ir?變 速 范 圍 可 由 下 式 求 得 ：（ 1-1）minaxR由 （ 1-1） 式 計(jì) 算 得 變 速 范 圍 為 ： minax?4/3012r1.2 公 比 的 確 定規(guī) 定 標(biāo) 準(zhǔn) 公 比 1， 并 且 規(guī) 定 相 對(duì) 速 度 損 失 的 最 大 值 不 大 于 50%， 則 相 應(yīng)?不 大 于 2， 所 以 。?2??為 了 簡(jiǎn) 化 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) 和 使 用 ， 規(guī) 定 了 幾 個(gè) 標(biāo) 準(zhǔn) 值 這 些 是 2 或 10 的 某 次 方 根 。對(duì) 于 中 小 型 通 用 機(jī) 床 ， 常 取 公 比 =1.26 或 1.41。?在 此 選 取 =1.41?1.3 主 軸 轉(zhuǎn) 速 級(jí) 數(shù) 的 確 定確 定 了 變 速 范 圍 和 公 比 后 ， 可 由 下 式 求 出 主 軸 轉(zhuǎn) 速 級(jí) 數(shù) z：（ 1-2）1lg???nRz式 中 ： ——變 速 范 圍 ；nR——傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 公 比 。?6由 （ 1-2） 式 計(jì) 算 得 主 軸 轉(zhuǎn) 速 級(jí) 數(shù) 為 ：1lg???nRz124.l?取 主 軸 轉(zhuǎn) 速 級(jí) 數(shù) z=12。1.4 結(jié) 構(gòu) 式 、 結(jié) 構(gòu) 網(wǎng) 的 確 定1.4.1 確定結(jié)構(gòu)式因 為 變 速 范 圍 ， 沒 有 超 過 了 連 續(xù) 串 聯(lián) 傳 動(dòng) 的 允 許 變 速 范 圍 50。 因4?nR此 ， 采 用 串 聯(lián) 式 傳 動(dòng) 結(jié) 構(gòu) 。 因 為 車 床 需 要 正 、 反 轉(zhuǎn) ， 從 動(dòng) 帶 輪 軸 上 需 要 安 裝 一個(gè) 摩 擦 片 式 離 合 器 ， 它 必 須 占 據(jù) 一 定 的 長(zhǎng) 度 ， 同 時(shí) 摩 擦 片 必 須 有 相 當(dāng) 的 直 徑 來傳 遞 扭 矩 ， 從 而 導(dǎo) 致 主 動(dòng) 齒 輪 尺 寸 一 定 大 于 被 動(dòng) 齒 輪 尺 寸 ， 而 形 成 升 速 傳 動(dòng) 。從 結(jié) 構(gòu) 上 考 慮 ， 轉(zhuǎn) 速 偏 高 會(huì) 引 起 摩 擦 片 式 離 合 器 振 動(dòng) ， 因 此 ， 從 電 機(jī) 到 從 動(dòng) 帶輪 軸 需 要 降 速根據(jù)給定最大最小轉(zhuǎn)速要求，選擇轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) 12 級(jí)，傳動(dòng)公比為 1.41。 轉(zhuǎn)速數(shù)列如下：30、42.5、60、85、118、170、236、335、472、670、950、1320。1.4.2 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)擬 定 傳 動(dòng) 方 案 ， 包 括 傳 動(dòng) 型 式 的 選 擇 以 及 開 停 、 換 向 、 制 動(dòng) 、 操 縱 等 整 個(gè)傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 確 定 。 傳 動(dòng) 型 式 則 指 傳 動(dòng) 和 變 速 的 元 件 、 機(jī) 構(gòu) 以 及 組 成 、 安 排 不 同特 點(diǎn) 的 傳 動(dòng) 型 式 、 變 速 類 型 。傳 動(dòng) 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 傳 動(dòng) 方 案 和 型 式 ， 要 從 結(jié) 構(gòu) 、 工 藝 、 性 能 以 及 經(jīng) 濟(jì) 等 多 方 面 統(tǒng) 一 考 慮 。 在此 次 設(shè) 計(jì) 中 ， 我 采 用 集 中 傳 動(dòng) 型 式 的 主 軸 變 速 箱 。