【正文】 )14( 00 mDmdDna ??????；524；mD84,.8326.. 343 取??；mDD 69,)1(0))(0~( 202 取????? ；,924131??? ，C 取 11cm。25,2541131 m???，C 取 13cm。當(dāng) 時(shí)，可做成腹板式結(jié)構(gòu)，當(dāng)齒頂圓直徑16050amd?時(shí)，可做成輪輻截面為“十”字形的輪輻式結(jié)構(gòu)的齒輪。從《機(jī)械原理》表 102 查得以下公式齒頂圓直徑 ； mhzdaa)2(*1??齒根圓直徑 ；cf ??分度圓直徑 ；=齒頂高 ；ha*1齒根高 ； f)(??齒輪的具體值見(jiàn)下表：安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 34 頁(yè) 共 53 頁(yè)表 齒輪尺寸表 （單位：mm）齒輪 齒數(shù)z模數(shù) nm分度圓直徑 d齒頂圓直徑 a齒根圓直徑 fd齒頂高 ah齒根高 f1 33 2 22 99 108 3 29 4 33 5 44 198 207 6 37 7 17 8 42 231 242 9 28 154 165 10 67 11 42 231 242 12 56 308 319 13 60 6 360 372 345 6 14 18 6 108 120 93 6 15 30 6 180 192 165 6 16 72 6 432 444 417 6 齒輪的設(shè)計(jì) 由公式 得：)10~5(?mb?①Ⅰ軸主動(dòng)輪齒輪 ；??②Ⅱ軸主動(dòng)輪齒輪 ；?③Ⅲ軸主動(dòng)輪齒輪 ；b??一般一對(duì)嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的載荷，設(shè)計(jì)上，應(yīng)使主動(dòng)輪比從動(dòng)輪齒寬大（5～10mm） 。???KHZ 所以軸Ⅲ上兩聯(lián)動(dòng)主動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： mdmd ococ ???； 軸Ⅳ上兩從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： 。 321 ??????； 軸Ⅲ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： mmbbb .687.。 jnK載荷系數(shù)取 。 計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。39。 jn K載荷系數(shù)取 ； ∴ ????∴ ?根據(jù)《機(jī)械制圖》表 711 將齒輪模數(shù)圓整為 。 =750MPa，limH? 計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。通常同一變速組內(nèi)的齒輪取相同的模數(shù)，如齒輪材料相同時(shí)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪，根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度條件按《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表 717 進(jìn)行估算模數(shù) 和 ，并按其中較大者選HmF取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，為簡(jiǎn)化工藝變速傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過(guò) 2～3 種模數(shù)。 鍵的校核鍵和軸的材料都是鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 62 查的許用擠壓應(yīng)力,取其中間值， 。一1d2d般將軸化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁，其撓度和傾角計(jì)算公式見(jiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表 ，然后疊加，注意方向符號(hào)，在同一平面上進(jìn)行代數(shù)疊加，不在同一平面上進(jìn)行向量疊加。驗(yàn)算傾角時(shí)，若支撐類(lèi)型相同則只需驗(yàn)算支反力最大支撐處傾角；當(dāng)此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時(shí)，安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 29 頁(yè) 共 53 頁(yè)則齒輪處傾角不必驗(yàn)算。鍵的長(zhǎng)度 L 一般可按輪轂的長(zhǎng)度而定。? 842??為BDdN④各軸間的中心距的確定：；)(165)2()(21 mmzd?????；)(?? ；)8(dV?? 鍵的選擇、傳動(dòng)軸、鍵的校核查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 61 選擇軸 上的鍵，根據(jù)軸的直徑 ，? 38~0?d鍵的尺寸選擇, Ⅰ軸處鍵的尺寸為鍵寬 b鍵高取 108，長(zhǎng)度為 70。根據(jù)以上原則各軸的直徑取值： ， 和 在后文給定， 軸采用光md30???d? ?軸， 軸和 軸因?yàn)橐惭b滑移齒輪所以都采用花鍵軸。???o當(dāng)軸上有鍵槽時(shí)，d 值應(yīng)相應(yīng)增大 4～5%。1j⑶各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速各變速組內(nèi)一般只計(jì)算組內(nèi)最小齒輪，也是最薄弱的齒輪，故也只需確定最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。其他條件參見(jiàn) 中的規(guī)定。o40 V 帶安裝到輪槽中以后，一般不應(yīng)該超出帶輪外圓，也不應(yīng)該與輪槽底部接觸。?可以采用實(shí)心式，當(dāng) 可以采用腹板式，md30時(shí)可以采用孔板式，當(dāng) 時(shí)，可以Dmd1,301???同 時(shí) md30?采用輪輻式。 v = 970r/min = 。?n?n故 ，)(435972 ????由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 88 取圓整為 400mm。caP1n157P(2)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 ，?D?帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大。帶輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。