【正文】 inn ?額 查表選擇 B型帶 。 核算膠帶速度 V 11 9 .4 /60000Dnv m s???。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 計(jì)算膠帶的長度 ? ? ? ? ? ? 22210 0 1 201 8 0 1 2 5()2 2 4 5 8 1 2 5 1 8 0 1 3 9 6 .52 4 2 4 4 5 8DDL A D DA?? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 取 0 1433L mm? 。 計(jì)算實(shí)際中心距 00 1 4 3 3 1 3 9 6 . 54 5 8 4 7 6 . 2 522LLAA ? ?? ? ? ? ?， 圓整取 476。 確定膠帶的根數(shù) Z 0 ? ， 1 ? 。 普通臥式 升降臺(tái)銑床主軸變速箱設(shè)計(jì) 8 如下圖所示： 大帶輪 主傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)注意的問題 傳動(dòng)比選用 選用極限傳動(dòng)比 max 2u ? 和 1/4，可獲得最大的變速范圍和減少傳動(dòng)件數(shù)，但會(huì)導(dǎo)致齒輪和箱體尺寸加大 ，齒輪線速度加大，容易產(chǎn)生震動(dòng)和噪音，使精度要求提高。一般常用在最后變速組。 對(duì)于升降臺(tái)式銑床，主傳動(dòng)部件布置在床身內(nèi)，其空間很大，而且主軸上大齒輪起著飛輪的作用，因此，最后變速組中常采用最小傳動(dòng)傳動(dòng)比 1/4。為此應(yīng)先估算傳動(dòng)件的尺寸，如傳動(dòng)軸的直徑，齒輪模數(shù)， V帶型號(hào)及帶輪直徑等，根據(jù)估算值選取標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算各傳動(dòng)件尺寸，選用軸承，然后畫草圖，接著對(duì)主要零件進(jìn)行演算 (如齒輪的疲勞強(qiáng)度，主軸的彎曲剛度等 )，若滿足要求即可畫裝配圖， 負(fù)責(zé)必須進(jìn)行修改。通常，軸的剛度應(yīng)滿足要求時(shí)強(qiáng)度也能滿足要求，即只需要計(jì)算軸的剛度，不必計(jì)算其強(qiáng)度。 各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下： 軸序號(hào) 電 １ 2 3 主 計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/min） 1450 1000 500 177 125 最小齒輪的 計(jì)算轉(zhuǎn)如下： 軸序號(hào)及最小齒輪齒數(shù) 1（ 19） 2(30) 3(27) 主 (53) 計(jì)算轉(zhuǎn)速 （ r/min） 1000 500 180 125 計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸出功率 1 4. 0 0. 96 0. 99 3. 80 ( )brp p n n k w? ? ? ? ? ? ?額 21 3. 80 0. 97 0. 99 3. 65 ( )grp p n n k w? ? ? ? ? ? ? 32 3. 65 0. 97 0. 99 3. 51 ( )grp p n n k w? ? ? ? ? ? ? 3 3. 51 0. 97 0. 99 3. 37 ( )grp p n n k w? ? ? ? ? ? ?主 普通臥式 升降臺(tái)銑床主軸變速箱設(shè)計(jì) 10 計(jì)算各傳動(dòng)軸的扭矩 119 5 5 0 3 6 4 8 5jPn??1T（ ） 229 5 5 0 6 8 9 7 2jPn??2T（ ） 339 5 5 0 1 8 8 7 6 5jPn??3T（ ） 9 5 5 0 2 5 7 3 4 5jPn??