車床主軸箱設(shè)計(jì)_說明書[].doc

1、課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書學(xué)生姓名： 學(xué) 號：學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 題 目： 金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì) -車床主軸箱設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 職稱: 2007年12月7日 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2007/2008 學(xué)年第 1 學(xué)期學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及 其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號: 課程設(shè)計(jì)題目：金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì) -車床主軸箱設(shè)計(jì) 起 迄 日 期： 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 指 導(dǎo) 教 師： 系 主 任： 下達(dá)任務(wù)書日期:2007年12月2日課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書1設(shè)計(jì)目的：通過本課程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練,使學(xué)生初步掌握機(jī)床的運(yùn)動(dòng)

2、設(shè)計(jì)（包括主軸箱、變速箱傳動(dòng)鏈),動(dòng)力計(jì)算（包括確定電機(jī)型號，主軸、傳動(dòng)軸、齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速），以及關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度校核，獲得工程師必備設(shè)計(jì)能力的初步訓(xùn)練，從而提高分析問題、解決問題盡快適應(yīng)工程實(shí)踐的能力。2設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）：1運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì):根據(jù)所給定的轉(zhuǎn)速范圍及變速級數(shù)，擬定機(jī)床主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案(包括傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、轉(zhuǎn)速分布圖）和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，確定各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，計(jì)算齒輪的齒數(shù)，主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速及與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速的相對誤差。2動(dòng)力計(jì)算:選擇電動(dòng)機(jī)型號及轉(zhuǎn)速，確定傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速、對主要零件（如皮帶、齒輪、主軸、軸承等）進(jìn)行計(jì)算（初算和驗(yàn)算）。3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行主傳動(dòng)系統(tǒng)的

3、軸系、變速機(jī)構(gòu)、主軸組件等的布置和設(shè)計(jì)并繪制展開圖、剖面圖、主要零件工作圖。4編寫設(shè)計(jì)說明書1)機(jī)床的類型、用途及主要參數(shù)主軸轉(zhuǎn)速范圍，變速級數(shù)：z=12，電動(dòng)機(jī)功率：。2）工件材料：45號鋼 刀具材料:YT153）設(shè)計(jì)部件名稱:車床主軸箱3設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（論文)、圖紙、實(shí)物樣品等:1課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書一份(A4>15頁)2主軸箱展開圖一張3主軸箱剖面圖一張4機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖一張5一個(gè)零件工作圖（主軸）一張 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書4主要參考文獻(xiàn)：l 要求按國標(biāo)GB 7714-87文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則書寫，例:1 陳易新。金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。&#

4、160;北京： 機(jī)械工業(yè)出版社, 1987.72 范云漲。金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1994。75設(shè)計(jì)成果形式及要求：圖紙與說明書6工作計(jì)劃及進(jìn)度：年月日 月日 發(fā)題目、閱讀指導(dǎo)書、收集資料。月日 月日 運(yùn)動(dòng)計(jì)算、繪制轉(zhuǎn)速圖、傳動(dòng)圖月日 月日 動(dòng)力計(jì)算并進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)月日 月日 整理設(shè)計(jì)說明書月日 月日 答辯或成績考核系主任審查意見: 簽字： 年 月 日目 錄一、 概述11。1金屬切削機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)中的地位11。2機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的11.3車床的規(guī)格系列和用處11。4 操作性能要求2二、參數(shù)的擬定22.1 確定轉(zhuǎn)速范圍22。2 主電機(jī)選擇2

5、三、傳動(dòng)設(shè)計(jì)23。1 主傳動(dòng)方案擬定23.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇33.2.1 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目33。2。2 傳動(dòng)式的擬定33。2。3 結(jié)構(gòu)式的擬定33。3轉(zhuǎn)速圖的擬定4四、 傳動(dòng)件的估算54.1 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算54。2 傳動(dòng)軸的估算74.2。1 傳動(dòng)軸直徑的估算74。3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算84.3。1 齒輪齒數(shù)的確定84。3.2 齒輪模數(shù)的計(jì)算94。3.4齒寬確定114.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)11五、動(dòng)力設(shè)計(jì)125。1主軸剛度驗(yàn)算125。1。1 選定前端懸伸量C125。1。2 主軸支承跨距L的確定125。1。3 計(jì)算C點(diǎn)撓度125.2 齒輪校驗(yàn)14六、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明

