【正文】 空套齒輪在軸上的安裝方式有兩種，滑動(dòng)式和滾動(dòng)式，上述兩種方式都必須保證齒輪與軸或襯套與軸承之間有充分的潤(rùn)滑。 ③ 撥叉槽 1b h，即與撥叉或滑塊配合，查滑塊尺寸 BH。高頻淬火 時(shí)： kb ? 8mm時(shí) ，以免影響相鄰齒部硬度不均勻。磨齒時(shí)： kb = 11( ) 20sH D H??， 其中 1H = 2er 1er +2m。插齒時(shí)：當(dāng)模數(shù)為 1~2mm時(shí)， kb ? 5mm,d 當(dāng)模數(shù)為 ~4mm 時(shí)，kb ? 2 1212 sin 1 52D e D eeDD e DA r rr Ar? ????；其中 eDr 為剃齒刀齒頂圓半徑， ? 為剃齒刀斜角（ 5o ， 10o ， 15o ）， 1 DA 為剃齒刀軸與工件軸中心距， 2er 為齒輪塊大齒輪齒頂圓半徑，kb ， eDr ， 1DA ， 2er 的單位均為 mm。 齒輪的結(jié)構(gòu) 齒輪的結(jié)構(gòu)有： 1）固定齒輪； 2）多聯(lián)滑移齒輪，它又有整體式和組合式兩種形式。 機(jī)床朱傳動(dòng)鏈中，對(duì)傳動(dòng)平穩(wěn)性和載荷分布均勻性的要求應(yīng)高于傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性要求（通常高一級(jí)）?；剞D(zhuǎn)軸的軸向固定方法，非回轉(zhuǎn)軸的軸向定位方法及軸上零件的軸向固定方式等參見(jiàn)機(jī)械手冊(cè)。軸的兩端軸承通常成對(duì)（同類）使用，一般選 P5 或 P6 級(jí) 。常用花鍵滾刀直徑D=65~85mm 傳動(dòng)軸應(yīng)盡量減少臺(tái)階數(shù)目及其高度；安裝滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán)最小軸肩高度見(jiàn)設(shè)計(jì)手冊(cè)，定心直徑 d 略大于非配合表面 d。 鍵的 設(shè)計(jì) 傳動(dòng)軸一般為光軸和花鍵軸。為此，主傳動(dòng)鏈中應(yīng)該考慮加飛輪；通常增加飛輪直徑比增加厚度有效；飛輪盡可能裝在主軸上，且靠近前端軸承處，高速時(shí)均勻性好，這時(shí)可利用大齒輪（適當(dāng)增大直徑或厚度）兼起飛輪的作用。多數(shù)機(jī)床選用兩支承結(jié)構(gòu)，軸向定位的三種結(jié)構(gòu)方案， 軸承精度和配合 主軸前軸承精度應(yīng)比后軸承精度高一級(jí)。 主軸組件設(shè)計(jì) 主軸組件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 主軸組件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 的任務(wù)包括主軸軸承配置與調(diào)整，潤(rùn)滑與密封方案，確定主軸和傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)，材質(zhì)及熱處理，技術(shù)要求等。 展開(kāi)圖設(shè)計(jì) 展開(kāi)圖是傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)化，即按照傳動(dòng)順序，將各軸沿其軸線剖開(kāi)畫(huà)在同一平面上，包括主軸組件，各傳動(dòng)軸及傳動(dòng)件安置，操縱盒潤(rùn)滑及密封等，通常，臥式車床主軸變速以展開(kāi)圖形式表達(dá) 。畫(huà)草圖便于確定傳動(dòng)件及其結(jié)構(gòu)方案，檢驗(yàn)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)有無(wú)干涉和碰撞，確定齒輪結(jié)構(gòu)及軸向位置，傳動(dòng)軸的支撐跨距及各軸的相對(duì)位置，受力點(diǎn)和受力方向，為軸和軸承的演算提供必要的數(shù)據(jù)。 設(shè)計(jì)順序 先畫(huà)草圖，然后做必要的演算，再畫(huà)正式裝配圖。 2） 滿足結(jié)構(gòu)工藝性要求，即毛坯制造，機(jī)械加工及熱處理，裝配的工藝及檢驗(yàn)，調(diào)整維修的方便性。