【正文】 8，187，，468，602，760，927， r/min==2%而%=%故符合條件同理：經(jīng)驗(yàn)算，其他各級(jí)轉(zhuǎn)速也滿足要求。傳動(dòng)系統(tǒng)圖的繪制轉(zhuǎn)速圖和齒輪齒數(shù)確定后，變速箱的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度也基本確定了（如齒輪個(gè)數(shù)，軸數(shù)，支承軸，為使變速箱的結(jié)構(gòu)緊湊，合理布置齒輪是一個(gè)重要的問題，因?yàn)樗苯佑绊懽兯傧涞某叽?，變速操作的方便性和結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可行性問題，在考慮主軸適當(dāng)?shù)闹С芯嗪蜕釛l件下，一般應(yīng)盡可能減少變速箱尺寸。這里為使變速操作的方便，提高效率采用電磁離合器操縱方式。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，繪制出傳動(dòng)系統(tǒng)圖， 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線表達(dá)式如下：電動(dòng)機(jī)I——II——III——IV—=V——VI——VIII（主軸）傳動(dòng)軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度要求。強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭轉(zhuǎn)載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求高，不允許有較大的變形因此，疲勞強(qiáng)度一般不是主要矛盾，除載荷很大的情況下，可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。剛度要求保證軸在載荷下不致產(chǎn)生過大的變形（彎曲，失穩(wěn)，轉(zhuǎn)角）。若剛度不足，軸上的零件如齒輪，軸承等將由于軸的變形過大而不能正常工作，或產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，發(fā)熱，過早磨損而失效。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。可以先扭轉(zhuǎn)剛度估算軸的直徑，畫出草圖后，再根據(jù)受力情況，結(jié)構(gòu)布置和有關(guān)尺寸，驗(yàn)算彎曲剛度。1，傳動(dòng)軸直徑的估算傳動(dòng)軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下列公式估算傳動(dòng)軸直徑：d=91mm式中：N——該傳動(dòng)軸的輸入功率N= KW——電機(jī)額定功率——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（不計(jì)該軸軸承上的效率）。——該傳動(dòng)軸的計(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)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)系而確定，而中型車，銑床主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為：（主）=——每米長(zhǎng)度上允許的扭轉(zhuǎn)角（deg/m）?？筛鶕?jù)傳動(dòng)軸的要求選取。對(duì)傳動(dòng)軸剛度要求允許扭轉(zhuǎn)角主軸一般傳動(dòng)軸較低的軸（deg/m）估算時(shí)應(yīng)注意：（1）值為每米長(zhǎng)度上允許的扭轉(zhuǎn)角，而估算的傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度往往不足1m，因此，在計(jì)算時(shí)應(yīng)按軸的實(shí)際長(zhǎng)度計(jì)算和修正，如軸為500mm，取=1deg/m則d=91 mm（2）效率y對(duì)估算軸徑d影響不大，可以忽略（3）如使用花鍵是可根據(jù)估算的軸徑 d選取相近的標(biāo)準(zhǔn)花鍵軸的規(guī)格，主軸總軸徑可參考統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定；車床608070907010595130110145升降臺(tái)銑床5090609060957510090105各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：=95 r/min=118 m/min =300 r/min=750 r./min =1450 r/min軸徑的估算：=91x==91x= =91x==91x = =91x=傳動(dòng)軸剛度的驗(yàn)算（1）軸的彎曲變形的條件和允許值機(jī)床的主傳動(dòng)軸的彎曲剛度驗(yàn)算，主要驗(yàn)算軸上裝齒輪和軸承出的撓度y和傾角。各類軸的撓度y，裝齒輪和軸承處的傾角，應(yīng)小于彎曲剛度的許用值和，即 軸的彎曲變形的允許值：軸的類型允許撓度變形部位允許傾角一般傳動(dòng)軸（~）裝軸承處，裝齒輪處 剛度要求較高的軸裝單列圓錐磙子軸承安裝齒輪的軸（~）裝滑動(dòng)軸承處安裝蝸輪的軸（~）裝單列徑向圓錐磙子軸承處（2）軸的彎曲復(fù)形計(jì)算公式：計(jì)算花鍵軸的剛度時(shí)可采用平均直徑或當(dāng)量直徑計(jì)算公式：矩形花鍵軸：平均直徑=（D+d）/2當(dāng)量直徑 =慣性矩： I= 估算：按接觸疲勞和彎曲強(qiáng)度計(jì)算次論模數(shù)比較復(fù)雜，而且有些系數(shù)只有在齒輪各參數(shù)都已知的情況先才能確定，所以只在草圖畫完之后校核用。在畫草圖之前，先估算，再選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)。齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的估算： mm齒面點(diǎn)蝕的估算：A mm其中 為大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，A為齒輪中心矩，由中心矩A及齒數(shù)，求出模數(shù)=2A/ mm根據(jù)估算所得和中較大的值，選擇相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)為：=1450r/min =695r/min =300r/min 235r/min =95r/min =273r/min =235r/min =695r/min =475r/min =118r/min =695r/min =695r/min =300r/min =300r/min =118r/min軸I—II間傳動(dòng)組齒輪模數(shù)的估算齒輪彎曲疲勞估算：=32=齒輪點(diǎn)蝕的估算：A=370x = mm=2A/=(26+54)= mm所以模數(shù)為m=3.軸II—III傳動(dòng)組齒輪模數(shù)的估算齒輪彎曲疲勞估算：=32=齒面點(diǎn)蝕估算：A=370x ==2A/=(16+39)= mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=4軸III—IV間傳動(dòng)組齒輪模數(shù)的估算齒輪彎曲疲勞估算：=32x=齒面點(diǎn)蝕估算：A=370x ==2A/=(28+37)=所以取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=4mm。軸V—VI間傳動(dòng)組齒輪模數(shù)的估算：齒輪彎曲疲勞計(jì)算，齒面點(diǎn)蝕估算：Ax==2A/=(29+29)=取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值m=5,軸VI—VII間齒輪模數(shù)的確定：齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算：齒面點(diǎn)蝕估算：Ax ==2A/=(67+67)=取模數(shù)值為m=4。計(jì)算（驗(yàn)算）結(jié)構(gòu)確定后，齒輪的工作條件：空間安排，材料和精度等級(jí)都已經(jīng)確定，才可以核驗(yàn)齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度值是否滿足要求。根據(jù)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)的公式：= mm根據(jù)彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)，公式：= mm 式中：N——計(jì)算齒輪傳遞的額定功率N= KW——計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min——齒寬系數(shù)=b/m, 常取610；——大齒輪與小齒輪齒數(shù)，一般取傳動(dòng)中最小齒輪的齒數(shù)i——大齒輪與小齒輪的傳動(dòng)比， i=/1。 “+”用于外嚙合，“”用于內(nèi)嚙合——壽命系數(shù)，=，——工作期限系數(shù)，=齒輪等傳動(dòng)件在接觸和彎曲交變載荷下的指數(shù)m和基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)n——齒輪的最低轉(zhuǎn)速 r/minT——預(yù)先的齒輪工作期限，中型機(jī)床推薦：T=15000~20000h?！D(zhuǎn)速變化系數(shù)——功率利用系數(shù)——材料強(qiáng)化系數(shù)，幅值低的交變載荷可使金屬材料的晶粒邊界強(qiáng)化，起阻止疲勞的刃縫擴(kuò)大的作用——工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運(yùn)動(dòng)，=~；——?jiǎng)虞d荷系數(shù)——齒向載荷分布系數(shù)——齒形系數(shù)——許用彎曲，接觸應(yīng)力MPa。軸III間齒輪模數(shù)的計(jì)算(驗(yàn)算)(1)按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù):N=y===8 查表: 取 則 取 線速度 查表: 取 查表 取 查表取 . 因此: (2) 根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算 查表取 : 而 查表取 .Y=, 因此: 。　　　由以上計(jì)算結(jié)果知，齒輪模數(shù)合格。其它齒輪模數(shù)的驗(yàn)算其它齒輪的驗(yàn)算過程與上面相同，將有關(guān)數(shù)值代入上式，經(jīng)計(jì)算均滿足要求； 展開圖設(shè)計(jì)1．設(shè)計(jì)內(nèi)容： 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，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)和箱體及其連接件的結(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。2．技術(shù)要求主軸變速箱是指機(jī)床的主要部分，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：（1）精度立式銑床主軸部分要求比較高的精度主軸的徑向跳動(dòng)，〈；主軸軸向串動(dòng)〈。（2）剛度和抗振性綜合剛度（主軸刀架之間的力與相對(duì)變形之比）；綜合〉3400N/m主軸與刀架之間的相對(duì)振幅的要求等級(jí)IIIIII振幅（）123(3)，傳動(dòng)效率要求等級(jí)IIIIII效率（4）主軸總軸承處溫升和溫升應(yīng)控制在以下范圍：條件溫度溫升用滾動(dòng)軸承7040用滑動(dòng)軸承6030 噪聲要控制在以下范圍：等級(jí)IIIIIIdB788083噪音=20log式中：——所有中間傳動(dòng)齒輪分度圓直徑的平均值mm——主軸上齒輪的分度圓直徑的平均值mm——傳到主軸所經(jīng)過的齒輪對(duì)數(shù),k——系數(shù)，根據(jù)個(gè)類型及制造水平選取。