【正文】 該齒輪為中模數(shù)齒輪，控制側隙的指標宜采用公法線平均長度極限偏差 ，按換wisE算式 12式 122式 1222 得 mFEnrnswm ?? ???? isi 2150670137 ???????下圖為本例齒輪零件圖。 公 差 組 .177。pbⅢ FβⅡ trⅠ K齒 公 法 線平 均 長 度 偏 差精 度 等 級齒 輪 副 中 心 距及 其 極 限 偏 差配 對 齒 輪 af檢 驗 項 目 代 號齒 數(shù)圖 號 17公 差 值6GB9177。法 向 模 數(shù)齒 數(shù)齒 形 角徑 向 變 化 系 數(shù)跨 齒 數(shù)齒 頂 高 系 數(shù) ha*金陵科技學院學士學位論文 第 3 章 動力計算20兩 端 面 未 注 倒 角（ ）其 余 電磁離合器的選擇和使用隨著機床設備向自動化趨勢發(fā)展,電磁離合器和制動器的應用越來越廣泛,本設計為經(jīng)濟型數(shù)控機床,采用手動和電動相結合的方式,其中的電控就是用電磁離合器來實現(xiàn)的,電磁離合器是自動化控制的主要元件之一,它具有結構緊湊、易于實現(xiàn)遠距離操縱和自動控制等特點，同時能滿足簡化機床結構，提高齒輪箱的傳動剛度和加工精度，實現(xiàn)機床高響應性、高頻率動作等方面的要求。我設計的主軸箱采用了 3 個電磁離合器，大大簡化了主軸箱內(nèi)結構。離合器的類型很多，有通電工作的，也有失電工作的。按其傳遞扭矩形式可分為摩擦式離合器、牙嵌式離合器，磁粉式離合器以及轉差式離合器；按其工作條件可分為濕式離合器和干式離合器；按其電流饋入的方式可分為有滑環(huán)離合器和無滑環(huán)離合器。選擇離合器的型號規(guī)格之前，必須充分了解各種離合器的動作特性及其優(yōu)缺點。在選擇離合器過程中最重要的因素是扭矩，扭矩表示所傳遞的動力，假如摩擦片數(shù)一定，則所傳遞扭矩大小和離合器有效半徑相對應。但在實際上，速度、溫度、摩擦片的磨損情況，污染情況都影響工作扭矩。在設計過程中，計算扭矩是工作載荷的慣性和運動載荷的慣性之和，用 T 表示計算扭矩可用下式求出： mkgtVRSWtNKTLmr .)()(3082???式中金陵科技學院學士學位論文 第 3 章 動力計算21旋轉組件的重量rWK旋轉組件的回轉半徑N回轉轉速S工作安全系數(shù)直線運動組件的重量LV線性速度R變旋轉運動為直線運動皮帶輪的半徑t機器啟動所需時間電磁離合器吸合時間mt但在實際工作中,很多設備的精確載荷難以計算。一般是根據(jù)輸入動力確定所需扭矩。 kgN? 式中 P輸入功率 S工作安全系數(shù) N輸入轉數(shù)從上式中看出，對扭矩影響最大的是安裝離合器軸的回轉轉數(shù)。因此。一定動力下，較高的轉數(shù)對應低的扭矩，因此，在設計中盡可能將離合器裝在傳動鏈中轉速較高的位置，這通常要求離合器和電機同軸。本設計中的主軸箱采用的是油潤滑，所以選用的電磁式離合器是濕式的。根據(jù)軸的結構和相互關系，而且Ⅰ軸的扭矩小于Ⅱ軸的扭矩，分析后，選擇在Ⅰ軸上的兩個離合器均為 DLM5 系列離合器，其型號為 DLM510；Ⅱ軸上的扭矩大于Ⅰ軸，其型號可選為 DLM525。金陵科技學院學士學位論文 第 4 章 軸的設計與運算22 軸的結構設計機床傳動軸，廣泛采用滾動軸承作支承。軸上要安裝齒輪、離合器和制動器等。傳動軸應保證這些傳動件或機構能正常工作。傳動軸應有足夠的強度、剛度。如撓度和傾角過大，將使齒輪嚙合不良，軸承工作條件惡化，使振動、噪聲、空載功率、磨損和發(fā)熱增大。兩軸中心距誤差和軸心線間的平行度等裝配及加工誤差也會引起上述問題。所以，在設計軸時要充分考慮軸的強度剛度等因素。在選擇材料和估算直徑都要滿足條件，估算完以后還要對軸的強度和剛度進行校核。軸的結構設計主要是使軸的各部分具有合理的結構和尺寸。影響軸的結構的因素很多，因此軸的結構沒有標準形式。設計時，必須針對軸的具體情況作具體分析，全面考慮解決。軸的結構設計的主要要求是：（1）裝在軸上的零件有確定的位置。