【文章內(nèi)容簡介】 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）來表示，因而，模數(shù)螺紋的螺距Tm應(yīng)等于蝸桿的周節(jié)長度，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種螺紋的運動平衡式分別為：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)準數(shù)列變換傳動鏈中的可變換傳動比。一、米制螺紋將常用的米制螺紋標(biāo)準數(shù)據(jù)t的數(shù)列1： 標(biāo)準米制螺紋導(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，在進給箱中可用一個變速組來變換得到某一橫行的等差數(shù)列，這個變速組的傳動比應(yīng)是等差數(shù)列，通常稱為基本組。以此為基礎(chǔ)，再串聯(lián)一個擴大組，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，此擴大組通常稱“增倍組”。根據(jù)進給傳動降速機構(gòu)在后的原則，取ib=1/1/1/8。機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)螺紋獨有。從表中可以看出這四種螺紋的基本參數(shù)有一個共同的變化特點，即在橫行上是等差數(shù)列，而在縱行上按2倍的關(guān)系擴大或縮小，我們可以考慮到用車公制螺紋的基本組和擴大組來加工另外三種螺紋。二、模數(shù)螺紋我們只需改變公制螺紋傳動鏈中的某個傳動比，使平衡式左邊產(chǎn)生一個特殊因子π，以便在運動中與螺距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與從動關(guān)系顛倒過來，即基本組的傳動比變?yōu)?/ij，那么就可以利用具有等差數(shù)列的傳動比ij來得到參數(shù)a的等差數(shù)列； b、因需要改變其中的某些傳動比。此外，公制螺紋的基本組少兩個傳動比，它們僅僅為了與英寸與徑節(jié)螺紋統(tǒng)一而列入的。： 擴充螺紋參數(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路線。另外，還有一個因子π，可以和模數(shù)螺紋一樣用掛輪來解決。 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)，并且讓基本組和擴大組的傳動中心距相等，這樣有利于減小進給箱的尺寸。，在這類螺紋系統(tǒng)中，一般應(yīng)包括下列組成部分：基本螺紋機構(gòu)：；增倍機構(gòu)：，、1/1/1/8；擴大螺距機構(gòu)：傳動比為ue，用來進一步擴大螺距，ue通常取132等；定比傳動副：傳動比uf； 左右螺紋換向機構(gòu)：傳動比ur；交換齒輪裝置：傳動比為u；螺紋種類變換機構(gòu)：傳動比uk；移換機構(gòu)：傳動比為ui，用來實現(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：擴大螺距結(jié)構(gòu)一般放在主傳動變速系統(tǒng)內(nèi)，具體情況在CA6140主軸箱內(nèi)由擴大螺紋導(dǎo)程結(jié)構(gòu)的傳動齒輪是主運動的傳動齒輪。只有在主軸上的離合器M2合上，主軸處于離速狀態(tài)時才用擴大螺紋導(dǎo)程。它的擴大倍數(shù)分別是16。定比傳動一般放在主軸或擴大螺距換向結(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為基準數(shù)列則：ubj=Sj/G=Sjmin,Sj2,Sj3,……Sjmax/G。、112這個要求滑移齒輪能實現(xiàn)的基本螺紋參數(shù)查的機構(gòu)方案編號411，為了使軸向尺寸較小選中心距為63mm，同時，由雙軸滑移齒輪結(jié)構(gòu)推薦方案表查的G=7（由機床設(shè)計手冊P1402查得）。所以ub=、7/8/9/10/11/12/7，由此擬定傳動系統(tǒng)草圖如（圖12）附后。 BL臺車進給箱設(shè)計方案選擇 進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)前機床進給箱中幾乎都不再使用。普通車床如CA614型臥式車床的進給箱一般采用三軸滑移式結(jié)構(gòu)。BL系列臺式車床是一種小型車床，它的進給箱的內(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臺式進給箱的尺寸較小，兩軸傳動的軸線在空間的距離不大，且要求傳動比較準確，所以我們在進給箱內(nèi)選用齒輪傳動。又根據(jù)要求設(shè)計兩軸線平行，所以我們使用的齒輪為圓柱齒輪。根據(jù)經(jīng)驗和傳動要求，我們選取齒輪的材料為45鋼。根據(jù)設(shè)計條件可知進給箱的絲杠和光杠各有9級轉(zhuǎn)速。進給箱中傳動軸轉(zhuǎn)速的改變主要是通過不同齒數(shù)的齒輪嚙合來實現(xiàn)的。有9級轉(zhuǎn)速，也就意味著有9種不同的傳動路線。如果我們選用二聯(lián)齒輪，當(dāng)使用3只時只有8（222）級轉(zhuǎn)速，使用4只時，有16﹙2222﹚級轉(zhuǎn)速。