《機(jī)械制造裝備》課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書</p><p>　　學(xué)生姓名： xx 學(xué) 號： 3108040104xx </p><p>　　學(xué) 院： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p><p>　　題 目： 《機(jī)械制造裝

2、備》課程設(shè)計(jì) </p><p>　　指導(dǎo)教師： 職稱: </p><p>　　2011年12月20日</p><p>　　《機(jī)械制造裝備》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)目的：</b></p><p>　　通過

3、本課程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，使學(xué)生初步掌握機(jī)床的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)（包括主軸箱、變速箱傳動(dòng)鏈），動(dòng)力計(jì)算（包括確定電機(jī)型號，主軸、傳動(dòng)軸、齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速），以及關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度校核，獲得工程師必備設(shè)計(jì)能力的初步訓(xùn)練，從而提高分析問題、解決問題盡快適應(yīng)工程實(shí)踐的能力。</p><p><b>　　二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p><p>　　根據(jù)給定的設(shè)計(jì)條件，先進(jìn)行動(dòng)力參數(shù)計(jì)算、運(yùn)動(dòng)參

4、數(shù)計(jì)算，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制傳動(dòng)系統(tǒng)展開圖草圖，再進(jìn)行主要零件的強(qiáng)度或剛度計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果修改草圖后，進(jìn)行加深，最后編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。</p><p><b>　?。?）電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　根據(jù)機(jī)床類型和給定的主要技術(shù)參數(shù)及設(shè)計(jì)條件，計(jì)算主電動(dòng)機(jī)的功率，選定電動(dòng)機(jī)的型號和轉(zhuǎn)速；</p><p><b>　　

5、（2）運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)使用條件，確定主軸的極限轉(zhuǎn)速，進(jìn)而確定傳動(dòng)系統(tǒng)的變速組數(shù)、各變速組的傳動(dòng)副數(shù)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)式，繪制轉(zhuǎn)速圖并計(jì)算皮帶輪的計(jì)算直徑，齒輪的齒數(shù)，最后繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖；</p><p><b>　?。?）動(dòng)力參數(shù)計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)電機(jī)功率以及確定的轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，確定計(jì)

6、算轉(zhuǎn)速，計(jì)算傳動(dòng)軸的直徑，齒輪的模數(shù)，選擇支承軸承的類型等；</p><p><b>　?。?）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行主傳動(dòng)系統(tǒng)的軸系、變速機(jī)構(gòu)、主軸組件等的布置和設(shè)計(jì)并繪制展開圖、主要剖面圖和主要零件工作圖。</p><p>　?。?）主要零件的驗(yàn)算</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和

7、載荷情況，驗(yàn)算最后一根傳動(dòng)軸的剛度和強(qiáng)度、最后一個(gè)傳動(dòng)組的齒輪模數(shù)、支承軸承的壽命（若系統(tǒng)比較復(fù)雜，此項(xiàng)內(nèi)容可略去）。</p><p>　?。?）根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果，對車床主軸箱的展開圖和主要剖面圖進(jìn)行修改加深，完成車床主軸箱的圖紙繪制；</p><p>　?。?）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。內(nèi)容包括運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、動(dòng)力設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算和分析等</p><p><b>　

8、　三、課程設(shè)計(jì)任務(wù)：</b></p><p>　?。?）每個(gè)學(xué)生在1.5周內(nèi)必須完成對中等尺寸車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：</p><p>　?。?）繪制車床主軸箱展開圖和主要剖面圖一張，圖幅不得小于A1；繪制主軸零件工作圖一張，圖幅不小于A2；圖紙要求按制圖規(guī)范，包含標(biāo)題欄、序號、明細(xì)表等。</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，必須按照設(shè)計(jì)過程分章

9、節(jié)編寫，插圖要規(guī)范，并且必須有較為詳細(xì)的轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，篇幅約8000~10000字（按版面約25頁計(jì)算）。</p><p>　　大致包含以下內(nèi)容：1）前言、2）參數(shù)確定、3）傳動(dòng)設(shè)計(jì)、4）動(dòng)力設(shè)計(jì) 、5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、6）結(jié)束語</p><p><b>　　四、時(shí)間安排：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間共計(jì)7.5天，其中收集資料1天，總

