【正文】 該齒輪為中模數(shù)齒輪，控制側(cè)隙的指標(biāo)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(jí)齒 輪 副 中 心 距及 其 極 限 偏 差配 對(duì) 齒 輪 af檢 驗(yàn) 項(xiàng) 目 代 號(hào)齒 數(shù)圖 號(hào) 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(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 動(dòng)力計(jì)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(jī)床設(shè)備向自動(dòng)化趨勢(shì)發(fā)展,電磁離合器和制動(dòng)器的應(yīng)用越來越廣泛,本設(shè)計(jì)為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床,采用手動(dòng)和電動(dòng)相結(jié)合的方式,其中的電控就是用電磁離合器來實(shí)現(xiàn)的,電磁離合器是自動(dòng)化控制的主要元件之一,它具有結(jié)構(gòu)緊湊、易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動(dòng)控制等特點(diǎn)，同時(shí)能滿足簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)，提高齒輪箱的傳動(dòng)剛度和加工精度，實(shí)現(xiàn)機(jī)床高響應(yīng)性、高頻率動(dòng)作等方面的要求。我設(shè)計(jì)的主軸箱采用了 3 個(gè)電磁離合器，大大簡化了主軸箱內(nèi)結(jié)構(gòu)。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(zhuǎn)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(hào)規(guī)格之前，必須充分了解各種離合器的動(dòng)作特性及其優(yōu)缺點(diǎn)。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(dòng)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(duì)應(yīng)。但在實(shí)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(shè)計(jì)過程中，計(jì)算扭矩是工作載荷的慣性和運(yùn)動(dòng)載荷的慣性之和，用 T 表示計(jì)算扭矩可用下式求出： mkgtVRSWtNKTLmr .)()(3082???式中金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3 章 動(dòng)力計(jì)算21旋轉(zhuǎn)組件的重量rWK旋轉(zhuǎn)組件的回轉(zhuǎn)半徑N回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速S工作安全系數(shù)直線運(yùn)動(dòng)組件的重量LV線性速度R變旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)皮帶輪的半徑t機(jī)器啟動(dòng)所需時(shí)間電磁離合器吸合時(shí)間mt但在實(shí)際工作中,很多設(shè)備的精確載荷難以計(jì)算。一般是根據(jù)輸入動(dòng)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(zhuǎn)數(shù)從上式中看出，對(duì)扭矩影響最大的是安裝離合器軸的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)。因此。一定動(dòng)力下，較高的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)低的扭矩，因此，在設(shè)計(jì)中盡可能將離合器裝在傳動(dòng)鏈中轉(zhuǎn)速較高的位置，這通常要求離合器和電機(jī)同軸。本設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)和相互關(guān)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(gè)離合器均為 DLM5 系列離合器，其型號(hào)為 DLM510；Ⅱ軸上的扭矩大于Ⅰ軸，其型號(hào)可選為 DLM525。金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 4 章 軸的設(shè)計(jì)與運(yùn)算22 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)軸，廣泛采用滾動(dòng)軸承作支承。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。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心線間的平行度等裝配及加工誤差也會(huì)引起上述問題。所以，在設(shè)計(jì)軸時(shí)要充分考慮軸的強(qiáng)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(duì)軸的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是使軸的各部分具有合理的結(jié)構(gòu)和尺寸。影響軸的結(jié)構(gòu)的因素很多，因此軸的結(jié)構(gòu)沒有標(biāo)準(zhǔn)形式。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對(duì)軸的具體情況作具體分析，全面考慮解決。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(zhuǎn)矩，有利于提高強(qiáng)度和剛度；（3）具有良好的工藝性；（4）便于安裝和調(diào)整；（5）節(jié)省材料，減輕質(zhì)量。Ⅰ軸（輸入軸）的設(shè)計(jì)Ⅰ軸的特點(diǎn):1．將運(yùn)動(dòng)傳入變速箱的齒輪，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(dòng)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(jié)構(gòu)稱為卸荷裝置。 軸的強(qiáng)度校核(以Ⅰ軸為例) 選擇軸的材料由于這個(gè)車頭箱傳動(dòng)的功率不大，分別為 4 和 ，對(duì)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(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 4 章 軸的設(shè)計(jì)與運(yùn)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（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?？紤]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(yīng)與軸承型號(hào)的選擇同時(shí)進(jìn)行，取軸承代號(hào)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(gè)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(guān)外，還與箱體及軸承蓋等零件有關(guān)。