【正文】 中心距 帶輪的中心距，通常根據(jù)機床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選?。焊鶕?jù) 參考文獻 [4]中 經(jīng)驗公式 (820) 取 ，取 =600mm. 5. 三角帶的計算基準長度 由 參考文獻 [4]中 (822)計算帶輪的基準長度 由 參考文獻 [4]中 表 82，圓整到標準的計算長度 ， 。 可得， ， 經(jīng) 圓整 后，取值 為 145mm。 查參考文獻 [4]中 表 8圖 811 和表 86 取主動小帶輪基準直徑 。 2. 確定帶輪的基準直徑 ， 帶輪的直徑越小 ， 帶的彎曲應(yīng)力就越大。 1. 選擇三角帶的型號 由 參考文獻 [4]中 表 87 可查得， 工作情況系數(shù) 。帶輪結(jié)構(gòu)簡單，但尺寸大，機床中常用作電機輸出軸的定比傳動。 帶輪的設(shè)計 一般機床上都采用 三角帶 進行 傳動。 E b b E45 aE當進行公制，英制和絲杠，光杠的移換時，轉(zhuǎn)動手柄，通過套筒與鍵使凸輪盤轉(zhuǎn)動，通過槽中銷子帶動左邊杠桿繞支點擺動，經(jīng)過連桿帶動另一端杠桿繞支點擺動，使兩撥叉波動移換機構(gòu)的滑移齒輪，進行公制與英制螺紋的變換。 1絲杠； 2凸輪； 3操縱軸； 4,5,6杠桿 53 螺紋種類移換機構(gòu)及絲杠，光杠的操縱機構(gòu) 圖 53 為車床螺紋變換機構(gòu) (移換機構(gòu)和轉(zhuǎn)換機構(gòu) )的操縱機構(gòu) 工作原理圖。當手輪轉(zhuǎn)到所需位置后，例如從圖示位置逆時針轉(zhuǎn)過 ，將手輪重新推入，這時孔 中的壓塊 1 的斜面推向銷子向外，使左上角杠桿向順時針方向擺動，于是便將相應(yīng)的滑輪推向右端嚙合位置。 40Cr50~55HRC 220 ~ 250HBSE E45 a bEE 1支座； 2撥塊； 3杠桿； 4銷子； 5軸孔； 6操縱手輪； 7,7‘ 壓塊； 8鋼球； 9調(diào)節(jié)螺釘 圖 52 基本組操縱機構(gòu)立體圖 當需要改變基本組的傳動比時，先將手輪 6 沿軸向外拉，拉出后就可以自由轉(zhuǎn)動進行變速。在環(huán)形槽 中還有四個均勻分布的銷子 5，每個銷子通過杠桿 4 來控制撥快 3，四個撥快分別撥動基本組的四個滑動齒輪。 操縱機構(gòu) 1支座； 2撥塊； 3杠桿； 4銷子； 5軸孔； 6操縱手輪； 7,7‘ 壓塊 圖 51 進給箱基本組的操縱機構(gòu) 圖 51 為進給箱中基本組的操縱機構(gòu)工作原理圖。主軸頭部需要淬火，硬度為 。主軸一般選優(yōu)質(zhì)中碳鋼即可。 1:121:15~v主軸的直徑主要取決于主軸需要的剛度、結(jié)構(gòu)等。支承孔如果直接開在箱體上，內(nèi)端面加工有一定難度。 其他問題 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。在軸上增開了溝槽 (矩形或鋸齒形 )，效果又比前兩種好 。 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，密封效果越好，但工藝困難 )。 主軸是兩端外伸的軸，防止漏油更為重要而困難。平鍵一般用一個或者兩個 (相隔 180 度布置 )，兩國特鍵不但平衡較好，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，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題。 軸承間隙的調(diào)整量，應(yīng)該能方便而且能準確地控制，但調(diào)整機構(gòu)的結(jié)構(gòu)不能太復(fù)雜。把軸承調(diào)到合適的負間隙，形成一定的預(yù)負載，回轉(zhuǎn)精度和剛度都能提高，壽命、噪聲和抗震性也有改善。 軸承間隙的調(diào)整 。另外軸承的內(nèi)外環(huán)都是薄壁件，軸和孔德形狀誤差都會反映到軸承滾道上去。選擇軸承的精度時，既要考慮機床精度要求，也要考慮經(jīng)濟性。前軸承的誤差對主軸前端的影響最大，所以前軸承的精度一般比后軸承選擇高一級。徑向力和兩個方向的軸向力都應(yīng)傳遞到箱體上，即負 荷都由機床支撐件承受。 在配置軸承時，應(yīng)注意以下幾點：每個支撐點都要能承受經(jīng)向力。 