【正文】 n? ? ? () 662224 .5 69 .5 5 * 1 0 * 9 .5 5 * 1 0 * 4 3 .5 /1000PT N mn? ? ? 663334 .1 29 .5 5 * 1 0 * 9 .5 5 * 1 0 * 9 8 .3 /400PT N mn? ? ? 664443 .9 29 .5 5 * 1 0 * 9 .5 5 * 1 0 * 2 4 9 .6 /150PT N mn? ? ? [10 ]查 文 獻 《 機 械 設(shè) 計 手 冊 》 武漢工程大學(xué) 郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 轉(zhuǎn)矩列表： 表 32 計算轉(zhuǎn)速 r/min 傳動功率 kw 傳動轉(zhuǎn)矩 N/m 最小直徑 mm 軸 1000 30 軸 Ⅱ 630 35 軸 Ⅲ 400 50 軸 Ⅳ 150 70 齒輪的設(shè)計計算 在車床主傳動系統(tǒng)中的相鄰的兩根軸配對的齒輪模數(shù)相等，在設(shè)計計算中，應(yīng)以負載大齒數(shù)少的齒輪來設(shè)計和校核。 齒輪幾何尺寸計算 計算分度圓直徑 11 56d z m mm?? （ ） （ ） （ ） （ ） 武漢工程大學(xué) 郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 22 88d z m mm?? （ ） 幾何中心距： ? ?122 72z z ma mm??? （ ） 計算齒寬： 1 d mmb ? ??? （ ） 取 B1=30 B2=25 因為想配對的齒輪模數(shù)相等故可知 36/36 的配合齒輪的參數(shù)為： 齒輪分度圓直徑為： 11 72d z m mm?? 22 72d z m mm?? 計算齒寬： 1 28 .8d d mmb ? ??? 取 B1=35 B2=30 32/40 配對齒輪的參數(shù)為： 11 64d z m mm?? 1180d z m mm?? 計算齒寬： 1 d mmb ? ??? 取 B1=35 B2=30 傳動軸 b 設(shè)計計算 先算配合齒輪 32/50 (1) 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計， ? ? 2 131 2 aEtdK uHutZd ??? ?? ? ??? ??? 選取 Kt= 由圖 1030 選取區(qū)域系數(shù) MPaZ ? 計算 小齒輪的轉(zhuǎn)矩： T1= 610 P/n=65000N (3) 離合器的選取 本數(shù)控車床系采用矩形牙嵌式離合器；作為結(jié)合件。 2) 精準校核軸的疲勞強度： 圖 Ⅱ 受力分析圖 （ ） （ ） 武漢工程大學(xué) 郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 分析可知該軸 只需要校核截面 B 兩側(cè)即可， 截面 B 左側(cè)： 抗彎截面系數(shù)： ?? 抗扭截面系數(shù)： 3 3 30. 1 0. 2 36 18 22 5TW d m m? ? ? ? 截面 B 左側(cè)彎矩： m ax 272 .56 *M M N m?? 截面 B 上的扭矩： T= 截面上彎曲應(yīng)力： 32 7 2 .5 6 1 0 309 1 1 2 .5b M M P aW? ?? ? ? 截面上扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ： 65800 3 .618225T TT M P aW? ? ? ? 由軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 軸 Ⅲ 的校核 (1) 畫軸的受力分析圖： 圖 3 Ⅲ 軸 受力分析圖 1) 由圖形可知： C 截面為危險截面 彎矩扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強度 武漢工程大學(xué) 郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 22 22m a x m a x m a x ( 2 7 6 .9 ) (1 0 2 .3 ) 2 9 5 .2 .hv NmM M M? ? ? ? ? 軸為單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力和脈動循環(huán)切應(yīng)力取 ?? 22m a x3 m a x 18 .()ca MpadTM ?? ??? 軸的材料為 45 鋼調(diào)質(zhì)，查表 151，的 ? ? 601 MPa? ?? 