【正文】 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的拉力（采用卸荷裝置）。 I 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 I 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，通過法蘭盤將帶輪的拉力傳遞到箱壁上。 離合器及其壓緊裝置中有三點(diǎn)值得注意： 1） 摩擦片的軸向定位：由兩個(gè)帶花鍵孔的圓盤實(shí)現(xiàn)。其中一個(gè)圓盤裝 在花鍵上，另一個(gè)裝在花鍵軸上的一個(gè)環(huán)形溝槽里，并轉(zhuǎn)過一個(gè)花鍵齒，和軸上的花鍵對正，然后用螺釘把錯(cuò)開的兩個(gè)圓盤連接在一起。這樣就限制了軸向和周向德兩個(gè)自由度，起了定位作用。 2） 摩擦片的壓緊由加力環(huán)的軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)，在軸系上形成了彈性力的封閉 系統(tǒng)，不增加軸承軸向復(fù)合。 3） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使加力環(huán)推動(dòng)擺桿和鋼球的運(yùn)動(dòng)是不可逆的，即操縱力撤 消后，有自鎖作用。 I軸上裝有摩擦離合器，兩端的齒輪是空套在軸上，當(dāng)離合器接通時(shí)才和軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。但脫開的另一端齒輪，與軸回轉(zhuǎn)方向是相反的，二者的相對轉(zhuǎn)速很高（約為兩倍左右）。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這點(diǎn)。 金屬切削機(jī)床銑床主軸課程設(shè)計(jì)說明書 0902021348 韓世杰 23 齒輪與軸之間的軸承可以用滾動(dòng)軸承也可以用滑動(dòng)軸承?；瑒?dòng)軸承在一些性能和維修上不如滾動(dòng)軸承，但它的徑向尺寸小。 空套齒輪需要有軸向定位，軸承需要潤滑。 齒輪塊設(shè)計(jì) 齒輪是變速箱中的重要元件。齒輪同時(shí)嚙合的齒數(shù)是周期性變化的。也就是說，作用在一個(gè)齒輪上的載荷是變化的。同時(shí)由于齒輪制造及安裝誤差等，不可避免要產(chǎn)生動(dòng)載荷而引起振動(dòng)和噪音，常成為變速箱的主要噪聲源，并影響主軸回轉(zhuǎn)均勻性。在齒輪塊設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮這些問題。 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(dòng)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(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。它的精度選擇主要取決于圓周速度。采用同一精度時(shí)，圓周速度越高，振動(dòng)和噪聲越大，根據(jù)實(shí)際結(jié)果得 知，圓周速度會(huì)增加一倍，噪聲約增大 6dB。 工作平穩(wěn)性和接觸誤差對振動(dòng)和噪聲的影響比運(yùn)動(dòng)誤差要大，所以這兩項(xiàng)精度應(yīng)選高一級。 為了控制噪聲，機(jī)床上主傳動(dòng)齒輪都要選用較高的精度。大都是用 7— 6— 6，圓周速度很低的，才選 8— 7— 7。如果噪聲要求很嚴(yán)，或一些關(guān)鍵齒輪，就應(yīng)選 6— 5— 5。當(dāng)精度從 7— 6— 6 提高到 6— 5— 5時(shí)，制造費(fèi)用將顯著提高。 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。 機(jī)床主軸變速箱中齒輪齒部一般都需要淬火。 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 機(jī)床傳動(dòng)軸，廣泛采用滾動(dòng)軸承作支撐。軸上要安裝齒輪、離合器和制動(dòng)器等。傳動(dòng)軸應(yīng)保證這些傳動(dòng)件或機(jī)構(gòu)能正常工作。 首先傳動(dòng)軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。如撓度和傾角過大，將使齒輪嚙合不良，軸金屬切削機(jī)床銑床主軸課程設(shè)計(jì)說明書 0902021348 韓世杰 24 承工作條件惡化，使振動(dòng)、噪聲、空載功率、磨損和發(fā)熱增大；兩軸中心距誤差和軸芯線間的平行度等裝配及加工誤差也會(huì)引起上述問題。 傳動(dòng)軸可以是光軸也可以是花鍵軸。成批生產(chǎn)中，有專門加工花鍵的銑床和磨床，工藝上并無困難。所以裝滑移齒輪的軸都采用花鍵軸，不裝滑移齒輪的軸也常采用花鍵軸。 花鍵軸承載能力高，加工和裝配也比帶單鍵的光軸方便。 軸的部分長度上的花鍵，在終端有一段不是全高，不能和花鍵空配合。這是加工時(shí)的過濾部分。