機(jī)械制造裝備課程設(shè)計(jì)-普通機(jī)床主軸箱部件設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　學(xué) 院：機(jī)電工程分院</p><p>　　專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p>　　學(xué) 生 姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目：

2、普通機(jī)床主軸箱部件設(shè)計(jì)</p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p>　　《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　普通車床（I型）主軸箱部件設(shè)計(jì)</p><p>　　1．1 最大加工直徑為Ф320 mm的普通車床的主軸箱部件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1 原始數(shù)據(jù)<

3、/b></p><p><b>　　2工藝要求 </b></p><p>　?。?）要求主軸正反轉(zhuǎn)。</p><p>　?。?）加工工件的材料為鋼鐵。</p><p>　　（3）采用硬質(zhì)合金刀具。</p><p>　?。?）機(jī)床精度等級(jí)為普通級(jí)。</p><p>&l

4、t;b>　　1．2 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>　　1．運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)給定的轉(zhuǎn)速主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)、轉(zhuǎn)速圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖、計(jì)算齒輪齒數(shù)。</p><p><b>　　2．動(dòng)力計(jì)算</b></p><p>　　選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)，對(duì)主要零件（如帶輪、

5、齒輪、主軸、傳動(dòng)軸、軸承等）進(jìn)行計(jì)算（初算和驗(yàn)算）。</p><p><b>　　3．繪制圖紙</b></p><p>　　（1）機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)圖（畫在說明書上）。</p><p>　　（2）主軸箱部件展開圖及主剖面圖。</p><p><b>　　（3）主軸零件圖</b></p>&

6、lt;p>　　4．編寫設(shè)計(jì)說明書1份</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　概述</b></p><p>　　1.1 機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的…………………………………………………4</p

7、><p>　　1.2 車床的規(guī)格系列和用處……………………………………………….4</p><p>　　1.3 操作性能要求………………………………………………………….4</p><p><b>　　二、參數(shù)的擬定</b></p><p>　　2.1 確定轉(zhuǎn)速范圍………………………………………………………….5</p

8、><p>　　2.2 主電機(jī)的選擇………………………………………………………….5</p><p><b>　　三、傳動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 主傳動(dòng)方案擬定……………………………………………………….5</p><p>　　3.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇………………………………………….5</p&

9、gt;<p>　　3.2.1 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目…………………....6</p><p>　　3.2.2 傳動(dòng)式的擬定…………………………………………………6</p><p>　　3.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定…………………………………………………6</p><p>　　3.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定……………………………………………………….

10、..7</p><p><b>　　四、傳動(dòng)件的估算</b></p><p>　　4.1 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算………………….....................................................8</p><p>　　4.2 傳動(dòng)軸的估算……………………………………………………….10</p>&l

11、t;p>　　4.2.1 傳動(dòng)軸直徑的估算…………………………………………11</p><p>　　4.3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算</p><p>　　4.3.1 齒輪齒數(shù)的確定……………………………………………13</p><p>　　4.3.2 齒輪模數(shù)的計(jì)算……………………………………………13</p><p>　　4.3

12、.3 齒寬的確定…………………………………………………14</p><p>　　4.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………15</p><p><b>　　五、動(dòng)力設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1 主軸剛度驗(yàn)算</p><p>　　5.1.1 選定前端懸伸量C……………………………………

13、…….16</p><p>　　5.1.2 主軸支承跨距L的確定……………………………………16</p><p>　　5.1.3 計(jì)算C點(diǎn)撓度………………………………………………16</p><p>　　5.2 齒輪校驗(yàn)……………………………………………………………..19</p><p><b>　　六、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明<

14、/b></p><p>　　6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案……………………………….20</p><p>　　6.2 展開圖及其布置…………………………………………………….21</p><p>　　6.3 齒輪塊設(shè)計(jì)………………………………………………………….21</p><p>　　6.3.1 其他問題………………………

