數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文1綜述

1、鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘摘 要要 本文作者研究的主要是數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，這類主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可用于對(duì)普通車床的改造，以適應(yīng)當(dāng)前我國(guó)機(jī)床工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 本文作者完成的設(shè)計(jì)主要包括根據(jù)一些原始數(shù)據(jù)（其中包括機(jī)床的類型、規(guī)格等）結(jié)合實(shí)際條件和情況對(duì)車床一些參數(shù)進(jìn)行擬定，再根據(jù)擬定的參數(shù)，進(jìn)行傳動(dòng)方案的比較，確定傳動(dòng)方案。然后計(jì)算各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比及齒輪齒數(shù)，再估算齒輪的模數(shù)和各軸的軸徑，并對(duì)齒輪和軸的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行校核。除此之外，還要對(duì)箱體內(nèi)的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，一些零件的選型，如電磁離合器的選擇等，從而完成對(duì)整個(gè)主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 主

2、傳動(dòng)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) AbstractAbstract What author of this text study numerical control main transmission of lathe mainly, the main design of transmission can use for to ordinary transformation of lathe, In order to adapt to the current situation of the present industrial development of lathe of our country, have

3、 certain economic benefits and social benefit. The design that the author of this text finished includes according to some initial data mainly( type, specification of including the lathe ,etc.) Combine actual condition and situation draft to some parameters of lathe, and then according to the parame

4、ter drafted, Carry on the comparison of the transmission scheme, confirm the transmission scheme. It 1 數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) then cant calculate every transmission transmission of the packs than and gear wheel tooth count, estimate modulus and the every axle foot-paths of axle of gear wheel more, And check th

5、e intensity, rigidity of gear wheel and axle . In addition, will design the main structure in the body of the case , the selecting types of some parts, Electromagnetic choice of clutch,etc., finish to whole main design of transmission for instance. Keywords： designmain driving system; NC machine too

6、l; 目錄 0 引言 . 1 1 總體設(shè)計(jì)方案擬定 . 3 nn、Z) 擬定主運(yùn)動(dòng)參數(shù)(.、. 311 max min12 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) . 3 13 動(dòng)力計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì) . 3 14 軸和齒輪的驗(yàn)算 . 3 15 主軸變速箱裝配設(shè)計(jì) . 3 2 參數(shù)擬定 . 4 2.1 車床主參數(shù)(規(guī)格尺寸)和基本參數(shù) . 4 2.2 各級(jí)轉(zhuǎn)速的確定 . 4 3 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) . 5 2 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 主擬定傳動(dòng)方案 . 5 32 傳動(dòng)方案的比較 . 5 321 采用單速電機(jī) . 5 322 采用雙速電機(jī) . 6 33 各級(jí)傳動(dòng)比的計(jì)算 . 7 34 各軸轉(zhuǎn)速的確定方法 . 9 341軸的

7、轉(zhuǎn)速 . 9 342 中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 . 9 35 轉(zhuǎn)速圖擬定 . 10 4 動(dòng)力計(jì)算 . 11 4.1 齒輪的計(jì)算 . 11 4.1.1 確定齒輪齒數(shù)和模數(shù)（查表法） . 11 41.2 確定齒輪的齒數(shù)和模數(shù)（計(jì)算法）并校核 . 12 41.3 齒輪的精度設(shè)計(jì)； . 15 4.2 電磁離合器的選擇和使用 . 19 5 軸的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算 . 25 5.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 25 5.2 軸的強(qiáng)度校核(以軸為例) . 25 5.2.1 選擇軸的材料 . 26 5.2.2 初估軸徑 . 26 5.2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 26 52. 4 軸的受力分析. . . . . . . . . . . . .

8、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23 5.3 軸的剛度校核(以軸為例) . 29 6 主軸變速箱的裝配設(shè)計(jì) . 32 6.1 箱體內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) . 32 6.2 設(shè)計(jì)的方法(以軸的布置為例) . 32 7 結(jié)論 . 35 致謝 . 36 參考文獻(xiàn) . 37 附件清單 . 38 3 數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 0 引言引言 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我所從事設(shè)計(jì)的課題是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。此類數(shù)控車床屬于經(jīng)濟(jì)型中檔精度機(jī)床，這類機(jī)床的

9、傳動(dòng)要求采用手動(dòng)與電控雙操縱方式，在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)電控變速?？傮w的設(shè)計(jì)方案就是對(duì)傳動(dòng)方案進(jìn)行比較，繪出轉(zhuǎn)速圖，對(duì)箱體及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括軸和齒輪的設(shè)計(jì)、校核等。 為什么要設(shè)計(jì)此類數(shù)控車床呢？因?yàn)殡S著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)制造業(yè)領(lǐng)域涌現(xiàn)出了許多私營(yíng)企業(yè)，這些企業(yè)的規(guī)模普遍不大，沒(méi)有太多的資本。一些全功能數(shù)控系統(tǒng)，其功能雖然豐富，但成本高，對(duì)于這些中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)購(gòu)置困難，但是 4 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 中小型企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn)，希望對(duì)原有機(jī)床進(jìn)行改造，進(jìn)行數(shù)控化、自動(dòng)化，以提高生產(chǎn)效率。我國(guó)機(jī)床工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀是機(jī)床擁有量大、工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，突出的任務(wù)就是用較少的資金迅速改變機(jī)械工業(yè)

10、落后的生產(chǎn)面貌，使之盡可能提高自動(dòng)化程度，保證加工質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)是擁有300 多萬(wàn)臺(tái)機(jī)床的國(guó)家，而這些機(jī)床又大量是多年累積生產(chǎn)的通用機(jī)床，自動(dòng)化程度低，要想在近幾年內(nèi)用自動(dòng)和精密設(shè)備更新現(xiàn)有機(jī)床，不論是資金還是我國(guó)機(jī)床廠的能力都是辦不到的。因此，普通機(jī)床的數(shù)控改造，大有可為。它適合我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平、教育水平和生產(chǎn)水平，已成為我國(guó)設(shè)備技術(shù)改造主要方法之一。目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展迅速，研制了幾十種簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)，有力地促進(jìn)了我國(guó)數(shù)控事業(yè)的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)就是結(jié)合現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)實(shí)際，我國(guó)的國(guó)情，在滿足系統(tǒng)基本功能的前提下，盡可能地降低價(jià)格。 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床有許多優(yōu)點(diǎn)。1