需要擬定傳動(dòng)系統(tǒng)圖，繪制展開(kāi)圖或剖視圖及主要零件圖，設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求是： 1） 滿足使用性能和聯(lián)系尺寸兩方面的要求，前者有幾何精度，剛度，抗震性，噪音，傳動(dòng)效率 及操作方便省力等 。 4）三軸 三軸與外壁配合處采用圓錐滾子軸承，型號(hào)： 30207。 2）一軸 一軸的前后端與箱體外壁配合 ，配合處傳動(dòng)軸的軸徑是 23mm，同時(shí)一軸也不會(huì)承受軸向力故也選用深溝球軸承，型號(hào)： 6006。由于結(jié)構(gòu)的原因，h/t2 的情況下，為改善凸臺(tái)的局部剛度，應(yīng)該設(shè)有加強(qiáng)肋。 所以根據(jù)公式計(jì)算得： Lh=500 3 ??????? ???? ?hT 因?yàn)檩S承使用壽命遠(yuǎn)大于軸承預(yù)期的壽命所以軸承合格的。 Kn轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，查表的 Kn=。 KA使用系數(shù)。 ε壽命指數(shù)。 C滾動(dòng)軸承額定動(dòng)負(fù)荷。 根據(jù)軸承壽命校核公式： Lh= TKKKK Cf LPnHPA n ??)(50 0 （式 71） Lh軸承壽命。 所選軸承按照每天兩班工作制，每班工作 8 小時(shí)，預(yù)計(jì)使用五年。應(yīng)該更換了。主軸軸成的壽命，主要不是取決于疲勞點(diǎn)蝕，而是因?yàn)槟p而降低精度。 4)選取軸承： 所選軸承主要尺寸參數(shù)如下表： 普通角接觸軸承： 這種軸承可承受軸向載荷。如主軸產(chǎn)生振動(dòng)，則由于各個(gè)方面都有滾動(dòng)體支承，可以提高抗振性。預(yù)緊后，滾動(dòng)體和滾道都有了一定的變形，參加工作的滾動(dòng)體將更多，各滾動(dòng)體的受力將更為均勻。 軸承預(yù)緊后，內(nèi)部無(wú)間隙，滾動(dòng)體從各個(gè)方向支承主 軸，有利于提高運(yùn)動(dòng)精度。 軸承間隙調(diào)整和預(yù)緊 主軸軸承的內(nèi)部間隙，必須能夠調(diào)整。它是用極微量的油（約 ㎝ 3）潤(rùn)滑軸承，以抑制軸承發(fā)熱。但是，油霧容易吹出，污染環(huán)境。 油霧潤(rùn)滑方式 ： 油霧潤(rùn)滑方式是將油液經(jīng)高壓氣體霧化后從噴嘴成霧狀噴出倒需要潤(rùn)滑的部位達(dá)到潤(rùn)滑目的的 方式。裝有 CAMET 軸承的主軸，即可使用這種方式潤(rùn)滑，對(duì)一般主軸軸承，后支承上采用這種方式潤(rùn)滑比較常見(jiàn)。當(dāng)然，如果主軸箱中沒(méi)有冷卻潤(rùn)滑油系統(tǒng)，那么后支承軸承和其他軸承，一般采用油脂潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑。除上述外，還常見(jiàn)有混合潤(rùn)滑狀態(tài)，即流體潤(rùn)滑狀態(tài)和邊界潤(rùn)滑狀態(tài)同時(shí)存在。此次設(shè)計(jì)選用的是油脂潤(rùn)滑方式。密封不僅要防止灰塵屑末和切削液進(jìn)入，還要防止?jié)櫥偷男孤? 3)主軸軸承的潤(rùn)滑與密封： 主軸的密封 有接觸式密封和非接觸式密封，主軸軸承的潤(rùn)滑與密封是機(jī)床使用和維護(hù)過(guò)程中值得重視的兩個(gè)問(wèn)題。點(diǎn)接觸的球軸承，應(yīng)在溫升允許的條件下，盡量用較高的預(yù)緊力。 P6 級(jí)和 P0 級(jí)一般不用。高精度主軸可用 P2 級(jí)。其中 2 級(jí)最高， 0 級(jí)為普通精度級(jí)。 本次設(shè)計(jì)中選用了的軸承是角接觸軸承和雙向推力向心球軸承。滾動(dòng)軸承根據(jù)滾動(dòng)體的結(jié)構(gòu)的不同可分為球軸承、圓柱軸承、圓錐滾子軸承三大類。機(jī)床 主軸組件在可能條件下，盡量使用了滾動(dòng)軸承，特別是大多數(shù)立式主軸和主軸裝在套筒內(nèi)能夠作軸向移動(dòng)的主軸。