1實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱 機(jī)械裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）編號(hào) 1 實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）名稱 車床主傳動(dòng)變速箱設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）學(xué)時(shí) 2 周 實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）時(shí)間 2設(shè)計(jì)任務(wù)書題目 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)如下：工件最大回轉(zhuǎn)直徑D (mm)max正轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速nmin( )minr正轉(zhuǎn)最高 轉(zhuǎn)速nmin( )ir電機(jī)功率N（kw）公比 ?250 50 1600 4 1.414目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書.2目 錄.4第 1 章 機(jī)床用途、性能及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單說(shuō)明.6第 2 章 設(shè)計(jì)部分的基本技術(shù)特性和結(jié)構(gòu)分析.72.1 車床主參數(shù)和基本參數(shù) .72.2 確定傳動(dòng)公比 ?72.3 擬定參數(shù)的步驟和方法 .72.3.1 極限切削速度 Vmax、Vmin .72.3.2 主軸的極限轉(zhuǎn)速 .8第 3 章 設(shè)計(jì)部分的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì).93.1 主電機(jī)功率—— 動(dòng)力參數(shù)的確定 93.2 確定結(jié)構(gòu)式 93.3 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng) 103.4 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖 103.5 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù) 113.6 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 12第 4 章 設(shè)計(jì)部分的動(dòng)力計(jì)算.134.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 134.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 144.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算 144.4 傳動(dòng)軸最小軸徑的初定 204.5 主軸合理跨距的計(jì)算 204.6 軸承的選擇 214.7 鍵的規(guī)格 224.8 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 .224.9 主軸合理跨距的計(jì)算 224.10 軸承壽命校核 .235第 5 章 設(shè)計(jì)部分的調(diào)節(jié)、潤(rùn)滑、維護(hù)保養(yǎng)、技術(shù)要求及其它.24第 6 章 設(shè)計(jì)中的優(yōu)缺點(diǎn)，存在的問(wèn)題及改進(jìn)意見(jiàn).26參考文獻(xiàn).276第 1 章 機(jī)床用途、性能及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單說(shuō)明機(jī)床技術(shù)參數(shù)有主參數(shù)和基本參數(shù)，他們是運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)，影響到機(jī)床是否滿足所需要的基本功能要求，參數(shù)擬定就是機(jī)床性能設(shè)計(jì)。主參數(shù)是直接反映機(jī)床的加工能力、決定和影響其他基本參數(shù)的依據(jù)，如車床的最大加工直徑，一般在設(shè)計(jì)題目中給定，基本參數(shù)是一些加工件尺寸、機(jī)床結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性有關(guān)的參數(shù)，可歸納為尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。通用車床工藝范圍廣，所加工的工件形狀、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬質(zhì)合金刀具又用高速鋼刀具。