機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

《機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（57頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

目錄1.摘要·······································································32.緒論·······································································33．設(shè)計(jì)計(jì)算···································································33.1車床的規(guī)格系列和用處···················································33.2操作性能要求···························································44.主動(dòng)參數(shù)參數(shù)的擬定·························································44.1 確定傳動(dòng)公比φ·························································44.2 主電動(dòng)機(jī)的選擇·························································45.變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)·····························································45.1 主變速方案擬定··························································45.2 變速結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇·················································45.2.1 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目································55.2.2 變速式的擬定······················································55.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定······································2················55.2.4 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定······················································55.2.5 結(jié)構(gòu)式的擬定·····················································65.2.6 結(jié)構(gòu)式的擬定·····················································65.2.7 確定各變速組變速副齒數(shù)···········································85.2.8 繪制變速系統(tǒng)圖···················································96.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)··································································96.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案··········································96.2 展開(kāi)圖及其布置·························································96.3 I軸（輸入軸）的設(shè)計(jì)······················································106.4 齒輪塊設(shè)計(jì)·····························································106.5 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)···························································106.6 主軸組件設(shè)計(jì)···························································126.6.1 各部分尺寸的選擇·················································126.6.2 主軸材料和熱處理·················································126.6.3 主軸軸3承·························································126.6.4 主軸與齒輪的連接·················································136.6.5 潤(rùn)滑與密封······················································136.6.6 其他問(wèn)題·························································147.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)······························································147.1 帶輪的設(shè)計(jì)·····························································147.2 傳動(dòng)軸的直徑估算·······················································177.2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速·····················································177.2.2傳動(dòng)軸直徑的估算：確定各軸最小直徑································177.2.3 鍵的選擇·························································187.3 