滾動(dòng)軸承由專業(yè)化的工廠生產(chǎn)，選購(gòu)維修很方便，在機(jī)床 上被廣泛采用。在數(shù)控機(jī)床上主軸軸承常用的有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩大類。 鍵工作長(zhǎng)度 4 0 1 5 2 5l L b m m? ? ? ? ?，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度mmhK ??? =, 得 M p aM p aM p ak l dTpp 1 1 0][ 101 1 1210233 ????? ????? ?? 普通臥式升降臺(tái)銑床主軸變速箱設(shè)計(jì) 26 合格 。 鍵工作長(zhǎng)度 6 4 1 6 4 8l L b m m? ? ? ? ?，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度mmhK ??? =5mm, 得 M p aM p aM p ak l dTpp 110][ 10364210233 ????? ????? ?? 合格 。 3)軸鍵校核： 兩鍵均采用圓頭普通平鍵 4)齒輪聯(lián)接處鍵為 mmmmmmLhb 1 0 01016 ????? 查表得 62 查得許用應(yīng)力 ??p? =100～ 120Mpa，取其中間值 ??p? =110Mpa， 鍵工作長(zhǎng)度 mmbLl 84161 0 0 ????? ，鍵與輪轂鍵槽的接觸 高度mmhK ??? =5mm, 得 M p aM p aM p ak l dTpp 1 1 0][3254845 103 6 4210233 ????? ????? ?? 合格 。 普通臥式升降臺(tái)銑床主軸變速箱設(shè)計(jì) 22 齒輪尺寸圖如下 軸及齒數(shù) 1 19 1 28 2 43 2 37 2 21 2 30 2 40 3 38 3 30 3 26 3 54 3 23 主軸 26 主軸 57 模數(shù) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 分度圓 59 89 141 122 66 99 132 125 99 85 178 76 85 188 齒根圓 51． 5 齒頂圓 63 93 145 126 70 103 136 129 103 89 182 82 89 192 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 部分齒輪結(jié)構(gòu)如下 齒輪圖 212 普通臥式升降臺(tái)銑床主軸變速箱設(shè)計(jì) 24 齒輪圖 245 齒輪圖 334 低速軸鍵校核 兩鍵均采用圓頭普通平鍵 1)輪聯(lián)接處的鍵為 2 0 1 1 1 0 0b h L m m m m m m? ? ? ? ? 查表得 62 查得許用應(yīng)力 ??p? =100～ 120Mpa，取其中間值 ??p? =110Mpa， 鍵工作長(zhǎng)度 1 0 0 2 5 7 5l L b m m? ? ? ? ?，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度0 .5 0 .5 1 1 5 .5k h m m m m? ? ? ?, 得 M p aM p aM p ak l dTpp 1 1 0][ 108 8 4210233 ????? ????? ?? 合格 。一般對(duì)高速傳動(dòng)的齒輪以演算接觸疲勞強(qiáng)度為主，對(duì)低速傳動(dòng) 的齒輪以 演算彎曲疲勞強(qiáng)度為主，對(duì)硬齒面軟齒心的滲碳淬火齒輪，一定要演算彎曲疲勞強(qiáng)度。 根據(jù)估算所得 mW 和 mj 中較大的值，選取相近的較之大的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。 2） 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度 mj 的估算 mj =212Azz? ，其中，齒輪中心矩 A 為； A 3 P370jdn? , mj 、A 的單位均為 mm。 5） 主軸箱體的截面形狀和壁厚計(jì)算： 傳動(dòng)裝置箱體的典型縱截面形狀為矩形或圓形。