CM6132機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).doc

精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 緒論緒論 機(jī)械系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完本課程后 進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的 綜合性練習(xí) 通過課程設(shè)計(jì) 使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)過的基礎(chǔ)課 技術(shù)基礎(chǔ)課和 專業(yè)課的有關(guān)理論知識(shí) 及生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐技能 達(dá)到鞏固 加深和拓展所學(xué) 知識(shí)的目的 通過課程設(shè)計(jì) 分析比較機(jī)械系統(tǒng)中的某些典型機(jī)構(gòu) 記性選擇 和改進(jìn) 結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算并編寫技術(shù)文件 完成系統(tǒng)主傳動(dòng)設(shè)計(jì) 手冊(cè) 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和資料的方法 達(dá)到積累設(shè)計(jì)知識(shí)和設(shè)計(jì)技巧 提高學(xué)生設(shè)計(jì) 能力的目的 通過設(shè)計(jì) 使學(xué)生獲得機(jī)械系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)技能的訓(xùn)練 提高分析 和解決工程技術(shù)問題的能力 并為進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)造一定的條件 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 目錄目錄 緒論緒論 1 1 1 概述 概述 5 5 1 1機(jī)床主軸箱課程設(shè)計(jì)的目的 5 1 2設(shè)計(jì)任務(wù)和主要技術(shù)要求 5 1 3 操作性能要求 6 2 技術(shù)參數(shù)確定與方案設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)確定與方案設(shè)計(jì) 6 6 2 1原始數(shù)據(jù) 6 2 2開展CM6132功能原理設(shè)計(jì) 6 3 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 7 7 3 1確定轉(zhuǎn)速極速 7 3 1 1計(jì)算主軸最高轉(zhuǎn)速 9 3 1 2計(jì)算主軸最低轉(zhuǎn)速 10 3 1 3確定主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列 11 3 2 主電動(dòng)機(jī)的選擇 12 3 3變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 14 3 3 1 主變速方案擬定 14 3 3 2 擬定變速結(jié)構(gòu)式 14 3 3 3擬定變速結(jié)構(gòu)網(wǎng) 15 3 3 4 驗(yàn)算變速結(jié)構(gòu)式 16 3 4繪制轉(zhuǎn)速圖 17 3 5 齒輪齒數(shù)的估算 20 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 3 6 主軸轉(zhuǎn)速誤差 23 4 動(dòng)力設(shè)計(jì)動(dòng)力設(shè)計(jì) 2626 4 1電機(jī)功率的確定 26 4 2確定各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 26 4 3 帶輪的設(shè)計(jì) 27 4 4傳動(dòng)軸直徑的估算 30 4 5齒輪模數(shù)的確定 33 4 6主軸軸頸的直徑 36 4 6 1主軸懸伸量a 36 4 6 2主軸最佳跨距的確定和軸承的選擇 36 0 L 4 6 3主軸組件剛度驗(yàn)算 37 5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3838 5 1齒輪的軸向布置 39 5 2傳動(dòng)軸及其上傳動(dòng)元件的布置 40 5 2 1 I軸的設(shè)計(jì) 42 5 2 2 II軸的設(shè)計(jì) 42 5 2 3 III軸的設(shè)計(jì) 42 5 2 4 帶輪軸的設(shè)計(jì) 42 5 2 5 軸的設(shè)計(jì) 43 5 2 6主軸的設(shè)計(jì) 43 5 2 7 主軸組件設(shè)計(jì) 43 5 3齒輪布置的注意問題 44 5 4主軸與齒輪的連接 44 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 5 5 潤滑與密封 45 5 6 其他問題 45 6 總結(jié)總結(jié) 4646 7 致謝致謝 4747 8 參考資料參考資料 4747 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 1 概述 概述 1 1機(jī)床主軸箱課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)床主軸箱課程設(shè)計(jì)的目的 機(jī)床課程設(shè)計(jì) 是在學(xué)習(xí)過課程 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué) 環(huán)節(jié) 其目的在于通過機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 使學(xué)生在擬定 傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中 得到設(shè)計(jì)構(gòu)思 方案分析 結(jié)構(gòu)工藝性 機(jī)械 制圖 零件計(jì)算 編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練 樹立正確 的設(shè)計(jì)思想 掌握基本的設(shè)計(jì)方法 并培養(yǎng)學(xué)生具有初步的結(jié)構(gòu)分析 結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)和計(jì)算能力 