傳動(dòng)軸的校核···························································187.3.1 傳動(dòng)軸的校核·····················································197.3.2 鍵的校核·························································197.4 各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核···········································207.4.1 齒輪模數(shù)的確定···················································207.4.2 齒寬的確4定·······················································247.4.3 齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)···················································247.5 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)···························································257.6 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算·············································267.7 齒輪強(qiáng)度校驗(yàn)···························································287.7.1 校核 a變速組齒輪·················································297.7.2 校核 b變速組齒輪·················································307.7.3 校核 c變速組齒輪·················································317.8 軸承的選用與校核·······················································337.8.1 各軸軸承的選用···················································347.8.2 各軸軸承的校核···················································348.主軸組件設(shè)計(jì)······························································348.1 主軸的基本尺寸確定·····················································348.1.1 外徑尺寸D·······················································348.1.2 主軸孔徑d·······················································3558.1.3 主軸懸伸量a·····················································358.1.4 支撐跨距L·······················································368.1.5 主軸最佳跨距 L0的確定············································378.2 主軸剛度驗(yàn)算···························································388.2.1 主軸前支撐轉(zhuǎn)角的驗(yàn)算·············································388.2.2 主軸前端位移的驗(yàn)算···············································399.心得體會(huì)及參考文獻(xiàn)························································40第一部分 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)61.摘要普通中型車床主軸箱設(shè)計(jì)普通中型車床主軸箱設(shè)計(jì)，主要包括三方面的設(shè)計(jì)，即：根據(jù)設(shè)計(jì)題目所給定的機(jī)床用途、規(guī)格、主軸極限轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速數(shù)列公比或級(jí)數(shù)，確定其他有關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，選定主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速值；通過(guò)分析比較，選擇傳動(dòng)方案；擬定結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)，擬定轉(zhuǎn)速圖；確定齒輪齒數(shù)及帶輪直徑；繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。其次，根據(jù)機(jī)床類型和電動(dòng)機(jī)功率，確定主軸及各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速，初定傳動(dòng)軸直徑、齒輪模數(shù)，確定傳動(dòng)帶型號(hào)及根數(shù)，摩擦片尺寸及數(shù)目；裝配草圖完成后要驗(yàn)算傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、主軸、齒輪、滾動(dòng)軸承）的剛度、強(qiáng)度或壽命。最后，完成運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和動(dòng)力設(shè)計(jì)后，要將主傳動(dòng)方案“結(jié)構(gòu)化” ，設(shè)計(jì)主軸變速箱裝配圖及零件圖，側(cè)重進(jìn)行傳動(dòng)軸組件、主軸組件、變速機(jī)構(gòu)、箱體、潤(rùn)滑與密封、傳動(dòng)軸及滑移齒輪零件的設(shè)計(jì)?！娟P(guān)鍵詞】車床、主軸箱、變速系統(tǒng)、主軸組件。2.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。3.設(shè)計(jì)計(jì)算3.1車床的規(guī)格系列和用處普通機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型號(hào)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。