6、156。1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案156.2 展開圖及其布置166。3 齒輪塊設(shè)計(jì)166。3。1其他問題176。4 主軸組件設(shè)計(jì)17七、總結(jié)18八、參考文獻(xiàn)19一、 概述1。1金屬切削機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)中的地位金屬切削機(jī)床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器,它是制造機(jī)器的機(jī)器，又稱為“工作母機(jī)”或“工具機(jī)”。在現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)中，金屬切學(xué)機(jī)床是加工機(jī)器零件的主要設(shè)備，它所擔(dān)負(fù)的工作量，約占機(jī)器總制造工作量的4060.機(jī)床的技術(shù)水平直接影響機(jī)械制造工業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。1.2機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)是在學(xué)生學(xué)完相應(yīng)課程及先行課程之后進(jìn)行的實(shí)習(xí)性教學(xué)環(huán)節(jié)，是大學(xué)生的必修環(huán)節(jié)，

7、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)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。3車床的規(guī)格系列和用處普通機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ).因此，對這些基本知識和資料作些簡要介紹。本次設(shè)計(jì)的是普通型車床主軸變速箱。主要用于加工回轉(zhuǎn)體。表1 車床的主參數(shù)(規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)工件最大回轉(zhuǎn)直徑D(mm）正轉(zhuǎn)最高轉(zhuǎn)速Nmax（ )電機(jī)功率N(kw）公比轉(zhuǎn)速級數(shù)Z11400200

8、031。26121.4 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二、參數(shù)的擬定2。1 確定轉(zhuǎn)速范圍查金屬切削機(jī)床表71得：160r/min，200r/min，250r/min，315r/min，400r/min，500r/min,630r/min，800r/min，1000r/min，1250r/min，1600r/min，2000r/min。2.2 主電機(jī)選擇合理的確定電機(jī)功率，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。已知電動(dòng)機(jī)的功率是3KW，根據(jù)車床設(shè)計(jì)手冊附錄表2選JO

9、2-324,額定功率3，滿載轉(zhuǎn)速1430 ，最大額定轉(zhuǎn)距2.2.三、傳動(dòng)設(shè)計(jì)3。1 主傳動(dòng)方案擬定擬定傳動(dòng)方案,包括傳動(dòng)型式的選擇以及開停、幻想、制動(dòng)、操縱等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確定.傳動(dòng)型式則指傳動(dòng)和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、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)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.傳動(dòng)方案有多種，傳動(dòng)型式更是眾多，比如:傳動(dòng)型式上有集中傳動(dòng),分離傳動(dòng)；擴(kuò)大變速范圍可用增加傳動(dòng)組數(shù)，也可用背輪結(jié)構(gòu)、分支傳動(dòng)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

10、很多，優(yōu)化的方案也因條件而異。此次設(shè)計(jì)中，我們采用集中傳動(dòng)型式的主軸變速箱。3。2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對于分析和選擇簡單的串聯(lián)式的傳動(dòng)不失為有用的方法，但對于分析復(fù)雜的傳動(dòng)并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效。3。2.1 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目級數(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、個(gè)傳動(dòng)副.即 傳動(dòng)副中由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為合適，即變速級數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子： ，可以有三種方案： 12=3×2×2；12=2×3×2;12=2×2×3；3.2。2 傳動(dòng)式的擬定12級轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的

11、傳動(dòng)組，選擇傳動(dòng)組安排方式時(shí)，考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。主軸對加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好。最后一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副常選用2。綜上所述,傳動(dòng)式為12=2×3×2.3。2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定對于12=2×3×2傳動(dòng)式，有6種結(jié)構(gòu)式和對應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng).分別為：, ， , 初選的方案。3.3轉(zhuǎn)速圖的擬定圖1正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖圖2主傳動(dòng)系圖四、 傳動(dòng)件的估算4。1 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算三角帶傳動(dòng)中，軸間距A可以加大.由于是摩擦傳遞,帶與輪槽間會(huì)有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動(dòng),使傳動(dòng)平穩(wěn)。帶輪結(jié)構(gòu)簡單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比

12、傳動(dòng).(1)選擇三角帶的型號 根據(jù)公式: 式中P-電動(dòng)機(jī)額定功率，工作情況系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)圖88因此選擇A型帶，尺寸參數(shù)為B=80mm,=11mm，h=10,。(2）確定帶輪的計(jì)算直徑,帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大.為提高帶的壽命，小帶輪的直徑不宜過小,即。查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-3,87取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑=100m由公式 式中：-小帶輪轉(zhuǎn)速,-大帶輪轉(zhuǎn)速，-帶的滑動(dòng)系數(shù)，一般取0。02。所以,由機(jī)械設(shè)計(jì)A表87取園整為224mm。(3)確定三角帶速度按公式 (4）初定中心距帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選?。?根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 取，取=600mm。 （5）三角帶的計(jì)算

