【正文】 2) 精準(zhǔn)校核軸的疲勞強(qiáng)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。 傳動(dòng)組 a 設(shè)計(jì)計(jì)算 先算配合齒輪 （ 28/44） (1) 根據(jù) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則， 先 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算。通常，以往前推比較方便。 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(kuò)大組排列順序的不同而有不同的方案。 方案三、兩個(gè)變速組的齒輪軸向排列。 換向方式選擇 方案一、電動(dòng)機(jī)換向 電動(dòng)機(jī)換向的特點(diǎn)與電動(dòng)機(jī)開停類似。其缺點(diǎn)是更換齒輪時(shí)費(fèi)力；裝于懸臂軸端，剛性差；備換齒輪容易散失等。其缺點(diǎn)是：箱體數(shù)多，加工、裝配工作量較大，成本較高；位于傳動(dòng)鏈后面的帶傳動(dòng)，在低轉(zhuǎn)速時(shí)傳遞轉(zhuǎn)矩較大，容易打滑；更換傳動(dòng)帶不方便等。 (10) 本機(jī)床為半封閉式保護(hù)，排泄方便、流暢，冷卻箱與主軸分離，冷卻泵的流量大，揚(yáng)程高。 數(shù)控機(jī)床的分類 (1) 按工藝用途分類 最普通的數(shù)控機(jī)床 (NC)是數(shù)控鉆床、車床、銑床、鏜床、磨床與齒輪加工機(jī)床等。 大批量的產(chǎn)品，如汽車、家用電器的零件，為達(dá)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(zhǔn)備周期長(zhǎng)，產(chǎn)品該行不易，增長(zhǎng)了新產(chǎn)品的開發(fā)周期。 (5) 經(jīng)濟(jì)效益好 節(jié)省加工前的劃線、機(jī)床調(diào)整、加工和檢驗(yàn) 時(shí)間，減少了直接 生產(chǎn)費(fèi)用 。使主軸長(zhǎng)期工作時(shí)能保持主軸軸線的相對(duì)穩(wěn)定。 方案二、分離傳動(dòng)布局 分離傳動(dòng)布局將主軸組件和主傳動(dòng)的大部分變速機(jī)構(gòu)分離裝于兩個(gè)箱體內(nèi)。 滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)：其優(yōu)點(diǎn)是變速范圍大，得到的轉(zhuǎn)速級(jí)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。 方案二、機(jī)械制動(dòng) 在電動(dòng)機(jī)不停轉(zhuǎn)的 情況下需要制動(dòng)時(shí)，可采用此方式。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(duì)齒數(shù)差無(wú)要求，但兩組需有聯(lián)鎖裝置。 如使傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)組放在接近電動(dòng)機(jī)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。注明主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速。如果均合格，說明設(shè)計(jì)的齒輪滿足要求。 軸承的選取 選取軸承的類型的依據(jù)：軸承所受的負(fù)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。 2) 精準(zhǔn)校核軸的疲勞強(qiáng)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(jì)（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。 齒輪幾何尺寸計(jì)算 計(jì)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(jì)（論文） 21 22 88d z m mm?? （ ） 幾何中心距： ? ?122 72z z ma mm??? （ ） 計(jì)算齒寬： 1 d mmb ? ??? （ ） 取 B1=30 B2=25 因?yàn)橄肱鋵?duì)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(jì)算齒寬： 1 28 .8d d mmb ? ??? 取 B1=35 B2=30 32/40 配對(duì)齒輪的參數(shù)為： 11 64d z m mm?? 1180d z m mm?? 計(jì)算齒寬： 1 d mmb ? ??? 