【正文】 傳動順序在前面的各軸轉(zhuǎn)速較高，根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式（單位 ）T=，當(dāng)傳遞功率一定時，轉(zhuǎn)速較高的軸所傳遞的扭矩就較小，在其他條件相同nP950時，傳動件（如軸、齒輪）的尺寸就較小，因此，常把傳動副數(shù)較多的變速組安排在前面的高速軸上，這樣可以節(jié)省材料，減少傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量。因此選擇結(jié)構(gòu)式如下： 16= 。8121212 ???(4)主電機(jī)功率—動力參數(shù)的確定 合理地確定電機(jī)功率 N，使用的功率實(shí)際情況既能充分的發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。 目前，確定機(jī)床電機(jī)功率的常用方法很多，而本次設(shè)計(jì)中采用的是：估算法，它是一種按典型加工條件（工藝種類、加工材料、刀具、切削用量）進(jìn)行估算。根據(jù)此方法，中型車床典型重切削條件下的用量： 根據(jù)設(shè)計(jì)書表中推薦的數(shù)值?。篜=13kw 傳動設(shè)計(jì) 傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對于分析和選擇簡單的串聯(lián)式的傳動不失為有用的方法，但對于分無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文20析復(fù)雜的傳動并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效，可考慮到本次設(shè)計(jì)的需要可以參考一下這個方案。確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目級數(shù)為 Z 的傳動系統(tǒng)有若干個順序的傳動組組成，各傳動組分別有 ZZZ3…個傳動副。即 Z=Z1Z2Z3…傳動副數(shù)由于結(jié)構(gòu)的限制以 2 和 3 的因子積為合適，即變速級數(shù) Z 應(yīng)為2 和 3 的因子:Z= ba?可以有幾種方案，由于篇幅的原因就不一一列出了，在此只把已經(jīng)選定了的和本次設(shè)計(jì)所須的正確的方案列出，具體的內(nèi)容如下：傳動齒輪數(shù)目 2x（2+2+1）+2x(2+1)+1=17 個軸向尺寸 19b傳動軸數(shù)目 8 根操縱機(jī)構(gòu) 簡單，兩個雙聯(lián)滑移齒輪根據(jù)以上分析及計(jì)算，擬定變速箱傳動結(jié)構(gòu)圖如下：圖 變速箱傳動結(jié)構(gòu)圖圖 中，第Ⅰ軸至第Ⅲ軸，其結(jié)構(gòu)式為： 4= 12?圖 中，第Ⅳ軸至第Ⅷ軸，機(jī)床主軸箱傳動系統(tǒng)采用分離傳動，其主要特點(diǎn)是：（1） 在滿足傳動副極限傳動比的條件下，可以得到較大的變速范圍。（2） 高速由短支傳動，有助于減少高速時機(jī)床的空運(yùn)轉(zhuǎn)功率損失。而且高速分支的尺寸可相對小些。（3） 變速級數(shù)不像常規(guī)變速系統(tǒng)那樣受 2，3 因子的限制，如與部分轉(zhuǎn)速重合的方法配合，幾乎可以得到任意的變速級數(shù)，大大增加了可供選擇方案的數(shù)目。 主傳動順序的安排16 級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組，可以安排成：2x2x2x2，選擇傳動組安排方式時，要考CK6163 型數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)21慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。在Ⅰ軸上如果安裝摩擦離合器時，應(yīng)減小軸向尺寸，第一傳動組的傳動副不能多，以 2 為宜，本次設(shè)計(jì)中就是采用的 2，一對是傳向正傳運(yùn)動的，另一個是傳向反向運(yùn)動的。 主軸對加工精度、表面粗糙度的影響大，因此主軸上齒輪少些為好，最后一個傳動組的傳動副選用 2，或者用一個定比傳動副。 傳動系統(tǒng)的擴(kuò)大順序的安排對于 16 級的傳動只有一種方案，準(zhǔn)確的說應(yīng)該不只有這一個方案，可為了使結(jié)構(gòu)和其他方面不復(fù)雜，同時為了滿足設(shè)計(jì)的需要，選擇的設(shè)計(jì)方案是： 16=2［2］x 2［1］+ 2［2］x 2[1]+ 2[2］x 2[1] x 2[8]傳動方案的擴(kuò)大順序與傳動順序可以一致也可以不一致，在此設(shè)計(jì)中，擴(kuò)大順序和傳動順序就是一致的。這種擴(kuò)大順序和傳動順序一致，稱為順序擴(kuò)大傳動。 傳動組的變速范圍的極限植在主傳動系統(tǒng)的降速傳動中，主動齒輪的最少齒數(shù)受到限制，為了避免被動齒輪的直徑過大，齒輪傳動副最小傳動比 umin≥ ，最大傳動比 umax≤2，決定了一個傳動組的14最大變速范圍 rmax=umax/nmin≤8因此，要按照參考書中所給出的表，淘汰傳動組變速范圍超過極限值的所有傳動方案。極限傳動比及指數(shù) x， 值為：,表 42 極限傳動比數(shù)值極限傳動比指數(shù) x：umin= =1x￠ 46值；umax= =2’ ’￠ 3（x+ ）值：umin= =8’ x?’