11、）其降格便宜，且性能價(jià)格比適中，與進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控車床相比，前者只需一萬(wàn)元左右，后者則需十萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)元。因此，它特別適合于改造在設(shè)備中占有較大比重的普通車床，適合在生產(chǎn)第一線大面積推廣。從提高資本效率出發(fā)，改造閑置設(shè)備，能發(fā)揮機(jī)床的原有功能和改造后的新增功能，提高機(jī)床的使用價(jià)值。2）適用于多品種、中小批量產(chǎn)品的適應(yīng)性強(qiáng)。在普通車床上加工的產(chǎn)品，大都可在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上進(jìn)行。加工不同零件，只要改變加工程序，很快適應(yīng)和達(dá)到批量生產(chǎn)的要求。3）相對(duì)于普通車床，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床能提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品損失。數(shù)控有較高的加工精度，加工出的產(chǎn)品尺寸一致性好，合格率高。4）采用數(shù)控車床，能解決復(fù)雜的加工精度，還

12、能節(jié)約大量工裝費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本。5）采用此類車床，還能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度將工人從緊張、繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)。6）可以提高工人素質(zhì)，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。數(shù)控系統(tǒng)的出現(xiàn)擴(kuò)大了工人的視野，帶動(dòng)了學(xué)習(xí)微電子技術(shù)的熱潮，為工人由“體力型”向“智力型”過(guò)渡創(chuàng)造了條件，促進(jìn)了工廠的技術(shù)進(jìn)步。7）增強(qiáng)了企業(yè)應(yīng)變能力，為提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力創(chuàng)造了條件。企業(yè)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控設(shè)備對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造后，提高了加工精度和批量生產(chǎn)的能力，同時(shí)又保持“萬(wàn)能加工”和“專用高效”這兩種屬性，提高設(shè)備自身對(duì)產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的應(yīng)變能力，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。 本設(shè)計(jì)中的數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)就是主電機(jī)采用雙速電機(jī)，這樣可以簡(jiǎn)化箱體內(nèi)的結(jié)構(gòu)。

13、操縱方式并非是完全數(shù)控，而是采用采用手動(dòng)與電控雙操縱方式，在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)電控變速。本設(shè)計(jì)就是對(duì)在我國(guó)應(yīng)用非常廣泛的 C6 型數(shù)控車床進(jìn)行的改造，具有廣泛的適應(yīng)性。C6 型車床是一種加工效率高，操作性能好，社會(huì)擁有量大的普通車床。實(shí)踐證明，把這種車床改造為數(shù)控車床，已經(jīng)收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。 總體的設(shè)計(jì)方案就是對(duì)傳動(dòng)方案進(jìn)行比較，繪出轉(zhuǎn)速圖，對(duì)箱體及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行 5 數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)，包括軸和齒輪的設(shè)計(jì)、校核等。設(shè)計(jì)時(shí)一要注意設(shè)計(jì)的科學(xué)性和條理性，另一點(diǎn)就是要注意和實(shí)際的結(jié)合。設(shè)計(jì)的依據(jù)主要是以經(jīng)驗(yàn)或類比為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)(經(jīng)驗(yàn))設(shè)計(jì)方法。作為一名尚未畢業(yè)的大學(xué)生，經(jīng)驗(yàn)自然是我們所欠缺的

14、，所以除了老師的指導(dǎo)，最主要的就是借鑒書上的設(shè)計(jì)方法。書上雖然不會(huì)有完全相同的示例，但一些其他類型的主軸箱設(shè)計(jì)方法在這個(gè)課題上同樣適用，適用也只是大體上的適用，具體到一些細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)就需我們自己查設(shè)計(jì)手冊(cè)了。比如說(shuō)其中涉及到電磁離合器的設(shè)計(jì)就需自己解決。雖然我們很缺乏設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，但還應(yīng)處處從實(shí)際出發(fā)。從大處講，聯(lián)系實(shí)際是指在進(jìn)行機(jī)床工藝可能性的分析、參數(shù)擬定和方案確定中，既要了解當(dāng)今的先進(jìn)生產(chǎn)水平和可能趨勢(shì)，更應(yīng)了解我國(guó)實(shí)際生產(chǎn)水平，使設(shè)計(jì)的機(jī)床、機(jī)器在四化建設(shè)中發(fā)揮最佳的效益。從小處講，指對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)床零部件的制造、裝配和維修要進(jìn)行認(rèn)真的、切實(shí)的考慮和分析，對(duì)推薦的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和資料要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)

15、行取舍。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，了解和掌握結(jié)合實(shí)際、綜合思考的設(shè)計(jì)方法。 1 1 總體設(shè)計(jì)方案擬定總體設(shè)計(jì)方案擬定 nn、Z) 擬定主運(yùn)動(dòng)參數(shù)(、1 1maxmin機(jī)床設(shè)計(jì)的初始，首先需要確定有關(guān)參數(shù)，它們是傳動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)，影響到產(chǎn)品是否能滿足所需要的功能要求。根據(jù)擬定的參數(shù)、規(guī)格和其他特點(diǎn)，了解 nn 和級(jí)數(shù) Z、主傳動(dòng)電機(jī)功率 N、典型工藝的切削用量，了解極限轉(zhuǎn)速。 minmax 6 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 12 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 根據(jù)擬定的參數(shù)，通過(guò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖的分析，確定傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖。傳動(dòng)方案有多種，傳動(dòng)型式更是式樣眾多，比如：傳動(dòng)型式上有集中傳動(dòng)的主軸變速箱。分離傳動(dòng)

16、的主軸箱與變速箱；擴(kuò)大變速范圍可以用增加傳動(dòng)組數(shù)，也可用背輪機(jī)構(gòu)、分支傳動(dòng)等型式；變速型式上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。然后計(jì)算各傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù)。 1 13 動(dòng)力計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì) 估算齒輪模數(shù) m 和軸頸 d，選擇和計(jì)算離合器。 將各傳動(dòng)件及其它零件在展開(kāi)圖和剖面圖上做初步的安排、布置和設(shè)計(jì)。 1 14 軸和齒輪的驗(yàn)算 在結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，對(duì)一根傳動(dòng)軸和齒輪的剛度、強(qiáng)度進(jìn)行校核。 1 15 主軸變速箱裝配設(shè)計(jì) 主軸變速箱裝配圖是以結(jié)構(gòu)草圖為“底稿” ，進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪制的。圖上各零部件要表達(dá)清楚，并標(biāo)明尺寸和配合。 2 參數(shù)擬定參數(shù)擬定 2.1 車床主參數(shù)( (規(guī)格

