【正文】 ............... 21 校核 c傳動組齒輪 .................................................................................... 22 主軸撓度的校核 ................................................................................................. 23 ......................................................................................... 23 主軸最佳跨距的確定 .......................................................................................... 26 選擇軸頸直徑 ,軸承型號和最佳跨距 ......................................................... 26 求軸承剛度 ............................................................................................ 26 各傳動軸支承處軸承的選擇 ..................................................................... 27 第五章 結(jié)構(gòu)設(shè)計 ...................................................................................................... 28 齒輪塊設(shè)計 ........................................................................................................ 28 軸承的選擇 ........................................................................................................ 28 密封裝置設(shè)計 .................................................................................................... 30 主軸換向與制動機構(gòu)設(shè)計 ................................................................................... 31 其他結(jié)構(gòu)問題 .................................................................................................... 31 總結(jié) ............................................................................................................................... 32 致 謝 ............................................................................................................................. 33 4 參考文獻 ........................................................................................................................ 34 5 第一章 緒論 引言 當前的機床制造業(yè)中。問題是如何挖掘潛力，改進性能，提高其競爭能力。所謂的價值工程是為了尋求功能與成本之間的合理匹配，使企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營活動中能正確處理質(zhì)量和成本的關(guān)系，向社會提供更多的物美價廉的產(chǎn)品，給企業(yè)和社會帶來更多的經(jīng)濟效益。因此利用價值工程作為依據(jù)，合理的確定普通 床頭箱 的結(jié)構(gòu)并選擇合適的零部件進行設(shè)計。它的左端通過掛輪架與床頭箱的軸相連，右端通過聯(lián)軸節(jié)與光桿和絲桿相連，操縱時只要搬動 床頭箱 外面的手柄到相應(yīng)位置，就可以把主軸的旋轉(zhuǎn)運動經(jīng)過掛輪架， 床頭箱 傳到絲桿或光桿。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 床頭箱 其動力傳動系統(tǒng)多采用齒輪傳動。傳統(tǒng)的齒輪傳動設(shè)計以安全系數(shù)或許用應(yīng)力為基礎(chǔ)，由于安全系數(shù)的確定，缺乏定量的數(shù)學基礎(chǔ)，許用應(yīng)力常根據(jù)材料性能、熱處理工藝、工作環(huán)境等諸多因素來確定，具有不確定性，而且齒輪的模數(shù)和齒數(shù)等都有一定的標準。齒輪在工作過程中，由于輪齒受到外力的作用，會產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力，出現(xiàn)疲勞、磨損以及斷裂。車床噪聲主要是齒輪噪聲。而要使車床噪聲達到國家標準要求， 就應(yīng)對產(chǎn)生主要噪聲源的齒輪進行剖析研究。因此，在設(shè)計階段需對其靜態(tài)以及動態(tài)特性進行合理而準確 的分析，以提高設(shè)計效率，減少試驗成本，進而提高進給軸的使用性能。 要求。使用性能是保證零件工作安全可靠、經(jīng)久耐用的必要條件。 中國 車床 變速總成產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 。掌握機床設(shè)計的過程和方法，使原有的知識有了進一步的加深。 7 第二章 機械運動設(shè)計 （ 1） 根據(jù) 條件 Nmax=2021rpm， Nmin=45rpm，轉(zhuǎn)速公比 φ= .