【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 螺紋是螺距值，因此當(dāng)螺紋的基本參數(shù)不是用螺距表示時(shí)必須將其加以換算，然后代入式（）。具體方法如下：公制螺紋：其基本參數(shù)為螺距t(mm),因而T=tmm；英制螺紋：基本參數(shù)l為每一英寸長(zhǎng)度內(nèi)包含的牙數(shù)a即a（牙/英寸）因而，英制螺紋的螺距為Ta=；模數(shù)螺紋：公制螺桿上的螺紋稱模數(shù)螺紋，它的基本參數(shù)是以螺桿相嚙合的蝸輪模數(shù)m（mm）來(lái)表示，因而，模數(shù)螺紋的螺距Tm應(yīng)等于蝸桿的周節(jié)長(zhǎng)度，即Tm=πm；徑節(jié)螺紋：英制蝸桿上的螺紋稱為徑節(jié)螺紋，它的基本參數(shù)是以與螺桿相嚙合的蝸輪參數(shù)徑節(jié)DP來(lái)表示，徑節(jié)的DP=Z/D（牙/英寸）其中Z和D分別為蝸輪的齒數(shù)和分度圓直徑（英寸），即蝸輪或齒輪折算到每英寸分度圓直徑上的齒數(shù)。因而徑節(jié)螺紋的導(dǎo)程為：TDP=π/DP（in）≈。于是根據(jù)式（）可得車削4種螺紋的運(yùn)動(dòng)平衡式分別為：1iciaiut1=T=t(mm)（）1iciaiut1=Ta=(mm)（）1iciaiut1=πm(mm)（）1iciaiut1=(mm)（）從上各式中可知，為了車削一定范圍的螺紋就必須根據(jù)各種螺紋的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列變換傳動(dòng)鏈中的可變換傳動(dòng)比。一、米制螺紋將常用的米制螺紋標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)t的數(shù)列1： 標(biāo)準(zhǔn)米制螺紋導(dǎo)程——1————2——3456789101112由表中可以看出各橫行的螺距數(shù)列是等差數(shù)列，而縱列是等比數(shù)列即8的公比數(shù)是2，根據(jù)這些特點(diǎn)，在進(jìn)給箱中可用一個(gè)變速組來(lái)變換得到某一橫行的等差數(shù)列，這個(gè)變速組的傳動(dòng)比應(yīng)是等差數(shù)列，通常稱為基本組。以此為基礎(chǔ)，再串聯(lián)一個(gè)擴(kuò)大組，把基本組得到的螺距按1：2：4：8關(guān)系增大或縮小，而得到全部螺距數(shù)列，此擴(kuò)大組通常稱“增倍組”。根據(jù)進(jìn)給傳動(dòng)降速機(jī)構(gòu)在后的原則，取ib=1/1/1/8。機(jī)床所能加工的其他三種螺紋中，徑節(jié)螺紋較少用。螺紋種類螺紋公稱參數(shù)螺紋種類參數(shù)代號(hào)單位螺距S（mm）公制螺紋螺距PMmT=kP英制螺紋每英寸牙數(shù)a牙/英寸Ta=kPa=模數(shù)螺紋模數(shù)mmmTm=kPm=km徑節(jié)螺紋徑節(jié)DP英寸TDP=kPDP=由表12可以看出，常用的四種螺紋的螺距值之間有如下關(guān)系：；公制和模數(shù)螺紋及英寸和徑節(jié)螺紋之間特殊因子為π。倍比關(guān)系公制及模數(shù)螺紋（T及m）1/32——————————1/16————————1/8——1————1/42[]3[]1/245617891012[11]注：[ ]內(nèi)數(shù)值為模數(shù)螺紋所獨(dú)有。倍比數(shù)英制及徑節(jié)螺紋8(56)(64)(72)——(80)(88)(96)——4283236——404448——214161819202224——1789——101112——1/2——4——5——6——1/4——2——————3注：（）內(nèi)數(shù)值為徑節(jié)螺紋獨(dú)有。從表中可以看出這四種螺紋的基本參數(shù)有一個(gè)共同的變化特點(diǎn)，即在橫行上是等差數(shù)列，而在縱行上按2倍的關(guān)系擴(kuò)大或縮小，我們可以考慮到用車公制螺紋的基本組和擴(kuò)大組來(lái)加工另外三種螺紋。二、模數(shù)螺紋我們只需改變公制螺紋傳動(dòng)鏈中的某個(gè)傳動(dòng)比，使平衡式左邊產(chǎn)生一個(gè)特殊因子π，以便在運(yùn)動(dòng)中與螺距Tm=πm的因子π消去，從而變換基本組和增倍組的傳動(dòng)比，就可以像公制螺紋那樣，得到分段等差數(shù)列的模數(shù)系列。三、英制螺紋它和公制螺紋螺距數(shù)列有兩點(diǎn)區(qū)別：a、英制螺紋每英寸牙數(shù)a換算成螺距Ta=(mm)后，a在分母上如果將上述公制螺紋的基本組的主動(dòng)與從動(dòng)關(guān)系顛倒過(guò)來(lái)，即基本組的傳動(dòng)比變?yōu)?/ij，那么就可以利用具有等差數(shù)列的傳動(dòng)比ij來(lái)得到參數(shù)a的等差數(shù)列； b、因需要改變其中的某些傳動(dòng)比。