17、尺寸) )和基本參數(shù) 此經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床是由 C6140 普通車床改裝而來(lái)，根據(jù)任務(wù)書上提供的條件： 此數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速可分高低兩檔,共有 12 級(jí)轉(zhuǎn)速：其中高低兩檔各有 6 級(jí)轉(zhuǎn)速，nnnn=235 r/min；， =1800 r/min=45r/min;低速檔時(shí)=340/,高速檔時(shí)maxmaxminmin 7 數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) mm 此車床床身上最大回轉(zhuǎn)直徑為主軸端部型式為 400mm,C6；主軸通孔直徑為；65 1000/1500 電機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率分別為主軸孔錐度為公制 70；采用雙速電機(jī):其中 4/5.5KW。r/min， 2.2 各級(jí)轉(zhuǎn)速的確定n 為級(jí)，又分為高低兩檔，其中高檔

18、最大轉(zhuǎn)速已知主軸的轉(zhuǎn)速分為 12maxnnn=1800/235=7.66 R1=/為 235 r/min；1800r/min，最小轉(zhuǎn)速maxminmin1z1 R=n340max=7.556 級(jí)，轉(zhuǎn)速范圍=當(dāng)機(jī)床處于低速檔時(shí),主軸共有 6R n45nminn71z5查標(biāo)準(zhǔn),=已知=1.499=，取=45,=1.449，即 566.7061.RR1zminnn得低,n=45,就可每隔六個(gè)數(shù)取得一個(gè)數(shù)).(見(jiàn)參考文獻(xiàn) 1 第 6 頁(yè)從表中找到數(shù)列表min45,67,103,154,230,340 r/min; 級(jí)轉(zhuǎn)速分別為速檔的 6n1800maxR=7.659 , 主軸共有 6=級(jí)，轉(zhuǎn)速范圍當(dāng)車

19、床處于高速檔時(shí) n235nminn71z5R=1800 已知即，=1.50=取,查標(biāo)準(zhǔn)=1.50,06.1659.7Rmax1znn數(shù)列表(見(jiàn)參考文獻(xiàn) 1 第 6 頁(yè)). 從表中找到=1800, 就可每隔六個(gè)數(shù)取得一個(gè)數(shù),得高速檔的 6 級(jí)轉(zhuǎn)速分別為 nmax236,354,543,815,1200,1800 r/min。 3 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 3 31 主擬定傳動(dòng)方案 擬定傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)型式的選擇以及開(kāi)停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確定。傳動(dòng)型式則指?jìng)鲃?dòng)和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及其組成、安排不同特點(diǎn)的傳動(dòng)型式、變速類型。傳動(dòng)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，確定傳動(dòng)

20、方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)性等多方面統(tǒng)一考慮。 8 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 傳動(dòng)方案的比較 321 采用單速電機(jī) 已知變速級(jí)數(shù)為 Z=12。 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目。 級(jí)數(shù)為 Z 的傳動(dòng)系統(tǒng)由若干個(gè)順序的傳動(dòng)組組成，各傳動(dòng)組分別有Z1、Z2、Z3、.各傳動(dòng)副，即 Z=Z1Z2Z3 傳動(dòng)副數(shù)由于結(jié)構(gòu)的限制以 2 或 3 為合適，即變速級(jí)數(shù) Z 應(yīng)為 2 和 3 的因子 a2 。3Z= 可以有兩種方案 2 3方案一 12=2 傳動(dòng)齒輪數(shù)目 2（2+3+2）=14。 軸向尺寸為 15b。 傳動(dòng)軸數(shù)目為 4 根。 操縱機(jī)構(gòu)較為簡(jiǎn)單：兩個(gè)滑移齒輪和一個(gè)三聯(lián)滑移齒輪，可

21、單獨(dú)也可集中操縱。 方案二 12=34 9 數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) =14 個(gè)。（34）傳動(dòng)齒輪數(shù)目 2 。軸向尺寸為 19b 根。傳動(dòng)軸數(shù)目為 3個(gè)雙聯(lián) 2 操縱機(jī)構(gòu)較復(fù)雜：四聯(lián)滑移齒輪作為整體式，滑移長(zhǎng)度為 12b；如拆為 滑移齒輪，需要有自鎖，以保證只有一個(gè)齒輪副嚙合。 ，2 的三個(gè)傳動(dòng)組方案為優(yōu)。 ，相比之下，還是傳動(dòng)副數(shù)分別為 23 2 采用雙速電機(jī) 23 應(yīng)車床上，有時(shí)采用雙速電機(jī)，雙速電機(jī)的轉(zhuǎn)速比：=2，傳動(dòng)系統(tǒng)的公比電2。這時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變換=1.41 當(dāng)是 2 的整次方根，本設(shè)計(jì)中的雙速電機(jī)的公比這樣使傳動(dòng)系統(tǒng)的，起著系統(tǒng)中第一擴(kuò)大傳動(dòng)組的作用相應(yīng)基本組的傳動(dòng)級(jí)數(shù)應(yīng)為 2 為了

22、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，采用電控和手動(dòng)兩種方式，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。 的需要，本設(shè)計(jì)采用雙速電機(jī)。 3 各級(jí)傳動(dòng)比的計(jì)算3 假設(shè)結(jié)構(gòu)如圖： 10 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 1軸軸主軸3264785109 由于已經(jīng)設(shè)計(jì)了各軸之間的相對(duì)位置關(guān)系，由傳動(dòng)系統(tǒng)草圖知共有六個(gè)傳動(dòng)比。8,之間的傳動(dòng)比為齒輪齒輪 2 和齒輪 5 分別設(shè)齒輪 1 和齒輪 4 之間的傳動(dòng)比為,ii1425i107 之間的傳動(dòng)比為和齒輪,齒輪 9 之間的傳動(dòng)比為 ,齒輪 3 和齒輪 6 和齒輪 i3689i i。,帶輪傳動(dòng)比為之間的傳動(dòng)比為710 輪帶 。設(shè)其中iii143625 嚙合。8 和齒輪 9 當(dāng)處于低檔時(shí)，手動(dòng)操

23、作使得齒輪為當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速最小，5 之間嚙合，當(dāng)中間的電磁離合器得電，齒輪 2 和齒輪 。或 67 r/min45ii1000=45r/min 可得 i8925 輪帶iii1500=67 r/min 8925 輪帶為當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速最大，和齒輪 6 之間嚙合，當(dāng)左側(cè)的電磁離合器得電，齒輪 3 。或 340 r/min226iii1000=230 r/min 可得 8936 輪帶iii1500=340 r/min 8936 輪帶1004 之間嚙合，當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為和齒輪當(dāng)右側(cè)的電磁離合器得電，齒輪 1 11 數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 或 150 可得 1000=100 r/min iii1489 輪