15、……………………………22</p><p>　　6.4 主軸組件設(shè)計(jì)……………………………………………………….22</p><p>　　七、總結(jié)………………………………………………………………………23</p><p><b>　　一、概述</b></p><p>　　1.1機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的 </p&g

16、t;<p>　　課程設(shè)計(jì)是在學(xué)生學(xué)完相應(yīng)課程及先行課程之后進(jìn)行的實(shí)習(xí)性教學(xué)環(huán)節(jié)，是大學(xué)生的必修環(huán)節(jié)，其目的在于通過機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使學(xué)生在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)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。</p><p>

17、;　　1.2 車床的規(guī)格系列和用處</p><p>　　普通機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對(duì)這些基本知識(shí)和資料作些簡要介紹。本次設(shè)計(jì)的是普通型車床主軸變速箱。主要用于加工回轉(zhuǎn)體。</p><p>　　表1 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)</p><p>　　1.3 操作性能要求</p><p>　?。?）具有皮

18、帶輪卸荷裝置</p><p>　?。?）手動(dòng)操作縱雙向摩擦片離合器實(shí)現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)及停止運(yùn)動(dòng)要求</p><p>　?。?）主軸的變速由變速手柄完成</p><p><b>　　二、參數(shù)擬定</b></p><p><b>　　2.1確定轉(zhuǎn)速范圍</b></p><p>　　

19、查金屬切削機(jī)床表得：56r/min，80r/min，112r/min，160r/min，224r/min，315r/min，450r/min，630r/min，900r/min，1250r/min，1800r/min， 2500r/min。</p><p>　　2.2 主電機(jī)的選擇</p><p>　　合理的確定電機(jī)功率，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

20、低功率因素。</p><p>　　已知電動(dòng)機(jī)的功率是4KW，根據(jù)《車床設(shè)計(jì)手冊(cè)》附錄表2選Y132S-4，額定功率5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min，最大額定轉(zhuǎn)矩2.3N/m。</p><p><b>　　三、傳動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 主傳動(dòng)方案擬定</p><p>　　擬定傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)形式

21、的選擇以及開停、換向、制動(dòng)、操作等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確定。傳動(dòng)形式指傳動(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)形式、變速類型。</p><p>　　傳動(dòng)方案和形式與結(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)方案和形式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等方面統(tǒng)一考慮。</p><p>　　傳動(dòng)方案有多種，傳動(dòng)形式更是眾多，比如：傳動(dòng)形式上有集中傳動(dòng)、分離傳動(dòng)；擴(kuò)大變速范圍可用增

22、加傳動(dòng)組數(shù)，也可用背輪結(jié)構(gòu)、分支傳動(dòng)等形式；變速箱上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。</p><p>　　顯然，可能的方案有很多，優(yōu)化的方案也因條件而異。此次設(shè)計(jì)中，我們采用集中傳動(dòng)形式的主軸變速箱。</p><p>　　3.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇</p><p>　　結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對(duì)于分析和選擇簡單的串聯(lián)式的傳動(dòng)不失為有用的方法，但對(duì)于

23、分析復(fù)雜的傳動(dòng)并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效。</p><p>　　3.2.1 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目</p><p>　　級(jí)數(shù)為Z的傳動(dòng)系統(tǒng)由若干個(gè)順序的傳動(dòng)組組成，各傳動(dòng)組分別有、、……個(gè)傳動(dòng)副。</p><p>　　傳動(dòng)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：有以下三種方案：</p><p>

24、<b>　　12=3×2×2.</b></p><p>　　3.2.2 傳動(dòng)式的擬定</p><p>　　12級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組，選擇傳動(dòng)組安排方式時(shí)，考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。</p><p>　　主軸對(duì)加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上的齒輪少些為好。最后一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副常選用2。<

25、/p><p>　　綜上所述，傳動(dòng)式為12=3×22。</p><p>　　3.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定</p><p>　　傳動(dòng)副應(yīng)前多后少的原則，故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)。又因?yàn)閭鲃?dòng)順序應(yīng)前密后疏，變速組的降速要前慢后快，所以結(jié)構(gòu)式為：</p><p><b>　　12=322</b><

