【正文】 0P — 當(dāng)量靜負(fù)荷（ kgf） 按下列兩式計(jì)算，取大值 0 0 0rap x F Y F?? 0 rpF? 0C — 額定靜負(fù)荷（ kgf） 0S — 安全系數(shù) （ 3）軸承的選擇 I 軸兩端軸承的選擇，根據(jù)前面估算的直徑及該軸的結(jié)構(gòu)和受力情況，選擇單列向心球軸承（ GB276— 64）軸承型號(hào)為 7000308（左軸承）右軸承 7000307 II 軸兩端軸承的選擇 左軸承： 7000307 右軸承： 7000306 III 軸：左， 7000309 右， 7000308 IV 軸：左， 7000310，右 7000409 V 軸軸承的選擇，由于軸 V 右端懸伸部分與錐齒輪不相連，承受一定的軸向負(fù)荷及徑向負(fù)荷，因此，可選用圓錐磙子軸承左端型號(hào)： 27310（ GB298— 64） 右端： 27610 VI 軸垂直布置，下端軸承承受到大的軸向力，可選用向心推力球軸承，型號(hào)為36107，上端軸承可選用向心球軸承 7000309 4 軸的軸向定位 傳動(dòng)軸必須在箱體內(nèi)保持準(zhǔn)確的位置，相對(duì)保證安裝在軸上各傳動(dòng)件的位置正確性，不論軸是否轉(zhuǎn)動(dòng)，是否受軸向力，都必須有軸的定位。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 共 71 頁(yè) 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 5，加工和裝配的工藝性等 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)和收里情況， I， II， III， IV， V軸均采用彈 簧卡圈定位或壓蓋和軸肩定位。 普通精度級(jí)機(jī)床的主軸 ,前軸承選 C或 D級(jí) ,后軸承選 D或 E 級(jí) .精密或高精級(jí)機(jī)床 , 前軸承選 B或 C級(jí) , 后軸承選 C 或 D 級(jí) 。主軸懸伸量 a 和主軸支承跨距 L。 由材料力學(xué)知 ,軸剛度 K 與抗彎截面慣性矩 I 成正比 ,與直徑之間有下列關(guān)系 : 41 ( )KI dK I D? ? ?空 空實(shí) 實(shí) 由上式可知 ,當(dāng) / ??時(shí) ,空心主軸的剛度 K空 與實(shí)心主軸的剛度 K實(shí) 相差甚小 ,即內(nèi)孔對(duì)主軸剛度降低的影響很小 , 當(dāng) / ? 時(shí) ,剛度降低約 25%.因此 ,為了不至于過(guò)分地削弱主軸剛度 ,一般應(yīng)使 / ? 另外 ,還應(yīng)考慮主軸的頸外壁厚是否足夠 . 推薦 : 銑床 ,d=拉桿直徑 +(510) XK5040 的主參數(shù) , 取 d= / 27 / 90 ??22。 跨距 l 小時(shí) ,軸承變形對(duì)軸端變形影響大 ,所以軸承剛度小時(shí) , l/a 取大值 ,軸承剛性差時(shí) ,則取小值 。由于它便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，并有現(xiàn)成的系列產(chǎn)品可供選擇，因而它已成為自動(dòng)裝置中常用的元件。 額定靜扭矩： jM ynNKKMjn ???? 9 5 5 0 mN? 式中： jM — 離合器的額定靜力矩（ Kgm） K—— 安全系數(shù) maxM —— 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的最大負(fù)載力矩 對(duì)于 需要在負(fù)載下啟動(dòng)和變速，或啟動(dòng)時(shí)間有特殊要求時(shí)，應(yīng)按動(dòng)扭矩設(shè)計(jì)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 4430，取 K=2 取 y= 則 jM ? K maxM = Kx9550jnyn =額定動(dòng)扭矩： dM mNMta nGDKMMK fa ?????? ) ][()( 020 式中， aM ——— 加速扭矩； fGD][ 2 ——— 所有被離合器帶動(dòng)的零件折算到離合器軸上的當(dāng)量飛輪矩 2mkg? ； ????? ??? 2222211222 )()()()()([][ nnGDnnGDGDGD zf .3 6 0])()( 222 AVGnnGD ii ?? ?。濕式多片式離合器一般為 jM 的 1—2%，油量小，精度高，水平安裝是取小值； 。 3, 操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和選擇 。 （ 3）裝有潤(rùn)滑油泵的軸：要有足夠的空間安裝潤(rùn)滑油泵，其高度要便于油泵吸油和排油，并便于裝卸和調(diào)整油泵，裝有濺油輪或?yàn)R油齒輪的軸應(yīng)注意圓周速度和侵入油面的深度。 2 柱塞泵的油量計(jì)算、結(jié)構(gòu)和規(guī)格尺寸 供油量 26( ) / 4 1 0Q d s n u???? l/min 式中： d柱塞直徑 n柱塞每分鐘往復(fù)次數(shù)， 次 /分 maxn 以 300700 次 /分為宜， 400520 次 /分為佳。需時(shí)效處理。 。厚度為： ，筋高：（ 4~5） b 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 42 頁(yè) 共 71 頁(yè) 第三章 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) ３ .