【正文】 ........................... 22 1 第一部分 機床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 第一章 概述 一 . 機械制造裝備課程設(shè)計的目的 機械制造裝備課程設(shè)計是在學(xué)生學(xué)完《機械制造裝備設(shè)計》課及其它先行課程之后進行的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生進行設(shè)計工作的基本訓(xùn)練。 二、機械制造裝備課程設(shè)計的內(nèi)容和工作量 為滿足教學(xué)要求，達到上述目的，機械制造裝備課程設(shè)計的題目一般擬訂為通用機床主傳動系統(tǒng)的變速箱部件設(shè)計。 動力設(shè)計 根據(jù)給定電動機功率，計算主要零件的尺寸，選擇材料，驗算主要傳動件的應(yīng)力、變形以及壽命等，是否在允許的范圍內(nèi)。 2 編寫設(shè)計計算說明書一份。 三、機械制造裝備課程設(shè)計的方法步驟和要求 （略，詳見本指導(dǎo)書第二章。 根據(jù)設(shè)計工作程度及對學(xué)生的要求，計劃進度大致安排如下： 理解題目，閱讀 指導(dǎo)書 ，擬訂總體方案，進行運動設(shè)計 1 天 動力設(shè)計 —— 主要零件的計算和初算 2 天 結(jié)構(gòu)設(shè)計 —— 繪 制裝配草圖 天 驗算主要零件 1 天 繪制正式裝配圖 1 天 整理、編寫設(shè)計計算說明書 1 天 五、機械制造裝備課程設(shè)計成績考核 機械制造裝備課程設(shè)計結(jié)束后，由教研室指派有關(guān)教師對 學(xué)生課程設(shè)計進行全面考核，重點考核以下幾個方面： 工作態(tài)度、設(shè)計中的表現(xiàn)； 刻苦鉆研精神，獨立工作能力，綜合運用所學(xué)知識能力； 設(shè)計圖紙和說明書質(zhì)量； 綜合以上情況，評定學(xué)生課程設(shè)計成績。 3 第二章 機械制造裝備課程設(shè)計的方法步驟和要求 167。然后在教師指導(dǎo)下開展設(shè)計工作。 二．擬訂主傳動系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案 根據(jù)設(shè)計題目中所提出的要求及所設(shè)計機床的用途，主要技術(shù)性能，并參考同類型機床，擬定主傳動系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案（及其理由），大致包括：傳動形式、變速方式、換向及開停機構(gòu)、制動機構(gòu)、潤滑裝置 ,操縱機構(gòu)的選擇 。電機軸與第 Ⅰ 軸的聯(lián)接方式等等 . 三．運動設(shè)計 關(guān)于運動參數(shù) ,已經(jīng)統(tǒng)一給定 ,學(xué)生不必花費太多時間去研究 ,但應(yīng)該明確參數(shù)中 的極限轉(zhuǎn)速值 nmin 和 nmax 的確定方法 ,變速級數(shù) Z、φ 值的大小對機床性能的影響 ,根據(jù)給定的運動參數(shù) ,完成下列工作 : 依據(jù)給定參數(shù) (nmin、 nmax、 Z、φ ),查表確定主軸的各級標準轉(zhuǎn)速 ,有時要考慮混合公比。 設(shè)計轉(zhuǎn)速圖 ,根據(jù)擬訂轉(zhuǎn)速圖的原則 ,確定速比的絕對值 ,畫出轉(zhuǎn)速圖。 2）小齒輪齒根和孔壁或鍵槽處的壁 厚 a≥ (～ 2) mm,或 Zmin≥ +2T/m, m— 為齒輪模數(shù) ,T— 軸線到鍵槽的高度 . 3）保證兩軸承孔之間有一定的壁厚 a≥ 2～ 3 m,或 Sz2 [(D1+D2)/2+a] /m, D1,D2— 分別為相鄰兩軸承外徑 . 4) 應(yīng)保證 Ⅰ — Ⅱ 軸間有足夠的中心距 ,使車床 :Ⅱ 軸上齒輪不碰 Ⅰ 軸上摩檫離合器 , 4 銑床 :不碰電磁制動器 . 5) 在三聯(lián)滑移齒輪塊中 ,最大齒輪齒數(shù)與其相鄰大齒輪齒數(shù)之差應(yīng)≥ 4,以保證滑動時順利通過 ,不碰撞。 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ,齒輪齒數(shù)確定后 ,主軸的各級實際轉(zhuǎn)速即確定 ,它與主軸的標準轉(zhuǎn)速總會產(chǎn)生一定的誤差 ,應(yīng)進行核算。 10(φ 1)%,即應(yīng)滿足 : ︱ n 實 — n 標 ︳ / n 標 ≤ 10(φ－ 1)% 一般將轉(zhuǎn)速誤差的核算列成如下的表格形式 : 計算式 n 實 n 標 誤差 允許值 10(φ－ 1)% 結(jié)論 繪制傳動系統(tǒng)圖 1）軸 ,齒輪 ,離合器 ,制動器的排列位置 ,編號應(yīng)與將要繪制的展開圖相一致。皮帶根數(shù)要畫上 。 