【正文】 主軸的連接可以用花鍵或者平鍵；軸做成圓柱體，或者錐面（錐度一般取 1：15 左右） 。把軸承調(diào)到合適的負(fù)間隙，形成一定的預(yù)負(fù)載，回轉(zhuǎn)精度和剛度都能提高，壽命、噪聲和抗震性也有改善。3）軸承的精度和配合主軸軸承精度要求比一般傳動軸高。三支撐結(jié)構(gòu)要求箱體上三支撐孔具有良好的同心度，否則溫升和空載功率增大，效果不一定好。具有承載能力大，允許極限轉(zhuǎn)速高的特點。提高主軸有關(guān)表面硬度，增加耐磨性，在長期使用中不至于喪失精度，這是對主軸熱處理的根本要求。2） 軸頸直徑前支撐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(jìn)行核算。3） 整個軸的軸向位置是否需要調(diào)整。兩孔間的最小壁厚，不得小于 5～10 ，以免加工時孔變形。所以有時在沒有軸向力時，也常采用這種軸承。軸的部分長度上的花鍵，在終端有一段不是全高，不能和花鍵空配合。軸上要安裝齒輪、離合器和制動器等。圓齒和倒角性質(zhì)不同，加工方法和畫法也不一樣，應(yīng)予注意。8 級精度齒輪，一般滾齒或插齒就可以達(dá)到。它的精度選擇主要取決于圓周速度?；瑒虞S承在一些性能和維修上不如滾動軸承，但它的徑向尺寸小。其中一個圓盤裝在花鍵上，另一個裝在花鍵軸上的一個環(huán)形溝槽里，并轉(zhuǎn)過一個花鍵齒，和軸上的花鍵對正，然后用螺釘把錯開的兩個圓盤連接在一起。我們采用的卸荷裝置一般是把軸承裝載法蘭盤上，通過法蘭盤將普通車床主軸箱設(shè)計第 16 頁 共 69 頁帶輪的拉力傳遞到箱壁上。這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大。2） 檢驗傳動設(shè)計的結(jié)果中有無干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時改正。⑶、變速組 c:根據(jù)【1】 ,查表 39 各種常用變速比的使用齒數(shù),94P普通車床主軸箱設(shè)計第 14 頁 共 69 頁,4/1?ic2ci時： ……、8890、99108……i zS時： ……88890、108……2cz可取 108.?z為降速變速，取軸Ⅲ齒輪齒數(shù)為 22；4/1ic為升速變速，取軸Ⅳ齒輪齒數(shù)為 36。對于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時，變速組內(nèi)每對齒輪的齒數(shù)和 及zS小齒輪的齒數(shù)可以從【1】表 39 中選取。Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ軸之間的變速組分別設(shè)為a、b、c。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下：普通車床主軸箱設(shè)計第 11 頁 共 69 頁 結(jié)構(gòu)式的擬定主軸的變速范圍應(yīng)等于住變速傳動系中各個變速組變速范圍的乘積，即： inR?210?檢查變速組的變速范圍是否超過極限值時，只需檢查最后一個擴(kuò)大組。分別為：， ， ，?????????????????? ????由于本次設(shè)計的機(jī)床 I 軸裝有摩擦離合器，在結(jié)構(gòu)上要求有一齒輪的齒根圓大于離合器的直徑。 變速結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對于分析和選擇簡單的串聯(lián)式的變速不失為有用的方法，但對于分析復(fù)雜的變速并想由此導(dǎo)出實際的方案，就并非十分有效。minr 至此，可得到上表 中的車床參數(shù)?，F(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 =。傳動鏈盡可能簡短，零件數(shù)目要少，以便節(jié)約材料，降低成本。通用車床工藝范圍廣，所加工的工件形狀、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬質(zhì)合金刀具又用高速鋼刀具。普通車床主軸箱設(shè)計第 3 頁 共 69 頁ABSTRACTThe mon and mediumsized lather principal axis box designCommon and mediumsized lather principal axis box design, mainly include the design of three aspects, namely:According to design topic give settle of the tool machine use, specification, principal axis extreme limit turn soon and turn soon the few rows male ratio or series, certain other relevant sport parameter, make selection principal axis all levels to turn to soon be worth?！娟P(guān)鍵詞】車床、主軸箱、變速系統(tǒng)、主軸組件。主參數(shù)是直接反映機(jī)床的加工能力、決定和影響其他基本參數(shù)的依據(jù)，如車床的最大加工直徑，一般在設(shè)計題目中給定，基本參數(shù)是一些加工件尺寸、機(jī)床結(jié)構(gòu)、運動和動力特性有關(guān)的參數(shù)，可歸納為尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)。