【正文】 ,p ??????????M P ammdmmbmmLbLlmmlmmhhkkmNT?可見連接的擠壓強度足夠了，鍵的標記為： 2 0 0 31 0 9 6810 ?? TGB鍵 齒輪模數(shù)的確定： 齒輪模數(shù)的估算。一般將軸化為集中載荷下的簡支梁，其撓度和傾角計算公式見《金屬切削機床設(shè)計》表，然后疊加，注意方向符號，在同一平面上進行代數(shù)疊加，不在同一平面上進行向量疊加。 鍵的長度 L一般可按輪轂的長度而定。根據(jù)以上原則各軸的直徑取值： mmd 30?? ， ?d 和 ???d 在后文給定， ? 軸采用光軸 ， ??軸和 ? 軸因為要安裝滑移齒輪所以都采用花鍵軸。 ?各齒 輪的計算轉(zhuǎn)速 各變速組內(nèi)一般只計算組內(nèi)最小齒輪，也是最薄弱的齒輪，故也只需確定最小齒輪的計算轉(zhuǎn)速。 V帶安裝到輪槽中以后，一般不應(yīng)該超出帶輪外圓，也不應(yīng)該與輪槽底部接觸。 v = 970r/min = 。 (2)確定帶輪的基準直徑 ?D ， ?D 帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大。主軸頭部需要淬火，硬度為 HRC 50～ 55。 其他問題 主軸上齒輪應(yīng)盡可能靠近前軸承，大齒輪更應(yīng)靠前，這樣可以減小主軸的扭轉(zhuǎn)變形。 主軸是兩端外伸的軸，防止漏油更為重要而困難。 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 第 22 頁 共 53 頁 其他軸承調(diào)整也有與主軸軸承相似的問題。 軸承與軸和軸承與箱體孔之間，一般都采用過渡配合。推力軸承布置在前軸承、后軸承還是分別布置在前、后軸承，影響著溫升后軸的伸長方向以及結(jié)構(gòu)的負責(zé)程度，應(yīng)根據(jù)機床的實際要求確定。承受軸向力的能力最高，但允許的極限轉(zhuǎn)速低，容易發(fā)熱。 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 第 21 頁 共 53 頁 主軸軸承 1）軸承類型選擇 主軸前軸承有兩種常用的類型： 雙列短圓柱滾子軸承。所以，軸承剛度小時， aL 應(yīng)選大值，軸剛度差時，則取小值。安裝工件（車床）或者刀具（銑床、鉆床等）的主軸參予切削成形運動，因此它的精度和性能直接影響加工質(zhì)量（加工精度和表面粗糙度），設(shè)計時主要圍繞著保證精度、剛度和抗振性，減少溫升和熱變形等幾個方面考慮。對受軸向力的軸，其軸向定位就更重要。在箱外調(diào)整好鏜刀尺寸，可以提高生產(chǎn)率和加工精度。在溫升、空載功率和噪聲等方面，球軸承都比滾錐軸承優(yōu)越。 傳動軸可以是光軸也可以是花鍵軸。有時為了縮短軸向尺寸，也有用組合齒輪的。 6 級精度的齒輪，用精密滾齒機可以達到。大都是用 7— 6— 6，圓周速度很低的，才選 8— 7— 7。也就是說，作用在一個齒輪上的載荷是變化的。 Ⅰ 軸上裝有摩擦離合器，兩端的齒輪是空套在軸上，當離合器接通時才和軸一起轉(zhuǎn)動。正反向的轉(zhuǎn)換在不停車的狀態(tài)下進行，常采用片式摩擦離合器。制動器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上，以免制動扭矩太大，使制動器尺寸增大。有兩種布置方案，一是將兩級變速齒輪和離合器做成一體。設(shè)計時除考慮一般機械傳動的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個方面的問題：精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動效率要求，主軸前軸承處溫度和溫升的控制，結(jié)構(gòu)工藝性，操作方便、安全、可靠原則，遵循標準化和通用化的原則。2z = zs 2z =6629=37； i=1 ，找出 3z =33， 39。對于定比傳動的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機械設(shè)計手冊推薦的方法確定。 ? ?13 22 ??? PXR ? 其中， ?? 62?X ， 22?P ∴ ? ? )10~8( 1293 ??? ??R ，符合要求 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 第 13 頁 共 53 頁 確定各軸的轉(zhuǎn)速 ?分配總降速變速比 總降速變速比 ??? dnni 又電動機轉(zhuǎn)速 min/970 rnd ? 不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標準，因而增加 一定比變速副。即 ??321 ZZZZ ? 變速副中 由于結(jié)構(gòu)的限制以 2或 3為合適，即變速級數(shù) Z應(yīng)為 2和 3的因子：baZ 32 ?? ，可以有三種方案： 18=3 3 2 18=3 2 3 18=2 3 3 因為傳動副數(shù)的排列“前多后少”。 