C620普通車床主軸變速箱設(shè)計含開題及5張CAD圖,c620,普通,車床,主軸,變速箱,設(shè)計,開題,cad
附件6
中期報告
（學(xué)生用表）
系（部）： 專業(yè)： 班級：
學(xué)生姓名
學(xué)號
指導(dǎo)教師
課題名稱
C620普通車床主軸變速箱設(shè)計
簡述開題以來所做的具體工作和取得的進展或成果：
1 收集和整理資料，查閱不分收集到的資料，對設(shè)計有了初步的認識。
2 完成開題報告，并通過了指導(dǎo)老師的審查。
3 完成了主軸變速箱基本數(shù)據(jù)的計算。
4 繪制了主軸零件圖以及部分裝配圖。
存在的具體問題與解決方法：
雖然主軸變速箱設(shè)計的大部分的工作已經(jīng)完成，但還有部分設(shè)計不合理的地方需要改進和加強，在后面的時間編寫說明書時，結(jié)合所查閱的資料檢驗設(shè)計數(shù)據(jù)的正確和合理性，進行一些修改工作。
下一步工作的主要研究任務(wù)、具體設(shè)想與安排：
1 完成主軸變速箱設(shè)計說明書的編寫，檢查設(shè)計中出現(xiàn)的錯誤和問題。
2 繪制主軸變速箱相關(guān)的CAD圖紙。
指導(dǎo)教師對前期工作的評價：
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
注：1、本表可根據(jù)內(nèi)容續(xù)頁；2、指導(dǎo)教師評價及簽名手寫，其他內(nèi)容電子版填寫。
附件3
任務(wù)書
（指導(dǎo)教師用表）
系（部）： 專業(yè)： 班級：
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師姓名
論文（設(shè)計）題目
C620普通車床主軸變速箱設(shè)計
下達任務(wù)日期
任務(wù)起止日期
主要研究內(nèi)容及方法
課題研究的重點內(nèi)容：根據(jù)所給定的設(shè)計參數(shù)確定傳動方案、傳動系統(tǒng)圖，確定各傳動齒輪的參數(shù)，傳動比等，同時要考慮到傳動效率等問題。另外還要對主要零件進行計算、研究，對主軸剛度、強度等進行計算和驗算。
研究方法：
1 確定傳動方案和傳動系統(tǒng)圖
根據(jù)所給定的設(shè)計參數(shù)，確定主軸箱的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速圖，最終確定系統(tǒng)的傳動結(jié)構(gòu)、傳動系統(tǒng)圖。
2 進行主軸變速箱內(nèi)各結(jié)構(gòu)計算及校核，完成主軸變速箱箱體、各傳動軸軸上零件計算及校核。
主要任務(wù)及目標(biāo)
主要任務(wù)：本課題是以C620普通車床為研究目標(biāo)，從其主軸變速及其主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)入手，對其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)組成分析、傳動件等幾個方面進行研究。為了優(yōu)化傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和改善傳動系統(tǒng)的精度及穩(wěn)定性提供必要的理論依據(jù)。
目標(biāo)：通過本課題的研究，使得C620普通車床結(jié)構(gòu)更加緊湊、性能更加優(yōu)越、生產(chǎn)更加精密。
主要參考文獻
[1] 戴曙著.[金屬切削機床設(shè)計]，大連理工出版社，1989.9第二版
[2] 曹金榜著.[機床主軸變速箱]，機械工業(yè)出版社，1987.5第五版
[3] 揚可楨，程光蘊著.[機械設(shè)計基礎(chǔ)]，高等教育出版社，1995.6第五版
[4] 柏松著.[AutoCAD]，電子科技大學(xué)出版社，2003.5第四版
[5] 曲東平，張劍澄著.[Windows97,Wordows98, Excel97]，電子科技出版社，1999.9第二版
[6] 陸大絢，李靜著.[機床電氣控制技術(shù)]，機械工業(yè)出版社，2003.4第二版
[7] 楊旭濤著.[低壓電氣手冊]，機械工業(yè)出版社，2001.4第四版
進度安排
各階段工作任務(wù)
起止日期
查閱相關(guān)文獻，撰寫開題報告
第1-2周
設(shè)計相關(guān)參數(shù)計算
第3-4周
部分作圖，中期檢查
第5-8周
完成作圖以及說明書的編寫
第9-10周
與導(dǎo)師溝通，修改設(shè)計。準(zhǔn)備答辯
第11-12周
任務(wù)下達人簽名
任務(wù)接收人
簽名
教研室指導(dǎo)小組組長簽名
系部領(lǐng)導(dǎo)小組組長簽名
注：1、本表可根據(jù)內(nèi)容續(xù)頁； 2、本表一式兩份，學(xué)生、系部存檔各一份；3、簽名需手寫，其他內(nèi)容電子版填寫。
附件7
工作中期檢查記錄
系（部）： 專業(yè)： 班級：
姓名
學(xué)號
指導(dǎo)教師
檢
查
主
要
內(nèi)
容
1 畢業(yè)設(shè)計前三章基本完成，主要技術(shù)參數(shù)需要更加詳細的驗算，如轉(zhuǎn)速、傳動比參數(shù)、基本組和擴大組的排列順序等。
2 傳動系統(tǒng)圖和電動機的選擇需要繼續(xù)完善。
1 每個星期指導(dǎo)老師都會檢查本組學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計進度和完成情況，并且都會指出不足之處，從而進行詳細的講解。
2 通過詳細的記錄每次的檢查問題，并列出下次的任務(wù)，保證畢業(yè)設(shè)計的進度。
存在的問題主要是在設(shè)計工作機構(gòu)中，在選取具體參數(shù)時存在問題，因為參數(shù)選取直接影響后續(xù)功能的實現(xiàn)，為了解決此問題，計劃對各參數(shù)進行多次選取，從而選取更加合適的數(shù)據(jù)，以便實現(xiàn)機構(gòu)的功能。
畢業(yè)論文（設(shè)計）工作領(lǐng)導(dǎo)小組意見
組長簽名：
年 月 日
注：1、本表可根據(jù)內(nèi)容續(xù)頁；2、領(lǐng)導(dǎo)小組意見手寫，其他內(nèi)容電子版填寫。
附件5
開題報告
（學(xué)生用表）
系（部）： 專業(yè)： 班級：
課題名稱
C620普通車床主軸變速箱設(shè)計
指導(dǎo)教師
學(xué)生
學(xué)號
一．課題的來源及意義
本課題是以C620普通車床為研究目標(biāo)，從其主軸變速箱及其主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)入手，對其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)組成分析、傳動件等幾個方面進行研究。為了優(yōu)化傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和改善傳動系統(tǒng)的精度及穩(wěn)定性提供必要的理論依據(jù)通過本課題的研究，使得普通車床結(jié)構(gòu)更加緊湊、性能更加優(yōu)越、生產(chǎn)更加精密。
二．國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及研究背景
（一）國內(nèi)外普通車床現(xiàn)狀