方案一： 方案二： 方案三：6312??6213??6132??7根 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 式 畫 出 結(jié) 構(gòu) 網(wǎng) 。 應(yīng) 該 遵 循 “前 少 后 多 ”、 “前 緊 后 松 ”、 “前 緩 后 急 ”的 原 則 ， 并 且 考 慮 前 面 的 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 。結(jié) 構(gòu) 網(wǎng) 見 圖 1-1。 這 是 主 軸 箱 的 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 結(jié) 構(gòu) 網(wǎng) ， 是 從 動(dòng) 帶 輪 軸 到 主 軸 的結(jié) 構(gòu) 網(wǎng) 。圖 1-1 12 級(jí) 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 結(jié) 構(gòu) 網(wǎng)在 一 般 的 選 擇 原 則 中 ， 通 常 取 擴(kuò) 大 順 序 與 傳 動(dòng) 順 序 一 致 ， 但 在 此 次 設(shè) 計(jì) 中 ，考 慮 到 機(jī) 床 的 啟 動(dòng) 、 停 止 ， 要 求 Ⅰ 軸 上 裝 有 摩 擦 離 合 器 ， 所 以 ， 方 案 一 中 ， 由于 裝 有 摩 擦 離 合 器 ， 必 然 導(dǎo) 致 Ⅰ 軸 上 的 軸 向 尺 寸 增 大 。 方 案 二 、 三 中 ， 解 決 了方 案 一 中 軸 向 尺 寸 過 大 的 問 題 ， 但 考 慮 到 Ⅱ 軸 到 Ⅲ 軸 的 傳 動(dòng) 中 ， 方 案 二 中 可 能會(huì) 有 較 大 的 降 速 比 。 故 選 方 案 三 作 為 此 處 設(shè) 計(jì) 的 可 行 方 案 。1.5 繪 制 轉(zhuǎn) 速 圖81.5.1 選定電動(dòng)機(jī)一 般 的 普 通 車 床 ， 多 采 用 Y 系 列 封 閉 自 扇 冷 式 籠 型 三 相 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 。 Y 系列 電 動(dòng) 機(jī) 高 效 、 節(jié) 能 、 起 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 大 、 噪 聲 低 、 振 動(dòng) 小 、 運(yùn) 行 安 全 可 靠 。 選 用Y132S2-2 電 動(dòng) 機(jī) 。 其 額 定 功 率 為 ， 滿 載 轉(zhuǎn) 速 為 。KW3min/1420r1.5.2 變速組分析該 車 床 的 主 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 總 降 速 比 為 ， 每 個(gè) 降 速 變401in/1320i/?rr速 組 的 最 小 降 速 比 為 ， 則 總 降 速 比 為 ， 這 樣 是 無 需 增 加 降 速 的 定 比 傳 動(dòng) ，414為 使 Ⅰ 軸 的 轉(zhuǎn) 速 降 低 ， 及 其 它 變 速 組 變 速 緩 慢 ， 以 減 少 結(jié) 構(gòu) 的 徑 向 尺 寸 ， 在 電動(dòng) 機(jī) 到 Ⅰ 軸 之 間 增 加 一 對(duì) 的 降 速 帶 傳 動(dòng) ， 這 樣 有 利 于 機(jī) 床 設(shè) 計(jì) ， 也 有 利250于 主 軸 箱 徑 向 和 軸 向 尺 寸 的 減 少 。由 于 車 床 Ⅰ 軸 轉(zhuǎn) 速 一 般 取 。 在 中 型 通 用 機(jī) 床 中 ， 通 常 傳 動(dòng)r/min1~7比 的 范 圍 內(nèi) ， 故 初 選 Ⅰ 軸 轉(zhuǎn) 速 為 810 25.1~?u 8.042??nu主r/min。1.5.3 確定軸數(shù)，繪制轉(zhuǎn)速圖本 設(shè) 計(jì) 需 要 4 根 軸 ， 再 加 上 電 動(dòng) 機(jī) 軸 ， 12 級(jí) 轉(zhuǎn) 速 ， 畫 出 轉(zhuǎn) 速 圖 見 圖 1-2。