１ 總體方案設(shè)計(jì) ３ .１ .１ 對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的基本要求 帶有數(shù)字調(diào)節(jié)的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都屬于伺服系統(tǒng)，進(jìn)給伺服系統(tǒng)不僅是數(shù)控機(jī)床的一個(gè)重要組成部分，也是數(shù)控機(jī)床區(qū)別于一般機(jī)床的一個(gè)特殊部分。 ?效率， ? =—。 ２ .５ .３ 潤(rùn)滑 主軸變速箱常用的潤(rùn)滑方式有飛潤(rùn)滑和壓力循環(huán)潤(rùn)滑，飛潤(rùn)滑適用于潤(rùn)滑點(diǎn)比較集中，要求不很高的變速箱，這 里我們采用壓力循環(huán)潤(rùn)滑，壓力循環(huán)潤(rùn)滑分箱內(nèi)循環(huán)潤(rùn)滑和箱外循環(huán)潤(rùn)滑，前者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置緊湊，后者冷卻潤(rùn)滑效果好。 2 軸入軸的裝置 （ 1） I 軸上裝有電磁離合器制動(dòng)，該部件的位置安排應(yīng)便于調(diào)整； （ 2）電磁離合器，需要考慮便于冷卻和潤(rùn)滑，離主軸部件部件要遠(yuǎn)一些，以減少摩擦發(fā)熱對(duì)主軸熱變形的影響。 ２ .５ 截面圖設(shè)計(jì) 截面圖設(shè)計(jì)主要考慮以下四個(gè)方面的問(wèn)題 : 1, 個(gè)軸的位置安排 :包括主軸 ,I 軸和中間各傳動(dòng)軸的合理安排和確定 。 ?2212 )(,)( GDGD ?? ——— 分別為離合器帶動(dòng)的其他各軸 (轉(zhuǎn)速為南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 38 頁(yè) 共 71 頁(yè) n1 ， n,1 n2 in? )上零件的飛輪矩之和 。 按照要求，根據(jù)電磁離合器所能傳遞的靜扭矩 jM 和動(dòng)扭矩 dM 選擇各類(lèi)電南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 37 頁(yè) 共 71 頁(yè) 磁離合器的規(guī)格，型號(hào)，從而確定其尺寸。若 他 要求也較高時(shí) .可選用 G rC 15 調(diào)質(zhì)后表淬硬處理 . ③ 精密機(jī)床主軸 ,要求精度保持性好 ,應(yīng)選用熱處理后殘余應(yīng)力小的材料 ,如40 rC ,65Mn ,進(jìn)行調(diào)質(zhì)后局部淬硬處理 . 由于數(shù)控立式銑床主軸支承為滾動(dòng)軸承 ,輕 ,中載荷 ,低轉(zhuǎn) 速 ,精度要求較 高 , 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 36 頁(yè) 共 71 頁(yè) 可選用 40 rC 調(diào)質(zhì) (T235),軸頸部分表面淬硬 (G48). （ 2） 主軸的技術(shù)要求 : ８ 主軸部件的密封 主軸部件密封裝置的作用是防止?jié)櫥瑒牟考鞒?,和防止冷卻液 ,濕氣 ,灰塵 ,切削液及雜質(zhì)侵入部件內(nèi) ,導(dǎo)致主軸 ,軸承和傳動(dòng)件等腐蝕及磨損過(guò)快 ,影響主軸部件的工作性能 . （ 1） 對(duì)主軸部件密封裝置的要求 ① 適應(yīng)轉(zhuǎn)速要求 ,在一定的壓力和溫度范圍內(nèi)具有良好的密封性能 . 在密封部位引起的摩擦力盡量小 ,摩擦系數(shù)盡量穩(wěn)定 . ② 適應(yīng)工作環(huán)境的要求 ,密封性好 ,耐腐蝕性 ,磨損小 ,工作壽命長(zhǎng) .磨損后 ,在一定程度上能自動(dòng)補(bǔ)償 . ③ 結(jié)構(gòu)盡可能緊湊 ,特別是主軸前支承處的密封裝置 ,軸向尺寸應(yīng)盡量小 ,以減小主軸前端部分懸伸量 ,提高主軸部件剛度 .同時(shí)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,裝卸方便 . （ 2） 主軸部件密封裝置類(lèi)型的確定 根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速 ,主軸軸承的潤(rùn)滑方式 ,工作溫度 ,工作狀況和軸端結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)選擇密封裝置的型式立式銑床的主軸是垂直安裝的 . 屬立式主軸 ,可選用曲路密封 (迷宮式密封 ),這裝置密封 ,墊圈和曲路相結(jié)合的密封 . 墊圈甩開(kāi)油液使其集中于端蓋中引回 ,曲路密封還可以防止外界雜質(zhì)侵入 . ２ .４ 制動(dòng)器設(shè)計(jì) 對(duì)制動(dòng)器的要求是 :制動(dòng)迅速 ,平穩(wěn) ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,緊湊 ,維修調(diào)整方便等 .制動(dòng)方式有兩類(lèi) :電機(jī)制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng) 。 參考同類(lèi)機(jī)床和 金屬切削設(shè)計(jì)機(jī)床 ,取1/ ,aD? 則懸伸量 a=63mm。 （ 1） 主軸軸頸直徑 1D 的確定 主軸軸頸直徑 1D 對(duì)主軸部件剛度影響最大 . 