【正文】 39535CrMo調(diào)質(zhì)100207~269750550390 主軸的設(shè)計(jì) 由于所設(shè)計(jì)的是“高精度絲杠車床設(shè)計(jì)”，所以就要求傳動精度要求高，提高主軸的傳動精度，就可以提高機(jī)床的精度，使機(jī)床加工的零件更精密，提出以下兩種方案， 方案一： 提高主軸的制造精度； 方案二： 降低主軸所受的力，以減少軸的彎曲變形，提高其運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。而且價格昂貴，所以多用于傳遞功率較大，并且尺寸要求小，重量輕或者耐磨性較高的重要軸。345和50等優(yōu)質(zhì)碳素鋼具有較強(qiáng)的綜合力學(xué)性能，常用于比較重要或承受載荷較大的軸。主軸的構(gòu)造主要取決于軸上所安裝的傳動件，軸承零件的類型、數(shù)量、位置和安裝方法等，同時還應(yīng)該考慮主軸的加工和裝配的工藝性。 主軸的構(gòu)造和選材機(jī)床的主軸和一般傳動軸有一定的相同之處，就是都要傳遞動力和扭矩，都要保證軸上傳動件和軸承的正常工作。 本章小結(jié)本章對主軸兩端選用兩個液體靜壓軸承，以及一個滑動軸承配合支承；液體靜壓軸承選用恒壓供油方式。 靜壓軸承的供油方式及特點(diǎn)的選擇恒壓供油的特點(diǎn)：軸承的各個油槍，采用一個泵，油泵輸出的恒定壓力的潤滑油先通往節(jié)流器，然后進(jìn)入軸承各油腔，利用節(jié)流器調(diào)節(jié)油腔壓力。綜上所選用滑動軸承。（1）推力滑動軸承有固定式和可傾式。3. 向心滑動軸承（1）整體式、剖分式剖分式一般由軸承蓋、軸承座、軸瓦和聯(lián)接螺栓等組成。按軸承工作時的摩擦性質(zhì)，分為滾動軸承和滑動軸承。 精度等級公差和表面粗糙度的確定考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動是動力傳動，屬于通用機(jī)械減速器，從GB/T 10089——1988圓柱蝸桿，因?yàn)樵趥鲃舆^程中要求傳動精度要高，所以根據(jù)蝸桿傳動的等級規(guī)定選用蝸輪精度中選4級精度。 ——蝸輪的轉(zhuǎn)速r/min. 蝸桿傳動的強(qiáng)度計(jì)算蝸桿傳動中，作用在齒面上的發(fā)向作用力可分解為三個相互垂直的分力，即圓周力，徑向力和軸向力。由于是精密車床，要求精密度高，蝸桿選用材料為40Cr鋼，因?yàn)橄Ｍ矢咝?，耐磨性好點(diǎn)，所以蝸桿齒面要求用淬火，硬度為45~55HRC，蝸輪用青銅，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。在蝸輪傳動中，一般傳動比都比較大，而且在傳動過程中傳動平穩(wěn)，恒定，與齒輪傳動相比較，它具有高的傳動比和高的穩(wěn)定性，而且選用它可以縮短傳動鏈，提高了傳動的精度，保障了機(jī)床的精度要求[16]。蝸桿螺旋線與垂直于蝸桿軸線平面之間的夾角稱為導(dǎo)程角。大齒輪稱為蝸輪。通常兩軸的交錯角為Σ=90o。其次，無級變速器能保證恒定的切削速度和切削力，而且在驅(qū)動力固定的情況下，因工作阻力變化而需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可以產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動力矩，從而進(jìn)一步保障了加工絲杠的精度。采用無級變速器，尤其是配合減速傳動時進(jìn)一步擴(kuò)大其變速范圍與輸出轉(zhuǎn)矩，能更好的適應(yīng)各種機(jī)械的工況要求，使之得到最佳效能，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，適應(yīng)產(chǎn)品的變換需要，節(jié)約能源。 傳動機(jī)構(gòu)的分類由于所設(shè)計(jì)的是“高精度絲杠車床設(shè)計(jì)”屬于特種機(jī)床，這就要求盡可能的簡化機(jī)床的傳動鏈，簡化機(jī)床，故采用交流異步電動機(jī)，該電動機(jī)可以使機(jī)床的機(jī)械機(jī)構(gòu)簡單化，使用方便，并且能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速。 