由 圖 1-2 分 析 可 知 ： Ⅰ 軸 有 1 種 轉(zhuǎn) 速 ， 從 電 動(dòng) 機(jī) 到 Ⅰ 軸 的 傳 動(dòng) 比 為 ：； Ⅱ 軸 有 2 種 轉(zhuǎn) 速 ， 即 從 Ⅰ 軸 到 Ⅱ 軸 有 兩 種 傳 動(dòng) 比 ：56.0?u=1.7， =1.7； Ⅲ 軸 有 6 種 轉(zhuǎn) 速 ， 即 從 Ⅱ 軸 到 Ⅲ 軸 有 三 種 傳 動(dòng) 比 ：2， ， ； Ⅳ 軸 有 12 種 轉(zhuǎn) 速 ， 即 從 Ⅲ 軸 到 Ⅳ 軸 有 兩 種?u23?u43u傳 動(dòng) 比 ： =2， ； 主 軸 有 12 級(jí) 轉(zhuǎn) 速 。14?9圖 1-2 24 級(jí) 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 轉(zhuǎn) 速 圖1.6 各 變 速 組 齒 輪 傳 動(dòng) 副 齒 數(shù) 的 確 定多 軸 變 速 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 的 各 變 速 組 間 的 齒 數(shù) 和 zS可 以 由 下 式 確 定 ：（ 1-3）maxinmi1zzZuS?????????式 中 ： ——同 一 變 速 組 中 最 小 傳 動(dòng) 比 ；minu——同 一 變 速 組 中 最 小 齒 輪 的 齒 數(shù) ；iZ——變 速 組 間 的 最 大 齒 數(shù) 和 ， 取 。axzS 120max?zS1.6.1 Ⅰ軸—Ⅱ軸變速組齒輪Ⅰ 軸 —Ⅱ 軸 變 速 組 的 齒 輪 ， 因 為 要 安 裝 一 個(gè) 離 合 器 ， 齒 數(shù) 要 選 的 大 一 些 ，10為 了 避 免 根 切 現(xiàn) 象 和 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 的 需 要 ， 取 。46min?Z由 式 （ 1-3） 得 ：mini1uSz????????746.1????查 [3]書 第 36 頁 表 2 確 定 合 理 的 齒 數(shù) 和 =108。zS=40， 則 = =108-40=68；?1Z1??ZSz=68， 則 = =99-45=40。2221.6.2 Ⅱ軸—Ⅲ軸變速組齒輪為 了 避 免 根 切 現(xiàn) 象 和 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 的 需 要 ， 取 。25min?Z由 式 （ 1-3） 得 ：mini1ZuSz????????96258.1??????查 [3]書 第 36 頁 表 2 確 定 合 理 的 齒 數(shù) 和 =96。zS=19， 則 = =96-19=77；Z?1ZSz?=25， 則 = =96-25=71；2=32， 則 = =80-31=64。?3z1.6.3 Ⅲ軸—Ⅳ軸變速組齒輪為 了 避 免 根 切 現(xiàn) 象 ， 同 時(shí) 滿 足 傳 動(dòng) 比 的 要 求 ， 取 。20min?Z由 式 （ 1-3） 得 ：11mini1ZuSz????????1024??????查 [3]書 第 36 頁 表 2 確 定 合 理 的 齒 數(shù) 和 =110。zS=37， 則 = =100-20=73；1Z?1ZSz?=22， 則 = =100-50=88。21.7 核 算 轉(zhuǎn) 速 誤 差實(shí) 際 傳 動(dòng) 比 所 造 成 的 主 軸 轉(zhuǎn) 速 誤 差 ， 一 般 不 應(yīng) 該 超 過 ， 即)%1(0???（ 1-4）??%10?????n式 中 ： ——主 軸 的 實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 ， ；? min/r——主 軸 的 標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速 , ；——傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 公 比 。?表 3-4 各 軸 轉(zhuǎn) 速 誤 差主軸轉(zhuǎn)速 n1 n2 n3 n4 n5 n6理想轉(zhuǎn)速 30 42.5 60 85 118 170實(shí)際轉(zhuǎn)速 29.5 41.5 61.5 84.12 117 171.5轉(zhuǎn)速誤% 1 2 2.5 1 0.8 0.8主軸轉(zhuǎn)速 n7 n8 n9 n10 n11 n12理想轉(zhuǎn)速 236 335 472 670 950 1320實(shí)際轉(zhuǎn)速 235. 