【正文】 載功率N空和噪音Lp（一般機床容許噪音應(yīng)小于85dB）加大： N空=) KW ………………………… 式中：C系數(shù)，兩支承滾動或滑動軸承C=，三支承滾動軸承C=10；da所有中間軸軸頸的平均直徑（mm）；d主—主軸前后軸頸的平均直徑（mm）；∑n—主軸轉(zhuǎn)速（r/min）。從上訴經(jīng)驗公式可知：主軸轉(zhuǎn)速n主和中間傳動軸的轉(zhuǎn)速和∑n對機床噪音和發(fā)熱的關(guān)系。在此條件下，可適當選用較高的中間軸轉(zhuǎn)速。過小，則使主動齒輪與被動齒輪的直徑相差太大，將導致結(jié)構(gòu)龐大。但圖中的解并非只有一種，應(yīng)使傳動帶數(shù)為3～5根為宜。三角傳動中，在保證最小包角大于120度的條件下，傳動比可取1/7≤u≤3。 在本次設(shè)計中采用的就是常用傳動比的適用齒數(shù)（小齒輪）表就見教科書〈〈機床簡明設(shè)計手冊〉〉。3. 同一傳動組的各對齒輪副的中心距應(yīng)該相等。但修正量不能太大，一般齒數(shù)差不能超過3～4個齒。6. 確定軸間距：軸間距是由齒輪齒數(shù)和后面計算并且經(jīng)驗算而確定的模數(shù)m而確定的，具體的計算值如下（模數(shù)和齒輪的齒數(shù)而確定的軸間距必須滿足以上的幾個條件）：Ⅰ軸與Ⅱ軸之間的距離：取m=，由轉(zhuǎn)速圖而確定 ……………………… 齒輪1與2之間的中心距： ……………………… Ⅱ軸與Ⅲ軸之間的距離：取m=，由轉(zhuǎn)速圖而確定的傳動比見圖， ………………………… 齒輪3與4之間的中心距： ……………………………… Ⅲ軸與Ⅳ軸之間的距離：取m=，由轉(zhuǎn)速圖而確定的傳動比 ……………………… 齒輪9與10之間的中心距： …………………………… Ⅳ軸Ⅴ軸之間的中心距離：取m=，由轉(zhuǎn)速圖而確定的傳動比 …………………… ……………………… 主軸到脈沖軸的中心距：取m=，傳動比 ………………………… ……………………… Ⅰ軸到反轉(zhuǎn)軸Ⅵ軸的中心距：取m=，傳動比 …………………………… …………………………… 由齒頂高 …………………………… 齒頂高和齒跟高只與所取的模數(shù)m有關(guān)。即 ％或按公式： Δn=2%～+6% ………………………………… 如果超差，要根據(jù)誤差的正負以及引起誤差的主要環(huán)節(jié)，重新調(diào)整齒數(shù)，使轉(zhuǎn)速數(shù)列得到改善。為此，常對傳動件的尺寸先進行估算，如傳動軸的直徑、齒輪模數(shù)、離合器、制動器、帶輪的根數(shù)和型號等。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會有打滑，亦可因而緩和沖擊及隔離震動，使傳動平穩(wěn)。車床的起動載荷輕，工作載荷穩(wěn)定，二班制工作時，?。篕W=帶的型號是： B型號2. 確定帶輪的計算直徑DD2 1）.小帶輪計算直徑D1皮帶輪的直徑越小，帶的彎曲應(yīng)力就越大。 n2大帶輪轉(zhuǎn)速r/min。此速度完全符合B型皮帶的轉(zhuǎn)速。 三角帶的計算長度是通過三角帶截面重心的長度。 代入數(shù)據(jù)得 …………………………………………………… = 次/s ≤40 次/s是合格的，不需作出任何修改。 =176。