車床問世后用於加工各種軸、盤類回轉(zhuǎn)體零件，在各類大小機器中，量大面廣，最為得用。在機器制造業(yè)中，車床的數(shù)目最多，用途最廣泛。在各類金切機床中，車床的比重最大。中國1995年金切機床擁有量498萬臺中，共有122萬臺車床，占41%；美國、日本約占22%。
在先進產(chǎn)業(yè)國家如美國和日本，由於毛坯質(zhì)量好，加工余量小，有些可直接進行磨削精加工，因此粗加工的車床數(shù)目較少，比重也相對較小，而磨床比重不斷增大（如中、日、美的磨床比重分別為13%、18%、23%）。隨著毛坯與工藝的改善，車床比重在同一國家逐漸減小。如日本1952年時車床占40%，1963年為30%，1973年為26%，1994年減至22%。由此可見，產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)少不了車床，而毛坯、工藝愈落后，車床數(shù)目就愈多。
發(fā)達國家車床技術(shù)水平較高。
車床本身有其技術(shù)和結(jié)構(gòu)特點，能加工回轉(zhuǎn)體的平面、內(nèi)外圓、螺紋、螺孔、凸臺、凹槽、曲面等，傳動較簡單，制造比磨床輕易，所用刀具也較簡單。世界車床技術(shù)發(fā)展有三大階段∶手動普通車床階段、高效自動化車床階段和數(shù)控(NC)車床階段。目前，車床按控制分為手動、機動、數(shù)顯、程控、數(shù)控；按結(jié)構(gòu)和用途分為∶普通車床、儀表車床、單軸/多軸自動車床、活塞車床、曲軸/凸輪軸車床、立式車床、落地臥式車床、各種專用車床等。車床的品種、規(guī)格繁多，為各類機床之冠。在現(xiàn)今各國生產(chǎn)和使用中，手動、機動、數(shù)顯、程控和數(shù)控并存，由於特點、功能和價格不同，使用場合不一，選用時應(yīng)從技術(shù)與經(jīng)濟方面考慮。在發(fā)達國家，由於汽車、軸承、電機等大批量生產(chǎn)自動化的實現(xiàn)，高效自動化車床的數(shù)目多，NC車床發(fā)展快，中、高檔車床比重大，總體技術(shù)水平高，因此，生產(chǎn)率和勞動生產(chǎn)率高（如美、日汽車年產(chǎn)量達1,000萬輛以上）。在發(fā)展中國家，低檔手動普通車床多，而中、高檔少，總體技術(shù)水平低，生產(chǎn)率和勞動生產(chǎn)率也較低。
國外車床的技術(shù)水平與發(fā)展方向
目前國外車床生產(chǎn)中，NC車床占較大比重，日本2000年車床產(chǎn)量2.2萬臺，NC車床2.09萬臺，占95%，大量出口。在世界年產(chǎn)20萬臺NC機床中，NC車床約6萬臺，占30%。它是隨著微電子、計算機技術(shù)的進步面迅速發(fā)展，是傳統(tǒng)機床技術(shù)與信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。也是今后努力發(fā)展的方向。目前國外NC車床的設(shè)計、制造、使用，在技術(shù)上已經(jīng)成熟，并不斷向縱、深發(fā)展。
（二）車床發(fā)展趨勢
高速、精密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展的總趨勢。主要表現(xiàn)在：
1 機床復(fù)合技術(shù)進一步擴展隨著數(shù)控機床技術(shù)進步，復(fù)合加工技術(shù)日趨成熟，被更多人接受，復(fù)合加工機床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢。
2 智能化技術(shù)有新突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到較多體現(xiàn)。
3 機器人使柔性化組合效率更高，機器人與主機的柔性化組合得到廣泛應(yīng)用，使得柔性線更加靈活、功能進一步擴展。
4 精密加工技術(shù)已經(jīng)從原來的絲級（0.01mm）提升到目前的微米級（0.001mm），有些品種已經(jīng)達到0.05μm左右。
5 功能部件性能不斷提高，不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應(yīng)用。
三．研究目標(biāo)及內(nèi)容
課題研究的重點內(nèi)容：C620普通車床，適應(yīng)加工形狀復(fù)雜的軸、套、盤類零件。如車削內(nèi)、外圓柱面、圓錐面等，尤其適合多品種、中小批量的輪番加工。工藝適應(yīng)性強，加工效率高，廢品率低，成品一致性好，可降低對工人技術(shù)熟練程序的要求。此設(shè)計首先須對C620普通機床整體結(jié)構(gòu)及性能進行了解。然后通過數(shù)據(jù)分析，校核計算，設(shè)計出機床主軸變速箱、傳動系統(tǒng)及分級變速器系統(tǒng)等各單元部件的布置結(jié)構(gòu)。
四．本課題研究方法及進度安排
查閱相關(guān)文獻，撰寫開題報告 第1-2周
設(shè)計相關(guān)參數(shù)計算 第3-4周
部分作圖，中期檢查 第5-8周
完成作圖以及說明書的編寫 第9-10周
與導(dǎo)師溝通，修改設(shè)計。準(zhǔn)備答辯 第11-12周
五．實驗方案的可行性分析和已具備的實驗條件
實驗室科研條件和相關(guān)人員近年與之相關(guān)的科研成果，得出此項目是過去工作的持續(xù)
現(xiàn)有研究基礎(chǔ)及應(yīng)用現(xiàn)狀分析：已有相關(guān)研究報道，已有相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用
項目研究的關(guān)鍵問題可否解決：可以解決
得出：方案可行
六． 具體參考文獻
[1] 戴曙著.[金屬切削機床設(shè)計]，大連理工出版社，1989.9第二版
[2] 曹金榜著.[機床主軸變速箱]，機械工業(yè)出版社，1987.5第五版
[3] 揚可楨，程光蘊著.[機械設(shè)計基礎(chǔ)]，高等教育出版社，1995.6第五版
[4] 柏松著.[AutoCAD]，電子科技大學(xué)出版社，2003.5第四版
[5] 曲東平，張劍澄著.[Windows97,Wordows98, Excel97]，電子科技出版社，1999.9第二版
[6] 陸大絢，李靜著.[機床電氣控制技術(shù)]，機械工業(yè)出版社，2003.4第二版
[7] 楊旭濤著.[低壓電氣手冊]，機械工業(yè)出版社，2001.4第四版
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
注：1、本表可根據(jù)內(nèi)容續(xù)頁；2、指導(dǎo)教師意見及簽名手寫，其他內(nèi)容電子版填寫。
附件4
指導(dǎo)記錄
（指導(dǎo)教師用表）
系（部）： 專業(yè)： 班級：
姓名
學(xué)號
指導(dǎo)教師
職稱/學(xué)位
畢業(yè)論文
（設(shè)計）題目
C620普通車床主軸變速箱設(shè)計
日 期
指導(dǎo)內(nèi)容
存在問題
指導(dǎo)
學(xué)時數(shù)
2018.03.05
首次小組指導(dǎo)，課題下達，指導(dǎo)老師根據(jù)實際情況安排畢業(yè)設(shè)計課題的分配，并詳細介紹了設(shè)計中的注意事項，布置了開題報告。
不確定自己的實際情況，不好定題。
2學(xué)時
2018.03.12