7表 1.1 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)表工件最大回轉(zhuǎn)直徑(mm)maxD最高轉(zhuǎn)速( )maxnir最低轉(zhuǎn)速( )minir電機(jī)功率P（kW）公比 ?轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z320 1120 25 7.5 1.41 123.2 操作性能要求1）具有皮帶輪卸荷裝置2）手動(dòng)操縱雙向片式摩擦離合器實(shí)現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)及停止運(yùn)動(dòng)要求3）主軸的變速由變速手柄完成4.主動(dòng)參數(shù)參數(shù)的擬定4.1 確定傳動(dòng)公比 ?這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系列 =1.41.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 25，再每跳67P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：25，35.5，50，71，100，140，200，280，400，560，800，1120.4.2 主電動(dòng)機(jī)的選擇合理的確定電機(jī)功率 P，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。我們選取 Y132M-4型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率 7.5kW,滿載轉(zhuǎn)速 1440 ，額定轉(zhuǎn)minr矩 2.2，質(zhì)量 81kg。5.變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1 主變速方案擬定擬定變速方案，包括變速型式的選擇以及開(kāi)停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè)變速系統(tǒng)的確定。變速型式則指變速和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同特點(diǎn)的變速型式、變速類型。變速方案和型式與結(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，確定變速方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。變速方案有多種，變速型式更是眾多，比如：變速型式上有集中變速，分離變速；擴(kuò)大變速范圍可用增加變速組數(shù)，也可采用背輪結(jié)構(gòu)、分支變速等型式；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，我們采用集中變速型式的主軸變速箱。5.2 變速結(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)單的串聯(lián)式的變速不失為有用的方法，但對(duì)于分析復(fù)雜的變速并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效。5.2.1 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目數(shù)為 Z的變速系統(tǒng)由若干個(gè)順序的變速組組成，各變速組分別有 、 ……個(gè)變?Z?8速副。即 ??321Z?變速副中由于結(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： baZ???1,32,312???5.2.2 變速式的擬定12級(jí)轉(zhuǎn)速變速系統(tǒng)的變速組，選擇變速組安排方式時(shí)，考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。在Ⅰ軸如果安置換向摩擦離合器時(shí)，為減少軸向尺寸，第一變速組的變速副數(shù)不能多，以 2為宜。主軸對(duì)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)變速組的變速副數(shù)常選用 2。綜上所述，變速式為 12=2×3×2。5.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定對(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)噪聲，在升速41min?u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 。因此在主2ax? 5.2max?u變速鏈任一變速組的最大變速范圍 。在設(shè)??)10~8(.)~2(minaxma??uR計(jì)時(shí)必須保證中間變速軸的變速范圍最小。5.2.4 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定根據(jù)中間變速軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下：95.2.5 結(jié)構(gòu)式的擬定主軸的變速范圍應(yīng)等于住變速傳動(dòng)系中各個(gè)變速組變速范圍的乘積，即： inR?210?檢查變速組的變速范圍是否超過(guò)極限值時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。因?yàn)槠渌兯俳M的變速范圍都比最后擴(kuò)大組的小，只要最后擴(kuò)大組的變速范圍不超過(guò)極限值，其他變速組就不會(huì)超過(guò)極限值。??122???PXR?其中 ， ， 4.6?2，符合要求。)0~8(.12?5.2.6 結(jié)構(gòu)式的擬定繪制轉(zhuǎn)速圖⑴、選擇 Y132M-4型 Y系列籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。⑵、分配總降速變速比總降速變速比 017.4/25/min??d又電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因而增加一定比變速副。i140rd⑶、確定變速軸軸數(shù)變速軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比變速副數(shù) + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。⑷、確定各級(jí)轉(zhuǎn)速由 、 、z = 12確定各級(jí)轉(zhuǎn)速：min/25rni?4.??1120、800、560、400、280、200、140、100、71、50、35.5、25r/min。⑸、繪制轉(zhuǎn)速圖在五根軸中，除去電動(dòng)機(jī)軸，其余四軸按變速順序依次設(shè)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（主軸） 。Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ軸之間的變速組分別設(shè)為 a、b、c?