最大加工直徑Φ250普通車床主軸箱部件設計

1、目錄1.課程設計任務書················································&

2、#183;············42.緒論····································&#

3、183;··································63設計計算··············&#

4、183;·················································&#

5、183;··63.1車床的規(guī)格系列和用處·············································

6、······63.2操作性能要求··········································&#

7、183;················74.主動參數(shù)參數(shù)的擬定·······························&#

8、183;·························74.1 確定傳動公比······················

9、83;··································74.2 主電動機的選擇·············

10、83;···········································75.變速結構的設計·····

11、;··················································

12、;······85.1 主變速方案擬定··········································

13、;················85.2 變速結構式、結構網(wǎng)的選擇·······························

14、··················85.2.1 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目····························

15、····85.2.2 變速式的擬定············································

16、;··········95.2.3 結構式的擬定·····································

17、3;················95.2.4 結構網(wǎng)的擬定·······························

18、83;······················95.2.5 結構式的擬定·························&#

19、183;···························105.2.6 結構式的擬定····················

20、·································105.2.7 確定各變速組變速副齒數(shù)··············

21、;·····························115.2.8 繪制變速系統(tǒng)圖··················&#

22、183;································136.結構設計················

23、··················································

24、136.1 結構設計的內容、技術要求和方案··········································136.2 展開圖及其布置··&#

25、183;·················································&#

26、183;····146.3 I軸（輸入軸）的設計··········································

27、3;···········146.4 齒輪塊設計·····································

28、;························146.5 傳動軸的設計························

29、;···································156.6 主軸組件設計·············

30、;··············································166.6.1 各部分尺寸的選擇·&

31、#183;···············································166.6.2 主軸材料和

32、熱處理·················································166

33、.6.3 主軸軸承················································

34、83;········176.6.4 主軸與齒輪的連接·······································

35、;··········186.6.5 潤滑與密封·····································

36、3;················186.6.6 其他問題·······························

37、3;·························187.傳動件的設計·······················

38、·······································187.1 帶輪的設計·········&

39、#183;·················································&

40、#183;·187.2 傳動軸的直徑估算··············································

41、;·········217.2.1 確定各軸轉速······································

42、83;··············217.2.2傳動軸直徑的估算：確定各軸最小直徑·······························

43、83;227.2.3 鍵的選擇···············································

44、83;·········237.3 傳動軸的校核······································

45、83;····················237.3.1 傳動軸的校核···························&

46、#183;·························237.3.2 鍵的校核······················&

47、#183;··································247.4 各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核············

48、;·······························247.4.1 齒輪模數(shù)的確定················&#

49、183;··································247.4.2 齒寬的確定·············&

50、#183;·········································287.4.3 齒輪結構的設計·····

51、3;·············································297.5 帶輪結構設計··

52、3;·················································

53、3;······307.6 片式摩擦離合器的選擇和計算········································

54、83;····317.7 齒輪強度校驗···········································

55、83;···············337.7.1 校核a變速組齒輪································

56、;·················337.7.2 校核b變速組齒輪······························&

57、#183;··················357.7.3 校核c變速組齒輪····························

58、83;····················367.8 軸承的選用與校核···························&

59、#183;···························377.8.1 各軸軸承的選用···················

60、3;·······························377.8.2 各軸軸承的校核················&

61、#183;··································378.主軸組件設計·············

62、83;················································398.1 主軸的

63、基本尺寸確定·················································

64、····398.1.1 外徑尺寸D············································

65、;···········398.1.2 主軸孔徑d····································

66、3;··················398.1.3 主軸懸伸量a·····························&#

67、183;·······················408.1.4 支撐跨距L························&

68、#183;······························408.1.5 主軸最佳跨距L0的確定················

69、····························418.2 主軸剛度驗算····················

70、·······································438.2.1 主軸前支撐轉角的驗算········

71、·····································448.2.2 主軸前端位移的驗算··········&

72、#183;····································459.心得體會及參考文獻···········

73、·············································47湖南工業(yè)大學課程設計任務書20112012學年第一學期

