【正文】 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。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）。 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，會影響軸上零件正常工作。 2222 ?????? (4)畫彎矩圖（見上圖 f） 轉(zhuǎn)矩 T= mmNdF t .1 5 6 0 0 03/4 6 82/ ??? (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 ? ? ? ? ab MP551 ?? ??? ， ? ? ab MP1000 ?? 在 aa截面左側(cè) ? ?????????? ? ????????? aMPmmd tdbtdW )540( )( 3323 [2] 合適。 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 fedF R1VL1=帶輪cba軸承F R1HL2=M VMF R2VaaL3=齒輪F R2HM HTF tF r 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 24 fedF R1VL1=帶輪cba軸承F R1HL2=M VMF R2VaaL3=齒輪F R2HM HTF tF r 軸的受力分析 4 220 ?? ?tgFF tr (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。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)。 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。 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。 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。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(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核。 傳動軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。 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，其型號為 DLM510；Ⅱ軸上的扭矩大于Ⅰ軸，其型號可選為 DLM525。 mkgNPST .975? 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，對扭矩影響最大的是安裝離合器軸的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)。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(yīng)。 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)。f pbⅢ F βⅡ 177。 齒頂圓只作為切齒加工的找正基準(zhǔn)， 不作為檢驗(yàn)基準(zhǔn)，故其公差選用 IT11，齒頂圓直徑 mmmhdd aa 238211 ??? ? ，偏差按基準(zhǔn)軸 h選取 ,即下偏差為 ，上偏差為 0。 ??????? 39。 ??ptssfE 由文獻(xiàn) 1 圖 1229 或者 129 查得齒厚的上偏差代號為 G，因此 666 ???? ptss fE 齒厚下偏差 可知 2239。 11?ptf 10?? pbf 第Ⅲ公差組 9??F 計(jì)算齒輪副的最小極限側(cè)隙 minnj 由文獻(xiàn) 1 表 1210 按油池潤滑和 smv /? 查得 ????? nn mj ??? s in)(2 22112 tn taj ???? 根據(jù)齒輪和箱體的材料，從材料手冊上查得，鋼和鑄鐵的線膨脹系數(shù)分別為c??? ? / 61? c??? ? / 62? 傳遞的中心距 mmzzma )1766( )21( ????? 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 3章 動力計(jì)算 18 所以， mmjn 0 3 3 2 4 52 ?? 確定齒厚極限偏差代號 齒厚上偏差 由文獻(xiàn) 1 式（ 1215） ???????? ???????nbbnnnassFffjjfE?? ?c os21 a n39。 由于該齒輪是主軸箱內(nèi)的齒輪，對傳動精度和穩(wěn)定性的要求都比較高，主要要求 的是傳動平穩(wěn)性精度等級。 用變位修正法求得齒輪的變位系數(shù)如下。 刀具向遠(yuǎn)離輪坯的方向移動，稱為正變位；向靠近輪坯的方向移動， 則稱為負(fù)變位。 3）承載能力較低：一對相互嚙合的標(biāo)準(zhǔn)齒輪， 小齒輪齒 根厚度小于大齒輪的 齒根厚度 ，兩者抗彎能力有差別，使大齒輪的抗彎能力不能充分發(fā)揮出來，達(dá)不到等強(qiáng)度要求。這就限制了齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸不能太小。嚴(yán)重的根切，不僅削弱輪齒的 彎曲強(qiáng)度 ，也將減小齒輪傳動的重合度，應(yīng)設(shè)法避免。取 1??K 。 