取 B1=35 B2=30 傳動(dòng)軸 b 設(shè)計(jì)計(jì)算 先算配合齒輪 32/50 (1) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)， ? ? 2 131 2 aEtdK uHutZd ??? ?? ? ??? ??? 選取 Kt= 由圖 1030 選取區(qū)域系數(shù) MPaZ ? 計(jì)算 小齒輪的轉(zhuǎn)矩： T1= 610 P/n=65000N 電動(dòng)機(jī)軸與軸Ⅰ之間為帶傳動(dòng)，傳動(dòng)比接近 1/2，最后 在圖上補(bǔ)足各連線，就可以得到如圖的轉(zhuǎn) 速 圖： 武漢工程大學(xué) 郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 [ 3 ] 查 文 獻(xiàn) 《 機(jī) 械 制 造 裝 備 設(shè) 計(jì) 》 轉(zhuǎn)速圖： 傳動(dòng)系統(tǒng)圖： 圖 23 傳動(dòng)系統(tǒng)圖 圖 22 轉(zhuǎn)速圖 r/min 武漢工程大學(xué) 郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 第三章 主傳動(dòng)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)方案的選擇 帶傳動(dòng)有三種方案：平帶傳動(dòng)、 V 帶傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng)。 圖 21 結(jié)構(gòu)網(wǎng) 武漢工程大學(xué) 郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍 在降速傳動(dòng)中，防止齒輪直徑過大而使徑向尺寸常 限制最小傳動(dòng)比41min ?i ； 在升速時(shí)為防止產(chǎn)生過大的噪音和震動(dòng)常限制最大轉(zhuǎn)速比 2max?i 。 (3) 公用齒輪排列。 方案二、機(jī)械換向 在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向不變的情況下需要主軸換向時(shí)，可采用此種方式。 離合器變速機(jī)構(gòu)：齒輪式離合器和牙嵌式離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸??；傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作中不打滑；能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩；但不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速。 變速方式選擇 方案一、無(wú)級(jí)變速 無(wú)級(jí)變速在一定速度（或轉(zhuǎn)速）范圍內(nèi)能連續(xù)、任意地變速。 一定的工藝范圍 加工的工序種類：數(shù)控加 工圓柱面，回轉(zhuǎn)成型面，螺紋及內(nèi)圓柱面 被加工零件的類型，材料及尺寸：車，選擇結(jié)構(gòu)鋼及鑄鋼，最大切削直徑： 200mm 刀具的種類及材料：車刀，選擇硬質(zhì)合金鋼 加工精度及表面光潔度 適應(yīng)的生產(chǎn)規(guī)模：多品種小批量生產(chǎn)的零件 保證加工精度和表面光潔度 要求床身必須具備一定的幾何精度，傳動(dòng)精度及動(dòng)態(tài)精度，減少機(jī)床零件的磨損，在材料的選用及熱處理、零件表面光潔度以及潤(rùn)滑等方面。加工中心可以有效的避免由于多次安裝造成的定位誤差，減少了 機(jī)床的臺(tái)數(shù)和占地面積，大大提高了生產(chǎn)率和加工自動(dòng)化程度。特別是復(fù)雜型面零件加工的自動(dòng)化并保證質(zhì) 量要求而產(chǎn)生的。移動(dòng)部件的快意和定位均采用了加速和減速措施，因而快進(jìn)、快退和定位時(shí)間大大縮減。 圖 1 數(shù)控機(jī)床 CK6136 數(shù)控臥式車床 介紹 CK6136 數(shù)控臥式車床的概述 ： CK6136 數(shù)控車床可進(jìn)行機(jī)械零件粗加工，結(jié)構(gòu)可靠，操作方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，控制系統(tǒng)功能齊全，可靠性高，該機(jī)床可滿 足多行業(yè)得需要，如：汽車、拖拉機(jī)、軍工機(jī)械等行業(yè)。其優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，便于實(shí)現(xiàn)集中操縱；箱體數(shù)少，在機(jī)床上安裝、調(diào)整方便。 方案二、有級(jí)變速 有級(jí)（或分級(jí)）變速在若干固定速度（或轉(zhuǎn)速）級(jí)內(nèi)不連續(xù)地變速。 綜合方案一、二，在滿足機(jī)床使用性能的前提下，采用電動(dòng)機(jī)開停方式。