1 2設(shè)計(jì)任務(wù)和主要技術(shù)要求設(shè)計(jì)任務(wù)和主要技術(shù)要求 本次課程設(shè)計(jì)任務(wù)是CM6132車床主傳動(dòng)設(shè)計(jì) 由于CM6132車床是精密 高精密加工車床 要求車床加工精度高 主軸運(yùn)轉(zhuǎn)可靠 并且受外界 振動(dòng) 溫度干擾要小 因此 本次設(shè)計(jì)是將車床的主軸箱傳動(dòng)和變速箱傳動(dòng)分開設(shè)計(jì) 以盡量減小變速箱 原電機(jī)振動(dòng)源對(duì)主軸箱傳動(dòng)的影響 本次課程設(shè)計(jì)包括CM6132車床傳動(dòng)設(shè)計(jì) 動(dòng)力計(jì)算 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及主軸校 核等內(nèi)容 其中還有A0大圖紙的CM6132車床主傳動(dòng)的裝配圖 本次課程設(shè)計(jì)是畢業(yè)課程設(shè)計(jì)前一次對(duì)我們大學(xué)四年期間機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)知 識(shí)的考核和檢驗(yàn) 它囊括了理論力學(xué) 材料力學(xué) 機(jī)械原理 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械 制造裝備設(shè)計(jì)等許多機(jī)械學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí) 因此稱之為專業(yè)課程設(shè)計(jì) 它 不僅僅是對(duì)我們專業(yè)知識(shí)掌握情況的考核和檢驗(yàn) 也是一次對(duì)我們所學(xué)的知識(shí) 去分析 去解決生產(chǎn)實(shí)踐問題的運(yùn)用 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 1 3 操作性能要求操作性能要求 1 具有皮帶輪卸荷裝置 2 手動(dòng)操縱雙向摩擦片離合器實(shí)現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)及停止運(yùn)動(dòng)要求 3 主軸的變速由變速手柄完成 2 技術(shù)參數(shù)確定與方案設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)確定與方案設(shè)計(jì) 2 1原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) 1 機(jī)床主參數(shù) Dmax 320mm 2 刀具材料 高速鋼或硬質(zhì)合金 3 工件材料 鋼或鑄鐵 2 2開展開展CM6132功能原理設(shè)計(jì)功能原理設(shè)計(jì) 畫出車削加工的運(yùn)動(dòng)功能圖 寫出車削加工的運(yùn)動(dòng)功能結(jié)構(gòu)式 圖1 車床運(yùn)動(dòng)功能圖和運(yùn)動(dòng)功能式 繪出傳動(dòng)原理圖 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 圖2 車削加工的傳動(dòng)原理圖 3 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 根據(jù)機(jī)床的規(guī)格 用途和常用的切削用量 以及與同類型機(jī)床的類別分析 確定機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的極限轉(zhuǎn)速 主軸轉(zhuǎn)速的合理分布 從而確定主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系 統(tǒng)的公比和級(jí)數(shù) 擬定傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案 結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)網(wǎng)設(shè)計(jì) 分配分 變速組的傳動(dòng)比 確定齒輪齒數(shù) 繪制其傳動(dòng)系統(tǒng)圖 并計(jì)算校核其轉(zhuǎn)速誤差 3 1確定轉(zhuǎn)速極速確定轉(zhuǎn)速極速 調(diào)查和分析所設(shè)計(jì)機(jī)床上可能進(jìn)行的工序 從中選擇要求最高 最低轉(zhuǎn)速 的典型工序 按照典型工序的切削速度和刀具直徑 或工件直徑 計(jì)算最高 最低轉(zhuǎn)速 即極限轉(zhuǎn)速 和 計(jì)算公式如下 1000 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 1000 式中 分別為主軸最高 最低轉(zhuǎn)速 r min 分別為最高 最低切削速度 m min 分別為最大 最小計(jì)算直徑 m 應(yīng)當(dāng)指出 通用機(jī)床的并不是機(jī)床上可能加工的最大和最小 和 直徑 而是指常用的經(jīng)濟(jì)加工的最大和最小直徑 對(duì)于通用機(jī)床 一般取 k D 式中 D 可能加工的最大直徑 mm K 系數(shù) 根據(jù)對(duì)現(xiàn)有同類型機(jī)床使用情況的調(diào)查確定 搖臂鉆床 k 1 0 普通車 床 K 0 5 計(jì)算直徑范圍 0 2 0 25 就本課程設(shè)計(jì)的Dmax 320mm的精密臥式車床設(shè)計(jì) 取K 0 5 0 25 k D 0 5 320mm 160mm 0 25 160mm 40mm min d d R max d 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 3 1 1計(jì)算主軸最高轉(zhuǎn)速計(jì)算主軸最高轉(zhuǎn)速 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 及其刀具和工件的材料 查資料可知 用硬質(zhì)合金刀具加 工易切碳鋼時(shí) 主軸轉(zhuǎn)速最高 一般 150 250m min 按經(jīng)驗(yàn) 并考 慮切削用量資料 取 250m min 則 1990r min 1000 1000 250 160 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公比的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表 取 2000r min 3 1 2計(jì)算主軸最低轉(zhuǎn)速計(jì)算主軸最低轉(zhuǎn)速 