輔助支承的作用，與其說(shuō)是提高剛度，不如說(shuō)是為了提高抗振性。 采用三支承 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 如主軸后端懸 深很長(zhǎng)，可增加輔助支承，成為三支承主軸。如果要求得到很光的加工表面，主軸又是水平的，可用滑動(dòng)軸承。 增大阻尼 如前面所述，低階模態(tài)常是主軸的剛體振動(dòng)。激振力可能來(lái)自主軸組件的不平衡，這時(shí)激振頻率等于主軸轉(zhuǎn)速乘以 π/30。如果發(fā)生共振的那階模態(tài)屬于主軸在彈性基礎(chǔ)上 （軸承）的剛度振動(dòng)則應(yīng)提高軸承的剛度。 主軸動(dòng)態(tài)特性的改善 。m～ 5181。m～ 5181。 前支承軸承軸頸得同軸度約為 5181。 銑床的主軸端部結(jié)構(gòu)，一般采用短圓錐法蘭盤(pán)式。 主軸的軸端結(jié)構(gòu) 主軸的軸端是用于安裝夾具和刀具。 a≥(～ )d1 所以 d6=80mm。 d5=d4+1～ 5mm=79mm。 所以 d2=62mm d3=d2+5～ 8mm=73mm。其熱處理及參數(shù)如下表 表 61 材料 熱處理 硬度（ HBS） 抗拉強(qiáng)度極限 屈服強(qiáng)度極限 σs 彎曲疲勞極限 σ1 剪切疲勞極限 τ1 許用彎曲應(yīng)力 [σ1] 45 調(diào)質(zhì)、滲氮 217～255 640 355 300 155 60 因?yàn)檫x用的主軸電機(jī)功率為 P=，額定轉(zhuǎn)速 nc=1500r/min 所以主軸功率 p=pc/η1η2η3= 17 . 8 7 8??= kw 因?yàn)橹鬏S是空心轉(zhuǎn)軸，所以 d1= 3122 )(???? TM .3 411?? 查表得3 411?? = 所以 d1== ㎜ 又因?yàn)榇颂庉S上有一個(gè)鍵槽，所以 d1=d(1+5%)= ㎜ 取 d1=60 ㎜ 。一般可取其比值為 左右。主軸孔徑的大小主要受主軸剛度的制約。 主軸的內(nèi)孔用來(lái)安放棒 料、刀具夾緊裝置固定刀具、傳動(dòng)氣動(dòng)或液動(dòng)卡盤(pán)等。前、后軸頸的差值越小則主軸的 剛度越高，工藝性能也越好。同時(shí)極限轉(zhuǎn)數(shù)下降。 主軸直徑越大，其剛度越高，但使得軸承和軸上其他零件的尺寸相應(yīng)增大。評(píng)價(jià)和考慮主軸的主要尺寸參數(shù)的依據(jù)使主軸的剛度、結(jié)構(gòu)工藝性和主軸組件的工藝適應(yīng)范圍。主軸結(jié)構(gòu)隨系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的不同而有各種形式。把粗、精加工分開(kāi)等。還可以在工藝上減少熱變形的影響。例如用熱管冷卻減少機(jī)床各部位的溫差 ,進(jìn)行熱補(bǔ)償。如進(jìn)行箱外循環(huán)潤(rùn)滑，用低粘度的潤(rùn)滑油、油霧潤(rùn)滑等，特別注意前軸承的潤(rùn)滑情況。 2） 減少主軸組件熱變形的措施： 把熱源移至機(jī)床以外。同時(shí)，主軸結(jié)構(gòu)要保證個(gè)部件定位可靠，工藝性能好等要求。主軸軸承也需要有良好的潤(rùn)滑，提高其耐磨性。主軸上易磨損的地方是刀具或工普通臥式升降臺(tái)銑床主軸變速箱設(shè)計(jì) 12 件的安裝部位以及移動(dòng)式主軸的工作部位。數(shù)控機(jī)床在解決溫升問(wèn)題時(shí)，一般采用恒溫主軸箱。 ④ 、主軸溫升： 主軸組件在運(yùn)轉(zhuǎn)中，溫升過(guò)高會(huì)起兩方面的不良結(jié)果：一是主軸組件和箱體因熱膨脹而變形，主軸的回轉(zhuǎn)中心線和機(jī)床其他件的相對(duì)位置會(huì)有變化，直接影響加工精度；其次是軸承等元件會(huì)因溫度過(guò)高而改變已調(diào)好的間隙和破壞正常潤(rùn)滑條件，影響 軸承的正常工作。主軸組件抗振性及在必要時(shí)安裝阻尼（消振）器。主軸部 件的剛度與主軸結(jié)構(gòu)尺寸、支撐跨距、所選軸承類型及配置形勢(shì)、砂間隙的調(diào)整、主軸上傳動(dòng)元件的位