【正文】 表 特征參數(shù)轉(zhuǎn)動慣量/ 2mkg?圖號 許用轉(zhuǎn)距 mNT?重量/kg內(nèi)部 外部接合力/N脫開力/N圖 a 120 170 100表 主要尺寸B圖號許用轉(zhuǎn)矩 mNT?][D maxA閉式開式c maxE F G圖 a 120 18 32 108 100 18 32 60 45 70表 主要尺寸圖號H J 1l2L 12L3R S a 1s圖 a 85 47 51 81 152 65 64 35 10 20 11 齒輪校驗 在驗算算速箱中的齒輪應力時，選相同模數(shù)中承受載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪進接觸應力和彎曲應力的驗算。V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準直徑有關，當帶輪基準直徑（d 為安裝帶輪的軸的直徑，mm）時。239。 計算齒輪計算轉(zhuǎn)速。,p ?????? MPamd mbmLbll hkkNT?可見連接的擠壓強度足夠了，鍵的標記為： 20319680??TGB鍵 各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核 齒輪模數(shù)的確定：齒輪模數(shù)的估算。按 規(guī)定，矩形花鍵的19874?TGB定心方式為小徑定心。因此疲勞強度一般不失是主要矛盾，除了載荷很大的情況外，可以不必驗算軸的強度。帶輪結(jié)構(gòu)簡單，但尺寸大，機普通車床主軸箱設計第 18 頁 共 66 頁床中常用作電機輸出軸的定比傳動。在軸上增開了溝槽（矩形或鋸齒形） ，效果又比前兩種好。把軸承調(diào)到合適的負間隙，形成一定的預負載，回轉(zhuǎn)精度和剛度都能提高，壽命、噪聲和抗震性也有改善。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。提高主軸有關表面硬度，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。3） 整個軸的軸向位置是否需要調(diào)整。所以有時在沒有軸向力時，也常采用這種軸承。軸上要安裝齒輪、離合器和制動器等。8 級精度齒輪，一般滾齒或插齒就可以達到。滑動軸承在一些性能和維修上不如滾動軸承，但它的徑向尺寸小。我們采用的卸荷裝置一般是把軸承裝載法蘭盤上，通過法蘭盤將帶輪的拉力傳遞到箱壁上。2） 檢驗傳動設計的結(jié)果中有無干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時改正。對于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動比是標準公比的整數(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。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下： 結(jié)構(gòu)式的擬定主軸的變速范圍應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大組。 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，但對于分析復雜的變速并想由此導出實際的方案，就并非十分有效?，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 =。采用車刀具，可轉(zhuǎn)位外圓車刀，刀桿尺寸： 16mm 25mm。 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目數(shù)為 Z 的變速系統(tǒng)由若干個順序的變速組組成，各變速組分別有 、?Z普通車床主軸箱設計第 6 頁 共 66 頁……個變速副。因為其他變速組的變速范圍都比最后擴大組的小，只要最后擴大組的變速范圍不超過極限值，其他變速組就不會超過極限值。一般在主傳動中，最小齒數(shù)應大于18～20。3） 確定傳動軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對位置，以確定各軸的受力點和受力方向，為軸和軸承的驗算提供必要的數(shù)據(jù)。車床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時退刀?？仗X輪需要有軸向定位，軸承需要潤滑。7 級精度齒輪，用較高精度滾齒機或插齒機可以達到。傳動軸應保證這些傳動件或機構(gòu)能正常工作。選擇軸承的型號和尺寸，首先取決于承載能力，但也要考慮其他結(jié)構(gòu)條件。4） 在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈。機床主軸都在一定部位上承受著不同程度的摩擦，主軸與滾動軸承配合使用時，軸頸表面具有適當?shù)挠捕瓤筛纳蒲b配工藝并保證裝配精度，通常硬度為 HRC4050 即可滿足要求。