因此，必須對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床工藝范圍和使用情況做全面的調(diào)研和統(tǒng)計(jì)，依據(jù)某些典型工藝和加工對(duì)象，兼顧其他的可能工藝加工的要求，擬定機(jī)床技術(shù)參數(shù)，擬定參數(shù)時(shí)，要考慮機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)和同國(guó)內(nèi)外同類機(jī)床的對(duì)比，使擬定的參數(shù)最大限度地適應(yīng)各種不同的工藝要求和達(dá)到機(jī)床加工能力下經(jīng)濟(jì)合理。機(jī)床主傳動(dòng)系因機(jī)床的類型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同，應(yīng)滿足的要求也不一樣。設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系時(shí)最基本的原則就是以最經(jīng)濟(jì)、合理的方式滿足既定的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合具體機(jī)床進(jìn)行具體分析，一般應(yīng)滿足的基本要求有：滿足機(jī)床使用性能要求。首先應(yīng)滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性，如機(jī)床主軸油足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)；滿足機(jī)床傳遞動(dòng)力的要求。主電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能提供足夠的功率和轉(zhuǎn)矩，具有較高的傳動(dòng)效率；滿足機(jī)床工作性能要求。主傳動(dòng)中所有零部件有足夠的剛度、精度和抗震性，熱變形特性穩(wěn)定；滿足產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性要求。傳動(dòng)鏈盡可能簡(jiǎn)短，零件數(shù)目要少，以便節(jié)約材料，降低成本。7第 2 章 設(shè)計(jì)部分的基本技術(shù)特性和結(jié)構(gòu)分析2.1 車床主參數(shù)和基本參數(shù)車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)如下：工件最大回轉(zhuǎn)直徑D (mm)max正轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速nmin( )minr正轉(zhuǎn)最高 轉(zhuǎn)速nmin( )ir電機(jī)功率N（kw） 公比 ?250 50 1600 4 1.412.2 確定傳動(dòng)公比 ?根據(jù)【1】 公式（3-2）因?yàn)橐阎? ， 78P 325016minax??R??znR?∴ =1.41?∴ Z= +1=11lgnR根據(jù)【1】 表 3-5 標(biāo)準(zhǔn)公比 。這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系列 =1.41.7P??因?yàn)?=1.41=1.06 ，根據(jù)【1】 表 3-6 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首先找到最小極限轉(zhuǎn)速 50，再每?67P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： 50，71，100，140，200，200，400，560，800，1120,16002.3 擬定參數(shù)的步驟和方法2.3.1 極限切削速度 Vmax、Vmin根據(jù)典型的和可能的工藝選取極限切削速度要考慮：允許的切速極限參考值如下：表 1.1加 工 條 件 Vmax(m/min) Vmin(m/min)8硬質(zhì)合金刀具粗加工鑄鐵工件 30～50硬質(zhì)合金刀具半精或精加工碳鋼工件150～300螺紋加工和鉸孔 3～82.3.2 主軸的極限轉(zhuǎn)速計(jì)算車床主軸極限轉(zhuǎn)速時(shí)的加工直徑，則主軸極限轉(zhuǎn)速應(yīng)為結(jié)合題目條件，取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列數(shù)值，=50r/minmin取 41.??依據(jù)題目要求選級(jí)數(shù) =1.41=1.066考慮到設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度要適中，故采用常?規(guī)的擴(kuò)大傳動(dòng)。各級(jí)轉(zhuǎn)速數(shù)列可直接從標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)列表中查出，按標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列為：50，71，100，140，200，200，400，560，800，1120,16009第 3 章 設(shè)計(jì)部分的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)3.1 主電機(jī)功率——?jiǎng)恿?shù)的確定合理地確定電機(jī)功率 N，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其性能，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。