《機(jī)械制造裝備》課程設(shè)計(jì)

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1、精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 學(xué)生姓名： xx 學(xué) 號(hào)： 3108040104xx 學(xué) 院： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 題 目： 《機(jī)械制造裝備》課程設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 職稱: 2011年12月20日 河南理工大學(xué) 《機(jī)械制造裝備》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、課程設(shè)計(jì)目的：

2、 通過本課程設(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(hào)，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。 二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容： 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。 （1）電動(dòng)機(jī)的選擇 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(hào)和轉(zhuǎn)速； （

3、2）運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 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； （3）動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 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)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； （4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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。 （5）主要零件的驗(yàn)算 根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和載荷情況，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

4、命（若系統(tǒng)比較復(fù)雜，此項(xiàng)內(nèi)容可略去）。 （6）根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果，對(duì)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； （7）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 三、課程設(shè)計(jì)任務(wù)： （1）每個(gè)學(xué)生在1.5周內(nèi)必須完成對(duì)中等尺寸車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)： （2）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(hào)、明細(xì)表等。 （3）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，必須按照設(shè)計(jì)過程分章節(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（

5、按版面約25頁(yè)計(jì)算）。 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(yǔ) 四、時(shí)間安排： 設(shè)計(jì)時(shí)間共計(jì)7.5天，其中收集資料1天，總體方案設(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。 五、主要參考資料： 1、《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1995 2、《機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè)》，上海科技出版社，1988 3、《機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，1986 4、《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》，各種版本 4、《機(jī)械制造裝備

6、設(shè)計(jì)》，各種版本 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 機(jī)床裝備課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)條件 序號(hào) 電機(jī)功率P 電機(jī)轉(zhuǎn)速n0 主軸最低轉(zhuǎn)速nmin 公比φ 轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)z 1 3 1450 20 1.26 8 2 3 1450 30 1.41 8 3 3 1450 40 1.26 8 4 3 1450 80 1.41 12 5 3 1450 90 1.26 12 6 3 1450 100 1.41 12 7 4 1450 20 1.26 8 8 4 1450 30 1.41

7、 8 9 4 1450 40 1.26 8 10 4 1450 80 1.41 12 11 4 1450 90 1.26 12 12 4 1450 100 1.41 12 13 5 1450 20 1.26 8 14 5 1450 30 1.41 8 15 5 1450 40 1.26 8 16 5 1450 80 1.41 12 17 5 1450 90 1.26 12 18 5 1450 100 1.41 12 19 5.5 1450 20 1.26 8 2

8、0 5.5 1450 30 1.41 8 21 5.5 1450 40 1.26 8 22 5.5 1450 80 1.41 12 23 5.5 1450 90 1.26 12 24 5.5 1450 100 1.41 12 25 7.5 1450 20 1.26 8 26 7.5 1450 30 1.41 8 27 7.5 1450 40 1.26 8 28 7.5 1450 80 1.41 12 29 7.5 1450 90 1.26 12 30 7.5 1450

9、100 1.41 12 目 錄 一、 前言 1 1.1金屬切削機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 1 1.2機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的 1 1.3車床的規(guī)格系列和用處 1 1.4 操作性能要求 2 二、參數(shù)的確定 2 2.1 確定轉(zhuǎn)速范圍 2 2.2 主電機(jī)選擇 2 三、傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2 3.1 主傳動(dòng)方案擬定 2 3.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 3 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 3.2.2 傳動(dòng)式的擬定 3 3.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定 3 3.3轉(zhuǎn)速圖的擬定 4 四、 傳動(dòng)件的估算 5 4.1 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算 7 4.2

10、 傳動(dòng)軸的估算 7 4.2.1 傳動(dòng)軸直徑的估算 7 4.3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算 9 4.3.1 齒輪齒數(shù)的確定 9 4.3.2 齒輪模數(shù)的計(jì)算 10 4.3.4齒寬確定 16 4.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 4.5 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算 20 五、動(dòng)力設(shè)計(jì) 23 5.1主軸剛度驗(yàn)算 23 5.1.1 選定前端懸伸量C 23 5.1.2 主軸支承跨距L的確定 23 5.1.3 計(jì)算C點(diǎn)撓度 23 5.2 齒輪校驗(yàn) 27 六、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 29 6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 29 6.2 展開圖及其布置 29 6.