電動機(jī)的選擇和安裝由于所設(shè)計(jì)的車床是精加工車床，要求的動力不大，所以選電動機(jī)功率為3kW電動機(jī)，且為無級調(diào)速電動機(jī)，選取電動機(jī)型號為JWB—X05—190D型。（2） 減少機(jī)床的振動 振動對一個機(jī)床來說，不僅可以影響機(jī)床的壽命，而且對機(jī)床本身的加工精度也有很大的影響。主軸的變速和變向都是由主電動機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。方案二：在傳動機(jī)構(gòu)中，不采用齒輪幅傳動。依次對車床零部件的設(shè)計(jì)，以及為了提高車床在加工過程中的加工精度而采取的一系列措施，如電動機(jī)的裝配、固定，傳動機(jī)構(gòu)中傳動鏈的設(shè)計(jì)和確定，絲杠的選材，導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)選材，主軸的設(shè)計(jì)，軸承的選擇，校正尺等等。高精度絲杠車床畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘 要 IAbstract II第1章 概論 1 加工范圍 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 1第2章 機(jī)床設(shè)計(jì)的論述 2 車床整體設(shè)計(jì) 2 電動機(jī)的選擇和安裝 3 傳動機(jī)構(gòu)的分類 4 本章小結(jié) 4第3章 主軸箱傳動的設(shè)計(jì) 9 蝸輪蝸桿的概述 9 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì) 10 蝸桿傳動的強(qiáng)度計(jì)算 12 精度等級公差和表面粗糙度的確定 14 本章小結(jié) 14第4章 主軸組件的設(shè)計(jì) 17 支承軸承的選擇 17 滑動軸承的類型和特性 17 滾動軸承的類型和特性 17 靜壓軸承的供油方式及特點(diǎn)的選擇 18 本章小結(jié) 18第5章 主軸的設(shè)計(jì) 26 軸的簡介及其用途 26 主軸的構(gòu)造和選材 26 主軸的設(shè)計(jì) 27 主軸的強(qiáng)度校核 30 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算 30 按彎扭組合計(jì)算 31 本章小結(jié) 31第6章 精密床身導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 30 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)分析 30 材料和熱處理 31 導(dǎo)軌的分類 32 本章小結(jié) 33第7章 絲杠設(shè)計(jì) 34 應(yīng)用范圍和特點(diǎn) 34 絲杠的構(gòu)造 34 絲杠的支承 34 絲杠的精度、材料和熱處理 34 本章小結(jié) 35第8章 校正機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 36 機(jī)床在加工過程中存在的問題 36 方案的提出 36 方案的設(shè)計(jì) 36 本章小結(jié) 39第9章 車床總體設(shè)計(jì)的確定 40 車床的技術(shù)性能及外形 40 機(jī)床的傳動系統(tǒng) 41 本章小結(jié) 42總 結(jié) 39參考文獻(xiàn) 41致 謝 43III第1章 概論 車床加工范圍車床類機(jī)床主要是用于進(jìn)行車削加工，在車床上可以加工各種回轉(zhuǎn)表面，如內(nèi)外圓柱面、圓錐面以及成型回轉(zhuǎn)面等，其中某些車床還能加工螺紋面。在本設(shè)計(jì)中都進(jìn)行了說明。