我國(guó)中型車床，銑床=，（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，加工和裝配工藝性好，便于維修和調(diào)整（6）操作方便，安全可靠（7）遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則、齒輪塊的設(shè)計(jì)1，特點(diǎn)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)齒上的載荷是變化的。同時(shí)由于齒輪制造及安裝誤差，不可避免要產(chǎn)生動(dòng)載荷而引起振動(dòng)和噪音，常常成為變速箱的主要噪聲源，并影響主軸回轉(zhuǎn)均勻性，在設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，應(yīng)充分考慮這些問題。2，精度等級(jí)的選擇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周圍速度。采用同一精度時(shí)，周圍速度越高，振動(dòng)和噪聲越大，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，周圍速度增加一倍，噪音約增加6dB。工作平穩(wěn)性和接觸誤差對(duì)振動(dòng)和噪音的影響比運(yùn)動(dòng)誤差更大。所以這兩項(xiàng)精度應(yīng)選高一級(jí)，為了控制噪音，機(jī)床上主傳動(dòng)齒輪都選用較高的精度，大都用766,這里主運(yùn)動(dòng)齒輪的精度選為766。結(jié)構(gòu)與加工方法不同精度等級(jí)的齒輪，要采用不同的加工方法，對(duì)結(jié)構(gòu)要求也有不同。8級(jí)精度齒輪，一般滾齒或插齒就可以達(dá)到。7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，精度下降，因此，需淬火的7級(jí)齒輪一般滾（插）后要剃齒，使精度高于7級(jí)或淬火和衍齒才能達(dá)到6級(jí)。機(jī)床主軸變速箱中齒輪一般都需要淬火。，各部分的尺寸推薦如下：（1）、空刀槽，插齒時(shí)： 模數(shù) 12mm， 5mm。 , 6mm。剃齒時(shí)： 采用公式：=+k(+)mm及計(jì)算。式中，k——為與剃齒刀傾斜角有關(guān)的系數(shù)。 若齒面要高頻淬火，為避免互相影響，應(yīng)大于8。由于這里采用的齒輪的精度為766，需要剃齒或珩齒，需齒面淬火，所以8，取=8?！　　　　　　　　　　　。?）、齒寬b 齒寬影響齒的強(qiáng)度。但如果太寬，由于齒輪誤差和軸的變形，可能接觸不均勻，反而容易引起振動(dòng)和噪音。一般取=(6~10)m齒輪模數(shù)m小，裝在軸的中部或單片齒輪，取大值齒輪模數(shù)m大，裝在靠近支承處或多聯(lián)齒輪，取小值。薄的大齒輪容易產(chǎn)生板振動(dòng)，成為噪音發(fā)射體，因此，齒輪基體不宜太薄，設(shè)計(jì)單片齒輪時(shí)要注意這里均是單片齒輪，取齒寬（m為模數(shù)）。（3）、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， 部分（圖（一））用于安裝撥動(dòng)齒輪的滑塊，一般取=或，這里我們選。選折齒輪塊的結(jié)構(gòu)時(shí)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，省料又容易保證精度。齒輪的軸向定位要保證正確嚙合，齒輪在軸上的位置應(yīng)該可靠，空套齒輪和固定在軸上的齒輪的軸向定位可采用隔套定位。、傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)1．特點(diǎn)機(jī)床傳動(dòng)軸，廣泛采用滾動(dòng)軸承作支承。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)度和剛度，如撓度和傾角過大，將使齒輪嚙合不良，軸承工作條件惡化，使振動(dòng)，噪音、空載功率、磨損和發(fā)熱增大。兩軸中心距誤差和軸心線間的平行度等裝配及加工誤差也會(huì)引起上述問題。 2，軸的結(jié)構(gòu)傳動(dòng)軸可以是光軸也可以是化鍵軸，成批生產(chǎn)中，有專門加工花鍵軸的洗床和磨床，工藝上并無困難。所以一般都采用化鍵軸，花鍵軸承載能力高，加工如轉(zhuǎn)盤也比但單鍵的光軸方便。這里I軸與電機(jī)軸相連，I軸上只裝有一個(gè)齒輪，可選光軸II、III、IV、V軸采用花鍵軸，VI軸采用光軸。3，軸承的選擇 機(jī)床傳動(dòng)軸常用的滾動(dòng)軸承有球軸承和滾錐軸承。在溫升?？蛰d功率和噪音等方面，球軸承都比滾錐軸承優(yōu)越。而且滾錐軸承對(duì)軸的剛度、支承孔的加工精度要求都比較高，異常球軸承用得更多。但滾錐軸承的內(nèi)外圈可以公開。裝配方便，間隙容易調(diào)整。所以有時(shí)在沒有軸向力時(shí)，也常采用這種軸承。選擇軸承的型式和尺寸，首先取決于承載能力，但也要考慮其它結(jié)構(gòu)條件。即要滿足承載能力要求，又要符合孔的加工工藝，可以用輕、中、或重系列的軸承來達(dá)到支承孔直徑的安排要求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G級(jí)精度。（1）滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算a，壽命計(jì)算公式：滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算公式如下：L=試中：L—額定壽命（ x）轉(zhuǎn)C—額定動(dòng)載荷（Kgf）P—當(dāng)量負(fù)載荷（Kgf）——壽命指數(shù)，對(duì)球軸承 =3 對(duì)滾子軸承=10/3在實(shí)際計(jì)算中，一般采用工作小時(shí)數(shù)表示軸承的額定壽命，這時(shí)上試可變?yōu)椋?試中： —額定壽命（h）