【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 位外圓車刀，刀桿尺寸： 16mm? 25mm。刀具幾何參數(shù)： 0? =15o ， 0? =6o ， r? =75o ， r?? =15o ， ? =0o ， 01? =10o ， b1r =，re =1mm。 現(xiàn)以確定粗車是的切削用量為設(shè)計(jì)： ① 確定背吃刀量 pa 和進(jìn)給量 f，根據(jù)【 2】 444P 表 850， pa 取 4mm， f取 rmm 。 ② 確定切削速度，參【 2】 448P 表 857，取 Vc = sm 。 ③ 機(jī)床功率的計(jì)算， 主切削力的計(jì)算 根據(jù)【 2】 449P 450P 表 859和表 860，主切削力的計(jì)算公式及有關(guān)參數(shù)： FZ =? F60 ? FcC ? FcZa ? FcZf ? FcZv ? FcK =? ? ? 270? 4? ? ? ? ? =3242（ N） 切削功率的計(jì)算 cP = cF ? cv ? 310? =3242? ? 310? =（ kW） 依照一般情況，取機(jī)床變速效率 ? =. ZP = =(kW) 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 共 68 頁(yè) 根據(jù)【 3】 167P 表 121 Y 系列（ IP44）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù) ,Y系列（ IP44）電動(dòng)機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型異步電動(dòng)機(jī)，具有防塵埃、鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的特點(diǎn)， B 級(jí)絕緣，工業(yè)環(huán)境溫度不超過(guò) +40℃，相對(duì)濕度不超過(guò) 95%，海拔高度不超過(guò) 1000m，額定電壓 380V，頻率 50Hz。適用于無(wú)特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床，泵，風(fēng)機(jī)，攪拌機(jī)，運(yùn)輸機(jī)，農(nóng)業(yè)機(jī)械等。 根據(jù)以上要求，我們選取 Y132M4 型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率 ,滿載轉(zhuǎn)速 1440 minr ，額定轉(zhuǎn)矩 ，質(zhì)量 81kg。 至此，可得到上表 中的車床參數(shù)。 主變速方案擬定 擬定變速方案，包括變速型式的選擇以及開停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè)變速系統(tǒng)的確定。變速型式則指變速和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同 特點(diǎn)的變速型式、變速類型。 變速方案和型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。因此，確定變速方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。 變速方案有多種，變速型式更是眾多，比如：變速型式上有集中變速，分離變速；擴(kuò)大變速范圍可用增加變速組數(shù)，也可采用背輪結(jié)構(gòu)、分支變速等型式；變速箱上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。 顯然，可能的方案有很多，優(yōu)化的方案也因條件而異。此次設(shè)計(jì)中，我們采用集中變速型式的主軸變速箱。 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(duì)于分析 和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式的變速不失為有用的方法，但對(duì)于分析復(fù)雜的變速并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效。 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(gè)順序的變速組組成，各變速組分別有 ?Z 、?Z ??個(gè)變速副。即 ??321 ZZZZ ? 變速副中由于結(jié)構(gòu)的限制以 2或 3為合適，即變速級(jí)數(shù) Z應(yīng)為 2 和 3 的因普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 68 頁(yè) 子： baZ ???? ，可以有三種方案： 32212,23212,22312 ????????? 變速式的擬定 12 級(jí)轉(zhuǎn)速變速系統(tǒng)的變速組，選擇變速組安排方式時(shí)，考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。 在Ⅰ軸如果安置換向摩擦離合器時(shí)，為減少軸向尺寸，第一變速組的變速副數(shù)不能多，以 2為宜。 主軸對(duì)加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好。最后一個(gè)變速組的變速副數(shù)常選用 2。 綜上所述，變速式為 12=2 3 2。 結(jié)構(gòu)式的擬定 對(duì)于 12=2 3 2傳動(dòng)式，有 6種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的 結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為： ??? ???????? ， ??? ???????? ， ??? ???????? ， ??? ???????? ??? ???????? ??? ???????? 由于本次設(shè)計(jì)的機(jī)床 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 軸裝有摩擦離合器，在結(jié)構(gòu)上要求有一齒輪的齒根圓大于離合器的直徑。初選 1 2 612 2 3 2? ? ? 的方案。 從電動(dòng)機(jī)到主軸主要為降速變速，若使變速副較多的變速組放在較接近電動(dòng)機(jī)處可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材料，也就是滿足變速副前多后少的原則，因此取 12=2 3 2方案為好。 設(shè)計(jì)車床主變速傳動(dòng)系時(shí)，為避免從動(dòng)齒輪尺寸過(guò)大而增加箱體的徑向尺寸，在降速變速中，一般限制限制最小變速比 41min ?u ；為避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差，減少震動(dòng)噪聲，在升速時(shí)一般限制最大轉(zhuǎn)速比 2max ?u 。