10、體方案設(shè)計(jì)（包括運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)計(jì)算，轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖繪制等）2天，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（包括展開圖和主要剖面圖的草圖繪制等）1.5天，驗(yàn)算1天，加深圖紙1天，編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1天。</p><p><b>　　五、主要參考資料：</b></p><p>　　1、《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》，機(jī)械工業(yè)出版社，1995</p><p>　　2、《機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊》，上

11、?？萍汲霭嫔?，1988</p><p>　　3、《機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，1986</p><p>　　4、《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》，各種版本</p><p>　　4、《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》，各種版本</p><p>　　5、《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，陳立德，高教出版社，2007</p><p>　　機(jī)床裝

12、備課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)條件</p><p>　　目 錄</p><p><b>　　一、 前言1</b></p><p>　　1.1金屬切削機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)中的地位1</p><p>　　1.2機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的1</p><p>　　1.3車床的規(guī)格系列和用處1</p>

13、<p>　　1.4 操作性能要求2</p><p><b>　　二、參數(shù)的確定2</b></p><p>　　2.1 確定轉(zhuǎn)速范圍2</p><p>　　2.2 主電機(jī)選擇2</p><p><b>　　三、傳動(dòng)設(shè)計(jì)2</b></p><p>　　3.

14、1 主傳動(dòng)方案擬定2</p><p>　　3.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇3</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3</p><p>　　3.2.2 傳動(dòng)式的擬定3</p><p>　　3.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定3</p><p>　　3.3轉(zhuǎn)速圖的擬定4</p&

15、gt;<p>　　四、 傳動(dòng)件的估算5</p><p>　　4.1 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算7</p><p>　　4.2 傳動(dòng)軸的估算7</p><p>　　4.2.1 傳動(dòng)軸直徑的估算7</p><p>　　4.3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算9</p><p>　　4.3.1 齒輪齒數(shù)的確

16、定9</p><p>　　4.3.2 齒輪模數(shù)的計(jì)算10</p><p>　　4.3.4齒寬確定16</p><p>　　4.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17 </p><p>　　4.5 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算20 </p><p><b>　　五、動(dòng)力設(shè)計(jì)23</b></p&g

17、t;<p>　　5.1主軸剛度驗(yàn)算23</p><p>　　5.1.1 選定前端懸伸量C23</p><p>　　5.1.2 主軸支承跨距L的確定23</p><p>　　5.1.3 計(jì)算C點(diǎn)撓度23</p><p>　　5.2 齒輪校驗(yàn)27</p><p>　　六、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明29&

18、lt;/p><p>　　6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案29</p><p>　　6.2 展開圖及其布置29</p><p>　　6.3 齒輪塊設(shè)計(jì)28</p><p>　　6.3.1其他問題30</p><p>　　6.4 主軸組件設(shè)計(jì)31</p><p><b>

19、;　　七、結(jié)束語30</b></p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)32</b></p><p><b>　　前言</b></p><p><b>　　1.1緒論</b></p><p>　　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

20、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)。</p><p>　　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，必須對所設(shè)計(jì)

21、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)展趨勢和同國內(nèi)外同類機(jī)床的對比，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。</p><p>　　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

22、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)鏈盡可能簡短，零件數(shù)目要少，以便節(jié)約材料，降低成本。</p><p>

23、　　1.2機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的</p><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

24、力</p><p>　　1.3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，對這些基本知識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>　　1.4 操作性能要求</p>

25、;<p>　　1）具有皮帶輪卸荷裝置</p><p>　　2）手動(dòng)操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>　　3）主軸的變速由變速手柄完成</p><p>　　2.1 確定轉(zhuǎn)速范圍</p><p>　　查金屬切削機(jī)床表4-2得：20r/min，25r/min，31.5r/min，40r/min，40r

26、/min，63r/min，80r/min，100r/min</p><p>　　2.2 主電機(jī)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)常輕載而降低功率因素。</p><p>　　已知電動(dòng)機(jī)的功率是7.5KW，根據(jù)《課程設(shè)計(jì)》附錄表九選Y132S2-4，額定功率7.5滿載轉(zhuǎn)速1440 ，最大額定轉(zhuǎn)距2.

