【正文】 圖 軸 IV 花軸圖 軸承的校核 根據(jù)軸徑等要求，軸 IV所選軸承從左至右分別為 30307(1對(duì) ) 7008 /7208 /C DBC DB?????? 30308（ 1對(duì)） 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得滾動(dòng)軸承的校核，即要滿足條件：滾動(dòng)軸承的額定壽命 ? ?? ?610 1060h CL T hnP????????? ??T 為工作期限（ h） ,對(duì)于一般機(jī)床 ??T取值為 15000— 20200 小時(shí)。 同理對(duì)軸 IV 上齒數(shù)為 80模數(shù)為 2，齒數(shù)為 51 模數(shù)為 3的齒輪經(jīng)行校核，齒輪都符合要求。 jn — 該軸的最小轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 花鍵軸鍵側(cè)擠壓應(yīng)力的驗(yàn)算 花鍵鍵側(cè)工作表面的擠壓應(yīng)力為： m a x228()njy jyMD d lN K ??? ? ? ???? 式中 maxnM — 花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（ N mm? ）； D、 d— 花鍵軸的大徑和小徑（ mm） ； L— 花鍵工作長度； N— 花鍵鍵數(shù)； K— 載荷分布不均勻系數(shù)， K=～ ； 4228 6 . 8 1 1 0 3 . 0 8 2 0( 3 6 3 2 ) 1 1 6 8 0 . 7j y j yM P a?? ??? ? ? ? ? ???? ? ? ?(MPa) 故此花鍵軸校核合格 202825 圖 軸 II 裝配示意圖 軸承的校核 根據(jù)軸徑等要求，軸 II 所選的軸承 從左至右分別為圓錐滾子軸承 30305 (1對(duì) ) 30304（ 1 對(duì)） 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得滾動(dòng)軸承的校核，即要滿足條件：滾動(dòng)軸承的額定壽命 ? ?? ?6101060hCL T hnP ????????? ??T 為工作期限（ h） ,對(duì)于一般機(jī)床 ??T取值為 15000— 20200 小時(shí)。 ∴ 2 33226 . 9 1 5 61 0 5 1 0 5 2 0 . 3 6 59 6 9 .6 7 0Pd n? ? ? ? ?(mm) 取 min2 22d ? （ mm） 齒輪的校核 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》得校核齒輪即滿足： ? ?FtFa SaKFbm Y Y?? ， 2t TF d? 對(duì)軸 II 上齒數(shù)為 43 的齒輪進(jìn)行校核 42 2 6 .7 5 1 086t TF d ???? ∴ 51 . 8 6 9 2 0 . 6 7 5 1 0 1 7 . 0 6 08 6 8 6 2tKFbm ? ? ????? 又由計(jì)算齒輪時(shí)的數(shù)據(jù)得： ? ? 3 0 3 . 5 7 7 6 . 1 5 22 . 3 7 1 . 6 8 2FF a S aYY? ??? 比較得： ? ?FtFa SaKFbm Y Y?? 故該齒輪符合要求。外徑較大的軸承，宜用于低速重載的場(chǎng)合。軸承內(nèi)、外圈上的滾道有限制滾動(dòng)體沿軸向位移的作用。； ρ — 齒面摩擦角， ?? ? ； β — 齒輪的螺旋角；β＝ 0 ∴ 30. 5 1. 49 8 10rtPP? ? ? (N) （ ） 花鍵軸鍵側(cè)擠壓應(yīng)力的驗(yàn)算 花鍵鍵側(cè)工作表面的擠壓應(yīng)力為： m a x228 ,()nj y j yMD d lN K ??? ? ? ???? (MPa) （ ） 式中 maxnM — 花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（ N mm? ）； D、 d— 花鍵軸的大徑和小徑（ mm） ； L— 花鍵工作長度； N— 花鍵鍵數(shù)； K— 載荷分布不均勻系數(shù)， K=～ ； 4228 8 . 3 9 1 0 4 . 6 2 2 0( 3 8 3 2 . 2 ) 8 5 6 0 . 7j y j yM P a?? ??? ? ? ? ? ???? ? ? ?(MPa) 故此花鍵軸校核合格 圖 花鍵軸示意圖 軸承的選擇 根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同，可把軸承分為滑動(dòng)摩擦軸承（簡(jiǎn)稱滑動(dòng)軸承）和滾動(dòng)摩擦軸承（簡(jiǎn)稱滾動(dòng)軸承）兩大類。 則此時(shí)按 2m? ,大、小齒輪的齒數(shù)分別為： 11 m? ? ? ，整圓成 1 43Z? 21 51 43 5143Z i Z? ? ? ? ? (4）幾何尺寸的計(jì)算： (a ） 分 度 圓 直 徑 11 2 4 3 8 6d m Z? ? ? ? ?(mm) （ ） 22 2 5 1 1 0 2d m Z? ? ? ? ?