【正文】 ...........39 其他問題 ............................................................................................................40 傳動軸的設(shè)計 ......................................................................................................40 主軸組件設(shè)計 ......................................................................................................42 各部分尺寸的選擇 ......................................................................................42 主軸軸承 ......................................................................................................43 主軸與齒輪的連接 ......................................................................................45 潤滑與密封 ..................................................................................................45 其他問題 ......................................................................................................46 ...........................................................................................................................46 .......................................................................................................................49第 4 頁 共 41 頁 機床主軸箱課程設(shè)計的目的 設(shè)計任務(wù)和主要技術(shù)要求擬定 機床主軸箱課程設(shè)計的目的機床課程設(shè)計，是在學(xué)習(xí)過課程《機械制造裝備設(shè)計》之后進行的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的在于通過機床運動機械變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使學(xué)生在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計構(gòu)思，方案分析，結(jié)構(gòu)工藝性，機械制圖，零件計算，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)計思想，掌握基本的設(shè)計方法，并培養(yǎng)學(xué)生具有初步的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力。 設(shè)計任務(wù)和主要技術(shù)要求普通機床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設(shè)計時應(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)計的是普通型車床主軸變速箱。主要用于加工回轉(zhuǎn)體。車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)：1 床身上最大工件的回轉(zhuǎn)直徑為 400mm。2 主軸最大轉(zhuǎn)速為 750r/min,最小轉(zhuǎn)速為 24r/min。3 變速范圍 Rn=314 公比為 5 轉(zhuǎn)速級數(shù)為 86 電動機規(guī)定為 額定功率為 3KW 額定轉(zhuǎn)速為 1420r/min 確定極限轉(zhuǎn)速第 5 頁 共 41 頁 主電機選擇計 主傳動方案擬定 nR?miax ??zn? 因為 K=，Rd=～ ∴ =KD=500=250mmmaxdin= =（～） =50～ 又∵ =43～51 ∴ minax/~2./innr? min0954Vd?? 主電機選擇合理的確定電機功率，使機床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機經(jīng)常輕載而降低功率因素。已知異步電動機的轉(zhuǎn)速有 3000 、1500 /minr/inr、1000 、750 ，已知 是 ，根據(jù) 《車床設(shè)/minr/inr額P計手冊》附錄表 2 選 Y132M4，額定功率 ，滿載轉(zhuǎn)速 1440 kw， 。 ?? 主傳動方案擬定擬定傳動方案，包括傳動型式的選擇以及開停、幻想、制動、操縱等整個傳動系統(tǒng)的確定。傳動型式則指傳動和變速的元件、機構(gòu)以及組成、安排不同特點的傳動型式、變速類型。~2./r?電機：Y132M4，額定功率 ，滿kw載轉(zhuǎn)速 1440 ，minr。 ??第 6 頁 共 41 頁 傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目 傳動式的擬定 結(jié)構(gòu)傳動方案和型式與結(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，確定傳動方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟等多方面統(tǒng)一考慮。傳動方案有多種，傳動型式更是眾多，比如：傳動型式上有集中傳動，分離傳動；擴大變速范圍可用增加傳動組數(shù)，也可用背輪結(jié)構(gòu)、分支傳動等型式；變速箱上既可用多速電機，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)計中，我們采用集中傳動型式的主軸變速箱。 