根據(jù)題設(shè)條件電機(jī)功率為 4KW可選取電機(jī)為：Y112M-4 額定功率為 4KW，滿載轉(zhuǎn)速為 1440r/min.3.2 確定結(jié)構(gòu)式已知 Z= x3b2aa、b 為正整數(shù)，即 Z 應(yīng)可以分解為 2 和 3 的因子，以便用 2、3 聯(lián)滑移齒輪實(shí)現(xiàn)變速。對(duì)于 Z=11 級(jí) 按照 Z=12 對(duì)于 12=2×3×2 傳動(dòng)式，有 6 種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為：， ， ，??????????????????????由于本次設(shè)計(jì)的機(jī)床 I 軸裝有摩擦離合器，在結(jié)構(gòu)上要求有一齒輪的齒根圓大于離合器的直徑。初選 的方案。1263從電動(dòng)機(jī)到主軸主要為降速變速，若使變速副較多的變速組放在較接近電動(dòng)機(jī)處可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材料，也就是滿足變速副前多后少的原則，因此取 12=2×3×2 方案為好。設(shè)計(jì)車床主變速傳動(dòng)系時(shí)，為避免從動(dòng)齒輪尺寸過(guò)大而增加箱體的徑向尺寸，在降速變速中，一般限制限制最小變速比 ；為避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差，減少震動(dòng)噪41min?u聲，在升速時(shí)一般限制最大轉(zhuǎn)速比 。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)較平穩(wěn)，可取2ax?。因此在主變速鏈任一變速組的最大變速范圍5.2max?u。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間變速軸的變速范圍??)10~8(5.)2~(minax?uR最小。綜合上述可得：主傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)參數(shù) =50 Z=11 =1.41160maxmin?103.3 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(dòng)方案,易知第二擴(kuò)大組的變速范圍 r=φ (P3-1)x=1.414=3.95〈8 滿足要求，其1263??結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖 2-1。圖 2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng) 1263??3.4 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖（1）選擇電動(dòng)機(jī)：采用 Y 系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。（2）繪制轉(zhuǎn)速圖：11（3）畫主傳動(dòng)系統(tǒng)圖。根據(jù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖及已知的技術(shù)參數(shù)，畫主傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖 2-3：1-2 軸最小中心距：A 1_2min1/2(Zmaxm+2m+D)軸最小齒數(shù)和:S zmin(Zmax+2+D/m)3.5 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù)(1)Sz 100-120,中型機(jī)床 Sz=70-100?(2)直齒圓柱齒輪 Zmin 18-20,m 4??12圖 2-3 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖（7）齒輪齒數(shù)的確定。變速組內(nèi)取模數(shù)相等，據(jù)設(shè)計(jì)要求 Zmin≥18~20,齒數(shù)和Sz≤100～120，由表 4.1，根據(jù)各變速組公比，可得各傳動(dòng)比和齒輪齒數(shù)，各齒輪齒數(shù)如表 2-2。表 2-2 齒輪齒數(shù)基本組 第一擴(kuò)大組 第二擴(kuò)大組傳動(dòng)比1:1.41 1:2 1:1.41 1:1 1:2 2.85：11：2.85代號(hào) Z1Z 'Z 2Z 'Z3Z 'Z4Z ’ Z5 Z5’ Z6Z 'Z7 Z7’齒數(shù) 30 42 24 48 44 62 53 53 35 71 115 41 41 1153.6 核算主軸轉(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)超過(guò)±10( -1)％,即?〈10( -1)％=4.1％n標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 ?各級(jí)轉(zhuǎn)速誤差n 1600 1120 800 560 400 200 200 140 100 71 50n` 1658 1121.2 798.20 558.6 401.2 200.7 198.8 141.3 101.1 72.3 51.3誤差 2.8％ 4.1％ 2.85％ 3.47％ 1.32％ 0.5％ 1.31％ 2.41％ 1.31％ 2.1％ 1.31％一級(jí)轉(zhuǎn)速誤差小于 4.1％，因此不需要修改齒數(shù)。