軸承配置時，除選擇軸承的類型不同外，推力軸承的布置是主要差別。三孔同心 在工藝上難度較大，可以用兩個支撐的主要支撐，第三個為輔助支撐。 2. 軸承的配置 大多數(shù)機床主軸采用兩個支撐，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但為了提高主軸剛度也有用三個支撐的了。 aL / 2 ~ ? L/LaLEE40~50HRC1mm ~2mm mm?向心推力球軸承。 推力球軸承。外徑比同規(guī)格的雙列圓柱滾子軸承小一些。是一種新型軸承，在近年生產(chǎn)的機床上廣泛采用。承載能力大，可同時承受徑向力和軸向力，結(jié)構(gòu)比較簡單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低一些。螺紋表面一般不淬火；淬火部位的空刀槽不能過深，臺階交接處應(yīng)該倒角；滲氮主軸的銳邊、棱角必須倒圓 ， 可避免滲氮層穿透剝落。機床主軸都在一定部位上承受著不同程度的摩擦，主軸與滾動軸承配合使用時，軸頸表面具有適當?shù)挠捕瓤筛纳蒲b配工藝并保證裝配精度，通常硬度為 即可滿足要求。 主軸材料和熱處理 在主軸結(jié)構(gòu)形狀和尺寸一定的條件下，材料的彈性模量 越大，主軸的剛度也越高，由于鋼材的 值較大，故一般采用鋼質(zhì)主軸，一般機床的主軸選用價格便宜、性能良好的 45 號鋼。 跨距 的大小，很大程度上受其他結(jié)構(gòu)的限制，常常不能滿足以上要求。選擇適當?shù)闹慰缇?，一般推薦?。?，跨距 小時，軸承變形對軸端變形的影響大。 前錐孔直徑 ： 前錐孔用來裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏 5 號錐孔。為了擴大使用范圍，加大可加工棒料直徑，車床主軸內(nèi)孔直徑有增大的趨勢。 各部分尺寸的選擇 主軸形狀與各部分尺寸不僅和強度、剛度有關(guān)，而且涉及多方面的因素。 主軸組件設(shè)計 主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈。軸承的間隙是否需要調(diào)整。 回轉(zhuǎn)的軸向定位 (包括軸承在軸上定位和在箱體孔中定位 )在選擇定位方式時應(yīng)注意：軸的長度。傳動軸必須在箱體內(nèi)保持準確位置，才能保證裝在軸上各傳動件的位置正確性，不論軸是否轉(zhuǎn)動，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、中或重系列軸承來達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加工幾個同心孔的工藝。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，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D刀 65~85mm精度要求都比較高。 機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構(gòu)能正常工作。 傳動軸的 設(shè)計 機床傳動軸，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 )和機械加工時的安裝和定位基面。 滑移齒輪進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，用較高精度滾齒機或插齒機可以達到。 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，或一些關(guān)鍵齒輪，就應(yīng)選 655。為了控制噪聲，機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：是固定齒輪還是滑移齒輪；移動滑移齒輪的方法；齒輪精度和加工方法；變速箱中齒輪用于傳遞動力和運動。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 )。 結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)使加力環(huán)推動擺桿和鋼球的運動是不可逆的，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值得注意： 摩擦片的軸向定位：由兩個帶花鍵孔的圓盤實現(xiàn)。