24、帶1500=150 r/min iii1489 輪帶 當(dāng)處于高檔時(shí)，手動(dòng)操作使得齒輪 7 和齒輪 10 嚙合 當(dāng)中間的電磁離合器得電，齒輪 2 和齒輪 5 之間嚙合，當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速最小，為 236 或 354 可得 1000=235 r/min iii71025 輪帶 1500=354 r/min iii71025 輪帶當(dāng)左側(cè)的電磁離合器得電，齒輪 3 和齒輪 6 之間嚙合，當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速最大，為 1200 或 1800 可得 1000=1200 r/min iii71036 輪帶 1500=1800 r/min iii71036 輪帶當(dāng)右側(cè)的電磁離合器得電，齒輪 1 和齒輪 4 之間嚙合，當(dāng)

25、時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為 543 或 816 iii1000=543 r/min 可得 14710 輪帶iii 1500=815 r/min 14710 輪帶由這 6 各方程聯(lián)列可解得 0.3226 0.7447 1.6452 iii143625ii1.3659 0.2576 0.534 i71089輪帶u=1/4，傳動(dòng)比的選用時(shí)，應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題，充分使用齒輪副的極限傳動(dòng)比 minu=2， max雖然可以最大限度地獲得變速箱范圍或減少傳動(dòng)件數(shù)，但會(huì)導(dǎo)致齒輪和箱體尺寸過(guò)大，齒輪線速度增大，容易產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，要求精度提高。在實(shí)踐中，往往不采用降速很小、升速很大的傳動(dòng)比，特別是中間軸的傳動(dòng)。因此，從系統(tǒng)的

26、角度考慮，寧可適當(dāng)增加串聯(lián)傳動(dòng)組的數(shù)目，或者用并聯(lián)式的分支傳動(dòng)滿足變速范圍的要求，而避免用極限傳動(dòng)比的傳動(dòng)副。 12 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 以上幾個(gè)傳動(dòng)比都符合要求。 34 各軸轉(zhuǎn)速的確定方法 由傳動(dòng)比和電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以計(jì)算出各軸的轉(zhuǎn)速； 341 軸的轉(zhuǎn)速 軸從電機(jī)得到運(yùn)動(dòng)，經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成各級(jí)轉(zhuǎn)速。電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速和主軸最高轉(zhuǎn)速應(yīng)相接近。顯然，從傳動(dòng)件在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下恒功率工作時(shí)所受扭矩最小來(lái)考慮，軸不宜將電機(jī)轉(zhuǎn)速降得太低。但如果軸上裝有摩擦離合器一類部件時(shí)，高速下摩擦損耗、發(fā)熱都將成為突出矛盾，因此，軸轉(zhuǎn)速也不宜太高車床的軸轉(zhuǎn)速一般取 7001000 r/min 左右比較合適。另外也要注意

27、到電機(jī)與軸的傳動(dòng)方式，如用帶輪傳動(dòng)時(shí)，降速比不宜太大，和主軸尾部可能干涉。 342 中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 對(duì)于中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速的考慮原則是：妥善解決結(jié)構(gòu)尺寸大小與噪音、振動(dòng)等性能要求之間的矛盾。 中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速較高時(shí)，中間傳動(dòng)軸和齒輪承受扭矩小，可以使軸徑和齒輪模數(shù)小些，從而可以使結(jié)構(gòu)緊湊。但是，這將引起空載功率和噪音加大。從經(jīng)驗(yàn)知：主軸轉(zhuǎn)速和中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況作相應(yīng)修正：1、對(duì)于功率較大的重切削機(jī)床，一般主軸轉(zhuǎn)速較低，中間軸的轉(zhuǎn)速適當(dāng)取高一些對(duì)減小結(jié)構(gòu)尺寸的效果較明顯。2、對(duì)高速輕載或精密機(jī)床，中間軸轉(zhuǎn)速宜取低一些。3、控制齒輪圓周速度V8m/s，在此條件下，可適當(dāng)選用較高的中

28、間軸轉(zhuǎn)速。 35 轉(zhuǎn)速圖擬定 運(yùn)動(dòng)參數(shù)確定以后，主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速就已經(jīng)知道了，而且根據(jù)設(shè)計(jì)出來(lái)的各級(jí)齒輪 13 數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 的傳動(dòng)比，這樣就可以擬定主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速圖，使主運(yùn)動(dòng)逐漸具體化。 電動(dòng)機(jī)軸主軸軸 180015001200100081554335434023623015410345 0.534：153：3135：4720：6254：4117：66 。Z=12,變速范圍 R=1800/45=40 級(jí)數(shù):此車床集中傳動(dòng)公比為,41.1 14 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 動(dòng)力計(jì)算動(dòng)力計(jì)算 4.1 齒輪的計(jì)算齒輪的計(jì)算 4.1 .1 確定齒輪齒數(shù)和模數(shù)（查表法）根據(jù)上面計(jì)算的傳動(dòng)比和

29、可以用計(jì)算法或查表法確定齒輪齒數(shù)，后者更為簡(jiǎn)便。 初步定出的小齒輪齒數(shù)，查表即可求出齒輪副齒數(shù)之和，再減得大齒輪的齒數(shù)。 用查表法求軸和軸上的齒輪的齒數(shù)和模數(shù) 頁(yè)） 。1 第 20常用傳動(dòng)比的適用齒數(shù)（小齒輪） （見(jiàn)參考書 選取時(shí)應(yīng)注意： ；1820不產(chǎn)生根切。一般取 Zmin5mm2m,一般取 保證強(qiáng)度和防止熱變形過(guò)大，齒輪齒根圓到鍵槽的壁厚 。 Zmin6.5+2T/m 則同一傳動(dòng)組的各對(duì)齒輪副的中心距應(yīng)當(dāng)相等。若模數(shù)相同，則齒數(shù)和亦應(yīng)相等。但由于傳動(dòng)比的要求，尤其是在傳動(dòng)中使用了公用齒輪后，常常滿足不了上述要求。一般但修正量不能太大，機(jī)床上可用修正齒輪，在一定范圍內(nèi)調(diào)整中心距使其相等。