337 475 672.7 952 131212轉(zhuǎn)速誤% 0.3 0.5 0.6 0.4 0.8 0.61.8 繪 制 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 圖 140 ()ⅣⅢⅡⅠφ 250φ?qǐng)D 1-3 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 圖車 床 的 正 、 反 轉(zhuǎn) 是 通 過 摩擦離合器實(shí)現(xiàn)的。13第 2 章 傳 動(dòng) 零 件 的 初 步 計(jì) 算2.1 帶 傳 動(dòng) 計(jì) 算帶 傳 動(dòng) 的 失 效 形 式 和 設(shè) 計(jì) 準(zhǔn) 則 ：帶 傳 動(dòng) 的 主 要 失 效 形 式 是 打 滑 和 帶 的 疲 勞 破 壞 ， 因 此 ， 帶 傳 動(dòng) 的 設(shè) 計(jì) 準(zhǔn) 則是 在 保 證 帶 傳 動(dòng) 不 打 滑 的 前 提 下 ， 具 有 一 定 的 疲 勞 強(qiáng) 度 和 壽 命 。1) 確 定 設(shè) 計(jì) 功 率根 據(jù) 電 動(dòng) 機(jī) 的 額 定 功 率 dN、 載 荷 的 性 質(zhì) 和 每 天 工 作 時(shí) 間 等 因 素 來 確 定 設(shè) 計(jì)功 率 ：（ 2-1）dAdKP?式 中 ： ——工 作 情 況 系 數(shù) ；A——電 動(dòng) 機(jī) 的 額 定 功 率 ， 。dNW由 以 上 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 可 知 ， 電 動(dòng) 機(jī) 的 型 號(hào) 為 Y132S2—2， 額 定 功 率 為， 查 [4]第 142 頁 表 9—13 ， 取 工 作 情 況 系 數(shù) 。KWd3? 1.?AK則 ， 設(shè) 計(jì) 功 率 為 dAdNKP?W3.1?因 此 ， 設(shè) 計(jì) 功 率 為 。d2) 選 擇 帶 型根 據(jù) 設(shè) 計(jì) 功 率 和 小 帶 輪 的 轉(zhuǎn) 速 ， 查 [4]第 143 頁 圖 9—8 dPmin/1420rn?得 ， 帶 型 為 A 型 普 通 V 帶 。3) 確 定 帶 輪 直 徑初 選 小 帶 輪 直 徑 。1D查 [4]第 134 頁 表 9—7 得 ， 可 初 選 小 帶 輪 直 徑 ；D140?大 帶 輪 的 轉(zhuǎn) 速 ； 傳 動(dòng) 比 。min/802rn?75.82i大 帶 輪 直 徑 ： 1i14m43.25107??查 [4]第 134 頁 表 9—7 得 ， 選 大 帶 輪 直 徑 。mD250?實(shí) 際 傳 動(dòng) 比 為 ： 78.14012?Di大 帶 輪 實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 in12min/7.80654r??轉(zhuǎn) 速 誤 差 %5013.in/81062 ??????rn因 此 ， 此 帶 輪 直 徑 是 允 許 的 。4) 驗(yàn) 算 帶 速可 用 下 式 計(jì) 算 帶 速 ：（ 2-2）106??Dnv?式 中 ： ——帶 速 ， ；sm/——帶 輪 的 基 準(zhǔn) 直 徑 ， ；——帶 輪 的 轉(zhuǎn) 速 ， 。nin/r用 公 式 （ 2-2） 計(jì) 算 帶 速 106??Dv?smr/403.1in/2?因 為 ,因 此 帶 速 合 適 。vsm/25/?5) . 確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距15由 初 定 中 心 距 ， 取 。????210217.0DaD??? ma780?根 據(jù) 帶 傳 動(dòng) 的 幾 何 關(guān) 系 ， 按 下 式 計(jì) 算 所 需 帶 的 長(zhǎng) 度 ：（ 2-3）??02121040 aLd ???式 中 ： ——帶 的 初 算 長(zhǎng) 度 ， ；0 m——初 定 中 心 距 ， ；a、 ——主 動(dòng) 輪 和 從 動(dòng) 輪 的 基 準(zhǔn) 直 徑 ， 。