27、2 ，η=0.87。</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)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。</p><p>　　傳動(dòng)

28、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、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。</p><p>　　傳動(dòng)方案有多種，傳動(dòng)型式更是眾多，比如：傳動(dòng)型式上有集中傳動(dòng)，分離傳動(dòng)；擴(kuò)大變速范圍可用增加傳動(dòng)組數(shù)，也可用背輪結(jié)構(gòu)、分支傳動(dòng)等型式；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)

29、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)型式的主軸變速箱。</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，但對于分析復(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>&l

30、t;p>　　級數(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。即 </p><p>　　傳動(dòng)副中由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為合適，即變速級數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子： ，可以有三種方案： </p><p>　　8=4×2；8=2×4；8=2×2×2；</p><p&g

31、t;　　3.2.2 傳動(dòng)式的擬定</p><p>　　8級轉(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>　　主軸對加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好。最后一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副常選用2。</p><p>　　綜上所述，傳動(dòng)式為8=2×2×2。</p>&l

32、t;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8=222傳動(dòng)式，有6種結(jié)構(gòu)式和對應(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>　　8=222</b></p><p><b>　　3.3轉(zhuǎn)速圖的擬定</b></p>

33、;<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><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

34、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</p><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)

35、》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>

36、<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《機(jī)械設(shè)計(jì)A》表8-7取園整為400mm。</p><p>　　(3)確定三角帶速度</p><p>　　按公式 </p><p><b>

37、;　　(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，2×（100+400）=1000mm取=1000mm.</p><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 L=2800m

38、m </p><p>　　(6)驗(yàn)算三角帶的撓曲次數(shù) ，符合要求。 </p><p>　　(7)確定實(shí)際中心距</p><p>　　(8)驗(yàn)算小帶輪包角,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

39、>　　傳動(dòng)比</b></p><p>　　查表8-5c，8-5d 得= 0.17KW,= 1.32KW</p><p>　　查表8-5，=0.96；查表8-2，=1.11</p><p><b>　　所以取z=6 根</b></p><p><b>　　(10)計(jì)算預(yù)緊力</b>&

40、lt;/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><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

41、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><b>　　根據(jù)公式，</b></p><p><b>　　①Ⅰ軸的直徑：取</b></p><p><b>　　取40mm</b></p>

42、;<p><b>　　②Ⅱ軸的直徑：取</b></p><p><b>　　取45mm</b></p><p><b>　?、邰筝S的直徑：取</b></p><p><b>　　取60mm</b></p><p><b>　　③Ⅳ軸

43、的直徑：取</b></p><p>　　由材料力學(xué)知，主軸軸端部的剛度與截面慣性矩成正比，</p><p><b>　　即：</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　據(jù)上式可得出主軸孔徑對偶剛度影響的 ，有圖可</p><p>　　

44、當(dāng)時(shí)，，說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錐孔。初步設(shè)定主軸孔徑d=60mm，主軸孔徑與外徑比為0.67。</p><p>　　初步設(shè)定主軸孔徑d=60mm，主軸孔徑與外徑比為0.

45、67，即取外徑90mm</p><p>　　其中：P-電動(dòng)機(jī)額定功率（kW）；</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>　　-傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角（）。</p><p>　　-傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角（）。</p><

46、;p>　　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【5】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。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【15】表

47、5-3-30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。</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)手冊推薦的方法確定。對于變速組內(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

48、齒輪的齒數(shù)和及小齒輪的齒數(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><b>　　傳動(dòng)比：, </b></

49、p><p>　　查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表3-6，齒數(shù)和取72</p><p>　　=24，=48，=44,=28；</p><p><b>　　第二組齒輪：</b></p><p><b>　　傳動(dòng)比：，， </b></p><p>　　齒數(shù)和取73： ，，,；</p

50、><p><b>　　第三組齒輪：</b></p><p><b>　　傳動(dòng)比：, </b></p><p>　　齒數(shù)和取75： ，，，;</p><p>　　4.3.2 齒輪模數(shù)的計(jì)算</p><p>　　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

