【正文】 n soon diagram。普通車床主軸箱設(shè)計第 3 頁 共 69 頁ABSTRACTThe mon and mediumsized lather principal axis box designCommon and mediumsized lather principal axis box design, mainly include the design of three aspects, namely:According to design topic give settle of the tool machine use, specification, principal axis extreme limit turn soon and turn soon the few rows male ratio or series, certain other relevant sport parameter, make selection principal axis all levels to turn to soon be worth。最后，完成運動設(shè)計和動力設(shè)計后，要將主傳動方案“結(jié)構(gòu)化” ，設(shè)計主軸變速箱裝配圖及零件圖，側(cè)重進行傳動軸組件、主軸組件、變速機構(gòu)、箱體、潤滑與密封、傳動軸及滑移齒輪零件的設(shè)計。普通車床主軸箱設(shè)計第 1 頁 共 69 頁畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文)普通車床主軸箱設(shè)計第 2 頁 共 69 頁摘要普通中型車床主軸箱設(shè)計普通中型車床主軸箱設(shè)計，主要包括三方面的設(shè)計，即：根據(jù)設(shè)計題目所給定的機床用途、規(guī)格、主軸極限轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速數(shù)列公比或級數(shù)，確定其他有關(guān)運動參數(shù)，選定主軸各級轉(zhuǎn)速值；通過分析比較，選擇傳動方案；擬定結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)，擬定轉(zhuǎn)速圖；確定齒輪齒數(shù)及帶輪直徑；繪制傳動系統(tǒng)圖。其次，根據(jù)機床類型和電動機功率，確定主軸及各傳動件的計算轉(zhuǎn)速，初定傳動軸直徑、齒輪模數(shù)，確定傳動帶型號及根數(shù)，摩擦片尺寸及數(shù)目；裝配草圖完成后要驗算傳動件（傳動軸、主軸、齒輪、滾動軸承）的剛度、強度或壽命?！娟P(guān)鍵詞】車床、主軸箱、變速系統(tǒng)、主軸組件。Pass an analysis parison, choose to spread to move a project。Certain wheel gear Chi number and take a diameter。After assemble a grass diagram39。主參數(shù)是直接反映機床的加工能力、決定和影響其他基本參數(shù)的依據(jù)，如車床的最大加工直徑，一般在設(shè)計題目中給定，基本參數(shù)是一些加工件尺寸、機床結(jié)構(gòu)、運動和動力特性有關(guān)的參數(shù)，可歸納為尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)。因此，必須對所設(shè)計的機床工藝范圍和使用情況做全面的調(diào)研和統(tǒng)計，依據(jù)某些典型工藝和加工對象，兼顧其他的可能工藝加工的要求，擬定機床技術(shù)參數(shù)，擬定參數(shù)時，要考慮機床發(fā)展趨勢和同國內(nèi)外同類機床的對比，使擬定的參數(shù)最大限度地適應(yīng)各種不同的工藝要求和達到機床加工能力下經(jīng)濟合理。設(shè)計機床主傳動系時最基本的原則就是以最經(jīng)濟、合理的方式滿足既定的要求。首先應(yīng)滿足機床的運動特性，如機床主軸油足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級數(shù)；滿足機床傳遞動力的要求。主傳動中所有零部件有足夠的剛度、精度和抗震性，熱變形特性穩(wěn)定；滿足產(chǎn)品的經(jīng)濟性要求。本論文從資料查閱—總體設(shè)計－模塊設(shè)計—撰寫論文歷時三個月，具體流程如下所示：? 資料查閱、熟悉課題? 繪制裝配草圖? 各零部件的尺寸確定? 校核各零件的強度? 繪制裝配圖和部分零件圖? 撰寫論文、科技翻譯普通車床主軸箱設(shè)計第 7 頁 共 69 頁2．設(shè)計計算 普通車床的規(guī)格 車床的規(guī)格系列和用處普通機床的規(guī)格和類型有系列型號作為設(shè)計時應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。本次設(shè)計的是普通型車床主軸變速箱。表 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)表工件最大回轉(zhuǎn)直徑(mm)maxD最高轉(zhuǎn)速( )maxnir最低轉(zhuǎn)速( )minir電機功率P（kW）公比 ?轉(zhuǎn)速級數(shù)Z320 1120 25 12 操作性能要求1）具有皮帶輪卸荷裝置2）手動操縱雙向片式摩擦離合器實現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)及停止運動要求3）主軸的變速由變速手柄完成 確定傳動公比 ?根據(jù)【1】 公式（32）因為已知 ， 78P ??R???znR?∴ Z= +1?lgnR普通車床主軸箱設(shè)計第 8 頁 共 69 頁∴ = = =?)1(?根據(jù)【1】 表 35 標(biāo)準(zhǔn)公比 。