11、3 齒輪塊設(shè)計(jì) 28 6.3.1其他問題 30 6.4 主軸組件設(shè)計(jì) 31 七、結(jié)束語(yǔ) 30 八、參考文獻(xiàn) 32 【精品文檔】第 26 頁(yè) 1、 前言 1.1緒論 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

12、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

13、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。 1.2機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的 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

14、，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 1.3車床的規(guī)格系列和用處 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(jiǎn)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。 表1 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù) 序號(hào) 電機(jī)功率 N（kw） 正轉(zhuǎn)最高轉(zhuǎn)速 Nmax ( ) 主軸最低轉(zhuǎn)速nmin ( ) 公比 轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z 25 7.5 1450 20 1.26 8 1.4 操作性能要求 1）具有皮帶輪卸荷裝置 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 3

15、）主軸的變速由變速手柄完成 2.1 確定轉(zhuǎn)速范圍 查金屬切削機(jī)床表4-2得：20r/min，25r/min，31.5r/min，40r/min，40r/min，63r/min，80r/min，100r/min 2.2 主電機(jī)選擇 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。 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2.2 ，η=0.87。 三、傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3.1 主傳動(dòng)方案擬定 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)

16、傳動(dòng)系統(tǒng)的確定。傳動(dòng)型式則指?jìng)鲃?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、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。 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。 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)型式的主軸變速箱。 3.2 傳動(dòng)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)對(duì)于分析和選擇簡(jiǎn)單

17、的串聯(lián)式的傳動(dòng)不失為有用的方法，但對(duì)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。 3.2.1 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目 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。即 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： ，可以有三種方案： 8=4×2；8=2×4；8=2×2×2； 3.2.2 傳動(dòng)式的擬定 8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。 主軸對(duì)加工精度、表面粗

18、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。 綜上所述，傳動(dòng)式為8=2×2×2。 3.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定 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(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： 8=222 3.3轉(zhuǎn)速圖的擬定 圖1正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖 圖2主傳動(dòng)系圖 四、 傳動(dòng)件的估算 4.1 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算 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(jiǎn)單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比

19、傳動(dòng)。 (1)選擇三角帶的型號(hào) 根據(jù)公式： 式中P---電動(dòng)機(jī)額定功率，--工作情況系數(shù) 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，。 (2)確定帶輪的計(jì)算直徑， 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 由公式 式中： -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。 所以，由《機(jī)械設(shè)計(jì)A》表8-7取園整為400mm。 (3)確定三角帶速度 按公式

20、 (4)初定中心距 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. (5)三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度 L=2800mm (6)驗(yàn)算三角帶的撓曲次數(shù) ，符合要求。 (7)確定實(shí)際中心距 (8)驗(yàn)算小帶輪包角,主動(dòng)輪上包角合適。 (9)確定三角帶根數(shù) 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式8-22得 傳動(dòng)比 查表8-5c，8-5d 得= 0.17KW,= 1.32KW 查表8-5，=0.96；查表8-

21、2，=1.11 所以取z=6 根 (10)計(jì)算預(yù)緊力 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4，q=0.1kg/m 4.2 傳動(dòng)軸的估算 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。 4.2.1 傳動(dòng)軸直徑的估算 根據(jù)公式， ①Ⅰ軸的直徑：取 取40mm ②Ⅱ軸的直徑：取 取45mm ③Ⅲ軸的直徑：取 取60

22、mm ③Ⅳ軸的直徑：取 由材料力學(xué)知，主軸軸端部的剛度與截面慣性矩成正比， 即： 式中： 據(jù)上式可得出主軸孔徑對(duì)偶剛度影響的 ，有圖可 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(hào)錐孔。初步設(shè)定主軸孔徑d=60mm，主軸孔徑與外徑比為0.67。 初步設(shè)定主軸孔徑d=60mm，主軸孔徑與外徑比為0.67，即取外徑90mm 其中：P-電動(dòng)機(jī)額定功率（k

23、W）； -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； -該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（）； -傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角（）。 -傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角（）。 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5-3

24、-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。 4.3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算 4.3.1 齒輪齒數(shù)的確定 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。 第一組齒輪： 傳動(dòng)比：, 查《機(jī)械制造裝備設(shè)