指導(dǎo)老師檢查每個同學(xué)的開題報告，指出各個同學(xué)的不足之處，提出修改意見。
沒有找到足夠的參考資料，不足以定題。
2學(xué)時
2018.03.19
指導(dǎo)老師再此檢查開題報告，確定沒有錯誤以后，開始講解設(shè)計章節(jié)安排，布置下一階段的任務(wù)。
找不到足夠的參考文獻。
2學(xué)時
2018.03.26
聽取各個同學(xué)對自己課題設(shè)計思路的闡述，指導(dǎo)老師指出其中的不足之處并對每個同學(xué)的課題的重點進行詳細解釋.
在剛剛開始的時候，好多東西都不懂，不好上手。
2學(xué)時
2018.04.02
對各個同學(xué)目前主要設(shè)計的東西進行分析，讓同學(xué)們有了清晰的思路。
齒輪嚙合后，各級不能滿足要求。
2學(xué)時
2018.04.09
檢查已經(jīng)計算的部分，敦促同學(xué)盡快完成計算，指導(dǎo)老師對每個同學(xué)遇到的問題進行耐心的回答，并對結(jié)構(gòu)設(shè)計計算提出了一些建議。
軸的設(shè)計出現(xiàn)問題，長度不夠。
2學(xué)時
2018.04.16
本次指導(dǎo)過程主要針對的是各個設(shè)計中的計算，強調(diào)要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)進行計算，對計算結(jié)果要嚴(yán)格檢查，不能出現(xiàn)差錯，否則無法進行下一步的工作。
對主軸變速箱不了解。
2學(xué)時
2018.04.23
本次主要檢查結(jié)構(gòu)設(shè)計的制圖部分，對有問題的地方進行指導(dǎo)糾正，然后對同學(xué)們的疑惑進行答疑。
對一些標(biāo)準(zhǔn)零件的型號和規(guī)格不清楚。
2學(xué)時
2018.04.26
對已經(jīng)繪制的零件圖進行了查閱，并指出錯誤。
齒輪的繪制存在疑問。
2學(xué)時
2018.05.07
對已經(jīng)繪制的零件圖進行了進一步的查閱，并催促同學(xué)們進行總裝圖的繪制。
對操縱系統(tǒng)不清楚。
2學(xué)時
2018.05.11
對繪制裝配圖的進度進行了檢查，并催促同學(xué)們完成裝配圖。
基本完成的裝配圖的繪制，但是還有一些細節(jié)問題需要優(yōu)化。
2學(xué)時
2018.05.14
本次指導(dǎo)老師檢查了裝配圖，給出了一定的指導(dǎo)意見，對圖中出現(xiàn)的問題進行仔細的講解。
裝配圖和零件圖中的一些細節(jié)問題還需要進一步的優(yōu)化。
2學(xué)時
2018.05.18
本次指導(dǎo)時，在檢查圖紙的同時，還提到了說明書的重要性，催促我們盡快完成說明書。
說明書內(nèi)摘要部分需要修改，同時還有格式部分也需要修改。
2學(xué)時
2018.05.21
本次檢查指導(dǎo)時，基本已經(jīng)完成了老師對其中的格式字體部分進行檢查，進一步加強了格式的重要性。
對說明書內(nèi)一些細節(jié)性的格式還需要修改比如：行間距。
2學(xué)時
2018.05.25
打印初稿，并交給老師查閱，老師指出問題，進行指導(dǎo)。準(zhǔn)備答辯。
參考文獻中需要加上外文文獻。
2學(xué)時
注：本表可續(xù)頁，由指導(dǎo)教師根據(jù)畢業(yè)論文（設(shè)計）指導(dǎo)工作方案和實際指導(dǎo)情況填寫（可電子版填寫）。
C620普通車床主軸變速箱設(shè)計
摘 要
機床設(shè)計和制造的發(fā)展速度是很快的。由原先的只為滿足加工成形而要求刀具與工件間的某些相對運動關(guān)系和零件的一定強度和剛度，發(fā)展至今日的高度科學(xué)技術(shù)成果綜合應(yīng)用的現(xiàn)代機床的設(shè)計，也包括計算機輔助設(shè)計（CAD）的應(yīng)用。但目前機床主軸變速箱的設(shè)計還是以經(jīng)驗或類比為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)（經(jīng)驗）設(shè)計方法。因此，探索科學(xué)理論的應(yīng)用，科學(xué)地分析的處理經(jīng)驗，數(shù)據(jù)和資料，既能提高機床設(shè)計和制造水平，也將促進設(shè)計方法的現(xiàn)代。
機床設(shè)計是學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課及有關(guān)專業(yè)課的基礎(chǔ)上，結(jié)合機床傳動部件（主軸變速箱）設(shè)計進行的綜合訓(xùn)練。我們畢業(yè)設(shè)計題目是Φ320普通車床的主軸變速箱設(shè)計及主軸箱電氣控制線路設(shè)計。
在本設(shè)計中首先進行參數(shù)擬定，運動設(shè)計，動力計算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計，軸和軸承的驗算，主軸變速箱裝配設(shè)計，設(shè)計計算說明書等內(nèi)容。
設(shè)計主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動件（傳動軸，軸承，帶輪，離合器和制動器等），主軸組件，操縱機構(gòu)，潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)接件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設(shè)計限于時間，一般只畫展開圖及一或兩個截面圖。
關(guān)鍵詞：普通車床；變速箱;截面圖
Abstract
Machine design and manufacturing growth rate is fast. Instead of only to meet the processing requirements of forming tool and the workpiece with some relative movement between the parts and a certain intensity and just , to the development of today's highly scientific and technical achievements and integrated application of modern machine design, also including computer-aided design (CAD) applications. However, the machine tool spindle gearbox design is analogous to the experience or the basis of the traditional (experience) design method. Therefore, to explore the application of scientific theory, scientific analysis of the treatment experience, data and information, can improve the design and manufacture of machine tools, but also will promote modern methods of design.