26、/p><p>　　3.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定</p><p>　　電動(dòng)機(jī) I II III IV </p><p><b>　　圖1正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖</b></p><p><b>　　圖2主傳動(dòng)系圖</b></p><

27、;p><b>　　四、 傳動(dòng)件的估算</b></p><p>　　4.1 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算</p><p>　　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)簡單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。</p><p>　　(1)選擇三角帶的型號(hào)</p>

28、<p><b>　　根據(jù)公式：</b></p><p>　　式中P---電動(dòng)機(jī)額定功率，--工作情況系數(shù) </p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖8-8因此選擇A型帶，尺寸參數(shù)為B=80mm，=11mm，h=10，。</p><p>　　(2)確定帶輪的計(jì)算直徑，</p><p>　　帶輪的直徑越小帶

29、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小，即。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-3，8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑=100m</p><p>　　由公式 </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　-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。</p><p>　　所以，由

30、《機(jī)械設(shè)計(jì)A》表8-7取園整為224mm。</p><p>　　(3)確定三角帶速度</p><p>　　按公式 </p><p><b>　　(4)初定中心距</b></p><p>　　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)經(jīng)驗(yàn)公式 取，取=600mm.</p&

31、gt;<p>　　(5)三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度 </p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長度 </p><p>　　(6)驗(yàn)算三角帶的撓曲次數(shù)</p><p><b>　　，符合要求。 </b></p><p>　　(7)確定實(shí)際中心距</p><p>　　

32、(8)驗(yàn)算小帶輪包角</p><p>　　，主動(dòng)輪上包角合適。</p><p>　　(9)確定三角帶根數(shù)</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式8-22得</p><p><b>　　傳動(dòng)比</b></p><p>　　查表8-5c，8-5d 得= 0.15KW,= 1.32KW</p>

33、;<p>　　查表8-8，=0.98；查表8-2，=0.96</p><p><b>　　所以取 根</b></p><p><b>　　(10)計(jì)算預(yù)緊力</b></p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4，q=0.1kg/m</p><p>　　4.2 傳動(dòng)軸的估算</p&

34、gt;<p>　　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)生過大的變形。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。</p><p>　　4.2.1 傳動(dòng)軸直徑的估算</p><p

35、>　　其中：P-電動(dòng)機(jī)額定功率 K-鍵槽系數(shù) A-系數(shù)</p><p>　　-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；</p><p>　　-該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。</p><p>　　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。</

36、p><p>　　查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表3-8取I，IV軸的K=1.05，A=100；II，III軸是花鍵軸，取K=1.06，A=2.0。</p><p>　　所以 ， 取30mm</p><p>　　, 取35mm</p><p><b>　　, 取40mm</b></p><

37、;p>　　此軸徑為平均軸徑，設(shè)計(jì)時(shí)可相應(yīng)調(diào)整。</p><p>　　4.3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算</p><p>　　4.3.1 齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　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

38、輪的齒數(shù)可以從表3-6（機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)）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。</p><p><b>　　第一組齒輪：</b></p><p>　　傳動(dòng)比：, u2=1/1.26,u3=1/1.58</p>&l

39、t;p>　　查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表3-6，齒數(shù)和取72</p><p>　　=36，=42，=32,Z4=36,Z5=32,Z6=42；</p><p><b>　　第二組齒輪：</b></p><p>　　傳動(dòng)比：,u2=1/2， </p><p>　　齒數(shù)和取72： Z7=36，Z8 =24，Z9=36

40、,Z10=48；</p><p><b>　　第三組齒輪：</b></p><p>　　傳動(dòng)比：u1=1.58,u2=1/2.52 </p><p>　　齒數(shù)和取72： Z11=43，Z12 =20，Z13=27，Z14=50;</p><p>　　4.3.2 齒輪模數(shù)的計(jì)算</p><p&

