【正文】 相信這份緣分，更要珍惜這份緣分。留戀學(xué)校的一草一木，懷念那平凡的每一天。最后，我要感謝我偉大的母校，感謝與我朝夕相伴四年的朋友。等到參加工作時，我們將去實(shí)現(xiàn)我們的偉大理想，將你們所授盡數(shù)回報社會。正是有了你們的教導(dǎo)，我學(xué)到了豐富的專業(yè)知識，使自己的知識儲備得到了升華。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)和科研精神是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。首先，我要特別感謝指導(dǎo)老師這段時間對我的悉心指導(dǎo)。通過這次設(shè)計，還提高了自己應(yīng)用Word軟件和autoCAD繪圖軟件的基本能力，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我們將軸簡化為集中載荷下的簡支梁。彎曲剛度用軸在受力時產(chǎn)生的撓度（y）及傾角（θ）來度量；扭轉(zhuǎn)剛度用軸在受力時每1m長度產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角（）來度量。主軸的驗(yàn)算主要是剛度的驗(yàn)算，與一般軸著重于強(qiáng)度的情況不同，通常能滿足剛度要求的主軸也能滿足強(qiáng)度的要求。2）主軸的結(jié)構(gòu)和組件的布置。包括主軸直徑D、內(nèi)徑d、懸伸量a和支承跨距L等。3）主傳動的布局—整體流線型結(jié)構(gòu)；變速方式—孔盤變速；開停裝置—直接控制電機(jī)開停裝置；制動裝置—電磁離合器制動；換向裝置—電機(jī)的正反轉(zhuǎn)；軸與齒輪的計算轉(zhuǎn)速的確定；齒輪設(shè)計：1）確定=19, =71所需要的模數(shù)，m=4。2）基本變速組、第一擴(kuò)大組的模數(shù)相等，我們這里用計算法來確定齒輪的齒數(shù)。通過計算可知，主軸組件的剛度即撓度、傾角都能滿足要求，故設(shè)計的主軸組件是正確的。1）在切削力F作用下主軸前、中支承處的傾角、取彈性模量 主軸截面慣性矩 支承跨距 =懸伸量 a=切削力 F=即： （51） （“”表示逆時針方向）許用傾角:[]=則 〈[]、〈[]，滿足要求。因此也須加以限制。本設(shè)計中以[y]=（主軸支承跨距）為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算，即：[y]===由此可知在切削力F作用下主軸端位移y[y],故滿足要求。由于功率在傳動過程中有損失，則在輸出齒輪上傳遞的功率大小為：== KW （此設(shè)計中， KW）計算齒輪受力：大齒輪18的受力計算：轉(zhuǎn)矩： =1615 圓周力： KN徑向力： KN （其中，直齒圓柱齒輪的壓力角為）法向力 KN小齒輪17的受力計算：轉(zhuǎn)矩： =1615 圓周力： KN徑向力： KN （其中，直齒圓柱齒輪的壓力角為）法向力 KN經(jīng)比較可得：小齒輪上受到的力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于大齒輪上的力，所以在計算過程中，僅對小齒輪上的力對軸的影響進(jìn)行了受力分析。 主軸的受力分析圖52 主軸箱傳遞系統(tǒng)圖根據(jù)設(shè)計時的已知條件可得：主軸輸出轉(zhuǎn)速n=30r/min,傳動比i==。本設(shè)計中，主軸的直徑相差不大且計算精度要求不高，所以我們把軸看作等徑軸，采用平均直徑（各直徑之和除以直徑數(shù)）來進(jìn)行計算。剛度分為彎曲剛度與扭轉(zhuǎn)剛度兩種。前軸承我們采用雙列向心短圓柱滾子軸承，精度等級選為D級；中軸承采用單列向心推力球軸承（2個），精度等級選為E級；后軸承采用單列向心球軸承，精度等級為G級。一般情況下主要支承比輔助支承的精度等級高一級，又因?yàn)榍拜S承內(nèi)圈的偏心量對主軸端部精度的影響大，中軸承的影響較小。