主傳動中所有零部件有足夠的剛度、精度和抗震性，熱變形特性穩(wěn)定；滿足產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性要求。首先找到最小極限轉(zhuǎn)速67P25，再每跳過 5 個數(shù)（～ ）取一個轉(zhuǎn)速，即可得到公比為 的數(shù)6列：25，50，71，100，140，200，280，400，560，800，1120. 主電動機(jī)的選擇合理的確定電機(jī)功率 P，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。根據(jù)以上要求，我們選取 Y132M4 型三相異步電動機(jī)，額定功率 ,滿載轉(zhuǎn)速 1440 ，額定轉(zhuǎn)矩 ，質(zhì)量 81kg。此次設(shè)計中，我們采用集中變速型式的主軸變速箱。 結(jié)構(gòu)式的擬定對于 12=232 傳動式，有 6 種結(jié)構(gòu)式和對應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定根據(jù)中間變速軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。⑸、繪制轉(zhuǎn)速圖在五根軸中，除去電動機(jī)軸，其余四軸按變速順序依次設(shè)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（主軸） 。對于定比傳動的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊推薦的方法確定。zS于是 ， ， ，得軸Ⅲ上兩齒輪的齒數(shù)分別為：72/81i 60/3?ib45/2?ib72，60、45。目的是：1） 布置傳動件及選擇結(jié)構(gòu)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上，左邊部分接通，得到一級反向轉(zhuǎn)動，右邊接通得到三級正向轉(zhuǎn)動。I 軸上裝有摩擦離合器，由于組成離合器的零件很多，裝配很不方便，一般都是在箱外組裝好 I 軸在整體裝入箱內(nèi)。離合器及其壓緊裝置中有三點值得注意：1） 摩擦片的軸向定位：由兩個帶花鍵孔的圓盤實現(xiàn)。齒輪與軸之間的軸承可以用滾動軸承也可以用滑動軸承。齒輪塊的結(jié)構(gòu)形式很多，取決于下列有關(guān)因素：1） 是固定齒輪還是滑移齒輪；2） 移動滑移齒輪的方法；3） 齒輪精度和加工方法；變速箱中齒輪用于傳遞動力和運動。不同精度等級的齒輪，要采用不同的加工方法，對結(jié)構(gòu)要求也有所不同。滑移齒輪進(jìn)出嚙合的一端要圓齒，有規(guī)定的形狀和尺寸。 傳動軸的設(shè)計 機(jī)床傳動軸，廣泛采用滾動軸承作支撐。花鍵軸承載能力高，加工和裝配也比帶單鍵的光軸方便。但是滾錐軸承內(nèi)外圈可以分開，裝配方便，間隙容易調(diào)整。既要滿足承載能力的要求，又要符合孔加工工藝，可以用輕、中或重系列軸承來達(dá)到支撐孔直徑的安排要求。2） 軸承的間隙是否需要調(diào)整。為了擴(kuò)大使用范圍，加大可加工棒料直徑，車床主軸內(nèi)孔直徑有增大的趨勢。 主軸材料和熱處理在主軸結(jié)構(gòu)形狀和尺寸一定的條件下，材料的彈性模量 E 越大，主軸的剛普通車床主軸箱設(shè)計第 19 頁 共 69 頁度也越高，由于鋼材的 E 值較大，故一般采用鋼質(zhì)主軸，一般機(jī)床的主軸選用價格便宜、性能良好的 45 號鋼。是一種新型軸承，在近年生產(chǎn)的機(jī)床上廣泛采用。2）軸承的配置大多數(shù)機(jī)床主軸采用兩個支撐，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但為了提高主軸剛度也有用三個支撐的了。③ 徑向力和兩個方向的軸向力都應(yīng)傳遞到箱體上，即負(fù)荷都由機(jī)床支撐件承受。1） 軸承間隙的調(diào)整為了提高主軸的回轉(zhuǎn)精度和剛度，主軸軸承的間隙應(yīng)能調(diào)整。螺母端面對螺紋中心線垂直度、軸上和孔上套簡兩端平行度等均有嚴(yán)格的精度要求。還有一種m是在軸承蓋的孔內(nèi)開一個或幾個并列的溝槽（圓弧形或 形） ，效果比上一種好v些。為此，可以加一個杯形套孔解決，套孔單獨在車床上加工，保證高的端面與孔德垂直度。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動，使傳動平穩(wěn)。由【4】 公式(815a) 150P?????12Dn式中：小帶輪轉(zhuǎn)速， 大帶輪轉(zhuǎn)速， 帶的滑動系數(shù)，一般取 。機(jī)床主傳動系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。① 變速組 c 中，22/86 只需計算 z = 22 的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為 280r/min；② 變速組 b 計算 z = 18 的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為 400r/min；③ 變速組 a 應(yīng)計算 z = 28 的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為 800r/min。因為矩形花鍵定心精度高，定心穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理變形，定心直徑尺寸公差和位置公差都能獲得較高的精度，故我采用矩形花鍵連接。