而是通過兩對掛輪將運(yùn)動傳遞給絲杠，電動機(jī)也不直接安裝在機(jī)床床身，而是安裝在另外一固定板上，另外在絲杠傳遞上加上一校正機(jī)構(gòu)。電動機(jī)選用可控?zé)o級變速，主軸的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速相同。（3） 減少傳動鏈 在機(jī)床傳動過程中，傳動鏈的長短直接會影響到機(jī)床本身的加工精度，所以在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)盡量減短機(jī)床進(jìn)給傳動中的傳動鏈，以提高加工精度。由表可查得該電動機(jī)極數(shù)為4。在車床的主軸箱傳動中，一般的車床采用的是齒輪傳動，齒輪傳動由于傳動鏈比較長，導(dǎo)致傳動誤差增大，從而降低了傳動精度。在實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的機(jī)械化，自動化各方面都具有顯著的效果。從以上的分析可以得出，機(jī)械無級變速器對本車床是最佳的選擇，所以選用機(jī)械無級變速器。傳動中一般蝸桿是主動件，蝸輪是從動件。為了改善嚙合狀況，將蝸輪分度圓柱面的母線做成圓弧形，使蝸桿部分被包住，并用于蝸桿形狀和參數(shù)相同的滾刀范成加工蝸輪,這樣齒廓間為線接觸，可傳遞較大動力，如蝸輪蝸桿傳動圖31所示[10]。螺桿的導(dǎo)程角與蝸輪的螺旋角大小相等，方向也相同。在蝸桿傳動中，最主要的失效形式是疲勞點(diǎn)蝕、膠合、磨損和輪齒折斷等，而在一般情況下，蝸桿的強(qiáng)度總是高于蝸輪的輪齒強(qiáng)度，因此，失效總是發(fā)生在蝸輪上的。 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)由上述我們初選蝸桿模數(shù)為2，因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)的車床是高精度車床，傳動有較高的傳動精度和較高的傳動效率，初選取蝸桿的頭數(shù)為1，則由公式 （31）可得： （32）查表取分度圓直徑mm (33)由公式 (34)可計(jì)算出蝸桿特性系數(shù) (35)蝸桿的導(dǎo)程角為： (36)則可得由蝸桿頭數(shù)可得，蝸桿公稱導(dǎo)程為： (37)蝸桿的螺旋升角為： (38)查機(jī)械設(shè)計(jì)可得，上述計(jì)算符合要求，所以蝸桿設(shè)計(jì)符合使用要求。在本車床上，蝸桿為主動件，則蝸桿上的圓周力的方向與蝸桿齒嚙合點(diǎn)的運(yùn)動方向相反；蝸輪上的圓周力的方向與蝸輪在嚙合點(diǎn)的運(yùn)動方向相同；徑向力的方向在蝸桿，蝸輪上都是由嚙合點(diǎn)分別指向圓心。該精度用于精密度高的傳動中。 滑動軸承的類型和特性1. 滑動軸承按照承受的載荷分為:（1）向心滑動軸承（徑向滑動軸承）,主要承受徑向載荷；（2）推力滑動軸承,主要承受軸向載荷。（2）軸瓦是軸承中的關(guān)鍵零件。（2）推力滑動軸承的止推面可以利用軸的端面,也可以在軸的中段做出凸肩或裝推力圓盤。對于我所設(shè)計(jì)的“高精度絲杠車床”，軸承選用有軸向回油的液體靜壓軸承。前面所述的液體靜壓軸承均屬恒壓供油方式，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便。第5章 主軸的設(shè)計(jì) 軸的簡介及其用途軸是組成精密機(jī)械的重要零件之一，一切做回轉(zhuǎn)運(yùn)動的零件，都必須在軸上才能傳遞運(yùn)動和動力。因此，它必須滿足一般傳動軸的要求。為了便于裝配，經(jīng)常把主軸做成階梯形。其中45鋼應(yīng)用最廣。常用的合金鋼有20Cr、40Cr和20CrMnTi等。針對以上兩個方案：在方案一中，提高主軸的精度，可以在一定程度上提高主軸運(yùn)動的平穩(wěn)性，進(jìn)一步提高機(jī)床的精度，但主軸在制造過程中，精度的提高是有限的；第2種方案中，減少軸所受到的頸向載荷，就可以提高其旋轉(zhuǎn)精度，具體方法如下：在主