【正文】 式（ 826）得 Lca KKPP PZ?)( 00 ??? 查表《機(jī)械設(shè)計(jì)》 153P 表 84b 由 i= 和 min9701 rn ? 得 0p? = 查表《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 85， k? =；查表《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 82，長(zhǎng)度系數(shù) lk = )( 9 ?????Z 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 24 頁(yè) 共 53 頁(yè) 所以取 Z=4 根 (9)計(jì)算預(yù)緊力 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 83， q= 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（ 827） 20 )(500 qvk kvZpF ca ????? 其中： cap 帶的變速功率 ,KW； v帶速 ,m/s； q每米帶的質(zhì)量， kg/m；取 q=。 V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)，當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑 ddd ? （ d為安裝帶輪的軸的直徑， mm）時(shí)。為了使 V帶的工作面與大論的輪槽工作面緊密貼合，將 V 帶輪輪槽的工作面得夾角做成小于 o40 。 ? V 帶輪的技術(shù)要求 鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪輻及輪轂上不允許有沙 眼、裂縫、縮孔及氣泡；鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對(duì)輪緣、凸臺(tái)、腹板及輪轂的表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ)；轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡，反之做動(dòng)平衡。 根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表 310，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 m in/4 4 . 5 131813zm i n ???? ???j ?各變速軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： ①軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速可從主軸 56r/min 按 60/30的變速副找上去，軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 3jn 為 112r/min； 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 26 頁(yè) 共 53 頁(yè) ②軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 2jn 為 224r/min； ③軸Ⅰ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 1jn 為 355r/min。 傳動(dòng)軸直徑的估算：確定各軸最小直徑 根據(jù)《 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 4》 公式 （ 71） ， ? ?mmn Pd j491 ??，并查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 4》表 713 得到 ??? 取 1. ①Ⅰ軸的直徑：取 m in/355,11 rn j ??? ? ? mmnd j 44 ????? ?? ②Ⅱ軸的直徑：取 m in/224, 212 rn j ?????? ?? ? ? mmnd j 44 ????? ?? ③Ⅲ軸的直徑：取 m in/112, 323 rn j ????? ?? ? ? mmnd j 44 ????? ?? 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 27 頁(yè) 共 53 頁(yè) 其中： P電動(dòng)機(jī)額定功率（ kW）； ? 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； jn 該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ minr ）； ??? 傳動(dòng)軸允許 的扭轉(zhuǎn)角（ mo ）。Ⅰ和Ⅳ為由鍵槽并且軸Ⅳ為空心軸，Ⅱ和Ⅲ為花鍵軸。 查 《 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 》 55p 的矩形花鍵的基本尺寸系列， ?? 軸花鍵軸的規(guī)格 742368 ?????? 為BDdN ； ??軸花鍵軸的規(guī)格 848428 ?????? 為BDdN 。主軸處鍵的尺寸為鍵寬 b鍵高取 28 16，鍵的長(zhǎng)度 L取 100。 需要驗(yàn)算傳動(dòng)軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。彎曲剛度驗(yàn)算；的剛度時(shí)可采用平均直徑 1d 或當(dāng)量直徑 2d 。4449mmdIIM P aEE?????????軸的；材料彈性模量；式中； 查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表 312 許用撓度 ? ? mmy ??? ； ? ?所以合格,yYB ? 。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（ 61）可得 M PaM PaM Pak ldT pp 110][ 33 ????? ????? ?? 式中： 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 29 頁(yè) 共 53 頁(yè) ；鍵《機(jī)械設(shè)計(jì)》表，弱材料的許用擠壓應(yīng)力鍵、軸、輪轂三者中最；鍵的直徑，；為鍵的寬度，為鍵的公稱長(zhǎng)度，圓頭平鍵鍵的工作長(zhǎng)度，為鍵的高度此處度鍵與輪轂鍵槽的接觸高傳遞的轉(zhuǎn)矩26,][,。