【正文】 CKE320 號(hào) 潤(rùn)滑油 。本次設(shè)計(jì) 根據(jù)裝齒輪段的軸徑選用圓頭普通平鍵 A型。 41 聯(lián)軸器的選擇 為使所選軸徑與聯(lián)軸器相適應(yīng) ， 要選擇合適的聯(lián)軸器 。故選擇 45 號(hào)鋼，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。 179。 = ③ 對(duì) 進(jìn)行修正 = =179。 300179。這里取 =50，則 =51， 初選螺旋角 =30176。在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于閉式軟齒面齒輪（齒面硬度≤ 350HBS） ,首先保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度，對(duì)于硬齒面齒輪（齒面硬度＞ 350HBS） ,首先保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 7 熱平衡計(jì)算 因?yàn)橄潴w面積很小而且蝸輪蝸桿發(fā)熱量大，所以需要在傳動(dòng)箱內(nèi)加裝循環(huán)冷卻管。=268MPa 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60j =60 1 100 (8 300 5)= 壽命系數(shù) = = = 則 [ ]= [ ] 180。蝸輪齒圈材料選用鑄錫磷青銅 ZCuSn10Pb1，輪芯用灰鑄鐵 HT100 鑄造，金屬模鑄造。 傳動(dòng)零件 蝸輪蝸桿傳動(dòng) 1 選擇渦輪蝸桿類(lèi)型 根據(jù)不同的齒廓曲線，普通圓柱蝸桿可以分為阿基米德蝸桿（ ZA 蝸桿）、漸開(kāi)線蝸桿（ ZI 蝸桿）、 法向直廓蝸桿 （ ZN 蝸桿）和錐面包絡(luò)蝸桿（ ZK 蝸桿）等四種。最終選定刀片個(gè)數(shù)為 18。為了減少銑切 時(shí)的摩擦，刀齒兩側(cè)有 15′ 1176。螺旋齒粗齒銑刀齒數(shù)少，刀齒強(qiáng)度高，容29 屑空間大，適用于粗加工；細(xì) 齒銑刀適用于精加工。 主傳動(dòng)軸 該處的 軸僅用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，不安裝其他軸上零件，支承剛度足夠，無(wú)需校核。 主傳動(dòng)軸 在傳動(dòng)裝置和銑頭之間需要一根軸進(jìn)行連接用于動(dòng)力的傳動(dòng)，同時(shí)要保證加工后夾具退出快速方便。 油面指示裝置 油面指示器應(yīng)設(shè)在便于觀察且油面穩(wěn)定的部位，如低速軸附近。 由于軸承轉(zhuǎn)速較低 ， 用脂潤(rùn)滑 。 軸承受力情況如 圖所示 經(jīng)計(jì)算軸承所受徑向力 = = 軸承內(nèi)部軸向力 = /(2Y)= = /(2Y)= 軸承的軸向載荷：因 + =+= =， 故軸承 Ⅱ“放 松”，軸承 1“壓緊”，則 = + = = = 由軸承 Ⅰ = = e= 查表得徑向載荷系數(shù) X=， Y=，查表得載荷系數(shù)= 則可得 = (X +Y )= ( + )= 由軸承 Ⅱ = = e= 則可得 = = = 因?yàn)檩S結(jié)構(gòu)要求兩端選擇同樣尺寸的軸承 ， 而且 ， 故應(yīng)以 作為軸承壽命計(jì)算依據(jù) 。 根據(jù)裝齒輪段的軸徑選用圓頭普通平鍵 A型： b h=14 9 滾動(dòng)軸承的選用及計(jì)算 滾動(dòng)軸承的選用 滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它是依靠主要元件之間的滾動(dòng)接觸來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的，具有摩擦力小、啟動(dòng)靈活、效率高、潤(rùn)滑方便和互換性好等優(yōu)點(diǎn)。又由于鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過(guò)盈配合的小，故校核軸只需校核剖面Ⅳ的疲勞強(qiáng)度即可。 mm 5 畫(huà)計(jì)算彎矩圖 ， 見(jiàn)圖 （ h） 因單向運(yùn)轉(zhuǎn)，視扭矩為脈動(dòng)循環(huán)，則應(yīng)力校正系數(shù) = ≈ ，則截 處的當(dāng)量彎矩為 = = = N178。 20 1 計(jì)算齒輪上作用力的大小 由前面計(jì)算可得 ， 低速級(jí)齒輪的分度圓直徑 =，分度圓螺旋角 = ，標(biāo)準(zhǔn)齒輪的法向壓力角 =20 ， 齒寬 =74mm，轉(zhuǎn)矩 =178。