13、基準(zhǔn)長度 由機(jī)械設(shè)計(jì)表82,圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長度 (6)驗(yàn)算三角帶的撓曲次數(shù) ,符合要求。 （7）確定實(shí)際中心距(8)驗(yàn)算小帶輪包角，主動(dòng)輪上包角合適。(9）確定三角帶根數(shù)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式822得傳動(dòng)比查表8-5c，85d 得= 0.15KW，= 1。32KW查表88,=0。98；查表8-2，=0.96 所以取 根(10)計(jì)算預(yù)緊力查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-4，q=0。1kg/m4。2 傳動(dòng)軸的估算傳動(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)

14、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。4.2.1 傳動(dòng)軸直徑的估算 其中:P電動(dòng)機(jī)額定功率 K鍵槽系數(shù) A系數(shù)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。計(jì)算轉(zhuǎn)速是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系確定。查機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表38取I，IV軸的K=1。05，A=100；II，III軸是花鍵軸,取K=1。06,A=2。0。所以 , 取30mm， 取35mm , 取40mm此軸徑為平均軸徑，設(shè)計(jì)時(shí)可相應(yīng)調(diào)整。4。3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算4.3.1 齒輪齒數(shù)的確

15、定當(dāng)各變速組的傳動(dòng)比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。對于定比傳動(dòng)的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊推薦的方法確定。對于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí),變速組內(nèi)每對齒輪的齒數(shù)和及小齒輪的齒數(shù)可以從表36（機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)）中選取。一般在主傳動(dòng)中,最小齒數(shù)應(yīng)大于1820.采用三聯(lián)滑移齒輪時(shí),應(yīng)檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關(guān)系：三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。第一組齒輪:傳動(dòng)比：, u2=1/1.26,u3=1/1.58查機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表3-6，齒數(shù)和取72=36，=42，=32，Z4=36，Z5=32，Z6=42；第二組齒輪：傳動(dòng)比：,u2=1/2

16、， 齒數(shù)和取72： Z7=36，Z8 =24，Z9=36，Z10=48；第三組齒輪:傳動(dòng)比：u1=1。58,u2=1/2。52 齒數(shù)和取72: Z11=43，Z12 =20,Z13=27,Z14=50；4.3.2 齒輪模數(shù)的計(jì)算（1) 一般同一變速組中的齒輪取同一模數(shù),選擇負(fù)荷最重的小齒輪按簡化的接觸疲勞強(qiáng)度公式計(jì)算 式中:-按疲勞接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù) -驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率 計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 大齒輪齒數(shù)和小齒輪齒數(shù)之比 小齒輪齒數(shù)-齒寬系數(shù)，（B為齒寬,m為模數(shù))，許用接觸應(yīng)力 傳動(dòng)組a模數(shù)： 傳動(dòng)組b模數(shù)： 傳動(dòng)組c模數(shù)： 故選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。 （4）標(biāo)準(zhǔn)齒輪：從機(jī)械原理 表102查得以下公式齒頂

17、圓 齒根圓 分度圓 齒頂高 齒根高 齒輪的具體值見表齒輪尺寸表齒輪齒數(shù)z模數(shù)m分度圓d齒頂圓齒根圓齒頂高齒根高1362。5909583。752.53。1252402.510010593.752。53.1253322。5808573。752.53.1254362。5909583。752。53。1255322.5808573.752。53。1256402.510010593。752.53。1257362.5909583。752.53。1258242.5606553.752。53。1259362。5909583.752.53。12510482。5120125113。752.53。1251143312

18、9132125.2533.7512203606356。2533。7513273818487。2533。7514503150153146.2533。754。3。4齒寬確定 由公式得:第一套嚙合齒輪 第二套嚙合齒輪 第三套嚙合齒輪 一對嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的載荷,設(shè)計(jì)上，應(yīng)主動(dòng)輪比小齒輪齒寬大所以，4.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 查機(jī)械設(shè)計(jì)P156頁，當(dāng).D是軸承外徑，查機(jī)械零件手冊確定選用深溝球軸承6211,d=55mm,D=100mm。帶輪內(nèi)孔尺寸是軸承外徑尺寸100mm。齒機(jī)械設(shè)計(jì)表8-10確定參數(shù)得： 帶輪寬度： 分度圓直徑:，五、動(dòng)力設(shè)計(jì)5。

19、1主軸剛度驗(yàn)算 5。1.1 選定前端懸伸量C參考機(jī)械裝備設(shè)計(jì)P121，根據(jù)主軸端部的結(jié)構(gòu)，前支承軸承配置和密封裝置的型式和尺寸,這里選定C=120mm. 5。1。2 主軸支承跨距L的確定 一般最佳跨距 ，考慮到結(jié)構(gòu)以及支承剛度因磨損會(huì)不斷降低，應(yīng)取跨距L比最佳支承跨距大一些，再考慮到結(jié)構(gòu)需要，這里取L=600mm.5.1.3 計(jì)算C點(diǎn)撓度 1）周向切削力的計(jì)算其中，故,故。1） 驅(qū)動(dòng)力Q的計(jì)算參考車床主軸箱指導(dǎo)書，其中所以 3）軸承剛度的計(jì)算 這里選用4382900系列雙列圓柱子滾子軸承 根據(jù)求得： 4)確定彈性模量,慣性距I；和長度. 軸的材產(chǎn)選用40Cr，查簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊P6，有 主軸的

