【文章內(nèi)容簡介】 105r/min,155r/min,190r/min, 243r/min,293r/min,460r/min, 613r/min,947r/min,1490r/min (3).豎線上的圓點表示各傳動軸所具有的實際轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速圖中通常含有若干個小圓點代表著各個軸可以實現(xiàn)的實際轉(zhuǎn)速。如電動機(jī)上只有一圓點，說明電動機(jī)只能實現(xiàn) 1440 r/min的轉(zhuǎn)速。 (4).兩圓點間的連線表示各傳動副之間的傳動比 其傾斜程度代表著傳動副傳動比的大小，從左到右，連線 向上，表示升速傳動；連線向下，表示降速傳動；連線水平，表示等速傳動。 由 圖 可以看出主傳動系統(tǒng)的傳動軸數(shù)及各軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)和轉(zhuǎn)速， C6140型車床傳動系統(tǒng)共有 7根傳動軸： 軸 Ⅰ有 1級轉(zhuǎn)速： ＝ 軸 Ⅱ有 3級轉(zhuǎn)速： 軸Ⅲ有 6級轉(zhuǎn)速 : 9 軸 Ⅳ有 12級轉(zhuǎn)速： 10 圖 22 主軸各級轉(zhuǎn)速的傳動路線 11 三、 機(jī)床主軸設(shè)計 （ 一 ） 齒輪塊選用 齒輪是 主軸 箱中的 最為 重要元件。齒輪同時嚙合的齒數(shù)是周期性變化的。也就是說，作用在一個齒輪上的載荷是 不斷發(fā)生 變化的。 另外 由于安裝 偏差以及齒輪制造 誤差 等，不可避免 的 要產(chǎn)生載荷而引起振動和噪音，成為變速箱的 產(chǎn)生噪音的 主要 原因 ，并影響主軸回轉(zhuǎn) 穩(wěn)定 性 和準(zhǔn)確性 。 因此 在齒輪塊設(shè)計時，應(yīng)充分考慮 如下這些因素 。 齒輪塊的結(jié)構(gòu)形式很多，取決于下列有關(guān)因素： (1).是固定齒輪還是滑移齒輪； (2).移動滑移齒輪的方法； (3).齒輪精度和加工方法； 變速箱中齒輪用于傳遞動力和運(yùn)動。它的精度選擇主要取決于圓周速度。根據(jù)經(jīng)驗所得 采用同一精度時，圓周 速度越高，振動和噪聲越大。 工作平穩(wěn)性和接觸誤差對振動和噪聲的影響比運(yùn)動誤差要大，所以這兩項精度應(yīng)選高一級。 不同精度等級的齒輪，要采用不同的加工方法，對結(jié)構(gòu)要求也有所不同。 8級精度齒輪，一般滾齒或插齒就可以達(dá)到。 7級精度齒輪，用較高精度滾齒機(jī)或插齒機(jī)可以達(dá)到。但淬火后，由于變形，精度將下降。因此，需要淬火的 7級齒輪一般滾（插）后要剃齒，使精度高于 7，或者淬火后在衍齒。 6級精度的齒輪，用精密滾齒機(jī)可以達(dá)到。淬火齒輪，必須磨齒才能達(dá)到 6級。 主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。安裝工件的主軸參與切削成形運(yùn)動， 因此，它的精度和性能性能直接影響加工質(zhì)量（加工精度與表面粗糙度）。 所以 C6140型機(jī)床主軸變速箱中齒輪齒部一般 都需要淬火，用的是 6級精度的齒輪。 （ 二 ） 主軸的設(shè)計 查表可以選取前支承軸頸直徑 12 表 2 前支承軸頸直徑的選取 (mm) 因為電動機(jī)功率為 ，所以 D1=90 mm 后支承軸頸直徑 D2=(～ )D1=63～ 77 mm 選取 D2=65 mm 車床主軸由于要通過棒料，安裝自動卡盤的操縱機(jī)構(gòu)及通過卸頂尖的頂桿必須是空心軸。 確定孔徑的原則是在滿足對空心主軸孔徑要求和最小壁厚要求以及不削弱主軸剛度的要求盡可能取大些。 推薦：普通車床 d/D(或 d1/D1)=～ 其中 D—— 主軸的平均直徑， D= (D1+D2)/2 d1—— 前軸頸處內(nèi)孔直徑 d=(～ )D=44～ 48 mm 所以，內(nèi)孔直徑取 45mm 前錐孔用來裝頂尖或其它工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏錐孔。