【正文】 計算轉(zhuǎn)速的確定 (1) 主軸的計算轉(zhuǎn)速 jn :主軸能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速，稱為主軸的計算轉(zhuǎn)速。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 18 圖 22 擬訂的轉(zhuǎn)速圖 (1) 傳動組 C 的變速范圍。根據(jù)“前緩后急”原則，即選擇中間傳動軸變速范圍最小的傳動的 方案 。 方案一 931 23318 ??? 方案二 913 23318 ??? 方案三 162 23318 ??? 方案四 126 23318 ??? 方案五 361 23318 ??? 方案六 316 23318 ??? 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 17 圖 21 (1) 傳動副的極限傳動比和傳動組的極限轉(zhuǎn)速范圍 在降速傳動時，為防止被動齒輪的直徑過大而使徑向尺寸太大，常限制最小傳動比 41max?i。接近電動機(jī)處的零件，轉(zhuǎn)速較高，從而轉(zhuǎn)矩較小，尺寸也就較小。然后從表中首先找到 30，然后每隔 3 個數(shù)（ =）取一個值，可得到以下數(shù)列： 、 、 60、 79 11 150、 190、 23 300、 37 47 600、 750、 950、 1180、 1500 等 18級轉(zhuǎn)速。所謂分級即在變速范圍內(nèi)確定中間各級轉(zhuǎn)速。 尺寸參數(shù)是指機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。這時，通過扇形齒輪、齒條、撥叉，使軸 4 和孔盤從右向左移到原位，則孔盤推動三組齒桿連同撥叉撥動三個滑移齒輪向左或 向右移動（或保持原位不變），改變相嚙合的齒輪副，以達(dá)到變速的目的。油泵體用鑄鐵 制 成，體內(nèi)壓入一個淬過火的鋼套，以及與套內(nèi)孔配磨的淬過火的柱塞。 彈性聯(lián)軸器由左右兩塊組成。主軸左端的飛輪在銑削過程中能儲存能量和減少振動，以使銑削平穩(wěn)。 X62 型臥式 銑 床主要零部件 (1) 主軸 變速 箱 的結(jié)構(gòu) X62 型銑床的主電動機(jī)安裝在床身后面，通過彈性聯(lián)軸器與Ⅰ軸相聯(lián)。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 (6)其他特性 代號 其他特性代號置于輔助部分之首。當(dāng)折算值大于 1 時，取整數(shù)，前面不加“ 0”當(dāng)折算值小于 1 時，則以主參數(shù)值表示，并在前面加“ 0”。 對于主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)、性能不同的機(jī)床，在型號中加結(jié)構(gòu)代號予以區(qū)分。 機(jī)床的類別用漢語拼音大寫字母表示，例如：“ 銑床 ”的漢語拼音是“ xi chuang” ,所以用“ X”表示。我國機(jī)床型號的編輯，是采用漢語拼音加阿 拉伯?dāng)?shù)字按一定規(guī)律組成的，它可簡明地表達(dá)出機(jī)床的類型，主要規(guī)格 及 有關(guān)特征等。 同類型機(jī)床按應(yīng)用范圍（通用性程度）又可分為： (1)通用機(jī)床：又稱萬能機(jī)床，這類機(jī)床可加工多種工件，完成多種工序，使用范圍廣，通用性高，主要用于單件小批量生產(chǎn)。該公司超精密 SB/PD/UP 系列數(shù)控車床，重復(fù)定位精度 ，工件不圓度 ，可實現(xiàn)鏡面車削，可選配第二主軸 /C 軸 /動力刀架。我國 2021 年產(chǎn)加工中心 522 臺，日本 2021 年產(chǎn)加工中心 15371 臺，是我國的 29倍。當(dāng)前，行業(yè)企業(yè)必須很好地解決拖期交貨問題，這是影響企業(yè)信譽度和企業(yè)形象的重要因素。首先要解決我們工作的著眼點，當(dāng)前主要不是著眼于市場覆蓋面和占有率，而是著眼于企業(yè)的產(chǎn)品優(yōu)化和升級，著眼于企業(yè)品牌的擴(kuò)張，著眼于企業(yè)創(chuàng)新體制的建立。首當(dāng)其沖的是將目前生產(chǎn)中普遍應(yīng)用的專用機(jī)床生產(chǎn)線改造為具有較高柔性的，以高速加工中心為主的柔性生產(chǎn)線，以此來提高生產(chǎn)過程的柔性，適應(yīng)產(chǎn)品換型快的要 求。