【正文】 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，裝配方便，間隙容易調(diào)整。而且滾錐軸承對軸的剛度、支撐孔的加工精度要求都比較高。 機(jī)床傳動軸常采用的滾動軸承有球軸承和滾錐軸承。這是加工時的過濾部分。 花 鍵軸承載能力高，加工和裝配也比帶單鍵的光軸方便。成批生產(chǎn)中，有專門加工花鍵的銑床和磨床，工藝上并無困難。如撓度和傾角過大，將使齒輪嚙合不良，軸承工作條件惡化，使振動、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引起上述問題。傳動軸應(yīng)保證這些傳動件或機(jī)構(gòu)能正常工作。 傳動軸的設(shè)計(jì) 機(jī)床傳動軸，廣泛采用滾動軸承作支撐。 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，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)械加工時的安裝和定位基面。 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。因此，需要淬火的 7 級齒輪一般滾（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。 不同精度等級的齒輪，要采用不同的加工方法，對結(jié)構(gòu)要求也有所不同。如果噪聲要求很嚴(yán)，或一些關(guān)鍵齒輪，就應(yīng)選6— 5— 5。 為了控制噪聲，機(jī)床上主傳動齒輪都要選用較高的精度 。采用同一精度時，圓周速度越高，振動和噪聲越大，根據(jù)實(shí)際結(jié)果得知，圓周速度會增加一倍，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力和運(yùn)動。同時由于齒輪制造及安裝誤差等，不可避免要產(chǎn)生動載荷而引 起振動和噪音，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，軸承需要潤滑。 齒輪與軸之間的軸承可以用滾動軸承也可以用滑動軸承。但脫開的另一端齒輪，與軸回轉(zhuǎn)方向是相反的，二者的相對轉(zhuǎn)速很高（約為兩倍左右）。 3） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時應(yīng)使加力環(huán)推動擺桿和鋼球的運(yùn)動是不可逆的，即操縱力撤消后，有自鎖 作用。這樣就限制了軸向和周向的兩個自由度，起了定位作用。 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：由兩個帶花鍵孔的圓盤實(shí)現(xiàn)。由于裝在箱內(nèi)，一般采用濕式。實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的變換方案很多，我們采用正反向離合器。 車床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時退刀。 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。制動器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。我們采用第二種方案，通過空心軸中的拉桿來操縱離合器的結(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，得到一級反向轉(zhuǎn)動，右邊接通得到三級正向轉(zhuǎn)動。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，否則齒輪無法加工。 Ⅰ 軸上裝的摩擦離合器和變速齒輪。 3） 確定傳動軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對位置，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） 布置傳動件及選擇結(jié)構(gòu)方案 。 主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時整個機(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)過反復(fù)思考和多次修改。 主軸變速箱是機(jī)床的重要部件。1z = zs 1z =9030=60 2z =18， 39。2z = zs 2z =8428=56 3z =17， 39。3z = zs 2z =6633=33； 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 16 頁 共 53 頁 ?變速組 b的齒數(shù)確定： 1ib =1 2ib =1/ 3? =1/2 3ib =1/4 故變速組中最小齒輪必在 1/ 3? 的齒輪副中，假設(shè)最小齒數(shù)為 minz =22，minzs =84， 同上， 取 zs =84，查得 1z =42， 39。1z = zs 1z =6622=44； i=，找出 2z =29， 39。 ?變速組 a: 1ia =1 2ia =1/? =1/ 3ia =1/2 ※確定最小齒輪的齒數(shù) minz 及最小齒數(shù)和 minzs 該變速組內(nèi)的最小齒輪必在 i=1/2 的齒輪副中，根據(jù)結(jié)構(gòu)條件，假設(shè)最小齒數(shù)為 minz =22 時，查表得到 minzs =72。