13第 4 章 設(shè)計(jì)部分的動(dòng)力計(jì)算4.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)輸出功率 P=4kw,轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min,n2=400r/min（1）確定計(jì)算功率:按最大的情況計(jì)算 P=4kw ,K 為工作情況系數(shù)，查[1]表 3.5. 取 K=1.1pd=kAP=1.1X4=4.4kw（2）選擇 V 帶的型號(hào):根據(jù) pd,n1=1440r/min 參考[1] 圖表 3.16 及表 3.3 選小帶輪直徑，查表選擇 A 型 V帶 d1=100mm（3）確定帶輪直徑 d1,d2小帶輪直徑 d1=100mm驗(yàn)算帶速 v= d1n1/(60X1000)= X100X1440/(60X1000)=7.13m/s??從動(dòng)輪直徑 d2=n1d1/n2=1440X100/400=360mm 取 d2=355mm 查[1]表 3.3計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比 i=d2/d1=355/100=3.55（4）定中心矩 a 和基準(zhǔn)帶長(zhǎng) Ld[1]初定中心距 a00.7(d1+d2) a0 2(d1+d2))?318.5 a0 910 取 ao=500mm[2]帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld0≈2a0+ /2(d1+d2)+(d2-d1)2/4a0?≈2x500+ /2(100+3550)+(355-100)2/4X500≈1320mm查[1]表 3.2 取 Ld0=1300mm[3]計(jì)算實(shí)際中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1320-1300)/2=510mm（5）驗(yàn)算包角: 1=1800-（d 2-d1）/aX57.3 0=1800-(180-90)/290X57.30=17201200?（6）確定 V 帶根數(shù)：14確定額定功率：P 0由查表并用線性插值得 P0=0.15kw查[1]表 37 得功率增量 P0=0.13kwA查[1]表 38 得包角系數(shù) K =0.99?查[1]表 3 得長(zhǎng)度系數(shù) Kl=0.81確定帶根數(shù)：Z=P /｛（P +△P ）×K ×K ｝C0?L=4/(1.05+0.13)X0.99X0.81=2.89 取 Z=34.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算（1）主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速n j，由公式n =n 得，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速n j=124.99r/min，jmin)13/(??z取140 r/min。(2). 傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 軸3=200 r/min，軸2=560 r/min，軸1=400r/min。（2）確定各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。Ⅱ軸共有 3 級(jí)轉(zhuǎn)速：560r/min、200 r/min。若經(jīng)傳動(dòng)副 Z / Z 傳動(dòng)主軸，則只有 560r/min 傳遞全功率；若經(jīng)傳動(dòng)副 Z / Z 傳動(dòng)主軸，全6' 5'部傳遞全功率，其中 140r/min 是傳遞全功率的最低轉(zhuǎn)速， 故其計(jì)算轉(zhuǎn)速 nⅡ j=140 r/min；Ⅰ 軸有 1 級(jí)轉(zhuǎn)速，且都傳遞全功率，所以其計(jì)算轉(zhuǎn)速 nⅠ j=140 r/min。各計(jì)算轉(zhuǎn)速入表 3-1。表 3-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速（3） 確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪 Z 裝在主軸上其中只有 200r/min 傳遞全功率，'6故 Z j=200 r/min。'6依次可以得出其余齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，如表 3-2。表 3-2 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號(hào) Z1Z 2Z3Z `4Z5軸 號(hào) Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 400 560 20015n j400 560 200 200 1404.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算（1）模數(shù)計(jì)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(jiǎn)化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算，即 mj=16338 可得各組的模數(shù)，如321][)(jjmnuzP???