根據(jù)以上要求，選取 Y160M6 型三相異步電動機，額定功率 ,滿載轉(zhuǎn)速 970 minr ， 額定轉(zhuǎn)矩 ，質(zhì)量 119Kg。 現(xiàn)在以常見的中碳鋼為工件材料，取 45 號鋼，正火處理，車削外圓，表面粗糙度 aR =。 普通車床采用最大速度 maxv 的典型工序一般為用硬質(zhì)合金車刀精車或半精車鋼質(zhì)軸類工件的外圓，取 maxv =200r/min。 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 第 7 頁 共 53 頁 確定主軸的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速，應(yīng)該在分析所設(shè)計機床幾種典型加工方式的切削用量和參考現(xiàn)有同類型機床的技術(shù)性能的基礎(chǔ)上，并按照“技術(shù)上先進 ，經(jīng)濟上合理”的原則進行。 本次突出了結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求，在保證機床的基本要求下，根據(jù)機床設(shè)計的原則，擬定機構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)，對機床的機構(gòu)進行精簡，力求降低生產(chǎn)成本；主軸和齒輪設(shè)計在滿足強度需要的同時，材料的選擇也是采用折中的原則，沒有選擇過高強度的材料從而造成浪費。首先應(yīng)滿足機床的運動特性，如機床主軸油足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級數(shù)；滿足機床傳遞動力的要求。 還應(yīng)該和先進的同類機床比較，因為過大的轉(zhuǎn)速范圍不僅不能充分發(fā)揮其性能，而且還可能使結(jié)構(gòu)無法實現(xiàn)。這里我們?nèi)藴使认盗?? = 因為 ? ==，根據(jù)《機械制造裝備設(shè)計》 77P 表 36 標準數(shù) 列。 ③ 機床功率的計算， 主切削力的計算 根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》 449P 450P 表 859和表 860，主切削力的計算公式及有關(guān)參數(shù)： FZ =? F60 ? FcC ? FcZa ? FcZf ? FcZv ? FcK =? ? ?270?4???? =3242（ N） 切削功率的計算 cP = cF ? cv ? 310? =3242 103=(kw)； 依照一般情況，取機床變速效率 ? =。 變速 方案有多種，變速型式更是眾多，比如：變速型式上有集中變速，分離變速；擴大變速范圍可用增加變速組數(shù)，也可采用背輪結(jié)構(gòu)、分支變速等型式；變速箱上既可用多速電機，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下： 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 第 12 頁 共 53 頁 圖 各變速組的變速范圍及極限傳動比 傳動副的極限傳動比和傳動組的極限變速范圍：在降速傳動時，為防止被動齒輪的直徑過大而使進徑向尺寸過大，常限制最小傳動比， mini ? 1/4，升速傳動時，為防止產(chǎn)生過大的振動和噪音，常限制最大傳動比 2max?i ，斜齒輪比較平穩(wěn)，可取 ?i ，故變速組的最大變速范圍為 ?maxR maxi /mini ≤ 8～ 10。 ?先來確定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。 ?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，查表得到 minzs =72。1z = zs 1z =9030=60 2z =18， 39。 3） 確定傳動軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對位置，以確定各軸的受力點和受力方向，為軸和軸承的驗算提供必要的數(shù)據(jù)。我們采用第二種方案，通過空心軸中的拉桿來操縱離合器的結(jié)構(gòu)。 車床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時退刀。這樣就限制了軸向和周向的兩個自由度，起了定位作用。 空套齒輪需要有軸向定位，軸承需要潤滑。采用同一精度時，圓周速度越高，振動和噪聲越大，根據(jù)實際結(jié)果得知，圓周速度會增加一倍，噪聲約增大 6dB。 7級精度齒輪，用較高精度滾齒機或插齒機可以達到。 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）和機械加工時的安裝和定位基面。傳動軸應(yīng)保證這些傳動件或機構(gòu)能正常工作。這是加工時的過濾部分。