彎曲剛度驗算；的剛度時可采用平均直徑 或當(dāng)量直徑 。由【4】式（61）.? PaakldT pp 10][ ????? ?式 中 ： ；】 表鍵 【，弱 材 料 的 許 用 擠 壓 應(yīng) 力鍵 、 軸 、 輪 轂 三 者 中 最；鍵 的 直 徑 ， ；為 鍵 的 寬 度 ，為 鍵 的 公 稱 長 度 ， 圓 頭 平 鍵鍵 的 工 作 長 度 ， 為 鍵 的 高 度此 處度鍵 與 輪 轂 鍵 槽 的 接 觸 高傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 264,][ ,。② 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 3FPjmFznK???其中: P齒輪傳遞的名義功率；P = =；? 齒寬系數(shù) = ；m?m105??b 齒輪許允齒根應(yīng)力 ， 由【5】圖 711 按 MQFP??li線查??；計算齒輪計算轉(zhuǎn)速。① 齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 32)1(10???HPjmHznK??其中: 公比 ； =4；? P齒輪傳遞的名義功率；P = =；? 齒寬系數(shù) = ；m?m105??b 齒輪許允接觸應(yīng)力 ， 由【5】圖 76 按 MQHP??li線查取。 軸Ⅱ上主動輪齒輪的直徑： mddd bbb 254。； ococ ..8639。根據(jù)【4】圖1039（a）齒輪 12 和 13 結(jié)構(gòu)尺寸計算如下：①齒輪 8 結(jié)構(gòu)尺寸計算， ；mmdDna 31052370)14~0(0 ?????；24；D68,.. 343 取???；mDD 74,)10())(350~( 2302 取????；。⑵、帶輪結(jié)構(gòu)形式V 帶輪由輪緣、輪輻和輪轂組成，根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)的不同可以分為實心式（【4】圖 814a） 、腹板式（ 【4】圖 814b） 、孔板式（【4】圖 814c） 、橢圓輪輻式（【4】圖 814d） 。324。12143 齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計通過齒輪傳動強(qiáng)度的計算，只能確定出齒輪的主要尺寸，如齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、螺旋角、分度圓直徑等，而齒圈、輪輻、輪轂等的結(jié)構(gòu)形式及尺寸大小，通常都由結(jié)構(gòu)設(shè)計而定。1 ；；⑶、c 變速組： 為了使傳動平穩(wěn)，所以使用斜齒輪，取 ，螺旋角 。② 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 3FPjmFznK???其中: P齒輪傳遞的名義功率；P = =；? 齒寬系數(shù) = ；m?m105??b 齒輪許允齒根應(yīng)力 ， 由【5】圖 711 按 MQ 線FP??li查?。黄胀ㄜ嚧仓鬏S箱設(shè)計第 30 頁 共 69 頁計算齒輪計算轉(zhuǎn)速。軸Ⅰ上主動輪齒輪的直徑： 。①齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 32)1(1602???HPjmHznK??其中: 公比 ； = 2；? P齒輪傳遞的名義功率；P = =；? 齒寬系數(shù) = ；m?m105??b 齒輪許允接觸應(yīng)力 ， 由【5】圖 76 按 MQHP??li線查取。124mdII MPaEE???軸 的 ；材 料 彈 性 模 量 ；式 中 ；普通車床主軸箱設(shè)計第 27 頁 共 69 頁查【1】表 312 許用撓度 ； ??.??。主軸處鍵的選擇同上，鍵的尺寸為78?取鍵 高鍵 寬 hb，鍵的長度 L 取 100。當(dāng)軸為花鍵軸時，可將估算的 d值減小 7%為花鍵軸的小徑。普通車床主軸箱設(shè)計第 24 頁 共 69 頁 確定各軸轉(zhuǎn)速 ⑴、確定主軸計算轉(zhuǎn)速：計算轉(zhuǎn)速 是傳動件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。 ??次(7)、確定實際中心距 A按【4】 公式（823）計算實際中心距158P006180752642m???????（ ）(8)、驗算小帶輪包角 1?根據(jù)【4】 公式（825）158P，故主動輪上包角合適。156PAKAK故根據(jù)【4】 公式（821） )(??? 式中 P電動機(jī)額定功率， 工作情況系數(shù) AK因此根據(jù) 、 由【4】 圖 811 普通 V 帶輪型圖選用 A 型。精度較高的機(jī)床主軸考慮到熱處理變形的影響，可以選用 或其他合金鋼。 2）疏導(dǎo)——在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐罚褂湍茼樌亓骰氐接拖洹? 潤滑與密封 主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充分潤滑，一般常用單獨的油管將油引到軸承處。雙列短圓柱滾子軸承內(nèi)圈相對外圈可以移動，當(dāng)內(nèi)圈向大端軸向移動時，由于 1：12 的內(nèi)錐孔，內(nèi)圈將脹大消除間隙。選擇CDE軸承的精度時，既要考慮機(jī)床精度要求，也要考慮經(jīng)濟(jì)性。軸承配置時，除選擇軸承的類型不同外，推力軸承的布置是主要差別。推力球軸承。螺紋表面一般不淬火；淬火部位的空刀