主軸的旋轉(zhuǎn)精度在很大程度上由其軸承決定，軸承的變形量約占主軸組件總變形量的30%～50%，軸承的發(fā)熱量占的比重也較大。 主軸軸承軸承是主軸組件的重要組成部分，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，我們只須按使用要求選擇即可。因此，設(shè)計時對主軸提出了一定的技術(shù)要求，它主要包括主軸各配合表面的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和表面硬度等內(nèi)容，并應(yīng)在主軸零件圖上準(zhǔn)確、合理的進(jìn)行標(biāo)注，以滿足設(shè)計要求、工藝要求、檢測要求。 主軸的材料、熱處理和技術(shù)要求本設(shè)計的主軸材料采用45鋼，熱處理方法是調(diào)質(zhì)處理，在軸頸的前端安裝刀具處應(yīng)進(jìn)行高頻表面淬火，表面硬度為HRC22～28。5）潤滑：潤滑油由進(jìn)油孔流入支承。4）軸承調(diào)整：可用螺母8調(diào)整主軸前軸承的間隙。前支承上裝有一個雙列向心短圓柱滾子軸承，它的主要特點(diǎn)是徑向剛度和承載能力大，旋轉(zhuǎn)精度高，徑向結(jié)構(gòu)緊湊和壽命長，但它不能承受軸向載荷；中支承上裝有兩個單列向心推力球軸承，它的主要特點(diǎn)是即能承受徑向載荷又能承受軸向載荷，本設(shè)計采用背靠背的組合，所以可承受兩個方向的軸向力；后支承上裝有一個單列向心球軸承，用以承受徑向載荷，其內(nèi)圈通過彈簧卡圈固定在軸上，其外圈不固定在箱體上。平鍵用于圓周方向的固定并傳遞扭矩。 2）傳動：主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，由齒輪5經(jīng)過平鍵6傳給主軸。主軸前端的錐孔用于安裝帶柄銑刀。主軸是空心的，其懸伸量應(yīng)盡量地小些。 主軸的結(jié)構(gòu)和組件的布置本設(shè)計中采用三支承的主軸，以前、中支承為主要支承，后支承起輔助作用，輔助支承常采用剛度和承載能力較小的軸承，其外圈與支承座孔的配合比主要支承松1～2級，保證有一定的間隙，以解決三孔不同軸的問題；把傳動件置于前軸承與中軸承之間，并靠近前軸承；其階梯形軸徑是從前軸頸起逐級向后遞減；主軸端部（主軸前端）的形狀和尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計時具體尺寸可參考機(jī)床制造標(biāo)準(zhǔn)（《機(jī)床設(shè)計手冊》第3冊），為了提高剛度，主軸的的直徑應(yīng)盡量大些，但加大直徑除受到滾動軸承所允許的工作參數(shù)d根據(jù)材料力學(xué)中的位移互等定理，當(dāng)外力作用于節(jié)點(diǎn)時，則主軸端的位移=0。設(shè)實(shí)選跨距為L，則主軸組件的剛度達(dá)不到最大值。下面我們就來確定最佳跨距與合理跨距。三支承主軸的L（前支承與后支承之間的距離）和（前支承與中支承之間的距離）應(yīng)遵循如下原則：我們這里以前、中支承為主要支承。根據(jù)《專用機(jī)床設(shè)計與制造》表5—15可知：=～ a=（～） a=～。又=（～）D D=～所以d= = =26mm在設(shè)計中取d為29毫米。當(dāng)＜，空心與實(shí)心截面主軸的剛度很接近。 主軸內(nèi)孔直徑的確定由材料力學(xué)可知，剛度正比于截面慣性矩I，它與直徑之間有下列關(guān)系： 式中：、 — 空心主軸的剛度和截面慣性矩； K、I — 實(shí)心主軸的剛度和截面慣性矩。應(yīng)當(dāng)注意，主軸軸承的配置形式對主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定很有關(guān)系，故在設(shè)計過程中常需交叉進(jìn)行，最終以主軸組件剛度等性能來衡量其設(shè)計的合理性。 