且布置合理；（2）軸受力合理，能可靠地傳遞力和轉矩，有利于提高強度和剛度；（3）具有良好的工藝性；（4）便于安裝和調整；（5）節(jié)省材料，減輕質量。Ⅰ軸（輸入軸）的設計Ⅰ軸的特點:1．將運動傳入變速箱的齒輪，一般都安裝在軸端，軸變形較大，結構上應注意加強軸的剛度或使軸不受帶的拉力（帶輪卸荷）。2．若Ⅰ軸上安裝正反向的離合器，由于組成離合器的零件很多，在箱內(nèi)裝配很不方便，一般都希望在箱外將Ⅰ軸組裝好后在整體裝入箱內(nèi)（最好連皮帶輪也組裝在上面） 。卸荷裝置:帶輪將動力傳到Ⅰ軸有兩類方式：一類是帶輪直接裝在Ⅰ軸上。除了傳遞扭矩外，帶的拉力也作用在軸上。另一類是帶輪裝在軸承上，軸承裝在套筒（法蘭盤）上，傳給軸的只是扭矩，徑向力由固定在箱體上的套筒承受。這種結構稱為卸荷裝置。 軸的強度校核(以Ⅰ軸為例) 選擇軸的材料由于這個車頭箱傳動的功率不大，分別為 4 和 ，對其重量和尺寸也無特殊要求，故此輸入軸采用 45 鋼。金陵科技學院學士學位論文 第 4 章 軸的設計與運算23 初估軸徑按扭矩初估軸的直徑，查表 102(見參考書 2)得 C=106～117，考慮到安裝帶輪的軸段僅受扭矩作用，取 C=106,則 ?? 結構設計（1）各軸段直徑的確定 初估直徑后就可按照軸上零件的安裝順序,從 處開始逐mind段確定直徑。考慮到軸段 1 上安裝帶輪，上面將安裝有軸承為了符合軸承內(nèi)徑系列，即軸段的直徑應與軸承型號的選擇同時進行，取軸承代號為 6306 的深溝球軸承，其內(nèi)孔直徑為 30，同理可取其他各段軸的內(nèi)徑；（2）各軸長度的選擇 軸段一處上要安裝有帶輪、軸承、密封圈等，根據(jù)這些部件的尺寸，可以得出各段軸段的長度。各個軸段尺寸的確定主要是根據(jù)軸上零件的轂長或軸上零件配合部分的長度確定。而另一些軸段的長度除與軸上零件有關外，還與箱體及軸承蓋等零件有關。通常從齒輪端面開始，為避免轉動零件與不動零件干涉，取齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離 H=15mm,考慮箱體的鑄造誤差，軸承內(nèi)端面應距箱體內(nèi)壁一段距離，取 ，考慮上下軸承座的聯(lián)接，取軸襯座寬度為 45mm。m5??（3）軸上倒角及圓角為了保證軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊推薦，取軸肩圓角半徑為 1mm。為方便加工，其他軸肩圓角半徑均取為 1mm，根據(jù)標準，軸的左右端倒角均為 。??451上述確定尺寸和結構的過程，與畫草圖同時進行，結構設計草圖如下 fedFRVL=帶 輪cba軸 承 H9MVFR2VaL=71齒 輪 HTtr金陵科技學院學士學位論文 第 4 章 軸的設計與運算24fedFR1VL= 輪cba軸 承 H29MVR2aL3= 輪 FHTtr 軸的受力分析 ???tgFr(1)畫軸的受力簡圖(見上圖b)，因為齒輪為直齒圓柱齒輪，所以,齒輪上不存在軸向力。(2)計算支承反力在水平面上 NLFrHR ????Hr 19412 ??在垂直面上 ???(3)畫彎矩圖（見上圖c d e）在水平面上 ，aa 剖面左側 mNLMHRa .? aa 剖面右側 FRa ..7.39。2??NmTt 3951368?金陵科技學院學士學位論文 第 4 章 軸的設計與運算25在垂直面上 mNLFMVRAvaV .39。2????合成彎矩a 剖面左側和右側的彎矩相同 aVaHa .39。 222 ???(4)畫彎矩圖（見上圖f）轉矩 T= mNdFt .1503/68/??(5)判斷危險截面顯然，aa 面處無論是彎矩還是扭矩都為最大，aa 面為危險截面(6)軸的彎扭合成強度校核由表 101 查得 ，??abMP51?????abP10??在 aa 截面左側 [2]?????????????? )5()(合適。(7)軸的疲勞強度安全系數(shù)校核由表 101 查得 ， ， ； ， 。aBMP650??aP31?? a15??????1.?在 aa 截面左側 3223 940)(240.)( mdtbWT ???????????