故軸安全。 軸承的選取 選取軸承的類型的依據(jù)：軸承所受的負荷大小、方向及性質(zhì)；軸向固定形式；調(diào)心性能要求；剛度要求；轉(zhuǎn)速與工作環(huán)境要求等等。 齒輪幾何尺寸計算 計算分度圓直徑 112264100d z m mmd z m mm?? 幾何中心距 ： ? ?122 82z z ma mm??? 武漢工程大學(xué) 郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 計算齒寬： 1 d mmb ? ??? 取 B1=30 B2=25 因為 配對的齒輪模數(shù)相等故可知 46/36 的配合齒輪的參數(shù)為： 齒輪分度圓 直徑為： 11229272d z m mmd z m mm?? 計算齒寬： 1 28 .8d d mmb ? ??? 取 B1=30 B2=35 傳動軸 c 設(shè)計計算 先算配合齒輪 24/64 根據(jù) 設(shè)計準則， 先 按齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。如果均合格，說明設(shè)計的齒輪滿足要求。 V 帶的設(shè)計計算 (1) 確定計算功率： Pca 1) 由表 87 查得工作情況系數(shù) ? 2) 由式（機設(shè)） ： 5ca AP kwPK? ? ? () (2) 選擇 V 帶型號 根據(jù)caP、1n由 圖 810 選 A 型 V 帶。注明主軸的各級轉(zhuǎn)速。在設(shè)計時必須保證中間傳動軸的變速范圍最小。 如使傳動副較多的傳動組放在接近電動機處，則可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可以少些，就省材料了。故經(jīng)過比較以上三種方案，選擇用 三 個滑移齒輪，布置在傳動軸上。將三聯(lián)或四聯(lián)滑 移齒輪拆開兩組排列，可縮短軸向尺寸，且對齒數(shù)差無要求，但兩組需有聯(lián)鎖裝置。 齒輪布 置與排布 方案一、滑移齒輪的布置 通常，滑移齒輪可選用較小齒輪，如結(jié)構(gòu)需要也可選用較大齒輪。 方案二、機械制動 在電動機不停轉(zhuǎn)的 情況下需要制動時，可采用此方式。 對比以上兩種方案，故選擇 交流 電動機無級變速串聯(lián)齒輪變速方式。 滑移齒輪變速機構(gòu)：其優(yōu)點是變速范圍大，得到的轉(zhuǎn)速級數(shù)多；變速較方便，可傳遞較大功率；非工作齒輪不嚙合，空載功率損失較少。機床主傳動采用的無級變速裝置主要有兩種： 無級變速器：它是靠摩擦來傳遞轉(zhuǎn)矩的，多用鋼球式、寬帶式結(jié)構(gòu)。 方案二、分離傳動布局 分離傳動布局將主軸組件和主傳動的大部分變速機構(gòu)分離裝于兩個箱體內(nèi)。 成本低 (1) 注意品種系列化，部件通用化與零件標準化 (2) 保證性能的條件下，機床重量與功率之比要下，結(jié)構(gòu)簡單，零部件數(shù)目少及占地面積少。使主軸長期工作時能保持主軸軸線的相對穩(wěn)定。 數(shù)控機床的組成 (1) 控制介質(zhì) 數(shù)控機床工作時，無需工人手動操作控制機床工作，而是自動執(zhí)行操作者的加工 意圖，從而完成加工任務(wù)。 (5) 經(jīng)濟效益好 節(jié)省加工前的劃線、機床調(diào)整、加工和檢驗 時間，減少了直接 生產(chǎn)費用 。數(shù)控機床得到了廣泛的應(yīng)用，它已成為組成現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè) 計 (CAD)、制造 (CAM)、檢驗 (CAT)與生產(chǎn)管理等全部生產(chǎn)過程自動化的基本設(shè)備。 大批量的產(chǎn)品，如汽車、家用電器的零件，為達到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，多采用專用設(shè)備，應(yīng)用這些專用生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)準備周期長，產(chǎn)品該行不易，增長了新產(chǎn)品的開發(fā)周期。 (2) 加工精度高 數(shù)控機床是按數(shù)字形式給出的指令進行加工的，目前數(shù)控裝置的脈沖量已達到 ,而且進給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數(shù)控裝置進行補償，同時數(shù)控機床的自動加工方式避免了偶然誤差，同一批工件 的尺寸一致性好，加工精度高而且穩(wěn)定。 