74、機械工程 學院（系、部） 機械設計制造及自動化 專業(yè) 機設081 班級課程名稱： 機械制造裝備設計 設計題目： 普通車床(最大加工直徑 250) 主軸箱部件設計 起止日期：自 2011 年 11 月 26 日至 2011 年 12 月 13 日共 2 周內容及任務一、設計任務:1、車床最大加工直徑為250mm.2、主要技術參數(shù)：主電機功率P（kw）主電機轉速n電（r·min-1）Nmax（r·min-1）Nmin（r·min-1）公比414501400631.413、 加工工件材料為鋼材；4、 刀具為硬質合金刀具；二、設計工作量1、 運動計算：根據(jù)給定的轉速確定主

75、傳動的機構圖、轉速圖、傳統(tǒng)系統(tǒng)圖、計算齒輪齒數(shù)；2、 動力計算：選擇電動機型號，對主要零件（如帶、齒輪、主軸、傳動軸、軸承等）進行計算（初算和驗算）；3、 編寫設計計算說明書一份；4、 繪制下列圖紙： 機床主傳動系統(tǒng)圖（計算說明書中）； 主軸箱部件展開圖及主要剖面圖； 主軸零件圖。5、 設計說明書及圖紙必須為計算機輸出稿；6、 上交作業(yè)應包括電子稿以及打印稿，設計說明書文件格式為word2003版本，平面圖紙文件格式為autocad2007或以下版本，3D圖為step文件格式（圖紙要求包括原始零件模型數(shù)據(jù)）。*3D圖可根據(jù)學生個體情況選擇。進度安排起止日期工作內容2011.11.26-2011

76、.11.29參考文獻，畫圖2011.11.30-2011.12.4任務書的編寫2011.12.05-2011.12.13任務書、圖紙的整理排版主要參考資料1. 機械制造裝備設計      馮辛安等著   機械工業(yè)出版社2. 機械制造裝備設計課程設計      陳立德編   高等教育出版社3. 機械制造裝備設計      陳立德編   高等教育出版社4. 現(xiàn)代實用機床設計手冊（上下冊） 機

77、械工業(yè)出版社5. 金屬切削機床設計   戴曙著       機械工業(yè)出版社 摘要普通中型車床主軸箱設計普通中型車床主軸箱設計，主要包括三方面的設計，即：根據(jù)設計題目所給定的機床用途、規(guī)格、主軸極限轉速、轉速數(shù)列公比或級數(shù)，確定其他有關運動參數(shù)，選定主軸各級轉速值；通過分析比較，選擇傳動方案；擬定結構式或結構網(wǎng)，擬定轉速圖；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

78、算傳動件（傳動軸、主軸、齒輪、滾動軸承）的剛度、強度或壽命。最后，完成運動設計和動力設計后，要將主傳動方案“結構化”，設計主軸變速箱裝配圖及零件圖，側重進行傳動軸組件、主軸組件、變速機構、箱體、潤滑與密封、傳動軸及滑移齒輪零件的設計?！娟P鍵詞】車床、主軸箱、變速系統(tǒng)、主軸組件。2.緒論機床技術參數(shù)有主參數(shù)和基本參數(shù)，他們是運動傳動和結構設計的依據(jù)，影響到機床是否滿足所需要的基本功能要求，參數(shù)擬定就是機床性能設計。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，一般在設計題目中給定，基本參數(shù)是一些加工件尺寸、機床結構、運動和動力特性有關的參數(shù)，可歸納為尺寸參數(shù)

79、、運動參數(shù)和動力參數(shù)。通用車床工藝范圍廣，所加工的工件形狀、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬質合金刀具又用高速鋼刀具。因此，必須對所設計的機床工藝范圍和使用情況做全面的調研和統(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，擬定機床技術參數(shù)，擬定參數(shù)時，要考慮機床發(fā)展趨勢和同國內外同類機床的對比，使擬定的參數(shù)最大限度地適應各種不同的工藝要求和達到機床加工能力下經(jīng)濟合理。機床主傳動系因機床的類型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同，應滿足的要求也不一樣。設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。在設計時應結合具體機床進行具體分析，一般應滿足的基本要