，F(xiàn)由Ⅳ（主軸）開(kāi)始，確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速：① 先來(lái)確定Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速變速組 c 的變速范圍為 ，結(jié)合結(jié)構(gòu)式，]10,8[41.max6??R?10Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速只有一種可能：100、140、200、280、400、560r/min。② 確定軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速變速組 b的級(jí)比指數(shù)為 2，希望中間軸轉(zhuǎn)速較小，因而為了避免升速，又不致變速比太小，可取， ，4/1/1??i 2/14./2?ib1/3?ib軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速確定為：400、560r/min。③確定軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速對(duì)于軸Ⅰ，其級(jí)比指數(shù)為 1,可取， 2/1/1??ia41./??ia確定軸Ⅰ轉(zhuǎn)速為 800r/min。由此也可確定加在電動(dòng)機(jī)與主軸之間的定變速比 。下面畫(huà)出轉(zhuǎn)速圖8.0/?i（電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近）電動(dòng)機(jī) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅵ5.2.7 確定各變速組變速副齒數(shù)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)可以查表選取。一般zS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。查表得各種常用變速比的使用齒數(shù)。⑴、變速組 a:， ； 2/1/1??ia41./??ia11時(shí)： ……57、60、63、66、69、72、75、78……2/1/1??iazS時(shí)： ……58、60、63、65、67、68、70、72、73、77……4.2i ?z可取 84,于是可得軸 Ⅰ齒輪齒數(shù)分別為： 28、35。zS于是 ， ， 56/81?ai 9/32ai可得軸Ⅱ上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：56、49。⑵、變速組 b:各種常用變速比的使用齒數(shù), ， ,4/1/1??ib2/ib1/3?i時(shí)： ……87、89、90、91、92……i zS時(shí)： ……87、89、90、91……2/i z時(shí)： ……86、88、90、91……1?ibz可取 90，于是可得軸 Ⅱ 上兩聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為：18、30、45。zS于是 ， ， ，得軸Ⅲ上兩齒輪的齒數(shù)分別為：72/81i 60/3?ib45/2ib72，60、45。⑶、變速組 c:查表各種常用變速比的使用齒數(shù),,4/1?ic2ci時(shí)： ……、85、89、90、94、95、108……i zS時(shí)： ……84、87、89、90、108……2cz可取 108.?z為降速變速，取軸Ⅲ齒輪齒數(shù)為 22；4/1ic為升速變速，取軸Ⅳ齒輪齒數(shù)為 36。2i于是得 ,86/1?ic36/72ic得軸Ⅲ兩聯(lián)動(dòng)齒輪的齒數(shù)分別為 22，72；得軸Ⅳ兩齒輪齒數(shù)分別為 86，36。5.2.8 繪制變速系統(tǒng)圖根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動(dòng)機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖：12變 速 系 統(tǒng) 圖6.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(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(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(kāi)圖和若干張橫截面圖表示。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(wèn)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(guò)反復(fù)思考和多次修改。在正式畫(huà)圖前應(yīng)該先畫(huà)草圖。目的是：1） 布置傳動(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案。2） 檢驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無(wú)干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時(shí)改正。確定傳動(dòng)軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對(duì)位置，以確定各軸的受力點(diǎn)和受力方向，為軸和軸承的驗(yàn)算提供必要的數(shù)據(jù)。6.2 展開(kāi)圖及其布置展開(kāi)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(kāi)并將這些剖切面平整展開(kāi)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，否則齒輪無(wú)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)正向轉(zhuǎn)動(dòng)。這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大。我們采用第二種方案，通過(guò)空心軸中的拉桿來(lái)操縱離合器的結(jié)構(gòu)。總布置時(shí)需要考慮制動(dòng)器的位置。制動(dòng)器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。制動(dòng)器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上，以免制動(dòng)扭矩太大，使制動(dòng)器尺寸增大。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13體積。6.3 I軸（輸入軸）的設(shè)計(jì)將運(yùn)動(dòng)帶入變速箱的帶輪一般都安裝在軸端，軸變形較大，結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意加強(qiáng)軸的剛度或使軸部受帶輪的拉力（采用卸荷裝置） 。I 軸上裝有摩擦離合器，由于組成離合器的零件很多，裝配很不方便，一般都是在箱外組裝好 I軸在整體裝入箱內(nèi)。我們采用的卸荷裝置一般是把軸承裝載法蘭盤(pán)上，通過(guò)法蘭盤(pán)將帶輪的拉力傳遞到箱壁上。