通常從齒輪端面開始，為避免轉(zhuǎn)動(dòng)零件與不動(dòng)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(yīng)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(cè)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(biāo)準(zhǔn)，軸的左右端倒角均為 。??451上述確定尺寸和結(jié)構(gòu)的過程，與畫草圖同時(shí)進(jìn)行，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖如下 fedFRVL=帶 輪cba軸 承 H9MVFR2VaL=71齒 輪 HTtr金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 4 章 軸的設(shè)計(jì)與運(yùn)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?yàn)辇X輪為直齒圓柱齒輪，所以,齒輪上不存在軸向力。(2)計(jì)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(cè) mNLMHRa .? aa 剖面右側(cè) FRa ..7.39。2??NmTt 3951368?金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 4 章 軸的設(shè)計(jì)與運(yùn)算25在垂直面上 mNLFMVRAvaV .39。2????合成彎矩a 剖面左側(cè)和右側(cè)的彎矩相同 aVaHa .39。 222 ???(4)畫彎矩圖（見上圖f）轉(zhuǎn)矩 T= mNdFt .1503/68/??(5)判斷危險(xiǎn)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(xiǎn)截面(6)軸的彎扭合成強(qiáng)度校核由表 101 查得 ，??abMP51?????abP10??在 aa 截面左側(cè) [2]?????????????? )5()(合適。(7)軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核由表 101 查得 ， ， ； ， 。aBMP650??aP31?? a15??????1.?在 aa 截面左側(cè) 3223 940)(240.)( mdtbWT ???????????由附表 101 查得 ， ；由附表 104 查得絕對(duì)尺寸系數(shù) ，1??K63? ???；軸經(jīng)磨削加工，由附表 105 查得表面質(zhì)量系數(shù) 。則76.?? .1??彎曲應(yīng)力 ab ?應(yīng)力幅 aa.?平均應(yīng)力 m切應(yīng)力 ??? ama M45..安全系數(shù)金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 4 章 軸的設(shè)計(jì)與運(yùn)算26 ????mKS????? ??? ????S查文獻(xiàn) 4 表 106 得許用安全系數(shù) ，顯然 ，故 aa 截面安全,即整個(gè)??～s???s?軸都是安全的，其彎扭合成強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)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(zhuǎn)變形，如果變形過大，會(huì)影響軸上零件正常工作。傳動(dòng)軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度要求。強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭轉(zhuǎn)載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)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(zhuǎn)）不致產(chǎn)生過大的變形（彎曲、失穩(wěn)、轉(zhuǎn)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(dòng)和噪聲、發(fā)熱、過早磨損而失效。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。通常，先按扭轉(zhuǎn)剛度估算軸的直徑，畫出草圖之后，再根據(jù)受力情況、結(jié)構(gòu)布置和有關(guān)尺寸，驗(yàn)算彎曲剛度。Ⅰ軸的直徑按扭轉(zhuǎn)剛度估算，上文已完成，估算出的直徑為 40mm.機(jī)床傳動(dòng)軸的彎曲剛度驗(yàn)算，主要驗(yàn)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(yīng)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(jì)算軸本身彎曲變形產(chǎn)生的撓度 y 和傾角 θ 時(shí),一般常將軸簡化為集中載荷下的簡支梁,當(dāng)軸的直徑相差不大且計(jì)算精度要求不高時(shí),可把軸看作等徑軸,采用平均直徑（ )來id計(jì)算。計(jì)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(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 4 章 軸的設(shè)計(jì)與運(yùn)算27 慣性矩 4441125606mdI????l= 承帶 輪 a7x齒 輪 yp計(jì)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(diǎn)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(dǎo)得 x 的值為 時(shí),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(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 4 章 軸的設(shè)計(jì)與運(yùn)算28 =])([6)(22axlEIlPayx ??? ])(.91540. 227 ??x對(duì)式子求導(dǎo),得到撓度為最大時(shí),求得 其撓度值也[y]再由公式計(jì)算得到幾個(gè)受力端點(diǎn)處的撓度,由計(jì)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(diǎn)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(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 5 章 主軸變速箱的裝配設(shè)計(jì)295．主軸變速箱的裝配設(shè)計(jì)箱體內(nèi)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì):設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動(dòng)器等） 。 箱體內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)主軸變速箱是機(jī)床的主要部件。設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般