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 及其刀具和工件的材料 查資料可知 用高速鋼刀具加工 灰鑄鐵時(shí) 主軸轉(zhuǎn)速最低 按經(jīng)驗(yàn) 并考慮切削用量資料 取 13 8m min 則 27 5r min 1000 1000 13 8 160 用高速鋼刀具 精車合金鋼材料的梯形螺紋 絲杠 加工絲杠的最大直徑 為 32mm 取 1 5m min 則 14 9r min 1000 1000 1 5 32 綜合同類型機(jī)床 取 19r min 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 3 1 3確定主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列確定主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列 主軸變速范圍 105 2000 19 Z 18 1 31 1 17 105 由于我國機(jī)床專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GC58 60規(guī)定了 的七個(gè)標(biāo)準(zhǔn)公比 1 06 1 12 1 26 1 41 1 58 1 78和2 取 1 26 查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表 按常規(guī)計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速為 19 23 6 30 37 5 47 5 60 75 95 118 150 190 236 300 375 475 600 750 950 1180 1500 1900 可看出共有21級(jí)轉(zhuǎn)速 且無法達(dá)到最高轉(zhuǎn)速 2000r min 故綜合同類型機(jī)床對(duì)其轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整 使其滿足 2000r min 19r min Z 18 求出各級(jí)轉(zhuǎn)速為 19 38 50 62 76 100 125 20 0 250 305 390 500 610 785 1000 1580 2000 3 2 主電動(dòng)機(jī)的選擇主電動(dòng)機(jī)的選擇 合理的確定電機(jī)功率P 使機(jī)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(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素 現(xiàn)在以常見的中碳鋼為工件材料 取45號(hào)鋼 正火處理 車削外圓 表面 粗糙度 3 2mm 采用車刀具 可轉(zhuǎn)位外圓車刀 刀桿尺寸 16mm 25mm a R 刀具幾何參數(shù) 15 6 75 15 0 0 o 0 o r o r o o 01 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 10 b 0 3mm r 1mm o 1r e 現(xiàn)以確定粗車是的切削用量為設(shè)計(jì) 確定背吃刀量和進(jìn)給量f 取3mm f取0 2 p a p a rmm 確定切削速度 取V 1 7 c sm 機(jī)床功率的計(jì)算 主切削力的計(jì)算 主切削力的計(jì)算公式及有關(guān)參數(shù) F 9 81 Z Fc n 60 Fc C Fc Z a Fc Z f Fc Z v Fc K 9 81270 30 92 0 95 15 0 60 0 20 75 15 0 7 1 1038 N 切削功率的計(jì)算 1038 1 7 1 8 kW c P c F c v 3 10 3 10 依照一般情況 取機(jī)床變速效率 0 8 2 3 kW Z P 1 8 0 8 根據(jù)Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù) Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)為一般用途 全封閉自扇冷式籠型異步電動(dòng)機(jī) 具有防塵埃 鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi) 部的特點(diǎn) B級(jí)絕緣 工業(yè)環(huán)境溫度不超過 40 相對(duì)濕度不超過95 海拔 高度不超過1000m 額定電壓380V 頻率50Hz 適用于無特殊要求的機(jī)械上 如機(jī)床 泵 風(fēng)機(jī) 攪拌機(jī) 運(yùn)輸機(jī) 農(nóng)業(yè)機(jī)械等 根據(jù)以上計(jì)算 為滿足轉(zhuǎn)速和功率要求 選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào) 為 Y100L2 4 其技術(shù)參數(shù)見下表3 1 表3 1 Y100L2 4型電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù) 電動(dòng)機(jī)型額定功率 KW 滿載轉(zhuǎn)速 rmp 額定轉(zhuǎn)矩 N m 最大轉(zhuǎn)矩 N m 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 號(hào) Y100L2 4314302 22 3 至此 可得到下表3 2中的車床參數(shù) 表3 2 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 max D 最高轉(zhuǎn)速 max n minr 最低轉(zhuǎn)速 min n minr 電 機(jī)功率 P kW 公 比 轉(zhuǎn)速 級(jí)數(shù)Z 32020001931 26 18 3 3變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3 3 1 主變速方案擬定主變速方案擬定 擬定變速方案 包括變速型式的選擇以及開停 換向 制動(dòng) 操縱等整個(gè) 變速系統(tǒng)的確定 變速型式則指變速和變速的元件 機(jī)構(gòu)以及組成 安排不同 特點(diǎn)的變速型式 變速類型 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 因此 確定變速方案和型式 要從結(jié)構(gòu) 工藝 性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮 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(kuò)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(jī) 也可用交換齒輪 滑移齒輪 公用齒輪等 顯然 可能的方案有很多 優(yōu)化的方案也因條件而異 此次設(shè)計(jì)中 我們 采用分離變速型式的主軸變速箱 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 3 3 2 擬定變速結(jié)構(gòu)式擬定變速結(jié)構(gòu)式 由于結(jié)構(gòu)上的限制 變速組中的傳動(dòng)副數(shù)目通常選用2或3為宜 故其結(jié)構(gòu) 式為 Z 2n 3m 對(duì)于18級(jí)傳動(dòng) 其結(jié)構(gòu)式可為以下三種形式 18 3 3 2 18 3 2 3 18 2 3 3 在電動(dòng)機(jī)功率一定的情況下 所需傳遞的轉(zhuǎn)矩越小 傳動(dòng)件和傳動(dòng)軸的集 合尺寸就越小 因此 從傳動(dòng)順序來講 盡量使前面的傳動(dòng)件多以些 即前多 后少原則 故本設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)式為 18 3 3 2 從軸I到軸II有三隊(duì)齒輪分別嚙合 可得到三種不同的傳動(dòng)速度 從軸II到 軸III有三對(duì)齒輪分別嚙合 可得到三種不同的傳動(dòng)速度 故從軸I到軸III可得到 3 3 9種不同的傳動(dòng)速度 同理 軸III到軸IV有兩對(duì)齒輪分別嚙合 可得到兩 種不同的傳動(dòng)速度 故從軸I到軸IV共可得到3 3 2 18種不同的傳動(dòng)轉(zhuǎn)速 設(shè)計(jì)車床主變速傳動(dòng)系時(shí) 為避免從動(dòng)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 41 min u 為避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差 減少震動(dòng)噪聲 在升速時(shí)一般限制最大轉(zhuǎn)速比 2 max u 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)較平穩(wěn) 可取 因此在主變速鏈任一變速組的最 5 2 max u 大變速范圍 在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間 10 8 25 0 5 2 2 minmaxmax uuR 變速軸的變速范圍最小 3 3 3擬定變速結(jié)構(gòu)網(wǎng)擬定變速結(jié)構(gòu)網(wǎng) 在制定機(jī)床傳動(dòng)方案時(shí) 常將傳動(dòng)鏈特性的相關(guān)關(guān)系畫成圖 以供比較選 擇 該圖即為結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖 結(jié)構(gòu)網(wǎng)只表示各傳動(dòng)副傳動(dòng)比的相關(guān)關(guān)系 而不表示 數(shù)值 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 因而繪制成對(duì)稱形式 圖3 由于主軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足級(jí)比規(guī)律 從低到高間成等 比數(shù)列 公比為 故結(jié)構(gòu)網(wǎng)上相鄰兩橫線間代表一個(gè)公比 為了使一根軸上變速范圍不超過允許值 傳動(dòng)副輸越多 級(jí)比指數(shù)應(yīng)小一 些 考慮到傳動(dòng)順序中有前多后少原則 擴(kuò)大順序應(yīng)采用前小后大的原則 即 所謂的前密后疏原則 故本設(shè)計(jì)采用的結(jié)構(gòu)式為 18 31 23 29 18 級(jí)數(shù) 3 3 2 按傳動(dòng)順序的各傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù) 1 3 9 各傳動(dòng)組中級(jí)比間的空格數(shù) 也反映傳動(dòng)比及擴(kuò)大順序 該傳動(dòng)形式反映了傳動(dòng)順序和擴(kuò)大順序 且表示傳動(dòng)方向和擴(kuò)大順序一致 圖3為該傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng) 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 圖3 18 31 23 29結(jié)構(gòu)網(wǎng) 3 3 4 驗(yàn)算變速結(jié)構(gòu)式驗(yàn)算變速結(jié)構(gòu)式 主軸的變速范圍應(yīng)等于住變速傳動(dòng)系中各個(gè)變速組變速范圍的乘積 即 in RRRRR 210 檢查變速組的變速范圍是否超過極限值時(shí) 只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組 因 為其他變速組的變速范圍都比最后擴(kuò)大組的小 只要最后擴(kuò)大組的變速范圍不 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 超過極限值 其他變速組就不會(huì)超過極限值 2 2 2 1 其中 1 26 2 9 2 2 8 符合要求 2 1 269 2 1 3 4繪制轉(zhuǎn)速圖繪制轉(zhuǎn)速圖 1 繪制常規(guī)的轉(zhuǎn)速圖時(shí) 要注意 為了結(jié)構(gòu)緊湊 減小振動(dòng)和噪聲 通 常限制 a 最小傳動(dòng)比Imin 1 4 b 最小傳動(dòng)比Imax 2 斜齒輪 120 7 確定三角帶根數(shù)Z 根據(jù)公式 00 ca l p z pp k k 查表由 90和及查表 由單根A型V Dmm 1 1200 1 1460 帶的額定功率分別是0 93KW和1 07KW 用線性插值法求得時(shí)的 1 1430 額定功率KW 1 05 查 0 14KW 0 p 查表 0 97 長度系數(shù) 0 89k l k 3 6 1 05 0 14 0 97 0 89 3 5 取 根 4 8 計(jì)算初拉力 查表得V帶質(zhì)量q 0 1kg m 則初拉力為 2 0 5 2 500qv k k vZ p F ca 式中 帶的變速功率 KW ca p v 帶速 m s q 每米帶的質(zhì)量 kg m 取q 0 1kg m v 1440r min 9 42m s 500 3 6 6 74 4 2 5 0 97 0 97 0 1 6 742109 85 9 