三聯(lián)滑移齒輪窄排列時(shí)相鄰兩齒輪的齒數(shù)差不得小于 4。所以一般少用。所選定的結(jié)構(gòu)式共有三個(gè)傳動(dòng)組，變速機(jī)構(gòu)共需 4 軸。 0 5 .5 * 0 .9 5 * 0 .9 9 * 0 , 9 8 * 0 .9 4 .5 61 1 2 3* kwPP ? ? ? ? ??? 4 4 .5 6 * 0 .9 8 * 0 .9 7 4 .3 42 1 3** kwPP ?? ??? 4 4. 213 2 3**P kwP ?? ?? 4 3. 924 3 3**P k wP ?? ?? 根據(jù)轉(zhuǎn)速圖知各 軸最小轉(zhuǎn)速分別為：1 1000 /minrn ? 、 2 630 /minrn ?、3 400 /minrn ?、4 150 /minrn ?。 (2) 離合器的類型 按離合元件傳動(dòng)工作原理，可分為嵌合式和摩擦式離合器，按實(shí)現(xiàn)離、和動(dòng)作的過程可分為操縱式和自控式；按離合器的操縱方式，則可分為機(jī)械式、氣壓式、液壓式和電磁式。 2) 精準(zhǔn)校核軸的疲勞強(qiáng)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)： 16 63 ?? 抗扭截面系數(shù)： 3 3 30. 1 0. 2 36 33 27 5TW d m m? ? ? ? 截面 B 左側(cè)彎矩： m ax *M M N m?? 截面 B 上的扭矩： T= 截面上彎曲應(yīng)力： 32 9 5 .2 1 0 1 7 .71 6 6 3 7 .5b M M P aW? ?? ? ? 截面上扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 93800 33275T TT M PaW? ? ? ? 由軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 (1) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)， ? ? 2131 2 aEtdK uHutZd ??? ?? ? ??? ??? 選取 Kt= 由圖 1030 選取區(qū)域系數(shù) E MPaZ ? 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 ： T1= 610 P/n=98000N (3) 確定帶輪直徑 da1 da2 1) 由表 86 和 88 選取小帶輪直徑 1 140a mmd ? Hda ?21 （電機(jī)中心高符合要求） 2) 驗(yàn)算帶速 1111 1 4 4 0 1 4 0 1 0 .5 56 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0andV m s? ? ??? ??? ? ??? ? () 3) 從動(dòng)帶輪直徑 da2 21 1. 44 14 0 20 2aa mmd i d? ? ? ?? () 圓整 取大帶輪直徑為 200。 在檢查傳動(dòng)組的變速范圍時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。 計(jì)算和分配傳動(dòng)比 確定極限轉(zhuǎn)速 已知主軸最低轉(zhuǎn)速： min/1500min rn ? 最高轉(zhuǎn)速： m in/2020max rn ? 轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍： = =2020/150= () 確定公比 此機(jī)床為生產(chǎn)率要求較高的數(shù)控車床，減少相對(duì)轉(zhuǎn)速損失是主要的，所以公比取得較小點(diǎn)，這里選定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列公比為 。在一個(gè)變速組內(nèi)，滑移齒輪必須具有“空檔”位置，即只有當(dāng)一對(duì)齒輪完全脫開嚙合之后，才允許另一對(duì)齒輪開始進(jìn)入嚙合。 開停方式選擇 方案一、電動(dòng)機(jī)開停 電動(dòng)機(jī)開停方式的優(yōu)點(diǎn)是操縱方便省力，可簡(jiǎn)化機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)。 但它一般機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，維修較困難，效率低；因?yàn)槟Σ了枰恼龎毫^大，使變速器工作可靠性及壽命受到影響；變速范圍較窄（不超過 10），往往需要與有級(jí)變速箱串聯(lián)使用。 武漢工程大學(xué) 郵電與信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 注意噪聲小，外行美觀，不漏油，不漏氣等 根據(jù)設(shè)計(jì)要求： 機(jī)床型號(hào) GB15375