首先找到最小極限轉(zhuǎn)速67P25，再每跳過 5 個數(shù)（～ ）取一個轉(zhuǎn)速，即可得到公比為 的數(shù)6列：25，50，71，100，140，200，280，400，560，800，1120. 主電動機的選擇合理的確定電機功率 P，使機床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機經(jīng)常輕載而降低功率因素。采用車刀具，可轉(zhuǎn)位外圓車刀，刀桿尺寸：16mm 25mm。o1re現(xiàn)以確定粗車是的切削用量為設(shè)計：① 確定背吃刀量 和進給量 f，根據(jù)【2】 表 850， 取 4mm，f 取 。48Pcsm③ 機床功率的計算，主切削力的計算 根據(jù) 【2】 表 859 和表 860，主切削力的計算4950公式及有關(guān)參數(shù)：F = Z?F60CFcZa?FcfcZvFcK = 270 4 .??? =3242（N）切削功率的計算 = =3242 =（kW）cPF?cv310??310?依照一般情況，取機床變速效率 =.?= =(kW)普通車床主軸箱設(shè)計第 9 頁 共 69 頁根據(jù)【3】 表 121 Y 系列（IP44）電動機的技術(shù)數(shù)據(jù),Y 系列167P（IP44）電動機為一般用途全封閉自扇冷式籠型異步電動機，具有防塵埃、鐵屑或其他雜物侵入電動機內(nèi)部的特點，B 級絕緣，工業(yè)環(huán)境溫度不超過+40℃，相對濕度不超過 95%，海拔高度不超過 1000m，額定電壓 380V，頻率 50Hz。根據(jù)以上要求，我們選取 Y132M4 型三相異步電動機，額定功率 ,滿載轉(zhuǎn)速 1440 ，額定轉(zhuǎn)矩 ，質(zhì)量 81kg。 主變速方案擬定擬定變速方案，包括變速型式的選擇以及開停、換向、制動、操縱等整個變速系統(tǒng)的確定。變速方案和型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。變速方案有多種，變速型式更是眾多，比如：變速型式上有集中變速，分離變速；擴大變速范圍可用增加變速組數(shù)，也可采用背輪結(jié)構(gòu)、分支變速等型式；變速箱上既可用多速電機，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。此次設(shè)計中，我們采用集中變速型式的主軸變速箱。 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目數(shù)為 Z 的變速系統(tǒng)由若干個順序的變速組組成，各變速組分別有 、?Z……個變速副。在Ⅰ軸如果安置換向摩擦離合器時，為減少軸向尺寸，第一變速組的變速副數(shù)不能多，以 2 為宜。最后一個變速組的變速副數(shù)常選用 2。 結(jié)構(gòu)式的擬定對于 12=232 傳動式，有 6 種結(jié)構(gòu)式和對應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。初選 的方案。設(shè)計車床主變速傳動系時，為避免從動齒輪尺寸過大而增加箱體的徑向尺寸，在降速變速中，一般限制限制最小變速比 ；為避免擴大傳動誤41min?u差，減少震動噪聲，在升速時一般限制最大轉(zhuǎn)速比 。?u。 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定根據(jù)中間變速軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。因為其他變速組的變速范圍都比最后擴大組的小，只要最后擴大組的變速范圍不超過極限值，其他變速組就不會超過極限值。)0~8(612? 結(jié)構(gòu)式的擬定繪制轉(zhuǎn)速圖⑴、選擇 Y132M4 型 Y 系列籠式三相異步電動機。⑶、確定變速軸軸數(shù) 變速軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比變速副數(shù) + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。⑸、繪制轉(zhuǎn)速圖在五根軸中，除去電動機軸，其余四軸按變速順序依次設(shè)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（主軸） ?，F(xiàn)由Ⅳ（主軸）開始，確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速：① 先來確定Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速變速組 c 的變速范圍為 ，結(jié)合結(jié)構(gòu)式，]10,8[??R?Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速只有一種可能：100、1200、280、400、560r/min。③確定軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速對于軸Ⅰ，其級比指數(shù)為 1,可取 ， 2/1/1??ia41./??ia確定軸Ⅰ轉(zhuǎn)速為 800r/min。?i畫出轉(zhuǎn)速圖（電動機轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近） 。對于定比傳動的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機械設(shè)計手冊推薦的方法確定。一般在主傳動中，最小齒數(shù)應(yīng)大于18～20。根據(jù)【1】 ,查表 39 各種常用變速比的使用齒數(shù)。z于是 ， ， 56/281ai 49/32?ai可得軸Ⅱ上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：549。