80、求有：滿足機床使用性能要求。首先應滿足機床的運動特性，如機床主軸油足夠的轉速范圍和轉速級數(shù)；滿足機床傳遞動力的要求。主電動機和傳動機構能提供足夠的功率和轉矩，具有較高的傳動效率；滿足機床工作性能要求。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。傳動鏈盡可能簡短，零件數(shù)目要少，以便節(jié)約材料，降低成本。3.設計計算3.1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計時應該遵照的基礎。因此，對這些基本知識和資料作些簡要介紹。本次設計的是普通型車床主軸變速箱。主要用于加工回轉體。表1.1 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)表工件最大回轉直徑(mm)最

81、高轉速( )最低轉速( )電機功率P（kW）公比轉速級數(shù)Z3201120257.51.41123.2 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)主軸的正反轉及停止運動要求3）主軸的變速由變速手柄完成4.主動參數(shù)參數(shù)的擬定4.1 確定傳動公比根據(jù)【1】公式（3-2）因為已知 ， Z=+1=1.4129根據(jù)【1】表3-5 標準公比。這里我們取標準公比系列=1.41.因為=1.41=1.06，根據(jù)【1】表3-6標準數(shù)列。首先找到最小極限轉速25，再每跳過5個數(shù)（1.261.06）取一個轉速，即可得到公比為1.41的數(shù)列：25，35.5，50，71，100，140，200，2

82、80，400，560，800，1120.4.2 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。現(xiàn)在以常見的中碳鋼為工件材料，取45號鋼，正火處理，車削外圓，表面粗糙度=3.2mm。采用車刀具，可轉位外圓車刀，刀桿尺寸：16mm25mm。刀具幾何參數(shù)：=15，=6，=75，=15，=0，=-10，b=0.3mm，r=1mm?，F(xiàn)以確定粗車是的切削用量為設計： 確定背吃刀量和進給量f，根據(jù)【2】表8-50，取4mm，f取0.6。 確定切削速度，參【2】表8-57，取V=1.7。 機床功率的計算，主切削力的計算 根據(jù)【2】-表8-5

83、9和表8-60，主切削力的計算公式及有關參數(shù)：F=9.81 =9.8127040.920.95 =3242（N）切削功率的計算 =32421.7=5.5（kW）依照一般情況，取機床變速效率=0.8.=6.86(kW)根據(jù)【3】表12-1 Y系列（IP44）電動機的技術數(shù)據(jù),Y系列（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。適用于無特殊要求的機械上，如機床，泵，風機，攪拌機，運輸機，農業(yè)機械等。根據(jù)以上要求，我們選取Y1

84、32M-4型三相異步電動機，額定功率7.5kW,滿載轉速1440，額定轉矩2.2，質量81kg。 至此，可得到上表1.1中的車床參數(shù)。5.變速結構的設計5.1 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。變速型式則指變速和變速的元件、機構以及組成、安排不同特點的變速型式、變速類型。變速方案和型式與結構的復雜程度密切相關，和工作性能也有關系。因此，確定變速方案和型式，要從結構、工藝、性能及經(jīng)濟等多方面統(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；擴大變速范圍可用增加變速組數(shù)，也可采用背輪結構、分支變速等型式；變

85、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。顯然，可能的方案有很多，優(yōu)化的方案也因條件而異。此次設計中，我們采用集中變速型式的主軸變速箱。5.2 變速結構式、結構網(wǎng)的選擇結構式、結構網(wǎng)對于分析和選擇簡單的串聯(lián)式的變速不失為有用的方法，但對于分析復雜的變速并想由此導出實際的方案，就并非十分有效。5.2.1 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、個變速副。即 變速副中由于結構的限制以2或3為合適，即變速級數(shù)Z應為2和3的因子： ，可以有三種方案： 5.2.2 變速式的擬定12級轉速變速系統(tǒng)的變速組，選擇變速組安排方式時，考慮到機