、特定長度、平穩(wěn)工作情況下傳遞的功率值。強度要求保證軸在反復載荷和扭轉(zhuǎn)載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。剛度要求保證軸在載荷下不致產(chǎn)生過大的變形。傳動軸直徑按扭矩剛度用下列公式估算傳動軸直徑：……………………………………其中：N—該傳動軸的輸入功率N=Ndη kw …………………………………………Nd—電機額定功率；η—從電機到該傳動軸之間傳動件的傳動效率的乘積（不計該軸軸承上的效率）。根據(jù)參考書中所給出的公式和本次設(shè)計所必須滿足的條件，在傳動過程中所有軸的直徑的估算如下： nj（主）=nminψz/31 ……………………… =125 r/minⅤ主軸 nj=n6=125 r/min ；Ⅳ 軸 nj=n7=160 r/min ；Ⅲ 軸 nj=n11=400 r/min ；Ⅱ 軸 nj=n14=800 r/min ；Ⅰ 軸 nj=960 r/min ；由 ： ………………………則計算主軸Ⅴ和中間軸的直徑d如下：Ⅴ主軸 d5=64 mm ；Ⅳ 軸 d4=40 mm ；Ⅲ 軸 d3=40 mm ；Ⅱ 軸 d2=40 mm ；Ⅰ 軸 d1=30 mm ；3. 傳動軸剛度的驗算： 1）.軸的彎曲變形的條件和允許值機床主傳動的彎曲剛度驗算，主要驗算軸上裝齒輪和軸承處的橈度y和傾角θ。計算花鍵軸的剛度時可采用直徑或當量直徑。在畫草圖之前，先估算，再選用標準齒輪模數(shù)。根據(jù)接觸疲勞計算齒輪模數(shù)公式為： ……… 根據(jù)彎曲疲勞計算齒輪模數(shù)公式為： ……………… 式中：N計算齒輪傳遞的額定功率； 計算齒輪（小齒輪）的計算轉(zhuǎn)速r/min； 齒寬系數(shù)=b/m，常取6～10； 計算齒輪的齒數(shù)，一般取傳動中最小齒輪的齒數(shù)； i大齒輪和小齒輪餓齒數(shù)比，“+”用于外嚙合，“”用于內(nèi)嚙合；壽命系數(shù)，；工作期限系數(shù)，；齒輪等傳動件在接觸和彎曲腳變載荷下的疲勞曲線指數(shù)m和基準循環(huán)次數(shù)C0；n齒輪的最低轉(zhuǎn)速r/min；T預(yù)定的齒輪工作期限，中型機床推薦：T=15，000～20，000h；Kn轉(zhuǎn)速變化系數(shù)；KN功率利用系數(shù)；Kq材料強化系數(shù)。根據(jù)接觸疲勞計算齒輪模數(shù)公式為：經(jīng)查表?。? …………取N=，代入公式得： ……… 根據(jù)彎曲疲勞計算齒輪模數(shù)公式為：查表取代入公式得： …… ……………… 經(jīng)校核和查表取m=。選用時應(yīng)作必要的計算。：1）.決定外摩擦片的內(nèi)徑d。代入數(shù)值得：取Z=9。1）.精度車床主軸部件要求比較高的精度。7）.遵循標準化和通用化的原則。目的是：1）.布置傳動件及選擇方案。部分結(jié)構(gòu)經(jīng)反復推敲修改，經(jīng)過必要的驗算，確定了結(jié)構(gòu)方案以后，才能開始畫正式裝備圖。因此，展開圖是傳動設(shè)計的結(jié)構(gòu)化，是表達主軸變速箱內(nèi)傳動關(guān)系以及各傳動軸（包括傳動部件）的結(jié)構(gòu)的。 Ⅰ軸上裝的換向離合器和變速齒輪，有兩種布置方案。另一種布置方案是離合器的左右部分分別裝在同軸線的軸Ⅰ和軸Ⅰ’上。