主軸頭部需要淬Cr40安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 22 頁(yè) 共 53 頁(yè)火，硬度為 50～55。 主軸的直徑主要取決于主軸需要的剛度、結(jié)構(gòu)等。 其他問(wèn)題 主軸上齒輪應(yīng)盡可能靠近前軸承，大齒輪更應(yīng)靠前，這樣可以減小主軸的扭轉(zhuǎn)變形。在軸上增開(kāi)了溝槽（矩形或鋸齒形） ，效果又比前兩種好。 主軸是兩端外伸的軸，防止漏油更為重要而困難。 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） 。其他軸承調(diào)整也有與主軸軸承相似的問(wèn)題。把軸承調(diào)到合適的負(fù)間隙，形成一定的預(yù)負(fù)載，回轉(zhuǎn)精度和剛度都能提高，壽命、噪聲和安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 21 頁(yè) 共 53 頁(yè)抗震性也有改善。軸承與軸和軸承與箱體孔之間，一般都采用過(guò)渡配合。3）軸承的精度和配合主軸軸承精度要求比一般傳動(dòng)軸高。推力軸承布置在前軸承、后軸承還是分別布置在前、后軸承，影響著溫升后軸的伸長(zhǎng)方向以及結(jié)構(gòu)的負(fù)責(zé)程度，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的實(shí)際要求確定。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。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。具有承載能力大，允許極限轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)。 主軸軸承1）軸承類(lèi)型選擇主軸前軸承有兩種常用的類(lèi)型：雙列短圓柱滾子軸承。提高主軸有關(guān)表面硬度，增加耐磨性，在長(zhǎng)期使用中不至于喪失精度，這是對(duì)主軸熱處理的根本要求。所以，aLL軸承剛度小時(shí)， 應(yīng)選大值，軸剛度差時(shí)，則取小值。2） 軸頸直徑前支撐的直徑是主軸上一主要的尺寸，設(shè)計(jì)時(shí)，一般先估算或擬定一個(gè)尺寸，結(jié)構(gòu)確定后再進(jìn)行核算。安裝工件（車(chē)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。3） 整個(gè)軸的軸向位置是否需要調(diào)整。對(duì)受軸向力的軸，其軸向定位就更重要。兩孔間的最小壁厚，不得小于 5～10 ，以免加工時(shí)孔變形。在箱外調(diào)整好鏜刀尺寸，可以提高生產(chǎn)率和加工精度。所以有時(shí)在沒(méi)有軸向力時(shí)，也常采用這種軸承。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。軸的部分長(zhǎng)度上的花鍵，在終端有一段不是全高，不能和花鍵空配合。傳動(dòng)軸可以是光軸也可以是花鍵軸。軸上要安裝齒輪、離合器和制動(dòng)器等。有時(shí)為了縮短軸向尺寸，也有用組合齒輪的。圓齒和倒角性質(zhì)不同，加工方法和畫(huà)法也不一樣，應(yīng)予注意。6 級(jí)精度的齒輪，用精密滾齒機(jī)可以達(dá)到。8 級(jí)精度齒輪，一般滾齒或插齒就可以達(dá)到。大都是用 7—6—6，圓周速度很低的，才選 8—7—7。它的精度選擇主要取決于圓周速度。也就是說(shuō)，作用在一個(gè)齒輪上的載荷是變化的。滑動(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。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)。其中一個(gè)圓盤(pán)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(guò)一個(gè)花鍵齒，和軸上的花鍵對(duì)正，然后用螺釘把錯(cuò)開(kāi)的兩個(gè)圓盤(pán)連接在一起。正反向的轉(zhuǎn)換在不停車(chē)的狀態(tài)下進(jìn)行，常采用片式摩擦離合器。我們采用的卸荷裝置一般是把軸承裝載法蘭盤(pán)上，通過(guò)法蘭盤(pán)將帶輪的拉力傳遞到箱壁上。制動(dòng)器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上，以免制動(dòng)扭矩太大，使制動(dòng)器尺寸增大。這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大。有兩種布置方案，一是將兩級(jí)變速齒輪和離合器做成一體。2） 檢驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無(wú)干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時(shí)改正。設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動(dòng)效率要求，主軸前軸承處溫度和溫升的控制，結(jié)構(gòu)工藝性，操作方便、安全、可靠原則，遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則。3z⑶變速組 c 齒數(shù)確定同上取 =90，查得 =30， = =9030=60zs1z39。2s2 i=1 ，找出 =33， = =6633=33；3z39。 根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 ,查表 39 各種常用變速比的使用齒數(shù)。對(duì)于定比傳動(dòng)的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦的方法確定?，F(xiàn)由Ⅳ（主軸）開(kāi)始，確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速。 其中， ， ??132???PXR???X2?P∴ ，符合要求)0~8(?安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 12 頁(yè) 共 53 頁(yè) 確定各軸的轉(zhuǎn)速 ?分配總降速變速比總降速變速比 ??d 又電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因而增加一定比變速副。 所以 取 18＝3 13329 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 根據(jù)中間變速軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。即? ??321Z?變速副中由于結(jié)構(gòu)的限制以 2 或 3 為合適，即變速級(jí)數(shù) Z 應(yīng)為 2 和 3 的因子： ，可以有三種方案：ba32? 