此外，公制螺紋的基本組少兩個(gè)傳動(dòng)比，它們僅僅為了與英寸與徑節(jié)螺紋統(tǒng)一而列入的。： 擴(kuò)充螺紋參數(shù)的排列規(guī)律倍比關(guān)系公制及模數(shù)螺紋2n5______________2n4__1________2n32[]__[]3{[]}2n24__56__2n1789__101112__2n______{19}________四、徑節(jié)螺紋徑節(jié)螺紋的螺距TDP=（mm），這些和英制螺紋相似，故可采用英制螺紋的傳動(dòng)路線。另外，還有一個(gè)因子π，可以和模數(shù)螺紋一樣用掛輪來(lái)解決。 切螺紋系統(tǒng)及齒數(shù)比的確定普通車床中的切螺紋系統(tǒng)有雙軸滑移齒輪結(jié)構(gòu)、擺移塔齒輪結(jié)構(gòu)和三軸滑移齒輪結(jié)構(gòu)。我們選用雙軸滑移齒輪結(jié)構(gòu)，并且讓基本組和擴(kuò)大組的傳動(dòng)中心距相等，這樣有利于減小進(jìn)給箱的尺寸。，在這類螺紋系統(tǒng)中，一般應(yīng)包括下列組成部分：基本螺紋機(jī)構(gòu)：；增倍機(jī)構(gòu)：，、1/1/1/8；擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比為ue，用來(lái)進(jìn)一步擴(kuò)大螺距，ue通常取132等；定比傳動(dòng)副：傳動(dòng)比uf； 左右螺紋換向機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比ur；交換齒輪裝置：傳動(dòng)比為u；螺紋種類變換機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比uk；移換機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比為ui，用來(lái)實(shí)現(xiàn)倒數(shù)關(guān)系及特殊因子。上述各組成部分傳統(tǒng)的分布順序如下：擴(kuò)大螺距結(jié)構(gòu)一般放在主傳動(dòng)變速系統(tǒng)內(nèi)，具體情況在CA6140主軸箱內(nèi)由擴(kuò)大螺紋導(dǎo)程結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)齒輪是主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)齒輪。只有在主軸上的離合器M2合上，主軸處于離速狀態(tài)時(shí)才用擴(kuò)大螺紋導(dǎo)程。它的擴(kuò)大倍數(shù)分別是16。定比傳動(dòng)一般放在主軸或擴(kuò)大螺距換向結(jié)構(gòu)之前在主軸箱中換向結(jié)構(gòu)ur在交換齒輪之前也在床頭箱中，交換齒輪設(shè)置在床頭箱與進(jìn)給箱之間的交換齒輪上，移換結(jié)構(gòu)一般放在基本螺距結(jié)構(gòu)前后二處。基本螺距結(jié)構(gòu)一般放在第一個(gè)移換結(jié)構(gòu)之后，變換結(jié)構(gòu)既可放在基本螺距結(jié)構(gòu)之前，也可放在基本螺距結(jié)構(gòu)之后。增倍結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)布局是放在基本螺距之后?，F(xiàn)在，從表13排定的螺紋表中，、112為基準(zhǔn)數(shù)列則：ubj=Sj/G=Sjmin,Sj2,Sj3,……Sjmax/G。、112這個(gè)要求滑移齒輪能實(shí)現(xiàn)的基本螺紋參數(shù)查的機(jī)構(gòu)方案編號(hào)411，為了使軸向尺寸較小選中心距為63mm，同時(shí)，由雙軸滑移齒輪結(jié)構(gòu)推薦方案表查的G=7（由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)P1402查得）。所以u(píng)b=、7/8/9/10/11/12/7，由此擬定傳動(dòng)系統(tǒng)草圖如（圖12）附后。 BL臺(tái)車進(jìn)給箱設(shè)計(jì)方案選擇 進(jìn)給箱按其軸的布置形式分，一般又塔輪結(jié)構(gòu)式、兩軸滑移式和三軸滑移式。塔輪結(jié)構(gòu)由于操縱比較復(fù)雜，功率消耗大，在當(dāng)前機(jī)床進(jìn)給箱中幾乎都不再使用。普通車床如CA614型臥式車床的進(jìn)給箱一般采用三軸滑移式結(jié)構(gòu)。BL系列臺(tái)式車床是一種小型車床，它的進(jìn)給箱的內(nèi)部空間較小，所用的齒輪數(shù)也比普通車床要少，操縱比較簡(jiǎn)單，傳遞的功率也不大，因此選用兩軸滑移比較合適。 由于BL臺(tái)式進(jìn)給箱的尺寸較小，兩軸傳動(dòng)的軸線在空間的距離不大，且要求傳動(dòng)比較準(zhǔn)確，所以我們?cè)谶M(jìn)給箱內(nèi)選用齒輪傳動(dòng)。又根據(jù)要求設(shè)計(jì)兩軸線平行，所以我們使用的齒輪為圓柱齒輪。