我國的數(shù)控技術(shù)也有新的發(fā)展。直至解放前夕，全國只有少數(shù)幾個機(jī)械修配廠生產(chǎn)結(jié)構(gòu)簡單的少數(shù)機(jī)床。 近些年來，隨著電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)以及激光技術(shù)等的發(fā)展并應(yīng)用于機(jī)床領(lǐng)域，使機(jī)床的發(fā)展進(jìn)入了一個新時代。 19 世紀(jì)末，機(jī)床已擴(kuò)大到許多類型。為加工回轉(zhuǎn)體，出現(xiàn)了依靠人力使工件往復(fù)回轉(zhuǎn)的原始車床。在一般機(jī)械制造廠中，機(jī)床可占機(jī)器設(shè)備總臺數(shù)的 50％～ 70％，機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作 量，約占機(jī)械制造總工作量的 40％～ 60％。由于設(shè)備投資提前進(jìn)行，因此機(jī)械行業(yè)就在固定投資增長高潮到來前提前進(jìn)入輝煌期，即未來若干年將是傳統(tǒng)機(jī)械行業(yè)高速發(fā)展期。 “ 十五 ” 期間是機(jī)械工業(yè)歷史上發(fā)展最快、變化最迅速的時期。 在這次的設(shè)計中我主要負(fù)責(zé)的機(jī)床主軸箱中傳動部分的設(shè)計，需要對各個傳動軸進(jìn)行設(shè)計校核，并對傳動軸上的各個齒輪進(jìn)行計算，確定各個齒輪的系統(tǒng)參數(shù)和運動參數(shù)。可見，機(jī)床技術(shù)性能的高低直接影響機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造經(jīng)濟(jì)性。 本次設(shè)計的傳動機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，需要用展開圖來表示主軸箱及傳動機(jī)構(gòu)的裝配及傳動關(guān)系。所完成的設(shè)計可以使主軸箱實現(xiàn) 18 級轉(zhuǎn)速，同時，操縱機(jī)構(gòu)能實現(xiàn)對主軸 18級轉(zhuǎn)速的控制。最后，利用 MasterCAM 對個別零件進(jìn)行計算機(jī)輔助制造。 近期的國內(nèi)機(jī)床市場，由航天航空、汽車、模具三大工業(yè)形成市場需求的主體，民營企業(yè)雖然有了較快的發(fā)展，但其對機(jī)床的需求多為中、低檔機(jī)床。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2 第 1 章 緒 論 機(jī) 械工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的支柱地位 經(jīng)過半個多世紀(jì)的努力，中國機(jī)械工業(yè)已經(jīng)逐步發(fā)展成為具有一定綜合實力的制造業(yè)，初步確立了在國民經(jīng)濟(jì)中的支柱地位。因此，大力發(fā)展機(jī)械工業(yè)，用先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備去裝備國民經(jīng)濟(jì)各部門，對促進(jìn)中國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展具有重大意義。 面對新的發(fā)展契機(jī)，中國機(jī)械企業(yè)應(yīng)把握市場需求、行業(yè)發(fā)展趨勢，搶占先機(jī)，制訂未來的發(fā)展戰(zhàn)略 金屬切削機(jī)床及其 在機(jī)械工業(yè)中的重要性 在現(xiàn)代社會的生產(chǎn)及生活中，人們大量使用各種各樣的機(jī)器 儀器和工具。一個國家要實現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化，必須具有強(qiáng)大的機(jī)械制造業(yè)，而機(jī)床工業(yè)則是為機(jī)械制造業(yè)提供各種 制造設(shè)備的“裝備部”，是機(jī)械制造業(yè)的后盾。于是就逐漸出現(xiàn)了水力、風(fēng)力和畜力等驅(qū)動的機(jī)床。隨著電氣、液壓等科學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)并在機(jī)床上得到普遍應(yīng)用，使機(jī)床技術(shù)有了迅速的發(fā)展。