【正文】 ( N m m ) 9 5 5 1 0 6 . 5 5 1 0n 8 2 0M N m m? ? ? ? ? ? ? ? ?扭 （ 528） 式中 N— 該軸傳遞的最大功率（ kw） 。 帶撓曲次數(shù) ? ＝ 1000mv/ 0dL =? 40 1s? ； （ 55） 實(shí)際中心距 2a A A B? ? ? （ 56） 12() 1 0 8 .748d d dL d dA ? ?? ? ? 221() 12508ddddB ??? （ 57） 故 21 0 8 . 7 1 0 8 . 7 1 2 5 0 2 2 3a m m? ? ? ? 小帶輪包角 1 211 1 8 0 2 s in 1 5 4 . 0 9 1 2 02dddda? ?? ? ? ? ? （ 58） 單根 V 帶的基本額定功率 1P ,查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》（ 任殿閣，張佩勤 主編） 表 28，取 ； 單根 V 帶的基本額定功率增量 11 1(1 )b uP K n K? ? ? （ 59） bK —— 彎曲影響系數(shù)，查表 29，取 10?? uK —— 傳動(dòng)比系數(shù)，查表 210，取 故 1 ?? ； 帶的根數(shù) 11()dLPz P P K K?? ?? （ 510） CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 15 K? —— 包角修正系數(shù)，查表 211，取 ； LK —— 帶長修正系數(shù)，查表 212，取 ； 故11 2 . 1 3 . 8 9( 2 . 2 8 0 . 1 6 ) 0 . 9 3 1 . 0 1z ??? ? ? z取 4； 單根帶初拉力 20 2 .55 0 0 ( 1 )d aPF qvvz K? ? ? ? （ 511） q—— 帶每米長質(zhì)量，查表 213，取 ； 故 0F ＝ 帶對軸壓力 10 15 92 si n 2 58 .23 4 si n 45 822Q F z N?? ? ? ? ? ? （ 512） 圖 53 多片式摩擦離合器的計(jì)算 設(shè)計(jì)多片式摩擦離合器時(shí)，首先根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)確定離合器的尺寸，如為軸裝式時(shí)，外摩擦片的內(nèi)徑 d應(yīng)比花鍵軸大 2～ 6mm，內(nèi)摩擦片的外徑 D 的確定，直接影響離合器的徑向和軸向尺寸，甚至影響主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局，故應(yīng)合理選擇。主軸箱除應(yīng)保證運(yùn)動(dòng)參數(shù)外，還應(yīng)具有較高的傳動(dòng)效率，傳動(dòng)件具有足夠的強(qiáng)度或剛度，噪聲較低，振動(dòng)要小，操作方便，具有良好的工藝性，便于檢修，成本較低，防塵、防漏、外形美觀等。但由于軸Ⅲ Ⅴ間的 四種傳動(dòng)比為 : 1 50 51 150 50U ? ? ? 2 50 20 150 80 4U ? ? ? 3 20 51 180 50 4U ??? 4 20 20 180 80 16U ? ? ? 其中 2U 和 3U 基本相等，所以實(shí)際上主軸只能獲得 2 3（ 2 2－ 1） =18 級正轉(zhuǎn)，這樣主軸實(shí)際獲得 6+18=24 級正轉(zhuǎn)。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué) 技術(shù)的發(fā)展， 1952 年，美國帕森斯公司（ Parsons）和麻省理工學(xué)院（ MIT）合作，研制成功里世界上第一臺(tái)以數(shù)字計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)字控制（ numerical control，簡稱 NC） 3坐標(biāo)直線插補(bǔ)銑床，從而機(jī)械制造業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新階段 同時(shí)，在設(shè)計(jì)中處處實(shí)際出發(fā)，分析和處理問題是至關(guān)重要的。 CA6140 機(jī)床可進(jìn)行各種車削工作，并可加工公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋。根據(jù)機(jī)床的用途和性能不同，有的機(jī)床主軸箱可以只包括其中的部分裝置和部件。采用專用的自動(dòng)化機(jī)床加工這類零件就顯得橫不合理，而且調(diào)整或改裝專用的“剛性”自動(dòng)化生產(chǎn)線投資大、周期長，有時(shí)從技術(shù)上甚至是不可能實(shí)現(xiàn)的。 CA6140 車床可進(jìn)行各種車削工作，并可加工公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋。 