主主主T （ ） 其他 軸徑設(shè)計(jì) 1） 先按扭轉(zhuǎn)剛度估算軸的直徑，畫草圖后再根據(jù)受力情況，結(jié)構(gòu)尺寸演算彎曲強(qiáng)度 軸一 ： 1 kw? ， 1 1000 / minjnr? ， 取 ? 。 軸二 ： 2 kw? ， 2 500 / minjnr? ， 取 ? 。 軸三 ： 3 kw? ， 3 177 / minjnr? ， 取 ? 。 主軸組件設(shè)計(jì) 主軸組件主要包括：主軸、主軸支撐和安裝在主軸上的傳動(dòng)件、密封件等，因?yàn)橹鬏S帶動(dòng)工件或刀具直接參加工件表面形成運(yùn)動(dòng)，所以它的工作性能對(duì)加工質(zhì)量和生產(chǎn)率產(chǎn)生直接影響，是機(jī)床最重要的部件之一。當(dāng)主軸做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線速度為零的點(diǎn)的連線稱為主軸的得回轉(zhuǎn)中心線。瞬 時(shí)回轉(zhuǎn)中心線相對(duì)于理想回轉(zhuǎn)中心線在空間位置的距離，就是主軸的回轉(zhuǎn)誤差，而回轉(zhuǎn)誤差的范圍，就是主軸的回轉(zhuǎn)精度。當(dāng)徑向誤差和角度誤差同時(shí)存在構(gòu)成徑向跳動(dòng)，而軸向誤差和角度誤差同時(shí)存在構(gòu)成端面跳動(dòng)。主軸回轉(zhuǎn)精度的測(cè)量，一般分為三種靜態(tài)測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量和間接測(cè)量。千分表最大和最小的讀數(shù)差既認(rèn)為是主軸的徑向回轉(zhuǎn)誤差。動(dòng)態(tài)測(cè)量是用一標(biāo)準(zhǔn)球裝在主軸中心線上，與主軸中心線上，與主軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)；在主軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)；在工作臺(tái)上安裝兩個(gè)互成 90 度角的非接觸傳感器，通過儀器記錄回轉(zhuǎn)情況。出廠時(shí)，普通級(jí)加工中心的回轉(zhuǎn)精度用靜態(tài)測(cè)量法測(cè)量，當(dāng) L=300mm時(shí)允許誤差應(yīng)小于 ㎜。因此加工中心的主軸不平衡量要控制在 ㎜ /s 以下。通常抵以主軸前端產(chǎn)生單位位移時(shí)，在位移方向上所施加的作用力大小來表示。主軸組件的剛度不足，在切削力及其他力的作用下，主軸將產(chǎn)生較大的彈性變形，不僅影響工件的加工質(zhì)量，還會(huì)破壞齒輪、軸承的正常工作條件，使其加快磨損，降低精度。 ③ 、主軸抗振性： 主軸組件的抗振性是指切削加工時(shí)，主軸保持平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)而不發(fā)生振動(dòng)的能力。另外，使主軸固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激振力的頻率。嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生：“抱軸”。 ⑤ 、主軸的耐磨性： 主軸組件必須有足夠的耐磨性，以便長期保持精度。為了提高耐磨性，主軸的上述部位應(yīng)該淬硬，或者經(jīng)過氮化處理，以提高硬度增加耐磨性。 以上這些要求，有的還是矛盾的，例如高剛度和高速，高速和高精度等，這就要具體問題具體分析，例如設(shè)計(jì)高效數(shù)控機(jī)床的主軸組件的主軸應(yīng)滿足高速和高剛度的要求；設(shè)計(jì)高精度數(shù)控 機(jī)床時(shí)，主軸應(yīng)滿足高剛度、低溫升的要求。 ⑥ 、提高主軸組件抗振性的措施： 盡量縮短主軸前軸承結(jié)構(gòu)的長度 ， 適當(dāng)增大跨矩；盡量提高前軸承的剛度和阻尼；提高前軸承的精度，把推力軸承放在前支撐初可提高抗振性；對(duì)高速旋轉(zhuǎn)的零件作靜、動(dòng)平衡，提高齒輪、主軸的制造精度都可適當(dāng)減少強(qiáng)迫振動(dòng)源；對(duì)于非連續(xù)切削過程的銑削，滾削等加裝飛輪可減少振動(dòng)；應(yīng)用阻尼器消耗振動(dòng)能量是有效的措施；考慮系統(tǒng)的固有頻率，避免共振。 