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 = T=179。）由表可得 =640MPa，彎曲疲勞強(qiáng)度 =275MPa， 剪切疲勞強(qiáng)度 =155MPa。 由前面計(jì)算可知 ： 高速軸所受的轉(zhuǎn)矩 =178。因此，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是軸的設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 齒輪 1：由于其 e≤ 2 ， 所以做成齒輪軸 。 179。 13 查圖可知接觸疲勞壽命系數(shù) =， = 對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 ， 由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪音 ， 振動(dòng)增大 ， 并不立即導(dǎo)致不可工作 ， 故可取安全系數(shù) =，則 = = =600 M = = = M ∵ ＞ ∴取 = = M ； 9 初算小齒輪分度圓直徑 ≥ = = 確定傳動(dòng)尺寸 1 計(jì)算圓周速度 v V= = =查表可知 8級(jí)斜齒圓柱齒輪圓周速度 v≤ 12m/s， 故 8級(jí)精度合用。 查圖可得 = 7 彈性影響系數(shù) 查表可得彈性影響系數(shù) = ； 8 許用接觸應(yīng)力 小齒輪材料為 40 ，查表可知接觸疲勞極限 =600M ；大齒輪材料為 45鋼調(diào)制，查表可知接觸疲勞極限 =550M ； 設(shè)齒輪每天工作 8小時(shí)，預(yù)計(jì)使用壽命 5年，則可得： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) =60j =60179。同時(shí)模數(shù)減小還能降低齒高，減少滑動(dòng)系數(shù)，減少磨損，提高抗膠合能力。 本設(shè)計(jì)中 ， 大小齒輪均為軟齒面 ， 小齒輪用 40 調(diào)制，平均硬度為 270HBS，大齒輪用45 鋼調(diào)制，平均硬度為 230HBS，選用 8 級(jí)精度。 M=178。 查表可知聯(lián)軸器的效率為 =， 閉式傳動(dòng) （假設(shè)齒輪精度為 8 級(jí)） 的效率為=， 滾動(dòng)軸承的效率 =， 可得 ： 軸 Ⅰ輸入功率 = 178。 由主電機(jī)所 需功率 ,查表選擇電機(jī)型號(hào)： Y132S— 4，其額定功率為 ，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 1440r/min,機(jī)座中心高為 132mm，外伸軸徑為 D=38mm，考慮到電機(jī)與傳動(dòng)裝置的連接直接用電機(jī)的外伸軸，故選擇安裝方式為 B3，即機(jī)座帶地腳、端蓋無(wú)凸緣的形式。 16179。 179。 178。 178。 7 主電機(jī)的選擇 銑削力的計(jì)算 在已知條件中 ， 主軸轉(zhuǎn)速 、 切削速度 、 進(jìn)給速度一樣 ， 對(duì)切削力影響最大的就是切削深度 ： 切削深度越大 ， 所需切削力越大 。 減速器中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有圓柱齒輪傳動(dòng) 、 錐齒輪傳動(dòng) 、 蝸桿傳動(dòng) 、 帶傳動(dòng) 、 鏈傳動(dòng)和開(kāi)式齒輪傳動(dòng) 。 分析三種加工方案： 圖 11 加工方案比較 （ a） 兩刀具之間距離 L 小，結(jié)構(gòu)上不好布置，且刀具兩端面不易調(diào)整到同一平面上，刀具在直徑方向上磨損后難以調(diào)整，直接影響加工精度。此次設(shè)計(jì)主要是將自己所 學(xué)的知識(shí)結(jié)合輔助材料運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，鞏固和深化已學(xué)知識(shí)，掌握 主傳動(dòng)系統(tǒng)中的 減速箱 設(shè)計(jì)計(jì)算 、主軸設(shè)計(jì)計(jì)算 的一般步驟和方法， 銑頭裝配。 ；用于精密車(chē)削的高精度三爪自定心卡盤(pán)，其定心精度為 5μ m。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：以及各類(lèi)通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。