車床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時(shí)退刀。車螺紋時(shí)，換向頻率較高。實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的變換方案很多，我們采用正反向離合器。正反向的轉(zhuǎn)換在不停車的狀態(tài)下進(jìn)行，常采用片式摩擦離合器。由于裝在箱內(nèi)，一般采用濕式。在確定軸向尺寸時(shí)，摩擦片不壓緊時(shí)，應(yīng)留有 0.2～0.4 的間隙，間隙應(yīng)能調(diào)整。m離合器及其壓緊裝置中有三點(diǎn)值得注意：6）摩擦片的軸向定位：由兩個(gè)帶花鍵孔的圓盤(pán)實(shí)現(xiàn)。其中一個(gè)圓盤(pán)裝在花鍵上，另一個(gè)裝在花鍵軸上的一個(gè)環(huán)形溝槽里，并轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)花鍵齒，和軸上的花鍵對(duì)正，然后用螺釘把錯(cuò)開(kāi)的兩個(gè)圓盤(pán)連接在一起。這樣就限制了軸向和周向的兩個(gè)自由度，起了定位作用。7）摩擦片的壓緊由加力環(huán)的軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)，在軸系上形成了彈性力的封閉系統(tǒng)，不增加軸承軸向復(fù)合。8）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使加力環(huán)推動(dòng)擺桿和鋼球的運(yùn)動(dòng)是不可逆的，即操縱力撤消后，有自鎖作用。I軸上裝有摩擦離合器，兩端的齒輪是空套在軸上，當(dāng)離合器接通時(shí)才和軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。但脫開(kāi)的另一端齒輪，與軸回轉(zhuǎn)方向是相反的，二者的相對(duì)轉(zhuǎn)速很高（約為兩倍左右） 。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這點(diǎn)。齒輪與軸之間的軸承可以用滾動(dòng)軸承也可以用滑動(dòng)軸承?；瑒?dòng)軸承在一些性能和維修上不如滾動(dòng)軸承，但它的徑向尺寸小。空套齒輪需要有軸向定位，軸承需要潤(rùn)滑。6.4 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(shuō)，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(wèn)題。齒輪塊的結(jié)構(gòu)形式很多，取決于下列有關(guān)因素：一、 是固定齒輪還是滑移齒輪；二、 移動(dòng)滑移齒輪的方法；三、 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)。為了控制噪聲，機(jī)床上主傳動(dòng)齒輪都要選用較高的精度。大都是用 7—6—6，圓周速度很低的，才選 8—7—7。如果噪聲要求很嚴(yán)，或一些關(guān)鍵齒輪，就應(yīng)選 6—5—5。當(dāng)精度從 7—6—6提高到 6—5—5時(shí)，制造費(fèi)用將顯著提高。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。8級(jí)精度齒輪，一般滾齒或插齒就可以達(dá)到。147級(jí)精度齒輪，用較高精度滾齒機(jī)或插齒機(jī)可以達(dá)到。但淬火后，由于變形，精度將下降。因此，需要淬火的 7級(jí)齒輪一般滾（插）后要剃齒，使精度高于 7，或者淬火后在衍齒。6級(jí)精度的齒輪，用精密滾齒機(jī)可以達(dá)到。淬火齒輪，必須磨齒才能達(dá)到 6級(jí)。機(jī)床主軸變速箱中齒輪齒部一般都需要淬火?；讫X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(huà)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。要保證正確嚙合，齒輪在軸上的位置應(yīng)該可靠?；讫X輪在軸向位置由操縱機(jī)構(gòu)中的定位槽、定位孔或其他方式保證，一般在裝配時(shí)最后調(diào)整確定。6.5 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)軸，廣泛采用滾動(dòng)軸承作支撐。軸上要安裝齒輪、離合器和制動(dòng)器等。傳動(dòng)軸應(yīng)保證這些傳動(dòng)件或機(jī)構(gòu)能正常工作。首先傳動(dòng)軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。如撓度和傾角過(guò)大，將使齒輪嚙合不良，軸承工作條件惡化，使振動(dòng)、噪聲、空載功率、磨損和發(fā)熱增大；兩軸中心距誤差和軸芯線間的平行度等裝配及加工誤差也會(huì)引起上述問(wèn)題。傳動(dòng)軸可以是光軸也可以是花鍵軸。成批生產(chǎn)中，有專門(mén)加工花鍵的銑床和磨床，工藝上并無(wú)困難。所以裝滑移齒輪的軸都采用花鍵軸，不裝滑移齒輪的軸也常采用花鍵軸?；ㄦI軸承載能力高，加工和裝配也比帶單鍵的光軸方便。軸的部分長(zhǎng)度上的花鍵，在終端有一段不是全高，不能和花鍵空配合。這是加工時(shí)的過(guò)濾部分。一般尺寸花鍵的滾刀直徑 為 65～85 。刀Dm機(jī)床傳動(dòng)軸常采用的滾動(dòng)軸承有球軸承和滾錐軸承。在溫升、空載功率和噪聲等方面，球軸承都比滾錐軸承優(yōu)越。而且滾錐軸承對(duì)軸的剛度、支撐孔的加工精度要求都比較高。因此球軸承用的更多。但是滾錐軸承內(nèi)外圈可以分開(kāi)，裝配方便，間隙容易調(diào)整。所以有時(shí)在沒(méi)有軸向力時(shí)，也常采用這種軸承。選擇軸承的型號(hào)和尺寸，首先取決于承載能力，但也要考慮其他結(jié)構(gòu)條件。同一軸心線的箱體支撐直徑安排要充分考慮鏜孔工藝。成批生產(chǎn)中，廣泛采用定徑鏜刀和可調(diào)鏜刀頭。在箱外調(diào)整好鏜刀尺寸，可以提高生產(chǎn)率和加工精度。還常采用同一鏜刀桿安裝多刀同時(shí)加工幾個(gè)同心孔的工藝。下面分析幾種鏜孔方式：對(duì)于支撐跨距長(zhǎng)的箱體孔，要從兩邊同時(shí)進(jìn)行加工；支撐跨距比較短的，可以從一邊（叢大孔方面進(jìn)刀）伸進(jìn)鏜桿，同時(shí)加工各孔；對(duì)中間孔徑比兩端大的箱體，鏜中間孔必須在箱內(nèi)調(diào)刀，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能避免。既要滿足承載能力的要求，又要符合孔加工工藝，可以用輕、中或重系列軸承來(lái)達(dá)到支撐孔直徑的安排要求。兩孔間的最小壁厚，不得小于 5～10 ，以免加工時(shí)孔變形。m花鍵軸兩端裝軸承的軸頸尺寸至少有一個(gè)應(yīng)小于花鍵的內(nèi)徑。一般傳動(dòng)軸上軸承選用 級(jí)精度。G傳動(dòng)軸必須在箱體內(nèi)保持準(zhǔn)確位置，才能保證裝在軸上各傳動(dòng)件的位置正確性，不論軸是否轉(zhuǎn)動(dòng)，是否受軸向力，都必須有軸向定位。對(duì)受軸向力的軸，其軸向定位就更重要。