1D2 m則 根 據(jù) 公 式 （ 2-3） 得 ： ????02121040 aDaLd ???????mm2176 7804158? ????查 [4]第 129 頁 圖 9—3 得 ， 取 帶 的 基 準(zhǔn) 長(zhǎng) 度 。Ld2?由 下 式 可 以 計(jì) 算 實(shí) 際 中 心 距 ：a（ 2-4）200dLa???式 中 ： ——實(shí) 際 中 心 距 ， ；m——帶 的 基 準(zhǔn) 長(zhǎng) 度 ， ；dL——帶 的 初 算 長(zhǎng) 度 ， 。0則 ， 實(shí) 際 中 心 距 為 ： 200dLa???mm6917678?6) 驗(yàn)算小帶輪的包角由 下 式 可 以 計(jì) 算 帶 輪 上 的 包 角 ：（ 2-5）aD121608?????16式 中 ： ——小 帶 輪 的 包 角 ；1?——實(shí) 際 中 心 距 ， ；am、 ——主 動(dòng) 輪 和 從 動(dòng) 輪 的 基 準(zhǔn) 直 徑 ， 。1D2 m則 ， 小 帶 輪 上 的 包 角 為 ：aD121608????????12085.796m因 此 ， 小 帶 輪 的 包 角 合 適 。7) . 計(jì)算帶的根數(shù)由 下 式 可 以 計(jì) 算 V 帶 的 根 數(shù) :(2-6) ??LdKPZ?0???式 中 ： ——V 帶 的 根 數(shù) ；——電 動(dòng) 機(jī) 的 設(shè) 計(jì) 功 率 ， ；dPW——單 根 V 帶 所 能 傳 遞 的 基 本 額 定 功 率 ， ；0 K——基 本 額 定 功 率 增 量 ， ；?——包 角 系 數(shù) ， 是 考 慮 包 角 不 是 時(shí) 對(duì) 傳 動(dòng) 的 影 響 ； ?K?180——長(zhǎng) 度 系 數(shù) ， 考 慮 帶 的 基 準(zhǔn) 長(zhǎng) 度 不 為 特 定 長(zhǎng) 度 時(shí) 是 對(duì) 傳 動(dòng) 的 影 響 。L由 小 帶 輪 的 直 徑 ， 小 帶 輪 的 轉(zhuǎn) 速 ， 查 [4]第 139mD140?min/4201rn?頁 表 9—9 得 基 本 額 定 功 率 ；KWP29.由 傳 動(dòng) 比 ， 小 帶 輪 的 轉(zhuǎn) 速 ， 查 [4]第 140 頁75.i i/1r表 9—10 得 基 本 額 定 功 率 增 量 ；5.0?由 小 帶 輪 的 包 角 ， 查 [4]第 145 頁 表 9—14 得 包 角 系 數(shù)??8.10?；8.??K由 帶 的 基 準(zhǔn) 長(zhǎng) 度 ， 查 [4]第 145 頁 表 9—15 得 長(zhǎng) 度 系 數(shù)mLd2。03.1L因 此 ， 由 公 式 （ 2-6） 得 ， 帶 的 根 數(shù) 為 ：Z17??LdKPZ?0???341. 3.1982.??W圓 整 取 Z=2 根 。2.2 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 是 傳 動(dòng) 件 能 傳 遞 全 部 功 率 的 最 低 轉(zhuǎn) 速 。 各 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 。 查 [3]第 54 頁 表 2-2 得 中 型 車 床 主 軸 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 可 按 下 式 確 定 ：（ 2-7）13min??zj?式 中 ： ——主 軸 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 ， ；j in/r——主 軸 的 最 小 轉(zhuǎn) 速 ， ；in m——傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 公 比 ， 。i/由 公 式 （ 2-8） 得 主 軸 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 為 ：13min??zj?/2.9r根 據(jù) 主 軸 轉(zhuǎn) 速 標(biāo) 準(zhǔn) 數(shù) 列 得 到 ， 主 軸 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 應(yīng) 為 。min/95rj?