軸Ⅲ的運(yùn)動(dòng)可分為兩路傳給主軸Ⅵ： （ 1）當(dāng)主軸Ⅵ上的滑動(dòng)齒輪 Z50 處于左端位置時(shí)，軸Ⅲ運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪副 6350 直接傳給主軸Ⅵ，使主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)。 設(shè)計(jì)功率 PKP Ad ?? (kW） （ 51） AK —— 工況系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》（ 任殿 閣，張佩勤 主編） 表 25，取 ； 故 1. 1 11 12 .1dP kW? ? ? CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 14 小帶輪基準(zhǔn)直徑1d為 130mm； 帶速 v ? ?1 1 / ( 6 0 1 0 0 0 ) 9 . 8 6 /dv d n m s v?? ? ? ?； （ 52） 大帶輪基準(zhǔn)直徑2d為 230 mm； 初選中心距 0a ＝ 1000mm, 0a 由機(jī)床總體布局確定。 如果驗(yàn)算結(jié)果 j? 或 w? 不合格時(shí)，可以改變初算時(shí)選定的材料或熱處理方法，如仍不滿足時(shí)，就得采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)及模數(shù)等措施。 m初算 的齒輪模數(shù)（ mm） 。 （ 556） C— 滾動(dòng)軸承的額定負(fù)載（ N） ,根據(jù)《軸承手冊》或《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》查取 ，單位用（ kgf）應(yīng)換算成（ N）； nf — 速度系數(shù)， 1003nif n?? in 為滾動(dòng)軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/mm） nf — 壽命系數(shù)，500nn Lf ?? nL 等 于 軸 承 的 工 作 期 限 ； CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 30 ? — 壽命系數(shù)，對球軸承 ? =3，對滾子軸承 ? =103 ； Ff — 工作情況系數(shù)，對輕度沖擊和振動(dòng)的機(jī)床（車床、銑床、鉆床、磨床等多數(shù)機(jī)床）， ~ ? ； NK — 功率利用系數(shù)，查表 3— 3； nK — 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表 3— 2； lK — 齒輪輪換工作系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》； P— 當(dāng)量動(dòng)載荷，按《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》。 《機(jī)床設(shè)計(jì)》的教科書中的主軸組件柔度方程系在主軸端部 C點(diǎn)家在時(shí)主軸和軸承兩相柔度的迭加，其極值方程為： 3 6 6 10o BOB B AEIl CEIL C C C C??? ? ? ????? （ 578） 式中 L。 m初算的齒輪模數(shù)（ mm） 。 軸的抗彎斷面慣性矩（ 4mm ） 花鍵軸 4 2 4 24 4 4( ) ( ) 32 6 8 ( 36 32 ) ( 36 32 )( ) 34 1064 64d b N D d D dI m m m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? （ 571） 式中 d— 花鍵軸的小徑（ mm） ； i— 花軸的大徑（ mm） ； b、 N— 花鍵軸鍵寬，鍵數(shù)； 傳動(dòng)軸上彎曲載荷的計(jì)算，一般由危險(xiǎn)斷面上的最大扭矩求得： CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 36 4jN9 5 5 1 0 ( N m m )nM ? ? ?扭 = 445 . 4 29 5 5 1 0 4 . 5 1 1 01 1 4 8 . 8 6 N m m? ? ? ? ? （ 572） 式中 N— 該軸傳遞的最大功率（ kw） 。時(shí)，應(yīng)考慮采用三支撐結(jié)構(gòu)?！?工 作 期 限 （ ), 對 一 般 機(jī) 床 取 — 小 時(shí) 。 摩擦片的厚度一般取 、 、 2（ mm） ，內(nèi)外層分離時(shí)的最大間隙為 ～（ mm） ,摩擦片的材料應(yīng)具有較高的耐磨性、摩擦系數(shù)大、耐高溫、抗膠合性好等特點(diǎn)， 常用 10 或 15鋼，表面滲碳 ～ （ mm） ,淬火硬度達(dá) HRC52～ 62。有固定式、移動(dòng)式兩種。然后，將總降速傳動(dòng)比按“先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速 組中的最小傳動(dòng)比。