zS于是 ， ， ，得軸Ⅲ上兩齒輪的齒數(shù)分別為：72/81i 60/3?ib45/2?ib72，60、45。2i于是得 ,86/1?ic36/72ic得軸Ⅲ兩聯(lián)動齒輪的齒數(shù)分別為 22，72；得軸Ⅳ兩齒輪齒數(shù)分別為 86，36。主軸變速箱是機床的重要部件。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。目的是：1） 布置傳動件及選擇結(jié)構(gòu)方案。3） 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)。I 軸上裝的摩擦離合器和變速齒輪。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。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。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)。制動器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。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。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)。車床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時退刀。實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的變換方案很多，我們采用正反向離合器。由于裝在箱內(nèi)，一般采用濕式。離合器及其壓緊裝置中有三點值得注意：1） 摩擦片的軸向定位：由兩個帶花鍵孔的圓盤實現(xiàn)。這樣就限制了軸向和周向的兩個自由度，起了定位作用。3） 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。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） 。齒輪與軸之間的軸承可以用滾動軸承也可以用滑動軸承?？仗X輪需要有軸向定位，軸承需要潤滑。齒輪同時嚙合的齒數(shù)是周期性變化的。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。齒輪塊的結(jié)構(gòu)形式很多，取決于下列有關(guān)因素：1） 是固定齒輪還是滑移齒輪；2） 移動滑移齒輪的方法；3） 齒輪精度和加工方法；變速箱中齒輪用于傳遞動力和運動。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。為了控制噪聲，機床上主傳動齒輪都要選用較高的精度。如果噪聲要求很嚴(yán)，或一些關(guān)鍵齒輪，就應(yīng)選 6—5—5。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。7 級精度齒輪，用較高精度滾齒機或插齒機可以達到。因此，需要淬火的 7 級齒輪一般滾（插）后要剃齒，使精度普通車床主軸箱設(shè)計第 17 頁 共 69 頁高于 7，或者淬火后在衍齒。淬火齒輪，必須磨齒才能達到6 級。滑移齒輪進出嚙合的一端要圓齒，有規(guī)定的形狀和尺寸。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。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。要保證正確嚙合，齒輪在軸上的位置應(yīng)該可靠。 傳動軸的設(shè)計 機床傳動軸，廣泛采用滾動軸承作支撐。傳動軸應(yīng)保證這些傳動件或機構(gòu)能正常工作。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。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?；ㄦI軸承載能力高，加工和裝配也比帶單鍵的光軸方便。這是加工時的過濾部分。刀Dm機床傳動軸常采用的滾動軸承有球軸承和滾錐軸承。而且滾錐軸承對軸的剛度、支撐孔的加工精度要求都比較高。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。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。成批生產(chǎn)中，廣泛采用定徑鏜刀和可調(diào)鏜刀頭。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。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。m花鍵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。G普通車床主軸箱設(shè)計第 18 頁 共 69 頁傳動軸必須在箱體內(nèi)保持準(zhǔn)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?；剞D(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：1） 軸的長度。2） 軸承的間隙是否需要調(diào)整。4） 在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈。 主軸組件設(shè)計主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。 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。為了擴大使用范圍