15回轉(zhuǎn)的軸向定位（包括軸承在軸上定位和在箱體孔中定位）在選擇定位方式時(shí)應(yīng)注意：1） 軸的長(zhǎng)度。長(zhǎng)軸要考慮熱伸長(zhǎng)的問(wèn)題，宜由一端定位。2） 軸承的間隙是否需要調(diào)整。3） 整個(gè)軸的軸向位置是否需要調(diào)整。4） 在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈。加工和裝配的工藝性等。6.6 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（車床）或者刀具（銑床、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。6.6.1 各部分尺寸的選擇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(guò)棒料，安裝自動(dòng)卡盤(pán)的操縱機(jī)構(gòu)及通過(guò)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） 軸頸直徑前支撐的直徑是主軸上一主要的尺寸，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(lái)裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏六號(hào)錐孔。4） 支撐跨距及懸伸長(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：aL=2～3.5，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)，aLL應(yīng)選大值，軸剛度差時(shí)，則取小值?？缇?的大小，很大程度上受其他結(jié)構(gòu)的限制，常常不能滿足以上要求。安排結(jié)構(gòu)時(shí)力求接近上述要求。6.6.2 主軸材料和熱處理在主軸結(jié)構(gòu)形狀和尺寸一定的條件下，材料的彈性模量 E越大，主軸的剛度也越高，由于鋼材的 E值較大，故一般采用鋼質(zhì)主軸，一般機(jī)床的主軸選用價(jià)格便宜、性能良好的45號(hào)鋼。提高主軸有關(guān)表面硬度，增加耐磨性，在長(zhǎng)期使用中不至于喪失精度，這是對(duì)主軸熱處理的根本要求。機(jī)床主軸都在一定部位上承受著不同程度的摩擦，主軸與滾動(dòng)軸承配合使用時(shí)，軸頸表面具有適當(dāng)?shù)挠捕瓤筛纳蒲b配工藝并保證裝配精度，通常硬度為HRC40-50即可滿足要求。一般機(jī)床的主軸，淬火時(shí)要求無(wú)裂紋，硬度均勻；淬硬層深度不小于 1mm，最好 1.5-2mm,使精磨后仍能保留一點(diǎn)深度的淬硬層，主軸熱處理后變形要小。螺紋表面一般不淬火；淬火部位的空刀槽不能過(guò)深，臺(tái)階交接處應(yīng)該倒角；滲氮主軸的銳邊、棱角必須倒圓 R0.5mm,可避免滲氮層穿透剝落。6.6.3 主軸軸承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。16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 ） ，m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CDE度時(shí)，既要考慮機(jī)床精度要求，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(guò)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(guò)大的預(yù)負(fù)載對(duì)提高剛度沒(méi)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(wèn)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。6.6.4 主軸與齒輪的連接齒輪與主軸的連接可以用花鍵或者平鍵；軸做成圓柱體，或者錐面（錐度一般取1：15 左右） 。錐面配合對(duì)中性好，但加工較難。平鍵一般用一個(gè)或者兩個(gè)（相隔 180度布置） ，兩國(guó)特鍵不但平衡較好，而且平鍵高度較低，避免因齒輪鍵槽太深導(dǎo)致小齒輪輪轂厚度不夠的問(wèn)題。176.6.5 潤(rùn)滑與密封主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充分潤(rùn)滑，一般常用單獨(dú)的油管將油引到軸承處。主軸是兩端外伸的軸，防止漏油更為重要而困難。防漏的措施有兩種：1）堵——加密封裝置防止油外流。主軸轉(zhuǎn)速高，多采用非接觸式的密封裝置，形式很多，一種軸與軸承蓋之間留 0.1～0.3的間隙（間隙越小，密封效果越好，但工藝?yán)щy） 。還有一種是在軸承蓋的孔內(nèi)開(kāi)一個(gè)m或幾個(gè)并列的溝槽（圓弧形或 形） ，效果比上一種好些。在軸上增開(kāi)了溝槽（矩形或鋸齒v形） ，效果又比前兩種好。在有大量切屑、灰塵和冷卻液的環(huán)境中工作時(shí)，可采用曲路密封，曲路可做成軸向或徑向。徑向式的軸承蓋要做成剖分式，較為復(fù)雜。2）疏導(dǎo)——在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐?，使油能順利地流回到油箱?.6.6 其他問(wèn)題主軸上齒輪應(yīng)盡可能靠近前軸承，大齒輪更應(yīng)靠前，這樣可以減小主軸的扭轉(zhuǎn)變形。當(dāng)后支承采用推力軸承時(shí)，推力軸承承受著前向后的軸向力，推力軸承緊靠在孔的內(nèi)端面，所以，內(nèi)端面需要加工，端面和孔有較高的垂直度要求，否則將影響主軸的回轉(zhuǎn)精度。支承孔如果直接開(kāi)在箱體上，內(nèi)端面加工有一定難度。為此，可以加一個(gè)杯形套孔解決，套孔單獨(dú)在車床上加工，保證高的端面與孔德垂直度。主軸的直徑主要取決于主軸需要的剛度、結(jié)構(gòu)等。各種牌號(hào)鋼材的彈性模量基本一樣，對(duì)剛度影響不大。主軸一般選優(yōu)質(zhì)中碳鋼即可。精度較高的機(jī)床主軸考慮到熱處理變形的影響，可以選用 或其他合金鋼。主軸頭部需要淬火，硬度為 50～55。其他部Cr40 HRC分處理后，調(diào)整硬度為 220～250。HBS7.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)7.1 帶輪的設(shè)計(jì)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)輸出軸的定比傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1440r/min,傳遞功率 P=7.5kW,傳動(dòng)比 i=1.8，兩班制，一天運(yùn)轉(zhuǎn) 16小時(shí)，工作年數(shù) 10年。(1)、選擇三角帶的型號(hào)由【4】 表 8-7工作情況系數(shù) 查的共況系數(shù) =1.2。156PAKA故根據(jù)【4】 公式（8-21） )(0.9572.kWKAca???式中 P--電動(dòng)機(jī)額定功率， --工作情況系數(shù) AK因此根據(jù) 、 由【4】 圖 8-11普通 V帶輪型圖選用 A型。