表 3-3 所示。根據(jù) 和 計(jì)算齒輪模數(shù)，根據(jù)其中較大值取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：jmw=16338 =16338 mmj321][)(jjnuzP???????3213JmsniZKu????——齒輪的最低轉(zhuǎn)速 r/min；N——頂定的齒輪工作期限，中型機(jī)床推存： =15～20T T——轉(zhuǎn)速變化系數(shù)； nk——功率利用系數(shù)；N——材料強(qiáng)化系數(shù)。 q——（壽命系數(shù)）的極值skmaxinssk，齒輪等轉(zhuǎn)動(dòng)件在接取和彎曲交邊載荷下的疲勞曲線指數(shù) m 和基準(zhǔn)順環(huán)次數(shù) C0——工作情況系數(shù)。中等中級(jí)的主運(yùn)動(dòng)： 1——?jiǎng)虞d荷系數(shù)；2k——齒向載荷分布系數(shù)；3——齒形系數(shù)； Y根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為： 式中：N——計(jì)算齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)遞的額定功率 N=? dwNk——計(jì)算齒輪（小齒輪）的計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/minjn——齒寬系數(shù) ,m?mb/??8Z1——計(jì)算齒輪的齒數(shù)，一般取轉(zhuǎn)動(dòng)中最小齒輪的齒數(shù)：16——大齒輪與小齒輪的齒數(shù)比， = ；（+）用于外嚙合， （-）號(hào)用i i12?Z于內(nèi)嚙合： 命系數(shù)； sTNnqkk?：：工作期限 ， = ； TTmCn06= =3.49Tk接 310256?= =1.8T彎 96=0.84 =0.58 nknk接=0.90 =0.55 =0.72 彎 q接 qk彎=3.49 0.84 0.58 0.55=0.94sk接 ??=1.8 0.84 0.90 0.72=0.99 時(shí)，取 = ，當(dāng) 時(shí)，取 = ；s?minskmaxskminskmin= =0.85 =1.5； kax1=1.2 =1 =0.378 23Y許用彎曲應(yīng)力，接觸應(yīng)力，( )paM=354 =1750 ??W?pa??J?6 級(jí)材料的直齒輪材料選；20 熱處理 S-C59irTC3=16338 mmjm????213JmsniZK????=16338 =3.1 mm j3 22705.04849.5. ??=275 mmw??313wcMsnNK????=275 =2.2mm 33547108.0246.2.5??根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)系數(shù)選用模數(shù)為:主軸齒輪模數(shù)為 3.5，17中間軸齒輪模數(shù) m=2.5，傳動(dòng)軸齒輪模數(shù) m=3.5; 表 3-3 模數(shù)（2）基本組齒輪計(jì)算?；窘M齒輪幾何尺寸見(jiàn)下表齒輪 Z1 Z1` Z2 Z2`齒數(shù) 30 42 24 48分度圓直徑 105 147 84 168齒頂圓直徑 108.5 150.5 87.5 171.5齒根圓直徑 100.6 142.6 79.6 163.6齒寬 20 20 20 20按基本組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度 241HB～206HB，平均取260HB，大齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 229HB～206HB ，平均取 240HB。計(jì)算如下：① 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式為??jfsj MPauBnNKzm??????)()1(02832彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為：??wswPaBYnz?????)(109235組號(hào) 基本組 第一擴(kuò)大組 第二擴(kuò)大組模數(shù) mm 3.5 2.5 3.518式中 N----傳遞的額定功率（kW） ，這里取 N 為電動(dòng)機(jī)功率，N=5kW;-----計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/min）. =500（r/min）;jnjnm-----初算的齒輪模數(shù)（mm）, m=3.5（mm）;B----齒寬（mm）;B=20（mm）;z----小齒輪齒數(shù)；z=24;u----小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=2;-----壽命系數(shù)；sK=sTnNKq----工作期限系數(shù)；TmTC016?T------齒輪工作期限，這里取 T=15000h.;-----齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, =500（r/min）1n1n----基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取 = ，彎曲載荷取 =0C0C70C612?