51、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【5】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)。</p><p>　　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【4】表10-8齒輪精度選用7級精度，再由【4】表10-1選擇小齒輪材料為40C(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS：<

52、;/p><p>　　根據(jù)【5】表7-17；有公式：</p><p>　?、冽X面接觸疲勞強(qiáng)度：</p><p>　?、邶X輪彎曲疲勞強(qiáng)度：</p><p>　?、?、a變速組：分別計(jì)算各齒輪模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù)24的齒輪。</p><p>　　①齒面接觸疲勞強(qiáng)度：</p><p>　　其中: -公比

53、 ； = 2；</p><p>　　P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.967.5=7.2KW；</p><p><b>　　-齒寬系數(shù)=；</b></p><p>　　-齒輪許允接觸應(yīng)力，由【5】圖7-6按MQ線查取;</p><p>　　-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;</p><p>　　K-載荷系數(shù)取

54、1.2。</p><p><b>　　=650MPa，</b></p><p><b>　　∴</b></p><p>　　根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為5mm 。</p><p><b>　　齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度：</b></p><p>　　其中:

55、 P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.967.5=7.2KW；</p><p><b>　　-齒寬系數(shù)=；</b></p><p>　　-齒輪許允齒根應(yīng)力，由【5】圖7-11按MQ線查??；</p><p>　　-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; </p><p>　　K-載荷系數(shù)取1.2。</p><p>

56、<b>　　，</b></p><p><b>　　∴</b></p><p><b>　　∴</b></p><p>　　根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為3mm 。</p><p><b>　　∵所以</b></p><p>

57、　　于是變速組a的齒輪模數(shù)取m = 5mm，b = 40mm。</p><p>　　軸Ⅰ上主動(dòng)輪齒輪的直徑：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　軸Ⅱ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為：</p><p>　?、啤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)21的齒輪。</p>&l

58、t;p><b>　　齒面接觸疲勞強(qiáng)度：</b></p><p>　　其中: -公比 ； =2.51；</p><p>　　P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.9227.5=6.915KW；</p><p><b>　　-齒寬系數(shù)=；</b></p><p>　　-齒輪許允接觸應(yīng)力，由【5

59、】圖7-6按MQ線查取;</p><p>　　-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;</p><p>　　K-載荷系數(shù)取1.2。</p><p><b>　　=650MPa，</b></p><p><b>　　∴</b></p><p><b>　　∴</b></

60、p><p>　　根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為8mm 。</p><p><b>　　齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度：</b></p><p>　　其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P =0.9227.5=6.915KW；</p><p><b>　　-齒寬系數(shù)=；</b></p><p&

61、gt;　　-齒輪許允齒根應(yīng)力，由【5】圖7-11按MQ線查??；</p><p>　　-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; </p><p>　　K-載荷系數(shù)取1.2。</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　∴</b></p><p><b>　　∴&l

62、t;/b></p><p>　　根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為6mm 。</p><p><b>　　∵所以</b></p><p>　　于是變速組b的齒輪模數(shù)取m =8mm，b = 40mm。</p><p>　　軸Ⅱ上主動(dòng)輪齒輪的直徑：</p><p>　　軸Ⅲ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直

63、徑分別為：</p><p>　　（3）、c變速組：確定軸Ⅲ上另兩聯(lián)齒輪的模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù)18的齒輪。</p><p><b>　　齒面接觸疲勞強(qiáng)度：</b></p><p>　　其中: -公比 ； =3.16；</p><p>　　P-齒輪傳遞的名義功率；P =0.8857.5=6.54KW</p>

64、<p><b>　　-齒寬系數(shù)=；</b></p><p>　　-齒輪許允接觸應(yīng)力，由【5】圖7-6按MQ線查取;</p><p>　　-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;</p><p>　　K-載荷系數(shù)取1.2。</p><p><b>　　=650MPa，</b></p><

65、p><b>　　∴</b></p><p><b>　　∴</b></p><p>　　根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為8mm 。</p><p><b>　　齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度：</b></p><p>　　其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P =0.8857.5=

66、6.64KW</p><p><b>　　-齒寬系數(shù)=；</b></p><p>　　-齒輪許允齒根應(yīng)力，由【5】圖7-11按MQ線查??；</p><p>　　-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; </p><p>　　K-載荷系數(shù)取1.2。</p><p><b>　　，</b></

