【正文】 最大加工直徑為400mm的普通車床的主軸箱部件設(shè)計(jì)系名： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名學(xué)號指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師職稱年 月 第一章緒論第2章 傳動方案的擬定及說明 主軸級數(shù)的擬定 變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主電機(jī)功率——動力參數(shù)的確定 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 確定各變速組變速副齒數(shù)1）確定齒輪齒數(shù) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案第4章 傳動件的設(shè)計(jì) 帶輪的設(shè)計(jì) 區(qū)別看看 機(jī)設(shè)p163 傳動軸的直徑估算 確定各軸轉(zhuǎn)速 確定各軸轉(zhuǎn)速 齒輪的布置 (好好查查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊) 齒寬的確定 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 各軸軸承的選用 摩擦離合器上扭矩的計(jì)算3 計(jì)算軸向壓力Q第5章 主軸組件的設(shè)計(jì) 主軸的基本尺寸確定 外徑尺寸D 主軸孔徑d 主軸懸伸量a 支撐跨距L 主軸最佳跨距的確定 主軸的驗(yàn)算 主軸組件彎曲剛度的驗(yàn)算 主軸組件扭轉(zhuǎn)剛度的驗(yàn)算 主軸軸承壽命的驗(yàn)算7）主軸材料與熱處理6）頭部尺寸的選擇 第6章 箱體與潤滑的設(shè)計(jì) 箱體的設(shè)計(jì) 潤滑與密封 其他目錄第一章車床參數(shù)的擬定車床主參數(shù)和基本參數(shù)運(yùn)動設(shè)計(jì)傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的學(xué)選擇確定第2章 傳動方案的擬定及說明普通機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型號作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對這些基本知識和數(shù)據(jù)作些簡要介紹。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。最大加工直徑(mm)最高轉(zhuǎn)速( )最低轉(zhuǎn)速( )電機(jī)功率P（kW）公比4002000 454 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)表1）具有皮帶輪卸荷裝置2）手動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)動要求3）主軸的變速由變速手柄完成 變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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，我們采用分離變速型式的主軸變速箱。 主軸級數(shù)的擬定由設(shè)計(jì)任務(wù)已知：機(jī)床主軸極限轉(zhuǎn)速為： 公比： 考慮到設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度要適中，故采用常規(guī)的擴(kuò)大傳動分級變速，并選取級數(shù)z=12,設(shè)其轉(zhuǎn)速公比為。則由式： （1） 現(xiàn)以= ：得： Z=12因?yàn)椋翰楸恚C(jī)制）表24，首先找到45，然后每跳過5個(gè)數(shù)取一個(gè)數(shù)，：4690、12180、250、35500、71000、1400、2000共12級轉(zhuǎn)速。綜合上述可得：主傳動部件的運(yùn)動參數(shù) =2000 =45 Z=12 =主電機(jī)功率——動力參數(shù)的確定合理地確定電機(jī)功率N，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其性能，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。選擇電動機(jī)的原則有兩點(diǎn)：①考慮電動機(jī)的主要性能（啟動、超載及調(diào)速等）、額定功率大小、額定轉(zhuǎn)速及結(jié)構(gòu)型式等方面要滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求。②在以上前提下優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便又價(jià)格合理的電動機(jī)。中型普通車床典型重切削條件下的用量刀具材料：硬質(zhì)合金YT15（采用車刀具，可轉(zhuǎn)位外圓車刀）刀桿尺寸：16mm25mm =刀具幾何參數(shù)：=10，=10，=75， =。