Machine design is the completion of students in basic subjects, the technical basis of the Specialty Group and on the basis of Drive with machine parts for the design of integrated training. We graduated a design is Φ320 ordinary lathe spindle axis gearbox design and boxes of electrical control circuit design.
In the first design parameters for the formulation, design movement, dynamic calculation of the draft structure and design, shaft and bearing checking, Spindle assembly gearbox design, brochures, and other design elements.
Spindle gearbox design the structure of pieces, including transmission (transmission shaft, bearings, pulley, clutch and brake, etc.), spindle components, manipulated bodies, lubrication system and the box sealed and connected pieces of the structure design and layout, start with a map and a number of cross-section map. Curriculum design time to the general plan and started painting one or two cross-section map.
Keywords: Lathe；Georbox；Isometric view
目 錄
第1章 緒 論 1
1.1 課題研究背景及選題的意義 1
1.1.1 課題背景 1
1.1.2 研究的意義 2
1.1.3 課題的目的 2
1.2 完成的內(nèi)容 2
第2章 機床主要參數(shù)的確定 2
2.1 尺寸參數(shù) 5
2.2 動力參數(shù)的確定 6
2.3運動參數(shù)的確定 6
2.3.1 主軸最低和最高轉(zhuǎn)速的確定 6
2.3.2 主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的確定 7
第3章 主傳動系統(tǒng)的設(shè)計 9
3.1 主傳動方案擬定 9
3.2 傳動結(jié)構(gòu)擬定式的選擇 9
3.2.1 傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 9
3.2.2 確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目 9
3.2.3 分配總降速比 10
3.3 皮帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定及轉(zhuǎn)速圖擬定 10
3.3.1確定皮帶輪動直徑 10
3.3.2 確定齒輪齒數(shù) 11
3.3.3 轉(zhuǎn)速圖擬定 12
3.3.4 主軸轉(zhuǎn)速系列的驗算 13
3.3.5 傳動系統(tǒng)圖的擬定 14
3.4 確定各傳動軸和齒輪的計算轉(zhuǎn)速 14
第4章 傳動件的估算和驗算 17
4.1齒輪模數(shù)的計算 17
4.1.1 各傳動軸功率的計算 17
4.1.2齒輪模數(shù)的計算 17
4.1.3 計算各軸之間的中心距 19
4.2 三角帶傳動的計算 19
4.3 傳動軸的估算和齒輪尺寸的計算 20
4.3.1確定各軸的直徑 20
4.3.2 計算各齒輪的尺寸 21
第5章 主軸部件的驗算 23
5.1 驗算主軸軸端的位移ya 23
5.2 前軸承的轉(zhuǎn)角及壽命的驗算 25
5.2.1 驗算前軸承處的轉(zhuǎn)角θβ 25
5.2.2 驗算前支系壽命 25
第6章 主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 27
6.1 展開圖及其布置 27
6.2 皮帶輪設(shè)計 27
6.3 齒輪塊設(shè)計 28
6.4 傳動軸的設(shè)計 28
6.5 主軸設(shè)計 29
6.5.1 各部分尺寸的選擇 30
6.5.2 主軸材料和熱處理 30
6.6 軸承 30
6.6.1 軸承類型選擇 30
6.6.2 軸承的配置 30
6.6.3 軸承的精度和配合 31
6.6.4 各軸承的選擇 31
6.7 箱體設(shè)計 31
6.8 操縱機構(gòu)的設(shè)計 32
6.9 密封結(jié)構(gòu)及油滑 32
總結(jié) 33
參考文獻 35
致 謝 37
第1章 緒 論
1.1 課題研究背景及選題的意義
1.1.1 課題背景
所謂的金屬切削機床，也就是制造機械的機器，我們習(xí)慣稱之為“工作母機”，習(xí)慣上叫作機床。金屬切削機床主要是把金屬毛坯經(jīng)過加工，變成我們生活中機器的零件。
近年來，機械的水平隨著機床的精密程度日益增長，機床的屬性決定了它在國民經(jīng)濟中至關(guān)重要的地位，機床的技術(shù)水平?jīng)Q定著機械制造工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和勞動生產(chǎn)效率，一個國家的科學(xué)技術(shù)水平和工業(yè)生產(chǎn)能力的高低，主要就是看機床的技術(shù)水平。由最初的只為滿足加工成形而要求刀具和工件間的某些相對運動干系和零件的必然強度和剛度，成長至如今的高度科技成果綜合利用的當(dāng)代機床的設(shè)計，也包含計算機輔助軟件的運用。然而現(xiàn)在機床主軸變速箱的設(shè)計方式仍然是傳統(tǒng)的設(shè)計方式。所以，摸索科學(xué)理論的運用，科學(xué)地解析處理經(jīng)驗，數(shù)據(jù)和資料，既能提升機床設(shè)計和制造水平，也可以促進設(shè)計方法向現(xiàn)代化前進。