改善主 傳動(dòng)的潤滑條件。采用冷卻散熱裝置。如可以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用一些自動(dòng)補(bǔ)償?shù)难b置設(shè)法使熱變形朝不影響加工精度的方向發(fā)展。如先空運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間再加工。 3） 主軸材料的選擇及尺寸、參數(shù)的計(jì)算： 主軸是主軸組件的重要組成部分，它的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀、制造精度、材料、及其熱處理，對(duì)主軸組件的工作性能都有很大的影響。 主軸的主要尺寸參數(shù)包括：主軸直徑、內(nèi)孔直徑、懸伸長度和支撐跨距。 主軸直徑 。軸承的直徑越大，同等級(jí)精度軸承的公差值 也越大，要保證主軸的旋轉(zhuǎn)精度就越困難。主軸后端支撐軸頸的直徑可視為 ～ 的前支承軸頸值，實(shí)際尺寸要在主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)確定。 主軸內(nèi)孔直徑 。主軸孔徑越大，可通過的棒料直徑也越大，機(jī)床的適用范圍就越廣，同時(shí)主軸部件的相對(duì)重量也越輕。主軸的孔徑與主軸的直徑之比，小于 時(shí)空心主軸的剛度幾乎與實(shí)心主軸的剛度相當(dāng)；等于 時(shí)，空心主軸的剛度為實(shí)心主軸剛度的 90%；大于 時(shí)空心主軸的剛度急劇下降。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，此設(shè)計(jì)選用的主軸材料是 45鋼。d2=d1+2a,a 為軸肩高度，用于軸上零件的定位和固定，故 a 值應(yīng)該稍微大于轂孔的圓角半徑或倒角深，通常取 a≥（ ～ ） d1； d2應(yīng)符合密封件的孔徑要求。 d4=d3+1～ 5mm=75mm。 d6=d5+2a。 根據(jù)選用的軸承確定 d7=98mm， 主軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核，危險(xiǎn)截面安全系數(shù) s的校核計(jì)算： s=????22 ssss?≥[s] （式 63） ?s____________只考慮彎距作用的安全系數(shù)； s? ____________只考慮扭距作用是的安全系數(shù)； 普通臥式 升降臺(tái)銑床主軸變速箱設(shè)計(jì) 14 [s] ____________許用安全系數(shù)； 在此查表所得 [s]=～ ； sσ=mk ?????????? ??1 mks ?????????? ??? ?1 查表得出 σ1=270Mpa τ1=155Mpa kσ= kτ= β= εσ= ετ=， ψσ=， ψτ=， σα=WM2， σm=σα M= )1(32 43 ?? ?d dd0?? Wp= )1(16 43 ?? ?d 所以： s=???? 22 ss ss ? =[s]=～ 所以主軸設(shè)計(jì)符合要求。要求夾具和刀具在軸端定位精度高、定位好、裝卸方便，同時(shí)使主軸 的懸伸長度短。 軸主要精度指標(biāo) 。m左右；軸承軸頸需要按軸承內(nèi)孔 “實(shí)際尺寸 ”配合，并且需要保證配合過盈 1181。m；錐孔與軸承軸頸得同軸度為 3181。m，與錐面的接觸面積不小于 80%，且大端接觸較好；裝圓柱滾子軸承與軸承內(nèi)圈的接觸面積應(yīng)該不小于85%。 改善主軸動(dòng)態(tài)特性的措施有以下幾個(gè)方面： 使主軸組件的固有頻率避開激振力的頻率 通常應(yīng)該使固有頻率高于激振力頻率的 30%以上。如果屬于主軸的彎曲振動(dòng)，則應(yīng)提高主軸的剛度，如加粗直徑。