三孔同心在工藝上難度較大，可以用兩個支撐的主要支撐，第三個為輔助支撐。預負載使軸承內(nèi)產(chǎn)生接觸變形，過大的預負載對提高剛度沒有明顯的小果，而磨損發(fā)熱量和噪聲都會增大，軸承壽命將因此而降低。 在有大量切屑、灰塵和冷卻液的環(huán)境中工作時，可采用曲路密封，曲路可做成軸向或徑向。電動機轉(zhuǎn)速 n=1440r/min,傳遞功率P=,傳動比 i=，兩班制，一天運轉(zhuǎn) 16 小時，工作年數(shù) 10 年。剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過大的變形。查【15】表 5330 的矩形花鍵的基本尺寸系列， 軸花?鍵軸的規(guī)格 ； 軸花鍵軸的規(guī)格742368??為BDdN?。通常同一變速組內(nèi)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按【5】表 717 進行估算模數(shù) 和 ，并按其中較大者選取相近的標準模HmF數(shù)，為簡化工藝變速傳動系統(tǒng)內(nèi)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)。jnK載荷系數(shù)取 。1 ?⑷、標準齒輪參數(shù)： **h0???度 ， ，從【7】表 51 查得以下公式齒頂圓直徑 ； mzdaa)2+(=*1齒根圓直徑 ；cf ??分度圓直徑 ；齒頂高 ；ha*齒根高 ； f)+(=齒輪的具體值見表表 齒輪尺寸表 （單位：mm）齒輪 齒數(shù)z模數(shù) nm分度圓直徑 d齒頂圓直徑 a齒根圓直徑 fd齒頂高 ah齒根高 f⒈ 28 4 112 120 102 4 5⒉ 35 4 140 148 130 4 5⒊ 56 4 224 232 214 4 5⒋ 49 4 196 204 186 4 5普通車床主軸箱設計第 28 頁 共 66 頁⒌ 18 5 90 100 5 ⒍ 30 5 150 160 5 ⒎ 45 5 225 235 5 ⒏ 72 5 360 370 5 ⒐ 60 5 200 210 5 ⒑ 45 5 225 235 5 ⒒ 22 5 ⒓ 72 5 ⒔ 36 5 ⒕ 86 5 齒寬的確定 由公式 得：)10~5(?mb?①Ⅰ軸主動輪齒輪 ；3248??②Ⅱ軸主動輪齒輪 ；?③Ⅲ軸主動輪齒輪 ；b0??一般一對嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位時導致嚙合齒寬減小而增大輪齒的載荷，設計上，應主動輪比從動輪齒寬大（5～10mm） ?？梢圆捎脤嵭氖?，?可以采用腹板式， 時可以采用孔m30 mdDmd10,301???同 時板式，當 時，可以采用輪輻式。這里要驗算的是齒輪 1，齒輪 5，齒輪 11 這三個齒輪。結(jié)構(gòu)形式見【14】表 圖（a） 。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） 。； ococ ..8639。① 齒面接觸疲勞強度： 32)1(10???HPjmHznK??普通車床主軸箱設計第 26 頁 共 66 頁其中: 公比 ； =4；? P齒輪傳遞的名義功率；P = =；? 齒寬系數(shù) = ；m?m105??b 齒輪許允接觸應力 ， 由【5】圖 76 按 MQHP??li線查取。由【4】式（61）.? PaakldT pp 10][ ????? ?式 中 ：普通車床主軸箱設計第 24 頁 共 66 頁；】 表鍵 【，弱 材 料 的 許 用 擠 壓 應 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,][ ,。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。機床主傳動系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。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)。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。1） 軸承間隙的調(diào)整為了提高主軸的回轉(zhuǎn)精度和剛度，主軸軸承的間隙應能調(diào)整。2）軸承的配置大多數(shù)機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。 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，一般機床的主軸選用價格便宜、性能良好的 45 號鋼。2） 軸承的間隙是否需要調(diào)整。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。 傳動軸的設計 機床傳動軸，廣泛采用滾動軸承作支撐。