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)較平穩(wěn)，可取 ?u 。 因 此 在 主 變 速 鏈 任 一 變 速 組 的 最 大 變 速 范 圍? ? )10~8()~2(m i nm a xm a x ??? uuR 。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間變速軸的變速范圍最小。 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)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下：普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 68 頁(yè) 結(jié)構(gòu)式的擬定 主軸的變速范圍應(yīng)等于住變速傳動(dòng)系中各個(gè)變速組變速范圍的乘積，即： in RRRRR ?210? 檢查變速組的變速范圍是否超過(guò)極限值時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。因?yàn)槠渌兯俳M的變速范 圍都比最后擴(kuò)大組的小，只要最后擴(kuò)大組的變速范圍不超過(guò)極限值，其他變速組就不會(huì)超過(guò)極限值。 ? ?1222 ???? PXR ? 其中 ?? ， 62?X ， 22?P ∴ )10~8( ?????R ，符合要求。 結(jié)構(gòu)式的擬定 繪制轉(zhuǎn)速圖 ?、選擇 Y132M4 型 Y 系列籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。 ?、分配總降速變速比 總降速變速比 ??? dnni 又電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 min/1440 rnd ? 不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因而增加一定比變速副。 ?、確定變速軸軸數(shù) 變速軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比變速副數(shù) + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 68 頁(yè) ?、確定各級(jí)轉(zhuǎn)速 由 min/25rnmim ? 、 ?? 、 z = 12 確定各級(jí)轉(zhuǎn)速： 11 800、 560、 400、280、 200、 1 100、 7 50、 、 25r/min。 ?、繪制轉(zhuǎn)速圖 在五根軸中，除去電動(dòng)機(jī)軸，其余四軸按變速順序依次設(shè)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（主軸）。Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ軸之間的變速組分別設(shè)為 a、 b、 c?，F(xiàn)由Ⅳ（主軸）開始，確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速： ① 先來(lái)確定Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速 變速組 c 的變速范圍為 ]10,8[ m a x66 ???? R? ，結(jié)合結(jié)構(gòu)式， Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速只有一種可能： 100、 1 200、 280、 400、 560r/min。 ② 確定軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速 變速組 b 的級(jí)比指數(shù)為 2，希望中間軸轉(zhuǎn)速較小，因而為了避免升速，又不致變速比太小 ，可取 4/1/1 41 ?? ?ib ， 2/??ib ， 11/13 ??ib 軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速確定為： 400、 560r/min。 ③確定軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速 對(duì)于軸Ⅰ，其級(jí)比指數(shù)為 1,可取 2/1/1 21 ?? ?ia ， ?? ?ia 確定軸Ⅰ轉(zhuǎn)速為 800r/min。 由此也可確定加在電動(dòng)機(jī)與主軸之間的定變速比 ??i 。下面畫出轉(zhuǎn)速圖（電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近）。 傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖電動(dòng)機(jī)Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅵ 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 68 頁(yè) 確定各變速組變速副齒數(shù) 齒輪齒數(shù)的確定，當(dāng)各變速組的傳動(dòng)比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。對(duì)于定比傳動(dòng)的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦的方法確定。對(duì)于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí)，變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和 zS 及小齒輪的齒數(shù)可以從【 1】表 39 中選取。一般在主傳動(dòng)中，最小齒數(shù)應(yīng)大于 18～ 20。采用三聯(lián)滑移齒輪時(shí)，應(yīng)檢查滑移齒輪之間的齒 數(shù)關(guān)系：三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于 4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。 根據(jù)【 1】 94P ,查表 39各種常用變速比的使用齒數(shù)。 ?、變速組 a: ∵ 2/1/1 21 ?? ?ia ， ?? ?ia ； 2/1/1 21 ?? ?ia 時(shí)： ?zS ?? 5 60、 6 6 6 7 7 78?? ?? ?ia 時(shí)： ?zS ?? 5 60、 6 6 6 6 70、 7 7 77?? 