軸Ⅲ可從主軸為 95r/min 按 22/88 的傳動(dòng)副找上去得如下轉(zhuǎn)速表 2-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速軸 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ計(jì)算轉(zhuǎn)速 n 810r/min 472r/min 118r/min 95r/min182.3 傳動(dòng)軸直徑的估算由 下 式 可 估 算 出 各 傳 動(dòng) 軸 及 主 軸 的 直 徑 ：（ 2-8）??491?jnNd?式 中 ： ——軸 的 估 算 直 徑 ， ；m——軸 的 傳 遞 功 率 ， ；NKW——軸 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 ， ；jnin/r——每 米 長(zhǎng) 度 上 允 許 的 扭 轉(zhuǎn) 角 。???1) 主 軸 直 徑 估 算據(jù)《設(shè)計(jì)指導(dǎo)》P32 這些軸取 [ ]=1deg/m。 ?表 2-2 各軸估算長(zhǎng)度軸 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ長(zhǎng)度 540 500 640 700對(duì)Ⅰ軸d＝ ＝ ＝28mm4][91?jnN410583.91?對(duì)Ⅱ軸d＝ ＝ ＝30mm4][91?jnN4106723.91?對(duì)Ⅲ軸d＝ ＝ ＝40mm4][91?jnN410783.91?192.4 齒輪模數(shù)的初步計(jì)算參考《設(shè)計(jì)指導(dǎo)》P36 中齒輪模數(shù)的初步計(jì)算公式初定齒輪的模數(shù)（1）Ⅰ—Ⅱ軸齒輪彎曲疲勞的估算 mznNmw28.1473231???齒面點(diǎn)蝕的估算：A mm. .04723.3701??n由中心距 A 及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù)： mm 31.0874.21????ZAm根據(jù)計(jì)算選取兩個(gè)中的大值，選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。取 m1 = 2.5mm. （2）Ⅱ—Ⅲ軸齒輪彎曲疲勞的估算 znNmw 12.8963.23????齒面點(diǎn)蝕的估算：A mm. 3.128.3702?n由中心距 A 及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù)： mm 3.296121????ZAm根據(jù)計(jì)算選取兩個(gè)中的大值，選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。取 m1 = 2.5mm. （3）Ⅲ—Ⅳ軸齒輪彎曲疲勞的估算 znNmw 26.85103.23 ????齒面點(diǎn)蝕的估算：A mm. 2.853.730?n由中心距 A 及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù)： mm 27.108.521????ZAm根據(jù)計(jì)算選取兩個(gè)中的大值，選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。取 m1 = 3mm.20表 2-3 齒輪參數(shù)齒輪齒數(shù)分度圓（ ）zm?齒頂高（h a=m） 齒根高 ( =1.25m )fhZ1 = 68 170 2.5 3.125Z2 = 40 100 2.5 3.125Z3 = 40 100 2.5 3.125Z4 = 68 170 2.5 3.125Z5 = 19 47.5 2.5 3.125Z6 = 77 192.5 2.5 3.125Z7 = 25 62.5 2.5 3.125Z8 = 71 177.5 2.5 3.125Z9 = 32 80 2.5 3.125Z10 = 64 160 2.5 3.125Z11 = 73 219 3 3.75Z12 = 37 111 3 3.75Z13 = 22 66 3 3.75Z14 = 88 264 3 3.75Z15 = 48 144 2.5 3.125Z16 = 25 62.5 2.5 3.125212.6 主軸尺寸參數(shù)的確定1) 主 軸 前 、 后 軸 徑 的 確 定根 據(jù) 機(jī) 床 主 參 數(shù) 按 下 式 可 確 定 主 軸 的 前 軸 頸 直 徑 1D：（ 2-9）152.0max1??D式 中 ： ——主 軸 的 前 軸 頸 直 徑 ， ；1D——機(jī) 床 主 參 數(shù) （ 機(jī) 床 最 大 加 工 直 徑 ） ， 。