30、個(gè)齒。4 齒數(shù)差不能超過(guò) 3 防止各種碰撞和干涉。 4。三聯(lián)滑移齒輪的相鄰兩齒輪的齒數(shù)差應(yīng)大于 52 和齒輪 2 齒數(shù)為 20，而且由上可知，齒輪所以，可以假設(shè)其中最小的齒輪，查常用傳動(dòng)比的適用齒數(shù)（小齒輪）表，可找到最接近的傳動(dòng)之間的傳動(dòng)比為 3.1 。82。可得大齒輪齒數(shù)為 62 比為 3.15，當(dāng)時(shí)的齒數(shù)之和為 齒輪模數(shù)的估算而且有些系數(shù)只有在齒輪各,按接觸疲勞和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)比較復(fù)雜先估算，所以只在草圖畫完之后校核用。,在畫草圖之前，參數(shù)都已經(jīng)知道后方可確定 再選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)。 齒輪彎曲疲勞的估算：N1m 32mm 3znj 其中 N-計(jì)算齒輪傳遞的額定功率 N=N d齒輪

31、點(diǎn)蝕的估算： 15 數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) N1 mm370A3njnj 為大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速,A 其中為齒輪中心距。 、z2 求出模數(shù)：由中心距 A 及齒數(shù) z1A2mj 21zz 1 ,選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)根據(jù)估算所得和中較大得值 mmj 5 為例以齒輪 2 和齒輪0.534=801 r/min n=1500=inj輪帶0.95=5.225kw N=5.52255.1.509 32m35340.6215005.22537069.133mm A315000.534269.133mj1.686 2062 所以,根據(jù) mj 選取,為了保證模數(shù)一定滿足要求,假設(shè)齒輪2 和齒輪 5 的模數(shù)為 3 由此可

32、知,輸入軸 1 和傳動(dòng)軸 2 之間的中心距為 m(z2z5)3(2062) A=123mm 22 同理且根據(jù) 1 軸和 2 軸之間的距離始終為 123mm,可得出 1 軸和 2 軸之間其余的齒輪的齒數(shù)和模數(shù) 分別為 z1=35 m1=3 z4=47 m4=3 z3=51 m3=3 z6=31 m6=3 41. 2 確定齒輪的齒數(shù)和模數(shù)（計(jì)算法）并校核 以齒輪 8 和 9 為例, 設(shè)計(jì)時(shí)采用最高轉(zhuǎn)速，即齒輪 10 的轉(zhuǎn)速為 1800r/min,已知該組齒輪傳遞的功率 16 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) i300 每年以年,假設(shè)齒輪對(duì)稱布置,使用壽命為 8 為 5.5KW,已知傳動(dòng)比為0.2576

33、,89 齒輪單向回轉(zhuǎn)。中等沖擊,工作日計(jì),兩班制,表 因傳遞功率不大、轉(zhuǎn)速不高、材料按 1、齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇 鋼，鍛造毛坯，大齒輪正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。選取，都采用 557-1R 1.6 級(jí)，軟齒表面粗糙度為 齒輪精度用 6。a的齒數(shù)為，取齒輪 8 軟齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為點(diǎn)蝕，考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性，17/0.2576=66 9 為 17，則齒輪 2、設(shè)計(jì)計(jì)算 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 （1） 、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 ） 、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（2ZZZ2KT(u1)1EHd3t1u2 dH6p9.55105.566T610.mmN.mm113290N=9.5

34、5 1 n180017由圖 7-6 選取材料的接觸疲勞極限應(yīng)力為: 560MPMP580 ,aH2limH2mina由圖 7-7 選取材料的彎曲疲勞極限應(yīng)力為: 210MP230MP ,alimaFF1lim2應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由式(7-3)計(jì)算 N60180017163008/669101.07 =19N1710.1078110.762 N 2u66Z1Z1.02 ,7-8 由圖查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)2N1NY1Y1, 由圖 7-9 查得彎曲疲勞壽命系數(shù),2N1NSS1.4,1,彎曲疲勞安全系數(shù) 7-2 由表查得接觸疲勞安全系數(shù)又nmiminHFYK1.3 =2.0,試選tST由前面的式子

35、求得許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力 17 數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) limH1MPZ580 amN1S2 limHlinH1MP571Z aN2H2S2 limHY2230STlimF1MP3281Y aN11F4.S12 limFYSTF2limMP300Y a2F2NS2 limF 得將有關(guān)值代入式子 2)1Z2KT(uZZ11329021.3.835189.80.9022 1EH=59.17 =d33t166571udHnd1t1V 則 1.44s/m 1100060取;由表 7-4 查得;查圖 7-10 得由表 7-3 查得 25.1K09.1K05.1KAv 則;1K4311.091.05

36、1KKKKK1.251.VHA431.12 mm9560.17dd1.0359 修正3t113.1mm583.95/1760md/z 115.3m 由表 7-6 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 3 7-18 查得 由圖 0.Y42Y4.2FS1FS70.Y 取 7-12）校核大小齒輪的彎曲強(qiáng)度 由式（113290.432KTI2176.MP8724.0.YY7 1FS11aFF22353317.1mZ2 1dY04.2FSMP76.8773.20 212FFFa2.Y42 1FS 所以，初選的齒輪齒數(shù)和計(jì)算出的模數(shù)符合要求。 18 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 求得齒輪 8 和 9 的齒數(shù)和

37、模數(shù)分別為 z8=17 m8=3.5 z9=66 m9=3.5 其中齒輪 8 的齒數(shù)為 17，有可能會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象，所以要修正齒輪，用變位修正法求得 8 齒輪的變位系數(shù)為+0.218。用同樣的方法可以求得其他齒輪的變位系數(shù)。 列出各齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、和變位系數(shù) 編號(hào) 模數(shù) 齒數(shù) 齒形角 變位系數(shù) 1 3 35 20 +0.5 2 3 20 20 +0.8 3 3 51 20 0 4 3 47 20 -0.5 5 3 62 20 0 6 3 31 20 0 7 3 56 20 0 8 35 17 20 +0.218 9 35 66 20 0 10 3 41 20 +0.169 齒輪材料為 55

38、鋼,熱處理為齒部 G580.2,深 0.5 41. 3 齒輪的精度設(shè)計(jì)； 齒輪精度設(shè)計(jì)的方法及步驟：1、確定齒輪的精度等級(jí)； 2、齒輪誤差檢驗(yàn)組的選擇及其公差值的確定； 3、計(jì)算齒輪副側(cè)隙和確定齒厚極限偏差代號(hào)； 4、確定齒坯公差和表面粗糙度； 5、公法線平均長(zhǎng)度極限偏差的換算； 6、繪制齒輪零件圖。 以齒輪 9 為例：齒數(shù)為 66，模數(shù)為 3.5,變位系數(shù)為 0。 確定齒輪的精度等級(jí) 由于該齒輪是主軸箱內(nèi)的齒輪，對(duì)傳動(dòng)精度和穩(wěn)定性的要求都比較高，主要要求 19 數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3405dn663.s/.11mv4 的是傳動(dòng)平穩(wěn)性精度等級(jí)。據(jù)圓周速度 60000100060 級(jí)精度。對(duì)

