【正文】 兩導軌間，由床身后面的主傳動電機經(jīng)傳動裝置、主傳動軸和彈性聯(lián)軸節(jié)帶動兩個銑頭主軸旋轉(zhuǎn)。 斜齒傳動的輪齒之間是漸出漸進傳動，直齒輪傳動是第一對齒離開后一段時間（非常短），下一對輪齒才嚙合，重合度比斜齒輪小，直齒傳動容易產(chǎn)生突然震動，不適宜重載情況。其 特點是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、傳動平穩(wěn)、易自鎖，所以適于中心功率的傳動。 查資料可知 ： 汽缸體材料為灰鑄鐵 HT200，硬度 HBW=200HBS 端銑刀材料為硬質(zhì)合金 ， 屬于面銑刀 ， 其主偏角 =25 75,取 =75（徑向 分力大于軸向分力，切入切出較穩(wěn)），前角 =0，直徑 =。 n=125m/min 及 =， n=100r/min 得齒數(shù) z=,取整為 z=16， 每轉(zhuǎn)進給量 f= z=主銑削力 在切削合力中最大 ， 消耗功率最多 ， 約占總功率的 95%，是決定機床主電機的功率、設計與校核主傳動系統(tǒng)各零件以及夾具，刀具強度，剛度的重要依據(jù)。 Z178。 178。 178。 179。 179。 179。 = 因 ，故以端銑刀的銑削力 為基礎進行計算。 m 主電機的選擇 Y 系列三相交流異步電機：效率高、節(jié)能、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高，噪音低、振動小、運行安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，維護方便，適用于無特殊要求的機械上； YZ和 YZR 系列主要用于起重和冶金機械上。因此，分配傳動比時，每級傳動比應在推薦值的范圍內(nèi)。 查閱資料可知 ， 通用圓柱齒 輪減速器的傳動比為 ： 一級 i= ，二級 i= 56， 三級 i=20 315，則減速器確定為一級減速器。 = 軸Ⅱ輸入功率 = 178。 = 各軸輸入扭矩計算 =9550 =9550179。 =178。由于小齒輪的盈利循環(huán)次數(shù)要比大齒輪的要多，且小齒輪的根部強度較弱，為使大小齒輪的強度接近，應使小齒輪的齒面硬度比大齒輪的齒面硬度高 30 50HBS，通常采用調(diào)制的小齒輪與調(diào)制或正火的大齒輪 配對，適用于對齒輪尺寸和精度要求不高的傳動中。在設計時，對于閉式軟齒面齒輪（齒面硬度≤ 350HBS） ,首先保證齒面接觸疲勞強度，對于硬 齒面齒輪（齒面硬度＞ 350HBS） ,首先保證齒根彎曲疲勞強度。 mm； 3 齒寬系數(shù) 載荷一定時，齒寬系數(shù)大，可減小齒輪的直徑或中心距，能在一定程度上減輕整個傳動系統(tǒng)的重量，但卻增加了軸向尺寸，增加了載荷沿齒寬發(fā)布的不均勻性，經(jīng)查表取齒輪12 相對軸承不對稱布置時， = ，當為斜齒輪和人字齒輪時取最大值，取 =； 4 齒數(shù)比 u u = i = =； 5 齒 數(shù) Z 對于閉式軟齒面齒輪傳動 ， 在保持分度圓直徑 d 不變和滿足彎曲強度的條件下，齒數(shù) Z應選的大些，以提高傳動的平穩(wěn)性和減少噪音。這里取 =35， =u178。 20176。 1440179。 = /u=179。 179。 7 精算分度圓直徑 d = = = ( ＞ 合適 ) = = = 8 計算齒寬 b b= =179。 = 則查圖可得 = 4 許用彎曲應力 [ ]，即按 [ ]= 計算 查圖得彎曲 疲勞強度 =200MPa， =160MPa； 查圖得彎曲疲勞強度 = =； 取應力修正系數(shù) =； 對于安全系數(shù)，一旦發(fā)生事故，后果往往比較嚴重。 =＜ = =179。 軸的設計計算 軸是機器中的主要支承件之一，用來支撐做回轉(zhuǎn)運動的傳動零件，如齒輪、渦輪、帶輪、鏈輪、聯(lián)軸器等。 軸的設計包括結(jié)構(gòu)設計和軸的強度 、 剛度的計算兩方面的內(nèi)容 ： 軸的結(jié)構(gòu)設計是根據(jù)軸上零件的安裝 、定 位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理的確定軸的外形和結(jié)構(gòu)尺寸。 