￠ 9 最后擴(kuò)大傳動組的選擇正常連續(xù)的順序擴(kuò)大的傳動（串聯(lián)式）的傳動結(jié)構(gòu)式為：Z=Z1［1］Z2［Z1］Z3［Z1Z2］即是：Z=16=2［2］2［1］2［2］2[8] 轉(zhuǎn)速圖的擬定 運(yùn)動參數(shù)確定以后，主軸各級轉(zhuǎn)速就已知，切削耗能確定了電機(jī)功率。在此基礎(chǔ)上，選擇電機(jī)型號，確定各中間傳動軸的轉(zhuǎn)速，這樣就擬定主運(yùn)動的轉(zhuǎn)圖，使主運(yùn)動逐步具體化。 主電機(jī)的選定 中型機(jī)床上，一般都采用三相交流異步電機(jī)為動力源，可以在系列中選用。在選擇電機(jī)型號時，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文22① 機(jī)功率 N：根據(jù)機(jī)床切削能力的要求確定電機(jī)功率。但電機(jī)產(chǎn)品的功率已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此，按要求應(yīng)選取相近的標(biāo)準(zhǔn)值：N=13kw②電機(jī)轉(zhuǎn)速 nd： 異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速有：3000、1500、1000、750r/min 類比同類機(jī)床 CM6163，在此處選擇的是：nd=1450r/min 這個選擇是根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速 nmax和Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速相近或相宜，以免采用過大的升速或過小的降速傳動。 雙速和多速電機(jī)的應(yīng)用 根據(jù)本次設(shè)計(jì)機(jī)床的需要，所選用的是：雙速電機(jī) 電機(jī)的安裝和外形 根據(jù)電機(jī)不同的安裝和使用的需要，有四種不同的外形結(jié)構(gòu)，用的最多的有底座式和發(fā)蘭式兩種。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床所需選用的是外行安裝尺寸之一。具體的安裝圖可由手冊查到。 常用電機(jī)的資料 根據(jù)常用電機(jī)所提供的資料，選用：Y132M4 齒輪傳動比的限制 機(jī)床主傳動系統(tǒng)中，齒輪副的極限傳動比：①升速傳動中，最大傳動比 umax≤2。過大，容易引起震動和噪音。②降速傳動中，最小傳動比 umin≥1/4。過小，則使主動齒輪與被動齒輪的直徑相差太大，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)龐大。 帶輪傳動部分的設(shè)計(jì)根據(jù)擬定的轉(zhuǎn)速圖上的各傳動比，就可以確定帶輪直徑。 帶輪直徑確定的方法、步驟①選擇三角型號一般機(jī)床上的都采用三角帶。根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速和功率查圖即可確定型號（詳情見〈〈機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)〉 〉41 節(jié)） 。但圖中的解并非只有一種，應(yīng)使傳動帶數(shù)為 3～5 根為宜。本次設(shè)計(jì)中所選的帶輪型號和帶輪的根數(shù)如下：B 型帶輪：選取 3 根。②確定帶輪的最小直徑 Dmin（D 小）各種型號膠帶推薦了最小帶輪直徑，直接查表即可確定。根據(jù)皮帶的型號，從教科書〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程〉 〉查表可?。篋min=186mm③計(jì)算大帶輪直徑 D 大根據(jù)要求的傳動比 u 和滑功率 ε 確定 D 大。當(dāng)帶輪為降速時： （）??????1D小大三角膠帶的滑動率 ε=2%。CK6163 型數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)23三角傳動中，在保證最小包角大于 120 度的條件下，傳動比可取 1/7≤u≤3。對中型通用機(jī)床，一般取 1～ 為宜。因此，≤D 大≤343mm經(jīng)查表?。篋 大=304mm 三角帶傳動的計(jì)算三角帶傳動中，軸間距 A 可以較大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會有打滑，亦可因而緩和沖擊及隔離震動，使傳動平穩(wěn)。帶傳動結(jié)構(gòu)簡單，但尺寸，機(jī)床中多用于電機(jī)輸出軸的定比傳動。 選擇三角帶的型號根據(jù)計(jì)算功率 Nj（kw）和小帶輪 n1（r/min）查圖選擇帶的型號。計(jì)算功率 Nj=KWNd kW式中 N d—電機(jī)的額定功率，K W—工作情況系數(shù)。車床的起動載荷輕，工作載荷穩(wěn)定，二班制工作時，?。篕 W=帶的型號是：B 型號 確定帶輪的計(jì)算直徑 DD 2 1）.小帶輪計(jì)算直徑 D1 皮帶輪的直徑越小，帶的彎曲應(yīng)力就越大。為提高帶的使用壽命，小帶輪直徑 D1不宜過小，要求大于許用最小帶輪直徑 Dmin，即 D1≥D min。 各型號帶對應(yīng)的最小帶輪直徑Dmin可查表得：D 1=186r/min2）.大帶輪計(jì)算直徑 D2 （）????min????112 =304r/min式中: n 1小帶輪轉(zhuǎn)速 r/min。 n2大帶輪轉(zhuǎn)速 r/min。 ε帶的滑動系數(shù),一般取 .算后應(yīng)將數(shù)字圓整為整數(shù)。3）.確定三角帶速度 u 具體的計(jì)算過程如下： （）smnDu/106???