max m主 軸 后 軸 頸 的 直 徑 2可 根 據(jù) 前 軸 頸 直 徑 1按 下 面 的 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 確 定 ：（ 2-10）??18.0~7?式 中 ： ——主 軸 后 軸 頸 的 直 徑 ， ；2——主 軸 的 前 軸 頸 直 徑 ， 。1D此 設(shè) 計(jì) 的 主 參 數(shù) 。m320ax?主 軸 前 軸 頸 直 徑 15.ax1?D??9~680??取 主 軸 前 軸 頸 直 徑 。m1主 軸 后 軸 頸 直 徑 ??128.07D?64~5.??取 主 軸 后 軸 頸 直 徑 。022) 主 軸 內(nèi) 孔 直 徑 的 選 擇主 軸 內(nèi) 孔 主 要 用 于 通 過 棒 料 、 夾 緊 刀 具 或 工 件 用 的 拉 桿 、 冷 卻 管 等 。 大 型 、重 型 機(jī) 床 的 空 心 主 軸 ， 還 可 減 輕 重 量 。 確 定 孔 徑 d 的 原 則 是 在 滿 足 對(duì) 空 心 主 軸孔 徑 的 要 求 和 最 小 壁 厚 要 求 以 及 不 削 弱 主 軸 剛 度 的 要 求 下 盡 量 取 大 一 些 。普 通 車 床 。6.0~5./?Dd主 軸 前 軸 頸 處 內(nèi) 孔 直 徑 ??11.Dm480.?取 主 軸 前 軸 頸 處 內(nèi) 孔 直 徑 。d51?22主 軸 后 軸 頸 處 內(nèi) 孔 直 徑 ??226.0~5.Dd?取 主m3?軸 前 軸 頸 處 內(nèi) 孔 直 徑 。d523) 主 軸 前 端 懸 伸 量 的 選 擇a主 軸 前 端 懸 伸 量 是 指 主 軸 前 支 承 徑 向 反 力 作 用 點(diǎn) 到 主 軸 前 端 受 力 作 用 點(diǎn) 之間 的 距 離 。 無 論 從 理 論 分 析 還 是 從 實(shí) 際 測(cè) 試 的 結(jié) 果 來 看 ， 主 軸 懸 伸 量 值 愈 小a愈 能 提 高 主 軸 部 件 的 剛 度 。 因 此 確 定 主 軸 懸 伸 量 的 原 則 是 在 滿 足 結(jié) 構(gòu) 要 求 的a前 提 下 ， 盡 可 能 取 小 值 。查 [3]第 89 頁 表 3-13 得 ： 5.1~60/1?Da則 主 軸 前 端 懸 伸 量 ??.m20~48?取 主 軸 前 端 懸 伸 量 。a1?4) 主 軸 合 理 跨 距 的 選 擇L?根 據(jù) 綜 合 變 量 和 前 、 后 支 承 的 剛 度 之 比 求 出 主 軸 支 承 的 最 佳 跨 距 ， 在? 0L具 體 設(shè) 計(jì) 時(shí) ， 常 由 于 結(jié) 構(gòu) 上 的 限 制 ， 實(shí) 際 跨 距 ， 這 樣 就 造 成 主 軸 部 件 的0L?剛 度 損 失 ， 當(dāng) 時(shí) ， 剛 度 損 失 不 大 （ 5%左 右 ） ， 應(yīng) 認(rèn) 為 在 合 理 范5.1~7.0/?圍 之 內(nèi) ， 稱 為 合 理 跨 距 。根 據(jù) [3]第 90 頁 的 描 述 ， 又 因 為 后 軸 承 內(nèi) 徑 小 于 前 軸 承 內(nèi) 徑 ， 所 以 ， 取 前 、后 支 承 的 剛 度 之 比 。4.1?BAK綜 合 變 量 可 用 下 式 計(jì) 算 得 到 ：?（ 2-11）3aEIA式 中 ： ——綜 合 變 量 ；——主 軸 材 料 的 彈 性 模 量 ， 各 種 鋼 材 的 均 在 左EE25/0.mN?右 ， ；2725/10./10.2cmNmN???——主 軸 截 面 的 平 均 慣 性 矩 ， ；I 4——前 支 承 的 剛 度 ， ；AK/23——主 軸 前 端 懸 伸 量 ， 。acm查 [3]第 92 頁 表 3-14 得 4.170DKA??cN/26.86.主 軸 材 料 的 彈 性 模 量 ；2725/10./10.2mmE????主 軸 截 面 的 平 均 慣 性 矩??46dDI??42108.5cm??由 公 式 （ 2-13） 得 此 主 軸 的 綜 合 變 量 為 ：3aKEIA????1.210/0848 364227???cmNc查 [3]第 90 頁 圖 3-34 得 ， 所 以 最 佳 跨 距 為 。