【正文】 ..46 ...........................................................................................................................46 .......................................................................................................................49第 4 頁 共 41 頁 機床主軸箱課程設計的目的 設計任務和主要技術要求擬定 機床主軸箱課程設計的目的機床課程設計，是在學習過課程《機械制造裝備設計》之后進行的實踐性教學環(huán)節(jié)。其目的在于通過機床運動機械變速傳動系統(tǒng)的結構設計，使學生在擬定傳動和變速的結構方案過程中，得到設計構思，方案分析，結構工藝性，機械制圖，零件計算，編寫技術文件和查閱技術資料等方面的綜合訓練，樹立正確的設計思想，掌握基本的設計方法，并培養(yǎng)學生具有初步的結構分析，結構設計和計算能力。因此，對這些基本知識和資料作些簡要介紹。主要用于加工回轉體。2 主軸最大轉速為 750r/min,最小轉速為 24r/min。 =50～ 又∵ =43～51 ∴ minax/~2./innr? min0954Vd?? 主電機選擇合理的確定電機功率，使機床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產需要，又不致使電機經常輕載而降低功率因素。 ?? 主傳動方案擬定擬定傳動方案，包括傳動型式的選擇以及開停、幻想、制動、操縱等整個傳動系統(tǒng)的確定。~2./r?電機：Y132M4，額定功率 ，滿kw載轉速 1440 ，minr。因此，確定傳動方案和型式，要從結構、工藝、性能及經濟等多方面統(tǒng)一考慮。顯然，可能的方案有很多，優(yōu)化的方案也因條件而異。 傳動結構式、結構網(wǎng)的選擇結構式、結構網(wǎng)對于分析和選擇簡單的串聯(lián)式的傳動不失為有用的方法，但對于分析復雜的傳動并想由此導出實際的方案，就并非十分有效。即 ?? ??321Z?傳動副中由于結構的限制以 2 或 3 為合適，即變速級數(shù) Z應為 2 和 3 的因子： ，可以有多種方案，例： baZ???18=332；18=2322；18=23[1+211]；18=23[121] 傳動式的擬定 18 級轉速傳動系統(tǒng)的傳動組，選擇傳動組安排方式時，考慮到機床主軸變速箱的具體結構、裝置和性能。主軸對加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好。第 7 頁 共 41 頁式的擬定 轉速圖的擬定綜上所述，傳動式為 18=2322。分別為： 612218??? ( ：內輪+ 背輪， ：重復 6 級) 6612? ( ：重復 6 級) 312? 由于本次設計的機床 I 軸裝有摩擦離合器，在結構上要求有一齒輪的齒根圓大于離合器的直徑。 轉速圖的擬定正轉轉速圖：初選 61238???第 8 頁 共 41 頁4. 傳動件的估算 三角帶傳動的計算4. 傳動件的估算 三角帶傳動的計算三角帶傳動中，軸間距 A 可以加大。帶輪結構簡單，但尺寸大，機床中常用作電機輸出軸的定比傳動。(2)確定帶輪的計算直徑 ，?D?帶輪的直徑越小帶的彎曲應力就越大。查《機械設計》 表 8?min??3，87 取主動輪基準直徑 =125 。(3)確定三角帶速度按公式 ????因為 5m/minV25 m/min,所以選擇合適。 (7)確定實際中心距 ????（ ）(8)驗算小帶輪包角 ???????，主動輪上包角合適。機床主傳動系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過大的變形。 主軸的計算轉速 主軸的計算轉速是低速第一個三分之一變速范圍的最高一級轉速： min/?????? 各傳動軸的計算轉速軸Ⅴ：有 18 級轉速，其中 80r/min 通過齒輪獲得63r/min，剛好能傳遞全部功率：所以：n V =80r/min同理可得：n Ⅳ =250r/min ，n Ⅲ =630r/min ，nⅡ =630r/min,nⅠ =800r/min 各軸直徑的估算nⅣ =250r/min ，n Ⅲ =630r/min ，n Ⅱ =630r/min,nⅠ第 12 頁 共 41 頁4jPdKAmN?? 其中：P電動機額定功率 K鍵槽系數(shù) A系數(shù)?從電機到該傳動軸之間傳動件的傳動效率的乘積；jn該傳動軸的計算轉速。各傳動件j的計算轉速可以從轉速圖上，按主軸的計算轉速和相應的傳動關系確定。 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計算 齒輪齒數(shù)的確定當各變速組的傳動比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。對于變速組內齒輪的齒數(shù)，如傳動比是標準公比的整數(shù)次方時，變速組內每對齒輪的齒數(shù)和 及小齒輪的齒數(shù)可以從表 36（機械制造裝zS備設計）中選取。