緊張的、復(fù)雜性的操作都可由電腦來完成，而且不會出錯。目前，我國已形成了布局比較合理、比較完整的機(jī)床工業(yè)體系。這就需要進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究，引進(jìn)世界先進(jìn)技術(shù)，改進(jìn)和提高加工及裝配工藝，推動機(jī)床工業(yè)迅速發(fā)展，從而為機(jī)械制造業(yè)及國民經(jīng)濟(jì)其他部門提供品種繁多、性能優(yōu)良的技術(shù)裝備。模具工業(yè)近年的快速發(fā)展，形成了機(jī)床需求的又一熱點。 2．理性地分析企業(yè)與國內(nèi)外同行的優(yōu)勢與不足。對我國機(jī)床工業(yè)既要肯定成績，樹立信心，也要認(rèn)清差距，實施跨越式發(fā)展。 銷售狀元進(jìn)不了世界 20強(qiáng) 工業(yè)發(fā)達(dá)國家機(jī)床行業(yè)都有幾家強(qiáng)勢企業(yè)，而我國到 2021 年銷售收入第一名的大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司為 億元人民幣，還進(jìn)不了世界機(jī)床行業(yè)銷售額前 20強(qiáng)，如果剔除非機(jī)床的銷售收入那就相差更遠(yuǎn)。對國產(chǎn)加工中心刀庫機(jī)械手、數(shù)控車床刀架，用戶仍不放心，定位精度，特別是重復(fù)定位精度也有待提高。 同類型機(jī)床按工作精度又可分：普通精度機(jī)床、精密機(jī)床和高精度機(jī)床。基本部分需統(tǒng)一管理，輔助部分納入型號與否由廠家自定。每類機(jī)床按其結(jié)構(gòu)性能及使用范圍劃分為 10 個組，用數(shù)字 09 表示。當(dāng)型號中有通用特性代號時，應(yīng)排在通用特性代號之后。當(dāng)設(shè)計順序號小于 10時，則在設(shè)計順序號前加“ 0”。 其他特性代號可用漢語拼音字母表示（ I、 O除外），也可將兩個字母組合，也可用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，還可用數(shù)字和字母組合表示。前軸承是決定主軸幾何精度 和運動精度的主要軸承，因此采用 P5級公差的圓錐滾子軸承。軸 Ⅲ 上的齒輪之間用套圈隔開，故不能作軸向移動，在軸 Ⅲ 的左端，裝有用于制動主軸的轉(zhuǎn)速控制繼電器， 在軸 Ⅲ 的右端裝有帶動潤滑油泵的偏心凸輪。聯(lián)軸器上的彈性擋圈因經(jīng)常受到起動和停止的沖擊而容易磨損，當(dāng)磨損嚴(yán)重時應(yīng)即使更換。從而引起潤滑油的流動。變速時，應(yīng)注意扳動變速桿時，開始一定要迅速，以免電機(jī)接通時間過長，使轉(zhuǎn)速升高 ，容易打壞齒輪；在接近最終位置時應(yīng)減慢速度，以利齒輪嚙合。 ⑤ 工作臺橫向行程 300mm。主要原因是在轉(zhuǎn)速范圍轉(zhuǎn)速相對損失均勻，如在加工中某一工序要求的合理轉(zhuǎn)速為 n,而在 Z級轉(zhuǎn)速中沒有這個最佳轉(zhuǎn)速，它是處于 jn和 1?jn ，若采用 1?jn ，比轉(zhuǎn)速高，由于過高的切削速度會使刀具耐用度下降。選擇交流電機(jī)驅(qū)動 ② 按傳動裝置可分：機(jī)械傳動裝置，液壓傳動裝置，電氣傳動裝置 。從這個角度考慮，取 23318 ??? 的方案為好。因此，主傳動鏈任一傳動組的最大變速范圍為 10~8m a xm inm a x ?? uuR 。比較 方案一 、二， 方案一 的中間軸變速范圍最小，故根據(jù)此原則 方案一 最佳?？纱_定傳動比 1bi , 3bi 如下： 61 1??bi ， 13?bi 51 1??bi， ??3bi 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 19 41 1??bi 23 ??bi 311 ??bi ， 33 ??bi 圖 23 考慮到升速不能太高，降速傳動比不能太小，故選41 1??bi，?12?bi ， 23 ??bi 即 Ⅲ 轉(zhuǎn)速為 300、 37 475r/min。軸可從主軸 jn =95r/min 按其傳動比找上去，似應(yīng)是 375r/min，但軸上的最低轉(zhuǎn)速是 118r/min，經(jīng)傳動組 c 可使主軸得到 235r/min 和 30r/min 兩種轉(zhuǎn)速。 (4)應(yīng)保證最小齒輪的齒數(shù)裝在軸上或軸套筒上具有足夠的強(qiáng)度。結(jié)果如下： 1ai = 21 ZS =??.,4 4 4 5 5 5 5 60、 ?? 2ai = ZS =?? 4 4 50、 5 5 5 60、 6 ?? 3ai = ZS =?? 4 4 50、 5 5 5 6 ?? 在以上三組可以挑出： ZS =4 55，?? 我們?nèi)?ZS =55，從表中可查出小齒輪齒數(shù)分別為 2 1 16 則可確定出大齒輪齒數(shù)分別為： 5522=2 5519=3 5516=39 根據(jù)同樣原理，第一擴(kuò)大組中 1141 ?? ?bi， 112 ???bi ， ???bi 查表得： ZS =65。 ⑦ 由圖 1019 查得接觸疲勞壽命影響系數(shù) KHN1=。由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力。 (2) 由圖 1018 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) K 1FN =。 ③ 材料的選擇： 小齒輪選用 20Cr HRC1=56~62 HRC 大齒輪選用 40Cr HRC2=50~55 HRC ④ 齒數(shù)的選擇： 由前面選定的齒輪齒數(shù)， Z1=26, Z2=54。 變速組內(nèi)有三對傳動副時，應(yīng)檢查三聯(lián)滑移齒輪齒數(shù)之間的關(guān)系，以確定其左右滑移時能順利通過。 從主軸的計算轉(zhuǎn)速按傳動比往上找，可得到各齒輪的計算轉(zhuǎn)速如下： 表 23 齒輪序號 340 339 370 372 373 371 374 330 331 341 327 328 計算轉(zhuǎn)速 1450 600 600 475 475 475 375 375 375 375 95 95 齒輪齒數(shù)的確定 機(jī)床轉(zhuǎn)速圖擬定后，其各變速組的傳動 比也就確定了，即可進(jìn)一步確定各變速組中傳動副的齒輪齒數(shù)，在確定齒數(shù)時要注意下列幾點： (1)齒輪的齒數(shù)和 SZ不能太大，以免齒輪尺寸過大而引起 機(jī)床結(jié)構(gòu)增大。 (4) 確定轉(zhuǎn)速圖 Ⅰ軸與電動機(jī)之間用聯(lián)軸器直接連接起來，故它的轉(zhuǎn)速可近似跟電動機(jī)轉(zhuǎn)速相等為1450r/min。主軸共 18 級轉(zhuǎn)速，電動機(jī)轉(zhuǎn)速與主軸最高相近，故需 12 條橫線。 (2) 在可行的 方案一 、二中，還要進(jìn)行比較以選擇最佳 方案 ?？赡艿牧N方案，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式如圖。本次設(shè)計選用集中傳動方式 . 轉(zhuǎn)速圖擬定 傳動組和傳動副的確定 為避免使用 3 聯(lián)以上的滑移齒輪，故確定傳動組和傳動副如下 ： 23318 ??? 33218 ??? 32318 ??? 對于以上三種方案可根據(jù)下述 “前多后少” 原則比較：從電動機(jī)到主軸，一般為降速傳動。通過上面計算已經(jīng)得到 φ=。 運動參數(shù) (1)主軸轉(zhuǎn)速的合理安排 根據(jù) maxn , minn 在已知變速范圍內(nèi)若采用有級變速，則應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速分 級。 主參數(shù)和尺寸參數(shù) 機(jī)床主參數(shù)是代表機(jī)床規(guī)格大小及反映機(jī)床最大工作性 能的一種參數(shù)。然后將變速桿扳回到右位。 (2) 主軸箱的潤滑裝置 潤滑油泵裝在軸Ⅱ右側(cè)，由軸Ⅲ上的偏心盤帶動。 ③ 彈性聯(lián)軸器 電動機(jī)軸和軸Ⅰ之間用彈性聯(lián)軸器聯(lián)接。當(dāng)銑床在進(jìn)行負(fù)荷不大的精細(xì)加工時，軸承間隙的大小應(yīng)能夠保證主軸能在最高轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn) 1h，軸承溫度不超河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 過 60oC 。 在 X62 上還可以裝上萬能銑頭及圓工作臺，用以 銑切凸輪及弧形槽。序號按 A、 B、 C、 ?? 字母