67、p><p><b>　　∴</b></p><p><b>　　∴</b></p><p>　　根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為6mm 。</p><p><b>　　∵所以</b></p><p>　　于是變速組b的齒輪模數(shù)取m =8mm，b = 80

68、mm。</p><p>　　軸Ⅲ上主動(dòng)輪齒輪的直徑：</p><p>　　軸Ⅳ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為：</p><p><b>　?、取?biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù)：</b></p><p>　　從【7】表5-1查得以下公式</p><p><b>　　齒頂圓直徑 ； </b><

69、/p><p><b>　　齒根圓直徑；</b></p><p><b>　　分度圓直徑 ；</b></p><p><b>　　齒頂高 ；</b></p><p><b>　　齒根高 ； </b></p><p><b>　

70、　齒輪的具體值見表</b></p><p>　　表5.1齒輪尺寸表 （單位：mm）</p><p>　　4.3.3各軸間的中心距的確定：</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　??；&l

71、t;/b></p><p><b>　　4.3.4齒寬確定</b></p><p><b>　　由公式得：</b></p><p><b>　?、佗褫S主動(dòng)輪齒輪；</b></p><p><b>　?、冖蜉S主動(dòng)輪齒輪；</b></p>

72、<p><b>　?、邰筝S主動(dòng)輪齒輪；</b></p><p>　　一般一對嚙合齒輪，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（5～10mm）。</p><p><b>　　所以：， ，</b></p><p><b>　　，</b&

73、gt;</p><p><b>　　，。</b></p><p>　　4.4齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　通過齒輪傳動(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

74、問題，現(xiàn)決定把齒輪6、8、9、10和12做成腹板式結(jié)構(gòu)。其余做成實(shí)心結(jié)構(gòu)。根據(jù)【4】圖10-39（a）</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算如下：</b></p><p>　?、冽X輪6結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算，</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　??；</b&g

75、t;</p><p><b>　?。?；</b></p><p><b>　　，C取16mm。</b></p><p>　?、邶X輪8結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算;</p><p><b>　　；</b></p><p><b>　?。?lt;/b><

76、/p><p><b>　　；；</b></p><p><b>　　，C取16cm。</b></p><p>　?、埤X輪9結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　??；</b></p>

77、<p><b>　??；</b></p><p><b>　　，C取24cm。</b></p><p>　?、荦X輪10結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　??；</b></p><p&

78、gt;<b>　??；</b></p><p><b>　　，C取20mm。</b></p><p>　?、蔟X輪12結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><

79、b>　??；</b></p><p><b>　　，C取20cm。</b></p><p>　　4.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　⑴、帶輪的材料</b></p><p>　　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)

80、采用鑄鋁或塑料。</p><p><b>　?、啤л喗Y(jié)構(gòu)形式</b></p><p>　　V帶輪由輪緣、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（【4】圖8-14a）、腹板式（【4】圖8-14b）、孔板式（【4】圖8-14c）、橢圓輪輻式（【4】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，

81、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。</p><p><b>　　帶輪寬度：。</b></p><p><b>　　分度圓直徑： 。</b></p><p>　　其他尺寸見帶輪零件圖。</p><p><b>　?、恰帶輪的論槽</b></p>

82、;<p>　　V帶輪的輪槽與所選的V帶型號向?qū)?yīng)，見【4】表8-10. mm</p><p>　　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。</p><p>　　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

83、輪外圓和底部的最小高度。</p><p>　　輪槽工作表面的粗糙度為。</p><p>　?、?、V帶輪的技術(shù)要求</p><p>　　鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪輻及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，允許對輪緣、凸臺、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。其他條件參見中的規(guī)定。&

84、lt;/p><p>　　4.5 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算</p><p>　　片式摩擦離合器目前在機(jī)床中應(yīng)用廣泛，因?yàn)樗梢栽谶\(yùn)轉(zhuǎn)中接通或脫開，具有結(jié)合平穩(wěn)、沒有沖擊、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，部分零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，多用于機(jī)床主傳動(dòng)。</p><p>　　按扭矩選擇，即： 根據(jù)【15】和【14】表6-3-20，</p><p><b>　?、儆?jì)算