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和傳動(dòng)要求，我們選取齒輪的材料為45鋼。根據(jù)設(shè)計(jì)條件可知進(jìn)給箱的絲杠和光杠各有9級(jí)轉(zhuǎn)速。進(jìn)給箱中傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的改變主要是通過(guò)不同齒數(shù)的齒輪嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。有9級(jí)轉(zhuǎn)速，也就意味著有9種不同的傳動(dòng)路線。如果我們選用二聯(lián)齒輪，當(dāng)使用3只時(shí)只有8（222）級(jí)轉(zhuǎn)速，使用4只時(shí)，有16﹙2222﹚級(jí)轉(zhuǎn)速。都不能滿足設(shè)計(jì)要求。故不宜采用二聯(lián)齒輪。但是如果我們采用三聯(lián)齒輪（33），則剛好滿足9級(jí)轉(zhuǎn)速這一要求。故在進(jìn)給量變換中我們選用兩只三聯(lián)齒輪。另外，我們采用固定螺釘來(lái)進(jìn)行固定螺釘來(lái)進(jìn)行齒輪的軸向固定。 進(jìn)給箱的傳動(dòng)軸應(yīng)滿足強(qiáng)度和剛度方面的要求。強(qiáng)度方面的要求是，保證軸在反復(fù)彎曲載荷和扭轉(zhuǎn)載荷下不發(fā)生疲勞破壞。剛度方面的要求是，軸在彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷下不致產(chǎn)生過(guò)大的變形。如果剛度不足，則裝在軸中部的齒輪會(huì)因軸的，擾度過(guò)大而破壞它們的正常嚙合關(guān)系，并產(chǎn)生振動(dòng)；裝在齒輪兩端的齒輪和軸承，會(huì)因傾角過(guò)大而壓強(qiáng)分布不均，產(chǎn)生不均勻的磨損和過(guò)大的噪音。如果扭轉(zhuǎn)剛度不足，則產(chǎn)生扭振。 在進(jìn)給箱的絲杠和光杠轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中，我們需要使用離合器來(lái)實(shí)現(xiàn)絲杠和光杠運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換，也即是走刀和螺紋的轉(zhuǎn)換。離合器按其結(jié)合部分的特點(diǎn)，分為嚙合式和摩擦式兩大類，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們選擇嚙合式離合器，因?yàn)樵撌诫x合器與摩擦式相比，有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）在相同尺寸條件下，嚙合式離合器能傳遞的扭矩大于摩擦式；（2）嚙合式離合器為剛性傳動(dòng)，無(wú)打滑現(xiàn)象，傳動(dòng)比準(zhǔn)確；（3）嚙合式離合器在結(jié)合過(guò)程中的磨損和發(fā)熱均較小。離合器應(yīng)滿足下列要求：離、合要迅速、可靠，結(jié)合要平穩(wěn)，斷開(kāi)要徹底；操縱輕松省力。另外，離合器應(yīng)盡量放在高速軸上，以使傳遞的扭矩小些，則離合器的尺寸也就可以減小些。 該臺(tái)車進(jìn)給箱中的操縱機(jī)構(gòu)用來(lái)控制變速、絲杠和光杠的轉(zhuǎn)換。它雖不直接參與機(jī)床的工作運(yùn)動(dòng)，與機(jī)床的精度和剛度等也無(wú)直接影響，但它影響機(jī)床工作性能的發(fā)揮和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。因此在機(jī)床進(jìn)給箱的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們應(yīng)該重視操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)達(dá)到輕松省力、操縱方便和便于記憶、安全可靠等幾方面的要求。在該進(jìn)給箱中，根據(jù)設(shè)計(jì)情況，我們選用了單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)，共使用三個(gè)手柄操縱三只滑移齒輪。操縱機(jī)構(gòu)主要由操縱件（手柄）、傳動(dòng)裝置 （搖桿、兩嚙合的扇形齒輪）、執(zhí)行件（撥叉、銷子）這三個(gè)部分組成。參考相關(guān)設(shè)計(jì)資料，根據(jù)工程技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)，我覺(jué)得下列這種轉(zhuǎn)速圖與該臺(tái)車的實(shí)際情況比較符合，故不妨認(rèn)定其為該臺(tái)車的轉(zhuǎn)速圖，以便于我們能更好的進(jìn)行設(shè)計(jì)。