采用三聯(lián)滑移齒輪時，應檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關系：三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應大于或等于 4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。取 .(2) ⅡⅢ齒輪彎曲疲勞的計算： ??????齒面點蝕的計算： ??取 A=121，由中心距 A 及齒數(shù)計算出模數(shù)： ???根據(jù)計算選取兩個中的較大值，選取相近的標準模數(shù)。取 ??3?(4)ⅣⅤ 齒輪彎曲疲勞的計算：??????? 齒面點蝕的計算： ??，取 A=161，由中心距 A 及齒數(shù)計算出模數(shù)： ??根據(jù)計算選取兩個中的較大值，選取相近的標準模數(shù)。取 ??m?第 17 頁 共 41 頁(4)標準齒輪： **???度 ， ，從機械原理 表 102 查得以下公式齒頂圓 mzdaa)+(=*1齒根圓 2fhc??分度圓 z齒頂高 a*=齒根高 mchf)+(齒輪的具體值見表齒輪尺寸表齒輪 齒數(shù) Z 模數(shù) M 分度圓 D 齒頂圓 ad1 34 85 902 54 135 1403 39 4 49 5 34 3 102 1086 54 3 162 1687 44 3 132 1388 44 3 132 1389 25 3 75 8110 63 3 189 19511 26 3 78 8412 65 3 195 20113 56 3 168 17414 35 3 105 11115 23 4 92 10016 72 4 288 29617 53 4 212 22018 42 4 168 176第 18 頁 共 41 頁 齒寬確定齒輪 齒根圓 fd齒頂高 ah齒根高 fh1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 102 102 10216 298 298 29817 222 222 22218 178 178 17819 186 186 18620 234 234 234 齒寬確定 由公式 得：??6~10,mB??為 模 數(shù)第一套嚙合齒輪 ~I m??19 44 4 176 18420 56 4 224 2321275Bm?341B?第 19 頁 共 41 頁 齒輪結構設計 帶輪結構設計 第二套嚙合齒輪 ??6~10380IBm?? 第三套嚙合齒輪 I第四套嚙合齒輪 ??42IV第五套嚙合齒輪 6~100Bm??一對嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配誤差產生軸向錯位時導致嚙合齒寬減小而增大輪齒的載荷，設計上，應主動輪比小齒輪齒寬大所以 ， ， ，127,15Bm?317Bm?41556789108,112314,9??5617,425BmBm18190, 齒輪結構設計 當 時，可做成腹板式結構，再考慮16050amd?到加工問題，現(xiàn)敲定把齒輪 14 做成腹板式結構。齒輪 14 計算如下： ??01~4272anDdMm???， ，486Ddm?， ???2020~.1m?????103/28,12DmC?? 帶輪結構設計 查《機械設計》P156 頁，當 。帶輪內孔尺寸是軸承外徑尺寸 100mm。.????6,L 傳動軸間的中心距 md1025..9721??????I ?mI 90??IV47? 軸承的選擇：Ⅰ軸： 6208 D=80 B=18 深溝球軸承Ⅱ軸： 7207C D=72 B=17 角接觸球軸承Ⅲ軸： 7207C D=72 B=17 角接觸球軸承Ⅳ軸： 7208C D=80 B=18 角接觸球軸承Ⅴ軸： 7210C D=90 B=20 角接觸球軸承Ⅵ軸： 3182115 D=115 B=30 雙向推力球軸承mdI132???mdVI190?IV2??第 21 頁 共 41 頁 按扭矩選擇摩擦片結合面的數(shù)目 離合器的軸向拉緊力 反轉 片式摩擦離合器的選擇和計算片式摩擦離合器目前在機床中應用廣泛，因為它可以在運轉中接通或脫開，具有結合平穩(wěn)、沒有沖擊、結構緊湊的特點，部分零件已經標準化，多用于機床主傳動。一般外摩擦片的外徑可?。?mdD)6~2(1??d 為軸的直徑，取 d=55，所以?1D55+5=60mm特性系數(shù) 是外片內徑 與內片外徑 D2 之比?1取 =，則內摩擦片外徑 ?? 按扭矩選擇摩擦片結合面的數(shù)目一般應使選用和設計的離合器的額定靜扭矩 和額定動扭jM矩 滿足工作要求，由于普通機床是在空載下啟動反向的，故dM只需按離合器結合后的靜負載扭矩來計算。mmT 為在危險斷面的最大扭矩 jN?41095——N 為該軸傳遞的最大功率——Nj為該軸的計算轉速齒輪的圓周力： DTPt2?齒輪的徑向力： Ⅰ軸的強度計算Ⅰ軸： ???IP mNnjI??? 作用在齒輪上的力的計算第 24 頁 共 41 頁 已知大齒輪的分度圓直徑：d=mz=39=圓角力： NDFt ????徑向力： tr .軸向力： ?方向如圖所示：由受力平衡： 0Fr12??拉拉F==所以 =－（+）=－?以 a 點為參考點，由彎矩平衡得：105 + （105+40）－ （300+40+105）=01Fr 2F所以： = 2=第 25 頁 共 41 頁 主軸抗震性的驗算在 V 面內的受力情況如下：受力平衡： 021???FtE即：+ 0以 a 點為參考點，由彎矩平衡：1F105－ （105+40）+ （300＋105＋40）=0t 2F所以 =－3629N 2