25、計(jì)》表3-6，齒數(shù)和取72 =24，=48，=44,=28； 第二組齒輪： 傳動(dòng)比：，， 齒數(shù)和取73： ，，,； 第三組齒輪： 傳動(dòng)比：, 齒數(shù)和取75： ，，，; 4.3.2 齒輪模數(shù)的計(jì)算 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(jiǎn)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)。 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

26、度選用7級(jí)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： 根據(jù)【5】表7-17；有公式： ①齒面接觸疲勞強(qiáng)度： ②齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： ⑴、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。 ①齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 其中: -公比 ； = 2； P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.967.5=7.2KW； -齒寬系數(shù)=； -齒輪許允接觸應(yīng)力，由【5】圖7-6按MQ線查取; -計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; K-載荷系數(shù)取1.2。 =650MPa， 根據(jù)【6】表

27、10-4將齒輪模數(shù)圓整為5mm 。 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.967.5=7.2KW； -齒寬系數(shù)=； -齒輪許允齒根應(yīng)力，由【5】圖7-11按MQ線查取； -計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; K-載荷系數(shù)取1.2。 根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為3mm 。 ∵所以 于是變速組a的齒輪模數(shù)取m = 5mm，b = 40mm。 軸Ⅰ上主動(dòng)輪齒輪的直徑： 軸Ⅱ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： ⑵、b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。 齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 其中:

28、-公比 ； =2.51； P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.9227.5=6.915KW； -齒寬系數(shù)=； -齒輪許允接觸應(yīng)力，由【5】圖7-6按MQ線查取; -計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; K-載荷系數(shù)取1.2。 =650MPa， 根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為8mm 。 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P =0.9227.5=6.915KW； -齒寬系數(shù)=； -齒輪許允齒根應(yīng)力，由【5】圖7-11按MQ線查?。? -計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;

29、 K-載荷系數(shù)取1.2。 根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為6mm 。 ∵所以 于是變速組b的齒輪模數(shù)取m =8mm，b = 40mm。 軸Ⅱ上主動(dòng)輪齒輪的直徑： 軸Ⅲ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： （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。 齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 其中: -公比 ； =3.16； P-齒輪傳遞的名義功率；P =0.8857.5=6.54KW -齒寬系數(shù)=； -齒輪許允接觸應(yīng)力，由【5】圖7-6按MQ線查取; -計(jì)算

30、齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; K-載荷系數(shù)取1.2。 =650MPa， 根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為8mm 。 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P =0.8857.5=6.64KW -齒寬系數(shù)=； -齒輪許允齒根應(yīng)力，由【5】圖7-11按MQ線查??； -計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; K-載荷系數(shù)取1.2。 根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為6mm 。 ∵所以 于是變速組b的齒輪模數(shù)取m =8mm，b = 80mm。 軸Ⅲ上主動(dòng)輪齒輪的直徑： 軸Ⅳ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： ⑷、標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù)：

31、從【7】表5-1查得以下公式 齒頂圓直徑 ； 齒根圓直徑； 分度圓直徑 ； 齒頂高 ； 齒根高 ； 齒輪的具體值見表 表5.1齒輪尺寸表 （單位：mm） 齒輪 齒數(shù) z 模數(shù) 分度圓直徑d 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒頂高 齒根高 ⒈ 24 5 120 130 107.5 5 6.25 ⒉ 48 5 240 250 227.5 5 6.25 ⒊ 44 5 220 230 207.5 5 6.25 ⒋ 28 5 140 150 127.5 5 6.25 ⒌ 28 8 22

32、4 240 204 8 10 ⒍ 45 8 360 376 340 8 10 ⒎ 21 8 168 184 148 8 10 ⒏ 52 8 416 432 396 8 10 ⒐ 33 8 264 280 244 8 10 ⒑ 42 8 336 352 316 8 10 ⒒ 18 8 144 160 124 8 10 ⒓ 57 8 456 472 436 8 10 4.3.3各軸間的中心距的確定： 4.3.4齒寬確定 由公式得： ①Ⅰ軸主動(dòng)輪齒輪； ②Ⅱ軸主動(dòng)輪齒輪