工程上常用的軸的強度計算方法有以下幾種 ：①按扭矩強度條件計算，此種方法常用于結(jié)構(gòu)設計前的初步計算，對于僅承受扭矩或主要承受扭矩的傳動軸也可以采用此種方法設計計算；②按彎扭合成強度條件計算，對于不大重要的軸，也作為最后的校核計算；③按安全系數(shù)法進行校核計算，是考17 慮軸疲勞強度 的諸多因素的精確計算。因此先按扭轉(zhuǎn)強度或經(jīng)驗公式估算軸的直徑，然后進行軸的結(jié)構(gòu)設計，最后進行軸的強度驗算。 mm ,所以以輸出軸為標準進行計算。故選擇 45 號鋼，并進行調(diào)質(zhì)處理。 mm 初步估算最小軸徑 由表 ， 當選取軸的材料為 45 鋼時 ，取 C=110，于是得 =C =110 = 輸出軸的最小軸徑顯然為安裝聯(lián)軸器的軸徑 。 彈性套柱銷聯(lián)軸器制造 容易， 裝拆方便 ， 成本低 ， 不僅可以補償兩軸間的相對位移 ，而且具有緩沖吸震的能力適用于連接載荷平穩(wěn) 、 需要正反轉(zhuǎn)或啟動頻繁的傳遞中小轉(zhuǎn)矩的軸 。 mm 式中 ： — 工況系數(shù)，查表知 = T — 工稱轉(zhuǎn)矩，由前面計算可知 T=178。 19 軸的強度驗算 先做出軸的受力計 算圖，如圖 所示。 2 計算軸承的支反力 a 水平面上的支反力，見圖（ b） = = = = = = b 垂直面上的支反力 ， 見圖 （ d） = = = 21 = = = 3 畫彎矩圖 截面 B處的彎矩 a 水平面上的彎矩圖 ， 見圖 （ c） = = 70=178。 mm = = = N178。 mm 6 按彎扭合成應力校核軸的強度 由圖 （ h）可見截面 B 處的當量彎矩最大，故校核該 截面的強度 = = = 式中： W— 抗彎模量， W=π /32≈ ， 其中 d為裝齒輪的軸徑 。 從應力集中對軸的疲勞強度的影響來看 ， 剖面 Ⅲ、Ⅳ處過盈配合引起的應力集中最嚴重，從受載情況來看，剖 B處的 最大 ， 但應力集中不大 （過盈配合及鍵槽所引起的應力集中均在兩端），且這里軸徑最大，故剖面 B 也不必校核。 mm） 合成彎矩 M（ N178。其中 ， 平鍵連接是結(jié)構(gòu)最簡單的一種 ， 它能傳遞較大的扭矩 ， 且易加工 ， 裝拆方便 ， 應用廣泛 。 軸承的校核 為保證軸承的正常工作 ， 應對其重要的失效形式進行計算 ， 對一般轉(zhuǎn)動的軸承 ， 疲勞點蝕是主要的失效形 式 ， 故應進行壽命計算 。 查表可知 30209 軸承 =67800N， e=， Y=。 軸 承的組合設計 1 支承結(jié)構(gòu) 本設計中軸承跨距較小，工作溫度不高，可采用兩段固定結(jié)構(gòu)。根據(jù)黏度，選用 AN150 號全損耗系統(tǒng)用油。 密封 1 軸伸出端的密封 采用接觸式密封，配合 氈圈 密封圈。27 視孔蓋用螺釘緊固在凸臺上，并考慮其密封。 通氣塞 通氣塞在視孔蓋上 ， 選用 M12 的通氣塞。 螺塞選用 M14 的外六角螺塞。 根據(jù)結(jié)構(gòu)選用 UCP208CD 軸承座 。根據(jù)裝聯(lián)軸器軸徑選用單列圓錐滾子軸承 30207，其軸徑 d=35mm。工作時各刀齒依次間歇地切去工件的余量。刀齒分布在銑刀的圓周上，按齒形分為直齒和螺旋齒兩種。其結(jié)構(gòu)有整體式、鑲齒式和可轉(zhuǎn)位式 3種。端銑刀是用頂面加工的銑刀，是圓盤型的，只能用端面的刀刃進行切削角度銑刀用于銑削成一定角度的溝槽，有單角和雙角銑刀兩種。此外 ,還有鍵槽銑刀、燕尾槽銑刀、 T 形槽銑刀和各種成形銑刀等。端銑刀可粗精銑鋼、鑄鐵、有色金屬工件上的平面。 三面刃銑刀的外形如下：30 由前面確定的加工方案 ， 可知銑刀相對位置如下 ： 31 傳動裝置 機床有粗、精銑頭各一個，兩銑頭結(jié)構(gòu)相同。垂直主軸由主傳動軸經(jīng)渦輪蝸桿直接傳動；水平主軸由主傳動軸經(jīng)蝸輪蝸桿減速 后，還要經(jīng)過一對人字齒輪進行傳動。 ZI 蝸桿易實現(xiàn)磨削，加工精度容易保證，效率較高，一般用于頭數(shù)多（ 3 頭以上）、轉(zhuǎn)速較高 和要求較精密的傳動。蝸桿傳動的主要優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，噪音小，沖擊振動小，可獲得較大的單級傳動比。 傳動中心距 a (mm) ① 確定作用在蝸桿上的轉(zhuǎn)矩 32 蝸桿頭數(shù) =2,傳動比 i=10， 則渦輪的齒數(shù) = 178。