一般尺寸花鍵的滾刀直徑 刀D 為 65～ 85mm 。 機(jī)床傳動(dòng)軸常采用的滾動(dòng)軸承有球軸承和滾錐軸承。在溫升、空載功率和噪聲等方面，球軸承都比滾錐軸承優(yōu)越。而且滾錐軸承對軸的剛度、支撐孔的加工精度要求都比較高。因此球軸承用的更多。但是滾錐軸承內(nèi)外圈可以分開，裝配方便，間隙容易調(diào)整。所以有時(shí)在沒有軸向力時(shí)，也常采用這種軸承。選擇軸承的型號和尺寸，首先取決于承載能力，但也要考慮其他結(jié)構(gòu)條件。 同一軸心線的箱體支撐直徑安排要充分考慮鏜孔工藝。成批生產(chǎn)中，廣泛采用定徑鏜刀和可調(diào)鏜刀頭。在箱外調(diào)整好鏜 刀尺寸，可以提高生產(chǎn)率和加工精度。還常采用同一鏜刀桿安裝多刀同時(shí)加工幾個(gè)同心孔的工藝。下面分析幾種鏜孔方式：對于支撐跨距長的箱體孔，要從兩邊同時(shí)進(jìn)行加工；支撐跨距比較短的，可以從一邊（叢大孔方面進(jìn)刀）伸進(jìn)鏜桿，同時(shí)加工各孔；對中間孔徑比兩端大的箱體，鏜中間孔必須在箱內(nèi)調(diào)刀，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能避免。 既要滿足承載能力的要求，又要符合孔加工工藝，可以用輕、中或重系列軸承來達(dá)到支撐孔直徑的安排要求。 兩孔間的最小壁厚，不得小于 5～ 10mm ，以免加工時(shí)孔變形。 花鍵軸兩端裝軸承的 軸頸尺寸至少有一個(gè)應(yīng)小于花鍵的內(nèi)徑。 一般傳動(dòng)軸上軸承選用 G 級精度。 傳動(dòng)軸必須在箱體內(nèi)保持準(zhǔn)確位置，才能保證裝在軸上各傳動(dòng)件的位置正確性，不論軸是否轉(zhuǎn)動(dòng)，是否受軸向力，都必須有軸向定位。對受軸向力的軸，其軸向定位就更重要。 回轉(zhuǎn)的軸向定位（包括軸承在軸上定位和在箱體孔中定位）在選擇定位方式時(shí)應(yīng)注意： (1)軸的長度。長軸要考慮熱伸長的問題，宜由一端定位。 (2)軸承的間隙是否需要調(diào)整。 金屬切削機(jī)床銑床主軸課程設(shè)計(jì)說明書 0902021348 韓世杰 25 (3)整個(gè)軸的軸向位置是否需要調(diào)整。 (4)在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡 圈。 (5)加工和裝配的工藝性等。 主軸組件設(shè)計(jì) 主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。安裝工件（車床）或者刀具（銑床、鉆床等）的主軸參予切削成形運(yùn)動(dòng)，因此它的精度和性能直接影響加工質(zhì)量（加工精度和表面粗糙度），設(shè)計(jì)時(shí)主要圍繞著保證精度、剛度和抗振性，減少溫升和熱變形等幾個(gè)方面考慮。 (1)主軸軸承 軸承類型選擇 主軸前軸承有兩種常用的類型： 雙列短圓柱滾子軸承。承載能力大，可同時(shí)承受徑向力和軸向力，結(jié)構(gòu)比較簡單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低一些。 與雙列短圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的軸承有三種： 600角雙向推力向心球軸承。是一種新型軸承，在近年生產(chǎn)的機(jī)床上廣泛采用。具有承載能力大，允許極限轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)。外徑比同規(guī)格的雙列圓柱滾子軸承小一些。在使用中，這種軸承不承受徑向力。 推力球軸承。承受軸向力的能力最高，但允許的極限轉(zhuǎn)速低，容易發(fā)熱。 向心推力球軸承。允許的極限轉(zhuǎn)速高，但承載能力低，主要用于高速輕載的機(jī)床。 軸承的配置 大多數(shù)機(jī)床主軸采用兩個(gè)支撐，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但為了提高主軸剛度也有用三個(gè)支撐的了。三支撐結(jié)構(gòu)要求箱體上三支撐孔具有良好的同心度，否則溫升和空載功率增大，效果不一定好。三孔同心在工藝 上難度較大，可以用兩個(gè)支撐的主要支撐，第三個(gè)為輔助支撐。輔助支撐軸承（中間支撐或后支撐）保持比較大的游隙（約～ ），只有在載荷比較大、軸產(chǎn)生彎曲變形時(shí)，輔助支撐軸承才起作用。 (2)主軸與齒輪的連接 齒輪與主軸的連接可以用花鍵或者平鍵；軸做成圓柱體，或者錐面（錐度一般取 1：15左右）。錐面配合對中性好，但加工較難。平鍵一般用一個(gè)或者兩個(gè)（相隔 180 度布置），兩國特鍵不但平衡較好，而且平鍵高度較低，避免因齒輪鍵槽太深導(dǎo)致小齒輪輪轂厚度不夠的問題。 (3)潤滑與密封 金屬切削機(jī)床銑床主軸課程設(shè)計(jì)說明書 0902021348 韓世杰 26 主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充分潤滑，一般常用單獨(dú)的油管將油引到軸承處。 主軸是兩端外伸的軸，防止漏油更為重要而困難。防漏的措施有兩種： 堵 —— 加密封裝置防止油外流。 