數(shù)控機床的分類 (1) 按工藝用途分類 最普通的數(shù)控機床 (NC)是數(shù)控鉆床、車床、銑床、鏜床、磨床與齒輪加工機床等。 (4) 測量反饋裝置 對于設(shè)計完善的數(shù)控機床，提高其加工精度和定位精度的重要途徑是增加一套位 置測量與反饋裝置，形成閉環(huán)控制。 (10) 本機床為半封閉式保護，排泄方便、流暢，冷卻箱與主軸分離，冷卻泵的流量大，揚程高。 武漢工程大學(xué) 郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 P 電 =P/? =() 交流 Y132s4 額定功率 ，額定電壓 220V，額定轉(zhuǎn)速 1440r/min，最高轉(zhuǎn)速 2020 r/min [ 12 ] 查 文 獻 《 機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 》 表 13 電機型號 電機額定功率（ kw） 電機額定轉(zhuǎn)速（ r/min） 電機最高轉(zhuǎn)速（ r/min） Y132s4 1440 2020 機床主傳動系統(tǒng)的設(shè)計 動布局的選擇 方案一、集中傳動式布局 集中傳動式布局將主軸組件和主傳動的全部變速機構(gòu)集中裝于同一個箱體內(nèi)。其缺點是：箱體數(shù)多，加工、裝配工作量較大，成本較高；位于傳動鏈后面的帶傳動，在低轉(zhuǎn)速時傳遞轉(zhuǎn)矩較大，容易打滑；更換傳動帶不方便等。 液壓、電氣無級變速裝置：機床主傳動所采用的液壓馬達、直流電動機調(diào)速，往往因恒功率變速范圍小，恒轉(zhuǎn)矩變速范圍較大，而不能滿足主傳動的傳動要求，啊、在主軸低轉(zhuǎn)速時出現(xiàn)功率不足的現(xiàn)象，一般也需要與有級變速箱串聯(lián) 使用。其缺點是更換齒輪時費力；裝于懸臂軸端，剛性差；備換齒輪容易散失等。它適用于功率較小或起動不頻繁的機床。 換向方式選擇 方案一、電動機換向 電動機換向的特點與電動機開停類似。一般采用滑移齒輪相互靠近的窄排列。 方案三、兩個變速組的齒輪軸向排列。缺點是有一個傳動組內(nèi)有四個傳動副。 結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式各種方案的選擇 在 12=3 2 2 中，又因基本組和擴大組排列順序的不同而有不同的方案。即 m ax)1( RR npnxn ?? ?? 查文獻《機械設(shè)計制造裝備設(shè)計》 P87 314 在上述方案中對根據(jù)主傳動 設(shè)計的一般原則 （ 1） 傳動副前 多后少 （ 2） 傳動順序與擴大順序相一致原則 。通常，以往前推比較方便。大帶輪基準直徑 dd2=234mm，采用實心 結(jié)構(gòu)，基準圖見零件工作圖。 傳動組 a 設(shè)計計算 先算配合齒輪 （ 28/44） (1) 根據(jù) 設(shè)計準則， 先 按齒面接觸疲勞強度計算。 3） 齒輪幾何尺寸計算 計算分度圓直徑 112275200d z m mmd z m mm?? 幾何中心距： ? ?122 13 z ma m m??? 計算齒寬： 1 30d d mmb ? ??? 取 B1=30 B2=25 因為配對的齒輪模數(shù)相等故可知 68/42 的配合齒輪的參數(shù)為： 齒輪分度圓直徑為 ： 1122170105d z m mmd z m mm?? 計算齒寬： 1 42d d mmb ? ??? 取 B1=45 B2=50 [ 1 ]查 文 獻 《 機 械 設(shè) 計 》 武漢工程大學(xué) 郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 離合器的設(shè)計 (1) 離合器的功能 離合器是一種可以通過各種操縱方式，實現(xiàn)主從部分在同軸上傳遞運動動力時具有結(jié)合或分離功能的裝置。 2) 精準校核軸的疲勞強度： 分析可知該軸只需要校核截面 B 兩 側(cè)即可， 截面 B 左側(cè)： 抗彎截面系數(shù) ： ?? （ ） 抗扭截面系數(shù) ： 3 3 30. 1 0. 2 36 93 31 .2TW d m m? ? ? ? () 截面 B 左側(cè)彎矩： max 85 *M M N m?? () 截面 B 上的扭矩： T= 截面上彎曲應(yīng)力： 38 5 1 0 1 8 .2 24 6 6 5 .6b M M P aW? ?? ? ? （ ） 截面上扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 43500 TT M P aW? ? ? ? （ ） 由軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理