41、gt;　　(1) 一般同一變速組中的齒輪取同一模數(shù)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪按簡化的接觸疲勞強(qiáng)度公式計(jì)算</p><p>　　式中：——按疲勞接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù)</p><p>　　——驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率 ——計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速</p><p>　　——大齒輪齒數(shù)和小齒輪齒數(shù)之比 ——小齒輪齒數(shù)</p><p>　　—

42、—齒寬系數(shù)，（B為齒寬，m為模數(shù)），</p><p>　　——許用接觸應(yīng)力 </p><p><b>　　傳動(dòng)組a模數(shù)： </b></p><p><b>　　傳動(dòng)組b模數(shù)： </b></p><p><b>　　傳動(dòng)組c模數(shù)：</b></p><p&g

43、t;<b>　　故選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。 </b></p><p><b>　　(4)標(biāo)準(zhǔn)齒輪：</b></p><p>　　從機(jī)械原理 表10-2查得以下公式</p><p>　　齒頂圓 齒根圓 </p><p>　　分度圓

44、 齒頂高 </p><p><b>　　齒根高 </b></p><p><b>　　齒輪的具體值見表</b></p><p><b>　　齒輪尺寸表</b></p><p><b>　　4.3.4齒寬確定</b></p><

45、;p><b>　　由公式得：</b></p><p><b>　　第一套嚙合齒輪</b></p><p><b>　　第二套嚙合齒輪</b></p><p><b>　　第三套嚙合齒輪</b></p><p>　　一對(duì)嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配

46、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)輪比小齒輪齒寬大</p><p><b>　　所以，，，，</b></p><p>　　4.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P156頁，當(dāng)。D是軸承外徑，查《機(jī)械零件手冊(cè)》確定選用深溝球軸承6211，d=55mm,D=100mm。帶輪內(nèi)孔尺寸是軸承外徑尺寸1

47、00mm。齒《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-10確定參數(shù)得：</p><p><b>　　帶輪寬度：</b></p><p><b>　　分度圓直徑：，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　五、動(dòng)力設(shè)計(jì)</b></p>

48、<p><b>　　5.1主軸剛度驗(yàn)算</b></p><p>　　5.1.1 選定前端懸伸量C</p><p>　　參考《機(jī)械裝備設(shè)計(jì)》P121，根據(jù)主軸端部的結(jié)構(gòu)，前支承軸承配置和密封裝置的型式和尺寸，這里選定C=120mm.</p><p>　　5.1.2 主軸支承跨距L的確定</p><p>

49、　　一般最佳跨距 ，考慮到結(jié)構(gòu)以及支承剛度因磨損會(huì)不斷降低，應(yīng)取跨距L比最佳支承跨距大一些，再考慮到結(jié)構(gòu)需要，這里取L=600mm。</p><p>　　5.1.3 計(jì)算C點(diǎn)撓度</p><p>　　1）周向切削力的計(jì)算</p><p><b>　　其中,</b></p><p><b>　　故，故。</

50、b></p><p><b>　　驅(qū)動(dòng)力Q的計(jì)算</b></p><p>　　參考《車床主軸箱指導(dǎo)書》，</p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　3）軸承剛度的計(jì)算&

51、lt;/b></p><p>　　這里選用4382900系列雙列圓柱子滾子軸承</p><p><b>　　根據(jù)求得：</b></p><p>　　4）確定彈性模量，慣性距I；；和長度。</p><p>　?、佥S的材產(chǎn)選用40Cr，查《簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P6，有</p><p>　?、谥鬏S的

52、慣性距I為：</p><p>　　主軸C段的慣性距Ic可近似地算：</p><p>　?、矍邢髁的作用點(diǎn)到主軸前支承支承的距離S=C+W，對(duì)于普通車床，W=0.4H，（H是車床中心高，設(shè)H=200mm)。</p><p><b>　　則：</b></p><p>　?、芨鶕?jù)齒輪、軸承寬度以及結(jié)構(gòu)需要，取b=60mm&l