(mm) (b ） 中 心 距 12 86 10 2 9422dda ? ?? ? ?(mm) （ ） (c ） 齒 輪 寬 度 11 1 8 6 8 6dbd?? ? ? ? ?(mm) （ ） 22 1 1 0 2 1 0 2dbd?? ? ? ? ?(mm) 齒輪的校核 由 《 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 》 得 校 核 齒 輪 即 滿 足 ： ? ?FtFa SaKFbm Y Y?? ， 2t TF d? （ ） (1）對(duì)軸 I 上齒數(shù)為 51 的齒輪進(jìn)行校核 52 2 0 . 8 3 3 2 1 0102t TF d ???? ∴ 51 . 8 6 9 2 0 . 8 3 3 2 1 0 1 4 . 9 6 81 0 2 1 0 2 2tKFbm ? ? ????? 又由計(jì)算齒輪時(shí)的數(shù)據(jù)得： ? ? 264 6 6 . 9 3 52 . 3 1 6 1 . 7 0 3FF a S aYY? ??? 比較得： ? ?FtFa SaKFbm Y Y?? 故該齒輪符合要求。 表 輪廓尺寸 長寬高 ( 3mm ) 壁厚 (mm) 500 500 300 812 500 500 300800 500 500 1015 800 800 500 1220 由于箱體軸承孔的影響將使扭轉(zhuǎn)剛度下降 10%20%，彎曲剛度下降更多，為彌補(bǔ)開口削弱的剛度，常用凸臺(tái)和加強(qiáng)筋；并根據(jù)結(jié)構(gòu)需要適當(dāng)增加壁厚。軸II 運(yùn)動(dòng)通過齒輪傳至軸 III。當(dāng)壓緊 1M 左部摩擦片時(shí)，軸 的運(yùn)動(dòng)經(jīng) 1M 及相應(yīng)的齒輪副傳給軸 II，這時(shí)主軸正轉(zhuǎn)。再結(jié)合講師所給 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì)任務(wù)書可選擇電動(dòng)機(jī)參數(shù)如下： 功率： Kw 滿載轉(zhuǎn)速： 1450 r/min 傳動(dòng)路線及轉(zhuǎn)速圖的擬定 （ 1）分配總降速傳動(dòng)比 總降速傳動(dòng)比為 3m i n / 1 0 / 1 4 5 0 6 .6 7 1 0ndU n n ?? ? ? ?, minn 為主軸最低轉(zhuǎn)速，考慮是否需要增加定比傳動(dòng)副，以使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標(biāo)準(zhǔn)或有利于減少齒輪和徑向與軸向尺寸，并分擔(dān)總降速傳動(dòng)比。故此在畢業(yè)設(shè)計(jì)選題時(shí)選擇了 CA6140 車床主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真這個(gè)題目，該設(shè)計(jì)包括機(jī)床結(jié)構(gòu)和機(jī)床設(shè)計(jì)方面內(nèi)容，讓我能夠把大學(xué)所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)地運(yùn)用起來。工件的精度和表面粗糙度，在很大程度上決定于主軸部件的剛度和回轉(zhuǎn)精度。 機(jī)械零部件是一方面，但是要完全靠機(jī)械部分來提高整體精度和可要性，那么要求越高成本可能要成倍增加，所以要靠控制部分 — — 數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)精確控制，我們?cè)诟邫n數(shù)控系統(tǒng)及伺服驅(qū)動(dòng)控制方面的落后也會(huì)直接制約高端機(jī)床的發(fā)展 【 7,8】。 近年來，機(jī)器的發(fā)展的主流是數(shù)控機(jī)床。 金屬切削機(jī)床是人類在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中，生產(chǎn)的不斷改進(jìn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造而發(fā)展起來的。 我 運(yùn)用CAD 完成了主軸箱的二維總裝配圖和幾個(gè)軸上零件的裝配圖，運(yùn)用 ProE軟件完成零件設(shè)計(jì) (軸、齒輪、箱體、軸承等并進(jìn)行 了 虛擬裝配和 仿真，保存了仿真的視頻格式 并且在 界面中讓它運(yùn)行起來 。 關(guān)鍵詞 ： CA6140 機(jī)床 。最早的機(jī)床它是依靠雙手工作。數(shù)控機(jī)床，需要很少的人工操作，主要是靠編輯好的數(shù)控程序，來完成機(jī)械零件的加工。 CA6140 機(jī)器的說明 CA614 車床可進(jìn)行各種工作，加工公制，英制，模數(shù)和徑節(jié)螺紋。 （ 3）卸荷帶輪裝置 卸荷帶輪裝置是帶輪傳動(dòng)中產(chǎn)生的拉力，通過軸承、法蘭盤傳給主軸箱的結(jié)構(gòu)。