總體增長(zhǎng)趨勢(shì)并不明顯，可見(jiàn)，我國(guó)臥式銑床市場(chǎng)仍有待開(kāi)發(fā)。專(zhuān)用銑床是為某個(gè)特定設(shè)計(jì)的特殊的，少見(jiàn)的，非標(biāo)機(jī)床，前主要是端面、雙面組合鏜銑床、重型臺(tái)式鏜床、對(duì)頭銑鏜床、萬(wàn)能銑鏜床他們廣泛用于大、中、小型金屬，非金屬材料工件加工，適應(yīng)安裝各種類(lèi)型通用及專(zhuān)用工具，可加工平面、凸臺(tái)、孔、導(dǎo)軌面及尾 槽及 T型槽等，能進(jìn)行強(qiáng)力告訴切削，是機(jī)械加工的理想設(shè)備。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 （ 4）柔性化：機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的 柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、組合等方式 ，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。 正確合理的確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 并完成銑床的整體布置，確定其聯(lián)系尺寸。 （ b）一把刀同時(shí)加工三個(gè)表面，刀具負(fù)荷 較重且受力情況復(fù)雜，影響加工表面粗糙度， 刀具在直徑方向磨損后同樣難以調(diào)整 ， 直接影響加工精度 。 圓柱齒輪具有傳動(dòng)承載能力大 、 效率高 、 允許高轉(zhuǎn)數(shù) 、 傳動(dòng)比準(zhǔn)確 、 穩(wěn)定 、 工作可靠性高 ,壽命長(zhǎng) ，制造精度高，成本高等特性，在傳動(dòng)裝置中一般首先采用齒輪傳動(dòng)。故以下設(shè)計(jì)中以粗銑作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。 178。 式中 ： 與工件材料和其他切削條件有關(guān)的系數(shù) ：銑削深度 ：每齒進(jìn)給量 ：銑削寬度，指垂直于進(jìn)給方向測(cè)量出的加工面寬度 8 ： 修正系數(shù) ， = 178。 179。 179。 傳動(dòng)比的計(jì)算 總傳動(dòng)比 由：總傳動(dòng)比 i= / 電機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 =1440r/min 主軸轉(zhuǎn)速 =100 r/min 得 ： 總傳動(dòng)比 i= 傳動(dòng)比的分配 傳動(dòng)比的分配是設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問(wèn)題，分配的不合理會(huì)造成結(jié)構(gòu)尺寸大、相關(guān)尺寸不協(xié)調(diào)、成本高、制造和安裝不方便等問(wèn)題。 =179。 mm =9550 =9550179。 初步計(jì)算齒輪參數(shù) 齒輪主要的失效形式為輪齒的失效 ， 分輪齒折斷 、 齒面點(diǎn)蝕 、 齒面磨損 、 齒面膠合 、塑性變形。一般可取 =20 40。 1179。 2 計(jì)算載荷系數(shù) K 因工作穩(wěn)定 ， 查表可得使用系數(shù) =1； 由 v=， 查圖中 8 級(jí)精度曲線，得動(dòng)載系數(shù) =； 查表得齒間載荷分配系數(shù) =； 查圖得齒向載荷分布系數(shù) =； 14 則 ： K= =1179。 35179。 齒輪 2：由于齒頂圓直徑 ≤ 160mm， 所以做成實(shí)心式齒輪結(jié)構(gòu) 。 具有足夠的強(qiáng)度和剛度是除結(jié)構(gòu)合理外的最重要因素 。 mm 所受的轉(zhuǎn)矩 =178。 輸出軸的功率 、轉(zhuǎn)速及扭矩 由前面計(jì)算可知 ： =， =1000r/min， =178。 178。 mm 則圓周力 = = = 徑向力 = = = 軸向力 = = = 各力的方向如圖 （ a） 所示 。 mm = = N178。 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 計(jì)算內(nèi)容及公式 計(jì)算結(jié)果 備注 剖面Ⅳ左 剖面Ⅳ右 轉(zhuǎn)矩 T（ N178。 