caP1n157(2)、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 ，?D?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(guò)小，?D即 。查【4】 表 8-8、圖 8-11和 表 8-6取主動(dòng)小帶輪基準(zhǔn)直徑 =125minD??157P15P18。m由【4】 公式(8-15a) 150P?????12Dn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。?n?，由【4】 表 8-8取圓整為 224mm。mD5.20).1(258042 ???? 157P(3)、驗(yàn)算帶速度 V，按【4】 式（8-13）驗(yàn)算帶的速度150P13.425109.4266ns????，故帶速合適。smvs?(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)【4】 經(jīng)驗(yàn)公式（8-20）152P)(2)(7.021021DAD???取 ??4698m??，取 0=600mm.(5)、三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ?L由【4】 公式（8-22）計(jì)算帶輪的基準(zhǔn)長(zhǎng)度158P????02121042ADAL????20 53.4657.93m????由 【4】 表 8-2，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度 180L146P(6)、驗(yàn)算三角帶的撓曲次數(shù)0.3140smvuL??次 ，符合要求。 (7)、確定實(shí)際中心距 A按【4】 公式（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距158P1900A6180752642Lm???????（ ）(8)、驗(yàn)算小帶輪包角 1?根據(jù)【4】 公式（8-25）58P，故主動(dòng)輪上包角合適。OOoAD1209.73.51012 ?????(9)、確定三角帶根數(shù) Z根據(jù)【4】 式（8-26）得158P0calpzk????查表【4】 表 8-4d由 i=1.8 和 得 0= 0.15KW,153 min14rn查表【4】表 8-5， k?=0.98；查表【4】表 8-2，長(zhǎng)度系數(shù) lk=1.0139.401.98)15.092.(????Z取 5 根(10)、計(jì)算預(yù)緊力查【4】表 8-3，q=0.1kg/m由【4】式（8-27） 20)5.2(qvkvZpFca????其中： -帶的變速功率,KW；cav-帶速,m/s；q-每米帶的質(zhì)量，kg/m；取 q=0.1kg/m。v = 1440r/min = 9.42m/s。NF 82.1564.90)98.52(4.90520 ??????⑾、計(jì)算作用在軸上的壓軸力ZQ .32.17sin.62sin10???傳動(dòng)比 1240/81.vi??20查表【4】 表 8-4a由 和 得 0p= 1.92KW152PmD125?in14rn?7.2 傳動(dòng)軸的直徑估算傳動(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(guò)大的變形。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。7.2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速⑴、確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速：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)jn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。根據(jù)【1】表 3-10，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 min/70.5r41.25n3213zmi ??????j⑵、各變速軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： ①軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速可從主軸 71r/min按 72/18的變速副找上去，軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 為3jn100r/min；②軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 為 400r/min；2jn③軸Ⅰ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 為 800r/min。1j⑶、各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速各變速組內(nèi)一般只計(jì)算組內(nèi)最小齒輪，也是最薄弱的齒輪，故也只需確定最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。① 變速組 c中，22/86 只需計(jì)算 z = 22 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 280r/min；② 變速組 b計(jì)算 z = 18的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 400r/min；③ 變速組 a應(yīng)計(jì)算 z = 28的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 800r/min。⑷、核算主軸轉(zhuǎn)速誤差min/14.5736/245/9/324/1640 rn ?????實(shí)minr標(biāo)∴ %53.4102)7(%10)( ???????標(biāo) 標(biāo)實(shí)所以合適。7.2.2傳動(dòng)軸直徑的估算：確定各軸最小直徑根據(jù)【5】公式（7-1） ， ，并查【5】表 7-13得到 取 1.??mnPdj491?????①Ⅰ軸的直徑：取 i/80,6.11rj??21??mndj 03.28196.57.9144 ??????②Ⅱ軸的直徑：取 min/40,9.0212 rnj???ndj 61.3492.575.7914 ??????③Ⅲ軸的直徑：取 in/0,80323 rnj??mndj 25.4619.579.144 ??????其中：P-電動(dòng)機(jī)額定功率（kW） ；-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（ ） ；jninr-傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角（ ） 。???mo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(jiàn)【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。