3） 展開圖的輪廓線、傳動件和執(zhí)行件的畫法要符合制圖標準規(guī)定。 2— 2 主要零件的計算與初算 初步計算主要零件的目的 ,是為了大致確定傳動件零件的主要尺寸 ,如皮帶輪直徑 ,齒輪模數(shù) ,傳動軸直徑和主軸軸徑等 ,以便繪制主軸箱的軸系展開圖。設(shè)計原則是不打滑 ,有足夠的壽命 ,傳遞最大功率。 1) 只算定比、各變速組中小齒輪的模數(shù)。 首先確定主軸的計算轉(zhuǎn)速 ,再根據(jù)主軸的計算轉(zhuǎn)速圖上查取各傳動軸和各齒輪的計算轉(zhuǎn)速。效率值見 [1]p4 表 — 5。 Z1— 小齒輪齒數(shù) 。 ψ m=Ⅰ /Ⅱ (B 為齒寬 ,m 為模數(shù) ) 一般ψ m = 6～ 10。 三 .傳動軸直徑的初算 傳動軸的直徑可按下列扭轉(zhuǎn)剛度公式進行計算 : )(][ 4 mmTd n?? 6 或 )(][91 4 mmnNd ji?? ? 式中 : d— 危險斷面處軸的直徑 ,當有一個鍵槽時 ,可增大 4～ 5%,當有兩個鍵槽時 ,可增大 7～ 10% 。 Tn— 該軸傳遞的額定扭矩 , jin nNT 410955?? ； Ni— 該軸傳遞的功率 ,Kw nj— 該軸的計算轉(zhuǎn)速 ,rpm [φ ]— 該軸每米長度上允許的扭轉(zhuǎn)角 。 要求較高的軸 ～ 要求較低的軸 ～ 2o 計算傳動軸直徑時 ,尺寸相接近的盡量取一致 ,以便于加工軸和孔 ,統(tǒng)一刀具和量具。 通用機床主軸前軸頸尺寸 (mm) 機床 主軸的驅(qū)動功率 (KW) ～ 4 4～ ～ 車床 70～ 90 70～ 105 95～ 130 銑床 60～ 90 60～ 90 75～ 100 普通車床主軸前軸頸的直徑 D1,后軸頸的直徑 D2及內(nèi)孔直徑 d可按統(tǒng)計公式酌定 : 7 D1=177。 10 (mm) 式中 : Dmax— 最大加工直徑 ,(mm) 由于初步計算是 在繪制裝配圖之前進行 ,零件的尺寸、形狀和位置尚未確定 ,在繪制正式裝配圖過程中變化也比較大。所以 ,零件尺寸的初算不用花費過多時間 ,但齒輪模數(shù)計算一定要正確 ,必要時可以結(jié)合類比法確定。 2— 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計 — 繪制部件裝配草圖 繪制部件裝配草圖的目的 ,是大致確定變速箱部件中各主要傳動件 (如齒輪、軸、軸承、離合器和箱體等 )的輪廓尺寸、形狀和相對尺寸等。 裝配草圖的設(shè)計依據(jù)是已確定的主傳動系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案 。零件的計算與初算 。 一般繪制成 1:1 的展開圖一張 ,M1:2 的截面圖一張 (主要用于表示軸的空間位置和部分操縱機構(gòu) )。要注意滑移齒輪要有足夠的軸向空間 ,保證滑移齒輪完全脫開后 ,才進入新的嚙合。 根據(jù)主軸組件設(shè)計的理論知識 ,參考結(jié)構(gòu)圖冊或同類型機床的結(jié)構(gòu) ,選擇合理的主軸組件的結(jié)構(gòu) ,包括軸承類型、配置與調(diào)整、主軸前端結(jié)構(gòu) (可參考附錄 3) 、主軸的軸向定位方式等。 草圖繪制完畢后 ,要請指導(dǎo)教師審閱。 2— 4 驗算主要零件 根據(jù)部件裝配圖所確定的零 件尺寸和各零件間的相互位置關(guān)系 ,分析其受力狀態(tài) ,作用力的大小、方向和著力點位置等 ,對主要零件進行比較精確的驗算。但學(xué)生應(yīng)明確這些零件一般都是工作情況嚴重、支承載荷較大。當驗算結(jié)果不能滿足性能要求時 ,可以改變零件材料、熱處理方法或修改部分結(jié)構(gòu) ,甚至有時要改變原設(shè)計方案。 驗算的已知條件為一對嚙合的齒輪齒數(shù) Z Z2,模數(shù) m,齒輪傳遞的功率 N,齒輪的精度等級 (如 8— 8— 7 GB/－ 2022),齒輪材料為 45或 40Cr,進行高頻淬火 G52,轉(zhuǎn)速圖。 這里基本條件是指：（ 1）齒輪 材料為 45＃鋼，調(diào)質(zhì) T235。 (4) ?m? 10 （ 5）小齒輪的計算轉(zhuǎn)數(shù) n=1000rpm。凡不符合上 述基本條件者，在實際使用時 ，就要按上述兩公式，通過相應(yīng)的系數(shù)進行折算。112?ZZ m? －尺寬系數(shù) nj－該齒輪的計算轉(zhuǎn)數(shù)， rpm。 K1－載荷集中系數(shù) ，由 [1]P259 表 － 87。 Ksj、 Ksw－壽命系數(shù)，決定因素較多，計算比較復(fù)雜，詳見[1]P259(7)。 二．傳動軸剛度驗算 選擇一根受載最重的傳動軸（一般是主軸前一根傳動軸，或指導(dǎo)教師制定），核算其裝齒輪處產(chǎn)生的撓度 y 和裝軸承處產(chǎn)生的傾角θ、為什么要進行傳動軸剛度的核算？（略，詳見 [1