計(jì)算作用在軸上的壓軸力 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 2 4 109 85 874N 2 sin 1 2 sin 168 2 10 帶輪結(jié)構(gòu) 小帶輪結(jié)構(gòu) 90采用實(shí)心式 查電動(dòng)機(jī)軸頸 由表查得 Dmm 0 28 e 150 3mm f mm 10 2 1 輪轂寬 帶輪 1 5 2 0 1 5 2 28 42 56 其最終寬度結(jié)合安裝帶輪的軸段確定 輪緣寬 4 1 15 2 10 65mm 帶輪 1 2 大帶輪結(jié)構(gòu) 150采用孔板式 輪緣寬可與小帶輪相同 輪轂寬可與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同步 2 mm 同理及計(jì)算方法 求得III軸到VI軸傳動(dòng)皮帶的結(jié)構(gòu)參數(shù) B型V帶 Z 2 1 178 2 200 4 4傳動(dòng)軸直徑的估算傳動(dòng)軸直徑的估算 傳動(dòng)軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外 還應(yīng)滿足剛度的要求 強(qiáng)度要求保證軸在反 復(fù)載荷和扭載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高 不允 許有較大變形 因此疲勞強(qiáng)度一般不失是主要矛盾 除了載荷很大的情況外 可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度 剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過大的變形 因此 必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度 根據(jù)公式 并查得到取1 mm n P d j 491 軸的直徑 取 11 0 96 858 min j nr 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 4 4 33 0 96 919121 9 858 1 j dmm n 取d 30mm 軸的直徑 取 212 0 98 0 99 0 990 922 350 min j nr 4 4 33 0 922 919127 1 350 1 j dmm n 取d 32mm 軸的直徑 取 323 0 98 0 990 89 175 min j nr 4 4 33 0 89 919131 98 175 1 j dmm n 取d 35mm 軸的直徑 取 323 0 98 0 990 89 62 min j nr 4 4 33 0 89 919141 45 62 1 j dmm n 取d 40mm 其中 P 電動(dòng)機(jī)額定功率 kW 從電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積 該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 j nminr 傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角 一般傳動(dòng)軸 取 deg m 0 5 1 1 當(dāng)軸上有鍵槽時(shí) d值應(yīng)相應(yīng)增大4 5 當(dāng)軸為花鍵軸時(shí) 可將估算的d值 減小7 為花鍵軸的小徑 空心軸時(shí) d需乘以計(jì)算系數(shù)b 和 為花 鍵軸 主軸為空心軸 因?yàn)榫匦位ㄦI定心精度高 定心穩(wěn)定性好 能用磨削的 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 方法消除熱處理變形 定心直徑尺寸公差和位置公差都能獲得較高的精度 故 我采用矩形花鍵連接 按規(guī)定 矩形花鍵的定心方式為小徑定19871144 TGB 心 查矩形花鍵的基本尺寸系列 定 花鍵軸的規(guī)格 軸花鍵軸的規(guī)格 630 26 7NDdB 為 632 28 7NDdB 為 軸花鍵軸的規(guī)格 軸花鍵軸的規(guī)格 635 30 10NDdB 為 640 35 10NDdB 為 這里需要說明三點(diǎn) 1 花鍵軸參數(shù)尺寸代表Z D d b Z表示花鍵軸齒數(shù) D表示花鍵軸大徑 d表示小徑 b表示齒寬 具體 圖樣見下圖 圖5 矩形花鍵軸 2 齒輪齒數(shù)的選取 應(yīng)保證齒輪齒根與花鍵軸大徑配合的輪轂面不得小 于3 5mm 2 如A0圖紙繪制的CM6132車床主傳動(dòng)系統(tǒng)圖所示 帶輪軸做成中空軸套 起卸荷左右 這樣可將帶輪的張緊力引起的徑向力通過軸套 滾動(dòng)軸承傳至 機(jī)身上 保證主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)不受帶輪張緊力的影響 4 III軸和IV軸間為皮帶輪1 1 12傳動(dòng) 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 4 5齒輪模數(shù)的確定齒輪模數(shù)的確定 齒輪模數(shù)的估算 通常同一變速組內(nèi)的齒輪取相同的模數(shù) 如齒輪材料相 同時(shí) 選擇負(fù)荷最重的小齒輪 根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度條 件進(jìn)行估算模數(shù)和 并按其中較大者選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 為簡化工藝 H m F m 變速傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣 通常不超過2 3種模數(shù) 先計(jì)算最小齒數(shù)齒輪的模數(shù) 齒輪選用直齒圓柱齒輪及斜齒輪傳動(dòng) 查手 冊(cè)齒輪精度選用7級(jí)精度 選擇小齒輪材料為45鋼 調(diào)質(zhì) 硬度為220HBS和260HBS a變速組 分別計(jì)算各齒輪模數(shù) 先計(jì)算最小齒數(shù) 的齒輪 1 17 2 42 初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸 根據(jù)公式 1 2 323 2 1 2 小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為 2 9 55 106 3 858 3 34 104 因v值未知 值不能確定 可初步選載荷系數(shù) 初選 1 1 1 8 1 5 非對(duì)稱安裝 取齒寬系數(shù) 0 3 查得彈性系數(shù) 189 8 齒數(shù)比u 42 17 2 4 按齒面硬度查圖 