機床技術(shù)參數(shù)有主參數(shù)和基本參數(shù)，它們是運動傳動和結(jié)構(gòu)設(shè)計的根據(jù)，影響到機床能否滿足基本功能需求，參數(shù)的制定就是機床性能的設(shè)計。主參數(shù)是直觀表現(xiàn)機床加工能力的高低，決定和影響著其他基本參數(shù)的依據(jù)，基本參數(shù)則是一些加工件尺寸、機床結(jié)構(gòu)、運動和動力特性有關(guān)的參數(shù)，一般，我們將其可劃分為尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)。
機床主傳動系統(tǒng)因為機床在類別、性能、規(guī)格以及尺寸等方面的要求不同，因此，需要達到的要求也不一樣。通常情況下，我們在設(shè)計機床主傳動系統(tǒng)的時候，首先要考慮的基本原則就是以便宜，合理的方式來達到我們想要的效果。其次，我們還需要做到的就是要達到機床使用性能的要求，傳動系統(tǒng)中，各零件都能有著足夠的性能，同時，傳動鏈要少一些，零件的數(shù)目也要少一些，這樣做的目的是為了節(jié)約材料，降低成本。
同時，在設(shè)計中各個方面都要考慮到實際問題，從實際出發(fā)，這是至關(guān)重要的一點。從大的方面來說，聯(lián)系實際就是要求我們分析到機床工藝的可能性。參數(shù)制定和方案敲定中，既要知道當(dāng)今的先進生產(chǎn)水平和大概趨勢，更應(yīng)清楚我國實際生產(chǎn)水平，使設(shè)計的機床，機械在四化建設(shè)中得到最大的發(fā)揮。從小的方面來說，設(shè)計中要詳細的對機床零件的制造、裝配以及維修進行考慮，選擇最合適的設(shè)計方法。
1.1.2 研究的意義
隨著社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，對機電產(chǎn)品有了更高更多的要求，尤其是質(zhì)量和生產(chǎn)率。本次設(shè)計對提升生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品的質(zhì)量，以及降低生產(chǎn)成本和改善勞動力有著非常大的影響。
機床工業(yè)成長到如今，其技術(shù)水平已經(jīng)達到一定的高度，自動化、多樣化、高精度和高效率已經(jīng)成為現(xiàn)代機床發(fā)展的特性名詞。多樣化的發(fā)展已經(jīng)成為了機床的特點，技術(shù)的更新和產(chǎn)品的加速使得機床不近要求保證加工精度，還要有一定的剛度和柔性，使其更方便適應(yīng)加工。
1.1.3 課題的目的
(1) 掌握機床主傳動部件設(shè)計過程和方法，包括參數(shù)制定，傳動設(shè)計，零件計算，結(jié)構(gòu)設(shè)計等，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計的能力
(2) 培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和獨立解決相關(guān)專業(yè)的一般性問題的能力。擴大學(xué)生的知識面。
(3) 培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)學(xué)生正確使用現(xiàn)有實體資料、網(wǎng)絡(luò)資料、國家標(biāo)準(zhǔn)的手冊等來進行設(shè)計、運算，正確的處理相關(guān)數(shù)據(jù)以及編寫說明書的能力。
1.2 完成的內(nèi)容
(1) 參數(shù)擬定
按照機床的數(shù)據(jù)情況，分析典型工藝的切削用量，聯(lián)系相關(guān)的一些信息，并與同類機床進行對比分析后確定：極限轉(zhuǎn)速和，公比或級數(shù)，主傳動電機功率。
(2) 動力設(shè)計
按照制定的參數(shù)，分析其結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖，確定轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)方案和轉(zhuǎn)動系統(tǒng)圖，然后計算各轉(zhuǎn)動副的傳動比及齒輪的齒數(shù)，并校核主軸的轉(zhuǎn)速偏差。
(3) 動力計算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計
估算齒輸模數(shù)m和軸徑d，選擇和計算反向離合器，制動器。
把各傳動件及其他零件在展開圖和剖面圖上做初步的計劃，放置和設(shè)計。
(4) 軸和軸承的驗算
在結(jié)構(gòu)草圖的條件下，對其中某根傳動軸的剛度和本軸系的軸承壽命進行核算。
(5) 主軸變速箱裝配設(shè)計
主軸變速箱裝配圖是在結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，進行設(shè)計和繪制的。要求在圖上可以清楚的表達出每一個零件，在關(guān)鍵地方還要標(biāo)注相關(guān)的尺寸和配合。
(6) 設(shè)計計算說明書
說明書是對整個設(shè)計的一個規(guī)劃，里面需要有參數(shù)的擬定，運動的分析，齒輪的設(shè)計和驗算，軸和軸承的設(shè)計和驗算等等。除此之外，對一些重要的機構(gòu)是如何正確確定的，需要做詳細的分析和說明。
第2章 機床主要參數(shù)的確定
機床設(shè)計的開始，首先要做的就是確定必需參數(shù)，它們是傳動設(shè)計和機構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，直接影響到產(chǎn)品能否達到所需要的功能要求。所以，參數(shù)制定是機床設(shè)計中的重要步驟。
機床的重要技術(shù)參數(shù)為主參數(shù)和基本參數(shù)。主參數(shù)是機床參數(shù)中最主要的，它必須滿足以下要求：
(1) 直接反映出機床的加工能力和特性；
(2) 決定其他基本參數(shù)值的大?。?