33、； ③Ⅲ軸主動(dòng)輪齒輪； 一般一對(duì)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）。 所以：， ， 4.4齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 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） 結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算如下： ①齒輪6結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算，

34、，C取16mm。 ②齒輪8結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算; ，C取16cm。 ③齒輪9結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 ，C取24cm。 ④齒輪10結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 ，C取20mm。 ⑤齒輪12結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 ，C取20cm。 4.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ⑴、帶輪的材料 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)采用鑄鋁或塑料。 ⑵、帶輪結(jié)構(gòu)形式 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)

35、直徑（d為安裝帶輪的軸的直徑，mm）時(shí)?？梢圆捎脤?shí)心式，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。 帶輪寬度：。 分度圓直徑： 。 其他尺寸見帶輪零件圖。 ⑶、V帶輪的論槽 V帶輪的輪槽與所選的V帶型號(hào)向?qū)?yīng)，見【4】表8-10. mm 槽型 與相對(duì)應(yīng)得 A 11.0 2.75 8.7 9 — — 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。 V帶安裝到輪槽中以后，

36、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)直徑到帶輪外圓和底部的最小高度。 輪槽工作表面的粗糙度為。 ⑷、V帶輪的技術(shù)要求 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(duì)輪緣、凸臺(tái)、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。 4.5 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算 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)。 按扭矩選擇，即： 根據(jù)【

37、15】和【14】表6-3-20， ①計(jì)算轉(zhuǎn)矩， 查【15】表6-3-21得 ②摩擦盤工作面的平均直徑 式中d為軸的直徑。 ③摩擦盤工作面的外直徑 ④摩擦盤工作面的內(nèi)直徑 ⑤摩擦盤寬度b ⑥摩擦面對(duì)數(shù)m，查【15】表6-3-17，摩擦副材料為淬火鋼，對(duì)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℃. ∴m圓整為11. ∴摩擦面片數(shù)z=11+1=12. ⑦摩擦片脫開時(shí)所需的間隙，因?yàn)椴捎脻袷剿? ⑧許用傳遞轉(zhuǎn)矩 因?yàn)? ⑨壓緊力Q ⑩摩擦面壓強(qiáng)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)

38、形式見【14】表22.7-7圖（a）。 表5.2 特征參數(shù) 圖 號(hào) 許用轉(zhuǎn)距 重量/kg 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/ 接合 力/N 脫開 力/N 內(nèi)部 外部 圖a 120 4.7 0.0035 0.0050 170 100 表5.3 主要尺寸 圖 號(hào) 許用轉(zhuǎn)矩 D A B c E F G 閉 式 開 式 圖a 120 18 32 - 108 100 18 32 60 45 70 表5.4 主要尺寸 圖 號(hào) H J L R S a 圖a 85 47

39、51 81 152 65 64 35 - 10 20 11 五、動(dòng)力設(shè)計(jì) 5.1主軸剛度驗(yàn)算 5.1.1 選定前端懸伸量C 主軸懸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(rùn)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(zhǎng)度。 5.1.2 主軸支承跨距L的確定 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=750mm。 5.1.3 計(jì)算C點(diǎn)撓度 計(jì)算C點(diǎn)

40、撓度 ⑴、當(dāng)量切削力F的計(jì)算 考慮機(jī)械效率，主軸最大輸出轉(zhuǎn)距. 床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的50到60%,即加工工件直徑取為160mm,則半徑為0.08. 前后支撐力分別設(shè)為,. ⑵、驅(qū)動(dòng)力Q的計(jì)算 其中： 所以 ⑶、軸承剛度的計(jì)算 1）軸承類型選擇 主軸前軸承有兩種常用的類型： 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(jiǎn)單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低一些。 與雙列短圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的軸承有三種： 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

41、圓柱滾子軸承小一些。在使用中，這種軸承不承受徑向力。 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。 向心推力球軸承。允許的極限轉(zhuǎn)速高，但承載能力低，主要用于高速輕載的機(jī)床。 2）軸承的配置 大多數(shù)機(jī)床主軸采用兩個(gè)支撐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。 軸承配