= 48 =對于 O、A、B、C 型膠帶，5m/s≤u≤25m/s。而 u=5～10m/s 時最為經(jīng)濟(jì)耐用。此速度完全符合 B 型皮帶的轉(zhuǎn)速。 4）.初定中心距 A0：無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文24 帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床總體布局初步選定，一般可以在下列范圍內(nèi)選?。? A0=（～2） （D 1+D2） mm =490（～2）mm =294mm～980mm 取 A 0=760 mm中心距過小，將降低帶的壽命；中心距過大時，會引起帶振動。中型車床電機(jī)軸至變速箱帶輪的中心距一般為 750～850mm。5）.確定三角帶的計(jì)算長度 L0及內(nèi)周長 LN。 三角帶的計(jì)算長度是通過三角帶截面重心的長度。 （）????mADAL02121042???? = 7683867?? =圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長度 L=2132 mm 經(jīng)查表 L N=2022 mm 修正值 Y=336）.驗(yàn)算三角帶的擾曲次數(shù) u ≤40 次/s （則合格）Lmu10? 式中：m帶輪個數(shù)。如 u 超限?？杉哟?L（加大 A）或降低 u（減少 D D1）來解決。 代入數(shù)據(jù)得 2031??u = 次/s ≤40 次/s是合格的，不需作出任何修改。7）.確定實(shí)際中心距 A （）mLA200???= mm8）.驗(yàn)算小帶輪包角 а 1 а 1≈180176。（D 2D1）/A*60176。≥120176。 （） 如果 а 1過小，應(yīng)加大中心距或加張緊裝置。 代入數(shù)值如下：CK6163 型數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)25 （）?????6018012AD? =176。≥120176。經(jīng)校核合格。9）.確定三角帶根數(shù) z （）10CNzi? 式中：N 0單根三角帶在 а 1=180176。、特定長度、平穩(wěn)工作情況下傳遞的功率值。 （ C1包角系數(shù)。 ）參數(shù)的選擇可以根據(jù)書中的表差取： N0=；C 1=；Kw= 帶入數(shù)值得： 10zi? 10NKdw ??3所以，傳動帶根數(shù)選 3 根。次此公式中所有的參數(shù)沒有作特別說明的都是從〈〈機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)〉 〉 齒輪傳動部分的設(shè)計(jì)選擇以機(jī)床變速箱中第Ⅰ軸和第Ⅱ軸間，兩嚙合直齒圓柱齒輪 Z1 和 Z2，對其進(jìn)行齒輪傳動部分的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。根據(jù)總體結(jié)構(gòu)方案，主電機(jī)功率 13KW,轉(zhuǎn)速 1450r/min，要求輸出軸轉(zhuǎn)速 1000 r/min，齒輪齒數(shù)比 U=。具體計(jì)算如下：（1)大、小齒輪的材料均為 45 鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)與表面淬火處理，硬度為 40～50HRC（2)選小齒輪齒數(shù) =28,大齒輪齒數(shù) =U? =?28=35,齒數(shù)比 U=?2?1（3)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即d1t≥ ()????mZuTKHEdt 232)(????1 選取載荷系數(shù) K t= 2 計(jì)算大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T2 =?10 P1/n1=?10 ? 13/1450 =?10 43 選取齒寬系數(shù) Φ d =14 查得材料的彈性影響系數(shù) ZE = 2/15 按齒面硬度查得大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 δ Hlim1 =δ Hlim2 =550 MPa6 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文26N2 =60n1jLh=60?1450?1?(2?8?365?15)=?10 9N1 =?10 ?=?10997 查得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1=；K HN2=8 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，得 =??1H? ???? =2 9 試算小齒輪分度圓直徑 d1t,帶入 中較小的值??H?d1t≥ =?? 234232 )( .)(1. ???????HEdtZuTK?10 計(jì)算圓周速度? ()smsnt /??????11 計(jì)算齒寬 bb=Φ d?d1t=1? mm= mm12 計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h模數(shù) m t=d1t/Z1=齒高 h=?m t=? mm= mm b/h=13 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)? =,7 級精度，查得動載荷系數(shù) Kv=；直齒輪，假設(shè) KAFt/b ＜100 N/mm。查表得 KHα =KFα =；查表得使用系數(shù) K