39、于如此要求高的齒輪采用 6 齒輪誤差檢驗(yàn)組的選擇及其公差值的確定 、 、 、該齒輪屬中等精度，且為批量生產(chǎn)查表12-3 選定 FFfFiiW 組成檢驗(yàn)方案。根據(jù)及 mm231mm27bdmz3.566111 12-15 可得公差值：查表 12-13、表 12-14、表 45F25F36F 第公差組 pr 第公差組 1011f9ffpbptf 第公差組 9F 計(jì)算齒輪副側(cè)隙和確定齒厚極限偏差代號(hào)代號(hào)s/4.11mv查得 計(jì)算齒輪副的最小極限側(cè)隙由表 12-10 按油池潤(rùn)滑和 jminn035.500.013.j0.01m nn1sina(t)j26 2t1n221根據(jù)齒輪和箱體的材料，從材料手冊(cè)

40、上查得，鋼和鑄鐵的線膨脹系數(shù)分別為 66c10/11.5c510/10. 。 ， 12)17.5(66m(z1z2)36 .25mma145傳遞的中心距 2225145.j0310.0.038mm所以， 2n120 確定齒厚極限偏差代號(hào) 由式（12-15）齒厚上偏差 222Ff1042ftanjjf.2bb1a2nn1nEsscos2n6 9FFm 式中前面已查得f 級(jí)精度查得 12-14 按 6 由表pbm9f11fm 2pbpb1 20 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) ，6 級(jí)精度查得，由表 12-17 按 145.5m20fa ，所以，代入數(shù)據(jù)得 m56Ess 因?yàn)?11fptE56ss

41、11f pt ，因此或者 12-9 查得齒厚的上偏差代號(hào)為G 由圖 12-29666fE ptss 齒厚下偏差226 bTF2tan 可知Srrnm36F，表 12-11，查表 12-13，6 級(jí)精度齒輪查rm267291m1b1.26IT8. ，所以r22m247191.2tan2036T sEET6671137mm SsiSSE137si12.5 f11 pt由圖 12-29 或表 12-9 查得齒厚下偏差代號(hào)為 K，因此 m1321211E si至此，小齒輪的精度為：6GK GB10095-88 確定齒坯公差、表面粗糙度 齒輪內(nèi)孔是加工、檢驗(yàn)及安裝的定位基準(zhǔn)，對(duì) 6 級(jí)精度的齒輪，由表

42、12-18 查得：內(nèi)孔尺寸公差為 IT7，內(nèi)孔直徑為 85mm,偏差按基準(zhǔn)孔 H 選取，即齒輪內(nèi)孔的下偏差為 0，上偏差為+0.022。內(nèi)孔的形狀公差按 6 級(jí)決定或遵守包容原則。 定位端面的端面圓跳動(dòng)公差由表 12-19 查得為 0.014mm。 齒頂圓只作為切齒加工的找正基準(zhǔn)，不作為檢驗(yàn)基準(zhǔn)，故其公差選用 IT11，齒mm238hmdd2，上偏-0.290,，偏差按基準(zhǔn)軸頂圓直徑 h 選取即下偏差為a1a1 0。差為 21 數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 齒輪的表面粗糙度按 7 級(jí)查表 12-20，各表面粗糙度分別為：齒面=1.6,內(nèi) RRaa孔=1.6,基準(zhǔn)端面=3.2,齒頂圓=6.3。 RRR

43、aaa公法線平均長(zhǎng)度極限偏差的換算 公法線的公稱長(zhǎng)度 W 及其跨齒數(shù) k,可從機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)手冊(cè)中查得或按式 12-7和式 12-8 求得 跨齒數(shù) 850.0.566/9kz/9Wm1.476(2k1)0.014z3.51.476(161)0.0146680.7246 該齒輪為中模數(shù)齒輪，控制側(cè)隙的指標(biāo)宜采用公法線平均長(zhǎng)度極限偏差，EEwiws按換算式 12-20、式 12-21、式 12-22 得 m.9700.7236sin20EEcos0.72Fsin66cos206 nwmsnssrm2115.sin2036cos132200.72sincosEE0.72F6 nnsirwsi齒輪工作圖

44、 下圖為本例齒輪零件圖。 法向模數(shù)mn3.5齒數(shù)z66齒形角20齒頂高系數(shù)ha*1徑向變化系數(shù)0跨齒數(shù)k8跨 K 齒公法線平均長(zhǎng)度偏差wk-0.07180.724-0.115精度等級(jí)6GKGB10095-88齒輪副中心距及其極限偏差afa145.50.020配對(duì)齒輪圖號(hào)齒數(shù)13817公差組檢驗(yàn)項(xiàng)目代號(hào)公差值Fw0.025FrFp0.0360.045ff0.009fpt0.011fpb0.010F0.009 22 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 其余兩端面未注倒角） （ 電磁離合器的選擇和使用 4.2 本設(shè),隨著機(jī)床設(shè)備向自動(dòng)化趨勢(shì)發(fā)展,電磁離合器和制動(dòng)器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛其中的電控就是用電磁離合器

45、,采用手動(dòng)和電動(dòng)相結(jié)合的方式計(jì)為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距它具有結(jié)構(gòu)緊湊、電磁離合器是自動(dòng)化控制的主要元件之一,來(lái)實(shí)現(xiàn)的,提高齒輪箱的傳動(dòng)剛度和加工同時(shí)能滿足簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，離操縱和自動(dòng)控制等特點(diǎn)， 精度，實(shí)現(xiàn)機(jī)床高響應(yīng)性、高頻率動(dòng)作等方面的要求。離合器的類個(gè)電磁離合器，大大簡(jiǎn)化了主軸箱內(nèi)結(jié)構(gòu)。我設(shè)計(jì)的主軸箱采用了 3 型很多，有通電工作的，也有失電工作的。按其傳遞扭矩形式可分為摩擦式離合器、按其工作條件可分為濕式離合器和牙嵌式離合器，磁粉式離合器以及轉(zhuǎn)差式離合器； 干式離合器；按其電流饋入的方式可分為有滑環(huán)離合器和無(wú)滑環(huán)離合器。選擇離合器的型號(hào)規(guī)格之前，必須充分了解各種離合器的動(dòng)作特性及其優(yōu)缺