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)，查【5】2 上，取 =0.60nKnK----功率利用系數(shù)，查 【5】2 上，取 =0.78N N-----材料強(qiáng)化系數(shù)，查【5】2 上， =0.60q q-----工作狀況系數(shù)，取 =1.13K3K-----動(dòng)載荷系數(shù)，查【5】2 上，取 =12------齒向載荷分布系數(shù)，查【5】2 上， =1 1 1KY------齒形系數(shù)，查 【5】2 上，Y=0.386；19----許用接觸應(yīng)力（ MPa）,查【4】 ，表 4-7，取 =650 Mpa；??j? ??j?---許用彎曲應(yīng)力（ MPa） ，查【4】 ，表 4-7，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 Mpaww（3）第一擴(kuò)大組齒輪計(jì)算。擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見(jiàn)下表 齒輪 Z3 Z3` Z4 Z4` Z5 Z5`齒數(shù) 44 62 53 53 35 71分度圓直徑 110 155 132.5 132.5 87.5 177.5齒頂圓直徑 115 160 137.5 137.5 92.5 182.5齒根圓直徑 103.75 148.75 126.25 126.25 81.25 171.25齒寬 20 20 20 20 20 20（4）第二擴(kuò)大組齒輪計(jì)算。擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見(jiàn)下表 齒輪 Z6 Z6` Z7 Z7`齒數(shù) 115 41 52 104分度圓直徑 402.5 153.5 182 364齒頂圓直徑 409.5 150.5 189 371齒根圓直徑 393.75 134.75 173.25 355.25齒寬 20 20 20 20按擴(kuò)大組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度 241HB～206HB，平均取 260HB，大齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 229HB～206HB ，平均取 240HB。20同理根據(jù)基本組的計(jì)算，查文獻(xiàn)【6】 ，可得 =0.62， =0.77， =0.60， =1.1，nKNqK3=1， =1，m=3.5， =355；2K1j可求得：=619 Mpa j????j?=135Mpa ww4.4 傳動(dòng)軸最小軸徑的初定由【5】式 6，傳動(dòng)軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下式計(jì)算：d=1.64 （mm）??4?Tn或 d=91 （mm）4njN式中 d---傳動(dòng)軸直徑（mm）Tn---該軸傳遞的額定扭矩（N*mm） T=9550000 ；JnN?N----該軸傳遞的功率（KW）----該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速jn---該軸每米長(zhǎng)度的允許扭轉(zhuǎn)角， == 。??????01各軸最小軸徑如表 3-3。表 3-3 最小軸徑軸 號(hào) Ⅰ 軸 Ⅱ 軸最小軸徑 mm 35 40214.5 主軸合理跨距的計(jì)算由于電動(dòng)機(jī)功率 P=4kw，根據(jù)【1】表 3.20，前軸徑應(yīng)為 60~90mm。初步選取d1=80mm。后軸徑的 d2=（ 0.7~0.9）d 1，取 d2=60mm。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，前軸承為NN3016K 型，后軸承為圓錐滾子軸承。定懸伸量 a=120mm，主軸孔徑為 30mm。軸承剛度，主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩 T=9550 =9550× =424.44N.mnP904設(shè)該機(jī)床為車床的最大加工直徑為 250mm。床身上最常用的最大加工直徑，即經(jīng)濟(jì)加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的 50%，這里取 75%，即 180mm，故半徑為 0.09m；切削力（沿 y 軸） Fc= =4716N09.42背向力（沿 x 軸） Fp=0.5 Fc=2358N總作用力 F= =5272.65N2pC?此力作用于工件上，主軸端受力為 F=5272.65N。先假設(shè) l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力 RA 和 RB 分別為RA=F× =5272.65× =7908.97Nla?2401?RB=F× =5272.65× =2636.325Nl根據(jù) 文獻(xiàn)【1】式 3.7 得：Kr=3.39 得前支承的剛度：K A= 1.0Fr8.La9.0)(iza.1cos1689.69 N/ ；K B= 785.57 N/ ； = =2.15m?m?BAK57.6主軸的當(dāng)量外徑 de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為I= =113.8×10-8m464)03.7.(???