42、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(zhǎng)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。 在配置軸承時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ① 每個(gè)支撐點(diǎn)都要能承受經(jīng)向力。 ② 兩個(gè)方向的軸向力應(yīng)分別有相應(yīng)的軸承承受。 ③ 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。 3）軸承的精度和配合 主軸軸承精度要求比一般傳動(dòng)軸高。前軸承的誤差對(duì)主軸前端的影響最大，所以前軸承的精度一般比后軸承選擇高一級(jí)。 普通精度級(jí)機(jī)床的主軸，前軸承的選或級(jí)，后軸承選或級(jí)。選擇軸承的精度時(shí)，既要考慮機(jī)床精度要

43、求，也要考慮經(jīng)濟(jì)性。 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。 1） 軸承間隙的調(diào)整 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(duì)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。 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

44、滾子軸承內(nèi)圈相對(duì)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。 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(zhǎng)，誤差的影響越小。 螺母端面對(duì)螺紋中心線垂直度、軸上和孔上套簡(jiǎn)兩端平行度等均有嚴(yán)格的精度要求。 軸承的選擇： Ⅰ軸： 6208 D=80 B=18 深溝球軸承 Ⅱ軸： 7209B D=85 B=19 角接觸球軸承 Ⅲ軸： 7012C D=95 B=18 角接觸球軸承 選擇主軸的軸承

45、 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NN3020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。 ⑷、確定彈性模量E、慣性距I、和長(zhǎng)度a、b、s。 ①軸的材產(chǎn)選用40Cr， ②主軸的慣性距I為： 主軸C段

46、的慣性距Ic可近似地算： ④根據(jù)齒輪、軸承寬度以及結(jié)構(gòu)需要，取b=54mm ⑸、只考慮F力作用在主軸前端時(shí)軸端的位移， ⑹、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； ⑺、求主軸前端C點(diǎn)的終合撓度 綜合撓度； 又； 因?yàn)?，所以此軸滿足要求。 5.2 齒輪校驗(yàn) 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。 齒輪11的齒數(shù)為21，模數(shù)為8，齒輪的應(yīng)力： 1）接觸應(yīng)力： u----大齒輪齒數(shù)與小

47、齒輪齒數(shù)之比； ---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) 查《機(jī)械裝備設(shè)計(jì)》表10-4及圖10-8及表10-2分布得 假定齒輪工作壽命是48000h，故應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 查《機(jī)械裝備設(shè)計(jì)》圖10-18得，所以： 2） 彎曲應(yīng)力： 查《金屬切削手冊(cè)》有Y=0.378，代入公式求得：=158.5Mpa 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? ，故滿足要求，另外兩齒輪計(jì)算方法如上，均符合要求。 六、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 設(shè)

48、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(rùn)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。 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。 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。 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。 6.2

49、展開圖及其布置 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。 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)。 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。 6

50、.3 齒輪塊設(shè)計(jì) 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)充分考慮這些問題。 齒輪塊的結(jié)構(gòu)形式很多，取決于下列有關(guān)因素： 1） 是固定齒輪還是滑移齒輪； 2） 移動(dòng)滑移齒輪的方法； 3） 齒輪精度和加工方法； 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。 工作平穩(wěn)性

51、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)。 不同精度等級(jí)的齒輪，要采用不同的加工方法，對(duì)結(jié)構(gòu)要求也有所不同。 6.3.1其他問題 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。 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。 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。 6.4 主軸組件設(shè)計(jì) 主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。安裝工件（

52、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。 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。 1） 內(nèi)孔直徑 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(shì)。 2） 軸頸直徑 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。 3） 前錐孔直徑 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。 4） 支

53、撐跨距及懸伸長(zhǎng)度 為了提高剛度，應(yīng)盡量縮短主軸的外伸長(zhǎng)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(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。 七、總結(jié) 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。 在此過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，使我加深了對(duì)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(duì)以后的學(xué)習(xí)和工作都有積極的意義。 課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)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)

54、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(shí)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)，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

55、單獨(dú)設(shè)計(jì)主軸箱的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)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)。 八、參考文獻(xiàn) [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 [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 [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. [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 [5] 周開勤主編. 機(jī)械零件手冊(cè).高等教育出版社. 2001 [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 [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 [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 [9] 孫恒 陳作模主編.機(jī)械原理.高等教育出版社.北京.2001 [10]唐金松主編.簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).上海科技技術(shù)出版社.上海.1992.06