86、床主軸變速箱的具體結構、裝置和性能。在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。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。最后一個變速組的變速副數(shù)常選用2。綜上所述，變速式為12=2×3×2。5.2.3 結構式的擬定對于12=2×3×2傳動式，有6種結構式和對應的結構網(wǎng)。分別為：， ， ， 由于本次設計的機床I軸裝有摩擦離合器，在結構上要求有一齒輪的齒根圓大于離合器的直徑。初選的方案。從電動機到主軸主要為降速變速，若使變速副較多的變速組放在較接近電動機處可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材

87、料，也就是滿足變速副前多后少的原則，因此取12=2×3×2方案為好。設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 ；為避免擴大傳動誤差，減少震動噪聲，在升速時一般限制最大轉速比。斜齒圓柱齒輪傳動較平穩(wěn)，可取。因此在主變速鏈任一變速組的最大變速范圍。在設計時必須保證中間變速軸的變速范圍最小。5.2.4 結構網(wǎng)的擬定根據(jù)中間變速軸變速范圍小的原則選擇結構網(wǎng)。從而確定結構網(wǎng)如下：5.2.5 結構式的擬定主軸的變速范圍應等于住變速傳動系中各個變速組變速范圍的乘積，即：檢查變速組的變速范圍是否超過極限值時，只需檢查最后一個擴

88、大組。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。 其中， ，符合要求。5.2.6 結構式的擬定繪制轉速圖、選擇Y132M-4型Y系列籠式三相異步電動機。、分配總降速變速比 總降速變速比 又電動機轉速不符合轉速數(shù)列標準，因而增加一定比變速副。、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。、確定各級轉速由、z = 12確定各級轉速：1120、800、560、400、280、200、140、100、71、50、35.5、25r/min。、繪制轉速圖在五根軸中，除去電動機軸，其余

89、四軸按變速順序依次設為、（主軸）。與、與、與軸之間的變速組分別設為a、b、c?，F(xiàn)由（主軸）開始，確定、軸的轉速： 先來確定軸的轉速變速組c 的變速范圍為，結合結構式，軸的轉速只有一種可能：100、140、200、280、400、560r/min。 確定軸的轉速變速組b的級比指數(shù)為2，希望中間軸轉速較小，因而為了避免升速，又不致變速比太小，可取 ，軸的轉速確定為：400、560r/min。確定軸的轉速對于軸，其級比指數(shù)為1,可取 ， 確定軸轉速為800r/min。由此也可確定加在電動機與主軸之間的定變速比。下面畫出轉速圖（電動機轉速與主軸最高轉速相近）5.2.7 確定各變速組變速副齒數(shù)齒輪齒數(shù)的

90、確定，當各變速組的傳動比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。對于定比傳動的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機械設計手冊推薦的方法確定。對于變速組內齒輪的齒數(shù)，如傳動比是標準公比的整數(shù)次方時，變速組內每對齒輪的齒數(shù)和及小齒輪的齒數(shù)可以從【1】表3-9中選取。一般在主傳動中，最小齒數(shù)應大于1820。采用三聯(lián)滑移齒輪時，應檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關系：三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應大于或等于4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。根據(jù)【1】,查表3-9各種常用變速比的使用齒數(shù)。、變速組a:，； 時：57、60、63、66、69、72、75、78時：58、60、63、65、67、68、70、72、73、77可取84,于是可得軸齒輪齒

91、數(shù)分別為：28、35。于是， 可得軸上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：56、49。、變速組b:根據(jù)【1】,查表3-9各種常用變速比的使用齒數(shù), ，,時：87、89、90、91、92時：87、89、90、91時：86、88、90、91可取 90，于是可得軸上兩聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為：18、30、45。于是 ，得軸上兩齒輪的齒數(shù)分別為：72，60、45。、變速組c:根據(jù)【1】,查表3-9各種常用變速比的使用齒數(shù),時：、85、89、90、94、95、108時： 84、87、89、90、108可取 108.為降速變速，取軸齒輪齒數(shù)為22；為升速變速，取軸齒輪齒數(shù)為36。于是得,得軸兩聯(lián)動齒輪的齒數(shù)分別為22，72；