軟齒面閉式傳動，失效形式為點(diǎn)蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，取齒輪 8的齒數(shù)為 17，則齒輪9為 17/=66 設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 齒輪彎曲疲勞的估算： ?m ≥ 323 znjN mm 其中 N計(jì)算齒輪傳遞的額定功率 N=η Nd 齒輪點(diǎn)蝕的估算： A≥ 3703njNmm 其中 nj 為大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 ,A為齒輪中心距。 所以，可以假設(shè)其中最小的齒輪 2齒數(shù)為 20，而且由上可知，齒輪 2和齒輪 5之間的傳動比為 ，查常用傳動比的適用齒數(shù)（小齒輪）表，可找到最接近的傳動比為 ，當(dāng)時(shí)的齒數(shù)之和為 82。但由于傳動比的要求，尤其是在傳動中使用了公用齒輪后，常常滿足不了上述要求。 用查表法求Ⅰ軸和Ⅱ軸上的齒輪的齒數(shù)和模數(shù) 1. 常用傳動比的適用齒數(shù)（小齒輪） 選取時(shí)應(yīng)注意：不產(chǎn)生根切。 轉(zhuǎn)速圖的確定 運(yùn)動參數(shù)確定以后，主軸各級轉(zhuǎn)速就已經(jīng)知道了，而且根據(jù)設(shè)計(jì)出來的各級齒輪的傳動比，這樣就可以擬定主運(yùn)動的轉(zhuǎn)速圖，使主運(yùn)動逐漸具體化。但是，這將引起空載功率和噪音加大。但如果Ⅰ軸上裝有摩擦離合器一類部件時(shí)，高速下摩擦損耗、發(fā)熱都將成為突出矛盾，因此，Ⅰ軸轉(zhuǎn)速也不宜太高機(jī)床的Ⅰ軸轉(zhuǎn)速一般取 700～ 1000 r/min 左右比較合適。這組齒輪傳動中傳動比合適，零件尺寸適中，既有利于減少震動和噪音，又有利于提高傳動的精度。 當(dāng)中間的電磁離合器得電，齒輪 2 和齒輪 5 之間嚙合，當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速最小，為 45或 67 r/min。 各級傳動比的計(jì)算 假設(shè)結(jié)構(gòu)如圖： 圖 23 傳動比分配圖 由于已經(jīng)設(shè)計(jì)了各軸之間的相對位置關(guān)系，由傳動系統(tǒng)草圖知共有六個(gè)傳動比。 傳動軸數(shù)目為 3根?？梢杂袃煞N方案： 方案一 12=2 3 2 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 2章 主傳動方案的擬定 8 圖 21 主軸箱傳動方案 1 傳動齒輪數(shù)目 2（ 2+3+2） =14。 nR = 1?z? ，即 ? = 1?z nR =5 =,取 ? =≈ ,已 知 maxn =1800 ,查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表 (見參考文獻(xiàn) 1第 6 頁 ). 從表中找到 maxn =1800, 就可每隔六個(gè)數(shù)取得一個(gè)數(shù) ,得高速檔的 6 級轉(zhuǎn)速分別為 236,354,543,815,1200,1800 r/min。高速檔時(shí) maxn =1800 r/min， minn =235 r/min； 電機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率分別為 1500 r/min， 。因此電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減?。ㄋ俣冉档停┒鴾p 小， 難以保證低速時(shí)主軸的轉(zhuǎn)矩。 這種主傳動方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度。 電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度之所以能夠自由改變，是因?yàn)?感應(yīng)式交 流電機(jī)（以后簡稱為電機(jī)）的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機(jī)的極數(shù)和頻率。 帶傳動可以緩和沖擊和振動，而且?guī)鲃又行木嗖皇芟拗?，只要陪以合適的緊鏈結(jié)構(gòu)，理論上中心距可以達(dá)到很大。這三種傳動各有優(yōu)缺點(diǎn)。 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，考慮到它的控制方式和使用特點(diǎn)，才對機(jī)床的生產(chǎn)率、加工精度和壽命提出了更高的要求。 體現(xiàn)在新技術(shù)的廣泛應(yīng)用和企業(yè)效益的明顯改善。采用光、電、化學(xué)等能源的特種加工精度可達(dá)到納米級（ m）。 3)．機(jī)器人使柔性化組合效率更高機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合得到廣泛應(yīng)用，使得柔性線更加靈活、功能進(jìn)一步擴(kuò)展、柔性線進(jìn)一步縮短、效率更高。主要表現(xiàn)在 :1)． 機(jī)床復(fù)合技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)步，復(fù)合加工技術(shù)日趨成熟，包括銑 車復(fù)合、車銑復(fù)合、車 鏜 鉆 齒輪加工等復(fù)合，車磨復(fù)合，成形復(fù)合加工、特種復(fù)合加工等，復(fù)合加工的精度和效率大大提高。由于外資在華機(jī)械企業(yè)主要承擔(dān)制造車間的角色，技術(shù)來源主要依靠其母公司，而原本就實(shí)力有限的內(nèi)資企業(yè)在完全開放的市場競爭中堅(jiān)持自行研制開發(fā)將冒很大風(fēng)險(xiǎn)，為了節(jié)省投入，提高產(chǎn)品的形象，多數(shù)內(nèi)資企業(yè)將盡可能與外方合作，采用國際同行的技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。