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)對于分析和選擇簡單的串聯(lián)式的傳動不失為有用的方法，但對于分析復(fù)雜的傳動并想由此導(dǎo)出實際的方案，就并非十分有效。 確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目級數(shù)為 Z 的傳動系統(tǒng)由若干個順序的傳動組組成，各傳動組分別有 、 、……個傳動副。即 ?? ??321Z?傳動副中由于結(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： ，可以有多種方案，例： baZ???18=332；18=2322；18=23[1+211]；18=23[121] 傳動式的擬定 18 級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組，選擇傳動組安排方式時，考慮到機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，為減少軸向尺寸，第一傳動組的傳動副數(shù)不能多，以 2 為宜。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。最后一個傳動組的傳動副常選用 2。第 7 頁 共 41 頁式的擬定 轉(zhuǎn)速圖的擬定綜上所述，傳動式為 18=2322。 結(jié)構(gòu)式的擬定對于 18=2322 傳動式，有 2 種結(jié)構(gòu)式和對應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為： 612218??? ( ：內(nèi)輪+ 背輪， ：重復(fù) 6 級) 6612? ( ：重復(fù) 6 級) 312? 由于本次設(shè)計的機床 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 ( ：內(nèi)輪+ 背輪， ：重復(fù) 6 級)6122138???6612?的方案。 轉(zhuǎn)速圖的擬定正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖：初選 61238???第 8 頁 共 41 頁4. 傳動件的估算 三角帶傳動的計算4. 傳動件的估算 三角帶傳動的計算三角帶傳動中，軸間距 A 可以加大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動，使傳動平穩(wěn)。帶輪結(jié)構(gòu)簡單，但尺寸大，機床中常用作電機輸出軸的定比傳動。(1)選擇三角帶的型號 根據(jù)公式 ???第 9 頁 共 41 頁式中 P電動機額定功率， 工作情況系數(shù) aK查《機械設(shè)計》圖 88 因此選擇 B 型帶。(2)確定帶輪的計算直徑 ，?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 不宜過小，即 。查《機械設(shè)計》 表 8?min??3，87 取主動輪基準(zhǔn)直徑 =125 。由公式 12Dn?式中： ?n小帶輪轉(zhuǎn)速， 大帶輪轉(zhuǎn)速，所以?n，由《機械設(shè)計 A》表 87 取園整為2140528Dm??250mm。(3)確定三角帶速度按公式 ????因為 5m/minV25 m/min,所以選擇合適。 (4)初步初定中心距帶輪的中心距，通常根據(jù)機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)驗公式 ???????即： 750mm取 = (5)三角帶的計算基準(zhǔn)長度 ?L?????????????ADAL? ??20 ???選擇 B 型帶=125?Dm250?=600mm0A??第 10 頁 共 41 頁 傳動由《機械設(shè)計》表 82，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計算長度 180Lm?(6)驗算三角帶的撓曲次數(shù) ??次符合要求。 (7)確定實際中心距 ????（ ）(8)驗算小帶輪包角 ???????，主動輪上包角合適。(9)確定三角帶根數(shù) Z根據(jù)《機械設(shè)計》式 822 得:0calpzk????傳動比: 124/??查表 85c，85d 得 = , = ?0查表 88， =；查表 82， =?lk ??????所以取 根(10)計算預(yù)緊力查《機械設(shè)計》表 84，q=Z3?第 11 頁 共 41 頁軸的估算 主軸的計算轉(zhuǎn)速 各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速 各軸直徑的估算20 ????????????(11)計算壓軸力 )()(0mimin??? 傳動軸的估算傳動軸除應(yīng)滿足強度要求外，還應(yīng)滿足剛度的要求，強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。機床主傳動系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。因此疲勞強度一般不失是主要矛盾，除了載荷很大的情況外，可以不必驗算軸的強度。剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過大的變形。因此，必須保證傳動軸有足夠的剛度。 主軸的計算轉(zhuǎn)速 主軸的計算轉(zhuǎn)速是低速第一個三分之一變速范圍的最高一級轉(zhuǎn)速： min/?????? 各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速軸Ⅴ：有 18 級轉(zhuǎn)速，其中 80r/min 通過齒輪獲得63r/min，剛好能傳遞全部功率：所以：n V =80r/min同理可得：n Ⅳ =250r/min ，n Ⅲ =630r/min ，nⅡ =630r/min,nⅠ =800r/min 各軸直徑的估算nⅣ =250r/min ，n Ⅲ =630r/min ，n Ⅱ =630r/min,nⅠ第 12 頁 共 41 頁4jPdKAmN?? 其中：P電動機額定功率 K鍵槽系數(shù) A系數(shù)?從電機到該傳動軸之間傳動件的傳動效率的乘積；jn該傳動軸的計算轉(zhuǎn)速。計算轉(zhuǎn)速 是傳動件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動件j的計算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動關(guān)系確定。