得 1 600 2 560 假設(shè)該機(jī)床工作壽命10年 每年工作300天 兩班制 工作平穩(wěn) 齒輪轉(zhuǎn) 向不變 則 大齒輪和小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為 1 60 1 60 858 1 1 0 300 16 2 47 109 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33 2 60 2 60 347 29 1 1 0 300 16 1 0 108 查資料的 1 0 95 2 1 09 取安全系數(shù) 1 1 1 1 0 95 600 1 570 2 2 2 1 09 560 1 610 4 取 1 1 2 323 1 5 3 34 104 2 4 1 0 3 2 4 189 8 570 2 53 92 計(jì)算模數(shù) 計(jì)算載荷系數(shù) 查得使用系數(shù) 1 0 因 查得動(dòng)載荷系數(shù) 1 1 60 1000 63 92 858 60 1000 2 87 由表查得齒向載荷分布系數(shù) 則載荷系數(shù)為 1 11 1 15 1 2765 1 0 1 11 1 15 對(duì)進(jìn)行修正 1 因K與有較大的差異 故需對(duì)由計(jì)算出的進(jìn)行修正 即 1 1 1 3 K 53 923 1 2765 1 5 51 1 確定模數(shù) 2 85 1 1 51 1 17 取 2 5 傳動(dòng)尺寸 兩分度圓直徑 1 1 2 5 17 42 5 2 1 2 5 42 105 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34 中心距 1 2 1 2 1 2 2 5 17 42 73 75 齒寬 2 0 3 42 5 12 75 盡可能圓整為5的倍數(shù) 取 1 2 1 15 2 15 尺高 2 25 2 25 2 5 5 625 為了便于設(shè)計(jì)和制造 同一傳動(dòng)組內(nèi)的齒輪的模數(shù)常取相同 此時(shí) 各傳 動(dòng)齒輪副的齒輪齒數(shù)和相同 則在變速箱職中 每根傳動(dòng)軸上各齒輪的模數(shù)均 為 2 5 而在主軸箱中 用上述方法也取得第一對(duì)傳動(dòng)副齒輪的模數(shù) 2 5 而在傳動(dòng)鏈中 最后一個(gè)背輪機(jī)構(gòu)中 變速范圍較大 各傳動(dòng)副對(duì)應(yīng)傳動(dòng)的扭 矩的差別也較大 為合理利用材料 常采用不同的模數(shù) 且在同一傳動(dòng)組內(nèi)正 常只限用于用兩種模數(shù) 由于傳動(dòng)副軸心線距離必須相等 即 1 1 2 2 分別為兩種模數(shù) 1 2 分別為 兩傳動(dòng)副的齒數(shù)和 1 2 1 2 則得 2 5 27 63 2 17 58 2 3 4 6主軸軸頸的直徑主軸軸頸的直徑 主軸的外徑尺寸 關(guān)鍵是主軸前軸頸的 前支撐處 的直徑 選定后 1 D 1 D 其他部位的外徑可隨之而定 一般是通過筒規(guī)格的機(jī)床類比分析加以確定 1 D 320mm車床 P 3KW查手冊(cè) 前軸頸應(yīng) 初選 后軸頸 1 70 90D 1 72Dmm 取 12 85 0 7 0 DD 2 55Dmm 因?yàn)橹鬏S為空心軸 其內(nèi)孔直徑d 0 7 取主軸當(dāng)量直徑D 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 35 則d44 45 取d 35mm 5572 63 5 2 Dmm 4 6 1主軸懸伸量主軸懸伸量a 主軸懸伸量的大小往往受結(jié)構(gòu)限制 主要取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)形式及尺 寸 刀具或夾具的安裝方式 前軸承的類型及配置 潤滑與密封裝置的結(jié)構(gòu)尺 寸等 主軸設(shè)計(jì)時(shí) 在滿足結(jié)構(gòu)的前提下 應(yīng)最大限度的縮短主軸懸伸量a 根 據(jù)結(jié)構(gòu) 對(duì)于精密機(jī)床a 0 6 1 5 43 2 108mm 定懸伸長度 1 D105amm 4 6 2主軸最佳跨距主軸最佳跨距的確定的確定和軸承的選擇和軸承的選擇 0 L 支撐跨距L 當(dāng)前多數(shù)機(jī)床的主軸采用前后兩個(gè)支撐 結(jié)構(gòu)簡單 制造 裝配方便 容易保證精度 但是 由于兩支撐主軸的最佳支距一般較短 結(jié) 0 L 構(gòu)設(shè)計(jì)難于實(shí)現(xiàn) 故可采用三支撐結(jié)構(gòu) 但精密車床CM6132轉(zhuǎn)速的變化范圍大 主軸需正反轉(zhuǎn) 對(duì)機(jī)床的穩(wěn)定性要求高 故采用滑動(dòng)軸承 選用內(nèi)圓外錐式 多油楔軸承 其內(nèi)表面加工出三個(gè)偏心圓弧槽 油囊 均勻分布在圓周上 深為0 2mm 所以主軸無論正反轉(zhuǎn)都能形成三個(gè)油楔 主軸中間裝兩個(gè)推力球軸承 D8112 使主軸軸向定位 后端作為輔助支承 選用一對(duì)深溝球軸承6011 GB T 276 94 為了提高剛度 應(yīng)盡量縮短主軸的外伸長度 選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇?aL 一般推薦取 a L 3 5 跨距小時(shí) 軸承變形對(duì)軸端變形的影響大 所以 軸承剛度小時(shí) L 應(yīng)選大值 軸剛度差時(shí) 則取小值 a L 跨距的大小 很大程度上受其他結(jié)構(gòu)的限制 常常不能滿足以上要求 L 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 36 安排結(jié)構(gòu)時(shí)力求接近上述要求 根據(jù)資料及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可知 主軸跨距 3 5 a 315 525mm 初選 329mm 0 L 0 L 4 6 3主軸組件剛度驗(yàn)算主軸組件剛度驗(yàn)算 1 主軸彎曲剛度的驗(yàn)算 由于CM6132車床主軸為空心 則其彎曲剛度為 30 4 4 2 主軸軸承之間的當(dāng)量外徑和主軸內(nèi)孔直徑 4 1 4 4554 110 5 604 85 5 724 133 329 64 49 那么 對(duì)于精密機(jī)床 要求 30 64 494 354 1052 329 105 99 09 那么主軸的彎曲剛度滿足要求 50 2 主軸扭轉(zhuǎn)剛度的驗(yàn)算 180 式中 扭矩N cm G 剪切彈性模量N cm2 取 G 8 1 106N cm2 截面極慣性矩 實(shí)心軸 0 1 