【正文】 在此過(guò)程中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，使我加深了對(duì)大學(xué)所學(xué)課程理解，綜合應(yīng)用，并得到進(jìn)一步的鞏固，這對(duì)以后的學(xué)習(xí)第 39 頁(yè) 共 41 頁(yè)和工作都有積極的意義。RHB在課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，我也遇到了一些問(wèn)題。主軸頭部需要淬火，硬度為Cr4050～55。主軸一般選優(yōu)質(zhì)中碳鋼即可。 主軸的直徑主要取決于主軸需要的剛度、結(jié)構(gòu)等。支承孔如果直接開(kāi)在箱體上，內(nèi)端面加工有一定難度。 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。徑向式的軸承蓋要做成剖分式，較為復(fù)雜。在軸上增開(kāi)了溝槽v（矩形或鋸齒形） ，效果又比前兩種好。第 38 頁(yè) 共 41 頁(yè) 主軸轉(zhuǎn)速高，多采用非接觸式的密封裝置，形式很多，一種軸與軸承蓋之間留 ～ 的間隙（間隙越小，密封效果越m好，但工藝?yán)щy） 。 主軸是兩端外伸的軸，防止漏油更為重要而困難。平鍵一般用一個(gè)或者兩個(gè)（相隔 180 度布置） ，兩國(guó)特鍵不但平衡較好，而且平鍵高度較低，避免因齒輪鍵槽太深導(dǎo)致小齒輪輪轂厚度不夠的問(wèn)題。 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） 。隔套越長(zhǎng)，誤差的影響越小。其他軸承調(diào)整也有與主軸軸承相似的問(wèn)題。軸承間隙的調(diào)整量，應(yīng)該能方便而且能準(zhǔn)確地控制，但調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不能太復(fù)雜。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、噪聲和抗震性也有改善。如果配合精度選的太低，會(huì)降低軸承的回轉(zhuǎn)精度，所以軸和孔的精度應(yīng)與軸承精度相匹配。軸承與軸和軸承與箱體孔之間，一般都采用過(guò)渡配合。普通精度級(jí)機(jī)床的主軸，前軸承的選 或 級(jí)，后軸承選CD或 級(jí)。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。② 兩個(gè)方向的軸向力應(yīng)分別有相應(yīng)的軸承承受。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。輔助支撐軸承（中間支撐或后支撐）保持比較大的游隙（約 ～ ） ，只有在載荷比較大、軸產(chǎn)生m彎曲變形時(shí)，輔助支撐軸承才起作用。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。允許的極限轉(zhuǎn)速高，但承載能力低，主要用于高速輕載的機(jī)床。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。在使用中，這種軸承不承受徑向力。具有承載能力大，允許極限轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)。與雙列短圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的軸承有三種：600角雙向推力向心球軸承。 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?？缇?的大小，很大程度上受其他結(jié)構(gòu)的限制，常常不能滿L足以上要求。選擇適當(dāng)?shù)腶支撐跨距 ，一般推薦?。? =3～5，跨距 小時(shí)，軸承變形LaLL對(duì)軸端變形的影響大。3） 前錐孔直徑前錐孔用來(lái)裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏錐孔。為了擴(kuò)大使用范圍，加大可加工棒料直徑，車(chē)床主軸內(nèi)孔直徑有增大的趨勢(shì)。 各部分尺寸的選擇主軸形狀與各部分尺寸不僅和強(qiáng)度、剛度有關(guān)，而且涉及多方面的因素。 主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。4） 在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈。2） 軸承的間隙是否需要調(diào)整?；剞D(zhuǎn)的軸向定位（包括軸承在軸上定位和在箱體孔中定位）在選擇定位方式時(shí)應(yīng)注意：1） 軸的長(zhǎng)度。G傳動(dòng)軸必須在箱體內(nèi)保持準(zhǔn)確位置，才能保證裝在軸上各傳動(dòng)件的位置正確性，不論軸是否轉(zhuǎn)動(dòng)，是否受軸向力，都必須有軸向定位?；ㄦI軸兩端裝軸承的軸頸尺寸至少有一個(gè)應(yīng)小于花鍵的內(nèi)徑。