46、點(diǎn)。假如摩擦片數(shù)一在選擇離合器過(guò)程中最重要的因素是扭矩，扭矩表示所傳遞的動(dòng)力，定，則所傳遞扭矩大小和離合器有效半徑相對(duì)應(yīng)。但在實(shí)際上，速度、溫度、摩擦片 的磨損情況，污染情況都影響工作扭矩。表示計(jì) T 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，計(jì)算扭矩是工作載荷的慣性和運(yùn)動(dòng)載荷的慣性之和，用2VRSW)(WKNS7 Lr 算扭矩可用下式求出：mkg.T )t(gt)tt308(mm 式中 23 數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) W-旋轉(zhuǎn)組件的重量 rK-旋轉(zhuǎn)組件的回轉(zhuǎn)半徑 N-回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 S-工作安全系數(shù) W-直線運(yùn)動(dòng)組件的重量 LV-線性速度 R-變旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)皮帶輪的半徑 g-9.8 t-機(jī)器啟動(dòng)所需時(shí)間 t-電磁離合器吸

47、合時(shí)間 m但在實(shí)際工作中,很多設(shè)備的精確載荷難以計(jì)算。一般是根據(jù)輸入動(dòng)力確定所需扭矩。 975PSkg.Tm N7 式中 P-輸入功率 S-工作安全系數(shù) N-輸入轉(zhuǎn)數(shù) 從上式中看出，對(duì)扭矩影響最大的是安裝離合器軸的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)。因此。一定動(dòng)力下，較高的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)低的扭矩，因此，在設(shè)計(jì)中盡可能將離合器裝在傳動(dòng)鏈中轉(zhuǎn)速較高的位置，這通常要求離合器和電機(jī)同軸。 本設(shè)計(jì)中的主軸箱采用的是油潤(rùn)滑，所以選用的電磁式離合器是濕式的。 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系，而且軸的扭矩小于軸的扭矩，分析后，選擇在軸上的兩個(gè)離合器均為 DLM5 系列離合器，其型號(hào)為 DLM5-10；軸上的扭矩大于軸，其型號(hào)可選為 DLM5-25。

48、 24 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 軸的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算軸的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算 5.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 機(jī)床傳動(dòng)軸，廣泛采用滾動(dòng)軸承作支承。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。 傳動(dòng)軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。如撓度和傾角過(guò)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心線間的平行度等裝配及加工誤差也會(huì)引起上述問(wèn)題。 所以，在設(shè)計(jì)軸時(shí)要充分考慮軸的強(qiáng)度剛度等因素。在選擇材料和估算直徑都要滿足條件，估算完以后還要對(duì)軸的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是使軸的各部分具有合理的結(jié)構(gòu)和尺寸。 影響軸的結(jié)構(gòu)的因素很多，因

49、此軸的結(jié)構(gòu)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)形式。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對(duì)軸的具體情況作具體分析，全面考慮解決。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要要求是： 裝在軸上的零件有確定的位置。且布置合理。 軸受力合理，能可靠地傳遞力和轉(zhuǎn)矩，有利于提高強(qiáng)度和剛度。 具有良好的工藝性。 便于安裝和調(diào)整。 節(jié)省材料，減輕質(zhì)量。 軸（輸入軸）的設(shè)計(jì) 軸的特點(diǎn):1將運(yùn)動(dòng)傳入變速箱的齒輪，一般都安裝在軸端，軸變形較大，結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意加強(qiáng)軸的剛度或使軸不受帶的拉力（帶輪卸荷）;2若軸上安裝正反向的離合器，由于組成離合器的零件很多，在箱內(nèi)裝配很不方便，一般都希望在箱外將軸組裝好后在整體裝入箱內(nèi)（最好連皮帶輪也組裝在上面） 。 卸荷裝置:帶輪將動(dòng)力傳到軸有兩類方式：一

50、類是帶輪直接裝在軸上。除了傳遞扭矩外，帶的拉力也作用在軸上。另一類是帶輪裝在軸承上，軸承裝在套筒（法蘭盤）上，傳給軸的只是扭矩，徑向力由固定在箱體上的套筒承受。這種結(jié)構(gòu)稱為卸荷裝置。 5.2 軸的強(qiáng)度校核(以軸為例) 由鹽城市機(jī)床廠 1997-10-01 發(fā)布的臥式車床企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)表 9 知主軸轉(zhuǎn)速為 25 數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) minr/.5345341000r/min0 這時(shí)軸的轉(zhuǎn)速為時(shí),103 扭矩為 468N.m, 5.2.1 選擇軸的材料，對(duì)其重量和尺寸也無(wú)特殊 5.5KW4 由于這個(gè)車頭箱傳動(dòng)的功率不大，分別為和 鋼。要求，故此輸入軸采用 45 初估軸徑 5.2.2 ，考慮到安裝帶輪

51、 1172)得 C=106按扭矩初估軸的直徑，查表 10-2(見(jiàn)參考書 則的軸段僅受扭矩作用，取 C=106,p5.5106C23.06mmd33minn5342 5.2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) d 處開(kāi)從初估直徑后就可按照軸上零件的安裝順序,(1) 各軸段直徑的確定 min始逐段確定直徑?？紤]到軸段 1 上安裝帶輪，上面將安裝有軸承為了符合軸承內(nèi)徑系列，即軸段的直徑應(yīng)與軸承型號(hào)的選擇同時(shí)進(jìn)行，取軸承代號(hào)為 6306 的深溝球軸承，其內(nèi)孔直徑為 30，同理可取其他各段軸的內(nèi)徑； （2）各軸長(zhǎng)度的選擇 軸段一處上要安裝有帶輪、軸承、密封圈等，根據(jù)這些部件的尺寸，可以得出各段軸段的長(zhǎng)度。各個(gè)軸段尺寸的確定主

52、要是根據(jù)軸上零件的轂長(zhǎng)或軸上零件配合部分的長(zhǎng)度確定。而另一些軸段的長(zhǎng)度除與軸上零件有關(guān)外，還與箱體及軸承蓋等零件有關(guān)。通常從齒輪端面開(kāi)始，為避免轉(zhuǎn)動(dòng)零件與不動(dòng)零件干涉，取齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離 H=15mm,考慮箱體的鑄造誤差，軸承內(nèi)端面應(yīng)距箱體內(nèi)5mm，考慮上下軸承座的聯(lián)接，取軸襯座寬度為壁一段距離，取 45mm。 （3）軸上倒角及圓角為了保證軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊(cè)推薦，取軸肩圓角半徑為 1mm。為方便加工，其他軸肩圓角半徑均取為 1mm，根據(jù)標(biāo)451。準(zhǔn) ，軸的左右端倒角均為4TGB/6403.上述確定尺寸和結(jié)構(gòu)的過(guò)程，與畫草圖同時(shí)進(jìn)行，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖（見(jiàn)下圖-a）

