【正文】 ????????? ?????? ?? 55 滾 子動 軸承 ???????????? ??????? 98 軸承的選取 ?????????????????? ?? 67 壽命計算 ?????????????????? ??? 78 基本額定壽命和基本額定動載荷 ???????? ?? 80 滾動軸承疲勞壽命計算的基本公式 ????????? 57 ???????????? 35 箱體基本知識 ?????????????????? ? 66 箱體的主要功能 ?????????? ??????? 79 箱體的分類 ?????????? ??? ?????? 44 設計的主要問題和設計要求 ??????????? ?? 54 滿足強度和剛度要求 ?????????? ????? 99 散熱性能和熱變形問題 ?????????? ???? 88 結構設計合理 ?????????? ???? ???? 77 工藝性好 ?????????? ?????????? 66 造型好、質量小 ????????????? ???? 66 主軸 箱體結構設計 ????????? ?????? ?? 87 ??????? ? ???????????? 99 刀具自動夾緊機構 ????????? ?????? ?? 77 拉刀裝置的工作原理 ????????? ????? ? 55 ??????? ??? 44 主傳動系統(tǒng)裝配圖 ???????? ??? ??? ?? ? 88 主軸圖 ???????? ??? ???????? ??? 78 傳動軸圖 ???????? ??? ???????? ?? 77 帶輪圖 ???????? ??? ???????? ??? 44 齒輪圖 ???????? ??? ???????? ??? 44 結論 ??????? ??? ???????? ?? ? ? 22 指標 轉速 /(r/min) 計算 /額定轉速 /(r/min) 輸出功率 /kW 主 軸 5~4000 150 交流主電動機 0~4500 1500 7 一、 確定主傳動系統(tǒng)設計方案，擬定傳動原理圖 , 直接馭動主軸傳動方案 這種傳動方式是八十年代未期發(fā)展起來的 , 它是采用交流變頻寬調速 VAC電機通過剛性連軸節(jié)與機床主軸 聯(lián)接 , 或采用內裝或主軸電機 (即將機床主軸裝在電機的定子內 )來驅動主軸的一種傳動方式。 一般采用齒輪兩檔變速機構 （二級傳動方案） , 可配合較為經濟的額定轉速較大的無級調速電機 , 既可獲得較高轉速 , 又可較大地拓寬恒功率范圍 , 提高低速扭矩 , 適合于要求達到較高轉速且可進行較大切削量加工的場合。 150≈ 27 主電動機恒功率調速范圍 ＝ 主電動機最高轉速 247。 4000= （ ） 1333~4000 4500~1500 中速 降速比 =10247。 v = 1500r/min = 、 v =4500r/min=。通常同一變速組內的齒輪取相同的模數(shù)，如齒輪材料相同時，選擇負荷最重的小齒輪，根據(jù)齒面接觸疲勞強度和齒輪彎曲 疲勞強度條件進行估算模數(shù) Hm 和Fm ，并按其中較大者選取相近的標準模數(shù)，為簡化工藝變速傳動系統(tǒng)內各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過 2～ 3種模數(shù)。銑床主軸內孔可通過拉桿來拉緊刀桿。一般會不斷降低，主軸主要支承間的實際跨距 L 往往大于上述最佳跨距 0L ，此處選L=3a=300mm. 下面我們就來確定最佳跨距 L0與合理跨距 L合理。主軸的直徑和長度的確定主要是根據(jù)軸上零件的裝配，框架式數(shù)控銑床主軸簡圖如圖 46所示 軸上主要尺寸已在前面介紹，在確定各軸段長度時，應盡可能使結構緊湊，同時還要保證零件所需的裝配或調整空間。 零件的周向定位 周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對轉動。 , 主軸的 主軸組件的剛度驗算 主軸的驗算主要是剛度的驗算，與一般軸著重于強度的情況不同，通常能滿足剛度要求的主軸也能滿足強度的要求。 在估算時，先假設初值 l/a=3,l=3? 100=300mm。 ： 公稱接觸角： 45176。 滾 子 動 軸承 能承受較大的徑向載荷和 單向的軸向載荷，極限轉速較低。 調心滾子軸承 2 2 2 2 2 2 2 2 13 22 23 30 31 32 40 41 213 222 223 230 231 232 240 241 用于承受徑向載荷，其承載能力比調心球軸承約大一倍，也能承受少量的雙向軸向載荷。 適用于轉速不太高、軸的剛性較好場合。 摩擦阻力小，極限轉速高，結構簡單，價格便宜，應用最廣泛。通常成對使用，對稱安裝。雙列圓柱滾子軸承比單列軸承承受載荷的能力更高。 (2) 一軸：一軸的前后端與箱體外壁配合，配合處傳動軸的軸徑是 30mm，同時一軸也不會承受軸向力故也選用深溝球軸承，型號： 205。 基本額定動載荷，對向心軸承，指的是純徑向載荷，并稱為徑向基本額定動載荷，用表示；對推力軸承，指的是純軸向載荷，并稱為軸向基本額定動載荷，用 表示；對角接 觸球軸承或圓錐滾子軸承，指的是使套圈間只產生純徑向位移的載荷的徑向分量。 為 軸承預期計算壽命，列于 表 42，可供參考。 (2)安全保護和密封作用，使箱體內的零件不受外界環(huán)境的影響，又保護機器操作者的人生安全，并有一定的隔振、隔熱和隔音作用。 ， 設計的主要問題和設計要求 箱體設計首先要考慮箱體內零件的布置及與箱體外部零件的關系，如車床按兩頂尖要求等高，確定箱體的形狀和尺寸，此外還應考慮以下問題： 滿足強度和剛度要求。 造型好、質量小。 (2)箱體的材料和熱處理 箱體的常用材料有： 鑄鐵 多數(shù)箱體的材料為鑄鐵，鑄鐵流動性好，收縮較小，容易獲得形狀和結構復雜的箱體。 箱體的熱處理： 鑄造或箱體毛坯中的剩余應力使箱體產生變形，為了保證箱體加工后精度的穩(wěn)定性，對箱體毛坯或粗加工后要用熱處理方法消除剩余應力，減少變形。 箱體結構參 數(shù)的選擇 (1) 壁厚 鑄鐵、鑄鋼和其它材料箱體的壁厚可以從表 51 中選取，表中 N 用下式計算： N=（ 2L+B+H） /3000 （ mm） 式中 L鑄件長度（ mm）， L、 B、 H 中， L 為最大值； B鑄件寬度（ mm）； H鑄件高度（ mm）； 表 51 鑄造箱體的壁厚 儀器儀表鑄造外殼的最小壁厚參考表 52 選取 (2)加強筋 為改善箱體的剛度，尤其是箱體壁厚的剛度，常在箱壁上增設加強筋，若箱體中有中間短軸或中間支承時，常設置橫向筋板。見圖 54。夾緊狀態(tài)時，蝶形彈簧通過拉桿及夾頭，拉住刀柄的尾部，使刀具錐柄和主軸錐孔緊密配合；松刀時，通過氣缸活塞推動拉桿，壓縮蝶形彈簧，使夾頭松開，夾頭與刀柄上的拉釘脫離，即可拔出刀具，進行新、舊刀具的交換，新刀裝入后，氣缸活塞后移，新 刀具又被蝶形彈簧拉緊。當增壓氣缸接到準備取走主軸錐孔內的刀具信號時，增壓氣缸活塞推桿便向下運動，克服碟形彈簧反作用力，把拉桿向下推，卡爪末端從 ~27mm圓柱孔經過內錐孔進入開放的 ~35mm圓柱孔內，此時 6片卡爪由于彈簧的作用向外擴張，就能把刀具從主軸上取走。 2）主軸的結構和組件的布置。通過這次設計，還提高了自己應用 Word 軟件和 autoCAD 繪圖軟件的基本能力，為以后的工作和學習打下了 比較好 的基礎。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5。 qYpEh5pDx2zVkumamp。我們將軸簡化為集中載荷下的簡支梁。包括 主軸直徑 D、內徑 d、懸伸量 a和支承跨距 L等。 拉刀裝置的工作原理 該拉刀裝置的工作原理如圖 61所示，當?shù)毒哂扇斯に偷?7： 24主軸錐孔后，刀柄后部的拉釘便被送入到主軸中心的拉桿的前端，當增壓氣缸接收到刀具已被放入主軸錐孔的信號時，增壓氣缸活塞推桿便向上運動，拉桿在碟形彈簧 (在松刀時已被壓縮處于儲能狀態(tài) )能量釋放反作用力下，也跟著向上運動，拉桿前端的卡爪 (卡爪在圓周方向等分割成 6片 )由于受到卡爪彈簧的緊箍力作用，而與拉桿緊緊相連，因此彈簧卡爪也跟著向上運動，卡爪末端從~35mm開放的圓柱孔經過錐孔進入 ~27mm的主軸圓柱孔， 6片卡爪在 ~27mm的主軸圓柱孔中縮小了直徑，從而抱住拉釘，同時把拉釘向上拉。 