(3) 作為機床設(shè)計的出發(fā)點；
(4) 作為用戶選用機床的主要依據(jù)。
為了更加準(zhǔn)確地表示出機床的工作能力和加工規(guī)模，有的時候在主參數(shù)后面標(biāo)出另外一個參數(shù)值，學(xué)術(shù)上稱為第二主參數(shù)。
除主參數(shù)外，機床的主要技術(shù)參數(shù)還包括下列基本參數(shù)：
(1) 與工件尺寸有關(guān)的參數(shù)；
(2) 與工、夾、量具標(biāo)準(zhǔn)化有關(guān)的參數(shù)；
(3) 與機床結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)；
(4) 與機床運動特性和動力特性有關(guān)的參數(shù)。
這些基本參數(shù)可以歸納為尺寸參數(shù)、動力參數(shù)和運動參數(shù)三種。
2.1 尺寸參數(shù)
機床主要尺寸參數(shù)內(nèi)容
工件的尺寸直接影響著機床的主參數(shù)的選擇。針對各類通用機床，已在調(diào)查研究各類工件的基礎(chǔ)上擬定出了機床的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計時應(yīng)當(dāng)根據(jù)執(zhí)行。
主參數(shù)系列采用優(yōu)先數(shù)系，這樣做有如下好處：
(1) 優(yōu)先數(shù)系是按照等比級數(shù)去分級的，可以在大范圍內(nèi)通過比較少的種類，以最經(jīng)濟合理的方式達到用戶的要求。
(2) 優(yōu)先數(shù)系具備各類不同公比的系列，因此可以滿足較密和較疏的分級需求。如今形勢發(fā)展飛快，可以經(jīng)由插入中間值讓較疏的系列變?yōu)檩^密的系列，而本來的項值保持原來的樣子。在參數(shù)規(guī)模很大時，按照經(jīng)濟性和需要量等不一樣的條件，還可以分段選用最合適的基本系列，以復(fù)合系列的形式構(gòu)成最適合的系列。
剩余一些不重要的尺寸參數(shù)，我們根據(jù)經(jīng)驗，一般按照主參數(shù)來確定。
2.2 動力參數(shù)的確定
根據(jù)估算法來確定主電機功率
已知給出C620普通車床由推存數(shù)據(jù)
主軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)/分。
主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)
功率估算法的計算公式[1]。
(1) 確定電動機的功率和轉(zhuǎn)速
刀具材料：YT15 工件材料：45號鋼
切削方式：車削外圓 切削深度：3.5mm
進給量：0.35 切削深度：90
? 主切削力 （2-1）
? 切削功率 = （2-2）
==4.45kW
? 估算重電機功率 N= （2-3）
=
（2-3）式中：
N值為按我國生產(chǎn)的電機在Y系列的額定功率選取如下；
同步轉(zhuǎn)速1500r/min
額定功率
滿載轉(zhuǎn)速1440r/min
2.3運動參數(shù)的確定
2.3.1 主軸最低和最高轉(zhuǎn)速的確定
計算車床主軸極限轉(zhuǎn)速是加工直徑，按照我們現(xiàn)有的經(jīng)驗分別取（0.1～0.2）D和（0.45～0.5）D[1][2]。
主軸極限轉(zhuǎn)速應(yīng)為：
nmax=r/min=1800r/min
nmin=r/min=40r/min
2.3.2 主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的確定
(1) 確定轉(zhuǎn)速范圍Rn定公比確定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)例.
轉(zhuǎn)速范圍 R==45 （2-4）
Φ= （2-5）
考慮到設(shè)計的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度要適中，所以采取常規(guī)的擴大轉(zhuǎn)動，并選級數(shù)。今以=1.41和代入R=z-1式，得R=12,因此取=1.41更為適合。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表給出以=1.06的從1～10000的數(shù)值，因，從表中找到，得：共級轉(zhuǎn)速。
第3章 主傳動系統(tǒng)的設(shè)計
3.1 主傳動方案擬定
傳動方案的制定，主要是傳動型式的選擇。傳動型式指傳動和變速的元件、機構(gòu)以及構(gòu)成、安排不同特點的傳動型式、變速類型。
傳動方案的型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有聯(lián)系。所以，確定傳動方案和型式，需要考慮結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟等多方面。
傳動方案有許多，傳動型式更是多種多樣，例如：傳動型式上有集中傳動的主軸變速箱，分離傳動的主軸箱與變速箱；增大變速范圍可以用增加傳動組數(shù)實現(xiàn)，也可用背輪結(jié)構(gòu)，分支傳動等型式；變速型式上既可用多速電機，也可用交換齒輪，滑移齒輪，公用齒輪等[2][3][4][5][6]。
明顯，可用的方案有很多，優(yōu)化的方案也跟條件的不同而不同。在本次的設(shè)計中，我們采用集中傳動型式的主軸變速箱。
3.2 傳動結(jié)構(gòu)擬定式的選擇
3.2.1 傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇
結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)相對分析和選擇簡單的串聯(lián)式的傳動是比較有用的方法，但如果分析復(fù)雜的傳動并想由此導(dǎo)出實際的方案計劃，就不見得有成效。
3.2.2 確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目
傳動副數(shù)分別及2，3，2的三個傳動組方案12級轉(zhuǎn)速傳動高統(tǒng)傳動組安排有2 3 2或3 2 2或2 2 3。從電動機到主軸一般為降速傳動，轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)矩小，尺寸也小，將使小尺寸零件多些，大尺寸零件小些，節(jié)省材料這是前多后小的規(guī)則。
主軸對加工精度，表面粗糙度有很大的影響，所以主軸上的齒輪小一些比較好，最后各傳動組傳動副的選用根據(jù)以上角度考慮，最后選用3 2 2。
其本組和擴大組的確定。
椐據(jù)前松后緊之后原則確定有了以上基礎(chǔ)小確定結(jié)構(gòu)式。
(1) 主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)Z和公比
已知： （3-1）
Z=2a×3b
a和b均是正數(shù)，即Z應(yīng)可分解成2和3的因子，以便用2，3聯(lián)滑移齒輪實現(xiàn)變速。
普通型和輕型車床系列，結(jié)構(gòu)較簡單，轉(zhuǎn)速級數(shù)Z=8～18級為好。
由于Z為2和3的因子積，并且又為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列數(shù)列，因此，如果按串聯(lián)傳動設(shè)計時，在定后，Rn值已定，應(yīng)適當(dāng)?shù)刈儎觧max或nmin，使之符合的關(guān)系。
這樣，就確定了主傳動部件（主軸變速箱）的運動參數(shù)nmax,nmin,Z,。并與同類型車床進行類比分析[2][3][6]。
3.2.3 分配總降速比
分配降速比時，需要注意的是，傳動比的取值范圍步輪傳動副中最大傳動比umax2過大時，容易引起振動和響音。最小傳動比umin。過小時，是主動齒輪與被動齒輪的直徑相差太大，會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)擴大。
(1) 確定皮帶轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動比范圍i =1～2.5。取i=1.8
由于主電機額定轉(zhuǎn)速1440r/min
可知第Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速n1=1440 0.5=710r/min
(2) 確定最末一級傳動比的
總的轉(zhuǎn)動比為 i總= （3-2）
i總=i被iaminibminicmin
最小傳動比 icmin=
12=3[1] 2[3] 2[6]
3.3 皮帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定及轉(zhuǎn)速圖擬定
3.3.1確定皮帶輪動直徑
(1) 選擇三角帶的型號
Ni=KwNd
K—工作情況系數(shù)
Nd—電機額定功率
由于是車床，工作載穩(wěn)定，取Nd=1.1
Nj=5.5 1.1=6.05kw
查表3-1選擇型號得出B型。
表3-1三角帶型號
型號
b
bp
h
13
17
14
10.5
40o
(2) 帶輪直徑D1、D2
小帶輪計算直徑D1，小帶輪直徑D1不宜過小，要求大于許用值
Dmin=140， D1Dmin D1由表得取140mm
大帶輪計算直徑D2
根據(jù)要求的傳動比u和滑動率ε確定D大。當(dāng)帶傳動為降速時：
D大=D小 (3-3)
或 D大= （3-4）
（3-3）（3-4）式中：n1——小帶輪轉(zhuǎn)速r/min
n2——大帶輪轉(zhuǎn)速r/min
ε——帶的滑動系數(shù)，一般取0.02
取D2=220mm
三角膠帶的滑動率=2%
3.3.2 確定齒輪齒數(shù)
確定齒輪齒數(shù)應(yīng)該注意以下幾類：
(1) 齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過大，以免加大中心距機床結(jié)構(gòu)龐大
一般推薦齒輪數(shù)和SZ為60～100。
(2) 最小齒輪不產(chǎn)生極切18～20。
(3) 三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪和次大齒輪的齒數(shù)差大于等于4。
避免齒輪右左移動時齒輪右相碰，能順利通過。
由傳動比已知，傳動比的適用齒數(shù)表。
ia1=1 Sz=60,62,64,66,68,70,72,74,76,78.