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。齒輪與軸之間的軸承可以用滾動軸承也可以用滑動軸承。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)。目的是：1） 布置傳動件及選擇結(jié)構(gòu)方案。對于定比傳動的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機械設計手冊推薦的方法確定。普通車床主軸箱設計第 7 頁 共 66 頁 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)。此次設計中，我們采用集中變速型式的主軸變速箱。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. 主電動機的選擇合理的確定電機功率 P，使機床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機經(jīng)常輕載而降低功率因素。刀aR ?具幾何參數(shù)： =15 ， =6 ， =75 ， =15 ， =0 ， =0?o0?or?or?o?o01?10 ， b =，r =1mm。即 ?Z??321Z?變速副中由于結(jié)構(gòu)的限制以 2 或 3 為合適，即變速級數(shù) Z 應為 2 和 3 的因子： ，可以有三種方案： ba???1,32,31?? 變速式的擬定 12 級轉(zhuǎn)速變速系統(tǒng)的變速組，選擇變速組安排方式時，考慮到機床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。 ??122???PXR?其中 ， ， ?2∴ ，符合要求。采用三聯(lián)滑移齒輪時，應檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關系：三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應大于或等于 4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。 展開圖及其布置展開圖就是按照傳動軸傳遞運動的先后順序，假想將各軸沿其軸線剖開并普通車床主軸箱設計第 12 頁 共 66 頁將這些剖切面平整展開在同一個平面上。車螺紋時，換向頻率較高。普通車床主軸箱設計第 13 頁 共 66 頁 齒輪塊設計齒輪是變速箱中的重要元件。但淬火后，由于變形，精度將下降。首先傳動軸應有足夠的強度、剛度。同一軸心線的箱體支撐直徑安排要充分考慮鏜孔工藝。5） 加工和裝配的工藝性等。一般機床的主軸，淬火時要求無裂紋，硬度均勻；淬硬層深度不小于 1mm，最好 ,使精磨后仍能保留一點深度的淬硬層，主軸熱處理后變形要小。輔助支撐軸承（中間支撐或后支撐）保持比較大的游隙（約 ～ ） ，只有在載荷比較大、軸產(chǎn)生彎曲m變形時，輔助支撐軸承才起作用。軸承間隙的調(diào)整量，應該能方便而且能準確地控制，但調(diào)整機構(gòu)的結(jié)構(gòu)不能太復雜。徑向式的軸承蓋要做成剖分式，較為復雜。(1)、選擇三角帶的型號由【4】 表 87 工作情況系數(shù) 查的共況系數(shù) =。因此，必須保證傳動軸有足夠的剛度。42?為④各軸間的中心距的確定：；)(1684)58()(21 mmzd??????；)(7?；)86(doV?? 鍵的選擇查【4】表 61 選擇軸 上的鍵，根據(jù)軸的直徑 ，鍵的尺寸選擇? 30~2?d，鍵的長度 L 取 22。先計算最小齒數(shù)齒輪的模數(shù)，齒輪選用直齒圓柱齒輪及斜齒輪傳動，查【4】表 108 齒輪精度選用 7 級精度，再由【4】表 101 選擇小齒輪材料為40C (調(diào)質(zhì))，硬度為 280HBS：r根據(jù)【5】表 717；有公式：①齒面接觸疲勞強度： 32)1(1602???HPjmHznK??②齒輪彎曲疲勞強度： 34FPjF⑴、a 變速組：分別計算各齒輪模數(shù)，先計算最小齒數(shù) 28 的齒輪。=650MPa，limH?∴ ???∴ mH ??? 根據(jù)【6】表 104 將齒輪模數(shù)圓整為 5mm 。所以： ， ，mb321?mb243?， ，40765 1098， 。d? 帶輪寬度： 。齒輪強度校核：計算公式：①彎曲疲勞強度 。③摩擦盤工作面的外直徑 ..1???④摩擦盤工作面的內(nèi)直徑 ⑤摩擦盤寬度 b ????⑥摩擦面對數(shù) m，查【15】表 6317，摩擦副材料為淬火鋼，對偶材料為淬火普通車床主軸箱設計第 32 頁 共 66 頁鋼，摩擦因數(shù)取 ，許用壓強取 ，許用溫度120℃.).()(81 221 ????????PcDTzm??∴m 圓整為 7.∴摩擦面片數(shù) z=7+1=8.⑦摩擦片脫開時所需的間隙，因為采用濕式所以 .~??⑧許用傳遞轉(zhuǎn)