4 D L 軸的直徑和工作長度 D 63 5mm 6 35cm L 329mm 32 9cm N 主軸傳遞功率 N 3KW 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 60 3r min 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 37 則 955 103 3 60 3 4 8 105N cm 0 1 4 1 4 0 1 4 1 4 0 1 6 354 1 3 5 6 35 4 147 58 4 32 9 4 8 105 8 1 106 147 58 0 013 按要求 主軸扭轉(zhuǎn)角不超過 而 則滿足要求 0 225 0 013 0 225 5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括主軸箱 變速箱的結(jié)構(gòu) 傳動(dòng)件 傳動(dòng)軸 軸承 齒輪 帶 輪 離合器 卸荷裝置等 主軸組件 箱體以及連接件 操縱機(jī)構(gòu)和潤滑裝 置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布置等等 主軸變速箱是機(jī)床的重要部件 設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要求外 著重考慮以下幾個(gè)方面的問題 精度方面的要求 剛度和抗震性的要求 傳動(dòng)效率要求 主軸前軸承處溫 度和溫升的控制 結(jié)構(gòu)工藝性 操作方便 安全 可靠原則 遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通 用化的原則 主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn) 由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜 設(shè)計(jì)中不可 避免要經(jīng)過反復(fù)思考和多次修改 在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖 目的是 布置傳動(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案 檢驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無干涉 碰撞或其他不合理的情況 以便及時(shí)改 正 確定傳動(dòng)軸的支承跨距 齒輪在軸上的位置以及各軸的相對(duì)位置 以確定 各軸的受力點(diǎn)和受力方向 為軸和軸承的驗(yàn)算提供必要的數(shù)據(jù) 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 38 5 1齒輪的軸向布置齒輪的軸向布置 本次設(shè)計(jì)中有多處使用了滑移齒輪 而滑移齒輪必須保證當(dāng)一對(duì)齒輪完全 脫離后 令一對(duì)齒輪才能進(jìn)入嚙合 否則會(huì)產(chǎn)生干涉或變速困難 所以與之配 合的固定齒輪間的距離應(yīng)保證留有足夠的空間 至少不少于齒寬的兩倍 并留 有 1 2mm的間隙 齒輪齒寬一般取b1 6 12 m 對(duì)變速箱內(nèi)齒輪傳動(dòng)副模數(shù)m 2 5mm 我 設(shè)計(jì)的齒輪寬度b 6m 15mm 而對(duì)于主軸箱內(nèi)m 3mm b2 20mm 故變速箱內(nèi)相鄰固定齒輪間距離B應(yīng)不 小于32mm 圖7 齒輪的軸向布置 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 39 5 2傳動(dòng)軸及其上傳動(dòng)元件的布置傳動(dòng)軸及其上傳動(dòng)元件的布置 機(jī)床傳動(dòng)軸 廣泛采用滾動(dòng)軸承作支撐 軸上要安裝齒輪 離合器和制動(dòng) 器等 傳動(dòng)軸應(yīng)保證這些傳動(dòng)件或機(jī)構(gòu)能正常工作 首先傳動(dòng)軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度 剛度 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(dòng) 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(huì)引起上述問題 傳動(dòng)軸可以是光軸也可以是花鍵軸 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 所以裝滑移齒輪的軸都采用花鍵軸 不裝滑移齒輪 的軸也常采用花鍵軸 花鍵軸承載能力高 加工和裝配也比帶單鍵的光軸方便 軸的部分長度上的花鍵 在終端有一段不是全高 不能和花鍵空配合 這 是加工時(shí)的過濾部分 一般尺寸花鍵的滾刀直徑為65 85 刀 D mm 機(jī)床傳動(dòng)軸常采用的滾動(dòng)軸承有球軸承和滾錐軸承 在溫升 空載功率和 噪聲等方面 球軸承都比滾錐軸承優(yōu)越 而且滾錐軸承對(duì)軸的剛度 支撐孔的 加工精度要求都比較高 因此球軸承用的更多 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 所以有時(shí)在沒有軸向力時(shí) 也常采用這種軸承 選擇軸承的型號(hào)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 同一軸心線的箱體支撐直徑安排要充分考慮鏜孔工藝 成批生產(chǎn)中 廣泛 采用定徑鏜刀和可調(diào)鏜刀頭 在箱外調(diào)整好鏜刀尺寸 可以提高生產(chǎn)率和加工 精度 還常采用同一鏜刀桿安裝多刀同時(shí)加工幾個(gè)同心孔的工藝 下面分析幾 種鏜孔方式 對(duì)于支撐跨距長的箱體孔 要從兩邊同時(shí)進(jìn)行加工 支撐跨距比 較短的 可以從一邊 叢大孔方面進(jìn)刀 伸進(jìn)鏜桿 同時(shí)加工各孔 對(duì)中間孔 徑比兩端大的箱體 鏜中間孔必須在箱內(nèi)調(diào)刀 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能避免 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 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 40 軸承來達(dá)到支撐孔直徑的安排要求 兩孔間的最小壁厚 不得小于5 10 以免加工時(shí)孔變形 mm 花鍵軸兩端裝軸承的軸頸尺寸至少有一個(gè)應(yīng)小于花鍵的內(nèi)徑 一般傳動(dòng)軸上軸承選用級(jí)精度 G 