由于裝在箱內(nèi)，一般采用濕式。實現(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。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和受力方向，為軸和軸承的驗算提供必要的數(shù)據(jù)。目的是：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)計時整個機床設(shè)計的重點，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計中不可避免要經(jīng)過反復(fù)思考和多次修改。 3 2 4 2 7 61 4 4 0 0 . 8 7 2 0 0 4 . 4 8 / m in4 0 4 2 3 8 r? ? ? ? ?實 際 轉(zhuǎn) 速 =2 0 0 4 .4 8 2 0 0 0| | 0 .2 % 2 .6 %2020 ? ??3 6 4 2 7 61 4 4 0 0 . 8 7 1 2 5 2 . 8 / m in3 6 4 2 3 8 r? ? ? ? ?實 際 轉(zhuǎn) 速 =2 5 0 5 .6 2 5 0 0| | 0 .2 % 2 .6 %2500 ??主軸變速箱是機床的重要部件。 n| | 1 0 ( 1 ) %n ?? ? ?實 際 轉(zhuǎn) 速 標 準 轉(zhuǎn) 速標 準 轉(zhuǎn) 速 對于轉(zhuǎn)速 80r/min 對于轉(zhuǎn)速 100r/min 對于轉(zhuǎn)速 125r/min 對于轉(zhuǎn)速 160r/min 對于轉(zhuǎn)速 200r/min 對于轉(zhuǎn)速 250r/min 對于轉(zhuǎn)速 315r/min 2 8 1 7 2 31 4 4 0 0 . 8 7 4 8 . 7 2 / m in4 4 6 8 9 1 r? ? ? ? ?實 際 轉(zhuǎn) 速 =4 8 .7 2 5 0| | 2 .5 % 2 .6 %50 ??3 6 1 7 2 31 4 4 0 0 . 8 7 7 8 . 3 / m in3 6 6 8 9 1 r? ? ? ? ?實 際 轉(zhuǎn) 速 =7 8 .3 8 0| | 2 .1 % 2 .6 %80 ??2 8 2 8 2 31 4 4 0 0 . 8 7 9 7 . 4 4 / m in4 4 5 6 9 1 r? ? ? ? ?實 際 轉(zhuǎn) 速 =9 7 .4 4 1 0 0| | 2 .5 % 2 .6 %100 ??3 2 2 8 2 31 4 4 0 0 . 8 7 1 2 5 . 2 8 / m in4 0 5 6 9 1 r? ? ? ? ?實 際 轉(zhuǎn) 速 =1 2 5 .2 8 1 2 5| | 0 .2 % 2 .6 %125 ??3 6 2 8 2 31 4 4 0 0 . 8 7 1 5 6 . 6 / m in3 6 5 6 9 1 r? ? ? ? ?實 際 轉(zhuǎn) 速 =1 5 6 .6 1 6 0| | 2 .1 % 2 .6 %160? ??2 8 4 2 2 31 4 4 0 0 . 8 7 1 9 4 . 8 8 / m in4 4 4 2 9 1 r? ? ? ? ?實 際 轉(zhuǎn) 速 =1 9 4 .8 8 2 0 0| | 2 .5 % 2 .6 %200 ??3 2 4 2 2 31 4 4 0 0 . 8 7 2 5 0 . 5 6 / m in4 0 4 2 9 1 r? ? ? ? ?實 際 轉(zhuǎn) 速 =2 5 0 .5 6 2 5 0| | 0 .2 % 2 .6 %250 ??3 6 4 2 2 31 4 4 0 0 . 8 7 3 1 3 . 2 / m in3 6 4 2 9 1 r? ? ? ? ?實 際 轉(zhuǎn) 速 = 對于轉(zhuǎn)速 400r/min 對于轉(zhuǎn)速 500r/min 對于轉(zhuǎn)速 630r/min 對于轉(zhuǎn)速 800r/min 對于轉(zhuǎn)速 1000r/min 對于轉(zhuǎn)速 12