由附表 101 查得 ， ；由附表 104 查得絕對尺寸系數(shù) ，1??K63? ???；軸經(jīng)磨削加工，由附表 105 查得表面質量系數(shù) 。則76.?? .1??彎曲應力 ab ?應力幅 aa.?平均應力 m切應力 ??? ama M45..安全系數(shù)金陵科技學院學士學位論文 第 4 章 軸的設計與運算26 ????mKS????? ??? ????S查文獻 4 表 106 得許用安全系數(shù) ，顯然 ，故 aa 截面安全,即整個??～s???s?軸都是安全的，其彎扭合成強度和疲勞強度均是足夠的。 軸的剛度校核(以Ⅰ軸為例)軸受載后要發(fā)生彎曲和扭轉變形，如果變形過大，會影響軸上零件正常工作。傳動軸除應滿足強度要求外，還應滿足剛度要求。強度要求保證軸在反復載荷和扭轉載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機床機械傳動系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。剛度要求保證軸在（彎曲、軸向、扭轉）不致產(chǎn)生過大的變形（彎曲、失穩(wěn)、轉角） 。如果剛度不足，軸上的零件如齒輪、軸承等將由于軸的變形過大而不能正常工作，或者產(chǎn)生振動和噪聲、發(fā)熱、過早磨損而失效。因此，必須保證傳動軸有足夠的剛度。通常，先按扭轉剛度估算軸的直徑，畫出草圖之后，再根據(jù)受力情況、結構布置和有關尺寸，驗算彎曲剛度。Ⅰ軸的直徑按扭轉剛度估算，上文已完成，估算出的直徑為 40mm.機床傳動軸的彎曲剛度驗算，主要驗算軸上裝齒輪和軸承處的撓度 y 和傾角 θ。各類軸的撓度 y 和傾角 θ，應小于彎曲剛度的許用值[Y]和[θ]值，即：y≤[Y]；θ≤[θ]值，即：軸的彎曲變形的允許值：安裝齒輪的軸允許的撓度為（～）m計算軸本身彎曲變形產(chǎn)生的撓度 y 和傾角 θ 時,一般常將軸簡化為集中載荷下的簡支梁,當軸的直徑相差不大且計算精度要求不高時,可把軸看作等徑軸,采用平均直徑（ )來id計算。計算公式為：圓軸： 平均直徑 id??1慣性矩 64I?Ⅰ軸為圓軸,其平均直徑 mid403501 ???金陵科技學院學士學位論文 第 4 章 軸的設計與運算27 慣性矩 4441125606mdI????l= 承帶 輪 a7x齒 輪 yp計算撓度: a 段內(nèi): )()(6 2722 xxxblEIPxyx ?????其中 P力載荷(N) I截面慣性矩 M彎矩載荷θ傾角 y撓度 x所求之點距離E軸材料的彈性模量,鋼材 E= aMP7 b 段內(nèi): ])([6)(22xlEIlPayx ??? c 段內(nèi): )1(61?IlbB?由圖分析得,a 段內(nèi)撓度 )()(6 272 xxxblEIPyx ?????x 的值為 0 和 之間由求導得 x 的值為 時,撓度最大,其撓度值為,而軸的撓度的允許值為(～)m,其中 m 為齒輪模數(shù),所以,[y]=～可知 a 段內(nèi)撓度[y]b 段內(nèi)撓度金陵科技學院學士學位論文 第 4 章 軸的設計與運算28 =])([6)(22axlEIlPayx ??? ])(.91540. 227 ??x對式子求導,得到撓度為最大時,求得 其撓度值也[y]再由公式計算得到幾個受力端點處的撓度,由計算可得同樣[y]所以,撓度符合要求傾角的校核 由分析可知,最大傾角出現(xiàn)在左支承點處 其傾角為 弧度67 )7(..9156)( ???????????EIlaPb?左支承處裝有深溝球軸承,其許用傾角為[θ]=可得最大傾角許用傾角[θ]所以軸的剛度符合要求.金陵科技學院學士學位論文 第 5 章 主軸變速箱的裝配設計295．主軸變速箱的裝配設計箱體內(nèi)結構的設計:設計主軸變速箱的結構包括傳動件（傳動軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動器等） 。 箱體內(nèi)結構設計的特點主軸變速箱是機床的主要部件。設計時除考慮一般