既要滿足承載能力的要求，又要符合孔加工工藝，可以用輕、中或重系列軸承來(lái)達(dá)到支撐孔直徑的安排要求。還常采用同一鏜刀桿安裝多刀同時(shí)加工幾個(gè)同心孔的工藝。成批生產(chǎn)中，廣泛采用定徑鏜刀和可調(diào)鏜刀頭。選擇軸承的型號(hào)和尺寸，首先取決于承載能力，但也要考慮其他結(jié)構(gòu)條件。但是滾錐軸承內(nèi)外圈可以分開(kāi)，裝配方便，間隙容易調(diào)第 34 頁(yè) 共 41 頁(yè) 主軸組件設(shè)計(jì) 各部分尺寸的選擇整。而且滾錐軸承對(duì)軸的剛度、支撐孔的加工精度要求都比較高。刀Dm機(jī)床傳動(dòng)軸常采用的滾動(dòng)軸承有球軸承和滾錐軸承。這是加工時(shí)的過(guò)濾部分?；ㄦI軸承載能力高，加工和裝配也比帶單鍵的光軸方便。成批生產(chǎn)中，有專(zhuān)門(mén)加工花鍵的銑床和磨床，工藝上并無(wú)困難。如撓度和傾角過(guò)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芯線間的平行度等裝配及加工誤差也會(huì)引起上述問(wèn)題。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)軸的設(shè)計(jì) 機(jī)床傳動(dòng)軸，廣泛采用滾動(dòng)軸承作支撐。要保證正確嚙合，齒輪在軸上的位置應(yīng)該可靠。齒輪磨齒時(shí)，要求有較大的空刀（砂輪）距離，因此多聯(lián)齒輪不便于做成整體的，一般都做成組合的齒輪塊。選擇齒輪塊的結(jié)構(gòu)要考慮毛坯形式（棒料、自由鍛或模鍛）和機(jī)械加工時(shí)的安裝和定位基面。 其他問(wèn)題第 33 頁(yè) 共 41 頁(yè)軸的設(shè)計(jì) 滑移齒輪進(jìn)出嚙合的一端要圓齒，有規(guī)定的形狀和尺寸。淬火齒輪，必須磨齒才能達(dá)到 6 級(jí)。因此，需要淬火的 7 級(jí)齒輪一般滾（插）后要剃齒，使精度高于 7，或者淬火后在衍齒。7 級(jí)精度齒輪，用較高精度滾齒機(jī)或插齒機(jī)可以達(dá)到。不同精度等級(jí)的齒輪，要采用不同的加工方法，對(duì)結(jié)構(gòu)要求也有所不同。如果噪聲要求很?chē)?yán)，或一些關(guān)鍵齒輪，就應(yīng)選 6—5—5。為了控制噪聲，機(jī)床上主傳動(dòng)齒輪都要選用較高的精度。采用同一精度時(shí)，圓周速度越高，振動(dòng)和噪聲越大，根據(jù)實(shí)際結(jié)果得知，圓周速度會(huì)增加一倍，噪聲約增大 6dB。齒輪塊的結(jié)構(gòu)形式很多，取決于下列有關(guān)因素：1） 是固定齒輪還是滑移齒輪；2） 移動(dòng)滑移齒輪的方法；3） 齒輪精度和加工方法；變速箱中齒輪用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。同時(shí)由于齒輪制造及安裝誤差等，不可避免要產(chǎn)生動(dòng)載荷而引起振動(dòng)和噪音，常成為變速箱的主要噪聲源，并影響主軸回轉(zhuǎn)均勻性。齒輪同時(shí)嚙合的齒數(shù)是周期性變化的。空套齒輪需要有軸向定位，軸承需要潤(rùn)滑。齒輪與軸之間的軸承可以用滾動(dòng)軸承也可以用滑動(dòng)軸承。但脫開(kāi)的另一端齒輪，與軸回轉(zhuǎn)方向第 32 頁(yè) 共 41 頁(yè) 其他問(wèn)題 傳動(dòng)是相反的，二者的相對(duì)轉(zhuǎn)速很高（約為兩倍左右） 。3） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使加力環(huán)推動(dòng)擺桿和鋼球的運(yùn)動(dòng)是不可逆的，即操縱力撤消后，有自鎖作用。這樣就限制了軸向和周向德兩個(gè)自由度，起了定位作用。m離合器及其壓緊裝置中有三點(diǎn)值得注意：1） 摩擦片的軸向定位：由兩個(gè)帶花鍵孔的圓盤(pán)實(shí)現(xiàn)。由于裝在箱內(nèi)，一般采用濕式。實(shí)現(xiàn)政反轉(zhuǎn)的變換方案很多，我們采用正反向離合器。車(chē)床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時(shí)退刀。I 軸上裝有摩擦離合器，由于組成離合器的零件很多，裝配很不方便，一般都是在箱外組裝好 I 軸在整體裝入箱內(nèi)。齒輪在軸上布置很重要，關(guān)系到變速箱的軸向尺寸，減少軸向尺寸有利于提高剛度和減小體積。制動(dòng)器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。我們采軸承能滿足要求第 31 頁(yè) 共 41 頁(yè) 齒輪塊設(shè)計(jì)用第一種方案，通過(guò)空心軸中的拉桿來(lái)操縱離合器的結(jié)構(gòu)。