在以下行業(yè)將表現(xiàn)得更為突出：一是在國內(nèi)處于市場成長期、外方掌握專有技術(shù)并處于壟斷地位的技術(shù)密集型行業(yè)，如燃?xì)廨啓C(jī)、直流輸電關(guān)鍵設(shè)備、半喂入式水稻聯(lián) 合收割機(jī)、機(jī)電一體化的汽車發(fā)動機(jī)附配件等；二是單靠有限市場難以發(fā)揮企業(yè)生產(chǎn)能力、迫切需要全球市場支撐的行業(yè)，如高壓開關(guān)、大型變壓器高檔科學(xué)儀器、高檔數(shù)控系統(tǒng)、智能化工業(yè)控制系統(tǒng)等；三是國內(nèi)外制造成本相差較大、外方享有明顯的品牌優(yōu)勢、在華設(shè)廠可以在世界市場獲取豐厚利潤的勞動密集型或易于流通的裝配型產(chǎn)品行業(yè)，如照相機(jī)、復(fù)印機(jī)、部分工業(yè)和民用儀表、高品質(zhì)低壓電器等。出口前景良好。數(shù)控機(jī)床工序集中的加工特點(diǎn)，將使具有復(fù)合功能的高效數(shù)控機(jī)床的需求增長，這將導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床擁有量和市場消費(fèi)量中各類數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成比不同于傳統(tǒng)的機(jī)床構(gòu)成比。同時(shí)，還要建立起比較完備的高檔數(shù)控系統(tǒng)的自主創(chuàng)新體系 ，提高中國的自主設(shè)計(jì)、開發(fā)和成套生產(chǎn)能力，創(chuàng)建國產(chǎn)自主品牌產(chǎn)品，提高中國高檔數(shù)控系統(tǒng)總體技術(shù)水平。同時(shí)，中國的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)目前還缺少完善的技術(shù)培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系，市場營銷能力和經(jīng)營管理水平也不高。 2020年 10月，中國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量達(dá) 105,780臺，比 2020年同比增長 %。固定資產(chǎn)投資增速快、汽車和機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展迅猛、外商投資企業(yè)增長速度加快所致。 隨著各國數(shù)控機(jī)床的發(fā)轉(zhuǎn)，我國的數(shù)控行業(yè)從 20世紀(jì) 80年代開始起步，仍處于發(fā)展階段。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng)，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機(jī)床，大量出口，占去世界廣大市場。如西門子公司之?dāng)?shù)控系統(tǒng)，均為世界聞名，競相采用。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作，對數(shù)控機(jī)床的共性和特性問題進(jìn)行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。當(dāng)今美國生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機(jī)床，其存在的教訓(xùn)是，偏重于基礎(chǔ)科研，忽視應(yīng)用技術(shù)，且在上世紀(jì) 80代政府一度放松了引導(dǎo)，致使數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量增加緩慢，于 1982年被后進(jìn)的日本超過，并大量進(jìn)口。目 前，歐、美、日等工業(yè)化國家已先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，而中國從 20世紀(jì) 80年代開始起步，仍處于發(fā)展階段。帕森斯 上個(gè)世紀(jì)發(fā)明的。 Accuracy； design 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 1章 引言 1 數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（ Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序 控制系統(tǒng) 的自動化機(jī)床。然后計(jì)算各傳動副的傳動比及齒輪齒數(shù)，再估算齒輪的模數(shù)和各軸的軸徑，并 對齒輪和軸的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行校核。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 設(shè)計(jì) (論文 )題目： 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動裝置設(shè)計(jì) 金陵科技學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 目錄 I 目 錄 摘要 .........................................................II Abstract..............................