使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品盡量達(dá)到結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、操作方便、成本低廉的要 求。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜，改型也日益頻繁，對機(jī)床的性能、精度、自動(dòng)化程度等提出了 越來越高的要求。 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 隨著技術(shù)的發(fā)展，機(jī)床主軸箱的設(shè)計(jì)會(huì)向較高的速度精度，而且要求連續(xù)輸出的高轉(zhuǎn)矩能力和非常寬的恒功率運(yùn)行范圍。因此，探索科學(xué)理論的應(yīng)用，科學(xué)地分析的處理經(jīng)驗(yàn)，數(shù)據(jù)和資料，既能提高機(jī)床設(shè)計(jì)和制造水平，也將促進(jìn)設(shè)計(jì)方法的現(xiàn)代化。 意義 ： 通過分析研究現(xiàn)有的 CA6140 車床主軸箱規(guī)格和用途、主要參數(shù)、采用功能原理設(shè)計(jì)法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 分配總降速傳動(dòng)比 總降速傳動(dòng)比為 uⅡ = minn / dn =10/1440≈ 10－ 3, minn 為主軸最低轉(zhuǎn)速，考慮是否需要增加定比傳動(dòng)副，以使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標(biāo)準(zhǔn)或有利于減少齒輪和及徑向與軸向尺寸，并分擔(dān)總降速傳動(dòng)比。 設(shè)計(jì)的箱體外觀形狀如下圖： CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 13 圖 52 箱體在床身上的安裝方式，機(jī)床類型不同，其主軸變速箱的定位安裝方式亦不同。 所以 Z≥ 2MnK/? f 20D b[p]＝ 2 510 （ 267 23 ＝ 11 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 17 臥式車床反向離合器所傳遞的扭矩可按空載功率損耗 kP 確定，一般取 kP ＝ dN ＝ 11＝ 最后確定摩擦離合器的軸向壓緊力 Q，可按下式計(jì)算： Q= 0tp????? 20D b vK (N)＝ 267 23 ＝ 510 （ 520） 式中各符號(hào)意義同前述?！?計(jì) 算 動(dòng) 載 荷 。進(jìn)行計(jì)算，以便修改草圖，當(dāng)跨距遠(yuǎn)大于 L。 三軸上的三聯(lián)滑移齒輪采用整淬的方式進(jìn)行熱處理 傳至三軸時(shí)的最大轉(zhuǎn)速為： 1 3 0 5 6 3 91 4 5 0 1 1 4 8 . 8 6 / m in2 3 0 3 8 4 1nr? ? ? ? ?3 71 3 0 5 6 3 9 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 7 2 32 3 0 3 8 4 1? ? ? ? ? ? ? N= ??dN = （ 563） 1 1 4 8 .8 6 / m injn n r??3 在三聯(lián)滑移齒輪中齒數(shù)最少的齒輪為 41 ，且齒寬為 B=12mm u= j? = 32 0 8 1 1 0 ( 1 . 0 5 1 ) 1 . 2 1 . 3 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 4 2 11894 1 2 . 2 5 1 . 0 5 2 0 1 1 4 8 . 8 6 MP? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?≤ [ j? ]=1250MP （ 564） 故三聯(lián)滑移齒輪符合標(biāo)準(zhǔn) 驗(yàn)算 50 的齒輪： 50 齒輪采用整淬 1 1 4 8 .8 6 / m injn n r??3 721 3 0 5 6 3 9 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 9 7 0 . 6 8 02 3 0 3 8 4 1? ? ? ? ? ? ? ? N= ??dN = B=15mm u=1 （ 565） j? = 32 0 8 1 1 0 ( 1 1 ) 1 . 2 1 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 1 9105 0 2 . 5 1 1 5 1 1 4 8 . 8 6 MP? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?≤ [ j? ]=1250MP （ 566）