工件材料：鋼鐵材料（取熱軋45號鋼）切削方式：車削外圓 表面粗糙度：=查表可知(切削用量參考表、硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度參考值表)：背吃刀量ap=4mm 進(jìn)給量f(s)=()功率估算法用的計(jì)算公式機(jī)床功率的計(jì)算，主切削力的計(jì)算 主切削力的計(jì)算公式及有關(guān)參數(shù)： = =1620（N）切削功率的計(jì)算 ===（kW）依照一般情況，取機(jī)床變速效率=.==(kW)根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊》Y系列（IP44）封閉式三相異步電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表，該系列電動機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型異步電動機(jī)，具有防塵埃、鐵屑或其他雜物侵入電動機(jī)內(nèi)部的特點(diǎn)，B級絕緣，工業(yè)環(huán)境溫度不超過+40℃，相對濕度不超過95%，海拔高度不超過1000m，額定電壓380V，頻率50Hz。適用于無特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床，泵，風(fēng)機(jī)，攪拌機(jī)，運(yùn)輸機(jī)，農(nóng)業(yè)機(jī)械等。我們選取Y112M4型三相異步電動機(jī)，額定功4kW,滿載轉(zhuǎn)速1440，品質(zhì)47kg。 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目級數(shù)為Z的主變速系統(tǒng)由若干個(gè)順序的變速組組成，各變速組分別有、……個(gè)變速副。即 變速副中由于結(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： ，實(shí)現(xiàn)12級主軸轉(zhuǎn)速變化的傳動系統(tǒng)可以寫成多種傳動副的組合:1) 12=34 2) 12=433) 12=322 4) 12=2325) 12=22312級轉(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，應(yīng)該遵守以下四個(gè)原則：（1）傳動副前多后少原則（2）傳動順序與擴(kuò)大順序相一致的原則（3）變速組的降速要前快后慢，中間軸的轉(zhuǎn)速不宜超過電動機(jī)的轉(zhuǎn)速（4）轉(zhuǎn)速圖中傳動比的分配以上原則，還需根據(jù)具體情況加以靈活運(yùn)用。分析：1） 和方案2)可省掉一根軸。但有一個(gè)傳動組有四個(gè)傳動副。若用一個(gè)四聯(lián)滑移齒輪，則將大大增加其軸向尺寸；若用兩個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪，則操縱機(jī)構(gòu)必須互鎖以防止兩個(gè)滑移齒輪同時(shí)嚙合。將使得結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。故在此不予采用。2） 按照傳動副“前多后少”的原則選擇Z=322這一方案，但主軸換向采用雙向片式摩擦離合器結(jié)構(gòu)，致使Ⅰ軸的軸向尺寸過大，所以此方案不宜采用，加之主軸對加工精度、表面粗超度的影響最大。因此在主軸的傳動副不宜太多，故方案5）亦不采用。而應(yīng)先擇12=232。3）方案4，因?yàn)镮軸上裝有雙向摩擦片式離合器M，軸向尺寸較長，為使結(jié)構(gòu)緊湊第一變速組采用了雙聯(lián)齒輪，而不是按照前多后少的原則，采用三個(gè)傳動副。設(shè)計(jì)車床主變速傳動系時(shí)，為避免從動齒輪尺寸過大而增加箱體的徑向尺寸，一般限制降速最小傳動比 ；為避免擴(kuò)大傳動誤差，減少振動噪聲，一般限制直齒圓柱齒輪最大升速比。斜齒圓柱齒輪傳動較平穩(wěn)，可取。因此在主變速鏈任一變速組的最大變速范圍。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間變速軸的變速范圍最小。綜上所述：方案采用12=2x3x2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 由上選擇的結(jié)構(gòu)式12=233126 ,畫其結(jié)構(gòu)圖如下： 結(jié)構(gòu)式的擬定（1） 選擇Y112M4型三相異步電動機(jī)。（2） 分配總降速變速比總降速變速比（3）主軸轉(zhuǎn)速45r/min、z = 12 4690、12180、250、35500、71000、1400、2000共12級轉(zhuǎn)速在五根軸中，除去電動機(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）開始，確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速：1先來確定Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速變速組c 的變速范圍為，結(jié)合結(jié)構(gòu)式，Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速只有一種可能：，7500、35250、180、125 r/min。2確定軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速變速組b的級比指數(shù)為1，決定其余變速組的最小傳動比根據(jù)“前慢后快”的原則。