53、t;/p><p>　　⑤計(jì)算切削力P作用在S點(diǎn)引起主軸前端C點(diǎn)的撓度</p><p>　　代入數(shù)據(jù)并計(jì)算得=0.1299mm。</p><p>　?、抻?jì)算驅(qū)動(dòng)力Q作用在兩支承之間時(shí)，主軸前端C點(diǎn)子的撓度</p><p>　　計(jì)算得：=-0.0026mm</p><p>　?、咔笾鬏S前端C點(diǎn)的終合撓度</p>

54、<p>　　水平坐標(biāo)Y軸上的分量代數(shù)和為</p><p>　　，計(jì)算得：=0.0297mm.。綜合撓度。綜合撓度方向角，又。因?yàn)椋源溯S滿足要求。</p><p><b>　　5.2 齒輪校驗(yàn)</b></p><p>　　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

55、輪2，齒輪7，齒輪12這三個(gè)齒輪。</p><p>　　齒輪12的齒數(shù)為18，模數(shù)為4，齒輪的應(yīng)力：</p><p>　　1）接觸應(yīng)力： </p><p>　　u----大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比；</p><p>　　---齒向載荷分布系數(shù)；----動(dòng)載荷系數(shù)；----工況系數(shù)；----壽命系數(shù)</p>

56、<p>　　查《機(jī)械裝備設(shè)計(jì)》表10-4及圖10-8及表10-2分布得</p><p>　　假定齒輪工作壽命是48000h，故應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為</p><p>　　查《機(jī)械裝備設(shè)計(jì)》圖10-18得，所以：</p><p><b>　　彎曲應(yīng)力：</b></p><p>　　查《金屬切削手冊(cè)》有Y=0.378，代

57、入公式求得：=158.5Mpa </p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21e,齒輪的材產(chǎn)選，大齒輪、小齒輪的硬度為60HRC，故有，從圖10-21e讀出。因?yàn)椋?lt;/p><p>　　，故滿足要求，另外兩齒輪計(jì)算方法如上，均符合要求。</p><p><b>　　六、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明</b></p><p>　　6.1

58、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案</p><p>　　設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動(dòng)器等）、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間的限制，一般只畫展開圖。</p><p>　　主軸變速箱是機(jī)床的重要部件。設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個(gè)方面的問題。&

59、lt;/p><p>　　精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動(dòng)效率要求，主軸前軸承處溫度和溫升的控制，結(jié)構(gòu)工藝性，操作方便、安全、可靠原則，遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則。</p><p>　　主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)中不可避免要經(jīng)過反復(fù)思考和多次修改。在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖。</p><p>　　6.2 展開圖及其布置</p&g

60、t;<p>　　展開圖就是按照傳動(dòng)軸傳遞運(yùn)動(dòng)的先后順序，假想將各軸沿其軸線剖開并將這些剖切面平整展開在同一個(gè)平面上。</p><p>　　I軸上裝的摩擦離合器和變速齒輪。有兩種布置方案，一是將兩級(jí)變速齒輪和離合器做成一體。齒輪的直徑受到離合器內(nèi)徑的約束，齒根圓的直徑必須大于離合器的外徑，負(fù)責(zé)齒輪無法加工。這樣軸的間距加大。另一種布置方案是離合器的左右部分分別裝在同軸線的軸上，左邊部分接通，得到一級(jí)反

61、向轉(zhuǎn)動(dòng)，右邊接通得到三級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大。我們采用第一種方案，通過空心軸中的拉桿來操縱離合器的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　齒輪在軸上布置很重要，關(guān)系到變速箱的軸向尺寸，減少軸向尺寸有利于提高剛度和減小體積。</p><p>　　6.3 齒輪塊設(shè)計(jì)</p><p>　　齒輪是變速箱中的重要元件。齒輪同時(shí)嚙合的齒數(shù)是周期性變化的。也就是說，作用在一