本次設(shè)計中由于離合器和齒輪的原因只能采用后一種結(jié)構(gòu)方案。另一種結(jié)構(gòu)是將惰輪裝在有兩個支承的傳動軸上，軸的剛性好，有利于降低噪聲。變速方案有很多中選擇，滑移齒輪結(jié)構(gòu)緊湊，也最常用，本次設(shè)計中自然選用了。只要把制動器放在其他的軸上，具體的裝備見圖。三. Ⅰ軸（輸入軸）的設(shè)計1.Ⅰ軸的特點1）.將運動傳入變速箱的帶輪，一般都安裝在軸端，軸變形較大，結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意加強軸的剛度或使軸不受帶的拉力（帶輪卸荷）。另一類是帶輪裝在軸承上，軸承套裝在套筒（法蘭盤）上，傳給軸的只是扭矩，徑向力有固定在箱體上的套筒承受。車床上的反轉(zhuǎn)主要用于加工螺紋時退刀。正反向的轉(zhuǎn)換，希望在不停車的狀態(tài)下進行，常采用片式摩擦離合器。電磁離合器不需調(diào)整間隙。但脫開的另一端齒輪，與軸的回轉(zhuǎn)方向是相反的，而者相對轉(zhuǎn)速很高（約為軸轉(zhuǎn)速的兩倍左右）?？仗X輪需要有軸向定位，軸承需要潤滑。也就是說，作用在一個齒輪上的載荷是變化的。變速箱中齒輪用于傳遞動力和運動。為了控制噪聲，機床上主傳動齒輪都選用較高的精度。主傳動齒輪選用的是： 766。但淬火后，由于變形，精度將下降。機床主軸變速箱中齒輪齒部一般都需要淬火。一般b?。?～10）m。由于本次設(shè)計中m分別為2mm，3mm。盡可能做到省工、省料又易于保證精度。具體的繪圖方案，可參考曹金榜主編的《機床主軸變速箱設(shè)計指導》。五. 傳動軸設(shè)計主軸，廣泛采用滾動軸承作支承，軸上要安裝齒輪、離合器、和制動器等。傳動軸可以是光軸也可以是花鍵軸，這些在軸加工中并無困難，所以裝移齒輪的軸采用花鍵軸，不裝滑移齒輪的軸也采用花鍵軸。具體的作圖可參考曹金榜主編的《機床主軸變速箱設(shè)計指導》。而且滾錐軸承對軸的剛度、支承孔的加工精度要求比較高。這種軸承的形式和尺寸的選擇，取決于承載能力，但也要考慮其它結(jié)構(gòu)條件。還常采用同一鏜刀桿安裝多刀同時加工幾個同心孔工藝?；ㄦI軸兩端裝軸承的軸徑尺寸至少有一個應(yīng)小于花鍵的內(nèi)徑。對受軸向力的軸其軸向定位就更加重要。兩端均有調(diào)節(jié)螺釘，除能方便地調(diào)節(jié)軸承預(yù)緊力外，還可調(diào)節(jié)軸系的軸向位置，以便使嚙合齒輪對齊。1）.內(nèi)孔直徑車床主軸由于要通過棒料，安裝自動卡盤的操縱機構(gòu)及通過卸頂尖的頂桿，必須是空心軸。2）.軸徑直徑前支承的直徑是主軸上一主要的尺寸，設(shè)計時，一般先估算或擬定一個尺寸，結(jié)構(gòu)確定后再進行核算。一般推薦?。篖/a =3～5。安排結(jié)構(gòu)時力求接近上述要求。具體見圖。b. 兩個方向的軸向力應(yīng)分別有相應(yīng)的軸承承受。普通精度級機床的主軸，前軸承選C或D，后軸承選D或E級。另外，軸承的內(nèi)外環(huán)都是薄壁件，軸和孔的形狀誤差都會反映到軸承道上去。雙列短圓柱滾子軸承內(nèi)圈相對外圈可以移動，當內(nèi)圈向大端軸向移動時，由于有1：12的內(nèi)錐孔，內(nèi)圈將脹大消除間隙。主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充分潤滑，一般常用單獨的油管引到軸承處。