也可能來自斷續(xù)切削，這時(shí)激振頻率還應(yīng)該乘以刀齒數(shù) z。這時(shí)主軸軸承，特別是前軸承的阻尼對(duì)主軸組件的抗振性影響很大。滾動(dòng)軸承適當(dāng)預(yù)緊可以增大阻尼，但過大的預(yù)緊反而使阻尼減少，故選擇預(yù)緊時(shí)還應(yīng)該考慮阻尼的因素。輔助支承可用深溝球軸承，保留游動(dòng)間隙。 4） 主軸傳動(dòng)裝置箱體的作用： 通過傳動(dòng)軸承支撐傳動(dòng)件的軸；存儲(chǔ)潤滑劑，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)件和軸承的潤滑；密封作用，減少環(huán)境不良因素；保護(hù)機(jī)器操作者的人身安全，避免傷亡事故。箱體壁厚 N 的計(jì)算 : N= mmhbl 2330002 ??? 6） 主軸校核 （ a） 主軸的前端部撓度 sy ??y? =? 1600= （ b） 主軸在前軸承處的傾角 [ ] 0 .00 1 rad????容 許 值 軸 承 （ c） 在安裝齒輪處的傾角 [ ] 0 .0 0 1 ra d????容 許 值 齒 D平均 = 720 1208013570300656560265550502445 ????????????? =67mm E 取為 10E MPa?? ， I= 644d? （ 1 dd0 ） = ?? 4 （ 16635 ） =437456mm4 43 432 9 5 5 1 0 0 . 9 9 5 2 9 5 5 1 0 3 . 3 7 0 . 9 9 5 12714 0 0 1 2 5z pFNdn? ? ? ? ? ? ?? ? ???主 計(jì)件 （ ） NFF zy ?? ， 0 .2 5 1 1 6 9 .9xzF F N?? 由于小齒輪的傳動(dòng)力 大，這里以小齒輪 來進(jìn)行計(jì)算 4 42 9 5 5 1 0 2 9 5 5 1 0 3 . 3 7 7 1 4 9 ( )2 3 6 1 2 5Q j PFNm z n? ? ? ? ? ?? ? ???主主 主 將其分解為垂直分力和水平分力 由公式 ,ta n ta nQ y Q y n Q Q z Q y nF F F F F??? ? ? ? 可得 NFQz 1734? 5409QyFN? 2 3756993zzM F L N m m? ? ?件 2 1 5 0 3 0 9 . 63yyM F L N m m? ? ?件 普通臥式 升降臺(tái)銑床主軸變速箱設(shè)計(jì) 16 1 6 3 3 9 9 . 82xxM F d N m m? ? ?件 主軸載荷圖如下所示： 由上圖可知如下數(shù)據(jù)： a=390mm,b=135mm,l=525mm,c=120mm 計(jì)算（在垂直平面） 1 ()6QZF abc l ay EIl???, 22 ()3ZFcy l cEIl??,3 (2 3 )6 zMcy l cEI?? 1 2 3 y y y? ? ? ? ()3QZF ab baEIl? ??齒 1 ， (2 3 )6 ZF lcEI? ??齒 2 ， ( 3 )3 ZM lcEI? ??齒 3 z 1 2 3 01 06 63 8? ? ? ?? ? ? ?齒 齒 齒 齒 ()6QZF ab l aEIl? ???軸 承 1 ， 3zFclEI? ?軸 承 2 ， 3 ZMlEI? ?軸 承 3 z 1 2 3 01 51 04 56? ? ? ?? ? ? ?軸 承 軸 承 軸 承 軸 承 計(jì)算（在水平面） 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 1 ()6QyF abc l ay EIl???, 22 ()3 yFcy l cEIl??,3 () ( 2 3 )6yxM M cy l cEI??? 1 2 3y 81 51 98 74sy y y y? ? ? ? ? ()3QyF ab baEIl? ??齒 1 ， (2 3 )6 yF lcEI? ??齒 2 ， ()( 3 )3yxMM lcEI? ???齒 3 1 2 3 0