η= = =0.143aKEA6381.980.2??查【1】圖 3-38 得 =2.0，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距 =120×2.0=240mml0 0l合理跨距為（0.75-1.5） ，取合理跨距 l=360mm。0l根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，主軸的實(shí)際跨距大于合理跨距，因此需要采取措施22增加主軸的剛度，增大軸徑：前軸徑 D=100mm，后軸徑 d=80mm。前軸承采用雙列圓柱滾子軸承，后支承采用背對(duì)背安裝的角接觸球軸承。4.6 軸承的選擇I軸：與帶輪靠近段安裝雙列角接觸球軸承代號(hào)7007C 另一安裝深溝球軸承6012II軸：對(duì)稱布置深溝球軸承6009III軸：后端安裝雙列角接觸球軸承代號(hào)7015C 另一安裝端角接觸球軸承代號(hào)7010C中間布置角接觸球軸承代號(hào)7012C4.7 鍵的規(guī)格I軸安裝帶輪處選擇普通平鍵規(guī)格：BXL=10X56 II軸選擇花鍵規(guī)格：N d =8X36X40X7 × ×??×??III軸選擇鍵規(guī)格：BXL=14X90 4.8 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇選用左右擺動(dòng)的操縱桿使其通過(guò)桿的推力來(lái)控制II軸上的三聯(lián)滑移齒輪和二聯(lián)滑移齒輪。4.9 主軸合理跨距的計(jì)算設(shè)該車床的最大加工直徑為 250mm。床身上最常用的最大加工直徑，即經(jīng)濟(jì)加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的 50%，這里取 45%，即 180mm，故半徑為 0.09m；切削力（沿 y 軸） F c=250.346/0.09=2781N23背向力（沿 x 軸） F p=0.5 Fc=1390N總作用力 F= =3109N2pC?此力作用于工件上，主軸端受力為 F=3109N。先假設(shè) l/a=2，l=3a=255mm。前后支承反力 RA和 RB分別為RA=F× =3109× Nla?852415??RB=F× =3109× Nl036根據(jù)《主軸箱設(shè)計(jì)》得： =3.39 得前支承的剛度：K A= rK1.0F8.La0.91.()cosiz?1376.69 N/ ；K B= 713.73 N/ ； = =1.93m?m?BA376.主軸的當(dāng)量外徑 de=(85+65)/2=75mm，故慣性矩為I= =1.55×10-6m440.756??η= = =0.383aKEA16325098??查《主軸箱設(shè)計(jì)》圖 得 =2.5，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距 =85×2.5=212.5mml0 0l合理跨距為（0.75-1.5） ，取合理跨距 l=250mm。0l根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，主軸的實(shí)際跨距大于合理跨距，因此需要采取措施增加主軸的剛度，增大軸徑：前軸徑 D=85mm，后軸徑 d=55mm。后支承采用背對(duì)背安裝的角接觸球軸承。4.10 軸承壽命校核由 П 軸最小軸徑可取軸承為 7008c 角接觸球軸承,ε=3；P=XF r+YFaX=1，Y=0 。對(duì)Ⅱ軸受力分析24得：前支承的徑向力 Fr=2642.32N。由軸承壽命的計(jì)算公式：預(yù)期的使用壽命 [L10h]=15000hL10h= × = × = h≥[L 10h]n1670?)PC(180673)28.10(?367.10()284.9524??=15000h軸承壽命滿足要求。第 5 章 設(shè)計(jì)部分的調(diào)節(jié)、潤(rùn)滑、維護(hù)保養(yǎng)、技術(shù)要求及其它1、為了減少車床磨損，延長(zhǎng)使用壽命，保證工件加工精度，應(yīng)對(duì)車床的所有摩擦部位進(jìn)行潤(rùn)滑，并注意日常的維護(hù)保養(yǎng)。2、車床的潤(rùn)滑形式常用以下幾種，（1）澆油潤(rùn)滑：常用于外露的滑動(dòng)表面，如導(dǎo)軌面和滑板導(dǎo)軌面等。（2）濺油潤(rùn)滑：常用于密閉的箱體中。如車床的主軸箱中的傳動(dòng)齒輪將箱底的潤(rùn)滑油濺射到箱體上部的油槽中，然后經(jīng)槽內(nèi)油孔流到各潤(rùn)滑點(diǎn)進(jìn)行潤(rùn)滑。（3）油繩導(dǎo)油潤(rùn)滑：常用于進(jìn)給箱和溜板箱的油池中。利用毛線即吸油又滲油的特性，通過(guò)毛線把油引入潤(rùn)滑點(diǎn)，間斷地滴油潤(rùn)滑。（4）彈子油杯注油潤(rùn)滑：常用于尾座、中滑板搖手柄及三杠（絲杠、光杠、開(kāi)關(guān)杠）支架的軸承處。定期的用油槍端頭油嘴壓下油杯上的彈子，將油注入。油嘴撤去，彈子又回復(fù)原位，封住注油口，以防塵屑入內(nèi)。（5）黃油杯潤(rùn)滑：常用于交換齒輪箱掛輪架的中間軸或不經(jīng)常潤(rùn)滑處。事先在黃油杯中加滿鈣基潤(rùn)滑脂，需要潤(rùn)滑時(shí)，擰進(jìn)油杯蓋，則杯中的油脂就被擠壓到潤(rùn)滑點(diǎn)中去。（6）油泵輸油潤(rùn)滑：常用于轉(zhuǎn)速高、需要大量潤(rùn)滑油連續(xù)強(qiáng)制潤(rùn)滑的場(chǎng)合。如主軸箱內(nèi)許多潤(rùn)滑點(diǎn)就是采用這種方式。