選擇軸承的型號和尺寸，首先取決于承載能力，但也要考慮其他結(jié)構(gòu)條件。 花鍵軸兩端裝軸承的軸頸尺寸至少有一個應(yīng)小于花鍵的內(nèi)徑。 4） 在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈。 3） 前錐孔直徑 前錐孔用來裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏六號錐孔。機床主軸都在一定部位上承受著不同程度的摩擦，主軸與滾動軸承配合使用時，軸頸表面具有適當?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。外徑比同規(guī)格的雙列圓柱滾子軸承小一些。三孔同心在工藝上難度較大，可以用兩個支撐的主要支撐，第三個為輔助支撐。前軸承 的誤差對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。預(yù)負載使軸承內(nèi)產(chǎn)生接觸變形，過大的預(yù)負載對提高剛度沒有明顯的小果，而磨損發(fā)熱量和噪聲都會增大，軸承壽命將因此而降低。錐面配合對中性好，但加工較難。 在有大量切屑、灰塵和冷卻液的環(huán)境中工作時，可采用曲路密封，曲路可做成軸向或徑向。各種牌號鋼材的彈性模量基本一樣，對剛度影響不大。電動機轉(zhuǎn)速 n=970r/min,傳遞功率 P=,傳動比 i=，兩班制，一天運轉(zhuǎn) 16 小時，工作年數(shù) 10 年。 (3)驗算帶速度 V， 按《機械設(shè)計》 150P 式（ 813）驗算帶的速度 V= 11 ?? ???? nD? 所以 smvsm 305 ?? ，故帶速合適。 帶輪寬度： mmfezB )14(2)1( ????????? 。 確定各軸轉(zhuǎn)速 ?確定主軸計算轉(zhuǎn)速： 計算轉(zhuǎn)速 jn 是傳動件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。當軸為花鍵軸時，可將估算的 d值減小 7%為花鍵軸的小徑 。 Ⅱ 軸處 鍵的尺寸為 鍵寬 b鍵高取 12 8， 鍵的長度 L取 80。驗算撓度時，要求驗算受力最大的齒輪處，但通?？沈炈銈鲃虞S中點處撓度（誤差 %3）。 鍵的校核 鍵和軸的材料都是鋼，由《機械設(shè)計》表 62 查的許用擠壓應(yīng)力M Pap 1 2 0~1 0 0][ ?? , 取 其 中 間 值 ， MPap 110][ ?? 。故 齒輪精度選用 7級精度，再 由《機械設(shè)計》表 101選擇小齒輪材料為 40Cr (調(diào)質(zhì) )，硬度為 280HBS： 根據(jù)《金屬切削機床設(shè)計》表 717；有公式： ①齒面接觸疲勞強度：3 22 )1(16020 ??? ? HPjmH znKPm ?? 。4449mmdIIM P aEE?????????軸的；材料彈性模量；式中； 查《機械制造裝備設(shè)計》表 312許用撓度 ? ? mmy ??? ； ? ? 所以合格,yYB ? 。 需要驗算傳動軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。 查 《 機 械 設(shè) 計 手 冊 》 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 。 傳動軸直徑的估算：確定各軸最小直徑 根據(jù)《 金屬切削機床設(shè)計 4》 公式 （ 71） ， ? ?mmn Pd j491 ??，并查《金屬切削機床設(shè)計 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 i n/2 2 4,9 2 212 rn j ?????? ?? ? ? mmnd j 2 4 9 2 44 ????? ?? ③Ⅲ軸的直徑：取 m in/1 1 2, 323 rn j ????? ?? ? ? mmnd j 44 ????? ?? 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 第 28 頁 共 53 頁 其中： P電動機額定功率（ kW）； ? 從電機到該傳動軸之間傳動件的傳動效率的乘積； jn 該傳動軸的計算轉(zhuǎn)速（ minr ）； ??? 傳動軸允許 的扭轉(zhuǎn)角（ mo ）。 ? 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，允許對輪緣、凸臺、腹板及輪轂的表面缺陷進行修補；轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡，反之做動平衡。 V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準直徑有關(guān)，當帶輪基準直徑 ddd ? （ d 為安裝帶輪的軸的直徑， mm）時。 由《機械設(shè)計》 150P 公式 (814) ? ???? 11212 DnnD