根據(jù)以上原則各軸的直徑取值： ， 和m30???在后文給定， 軸采用光軸， 軸和 軸因?yàn)橐惭b滑移齒輪所以都采用花鍵軸。因???為矩形花鍵定心精度高，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，19874?TGB矩形花鍵的定心方式為小徑定心。查【15】表 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742368??為BDdN?。42?為④各軸間的中心距的確定：；)(16824)58(2)(1 mmzd??????；)(7?；08.42.15cos)86(doV??7.2.3 鍵的選擇查【4】表 6-1選擇軸 上的鍵，根據(jù)軸的直徑 ，鍵的尺寸選擇? 30~2?d22，鍵的長(zhǎng)度 L取 22。主軸處鍵的選擇同上，鍵的尺寸為78?取鍵 高鍵 寬 hb，鍵的長(zhǎng)度 L取 100。162取鍵 高鍵 寬7.3 傳動(dòng)軸的校核需要驗(yàn)算傳動(dòng)軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。驗(yàn)算傾角時(shí)，若支撐類型相同則只需驗(yàn)算支反力最大支撐處傾角；當(dāng)此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時(shí)，則齒輪處傾角不必驗(yàn)算。驗(yàn)算撓度時(shí)，要求驗(yàn)算受力最大的齒輪處，但通?？沈?yàn)算傳動(dòng)軸中點(diǎn)處撓度（誤差%3）.當(dāng)軸的各段直徑相差不大，計(jì)算精度要求不高時(shí)，可看做等直徑，采用平均直徑 進(jìn)行計(jì)1d算，計(jì)算花鍵軸傳動(dòng)軸一般只驗(yàn)算彎曲剛度，花鍵軸還應(yīng)進(jìn)行鍵側(cè)擠壓驗(yàn)算。彎曲剛度驗(yàn)算；的剛度時(shí)可采用平均直徑 或當(dāng)量直徑 。一般將軸化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁，其1d2d撓度和傾角計(jì)算公式見(jiàn)【5】表 7-15.分別求出各載荷作用下所產(chǎn)生的撓度和傾角，然后疊加，注意方向符號(hào)，在同一平面上進(jìn)行代數(shù)疊加，不在同一平面上進(jìn)行向量疊加。7.3.1 傳動(dòng)軸的校核①Ⅰ軸的校核：通過(guò)受力分析，在一軸的三對(duì)嚙合齒輪副中，中間的兩對(duì)齒輪對(duì)Ⅰ軸中點(diǎn)處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來(lái)進(jìn)行校核 NdTF mnPr 7.153)012/(86/2 860/9.905.96???? ???最大撓度： ????mEIbl3 4349222max1068. 10647.53????????;6.3974064.;124mdII MPaEE????軸 的 ；材 料 彈 性 模 量 ；式 中 ；查【1】表 3-12許用撓度 ； ??y20?。??所 以 合 格,yYB?②Ⅱ軸、Ⅲ軸的校核同上。7.3.2 鍵的校核鍵和軸的材料都是鋼，由【4】表 6-2查的許用擠壓應(yīng)力 ,取MPap120~][??其中間值， 。鍵的工作長(zhǎng)度 ，鍵與輪MPap10][?? mbLl 682??23榖鍵槽的接觸高度 。由【4】式（6-1）可得mhk5.37.05.??? MPaPaMldT pp 10][10216.3823 ?????式 中 ： ；】 表鍵 【，弱 材 料 的 許 用 擠 壓 應(yīng) 力鍵 、 軸 、 輪 轂 三 者 中 最；鍵 的 直 徑 ， ；為 鍵 的 寬 度 ，為 鍵 的 公 稱 長(zhǎng) 度 ，， 圓 頭 平 鍵鍵 的 工 作 長(zhǎng) 度 ， 為 鍵 的 高 度此 處度鍵 與 輪 轂 鍵 槽 的 接 觸 高傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 264,][ ,,,5.0,;,p ?????? MPamd mbmLbll hkkN?可見(jiàn)連接的擠壓強(qiáng)度足夠了，鍵的標(biāo)記為： 20319680?TGB鍵7.4 各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核7.4.1 齒輪模數(shù)的確定：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HmF變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過(guò) 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r280HBS：根據(jù)【5】表 7-17；有公式：①齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 32)1(1602???HPjmHznK??②齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 34FPjF⑴、a 變速組：分別計(jì)算各齒輪模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù) 28的齒輪。①齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 32)1(1602???HPjmHznK??其中: -公比 ； = 2；?P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.96 7.5=7.2KW；?-齒寬系數(shù) = ；m?m105??b-齒輪許允接觸應(yīng)力 ， 由【5】圖 7-6按 MQ線查取;HP?lim9.HP?li-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;jnK-載荷系數(shù)取 1.2。24=650MPa，limH?MPaPaP589.065???mH 14.302.71123 ???根據(jù)【6】表 10-4將齒輪模數(shù)圓整為 4mm 。② 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 3FPjmFznK???其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.96 7.5=7.2KW；?-齒寬系數(shù) = ；m?m105??b-齒輪許允齒根應(yīng)力 ， 由【5】圖 7-11按 MQ線查?。籉P?lim4.FP?li-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; jnK-載荷系數(shù)取 1.2。，MPaF30lim??FP42.1?m1.08.74301 ??根據(jù)【6】表 10-4將齒輪模數(shù)圓整為 2.5mm 。所以1FHm?4于是變速組 a的齒輪模數(shù)取 m = 4mm，b = 32mm。軸Ⅰ上主動(dòng)輪齒輪的直徑：。；； mddaa 140352821 ????軸Ⅱ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為：；； aa 96456'2'1⑵、b 變速組：確定