18=332 18=323 18=233因?yàn)閭鲃?dòng)副數(shù)的排列“前多后少” 。因此，確定變速方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。 根據(jù)以上要求，選取 Y160M6 型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率 ,滿載安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 9 頁(yè) 共 53 頁(yè)轉(zhuǎn)速 970 ，額定轉(zhuǎn)矩 ，質(zhì)量 119Kg。parm② 確定切削速度，參《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》 表 857，取48PV = ?，F(xiàn)在以常見(jiàn)的中碳鋼為工件材料，取 45 號(hào)鋼，正火處理，車(chē)削外圓，表面粗糙度 =。2. 主動(dòng)參數(shù)的擬定 確定傳動(dòng)公比 ? 根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 公式（32）因?yàn)橐阎? 78P ???znR= =?)1(Z ∴ Z= +1=18 lgn 根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 表 35 標(biāo)準(zhǔn)公比 。axd 普通車(chē)床采用最大速度 的典型工序一般為用硬質(zhì)合金車(chē)刀精車(chē)或半maxv精車(chē)鋼質(zhì)軸類(lèi)工件的外圓，取 =200r/min。 。安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 6 頁(yè) 共 53 頁(yè) 確定主軸的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速，應(yīng)該在分析所設(shè)計(jì)機(jī)床幾種典型加工方式的切削用量和參考現(xiàn)有同類(lèi)型機(jī)床的技術(shù)性能的基礎(chǔ)上，并按照“技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理”的原則進(jìn)行。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合具體機(jī)床進(jìn)行具體分析，一般應(yīng)滿足的基本要求有：滿足機(jī)床使用性能要求。本次突出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，在保證機(jī)床的基本要求下，根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)的原則，擬定機(jī)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)，對(duì)機(jī)床的機(jī)構(gòu)進(jìn)行精簡(jiǎn)，力求降低生產(chǎn)成本；主軸和齒輪設(shè)計(jì)在滿足強(qiáng)度需要的同時(shí)，材料的選擇也是采用折中的原則，沒(méi)有選擇過(guò)高強(qiáng)度的材料從而造成浪費(fèi)?！娟P(guān)鍵詞】車(chē)床、主傳動(dòng)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)式、電動(dòng)機(jī)。首先應(yīng)滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性，如機(jī)床主軸油足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)；滿足機(jī)床傳遞動(dòng)力的要求。 由于通用性機(jī)床加工對(duì)象很廣，不同工序所采用的切削用量相差懸殊，而且加工零件的尺寸變換也很大，所以要合理地確定其極限轉(zhuǎn)速是一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，必須對(duì)有關(guān)加工工序和切削用量進(jìn)行分析，在分析切削用量的過(guò)程中，應(yīng)特別注意下列幾點(diǎn)： ，但所選的切削用量不應(yīng)該是個(gè)別記錄，而應(yīng)該具有普遍性。還應(yīng)該和先進(jìn)的同類(lèi)機(jī)床比較，因?yàn)檫^(guò)大的轉(zhuǎn)速范圍不僅不能充分發(fā)揮其性能，而且還可能使結(jié)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 采用最小速度 的典型工序又以下幾種情況：in ，要求獲得粗糙度小于 ； 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 7 頁(yè) 共 53 頁(yè) ； ，對(duì)鑄鐵材料的盤(pán)類(lèi)工件進(jìn)行粗車(chē)端面工作，取=25r/min。這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系7P?列 =?因?yàn)?==，根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 表 36 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。采用車(chē)刀具，可轉(zhuǎn)位外圓車(chē)刀，刀桿尺寸： 16mm 25mm。cs③ 機(jī)床功率的計(jì)算，主切削力的計(jì)算 根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》 表 859 和表 8495060，主切削力的計(jì)算公式及有關(guān)參數(shù)：F = Z?F60CFcZa?FcfcZvFcK = 270 4 .? ? =3242（N） 切削功率的計(jì)算 = =3242103=(kw)；cPF?cv310?依照一般情況，取機(jī)床變速效率 =。minr 根據(jù)以上的計(jì)算和設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可得到本次設(shè)計(jì)車(chē)床的基本參數(shù)： 車(chē)床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)表 工件最大回轉(zhuǎn)直徑(mm)maxD最高轉(zhuǎn)速( )maxnir最低轉(zhuǎn)速( )minr電機(jī)功率P（kW）公比 ?轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z320 712 14 18擬定變速方案，包括變速型式的選擇以及開(kāi)停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè)變速系統(tǒng)的確定。變速方案有多種，變速型