62、個(gè)齒輪上的載荷是變化的。同時(shí)由于齒輪制造及安裝誤差等，不可避免要產(chǎn)生動(dòng)載荷而引起振動(dòng)和噪音，常成為變速箱的主要噪聲源，并影響主軸回轉(zhuǎn)均勻性。在齒輪塊設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮這些問題。</p><p>　　齒輪塊的結(jié)構(gòu)形式很多，取決于下列有關(guān)因素：</p><p>　　是固定齒輪還是滑移齒輪；</p><p>　　移動(dòng)滑移齒輪的方法；</p><p>

63、;　　齒輪精度和加工方法；</p><p>　　變速箱中齒輪用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。它的精度選擇主要取決于圓周速度。采用同一精度時(shí)，圓周速度越高，振動(dòng)和噪聲越大，根據(jù)實(shí)際結(jié)果得知，圓周速度會(huì)增加一倍，噪聲約增大6dB。</p><p>　　工作平穩(wěn)性和接觸誤差對(duì)振動(dòng)和噪聲的影響比運(yùn)動(dòng)誤差要大，所以這兩項(xiàng)精度應(yīng)選高一級(jí)。</p><p>　　不同精度等級(jí)的齒輪，要采用不同

64、的加工方法，對(duì)結(jié)構(gòu)要求也有所不同。</p><p><b>　　6.3.1其他問題</b></p><p>　　滑移齒輪進(jìn)出嚙合的一端要圓齒，有規(guī)定的形狀和尺寸。圓齒和倒角性質(zhì)不同，加工方法和畫法也不一樣，應(yīng)予注意。</p><p>　　選擇齒輪塊的結(jié)構(gòu)要考慮毛坯形式（棒料、自由鍛或模鍛）和機(jī)械加工時(shí)的安裝和定位基面。盡可能做到省工、省料又易于

65、保證精度。</p><p>　　齒輪磨齒時(shí)，要求有較大的空刀（砂輪）距離，因此多聯(lián)齒輪不便于做成整體的，一般都做成組合的齒輪塊。有時(shí)為了縮短軸向尺寸，也有用組合齒輪的。</p><p>　　6.4 主軸組件設(shè)計(jì)</p><p>　　主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。安裝工件（車床）或者刀具（車床、鉆床等）的主軸參予切削成形運(yùn)動(dòng)，因此它的精度和性能直接影響加工質(zhì)量（加工

66、精度和表面粗糙度），設(shè)計(jì)時(shí)主要圍繞著保證精度、剛度和抗振性，減少溫升和熱變形等幾個(gè)方面考慮。</p><p>　　主軸形狀與各部分尺寸不僅和強(qiáng)度、剛度有關(guān)，而且涉及多方面的因素。</p><p><b>　　內(nèi)孔直徑</b></p><p>　　車床主軸由于要通過棒料，安裝自動(dòng)卡盤的操縱機(jī)構(gòu)及通過卸頂尖的頂桿，必須是空心軸。為了擴(kuò)大使用范圍，加

67、大可加工棒料直徑，車床主軸內(nèi)孔直徑有增大的趨勢。</p><p><b>　　軸頸直徑</b></p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)，一般先估算或擬定一個(gè)尺寸，結(jié)構(gòu)確定后再進(jìn)行核算。</p><p><b>　　前錐孔直徑</b></p><p>　　前錐孔用來裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏錐

68、孔。</p><p><b>　　支撐跨距及懸伸長度</b></p><p>　　為了提高剛度，應(yīng)盡量縮短主軸的外伸長度。選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇啵话阃扑]?。?=3～5，跨距小時(shí)，軸承變形對(duì)軸端變形的影響大。所以，軸承剛度小時(shí)，應(yīng)選大值，軸剛度差時(shí)，則取小值。</p><p><b>　　七、總結(jié)</b></p>