我們基本可以確定BL系列臺(tái)車的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下圖所示。 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 選取BL30213和BL30202這兩個(gè)相嚙合的齒輪進(jìn)行計(jì)算，BL30213齒輪布置在進(jìn)給箱輸入軸上。根據(jù)主軸箱的設(shè)計(jì)計(jì)算，選取進(jìn)給箱輸入軸轉(zhuǎn)速n=345r/min，傳動(dòng)比i=2，齒輪對(duì)稱布置，使用壽命8年，每年以300工作日計(jì)，兩班制，中等沖擊齒輪單向回轉(zhuǎn)。，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)我們?nèi)∵M(jìn)給箱輸入軸的功率p0=。則齒輪傳遞功率為： P=P0 =(其中：P0代表輸入軸的功率，1代表軸承的傳動(dòng)效率)解：（1）齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇因傳遞功率不大、轉(zhuǎn)速不高、材料按表71選取，都選取45鋼，鑄造毛坯，大齒輪正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均為軟齒面。小齒輪硬度為240HBS，大齒輪硬度為200HBS。齒輪精度用7級(jí)。軟齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為點(diǎn)蝕，考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，Z1=20，則Z2=iZ1=220=40(2) 設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（79）【10】得 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P100，查圖76選取材料的接觸疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力為： σH1lim =580Mpa σH2him =560Mpa 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P101，查圖77選取材料的彎曲疲勞極限應(yīng)力為： σF1lim =230Mpa σF2him =210Mpa應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由式（73）【10】計(jì)算得：N1 =60n1at =60345﹙163008﹚ =108由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P102，查圖78，得接觸疲勞壽命系數(shù)為： ZN1 =1 ZN2 =由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P103，查圖79，得彎曲疲勞壽命系數(shù)為： YN1 =1 YN2 =1由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P102，查表72，得接觸疲勞安全系數(shù)為SHmin =1，彎曲疲勞安全系數(shù)SFmin =，YST =，KT =（71﹚【10】和﹙72﹚【10】求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力：由式79【10】得 Z1V1/100 =20／100 =由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P104，查圖710，得KV =,查表得KA ==取Ka =1 ，則 3 計(jì)算幾何尺寸（3） 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P111，查圖718得： YFS1 = YFS2 = =由式712[10]得綜上可知齒輪合格。 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算選取BL30214軸來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。該軸為進(jìn)給箱的輸入軸，根據(jù)設(shè)計(jì)情況可知軸的轉(zhuǎn)速n=345r/min，輸入功率p=，圓柱齒輪分度圓直徑為40mm，輪轂寬度為7mm，載荷平穩(wěn)，單向傳動(dòng)。解：（1）選取軸的材料和熱處理由于進(jìn)給箱傳遞的功率不大，對(duì)其尺寸和重量也無(wú)特殊要求，故故選用常用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。（2）初估軸的直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P18