3 合理設計聯(lián)結部位的結構，聯(lián)結部位的結構及特點及應用見表 55。當凸臺直徑 D與孔徑 d的比值 D/d≤2和凸臺高度 h與壁厚 t的比值 t/h≤2時，剛度增加較大；比值大于 2 以后 ，效果不明顯。 C)自然時效。 鋼材 鑄鋼有一定的強度，良好的塑性和韌性，較好的導熱性和焊接性，機加工性能也較好，但鑄造時容易氧化與熱裂。鑄造容易鑄造出結構復雜的箱體毛坯，焊接箱體允許有薄壁和大平面，而鑄造卻較困難實現(xiàn)薄壁和大平面。 工藝性好。焊接箱體適用于單件小批量生產，尤其是大件箱體，采用焊接件可大大降低成本。 五、 主軸箱體結構設計和精度設計 ,箱體基本知識 箱體的主要功能 (1)支承并包容各種傳動零件，如 齒輪 、軸、軸承等，使它們能夠保持正常的運動關系和運動精度。所以需引入溫度系數(shù) ft (見表 42)，對壽命計算公式進行修正： 10 tfCL P???????? ( 轉 ) 61060 th fCL nP???? ???? (h) 表 42 溫度系數(shù) ft 軸承工作溫度 (℃ ) ≤120 125 150 175 200 225 250 300 350 溫度系數(shù) ft 疲勞壽命校核計算應滿足的約束條件為 39。 基本額定壽命 ：是指一批相同的軸承，在相同條件下運轉，其中 90%的軸承在發(fā)生疲勞點蝕以前能運轉的總轉數(shù) (以 轉為單位 )或在一定轉速下所能運轉的總工作小時數(shù)。球和滾道四點接觸，與其他球軸承比較，當徑向游隙相同時軸向游隙較小。承受載荷能力比同尺寸的球軸承大，尤其是承受沖擊載荷能力大，極限轉速較高。三種。 常用于軸向載荷大、轉速不高處。轉速可比推力球軸承高，常用于水輪機軸和起重機轉盤等 圓錐滾子軸承 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 02 03 13 20 22 23 29 30 31 32 302 303 313 320 322 323 329 330 331 332 能承 受較大的徑向載荷和單向的軸向載荷，極限轉速較低?！?176。 按自動調心性能，軸承可分為自動調心軸承和非自動調心軸承。 45176。傳動效率：由設計圖知，輸出齒輪的功率、轉速與它通過的齒輪嚙合對數(shù)相關，由于功率在傳動過程中有損失，則在輸出齒輪上傳遞的功率大小為： ??? IPP0 = KW （此設計中，電機的輸入功率為 7 KW） 計算齒輪受力： 大齒輪 Z7的受力計算： 轉矩： 6 . 1 39 5 5 0 9 5 5 0 3 9 0 . 2 7 6 7150jPn? ? ?主主 主T m?N 圓周力： 2 2 3 9 0 . 2 7 6 7 4 . 4 6m z 5 0 3 . 5t T? ?? ? ???主FKN 徑向力： ????? ??tr FF KN （其中，直齒圓柱齒輪的壓力角為 ?20?? ） 法向力 o s/ o s/ ??? ??tn FF KN 小齒輪 Z6的受力計算： 轉矩： 6 . 1 39 5 5 0 9 5 5 0 3 9 0 . 2 7 6 7150jPn? ? ?主主 主T m?N 圓周力： 2 2 3 9 0 . 2 7 6 7 8 . 6 7m z 3 6 2 . 5t T? ?? ? ???主FKN 徑向力： ????? ??tr FF KN （其中，直齒圓柱齒輪的壓力角為 ?20?? ） 法向力 o s/ o s/ ??? ??tn FF KN 經比較可得：小齒輪上受到的力遠遠大于大齒輪上的力，所以在計算過程中，僅對小齒輪上的力對軸的影響進行了受力分析。 軸的扭轉變形用每米長的扭轉角 ? 表示。為了防止軸端擋圈轉動造成螺釘松脫，可加圓柱銷鎖定軸端擋圈。 主軸的前端形式取決于機床類型和安裝夾具或刀具的形式。支承跨距過小，主軸的彎曲變形固然較小，但因支承變形引起主軸前端的