85、轉(zhuǎn)矩，</b></p><p>　　查【15】表6-3-21得</p><p><b>　　∴</b></p><p>　?、谀Σ帘P工作面的平均直徑</p><p><b>　　式中d為軸的直徑。</b></p><p>　?、勰Σ帘P工作面的外直徑</p&g

86、t;<p>　　④摩擦盤工作面的內(nèi)直徑</p><p><b>　　⑤摩擦盤寬度b</b></p><p>　?、弈Σ撩鎸?shù)m，查【15】表6-3-17，摩擦副材料為淬火鋼，對偶材料為淬火鋼，摩擦因數(shù)取0.08，許用壓強(qiáng)取，許用溫度<120℃.</p><p><b>　　∴m圓整為11.</b><

87、;/p><p>　　∴摩擦面片數(shù)z=11+1=12.</p><p>　?、吣Σ疗撻_時(shí)所需的間隙，因?yàn)椴捎脻袷剿?lt;/p><p><b>　?、嘣S用傳遞轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　因?yàn)?lt;/b></p><p><b>　　⑨壓緊力Q</b>

88、</p><p><b>　?、饽Σ撩鎵簭?qiáng)p</b></p><p>　　根據(jù)【14】表22.7-7選用帶滾動(dòng)軸承的多片雙聯(lián)摩擦離合器，因?yàn)榘惭b在箱內(nèi)，所以采取濕式。結(jié)構(gòu)形式見【14】表22.7-7圖（a）。</p><p><b>　　表5.2</b></p><p><b>　　表5.

89、3</b></p><p><b>　　表5.4</b></p><p><b>　　五、動(dòng)力設(shè)計(jì)</b></p><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>　　主軸懸

90、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),定懸伸長度。</p><p>　　5.1.2 主軸支承跨距L的確定</p><p>　　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

91、結(jié)構(gòu)需要，這里取L=750mm。</p><p>　　5.1.3 計(jì)算C點(diǎn)撓度</p><p><b>　　計(jì)算C點(diǎn)撓度</b></p><p>　?、?、當(dāng)量切削力F的計(jì)算 </p><p>　　考慮機(jī)械效率，主軸最大輸出轉(zhuǎn)距.</p><p>　　床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的50到60

92、%,即加工工件直徑取為160mm,則半徑為0.08.</p><p>　　前后支撐力分別設(shè)為,.</p><p><b>　?、?、驅(qū)動(dòng)力Q的計(jì)算</b></p><p><b>　　其中：</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>

93、;<b>　?、?、軸承剛度的計(jì)算</b></p><p><b>　　1）軸承類型選擇</b></p><p>　　主軸前軸承有兩種常用的類型：</p><p>　　雙列短圓柱滾子軸承。承載能力大，可同時(shí)承受徑向力和軸向力，結(jié)構(gòu)比較簡單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低一些。</p><p>　　與雙列短圓柱滾子

94、軸承配套使用承受軸向力的軸承有三種：</p><p>　　600角雙向推力向心球軸承。是一種新型軸承，在近年生產(chǎn)的機(jī)床上廣泛采用。具有承載能力大，允許極限轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)。外徑比同規(guī)格的雙列圓柱滾子軸承小一些。在使用中，這種軸承不承受徑向力。</p><p>　　推力球軸承。承受軸向力的能力最高，但允許的極限轉(zhuǎn)速低，容易發(fā)熱。</p><p>　　向心推力球軸承。允許的

95、極限轉(zhuǎn)速高，但承載能力低，主要用于高速輕載的機(jī)床。</p><p><b>　　2）軸承的配置</b></p><p>　　大多數(shù)機(jī)床主軸采用兩個(gè)支撐，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但為了提高主軸剛度也有用三個(gè)支撐的了。三支撐結(jié)構(gòu)要求箱體上三支撐孔具有良好的同心度，否則溫升和空載功率增大，效果不一定好。三孔同心在工藝上難度較大，可以用兩個(gè)支撐的主要支撐，第三個(gè)為輔助支撐。輔助支