都不能滿足設(shè)計要求。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級轉(zhuǎn)速這一要求。故在進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進行固定螺釘來進行齒輪的軸向固定。 進給箱的傳動軸應(yīng)滿足強度和剛度方面的要求。強度方面的要求是，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)生過大的變形。如果剛度不足，則裝在軸中部的齒輪會因軸的，擾度過大而破壞它們的正常嚙合關(guān)系，并產(chǎn)生振動；裝在齒輪兩端的齒輪和軸承，會因傾角過大而壓強分布不均，產(chǎn)生不均勻的磨損和過大的噪音。如果扭轉(zhuǎn)剛度不足，則產(chǎn)生扭振。 在進給箱的絲杠和光杠轉(zhuǎn)換機構(gòu)中，我們需要使用離合器來實現(xiàn)絲杠和光杠運動的轉(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，分為嚙合式和摩擦式兩大類，根據(jù)設(shè)計要求，我們選擇嚙合式離合器，因為該式離合器與摩擦式相比，有如下幾個優(yōu)點：（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，無打滑現(xiàn)象，傳動比準確；（3）嚙合式離合器在結(jié)合過程中的磨損和發(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。 該臺車進給箱中的操縱機構(gòu)用來控制變速、絲杠和光杠的轉(zhuǎn)換。它雖不直接參與機床的工作運動，與機床的精度和剛度等也無直接影響，但它影響機床工作性能的發(fā)揮和工人的勞動強度。因此在機床進給箱的設(shè)計過程中，我們應(yīng)該重視操縱機構(gòu)的設(shè)計。操縱機構(gòu)應(yīng)達到輕松省力、操縱方便和便于記憶、安全可靠等幾方面的要求。在該進給箱中，根據(jù)設(shè)計情況，我們選用了單獨操縱機構(gòu)，共使用三個手柄操縱三只滑移齒輪。操縱機構(gòu)主要由操縱件（手柄）、傳動裝置 （搖桿、兩嚙合的扇形齒輪）、執(zhí)行件（撥叉、銷子）這三個部分組成。參考相關(guān)設(shè)計資料，根據(jù)工程技術(shù)人員的經(jīng)驗，我覺得下列這種轉(zhuǎn)速圖與該臺車的實際情況比較符合，故不妨認定其為該臺車的轉(zhuǎn)速圖，以便于我們能更好的進行設(shè)計。我們基本可以確定BL系列臺車的運動簡圖如下圖所示。 齒輪的設(shè)計計算 選取BL30213和BL30202這兩個相嚙合的齒輪進行計算，BL30213齒輪布置在進給箱輸入軸上。根據(jù)主軸箱的設(shè)計計算，選取進給箱輸入軸轉(zhuǎn)速n=345r/min，傳動比i=2，齒輪對稱布置，使用壽命8年，每年以300工作日計，兩班制，中等沖擊齒輪單向回轉(zhuǎn)。，根據(jù)經(jīng)驗我們?nèi)∵M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。軟齒面閉式傳動，失效形式為點蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，Z1=20，則Z2=iZ1=220=40(2) 設(shè)計計算 設(shè)計準則 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，再按齒根彎曲疲勞強度校核。 齒面接觸疲勞強度設(shè)計 由式（79）【10】得 由《機械設(shè)計》P100，查圖76選取材料的接觸疲勞強度極限應(yīng)力為： σH1lim =580Mpa σH2him =560Mpa 由《機械設(shè)計》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】計算得：N1 =60n1at =60345﹙163008﹚ =108由《機械設(shè)計》P102，查圖78，得接觸疲勞壽命系數(shù)為： ZN1 =1 ZN2 =由《機械設(shè)計》P103，查圖79，得彎曲疲勞壽命系數(shù)為： YN1 =1 YN2 =1由《機械設(shè)計》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《機械設(shè)計》P104，查圖710，得KV =,查表得KA ==取Ka =1 ，則 3 計算幾何尺寸（3） 校核齒根彎曲疲勞強度由《機械設(shè)計》P111，查圖718得： YFS1 = YFS2 = =由式712[10]得綜上可知齒輪合格。 軸的設(shè)計計算選取BL30214軸來進行設(shè)計計算。該軸為進給箱的輸入軸，根據(jù)設(shè)計情況可知軸的轉(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。解：（1）選取軸的材料和熱處理由于進給箱傳遞的功率不大，對其尺寸和重量也無特殊要求，故故選用常用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。（2）初估軸的直徑，由《機械設(shè)計》P18