253、車床的潤(rùn)滑要求: （1）車床上一般都有潤(rùn)滑系統(tǒng)圖，應(yīng)嚴(yán)格按照潤(rùn)滑系統(tǒng)圖進(jìn)行潤(rùn)滑。（2）換油時(shí)，應(yīng)先將廢油放盡，然后用煤油把箱體內(nèi)沖洗干凈后，在注入新機(jī)油，注油時(shí)應(yīng)用網(wǎng)過(guò)濾，且油面不得低于油標(biāo)中心線。主軸箱內(nèi)零件用油泵潤(rùn)滑或飛濺潤(rùn)滑。箱內(nèi)潤(rùn)滑油一般三個(gè)月更換一次。主軸箱體上有一個(gè)油標(biāo)，若發(fā)現(xiàn)油標(biāo)內(nèi)無(wú)油輸出，說(shuō)明油泵輸油系統(tǒng)有故障，應(yīng)立即停車檢查斷油的原因，并修復(fù)。（3）進(jìn)給箱上部油繩導(dǎo)油潤(rùn)滑的儲(chǔ)油槽，每班應(yīng)給該儲(chǔ)油槽加一次油。（4）交換齒輪箱中間齒輪軸軸承是黃油杯潤(rùn)滑，每班一次，7 天加一次鈣基脂。5、車床日常保養(yǎng)要求：（1）每天工作后，切斷電源，對(duì)車床各表面、各罩殼、導(dǎo)軌面、絲杠、光杠、各操縱手柄和操縱桿進(jìn)行擦拭，做到無(wú)油污、無(wú)鐵屑、車床外表整潔。（2）每周要求保養(yǎng)床身導(dǎo)軌面和中小滑板導(dǎo)軌面及轉(zhuǎn)動(dòng)部位的整潔、潤(rùn)滑。要求油眼暢通、油標(biāo)清晰，清洗油繩和護(hù)床油毛氈，保持車床外表清潔和工作場(chǎng)地整潔。6、車床一級(jí)保養(yǎng)要求：車場(chǎng)運(yùn)行 500 小時(shí)后，須進(jìn)行一級(jí)保養(yǎng)。其保養(yǎng)以操作工人為主，在維修工人的配合下進(jìn)行。保養(yǎng)時(shí)必須先切斷電源，然后按下述順序和要求進(jìn)行。（1）主軸箱的保養(yǎng)：a、清洗濾油器、使其無(wú)雜物b、檢查主軸鎖緊螺母有無(wú)松動(dòng)，緊定螺釘是否擰緊。c、調(diào)整制動(dòng)器及離合器摩擦片間隙。（2）交換齒輪箱的保養(yǎng)：a、清洗齒輪、軸套，并在油杯中注入新油脂。b、調(diào)整齒輪嚙合間隙。c、檢查軸套有無(wú)晃動(dòng)現(xiàn)象（3）滑板和刀架的保養(yǎng)：拆洗刀架和中、小滑板，洗凈擦干后重新組裝，并調(diào)整中、小滑板與鑲條的間隙。（4）尾座的保養(yǎng)：搖出尾座套筒，并擦凈涂油，以保證內(nèi)外清潔。26（5）潤(rùn)滑系統(tǒng)的保養(yǎng)a、清洗冷卻泵、濾油器和成液盤。b、保證油路暢通，油孔、油繩、油氈清潔無(wú)鐵屑c、檢查油質(zhì)，保持良好，油杯齊全，油槽清晰。（6）電器的保養(yǎng)：a、清掃電動(dòng)機(jī)、電氣箱上的塵屑。b、電器裝置固定整齊。（7）外表的保養(yǎng)：a、清洗車床外表及各罩蓋，保持其內(nèi)外整潔，無(wú)銹蝕、無(wú)油污。b、清洗三杠c、檢查并補(bǔ)齊各螺釘、手柄球、手柄。（8）其他部件的潤(rùn)滑保養(yǎng)第 6 章 設(shè)計(jì)中的優(yōu)缺點(diǎn)，存在的問(wèn)題及改進(jìn)意見(jiàn)經(jīng)過(guò)課程設(shè)計(jì)，使我和同伴對(duì)主軸箱設(shè)計(jì)這門課當(dāng)中許多原理公式有了進(jìn)一步的了解，并且對(duì)設(shè)計(jì)工作有了更深入的認(rèn)識(shí)。懂得了理論和實(shí)踐同等重要的道理。理論能指導(dǎo)實(shí)踐，使你能事半功倍，實(shí)踐能上升成為理論，為以后的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。 從校門走出后,一定要重視實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累,要多學(xué)多問(wèn)。把學(xué)校學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)綜合的應(yīng)用起來(lái)，這非常重要。體會(huì)到把技術(shù)搞好就必須安心的學(xué)習(xí)，虛心向別人請(qǐng)教，耐心的對(duì)待每一個(gè)問(wèn)題，不放過(guò)任何一個(gè)自己遇到的問(wèn)題，要善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們得到了老師們的精心指導(dǎo)和幫助，在此表示衷心的感謝！由于我們的經(jīng)驗(yàn)尚淺，知識(shí)把握不熟練，設(shè)計(jì)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(cuò)誤，希望老師多提寶貴意見(jiàn)。27參考文獻(xiàn)1.段鐵群.《主軸箱設(shè)計(jì)》 ，科學(xué)出版社；2.于惠力，向敬忠，張春宜.《機(jī)械設(shè)計(jì)》 ，科學(xué)出版社；3.潘承怡，蘇相國(guó). 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 ，哈爾濱理工大學(xué)；4.戴署.《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》 ，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(jì)指導(dǎo)書》 ；