采用三聯(lián)滑移齒輪時，應(yīng)檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關(guān)系：三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于 4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。對于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時，變速組內(nèi)每對齒輪的齒數(shù)和 zS 及小齒輪的齒數(shù)可以從《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表 39中選取。 ?定軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速 對于軸Ⅰ，其級比指數(shù)為 1,可?。? 1ai =21?= 2ai =?1= 3ai =11 確定軸Ⅰ轉(zhuǎn)速為 355，電動機(jī)于軸Ⅰ的定變傳動比為 970/355= 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 14 頁 共 53 頁 繪制轉(zhuǎn)速圖 圖 確定各變速組變速副齒數(shù) 確定齒輪齒數(shù)的原則和要求： ①齒輪的齒數(shù)和 zs 不應(yīng)過大；齒輪的齒數(shù)和 zs 過大會加大兩軸之間的中心距， 使機(jī)床結(jié)構(gòu)龐大，一般推薦 zs ≤ 100～ 200. ②最小齒輪的齒數(shù)要盡可能少；但同時要考慮： ※最小齒輪不產(chǎn)生根切，機(jī)床變速箱中標(biāo)準(zhǔn)直圓柱齒輪，一般最小齒數(shù) minz ≥ 18； ※受結(jié)構(gòu)限制的最小齒輪最小齒數(shù)應(yīng)大于 18～ 20； 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 15 頁 共 53 頁 ※齒輪齒數(shù)應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動比的要求：實(shí)際傳動比（齒數(shù)之比）與理論傳動比（轉(zhuǎn)速圖上要求的傳動比）之間又誤差，但不能過大，確定齒 輪數(shù)所造成的轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過 ? 10%（ ? 1） %，即 ）（理實(shí)理 110n n ???? ?n % 理n 要求的主軸轉(zhuǎn)速； 實(shí)n 齒輪傳動實(shí)現(xiàn) 的主軸轉(zhuǎn)速； 齒輪齒數(shù)的確定，當(dāng)各變速組的傳動比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。 ?先來確定Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速 變速組 c 的變速范圍為 ]10,8[ m a x99 ???? R? ， 結(jié)合結(jié)構(gòu)式 Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速只有一種可能： 5 7 90、 11 1 180、 22 280、 355。Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ軸之間的變速組分別設(shè)為 a、 b、 c。 ②確定變速軸軸數(shù) 變速軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比變速副數(shù) + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。因?yàn)槠渌兯俳M的變速范圍都比最后擴(kuò)大組的小，只要最后擴(kuò)大組的變速范圍不超過極限值，其他變速組就不會超過極限值。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下： 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 12 頁 共 53 頁 圖 各變速組的變速范圍及極限傳動比 傳動副的極限傳動比和傳動組的極限變速范圍：在降速傳動時，為防止被動齒輪的直徑過大而使進(jìn)徑向尺寸過大，常限制最小傳動比， mini ? 1/4，升速傳動時，為防止產(chǎn)生過大的振動和噪音，常限制最大傳動比 2max?i ，斜齒輪比較平穩(wěn)，可取 ?i ，故變速組的最大變速范圍為 ?maxR maxi /mini ≤ 8～ 10。因此在擬定主變速傳動系時，應(yīng)盡可能將傳動副較多的變速組安排在前面，傳動副數(shù)少的變速組放在后面，使主變速傳動系中更多的傳動件在高速范圍內(nèi)工作，尺寸小一些，以節(jié)省變速箱的造價，減小變速箱 的外形尺寸； ※ 傳動順序與擴(kuò)大順序相一致的原則； 即“前密后疏”原則，即要求 X0＜ X1＜ X2＜????＜ Xj 前面變速組的傳動副分布緊密，后面的分布疏松。按此原則 取第一種方案： 18=3 3 2 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 11 頁 共 53 頁 結(jié)構(gòu)式的擬定 對于 18=3 3 2 傳動式，有 6 種結(jié)構(gòu)式和對應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目 級數(shù)為 Z的變速系統(tǒng)由若干個順序的變速組組成，各變速組分別有 ?Z 、?Z ??個變速副。 