加大直徑 1D ,可減少主軸本身彎曲變形引起的主軸軸端位移和軸承彈性變形所引起的軸端位移 ,從而提高主軸部件剛度 . 但加大直徑受到軸承 nD 值的限制 ,同時(shí)造成相配零件尺寸加大 ,制造困難 ,結(jié)構(gòu)龐大和重量增加等 . 因此在滿(mǎn)足剛度要求下應(yīng)取小值 。 ５ 主軸端部的結(jié)構(gòu)型式 主軸端部的型式取決于機(jī)床的類(lèi)型和安裝夾具或刀具的型式 . 主軸端部的結(jié)構(gòu) ,應(yīng)保證夾具頂尖或刀具可靠 ,定位準(zhǔn)確 ,高的聯(lián)結(jié)剛度以傳遞足夠的扭矩 ,并盡量縮短主軸懸伸長(zhǎng)度 ,以及裝卸方便等 . 通用銑床主軸端部結(jié)構(gòu)型式如下 圖 : 圖 7:24 錐孔作定位面 ,供安裝銑刀或銑刀心軸的尾錐 ,再用拉桿從主軸后端拉緊 四個(gè)螺孔供安裝銑刀用 ,兩個(gè)長(zhǎng)槽供安裝端面鍵以傳遞扭矩 . 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 34 頁(yè) 共 71 頁(yè) ６ 主軸主要參數(shù)的確定 主軸的主要參數(shù)是指 :主軸平均直徑 D(主軸前軸頸直徑 D1)。 滾動(dòng)軸承已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 ,并有專(zhuān)門(mén)工程批量生產(chǎn) ,而且它在旋轉(zhuǎn)精度高 ,剛度 ,承載能力 ,轉(zhuǎn)速 ,發(fā)熱等主要性能上能滿(mǎn)足大多數(shù)主軸部件的要求 ,特別是它具有能在轉(zhuǎn)速和載荷變動(dòng)范圍很大的的條件下穩(wěn)定工作的的優(yōu)點(diǎn) 。 回轉(zhuǎn)軸的軸向包括軸承在軸上的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)度 要考慮熱伸長(zhǎng)的問(wèn)題，宜有一端定位。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。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。 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南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 共 71 頁(yè) 軸采用花鍵軸， VI 軸采用光軸。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(guò)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。 這種結(jié)構(gòu)，連接后的兩個(gè)齒輪成為一體，但連接是浮動(dòng)的，不影響兩個(gè)齒輪在花鍵軸上的定心。 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。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。 試中， k 為與剃齒刀傾斜角 ? 有關(guān)的系數(shù)。機(jī)床主軸變速箱中齒輪一般都需要淬火。 3 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。它的精度選擇主要取決于周?chē)俣取? （ 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 剛度 〉 3400 3D N/m 主軸與刀架之間的相對(duì)振幅的要求 等級(jí) I II III 振幅（ ） ? 1 ? 2 ? 3 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 共 71 頁(yè) (3)，傳動(dòng)效率要求 等級(jí) I II III 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 ? 70 C? ? 40 C? 用滑動(dòng)軸承 ? 60 C? ? 30 C? （５） 噪聲要控制在以下范圍： 等級(jí) I II III dB ? 78 ? 80 ? 83 噪音 pL pL =20log 1 ( ) 4 . 5 ( 1 t a n ( )anc m z q m z n k????? ? ??? 主 主 式中： ()amz —— 所有中間傳動(dòng)齒輪分度圓直徑的平均值 mm ()mz主 —— 主軸上齒輪的分度圓直徑的平均值 mm q —— 傳到主軸所經(jīng)過(guò)的齒輪對(duì)數(shù) 1c ,k—— 系數(shù)，根據(jù)個(gè)類(lèi)型及制造水平選取 。 （ 1） 軸 III 間齒輪模數(shù)的計(jì)算 (驗(yàn)算 ) a 按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) : N=y? Nd =? = min/1450rn J ? m? =8 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 71 頁(yè) 261?Z ??? ZZi qNnTs KKKKK ? 查表 : 取 ,?nK ,?NK ?qK 160014506060 3 70????? mT C nTK 則 ?????? qNnTS KKKKK 取 ,?K 線(xiàn)速度 smmzV / 214501060 21450 33 ??