雖然自己沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過機(jī)床設(shè)計(jì)方面的課程，但我對(duì)該設(shè)計(jì)的仿真那一方面很感興趣，我相信通過自己查找文獻(xiàn)資料和動(dòng)手操作，一定能夠做好該畢業(yè)設(shè) 計(jì)，并且擴(kuò)大我的知識(shí)面。然后，將總降速傳動(dòng)比按“先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速組中的最小傳動(dòng)比。當(dāng)壓緊 1M 右部摩擦片時(shí)，軸 I 的運(yùn)動(dòng)經(jīng) 1M 及相應(yīng)的齒輪副傳給軸 VII，再傳到軸 II，這時(shí)由于增加了一次外嚙合，而使主軸反轉(zhuǎn)。再由軸 III 不同的齒輪副傳至主軸 VI。如中型車床的前支承壁一般取 25mm 左右，后支承壁取 22mm 左右，軸承孔處的凸臺(tái)應(yīng) 滿足安裝調(diào)整軸承的需求。 同理校核軸 I上齒數(shù)為 56，模數(shù)為 2 的齒輪經(jīng)行校核，該齒輪符合要求。滾動(dòng)軸承由于摩擦系數(shù)小，起動(dòng)阻力 小，而且它已標(biāo)準(zhǔn)化，選用、潤滑、維護(hù)都很方便，因此在一般機(jī)器中應(yīng)用較廣。 選擇軸承類型時(shí)應(yīng)考慮以下的因素： (1）軸承所受的載荷 軸承所受載荷的大小、方向和 性質(zhì)，是選擇軸承類型的主要依據(jù)。 (3）軸承的調(diào)心性能 軸的中心線與軸承座的中心線不重合時(shí)，或因軸受力而彎曲或傾斜時(shí)，會(huì)造成軸承的內(nèi)、外圈軸線發(fā)生偏斜。 同理對(duì)軸 II 上齒數(shù)為 38模數(shù)為 2，齒數(shù)為 3 2 30模數(shù)為 的齒輪經(jīng)行校核，齒輪都符合要求。 式中 10hL — 額定壽命， C — 額定負(fù)載， P — 當(dāng)量動(dòng)載荷， ??壽 命 系 數(shù) ，對(duì)于球軸承 3?? ，對(duì)于滾子軸承 103?? 。 傳動(dòng)軸上的彎矩載荷有輸入扭矩齒輪和輸出扭矩齒輪的圓周力、徑向力，齒輪的圓周力 tP ： ? ?4 32 2 1 6 . 9 1 0 6 . 6 7 1 0 ND 5 0t MP ??? ? ? ?扭 式中 D— 齒輪節(jié)圓直徑（ mm） ,D=mZ。 綜上軸 IV上的雙聯(lián)滑移齒輪 80、 50，和雙聯(lián)滑移齒 輪 51都符合要求。 式中 10hL — 額定壽命， C — 額定負(fù)載， P — 當(dāng)量動(dòng)載荷， ??壽 命 系 數(shù) ，對(duì)于球軸承 3?? ，對(duì)于滾子軸承 103?? 。 花鍵軸鍵側(cè)擠壓 應(yīng)力的驗(yàn)算 花鍵鍵側(cè)工作表面的擠壓應(yīng)力為： m a x228()njy jyMD d lN K ??? ? ? ???? 式中 maxnM — 花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（ Nmm）； D、 d— 花鍵軸的大徑和小徑（ mm） ； L— 花鍵工作長度； N— 花鍵鍵數(shù)； K— 載荷分布不均勻系數(shù)， K=～ ； 5228 6 . 2 9 1 0 9 . 0 8 2 0( 3 2 2 6 ) 1 1 6 8 0 . 7j y j yM P a?? ??? ? ? ? ? ???? ? ? ?(MPa) 故此花鍵軸校核合格。 圖 軸 III 裝配示意圖 傳動(dòng)軸 IV各主要零件的設(shè)計(jì) 軸徑的估算 參考《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 — 2 得： 3(100 ~ 120)cPd n? ，查《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 — 10 得： V?帶 = ， 取3105cPd n? 由轉(zhuǎn)速圖可得：min348020i ? ∴ 轉(zhuǎn)速： 34 34 3 6 7 .8 0 6 9 1 .9 5 28 0 / 2 0nn i? ? ?(r/min) 效率： 234 3 2 1? ? ? ?? ? ? 功率： 24 3 3 4 6 . 5 0 8 9 0 . 9 8 0 . 9 8 0 . 9 9 6 . 0 6PP ?? ? ? ? ? ? ?(kw) ∴ 4 33446 . 0 61 0 5 1 0 5 4 2 . 4 1 29 1 . 9 5 2Pd n? ? ? ? ?(mm) 取 min4 43d ? (mm) 齒輪的校核 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》得校核齒輪即滿足： ? ?FtFa SaKFbm Y Y?? ， 2t TF d? 對(duì)軸 IV 上齒數(shù)為 50 的齒輪進(jìn)行校核 42 2 5 .0 4 1 0100t TF d ???? ∴ 53 . 5 5 4 2 0 . 5 0 4 1 0 1 7 . 9 11 1 0 0 1 0 0 2tKFbm ? ? ?????? 又由計(jì)算齒輪時(shí)的數(shù)據(jù)得： ? ? 2 4 3 . 5 6 6 1 . 7 52 . 3 2 1 . 7 0