ia2= Sz=60,63,65,67,68,70,72,73,75,77.
ia3= Sz=60,63,66,69,72,75,78.
由于可知選用Sz=72，從表查出小齒輪的齒數(shù)為36，30，24，大齒輪的齒數(shù)則為36，42，48。
ib1=1 Sz=60,62,64,66,68,70,72,74,76,78,80.
ib2= Sz=61,65,68,69,72,73,76,77
可選用Sz=84從表中查出小齒輪的齒數(shù)42，22，大齒輪的齒數(shù)則為42，62。
ic1=2=1.99 Sz=63,66,69,72,75,78,81,84,90….
ic2= Sz=80,84,85,89,90…..
可選用Sz=90 從表中查出小齒輪的齒數(shù)30，18 大齒輪的齒數(shù)則為60，72。
3.3.3 轉(zhuǎn)速圖擬定
3.3.4 主軸轉(zhuǎn)速系列的驗算
由確定的齒輪所得的實際轉(zhuǎn)速與傳動設(shè)計理論值難以完全相符，需要驗算主軸各級轉(zhuǎn)速，最大誤差不得超過
(3-5)
n實際=N i皮 ia ib ic
=
=10(-1)%=0.041
第一級：
40-40/40〈4.1% （滿足）
第二級：
57-56/56〈4.1% （滿足）
第三級：
81-80/80〈4.1% （滿足）
第四級：
115-112/112〈4.1% （滿足）
第五級：
163-160/160〈4.1% （滿足）
第六級：
230-224/224〈4.1% （滿足）
第七級：
322-315/315〈4.1% （滿足）
第八級：
458-450/450〈4.1% （滿足）
第九級：
645-630/630〈4.1% （滿足）
第十級：
921-900/900〈4.1% （滿足）
第十一級：
1308-1250/1250〈4.1%（滿足）
第十二級：
1842-1800/1800〈4.1%（滿足）
3.3.5 傳動系統(tǒng)圖的擬定
3.4 確定各傳動軸和齒輪的計算轉(zhuǎn)速
(1) 確定主軸計算轉(zhuǎn)速由
nj=nmin (3-6)
nⅣ=112r/min
(2) 各傳動軸計算轉(zhuǎn)速
Ⅲ軸Ⅲ=160r/min
Ⅱ軸Ⅱ=450r/min
Ⅰ軸Ⅰ=900r/min
(3) 傳動組各軸上最小齒輪的轉(zhuǎn)速
a組Z=24時
b組Z=22時
c組Z=18時
第4章 傳動件的估算和驗算
4.1齒輪模數(shù)的計算
4.1.1 各傳動軸功率的計算
由公式N=NdK (4-1)
N——傳動軸的輸入功率
Nd——電機額定功率
k——工作情況系統(tǒng)
車床的起動載荷頸，工作載荷穩(wěn)定，二班制工作時，取KW=1.1。
NⅠ=Nd n=n帶 軸=0.96
=
=
向心球軸承和向心短圓柱滾子0.995，斜齒圓柱齒輪=0.97
NⅡ=NⅡ
=
NⅢ= NⅡ
=
NⅣ=NⅢ
=
4.1.2齒輪模數(shù)的計算
結(jié)構(gòu)確定之后，齒輪的工作條件，空間放置，材料和精度等級等都已經(jīng)確定下來，才可以確定核心齒輪的接觸疲勞彎曲皮帶強度值能否達到要求。
根據(jù)接觸疲勞計算齒輪模數(shù)公式：
mj=16300 （4-2）
根據(jù)彎曲疲勞計算齒輪模數(shù)公式為：
mω=275 （4-3）
（4-2），（4-3）式中：
N——計算齒輪轉(zhuǎn)動遞的額定功率N=?·Ndk?