可取 ?zS 84,于是可得軸Ⅰ齒輪齒數(shù)分別為： 2 35。 于是 56/281 ?ai ， 49/352 ?ai ， 可得軸Ⅱ上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為： 5 49。 ?、變速組 b: 根據(jù)【 1】 94P ,查表 39各種常用變速比的使用齒數(shù) , ∵ 4/1/1 41 ?? ?ib ， 2/12 ?ib , 11/13 ??ib 4/1/1 41 ?? ?ib 時(shí)： ?zS ?? 8 8 90、 9 92?? 2/12 ?ib 時(shí)： ?zS ?? 8 8 90、 91?? 11/12 ??ib 時(shí)： ?zS ?? 8 8 90、 91?? 可取 ?zS 90，于是可得軸Ⅱ上兩聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為： 1 45。 于是 72/181 ?ib ， 60/302 ?ib ， 45/452 ?ib ，得軸Ⅲ上兩齒輪的齒數(shù)分別為：72， 60、 45。 ?、變速組 c: 根據(jù)【 1】 94P ,查表 39各種常用變速比的使用齒數(shù) , 4/11 ?ic , 22?ci 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 68 頁(yè) 4/11 ?ic 時(shí)： ?zS ??、 8 8 90、 9 9 108?? 22?ci 時(shí)： ?zS ?? 8 8 8 90、 108?? 可取 ?zS 108. 4/11 ?ic 為降速變速，取軸Ⅲ齒輪齒數(shù)為 22； 22?ic 為升速變速，取軸Ⅳ齒輪齒數(shù)為 36。 于是得 86/221 ?ic , 36/722 ?ic 得軸Ⅲ兩聯(lián)動(dòng)齒輪的齒數(shù)分別為 22， 72； 得軸Ⅳ兩齒輪齒數(shù)分別為 86， 36。 繪制變速系統(tǒng)圖 根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動(dòng)機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖： 變速系統(tǒng)圖 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 68 頁(yè) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動(dòng)器等）、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤(rùn)滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置，用一 張展開圖和若干張橫截面圖表示。 主軸變速箱是機(jī)床的重要部件。設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動(dòng)效率要求，主軸前軸承處溫度和溫升的控制，結(jié)構(gòu)工藝性，操作方便、安全、可靠原則，遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則。 主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)中不可避免要經(jīng)過(guò)反復(fù)思考和多次修改。在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖。目的是： 1） 布置傳動(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案。 2） 檢驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無(wú)干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時(shí)改正。 3） 確定傳動(dòng)軸的 支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對(duì)位置，以確定各軸的受力點(diǎn)和受力方向，為軸和軸承的驗(yàn)算提供必要的數(shù)據(jù)。 展開圖及其 布 置 展開圖就是按照傳動(dòng)軸傳遞運(yùn)動(dòng)的先后順序，假想將各軸沿其軸線剖開并將這些剖切面平整展開在同一個(gè)平面上。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 軸上裝的摩擦離合器和變速齒輪。有兩種布置方案，一是將兩級(jí)變速齒輪和離合器做成一體。齒輪的直徑受到離合器內(nèi)徑的約束，齒根圓的直徑必須大于離合器的外徑，否則齒輪無(wú)法加工。這樣軸的間距加大。另一種布置方案是離合器的左右部分分別裝在同軸線的軸上，左 邊部分接通，得到一級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，右邊接通得到三級(jí)正向轉(zhuǎn)動(dòng)。這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大。我們采用第二種方案，通過(guò)空心軸中的拉桿來(lái)操縱離合器的結(jié)構(gòu)。 總布置時(shí)需要考慮制動(dòng)器的位置。制動(dòng)器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。制動(dòng)器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上，以免制動(dòng)扭矩太大，使制動(dòng)器尺寸增大。 齒輪在軸上布置很重要，關(guān)系到變速箱的軸向尺寸，減少軸向尺寸有利于提高剛度和減小體積。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 軸（輸入軸）的設(shè)計(jì) 將運(yùn)動(dòng)帶入變速箱的帶輪一般都安裝在軸端，軸變形較大，結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意加強(qiáng)軸的剛度或 使軸部受帶輪的拉力（采用卸荷裝置）。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 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 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 軸在整體裝入箱內(nèi)。我們采用的卸荷裝置一般是把軸承裝載法蘭盤上，通過(guò)法蘭盤將帶輪的拉力傳遞到箱壁上。 普通車床主軸箱設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 共 68 頁(yè) 車床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時(shí)退刀。車螺紋時(shí)，