變速 方案有多種，變速型式更是眾多，比如：變速型式上有集中變速，分離變速；擴(kuò)大變速范圍可用增加變速組數(shù)，也可采用背輪結(jié)構(gòu)、分支變速等型式；變速箱上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。 變速方案和型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 10 頁 共 53 頁 根據(jù)以上的計(jì)算和設(shè)計(jì)任務(wù)書可得到本次設(shè)計(jì)車床的基本參數(shù)： 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù) 表 工件最大回轉(zhuǎn)直徑 maxD (mm) 最高轉(zhuǎn)速 maxn ( minr ) 最低轉(zhuǎn)速 minn ( minr ) 電機(jī)功率 P（ kW） 公比? 轉(zhuǎn)速級數(shù)Z 320 712 14 18 擬定變速方案，包括變速型式的選擇以及開停、換向、制動、操縱等整個變速系統(tǒng)的確定。適用于無特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床，泵，風(fēng)機(jī)，攪拌機(jī)，運(yùn)輸機(jī)，農(nóng)業(yè)機(jī)械等。 ③ 機(jī)床功率的計(jì)算， 主切削力的計(jì)算 根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊》 449P 450P 表 859和表 860，主切削力的計(jì)算公式及有關(guān)參數(shù)： FZ =? F60 ? FcC ? FcZa ? FcZf ? FcZv ? FcK =? ? ?270?4???? =3242（ N） 切削功率的計(jì)算 cP = cF ? cv ? 310? =3242 103=(kw)； 依照一般情況，取機(jī)床變速效率 ? =。 現(xiàn)以確定粗車是的切削用量為設(shè)計(jì)： ① 確定背吃刀量 pa 和進(jìn)給量 f，根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊》 444P 表 850， pa 取 4mm， f取 rmm 。采用車刀具，可轉(zhuǎn)位外圓車刀，刀桿尺寸： 16mm?25mm。 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 9 頁 共 53 頁 主電動機(jī)的選擇 合理的確定電機(jī)功率 P，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系列 ? = 因?yàn)?? ==，根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 77P 表 36 標(biāo)準(zhǔn)數(shù) 列。 當(dāng)?shù)湫凸ば驗(yàn)殂q孔或加工螺紋時，應(yīng)按在車床上常用最大鉸孔直徑或經(jīng)常加工 的 最 大 螺 紋 直 徑 作 為 最 大 計(jì) 算 直 徑 maxd ， 根 據(jù) 調(diào) 研 可 推 薦 ：maxd = 1D ,( 1D 為刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑） 故 maxn =minmax1000dv? = 322020000??? =1990 r/min， 取 maxn =2020 r/min； minnmaxmin1000dv? = 160251000??? = r/min， 取 minn =45 r/min； 與本次設(shè)計(jì)給定的參數(shù)相差不大，取計(jì)算值。 采用最小速度 minv 的典型工序又以下幾種情況： ，要求獲得粗糙度小于 m； ； 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 8 頁 共 53 頁 ，對鑄鐵材料的盤類工件進(jìn)行粗車端面工作，取minv =25r/min。 主軸最高和最低轉(zhuǎn)速可按下列計(jì)算： maxn =minmax1000dv? (rpm) minn =maxmin1000dv? (rpm) 其中： maxn 、 minn —— 主軸最高、最低轉(zhuǎn)速（ m/min）； maxv 、 minv —— 典型工序的最 大、最小切削速度（ m/min）； maxd 、 mind —— 最大、最小計(jì)算直徑。 還應(yīng)該和先進(jìn)的同類機(jī)床比較，因?yàn)檫^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)無法實(shí)現(xiàn)。例如普通車到在大多數(shù)情況下已經(jīng)采用硬質(zhì)合金，目前陶瓷刀具也已開始應(yīng)用等情況。 由于通用性機(jī)床加工對象很廣，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)速是一個復(fù)雜的任務(wù)，必須對有關(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)該是個別記錄，而應(yīng)該具有普遍性。 本文從開始到結(jié)束的流程如下： ※ 查閱資料，擬定計(jì)劃； ※ 擬定傳動結(jié)構(gòu)，繪制草圖； ※ 設(shè)計(jì)傳動件和零件； ※ 校核零件、組件； ※ 繪圖，編寫論文說明書。首先應(yīng)滿足機(jī)床的運(yùn)動特性，如機(jī)床主軸油足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級數(shù)；