5.0?aL maL450.0?合 理 跨 距 為 。??L67~1~75.0??由 圖 1-3， 得 跨 距 ， 因 此 ， 此 設(shè) 計(jì) 不 需 要 三 支 承 。m??624第 3 章 零 件 的 驗(yàn) 算3.1 對(duì) Ⅰ 軸 ——Ⅱ 軸 小 齒 輪 的 驗(yàn) 算3.1.1 接觸疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算齒 面 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 的 驗(yàn) 算 公 式 為 ：（ 3-1）??HHEbduKTZ????????21)(式 中 ： ——齒 輪 的 許 用 接 觸 應(yīng) 力 ；H][——彈 性 系 數(shù) ；EZ——節(jié) 點(diǎn) 區(qū) 域 系 數(shù) ；——重 合 度 ；?——初 算 的 齒 輪 模 數(shù) ， ；Km——小 齒 輪 傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 ， ；1T——大 齒 輪 齒 數(shù) 與 小 齒 輪 齒 數(shù) 之 比 ， ，u 1?u“+”用 于 外 嚙 合 ， “-”用 于 內(nèi) 嚙 合——齒 寬 ；b——分 度 圓 直 徑1dmNT?????46108.3109.5.9按 齒 數(shù) ,查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 圖 6-15 得43Z.02.1?? 8.2.2??65??.?查 6-7 取 據(jù) 表 6-6 載 荷 平 穩(wěn) ， 電 動(dòng) 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) ，1.?K 0.1?AK據(jù) 表 6-9 不 對(duì) 稱 布 置 ， 取 齒 寬 系 數(shù) ； 據(jù) 圖 6-11 查 得1?d?5?試 選 05.?vt則 得 3.1.1??由 圖 6-16 重 合 度 系 數(shù) 780?Z25許 用 應(yīng) 力由 圖 6-23 查 得 (不 允 許 出 現(xiàn) 點(diǎn) 蝕 )96.01?NZ12N由 表 6-8 查 得 MPaE8由 表 6-11 取 安 全 系 數(shù) HS有 圖 6-24 工 作 硬 化 系 數(shù) 7.0w由 表 6-10 查 得 齒 輪 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 極 限 （ 大 小 齒 輪 硬 度 相 等 ）PaH41lim???(3-2)??M32.096.71?PaH412??取 小 值 代 入 。 ??1 MPaaH 32.407.2.1038.278.052.8924 ???????接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 足 夠 。3.1.2 彎曲疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 的 驗(yàn) 算 公 式 為 ：（ 3-3）??wjSwBYnZmNK?????231509式 中 ： ——齒 形 系 數(shù) ；Y——許 用 彎 曲 應(yīng) 力 ， 。??wMPa其 它 符 號(hào) 的 意 義 同 公 式 （ 3-1） 中 的 字 母 。， 工 作 工 作 期 限 系 數(shù) ：8012??CmTCnK016?29.11280i/76??r查 [6]第 69 頁 表 33 得 =0.90； 查 [6]第 70 頁 表 34 得 =0.77； 其 余NKqK26符 號(hào) 的 值 同 公 式 （ 3-1） 。壽 命 系 數(shù) 為 ： KqNnTS?765.07.098.21?查 [6]第 64 頁 表 27 得 ； 查 [6]第 40 頁 表 11 得 。4Y??MPaw280??由 公 式 （ 3-3） 得 ： jSwBnZmNK231509?????MPaParKWw2802.83min/1784.6)5(403.5.?????因 此 ， 齒 輪 的 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 足 夠 。