另一種布置方案是離合器的左右部分分別裝在同軸線的軸上，左邊部分接通，得到一級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，右邊接通得到三級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪的直徑受到離合器內(nèi)徑的約束，齒根圓的直徑必須大于離合器的外徑，負(fù)責(zé)齒輪無(wú)法加工。I 軸上裝的摩擦離合器和變速齒輪。3） 確定傳動(dòng)軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對(duì)位置，以確定各軸的受力點(diǎn)和受力方向，為軸和軸承的驗(yàn)算提供必要的數(shù)據(jù)。目的是：1） 布置傳動(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案。主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)中不可避免要經(jīng)過(guò)反復(fù)思考和多次修改。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。課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間的限制，一般只畫(huà)展開(kāi)圖。 齒輪的直徑 ?? Ⅰ軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 nPT9 ? Nm 齒輪受力 N325426rFd?? 根據(jù)受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為 1021?lRrv N 35642??v N 因軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，又由于不受軸向力，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 105 查得 pf為 到 ，取 ，則有：?pf ??RXP N .4522fp N軸承的壽命 因?yàn)?，所以按軸承 1 的受力大小計(jì)算：1? )72(8506)(016 ????PCnLh h故該軸承能滿足要求。 軸承的校驗(yàn)Ⅰ軸選用的是角接觸軸承 7206 其基本額定負(fù)荷為 由于該軸的轉(zhuǎn)速是定值 所以齒輪越小越靠近軸承，710/minr?對(duì)軸承的要求越高。第 29 頁(yè) 共 41 頁(yè)及說(shuō)明 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案出 。（1）接觸應(yīng)力公式： ??41208vasf jukNQzmBn???? u大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比； k?齒向載荷分布系數(shù)； 動(dòng)載荷系數(shù)； 工vkAk況系數(shù)； 壽命系數(shù)s查《機(jī)械裝備設(shè)計(jì)》表 104 及圖 108 及表 102 ,.20。 齒輪校驗(yàn) 在驗(yàn)算算速箱中的齒輪應(yīng)力時(shí)，選相同模數(shù)中承受載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪進(jìn)接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算。向心推力球軸承： =（~）d??圓錐孔雙列向力短圓柱滾子軸承：??= （mm）Rd???3104.前軸承處 d=100， ， R=5400kgf，?kgfR1250??所以：第 26 頁(yè) 共 41 頁(yè)r??==坐圓外變形： )1(4Ddbrkr????對(duì)于向心球軸承：D=150，d=100，b=60 ，取 k=所以： mr 016.)51(??????對(duì)于短圓柱滾子軸承：D=150，d=100，b=37 ，取k=，R=12500kgf所以： mr 053.)17(3104..25??????所以軸承的徑向變形： r= r 6..6.??1r?= + =+=支撐徑向剛度：k= kgfRr ??fkr .（2）量主要支撐的剛度折算到切削點(diǎn)的變形 )]12)[(????LakAPYBz其中 L=419mm，K A=所以： )]12)1[(???LakPYBAzm045. )]14925)[(.23. 2? ????第 27 頁(yè) 共 41 頁(yè) 齒輪校驗(yàn)（3）主軸本身引起的切削點(diǎn)的變形 FILPaYs2?其中：P=2940N，a=125mm，L=419mm，E=210 7N/cm，D=91mmI=即： ??????取 Z=9 離合器的軸向拉緊力由 ，得：?KpSQ??][?查《機(jī)床零件手冊(cè)》 ，摩擦片的型號(hào)如下：Z=9第 22 頁(yè) 共 41 頁(yè)摩擦片數(shù)5. 動(dòng)力設(shè)計(jì) 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算內(nèi)片：Dp=，查表?。篋=85mm，d=55mm b=,B=