96、撐軸承（中間支撐或后支撐）保持比較大的游隙（約0.03～0.07），只有在載荷比較大、軸產(chǎn)生彎曲變形時(shí)，輔助支撐軸承才起作用。</p><p>　　軸承配置時(shí)，除選擇軸承的類型不同外，推力軸承的布置是主要差別。推力軸承布置在前軸承、后軸承還是分別布置在前、后軸承，影響著溫升后軸的伸長方向以及結(jié)構(gòu)的負(fù)責(zé)程度，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的實(shí)際要求確定。</p><p>　　在配置軸承時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：<

97、;/p><p>　　每個(gè)支撐點(diǎn)都要能承受經(jīng)向力。</p><p>　　兩個(gè)方向的軸向力應(yīng)分別有相應(yīng)的軸承承受。</p><p>　　徑向力和兩個(gè)方向的軸向力都應(yīng)傳遞到箱體上，即負(fù)荷都由機(jī)床支撐件承受。</p><p>　　3）軸承的精度和配合</p><p>　　主軸軸承精度要求比一般傳動(dòng)軸高。前軸承的誤差對主軸前端的影響

98、最大，所以前軸承的精度一般比后軸承選擇高一級。</p><p>　　普通精度級機(jī)床的主軸，前軸承的選或級，后軸承選或級。選擇軸承的精度時(shí)，既要考慮機(jī)床精度要求，也要考慮經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　軸承與軸和軸承與箱體孔之間，一般都采用過渡配合。另外軸承的內(nèi)外環(huán)都是薄壁件，軸和孔德形狀誤差都會(huì)反映到軸承滾道上去。如果配合精度選的太低，會(huì)降低軸承的回轉(zhuǎn)精度，所以軸和孔的精度應(yīng)與軸承精度相匹配

99、。</p><p><b>　　軸承間隙的調(diào)整</b></p><p>　　為了提高主軸的回轉(zhuǎn)精度和剛度，主軸軸承的間隙應(yīng)能調(diào)整。把軸承調(diào)到合適的負(fù)間隙，形成一定的預(yù)負(fù)載，回轉(zhuǎn)精度和剛度都能提高，壽命、噪聲和抗震性也有改善。預(yù)負(fù)載使軸承內(nèi)產(chǎn)生接觸變形，過大的預(yù)負(fù)載對提高剛度沒有明顯的小果，而磨損發(fā)熱量和噪聲都會(huì)增大，軸承壽命將因此而降低。</p><

100、;p>　　軸承間隙的調(diào)整量，應(yīng)該能方便而且能準(zhǔn)確地控制，但調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不能太復(fù)雜。雙列短圓柱滾子軸承內(nèi)圈相對外圈可以移動(dòng)，當(dāng)內(nèi)圈向大端軸向移動(dòng)時(shí)，由于1：12的內(nèi)錐孔，內(nèi)圈將脹大消除間隙。</p><p>　　其他軸承調(diào)整也有與主軸軸承相似的問題。特別要注意：調(diào)整落幕的端面與螺紋中心線的垂直度，隔套兩個(gè)端面的平行度都由較高要求，否則，調(diào)整時(shí)可能將軸承壓偏而破壞精度。隔套越長，誤差的影響越小。</p&

101、gt;<p>　　螺母端面對螺紋中心線垂直度、軸上和孔上套簡兩端平行度等均有嚴(yán)格的精度要求。</p><p><b>　　軸承的選擇：</b></p><p>　　Ⅰ軸： 6208 D=80 B=18 深溝球軸承</p><p>　?、蜉S： 7209B D=85 B=19 角接觸球軸承</p>&

102、lt;p>　　Ⅲ軸： 7012C D=95 B=18 角接觸球軸承</p><p><b>　　選擇主軸的軸承</b></p><p>　　于采用三支承結(jié)構(gòu)的箱體加工工藝性較差，前、中、后三個(gè)支承孔很難保證有較高的同軸度。主軸安裝時(shí)，易產(chǎn)生變形，影響轉(zhuǎn)動(dòng)件精度嚙合，工作時(shí)噪聲及發(fā)熱較大，故車床主軸部件采用二支承結(jié)構(gòu)中，主軸（Ⅳ軸）前支承任采用NN302