故 齒輪精度選用 7級(jí)精度，再 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 101選擇小齒輪材料為 40Cr (調(diào)質(zhì) )，硬度為 280HBS： 根據(jù)《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表 717；有公式： 。通常同一變速組內(nèi)的齒輪取相同的模數(shù)，如齒輪材料相 同時(shí)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪，根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度條件按《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表 717進(jìn)行估算模數(shù) Hm 和 Fm ，并按其中較大者選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，為簡(jiǎn)化工藝變速傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過(guò) 2～ 3種模數(shù)。 鍵的校核 鍵和軸的材料都是鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 62 查的許用擠壓應(yīng)力M Pap 120~100][ ?? , 取 其 中 間 值 ， MPap 110][ ?? 。 ①Ⅰ軸的校核：通過(guò)受力分析，在一軸的三對(duì)嚙合齒輪副中，中間的兩對(duì)齒輪對(duì)Ⅰ軸中點(diǎn)處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來(lái)進(jìn)行校核 NdTF mNnPT r 5 2 1)10110/(?????? ??????? ? 最大撓度： ? ?? ? ? ?? ?mmEIblbF34349432222m a x1064301021048 214843???????????????????????? 。驗(yàn)算撓度時(shí)，要求驗(yàn)算受力最大的齒輪處，但通常可驗(yàn)算傳動(dòng)軸中點(diǎn)處撓度（誤差 %3）。一般輪轂的長(zhǎng)度可取為dL )2~(39。 Ⅱ 軸處 鍵的尺寸為 鍵寬 b鍵高取 12 8， 鍵的長(zhǎng)度 L 取 80。因?yàn)榫匦位ㄦI定心精度高，定心穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理變形，定心直徑尺寸公差和位置公差都能獲得較高的精度，故我采用矩形花鍵連接。當(dāng)軸為花鍵軸時(shí)，可將估算的 d值減小 7%為花鍵軸的小徑 。 ① 變速組 c中， 18/72 只需計(jì)算 z = 18 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 56r/min； ② 變速組 b計(jì)算 z = 17 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 224r/min； ③ 變速組 a應(yīng)計(jì)算 z = 22 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 355r/min。 確定各軸轉(zhuǎn)速 ?確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速： 計(jì)算轉(zhuǎn)速 jn 是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。為此規(guī)定了輪槽基準(zhǔn)直徑到帶輪外圓和底部的最小高度 minmin fa hh 和 。 帶輪寬度： mmfezB )14(2)1( ????????? 。 NF 9)(500 20 ????? ???? （ 10）計(jì)算作用在軸上的壓軸力 NZFFQ 1 1 32 in2 10 ???????? 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ?帶輪的材料 常用的 V 帶輪材料為 HT150 或 HT200，轉(zhuǎn)速較高時(shí)可以采用鑄鋼或鋼板沖壓焊接而成，小功率 時(shí)采用鑄鋁或塑料。 (3)驗(yàn)算帶速度 V， 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》 150P 式（ 813）驗(yàn)算帶的速度 V= 0 0 060 9 7 01 4 0 0 060 11 ?? ???? nD? 所以 smvsm 305 ?? ，故帶速合適。為提高帶的壽命，小帶輪的直徑 ?D 不宜過(guò)小，即 minDD?? 。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=970r/min,傳遞功率 P=,傳動(dòng)比 i=，兩班制，一天運(yùn)轉(zhuǎn) 16 小時(shí)，工作年數(shù) 10年。其他部分處理后，調(diào)整硬度為 HBS 220～ 各種牌號(hào)鋼材的彈性模量基本一樣，對(duì)剛度影響不大。 當(dāng)后支承采用推力軸承時(shí)，推力軸承承受著前向后的軸向力，推力軸承緊靠在孔的內(nèi)端面，所以，內(nèi)端面需要加工，端面和孔有較高的垂直度要求，否 則將影響主軸的回轉(zhuǎn)精度。 在有大量切屑、灰塵和冷卻液的環(huán)境中工作時(shí)，可采用曲路密封，曲路可做成軸向或徑向。防漏的措施有兩種： 1）堵 —— 加密封裝置防止油外流。錐面配合對(duì)中性好，但加工較難。特別要注意：調(diào)整落幕的端面與螺紋中心線的垂直度，隔套兩個(gè)端面的平行度都由較高要求，否則，調(diào)整時(shí)可能將軸承壓偏而破壞精度。預(yù)負(fù)載使軸承內(nèi)產(chǎn)生接觸變形，過(guò)大的預(yù)負(fù)載對(duì)提高剛度沒有明顯的小果，而磨損發(fā)熱量和噪聲都會(huì)增大，軸承壽命將因此而降低。另外軸承的內(nèi)外環(huán)都是薄壁件，軸和孔德形狀誤差都會(huì)反映到軸承滾道上去。