傳動(dòng)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(dòng)件的位置正 確性 不論軸是否轉(zhuǎn)動(dòng) 是否受軸向力 都必須有軸向定位 對(duì)受軸向力的軸 其軸向定位就更重要 回轉(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(shí)應(yīng)注意 1 軸的長度 長軸要考慮熱伸長的問題 宜由一端定位 2 軸承的間隙是否需要調(diào)整 3 整個(gè)軸的軸向位置是否需要調(diào)整 4 在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈 5 加工和裝配的工藝性等 5 2 1 I軸的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì) I軸上為三聯(lián)滑移齒輪 相應(yīng)的花鍵軸段尺寸為6 32 28 7 左右端均選取深溝球軸承 其型號(hào)分別為6205 6206 右端為5齒皮 帶輪 與I軸平鍵連接 電機(jī)工頭右端V帶輪將動(dòng)力傳至I軸 又通過滑移齒輪傳 動(dòng)力至II軸 5 2 2 II軸的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì) II軸上為4個(gè)固連齒輪 3個(gè)為與I軸配合的齒輪 3各與III軸配合 有兩個(gè)公用齒輪 相應(yīng)花鍵軸段尺寸為6 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 41 32 28 7 左 右端均為型號(hào)為6205的深溝球軸承 動(dòng)力從I軸傳至II軸 并通 過右邊兩齒輪傳動(dòng)力至III軸 5 2 3 III軸的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì) III軸上有3聯(lián)滑移齒輪 與II軸的3個(gè)固定齒輪嚙合 與之配合的相應(yīng)花鍵 軸段尺寸為6 35 30 10 左 右均為型號(hào)為6206的深溝球軸承 左端為2齒皮帶輪 動(dòng)力從II 軸傳至III軸 再通過左邊的V帶輪傳動(dòng)力至IV軸 5 2 4 帶輪軸的設(shè)計(jì)帶輪軸的設(shè)計(jì) 帶齒輪軸套在主軸左端的套筒內(nèi) 兩個(gè)型號(hào)為6214的深溝球軸承支撐套筒 增加其剛度 左端為2齒皮帶輪 左邊螺母可調(diào)整其軸向位置 動(dòng)力從III軸徑皮 帶輪傳至帶輪軸 再通過右邊齒輪將動(dòng)力傳出 5 2 5 軸的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì) 軸實(shí)際上是背輪機(jī)構(gòu) 其上2個(gè)滑移齒輪 與控制主軸內(nèi)齒離合器滑動(dòng)的 撥叉盤用螺栓固連在一起 進(jìn)而達(dá)到變速目的 與之配合的花鍵軸尺寸參數(shù)為6 40 35 10 左右均為型號(hào)為6206的深溝球軸承 當(dāng)撥動(dòng)滑移齒輪 使左端齒輪 與IV軸齒輪嚙合時(shí) 主軸將得到低9級(jí)轉(zhuǎn)速 若撥動(dòng)滑移齒輪 使與之固聯(lián)的撥 叉主軸上齒輪直接與帶輪軸齒輪嚙合時(shí) 主軸將得到高9級(jí)轉(zhuǎn)速 5 2 6主軸的設(shè)計(jì)主軸的設(shè)計(jì) 主軸上裝有受 軸 背輪機(jī)構(gòu) 上撥叉盤控制的內(nèi)齒離合器 以及固連在 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 42 主軸上的與V軸右端小齒輪的齒輪 當(dāng)IV軸齒輪直接與內(nèi)齒離合器嚙合時(shí) 主 軸將得到高9級(jí)轉(zhuǎn)速 當(dāng)脫開時(shí) 固聯(lián)齒輪與背輪機(jī)構(gòu)恰好接通 通過兩個(gè)降速 1 2 5和1 3 12 主軸將得到低9級(jí)轉(zhuǎn)速 5 2 7 主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜 技術(shù)要求高 安裝工件 車床 或者刀具 銑床 鉆 床等 的主軸參予切削成形運(yùn)動(dòng) 因此它的精度和性能直接影響加工質(zhì)量 加 工精度和表面粗糙度 設(shè)計(jì)時(shí)主要圍繞著保證精度 剛度和抗振性 減少溫 升和熱變形等幾個(gè)方面考慮 由于主軸比較長 為提高其剛度 本設(shè)計(jì)采用三支撐方式 其結(jié)構(gòu)要求箱 上的3個(gè)支撐孔應(yīng)有高的同軸度 否則溫升和空載功率增大 但3孔同軸加工難 度大 一般選中或后支撐為輔助支撐 只有載荷較大 軸產(chǎn)生彎曲變形時(shí) 輔 助支撐才起作用 本設(shè)計(jì) 前支撐作為主要支撐點(diǎn) 選擇內(nèi)圓外錐式滑動(dòng)軸承 它承載能力 大 摩擦系數(shù)小 溫升低 極限轉(zhuǎn)速高 能很好的滿足設(shè)計(jì)要求 但不能承受 軸向力 中支撐處選擇兩列51214型推力球軸承 在作輔助支撐的同時(shí) 配合前 支撐承受軸向力 后支撐采用內(nèi)圓外錐式滑動(dòng)軸承 一方面 它能滿足高速 高精度 重載 以及同時(shí)承受較大軸 徑向力的要求 另一方面 它能將主軸 由前向后的軸向力 充分的傳至機(jī)身上 保證主軸良好的運(yùn)轉(zhuǎn)精度和動(dòng)力性能 各滾動(dòng)軸承均有螺母調(diào)整其軸向間隙 內(nèi)圓外錐式滑動(dòng)軸承可通過雙向背帽 調(diào)整其徑向間隙 前錐孔用來裝頂尖或其他工具錐柄 要求能自鎖 目前采用莫氏錐孔 精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 43 5 3齒輪布置的注意問題齒輪布置的注意問題 滑移齒輪進(jìn)出嚙合的一端要圓齒 有規(guī)定的形狀和尺寸 圓齒和倒角性質(zhì) 不同 加工方法和畫法也不一樣 應(yīng)予注意 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(jī)械加工時(shí) 的安裝和定位基面 盡可能做到省工 省料又易于保證精度 齒輪磨齒時(shí) 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 有時(shí)為了縮短軸向尺寸 也有用組合齒輪 的 要保證正確嚙合 齒輪在軸上的位置應(yīng)該可靠 滑移齒輪在軸向位置由操 縱機(jī)構(gòu)中的定位槽 定位孔或其他方式保證 一般在裝配時(shí)最后調(diào)整確定 5 4主軸與齒輪的連接主軸與齒輪的連接 齒輪與主軸的連接可以用花鍵或者平鍵 軸做成圓柱體 或者錐面 錐度 一般取1 15左右 錐面配合對(duì)中性