主軸轉(zhuǎn)速高，多采用非接觸式的密封裝置，形式很多，一種軸與軸承蓋之間留 ～ 的間隙（間隙越小，密封效果越好，但工藝?yán)щy）。還有一種是在軸承蓋的孔內(nèi)開一個(gè)或幾個(gè)并列的溝槽（圓弧形或 v 形），效果比上一種好些。在軸上增開了溝槽（矩形或鋸齒形），效果又比前兩種好。 在有大量切屑、灰塵和冷卻液的環(huán)境中工作時(shí)，可采用曲路密封，曲路可做成軸向或徑向。徑向式的軸承蓋要做成剖分式，較為復(fù)雜。 疏導(dǎo) —— 在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐?，使油能順利地流回到油箱? 第 7 章 個(gè)人 總結(jié) 金屬切削 機(jī)床 銑床 主軸 箱 傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械變速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)， 通過 擬定攢動(dòng)機(jī)構(gòu)、裝配結(jié)構(gòu)和制造結(jié)構(gòu)的各種方案以及在機(jī)械設(shè)計(jì)制圖、零件計(jì)算和編寫技術(shù)文件等方面得到了綜合訓(xùn)練，培養(yǎng)了我的初步的結(jié)構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算能力。 通過一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì) ，在很倉促的情況下完成了這次技術(shù)切削機(jī)床的課程設(shè)計(jì)，但收獲卻很大，使我初步具備了設(shè)計(jì)的能力，并且我相信我在這方面的設(shè)計(jì)能力會(huì)逐漸成熟起來。 課程設(shè)計(jì)是一份細(xì)心的工作，首先 根據(jù)功能要求 選擇實(shí)現(xiàn) 的原理 知識 ，并對 已知數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，再利用機(jī)械 傳動(dòng) 原理進(jìn)行 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 在這過程中需要查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)，進(jìn)行全面的分析。有時(shí)候可能需要經(jīng)過長時(shí)間的計(jì)算來得到一個(gè)不起眼的數(shù)據(jù)，但往往是這樣的數(shù)據(jù)讓我們的設(shè)計(jì)過程變得系統(tǒng)化，完整化。實(shí)際在查閱理論原理的這個(gè)階段，對我們的理論應(yīng)用起了很好的強(qiáng)化作用。 其次是 通過相關(guān)軟件的使用， 特別是 CAD軟件，讓我對繪圖軟件的運(yùn)用更加熟練，對基本 繪圖技巧 的 應(yīng)用 也 更加靈活。 這些軟件所雖然是專業(yè)必須的，但是在日常學(xué)習(xí)中使用較少，大多是在這樣的課程設(shè)計(jì)階段才會(huì)頻繁使用，這對每個(gè)人來說都是一個(gè)很好的機(jī)會(huì)，我們都會(huì)在這樣的環(huán)節(jié)中強(qiáng)化專業(yè)技能，逐步提升自我。 很多時(shí)候，我們都進(jìn)行的是一個(gè)互補(bǔ)的過程 ，不論是理論知識還是在實(shí)際軟件的應(yīng)用，很多人知道的可能都是一個(gè)局部，我們相互探討，或者進(jìn)行網(wǎng)上查詢，逐步的完成全部功能。 課程設(shè)計(jì)對每個(gè)人都是很難得的機(jī)會(huì)，這也是理論和實(shí)際的一個(gè)過渡，通過這樣的設(shè)計(jì)，每個(gè)人都會(huì)有很大 的進(jìn)步。 金屬切削機(jī)床銑床主軸課程設(shè)計(jì)說明書 0902021348 韓世杰 27 參考文獻(xiàn) （ 1） 戴曙 .金屬切削機(jī)床 .北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021 （ 2） 濮良貴、紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計(jì) .北京： 高等教育出版社 ， 2021 （ 3） 范云漲、陳兆年 .金屬切削機(jī)床簡明手冊 .北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1994 （ 4） 李瑞琴 .機(jī)械原理 .北京： 國防工業(yè)出版社 , 2021 （ 5） 吳宗澤、羅圣國 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊 .北京： 高等教育出版社 ， 2021 （ 6） 哈爾濱工業(yè)大學(xué) .金屬切削機(jī)床 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 . (7) 馮辛安 .機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) .