選擇如下： 莫氏錐度號取 6號 標(biāo)準(zhǔn)莫氏錐度尺寸 大端直徑 D= 確定主軸懸伸量 a的原則是在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，盡可能取小值。 主電動機(jī)功率（ kw） 11 15 臥式車床 60~90 75~110 90~120 100~160 升降臺銑床 60~90 75~100 90~110 100~120 外圓磨床 55~70 70~80 75~90 75~100 13 主軸懸伸量與前軸頸直徑之比 a/D=～ a=(～ )D1=54～ 135 mm 所以，懸伸量取 69mm 在電機(jī)功率確定的情況下，低速重載時，主軸受力，變形大，應(yīng)選擇機(jī)床傳動中的低速分支 。 只要在 10— 500之間確定出傳遞全功率的最低轉(zhuǎn)速，就可以確定出機(jī)床主軸承受的最 大轉(zhuǎn)矩。 中型通用機(jī)床和用途較廣的半自動機(jī)床的 c的確定公式為 c= minφ123 ? 其中 c表示機(jī)床的計算轉(zhuǎn)速， min表示機(jī)床的最低轉(zhuǎn)速， 表示 φ機(jī)床轉(zhuǎn)速之間的公比， z表示機(jī)床轉(zhuǎn)速級數(shù) 。 計算可知 C6140機(jī)床 的計算轉(zhuǎn)速為 c . 123 ? 主軸扭矩計算公式為 T=9550 P／ c其中 T為主軸傳動的扭矩 ， P表示軸的計算功率。 c為主軸計算轉(zhuǎn)速 。因為 機(jī)床電機(jī)功率 為 5． 5kW，取效率為 0． 9， T1=9550 P／ n =9550 5． 5 0． 9／ 84=563(N m)，切肖過程中，主軸平穩(wěn)，所以可以認(rèn)為處于平衡狀態(tài)，因此 T1=T2= 563(N m)， 當(dāng)主軸以 84r／ min傳遞全功率時，動力通過齒數(shù) 83， 直徑 252mm 的齒輪傳遞到主軸，因此可由 推導(dǎo)出切向力： Ft=563N m／ 0． 126m= 4468N。 軸向力為Fr=tan20176。 Ft=1626 N。 低速 時，一般用于大切削用量，取工件半徑 0． 1 m，由此估算主軸傳遞扭矩為 Tmax時的主切削力： F = T ／ 0． 1 m=5630N 圖 31 C6140機(jī)床主軸傳動功率和扭矩特性 14 圖 3是 6140機(jī)床的主傳動功率和扭矩特性圖，橫軸表示轉(zhuǎn)速，縱軸在功率曲線中表示功率，在扭矩曲線中表示扭矩．圖中 n表示轉(zhuǎn)速， T表示扭矩、 曲線 P表示功率 。 主軸計算轉(zhuǎn)速 c指主軸傳遞全功率時的最低轉(zhuǎn)速 。 Tmax表示主軸最大扭矩 。 Pmax表示主軸的最大功率 。 n≧ c時 ,主軸傳遞全功率，而 T 則隨轉(zhuǎn)速增加而減小，此段為恒功率工作范圍； n ≦ c時 ,T=Tmax，而 P則隨轉(zhuǎn)速的降低 而減少，此為恒扭矩工作范圍。 6. 主軸材料與熱處理 材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)到 220～ 250HBS，主軸端部錐孔、定心軸頸或定心圓錐面等部位局部淬硬至 HRC50～ 55，軸徑應(yīng)淬硬。 受力相關(guān)計算 車床主軸尺寸及受力情況如圖 4 所示。在 A、 B、 C 三個支座的中間支座 B處，軸承與軸承座之間有間隙 ? ，正常工作時， B處軸承不起支撐作用，此時軸處于 A、 C 兩支座下的靜定狀態(tài)。當(dāng) B 截面處彎曲變形大于間隙 ? 時，軸處于 A、B、 C 三支座下的靜不定狀態(tài)。軸截面 E處裝有斜齒輪，其法向壓力角為 ? ，螺旋角為 ? ，工作處的切削力有 Fx、 Fy、 Fz（在進(jìn)行強(qiáng)度、剛度計算時，可以不計軸向力 Fx的影響，而以彎曲、扭轉(zhuǎn)變形為主）。軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（ 45鋼），表面磨削加工，氮化處理。其他已知數(shù)據(jù)見表 3。 試按靜定梁（ A、 C支撐）的強(qiáng)度、剛度條件設(shè)計等截面空心圓軸外徑 D(d/D 值可見數(shù)據(jù)表 4)，并計算這時軸上 B截面處的實際位移。 在安裝齒