采用凸緣的尺寸推薦為（見圖）：Dd=3hH=（ ～3）b主軸的直徑主要決定于主軸需要的剛度、結(jié)構(gòu)等。 主軸頭部需要淬火，硬度為 RC50～55。制動方式有兩類：電機制動和機械制動本次設(shè)計采用的是機械制動。 截面圖，又稱剖視圖，主要用來表明主軸箱各軸間的空間位置，并和展開圖配合，把操縱機構(gòu)、制動器以及潤滑等有關(guān)機構(gòu)、箱體結(jié)構(gòu)和各連接關(guān)系等的具體結(jié)構(gòu)完整地表示出來。4）.潤滑系統(tǒng)的設(shè)計和潤滑元件的選擇。 由于篇幅和時間的限制，后面的說明就省了，具體的參考內(nèi)容可以閱讀有關(guān)的參考書，例如：曹金榜主編的《機床主軸變速箱設(shè)計指導》等。然而，主軸傳動齒輪與其相嚙合的齒輪之間不同的相對位置，將致使主軸及其主軸軸承承受力有著很大的變化。這時的主軸軸端變形y最小，而前軸承受力R最大，軸承變形在主軸部件變形中的組成比將顯著增加。因此，主軸與有關(guān)傳動軸的空間位置安排上也應(yīng)不同。綜合上述各點，車床上Ⅰ軸上一般多安排在變速箱后靠近箱蓋處。：車床主運動與進給運動間的內(nèi)聯(lián)系是通過變速箱內(nèi)的進給運動輸出軸聯(lián)系，它應(yīng)布置在主軸前下方靠近進給箱處。操縱機構(gòu)的全部或大部分均應(yīng)在截面圖中表達出來，因此這必須與主軸箱的截面圖同時進行構(gòu)思和設(shè)計。濺油齒輪浸入油面的深度，不應(yīng)大于2～3倍齒高。2）、箱外循環(huán)潤滑特點是冷卻潤滑效果好。十. 其他（1） 潤滑劑的選擇和注意點: 根據(jù)滾動軸承的速度、載荷和工作條件，選擇脂或油。在箱外也應(yīng)有相應(yīng)的密封裝置，防止灰塵或冷卻液進入脂內(nèi)。主軸軸承用角接觸軸承時，注意軸承的泵油效應(yīng)。本次設(shè)計中所選項的六角螺塞型號為：螺塞M8IQ/ZB22077。造型設(shè)計的順序要同整個設(shè)計工作的進程相協(xié)調(diào)。常用的輪廓比例有均方根比例、黃金分割比例和黃金率矩形等。在布局中，操作件要盡可能集中而又便于操作。手柄端部可裝上帶色的塑料手柄，以引人注意，此外還要求手感舒適，色質(zhì)柔和，不宜過多地鍍亮鉻。4. 箱體設(shè)計的其他問題(1) 箱體材料經(jīng)中等強度的灰鑄鐵HT15—33和HT20—40用得最為廣泛。加強筋：厚度為：，筋高：（4～5）b。常用脈沖編碼器兼作位置和速度反饋。 傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量是一種慣性負載，在電機選用時必須加以考慮。 1）.主要種類滾珠絲桿螺母副由專門工廠制造，當類別、型號選定和校核后，可以外購。本次設(shè)計中根據(jù)應(yīng)用的需要選：外循環(huán)。但是，預(yù)加載荷過大，將使壽命下降和摩擦力矩加大。2）.參數(shù)及代號A. 滾珠絲桿副的主要參數(shù)a. 公稱直徑dm，公稱直徑即滾珠絲桿的名義直徑，dm越大，承載能力和剛度越大。絲桿相對于螺母旋轉(zhuǎn)2Лrad時，螺母的軸向位移。滾珠絲桿副按其使用范圍及要求分為7個精度等級，即1，2，3，4，5，7，及10七個精度等級，1級精度最高，其余依次逐級降低，一般選取4級～7級，數(shù)控車床及精密機械可選用2