53、26 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 帶輪軸承abcdef齒輪aFR2HHVML2=199.4L1=40.5TaL3=97.1FFR1VR2VFR1HFtFrMM 軸的受力分析 5.2.4 2T468 N2039F t51mr3 2.Ftg20742F tr齒輪上不存在所以因?yàn)辇X輪為直齒圓柱齒輪，,(見(jiàn)上圖-b)，(1)畫軸的受力簡(jiǎn)圖 軸向力。 (2)計(jì)算支承反力 在水平面上F10000772.rN.06243F HR15.3L296L2 N14499.243.06FFF742.2N HrHR21r 在垂直面上 N51019.FF/22039/2F tVVR21R ）畫彎矩圖（見(jiàn)上圖-c d e

54、(3) a-a 剖面左側(cè) 在水平面上，mmN48466.L2FM243061994 HR1aH 27 數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 剖面右側(cè) a-a mmN.11497.48466MFL3499.HRaH2 在垂直面上mm45N.1019.598993.MFL397.1M VAv2aVR 合成彎矩 a 剖面左側(cè)和右側(cè)的彎矩相同2222110220.54.43NM.Mmm4846698993MMaVaH aa(4)畫彎矩圖（見(jiàn)上圖-f） N.mmFd/2468/3156000 T= 轉(zhuǎn)矩t(5)判斷危險(xiǎn)截面 顯然，a-a 面處無(wú)論是彎矩還是扭矩都為最大，a-a 面為危險(xiǎn)截面 (6)軸的彎扭合成強(qiáng)度校核

55、 ，10-1 查得由表 MPMP10055a1a0bb在 a-a 截面左側(cè) 2125(40(dt)5)bt333 2 MP26.4063mm0W0.1d.1 a402d2合適。 (7)軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 650MP0.1155MP2MP0.300， ， ， 。 ；由表 10-1 查得 a1aBa1在 a-a 截面左側(cè) 22)5(dt)40125bt(332 mm1209364000d0.22W0. T402d20.81K1.63K1，查得絕對(duì)尺寸系數(shù) 10-1 由附表查得；由附表 10-4，0.761.0。則 ；軸經(jīng)磨削加工，由附表 10-5 查得表面質(zhì)量系數(shù)1102209./W11MP

56、M 彎曲應(yīng)力 ab120939.11MP 應(yīng)力幅 aba0 平均應(yīng)力 m 28 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) T156000 切應(yīng)力 MP.9012 aTW12093T12.90T6.45MP aam22 安全系數(shù)126.S67 K m 16S.45 K m SS9.66S 22SS 1s5s.s31.得許用安全系數(shù)，顯然 10-6,即整個(gè)查表，故，a-a 截面安全軸都是安全的，其彎扭合成強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度均是足夠的。 5.3 軸的剛度校核(以軸為例) 軸受載后要發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，如果變形過(guò)大，會(huì)影響軸上零件正常工作。 傳動(dòng)軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度要求。強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭轉(zhuǎn)載

57、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。剛度要求保證軸在（彎曲、軸向、扭轉(zhuǎn)）不致產(chǎn)生過(guò)大的變形（彎曲、失穩(wěn)、轉(zhuǎn)角） 。如果剛度不足，軸上的零件如齒輪、軸承等將由于軸的變形過(guò)大而不能正常工作，或者產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲、發(fā)熱、過(guò)早磨損而失效。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。通常，先按扭轉(zhuǎn)剛度估算軸的直徑，畫出草圖之后，再根據(jù)受力情況、結(jié)構(gòu)布置和有關(guān)尺寸，驗(yàn)算彎曲剛度。 軸的直徑按扭轉(zhuǎn)剛度估算，上文已完成，估算出的直徑為 40mm. 車床傳動(dòng)軸的彎曲剛度驗(yàn)算，主要驗(yàn)算軸上裝齒輪和軸承處的撓度 y 和傾角。各類軸的撓度 y 和傾角 ，應(yīng)小于彎曲剛度的許用值Y和值，即： yY；

58、值，即： 軸的彎曲變形的允許值： 安裝齒輪的軸允許的撓度為（0.010.03）m 計(jì)算軸本身彎曲變形產(chǎn)生的撓度 y 和傾角 時(shí),一般常將軸簡(jiǎn)化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁,當(dāng)軸的直徑相差不大且計(jì)算精度要求不高時(shí),可把軸看作等徑軸,采用平均直 29 數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) di 來(lái)計(jì)算。計(jì)算公式為：圓軸：平均直徑徑（)dd 1ii4d1 慣性矩 I 64d304050i 軸為圓軸,其平均直徑mm40d 13i44d4041 慣性矩 I125664mm 6464齒輪帶輪軸承aaypxx xb=199.4c=40.5a=97.1l=296.5: 計(jì)算撓度x4199.Pbyx).51

59、99.(lbx4)(296 段內(nèi): a x7125664106EIl62 彎矩載荷截面慣性矩 M-其中 P-力載荷(N) I- 所求之點(diǎn)距離撓度 x-傾角 y-7MP102E=鋼材軸材料的彈性模量, E-aPa(lx)2221 yal(lx): 段內(nèi) b xEIl6)Pab(2ab1x1(x1)y)( : c 段內(nèi) BxEIl6, 由圖分析得x4Pbx1560199.2222221)4bx()296.5199.yx(l段內(nèi)撓度 a x7EIl61256646210其撓度值為的值為之間由求導(dǎo)得和的值為 x097.1x97.1 撓度最大,時(shí), 30 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 0.0025081

60、,而軸的撓度的允許值為(0.010.03)m,其中 m 為齒輪模數(shù), 所以,y=0.030.09mm 可知 a 段內(nèi)撓度y b 段內(nèi)撓度 Pa(lx)222yalx)l( xEIl6 )296.5x1560(2221 .296.5x)197296.5(= 71256641062, ,得到撓度為最大時(shí)對(duì)式子求導(dǎo)求得 其撓度值也y 再由公式計(jì)算得到幾個(gè)受力端點(diǎn)處的撓度,由計(jì)算可得同樣y 所以,撓度符合要求 傾角的校核 由分析可知,最大傾角出現(xiàn)在左支承點(diǎn)處 Pab(la)156097.1199.4(296.597.1)6102.66弧度 其傾角為 76EIl6210125664296.5左支承處裝有