則 K= =1 1 1=1 ③ 確定彈性影響系數(shù) 因選用的是鑄錫磷青銅 ZCuSn10Pb1 和鋼蝸桿相配，故 =160 ④ 確定接觸系數(shù) 先假設蝸桿分度圓直徑 和傳動中心距 a 的比值 /a=， 查圖可得 =。 查圖可得 180。 6 精度等級公差和表面粗糙度的確定 考慮到所設計的蝸桿傳動是動力傳動 ， 屬于通用機械 ， 從 GB/T100891998 圓柱蝸桿 、35 渦輪精度中選擇 8 級精度，側(cè)隙種類為 f，標注為 8f GB/T100891998。 1 選擇齒輪材料 、 熱 處理方式和精度等級 用鋼和鑄鐵制造的齒輪應常進行一些熱處理，以改善材料的性能，滿足齒輪不同的工作需求。 本設計中 ， 大小齒輪均為軟齒面 ， 小齒輪用 40 調(diào)制，平均硬度為 270HBS，大齒輪用45 鋼調(diào)制，平均硬度為 230HBS，選用 8 級精度。對于閉式軟齒面齒輪傳動，其失效形式主要是齒面點蝕 ，其次是齒面折斷，所以先按齒面接觸疲勞強度進行設計，確定齒輪的主要參數(shù)后，再校核齒根彎曲強度。同時模數(shù)減小還能降低齒高，減少滑動系數(shù)，減少磨損，提高抗膠合能力。 40176。 1000179。 = /u=179。 179。 ⑦ 精算分度圓直徑 d = = = ( ＞ 合適 ) = = = ⑧ 計算齒寬 b b= =179。 = 則查圖可得 = ④ 許用彎曲應力 [ ]，即按 [ ]= 計算 查圖得彎曲 疲勞強度 =200MPa， =160MPa； 查圖得彎曲疲勞強度 = =； 取應力修正系數(shù) =； 對于安全系數(shù)，一旦發(fā)生事故，后果往往比較嚴重。 =＜ = =179。 通過已知條件和查閱相關的設計手冊得知，該傳動機所傳遞的功率屬于中小型功率。）由表可得 =640MPa，彎曲疲勞強度 =275MPa， 剪切疲勞強度 =155MPa。 垂直主軸的最小軸徑可確定為 35mm，水平軸的最小軸徑為 35mm，水平渦輪軸的最小軸徑為 30mm。 本設計選擇這種聯(lián)軸器 。 mm 可選輸入軸的聯(lián)軸器型號為 LT6 ：主動端為 J型軸孔， A型鍵槽， =3Omm， =35mm 從動端為 J 型軸孔， A 型鍵槽， =25mm，=35mm 鍵的選用 鍵常用于軸上零件與軸的周向定位和固定 ， 利用鍵作為連接過渡零件傳 動力和運動 。 滾動軸承的選擇 滾動軸承是現(xiàn)代機器中廣泛應用的部件之一，它是依靠主要元件之間的滾動接觸來支承轉(zhuǎn)動零件的，具有摩擦力小、啟動靈活、效率高、潤滑方便和互換性好等優(yōu)點。 水平主軸采用軸承為一對圓錐滾子軸承 30206，設有擋油盤，采用接觸式密封。 蝸桿浸入油池約 1個齒高。在這兩周來，也暴露了自己很多問題，第一、不夠細心比如由于粗心大意畫錯了線，由于對課本理論的不熟悉導致出現(xiàn)錯誤。第三，在做人上，我認識到，無論做什么事情，只要你足夠堅強，有足夠的毅力與決心，有足夠的挑戰(zhàn)困難的勇氣，就沒有什么辦不到的。 參考文獻 【 1】文懷興，夏田 . 數(shù)控機床系統(tǒng)設計 .北京：化學工業(yè) 出版社， . 【 2】李名望 . 機床夾具設計實例教程 .北京：化學工業(yè)出版社， .. 44 【 3】李存霞 . 機床夾具設計與應用 .北京：清華大學出版社， . 【 4】陳嬋娟 . 數(shù)控車床設計 .北京： 化學工業(yè)出版社， .. 【 5】駱素君 . 機械課程設計簡明手冊 .北京：化學工業(yè)出版社， . 【 6】唐曾寶 . 機械設計課程設計 .武漢：華中科技大學， 【 7】傅燕鳴 . 機械設計課程設計教程 .上海：上?？萍技夹g(shù)出版社， . 【 8】關慧貞，馮辛安 . 機 械制造裝備設計第 3版 .北京：機械工業(yè)出版社， . 【 9】王為，汪健曉 .機械設計 .武漢：華中科技大學出版社， . 【 10】上海柴油機工藝設備研究所 .金屬切削機床夾具設計手冊 .北京：機械 工業(yè)出版社，. 【 11】機械設計手冊聯(lián)合編寫組 .機械設計手冊 .北京：化學工業(yè)出版社， .. 【 12】西安微電機研究所 .微特電機應用手冊 .附件：附件科學技術(shù)出版社， . 【 13】田培棠 .夾具結(jié)構(gòu)設計手冊 .北京：國防工業(yè)出版社， .