nj____計算齒輪（小齒輪）的計算轉(zhuǎn)速r/min
——齒寬系數(shù),
Z1——計算齒輪的齒數(shù)，一般取轉(zhuǎn)動中最小齒輪的齒數(shù)：
i——大齒輪與小齒輪的齒數(shù)比，i=；（+）用于外齒合，（-）號用于內(nèi)嚙合；
KS——KS=KTKNKnKq壽命系數(shù);
KT—工作期限系數(shù)
Kt=
T---齒輪工作期限，T=15000h
n1---齒輪最低轉(zhuǎn)速
C0---基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷C0=107，彎曲載荷C0=2x106
M---疲勞曲線指數(shù)，接觸載荷m=3，彎曲載荷m=6
K1---齒向載荷分布系數(shù)，K1=1
K2---動載荷系數(shù)，K2=1
K3---工作狀況系數(shù)，K3=1.1
基本組的接觸疲勞齒輪模數(shù): mj=16300mm=2.3
彎曲疲勞齒輪模數(shù): mω=275mm=1.8
所以標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5
第一擴大組:i=2.82 nⅡ=900r/min
mj=16300mm=2.18
mω=275mm=2.4
所以標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3
第二擴大組: i=4 nⅡ=160r/min
mj=16300mm=2.78
mω=275mm=3.5
所以標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3.5
4.1.3 計算各軸之間的中心距
根據(jù)中心距公式a=(z1+z2) （4-4）
(1) Ⅰ～Ⅱ軸a=
(2) Ⅱ～Ⅲ軸a=mm
(3) Ⅲ～Ⅳ軸a=
4.2 三角帶傳動的計算
(1) 確定三角帶速度
已知選用三角形B型帶輪
確定帶的速度
=m/s= （4-5）
(2) 初定中心距A0
帶輪的中心距，通過機床總體布局初步選定，一般可以在下列范圍內(nèi)選??；
A0=
中心距過小，將降低帶的壽命；中心距過大時，會引起帶振動。
(3) 確定三角帶的計算長度L0只內(nèi)周長LN
三角帶的計算長度是通過三角帶截面重心的長度。
L0=2A0+(D1+D2)+mm =1432.9mm （4-6）
(4) 確定實際中心距A
A的精確值為
A=A0+mm=
(5) 驗算小帶輪包角α1
α1=180°-57.3°≥120°
如果α1過小，應(yīng)加大中心距或加張緊裝置。
(6) 確定三角帶根數(shù)Z
Z= （4-7）
（4-7）式中：N0——單根三角帶在α=180°，特定長度，平穩(wěn)工作情況下傳遞的功率值
C1——包角系數(shù)
Z==2.1
所以取根數(shù)Z=3
4.3 傳動軸的估算和齒輪尺寸的計算
4.3.1確定各軸的直徑
公式mm （4-8）
(1) 轉(zhuǎn)動軸的直徑
（4-8）式中： N=NdηkW
Nd__電機額定功率；
η——從電機到該傳動軸之間傳動件的傳動效率的乘積
n1——該傳動軸的計算轉(zhuǎn)速r/min
計算轉(zhuǎn)速nJ是傳動件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速，各傳動件的計算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸得計算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動關(guān)系而確定，而中型車，銑床主軸的計算轉(zhuǎn)速為；
[]——每米長度上的轉(zhuǎn)角（deg/m），可根據(jù)傳動軸的要求選取。
N=
mm=91=
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選d=30mm
[] 由表可知道1.4
(2) Ⅱ軸的直徑
mm=24.96mm
選d=35mm
(3) Ⅲ軸的直徑
mm=37.87mm
選d=40mm
(4) 主軸的直徑根據(jù)書中范圍選擇75mm
4.3.2 計算各齒輪的尺寸
齒輪分度圓直徑公式d=mz
ha=ha*m
齒頂圓直徑 da=d+zha
齒根圓直徑 df=d-2hf
(1) Ⅰ～Ⅱ軸間的齒輪尺寸
m=2.5 a=90mm 齒頂高ha=ha*m =2.5mm 齒根高度 hf=(ha*+c*)m=3.1mm
經(jīng)常齒制ha*=1 c*=0.25
? z1=z2=36
d1=d2=90mm
b=20mm
齒頂圓直徑 da1=95mm=da2
齒根圓直徑 df1=84mm=df2
? z1=24 z2=48
d1 =60mm d2 =120mm
b=20mm
da1=65mm da2=125mm
df1=54mm df2=114mm
? z1=30 z2=42
d1 =75mm d2 =105mm
b=20mm
da1=80mm da2=110mm
df1=69mm df2=99mm
(2) Ⅱ～Ⅲ軸間的齒輪尺寸
m=3 a=126mm ha=3 hf=3.75
? z3=42 z4=42
d1=d2=mz=3 42=126mm
b=20mm
da1=da2=126+7=132mm
df1=df2=126-8.8=118.5
? z3=22 z4=62
d1=223=66mm d2=623=186mm
b=20mm
da1=72mm da2=192mm
df1=58.5mm df2=178.5mm
(3) Ⅲ～Ⅳ軸間的齒輪尺寸
m=3.5 a=157.5mm
? z5=60 z6=30 ha=3.5 hf=4.4
d1=210mm d2=105mm b=25mm
da1=217mm da2=112mm
df1=202mm df2=97mm
? z5=18 z6=72
d1=mz1=63mm d2=mz2=252mm
ha=35 hf=4.4
da1=d1+2ha=70mm da2=259mm
df1=d1-2hf=54mm df2=250mm b=25mm
第5章 主軸部件的驗算
在設(shè)計主軸組件時，主軸的跨距希望是合理跨距，但由于結(jié)構(gòu)，限制，主軸的實際跨距往往不等于合理跨距，為此要對主軸組件進行驗算，對一般的機床全部軸主要進行剛度驗算，通常如果能滿足剛度要求也就能滿足強度要求[6][11]。
5.1 驗算主軸軸端的位移ya
(1) 主軸的支承簡化
跨距 L=e++L+=13+652+20=685mm
(2) 主軸的受力分析
主軸受到切削力，傳動力的作用。
切削力是一個空間力,有Px,Py,Pz等分力，設(shè)總的切削力為P1傳動力也定空間力有ax，ay，az，主軸上連有一個齒輪，主要把主軸運動傳給進給箱，
這齒輪主要是傳遞運動而不是傳遞動力，因此可以忽略不計。
根據(jù)上述各力的作用，主要受彎矩和扭矩的作用。除此之外還受運動拉力和壓力作用，但這個時候彎矩和扭矩要小的多，可以忽略不計，所以通?？靠紤]到以上受力情況，可以簡化，以下的受力圖。
Q為傳動力
P為總切削力
M是力矩曲PX引起
為了計算方便，認為Q和P車同一個平面
x=13+491.5+17.5=522mm
(3) 確定切削力和傳動力的作用類
前支承到主軸端部的距離，切削力的作用點，與前支承之間的距離
S=a+0.4H
H為普通車床的中心高 a=100mm
從以上受力圖以看出主軸端部的彎形由三部分組成。
第一部分 Px=引起的變形
第二部分 Q力引起的變形
第三部分 M力引起的變形
由三部分增加起來，以得出齒輪A點總的度yA為
yA= （5-1）
? 確定P的大小
主軸計算傳遞
N主軸傳遞的功率
P=
D最大切削力估算直徑為320mm
P==3356N
e確定a力
a=1.12圓周
a圓周= M扭=
d分度=252mm
a圓周==4261N
a=1.12圓周=4687N
E:主軸材料的彈性模量，一般用鋼
E=20.6 104N/mm2
J：主軸載面慣性
J==4344037
M=（0.3～0.35）Pa=0.3 3356 100=100680
yA=
==0.0058
要求[yA,ymax]
ymax=0.0002L=0.0002*685=0.137yA<[ymax]符合要求
5.2 前軸承的轉(zhuǎn)角及壽命的驗算
5.2.1 驗算前軸承處的轉(zhuǎn)角θβ
θβ= （5-2）
= =
要求aB
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