前軸承 的誤差對(duì)主軸前端的影響最大，所以前軸承的精度一般比后軸承選擇高一級(jí)。 在配置軸承時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ① 每個(gè)支撐點(diǎn)都要能承受經(jīng)向力。三孔同心在工藝上難度較大，可以用兩個(gè)支撐的主要支撐，第三個(gè)為輔助支撐。 向心推力球軸承。外徑比同規(guī)格的雙列圓柱滾子軸承小一些。承載能力大，可同時(shí)承受徑向力和軸向力，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低一些。機(jī)床主軸都在一定部位上承受著不同程度的摩擦，主軸與滾動(dòng)軸承配合使用時(shí)，軸頸表面具有適當(dāng)?shù)挠捕瓤筛纳蒲b配工藝并保證裝配精度，通常硬度為 HRC4050 即可滿足要求。 跨距 L 的大小，很大程度上受其他結(jié)構(gòu)的限制，常常不能滿足以上要求。 3） 前錐孔直徑 前錐孔用來(lái)裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏六號(hào)錐孔。 各部分尺寸的選擇 主軸形狀與各部分尺寸不僅和強(qiáng) 度、剛度有關(guān)，而且涉及多方面的因素。 4） 在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈。 回轉(zhuǎn)的軸向定位（包括軸承在軸上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。 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。還常采用同一鏜刀桿安裝多刀同時(shí)加工幾個(gè)同心孔的工藝。選擇軸承的型號(hào)和尺寸，首先取決于承載能力，但也要考慮其他結(jié)構(gòu)條件。而且滾錐軸承對(duì)軸的剛度、支撐孔的加工精度要求都比較高。這是加工時(shí)的過(guò)濾部分。成批生產(chǎn)中，有專門加工花鍵的銑床和磨床，工藝上并無(wú)困難。傳動(dòng)軸應(yīng)保證這些傳動(dòng)件或機(jī)構(gòu)能正常工作。 要保證正確嚙合，齒輪在軸上的位置應(yīng)該可靠。 選擇齒輪塊的結(jié)構(gòu)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。淬火齒輪，必須磨齒才能達(dá)到 6級(jí)。 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。如果噪聲要求很嚴(yán)，或一些關(guān)鍵齒輪，就應(yīng)選6— 5— 5。采用同一精度時(shí)，圓周速度越高，振動(dòng)和噪聲越大，根據(jù)實(shí)際結(jié)果得知，圓周速度會(huì)增加一倍，噪聲約增大 6dB。同時(shí)由于齒輪制造及安裝誤差等，不可避免要產(chǎn)生動(dòng)載荷而引 起振動(dòng)和噪音，常成為變速箱的主要噪聲源，并影響主軸回轉(zhuǎn)均勻性。 空套齒輪需要有軸向定位，軸承需要潤(rùn)滑。但脫開的另一端齒輪，與軸回轉(zhuǎn)方向是相反的，二者的相對(duì)轉(zhuǎn)速很高（約為兩倍左右）。這樣就限制了軸向和周向的兩個(gè)自由度，起了定位作用。由于裝在箱內(nèi)，一般采用濕式。 車床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時(shí)退刀。 齒輪在軸上布置很重要，關(guān)系到變速箱的軸向尺寸，減少軸向尺寸有利于提高剛度和減小體積。我們采用第二種方案，通過(guò)空心軸中的拉桿來(lái)操縱離合器的結(jié)構(gòu)。齒輪的直徑受到離合器內(nèi)徑的約束，齒根圓的直徑必須大于離合器的外徑，否則齒輪無(wú)法加工。 3） 確定傳動(dòng)軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對(duì)位置，以確定各軸的受力點(diǎn)和受力方向，為軸和軸承的驗(yàn)算提供必要的數(shù)據(jù)。 主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)中不可避免要經(jīng)過(guò)反復(fù)思考和多次修改。1z = zs 1z =9030=60 2z =18， 39。3z = zs 2z =6633=33； 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 15 頁(yè) 共 53 頁(yè) ?變速組 b的齒數(shù)確定： 1ib =1 2ib =1/ 3? =1/2 3ib =1/4 故變速組中最小齒輪必在 1/ 3? 的齒輪副中，假設(shè)最小齒數(shù)為 minz =22，minzs =84， 同上， 取 zs =84，查得 1z =42， 39。 ?變速組 a: 1ia =1 2ia =1/? =1/ 3ia =1/2 ※確定最小齒輪的齒數(shù) minz 及最小齒數(shù)和 minzs 該變速組內(nèi)的最小齒輪必在 i=1/2 的齒輪副中，根據(jù)結(jié)構(gòu)條件，假設(shè)最小齒數(shù)為 minz =22時(shí)，查表得到 minzs =72。對(duì)于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí)，變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和 zS 及小齒輪的齒數(shù)可以從《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表 39中選取。 ?先來(lái)確定Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速 變速組 c 的變速范圍為 ]10,8[ m a x99 ???? R? ， 結(jié)合結(jié)構(gòu)式 Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速只有一種可能： 5 7 90、 11 1 180、 22 280、 355。 ②確定變速軸軸數(shù) 變速軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比變速副數(shù) + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下： 安徽建筑