則 變速范圍Rn=Nmax/Nmin= （ 2）根據(jù)公式確定 Z=lgRn/lgφ+1==12 確定結(jié)構(gòu)式 由于結(jié)構(gòu)上的限制，變速組中的傳 動副數(shù)目通常選用 2 或 3為宜，故其結(jié)構(gòu)式為： Z=2^（ n） *3^（ m） .對于 12級傳動，其結(jié)構(gòu)式可為以下三種形式： 12=3*2*2； 12=2*3*2； 12=2*2*3； 在電動機功率一定的情況下，所需傳遞的轉(zhuǎn)矩越小，傳動件和傳動軸的集合尺寸就越小。故本設(shè)計采用結(jié)構(gòu)式為： 12=3*2*2 圖 21中，從軸 I 到軸 II有三 對 齒輪分別嚙合，可得到三種不同的傳動速度；從軸 II 到軸 III 有兩對齒輪分別嚙合，可得到兩種不同的傳動速度，故從軸 II 到軸 III 可得 到 3*2=6 種不同的傳動速度；同理，軸 III 到軸 IV 有兩對齒輪分別嚙合，可得到兩種不同的傳動速度，故從軸 I到軸 IV 共可得到 3*2*2=12種不同的傳動轉(zhuǎn)速。該圖即為 傳動系 圖。由于主軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足級比規(guī)律（從低到高間成等比數(shù)列，公比為 φ ），故 傳動系 圖 上相鄰兩橫線間代表一個公比 φ ?？紤]到傳動順序中有前多后少原則，擴大順序應(yīng)采用 前小后大的原則，即所謂的前密后疏原則 。 3， 2， 2 表示 按傳動順序的各傳動組的傳動副數(shù) 。該傳動形式反映了傳動順序和擴大順序，且表示傳動方向和擴大順序一致。 圖 22 傳動系圖 繪制車床轉(zhuǎn)速圖前，有必要說明兩點： （ 1）為了結(jié)構(gòu)緊湊， 減小振動和噪聲 ，通常限制： a： 最小傳動比 Imin=1/4。所以，在一個變速組中， 變速范圍要小于等于 8，對應(yīng)本次設(shè)計，轉(zhuǎn)速圖中，一個軸上的傳動副間最大不能相差 6格。 9 （ 2）車床轉(zhuǎn)速圖與它的主傳動系統(tǒng)圖密切相關(guān)。 圖 23 床頭箱 主傳動系統(tǒng)圖 如圖 3所示， CM6132 型普通車床采用分離式傳動，即變速箱和主軸箱分離。在主軸箱的傳動中采用了 背輪機構(gòu) （ IV， V同軸線）， 解決了傳動比不能過大（受極限傳動比限制）的問題。圖中軸號的順序?qū)?yīng)傳動系統(tǒng)圖圖 23. 圖 24 轉(zhuǎn)速 圖 由于最高轉(zhuǎn)速 Nmax=2021rpm，且 CG6125 機床功率一般為 。此時，各傳動副的齒輪齒數(shù)和相同。因此，應(yīng)根據(jù)傳動軸直徑等適當選取?，F(xiàn)根據(jù)各傳動組內(nèi)傳動副的傳動比草擬出多種齒數(shù)和，見下表 22，至于具體每對傳動副齒數(shù)和和各齒輪齒數(shù)的確定留待各軸直徑估算確定后再確定。 （ 2）確定計算功率 Pca 由《機械設(shè)計》表 87 查得工作情況系數(shù) KA= 故 P ca=KAP=179。 （ 4）確定帶輪的基準直徑 dd并驗算帶速 v 初選小帶輪的基準直徑 dd1,有《機械設(shè)計》表 86 和表 88，取小帶輪的基準直徑 ddi=95mm 驗算帶速 v。 計算大帶輪的基準直徑， 取彈性滑動率ε = 得 dd2=idd1（ 1? ） =1400/80 179。 = mm 根據(jù)《機械設(shè)計》表 88，圓整為 dd2=140mm 實際傳動比 i= I軸的實際轉(zhuǎn)速 nI=ind=784r/min 轉(zhuǎn)速誤差Δ n2= % ??? 對于帶式傳送裝置，轉(zhuǎn)速誤差允許在177。 ,由《機械設(shè)計》表 85 得包角系數(shù) ?K =；根據(jù)Ld=1400mm，由《機械設(shè)計》表 82得帶長修正系數(shù) KL=，于是 Pr=（ P0+Δ P0）179。 KL= 因此由下列公式計算 V 帶根數(shù) Z= 故 取兩根 （ 9）計算單根 V帶的初拉力的最小值（ F0） min 由《機械設(shè)計》 表 83 得 A 型帶的單位長度質(zhì)量 q=,所以 （ F0） min= ???????????? )140224( d1d21 a）（? LLaa d0d0 ????rcaPP? ? NqvZvK PK ca 2 ????? 13 應(yīng)使帶的實際初拉力 F0（ F0） min （ 10）計算壓軸力 Fp 壓軸力的最小值為 （ Fp） min=2Z（ Fp） minsin =2179。 179。 (1) 主軸前端軸頸的直徑 D1 表 31 各類機床主軸前端軸頸的直徑 D1 圖 31 機床主軸結(jié)構(gòu)圖 如表 31 所示，本次設(shè)計，選 則 D1=60mm。 中間傳動軸的 計 算 根 據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，一般機床每根軸的當量直徑 d 與其傳遞的功率 P， 計算轉(zhuǎn)速 Nj，以及允許的扭轉(zhuǎn)角 [Ф]有如下經(jīng)驗公式： d=11sqrt(sqrt(P/Nj[Ф])) 對于花鍵軸，軸內(nèi)徑一般要比 d 小 7%。 。根據(jù)轉(zhuǎn)速圖圖 24，即可確定各軸的計算轉(zhuǎn)速見下表。在確定各軸效率時，不考慮軸承的影響，但在選取各軸齒輪傳遞效率時，取小值以彌補軸承帶來的誤差。 表 34 機械傳動效率 變速箱圓柱齒輪傳動選取 8 級精度， 主軸精度不高，選擇 7 級精度 。見下表： 表 35 機床各中間傳動軸傳遞 功率及計算直徑 15 *=； *=； *=。 由參考資料查得，主軸計算轉(zhuǎn)速是第一個三 分之一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高一級轉(zhuǎn)速， 齒輪模數(shù)計算 齒輪選用 40Cr 調(diào)質(zhì)處理按接觸疲勞強度或者彎曲強度計算齒輪模數(shù)比較復(fù)雜，因此先進行估算，再選用標準齒輪模數(shù)，一般同一變速組中的齒輪取同一模數(shù)，一個主軸變速箱中的齒輪采用 1~2 個模數(shù)，傳動功率的齒數(shù)模數(shù)一般不小于 2mm。 Z1 位于 I 軸，屬于高速軸 （ 1）按照接觸疲勞強度驗算齒輪選用精度。 4） 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 800179。（ 15179。 2179。 109 N2=179。 108 5） 由《機械設(shè)計》圖 1019 取 KHN1=， K