103、0雙列圓柱滾子軸承（D=150 B=37），承受徑向力；后支承采用推力軸承51218，承受軸向力；及單列圓錐滾子軸承30217（D=160 B=30），承受向左方向的軸向力及徑向力。雙列圓柱滾子軸承具有旋轉(zhuǎn)精度高，剛度好，調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)，但只能承受徑向載荷。</p><p>　?、取⒋_定彈性模量E、慣性距I、和長度a、b、s。</p><p>　?、佥S的材產(chǎn)選用40Cr， </p&

104、gt;<p>　　②主軸的慣性距I為：</p><p>　　主軸C段的慣性距Ic可近似地算：</p><p>　?、芨鶕?jù)齒輪、軸承寬度以及結(jié)構(gòu)需要，取b=54mm</p><p>　?、?、只考慮F力作用在主軸前端時(shí)軸端的位移，</p><p><b>　　∴</b></p><p>

105、　?、?、只考慮驅(qū)動(dòng)力Q作用在主軸兩支撐間時(shí)，軸端的位移；</p><p><b>　　∴</b></p><p>　?、恕⑶笾鬏S前端C點(diǎn)的終合撓度</p><p><b>　　綜合撓度；</b></p><p><b>　　又；</b></p><p>

106、　　因?yàn)?，所以此軸滿足要求。</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)算的是齒輪1，齒輪11，這兩個(gè)齒輪。</p><p>　　齒輪11的齒數(shù)為21，模數(shù)為8，齒輪的應(yīng)力：</p><p&

107、gt;　　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><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，

108、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》有Y=0.378，代入公式求得：=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

109、，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 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

110、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。</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

111、，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><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><

112、;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，得到一級反向轉(zhuǎn)動(dòng)，右邊接通得到三級反向轉(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>

113、;　　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

114、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>　　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

115、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。</p><p>　　不同精度等級的齒輪，要采用不同的加工方法，對結(jié)構(gòu)要求也有所不同。</p><p><b>　　6.3.1其他問題</b></p>

116、<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

117、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

118、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>

119、<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，目前采用莫氏錐孔。</p><p><b>　　支撐跨距及懸伸長度</b></p><p>　　為了提高

120、剛度，應(yīng)盡量縮短主軸的外伸長度。選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇?，一般推薦取： =3～5，跨距小時(shí)，軸承變形對軸端變形的影響大。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><p>　　在課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，我也遇到了一些問題。設(shè)計(jì)過程也是培養(yǎng)我們認(rèn)真細(xì)心的態(tài)度。</p><p>　　在此過程中不斷發(fā)現(xiàn)

121、問題和解決問題，使我加深了對大學(xué)所學(xué)課程理解，綜合應(yīng)用，并得到進(jìn)一步的鞏固，這對以后的學(xué)習(xí)和工作都有積極的意義。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．通過這次

122、車床主軸箱設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。通過這次主軸箱設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識進(jìn)行一次主軸箱設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高我的獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的基本的設(shè)計(jì)技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)

123、，獨(dú)立思考的能力也有了提高。在這次設(shè)計(jì)過程中，體現(xiàn)出自己單獨(dú)設(shè)計(jì)主軸箱的能力以及綜合運(yùn)用知識的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。</p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]盧秉恒主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社.北京.2001</p><

124、p>　　[2] 濮良貴 紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社.北京.2001</p><p>　　[3] 曹玉榜 易錫麟.機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)指導(dǎo). 機(jī)械工業(yè)出版社. 北京.1987.5.</p><p>　　[4] 黃鶴汀主編. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì). 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社，2005 </p><p>　　[5] 周開勤主編. 機(jī)械零件手冊.高等教育出版社. 2

125、001 </p><p>　　[6] 馮開平 左宗義主編.畫法幾何與機(jī)械制圖.華南理工出版社.2001.9</p><p>　　[7] 曹金榜主編 機(jī)床主軸/變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo), 北京.機(jī)械工業(yè)出版社.20</p><p>　　[8] 馮辛安主編.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社. 北京.1999.12 </p><p>　　[9] 孫恒 陳作