20、慣性距I為: 主軸C段的慣性距Ic可近似地算： 切削力P的作用點(diǎn)到主軸前支承支承的距離S=C+W，對于普通車床，W=0.4H,(H是車床中心高，設(shè)H=200mm）。 則： 根據(jù)齒輪、軸承寬度以及結(jié)構(gòu)需要，取b=60mm 計(jì)算切削力P作用在S點(diǎn)引起主軸前端C點(diǎn)的撓度 代入數(shù)據(jù)并計(jì)算得=0。1299mm. 計(jì)算驅(qū)動(dòng)力Q作用在兩支承之間時(shí)，主軸前端C點(diǎn)子的撓度 計(jì)算得：=-0。0026mm 求主軸前端C點(diǎn)的終合撓度水平坐標(biāo)Y軸上的分量代數(shù)和為，計(jì)算得:=0。0297mm。綜合撓度。綜合撓度方向角,又.因?yàn)?，所以此軸滿足要求.5。2 齒輪校驗(yàn) 在驗(yàn)算算速箱中的齒輪應(yīng)力時(shí)，選相同模數(shù)中承受載荷最大,齒數(shù)

21、最小的齒輪進(jìn)接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算。這里要驗(yàn)算的是齒輪2，齒輪7，齒輪12這三個(gè)齒輪。齒輪12的齒數(shù)為18，模數(shù)為4，齒輪的應(yīng)力： 1）接觸應(yīng)力： u-大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比； -齒向載荷分布系數(shù)；-動(dòng)載荷系數(shù)；-工況系數(shù)；-壽命系數(shù)查機(jī)械裝備設(shè)計(jì)表104及圖10-8及表10-2分布得假定齒輪工作壽命是48000h，故應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為查機(jī)械裝備設(shè)計(jì)圖1018得，所以:2） 彎曲應(yīng)力： 查金屬切削手冊有Y=0.378，代入公式求得：=158。5Mpa 查機(jī)械設(shè)計(jì)圖1021e，齒輪的材產(chǎn)選，大齒輪、小齒輪的硬度為60HRC,故有，從圖10-21e讀出。因?yàn)椋?，故滿足要求，另外兩齒輪計(jì)算方法如上

22、，均符合要求。六、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明6。1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動(dòng)器等）、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示.課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間的限制，一般只畫展開圖。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

23、反復(fù)思考和多次修改。在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖.6。2 展開圖及其布置展開圖就是按照傳動(dòng)軸傳遞運(yùn)動(dòng)的先后順序，假想將各軸沿其軸線剖開并將這些剖切面平整展開在同一個(gè)平面上。I軸上裝的摩擦離合器和變速齒輪。有兩種布置方案,一是將兩級變速齒輪和離合器做成一體。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，負(fù)責(zé)齒輪無法加工。這樣軸的間距加大。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(dòng)，右邊接通得到三級反向轉(zhuǎn)動(dòng)。這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大.我們采用第一種方案，通過空心軸中的拉桿來操縱離合器的結(jié)構(gòu).齒輪在軸上布置很重要，關(guān)系到變速箱的軸向尺寸，減

24、少軸向尺寸有利于提高剛度和減小體積。6。3 齒輪塊設(shè)計(jì)齒輪是變速箱中的重要元件。齒輪同時(shí)嚙合的齒數(shù)是周期性變化的。也就是說，作用在一個(gè)齒輪上的載荷是變化的.同時(shí)由于齒輪制造及安裝誤差等，不可避免要產(chǎn)生動(dòng)載荷而引起振動(dòng)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.在齒輪塊設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮這些問題。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(dòng)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(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。它的精度選擇主要取決于圓周速度。采用同一精度時(shí)，圓周速度越高，振動(dòng)和噪聲越大，根據(jù)實(shí)際結(jié)果得知，圓周速度會(huì)增加一倍,噪聲約增大6dB。工

25、作平穩(wěn)性和接觸誤差對振動(dòng)和噪聲的影響比運(yùn)動(dòng)誤差要大，所以這兩項(xiàng)精度應(yīng)選高一級.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。6。3.1其他問題滑移齒輪進(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。6.4 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（車床、鉆床等）的主軸參予