主軸組件結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定主軸組件的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括：主軸的平均直徑D（初選時常用主軸前軸頸處的直徑、后軸頸D2來表示）；主軸內(nèi)孔d；主軸前端懸伸量a；以及主軸支承跨距L等。 齒輪與齒輪的幾何尺寸計算：表41 齒輪與齒輪主要尺寸的確定名 稱外嚙合計算公式、的計算結(jié)果分度圓直徑齒 頂 高 齒 根 高 =1 4+4=5全 齒 高 =4+5=9齒頂圓直徑齒根圓直徑周 節(jié) = 4=基圓直徑分度圓上弧齒厚中 心 距 傳 動 比 其它齒輪參數(shù)的確定表42 銑床上齒輪主要參數(shù)的確定齒輪編號名 稱齒數(shù)模數(shù)壓力角材 料齒輪26320020Cr齒輪54320040Cr三聯(lián)齒輪22420040Cr二聯(lián)齒輪33420040Cr三聯(lián)齒輪19420040Cr二聯(lián)齒輪36420040Cr三聯(lián)齒輪16420040Cr齒輪39420040Cr齒輪39420040Cr三聯(lián)齒輪26420040Cr二聯(lián)齒輪28420040Cr三聯(lián)齒輪37420040Cr二聯(lián)齒輪18420040Cr三聯(lián)齒輪47420040Cr齒輪82320040Cr齒輪38320040Cr齒輪19420040Cr齒輪71420040Cr第5章 主軸組件的計算主軸組件的設(shè)計包括結(jié)構(gòu)設(shè)計及其主要尺寸的計算，一般可按下列步驟進(jìn)行：（1）搜集和分析資料；（2）初選結(jié)構(gòu)參數(shù)：包括主軸直徑D、內(nèi)徑d、懸伸量a和支承跨距L等；（3）初步確定主軸組件的布局：包括軸承配置形式、傳動件的布置等；（4）繪制結(jié)構(gòu)草圖，并根據(jù)結(jié)構(gòu)上的要求對布局和參數(shù)進(jìn)行修改；（5）進(jìn)行必要的驗(yàn)算：主要是剛度和抗振性。 確定許用應(yīng)力： 齒輪工作期限為：取 T=12000，x=2 小時 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：以該齒輪的計算轉(zhuǎn)速代入，=375轉(zhuǎn)/分；是齒輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個牙齒的某一側(cè)齒面參加嚙合的次數(shù)，=1。其余依此類推，各齒輪的計算轉(zhuǎn)速如下：齒輪序號計算轉(zhuǎn)速(r/min）144069569547569537569530030047530023530011811823537595表32 齒輪的計算轉(zhuǎn)速本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文CAD圖紙 401339828 第4章 齒 輪 設(shè) 計 齒輪、的設(shè)計 設(shè)計計算X613228主傳動中Ⅴ軸與Ⅵ軸間的一對齒輪傳動=19, =71所需要的模數(shù)。 ④齒輪的計算轉(zhuǎn)速：齒輪裝在Ⅴ軸上，共有30～190r/min9級轉(zhuǎn)速，其中只有在95～190r/min的4級轉(zhuǎn)速時，該齒輪才能傳遞全部功率。其中375～750r/min的4級轉(zhuǎn)速（經(jīng)齒輪副，使主軸得到95～190r/min的4級轉(zhuǎn)速）能傳遞全部功率；而118～300r/min的5級轉(zhuǎn)速（經(jīng)齒輪副，使主軸得到30～75r/min的5級轉(zhuǎn)速都低于主軸的計算轉(zhuǎn)速95r/min，不能傳遞全部功率。 ②齒輪的計算轉(zhuǎn)速：齒輪裝在Ⅴ軸上，共有235～1500r/min9級轉(zhuǎn)速，都能傳遞全部功率，其最低轉(zhuǎn)速235r/min即為齒輪的計算轉(zhuǎn)速。因此，Ⅲ軸上的這3級轉(zhuǎn)速也都能傳遞全部功率，其中的最低轉(zhuǎn)速300r/min即為Ⅲ軸的計算轉(zhuǎn)速。 ②Ⅲ軸的計算轉(zhuǎn)速：同理，Ⅲ軸上共有3級轉(zhuǎn)速：300、37475r