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)及受力情況輸入軸裝軸承處的軸徑為 d=35mm， 則選軸承型號(hào)為 30207，輸出軸中裝軸承處的軸徑 d=45mm,則選軸承型號(hào)為 30209。 26 （ 3）求軸承的實(shí)際壽命 已知滾子軸承壽命指數(shù) ε =10/3 = = = 實(shí)際壽命比預(yù)期壽命達(dá) ， 故所選軸承合適 。 脂潤(rùn)滑易于密封 ， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 維護(hù)方便 ?？蛇x用 A12 的壓配式圓形油標(biāo)。 軸承座 考慮到軸比較長(zhǎng)，為提高其剛性，在軸的兩端安裝軸承座，使之固定在床身上。 第三章 銑頭 刀具選擇 銑刀，是用于銑削加工的、具有一個(gè)或多個(gè)刀齒的旋轉(zhuǎn)刀具。面銑刀用于立式銑床、端面銑床或龍門(mén)銑床上加工平面，端面和圓周上均有刀齒 ,也有粗齒和細(xì)齒之分。的副偏角。 三面刃銑 刀可用于銑削各種槽 、 臺(tái)階面 、 工件側(cè)面及凸臺(tái)面 。 ZA 蝸桿加工方便，應(yīng)用廣泛，導(dǎo)角大時(shí)加工困難，不易磨削，傳動(dòng)效率較低，齒面磨損較快，一般用于頭數(shù)較少、載荷較小、轉(zhuǎn)速較低或不太重要的場(chǎng)合。 3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè) 計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。= 268= ⑥ 計(jì)算中心距 a a = 則蝸桿分度圓直徑 = = 33 m= = =，查表取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=5mm， 分度圓直徑 =， 中心距a=63mm 則可得直徑系數(shù) q= /m=， /a=。 人字齒輪 由于人字齒輪可看做是兩個(gè)斜齒輪組成的，所以計(jì)算參照斜齒輪計(jì)算。由前面所述，采用的為軟齒面齒輪。 （ β=25176。 5)=179。 = ④ 確定模數(shù) = = = 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)為 =2mm ⑤ 計(jì)算中心距 a a= = = 圓整為 a=90mm ⑥ 精算螺旋角 = == = 因?yàn)?β值與所選值相差較小 ， 所以 與β相關(guān)的數(shù)據(jù)無(wú)需修正。 179。（由于 45 號(hào)鋼成本適中，且經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理后，可提高其綜合性能，所以選為本軸的制作材料。 彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器制造 容易， 裝拆方便 ， 成本低 ， 不僅可以補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移 ，而且具有緩沖吸震的能力適用于連接載荷平穩(wěn) 、 需要正反轉(zhuǎn)或啟動(dòng)頻繁的傳遞中小轉(zhuǎn)矩的軸 。具體型號(hào)見(jiàn)轉(zhuǎn)配圖。 下置式蝸桿 采用浸油潤(rùn)滑。我們這次實(shí)習(xí)所遇到的多半問(wèn)題多數(shù)都是由于我們不夠嚴(yán)謹(jǐn)。在這次難得的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中我鍛煉了自己的思考能力和動(dòng)手能力。 由于軸承轉(zhuǎn)速較低 ， 用脂潤(rùn)滑 。 根據(jù)軸 的結(jié)構(gòu)及受力情況蝸桿 軸裝軸承處的軸徑為 d=30mm， 則選軸承型號(hào)為 30206，采用接觸式密封。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 = T=179。 初算軸的最小軸徑 由表 ， 當(dāng)選取軸的材料為 45 鋼時(shí) ，取 C=110 由前面計(jì)算可知 得 =C =110 = 輸出軸的最小軸徑顯然為安裝聯(lián)軸器的軸徑 。 =＜ 滿(mǎn)足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 =， 取整為 b=74， 對(duì)于圓柱齒輪傳動(dòng) ， 為補(bǔ)償安裝時(shí)的軸向偏移 ， 應(yīng)取大齒輪齒寬 =b，小齒輪齒