92、得軸兩齒輪齒數(shù)分別為86，36。5.2.8 繪制變速系統(tǒng)圖根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動機等已知條件可有如下系統(tǒng)圖：6.結構設計6.1 結構設計的內容、技術要求和方案設計主軸變速箱的結構包括傳動件（傳動軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動器等）、主軸組件、操縱機構、潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結件的結構設計與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。主軸變速箱是機床的重要部件。設計時除考慮一般機械傳動的有關要求外，著重考慮以下幾個方面的問題：精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動效率要求，主軸前軸承處溫度和溫升的控制，結構工藝性，操作方便、安全、可靠原則，遵循標準化和通用化的原則。主軸變速箱結構設計時整個機

93、床設計的重點，由于結構復雜，設計中不可避免要經(jīng)過反復思考和多次修改。在正式畫圖前應該先畫草圖。目的是：1） 布置傳動件及選擇結構方案。2） 檢驗傳動設計的結果中有無干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時改正。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)。6.2 展開圖及其布置展開圖就是按照傳動軸傳遞運動的先后順序，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徑的約束，齒根圓的直徑必須大于離合器的外徑，

94、否則齒輪無法加工。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，得到一級反向轉動，右邊接通得到三級正向轉動。這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大。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構?？偛贾脮r需要考慮制動器的位置。制動器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。制動器不要放在轉速太低軸上，以免制動扭矩太大，使制動器尺寸增大。齒輪在軸上布置很重要，關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。6.3 I軸（輸入軸）的設計將運動帶入變速箱的帶輪一般都安裝在軸端，軸變形較大，結構上應注意加強軸的剛度或使軸部受帶輪的拉力（采用卸荷裝置）。I

95、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。我們采用的卸荷裝置一般是把軸承裝載法蘭盤上，通過法蘭盤將帶輪的拉力傳遞到箱壁上。車床上的反轉一般用于加工螺紋時退刀。車螺紋時，換向頻率較高。實現(xiàn)正反轉的變換方案很多，我們采用正反向離合器。正反向的轉換在不停車的狀態(tài)下進行，常采用片式摩擦離合器。由于裝在箱內，一般采用濕式。在確定軸向尺寸時，摩擦片不壓緊時，應留有0.20.4的間隙，間隙應能調整。離合器及其壓緊裝置中有三點值得注意：6） 摩擦片的軸向定位：由兩個帶花鍵孔的圓盤實現(xiàn)。其中一個圓盤裝在花鍵上，另一個裝在花鍵軸上的一個環(huán)形溝槽里，并轉過一

96、個花鍵齒，和軸上的花鍵對正，然后用螺釘把錯開的兩個圓盤連接在一起。這樣就限制了軸向和周向的兩個自由度，起了定位作用。7） 摩擦片的壓緊由加力環(huán)的軸向移動實現(xiàn)，在軸系上形成了彈性力的封閉系統(tǒng)，不增加軸承軸向復合。8） 結構設計時應使加力環(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。I軸上裝有摩擦離合器，兩端的齒輪是空套在軸上，當離合器接通時才和軸一起轉動。但脫開的另一端齒輪，與軸回轉方向是相反的，二者的相對轉速很高（約為兩倍左右）。結構設計時應考慮這點。齒輪與軸之間的軸承可以用滾動軸承也可以用滑動軸承?；瑒虞S承在一些性能和維修上不如滾動軸承，但它的徑向尺寸小。空套齒輪需要有軸向定

97、位，軸承需要潤滑。6.4 齒輪塊設計齒輪是變速箱中的重要元件。齒輪同時嚙合的齒數(shù)是周期性變化的。也就是說，作用在一個齒輪上的載荷是變化的。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，并影響主軸回轉均勻性。在齒輪塊設計時，應充分考慮這些問題。齒輪塊的結構形式很多，取決于下列有關因素：一、 是固定齒輪還是滑移齒輪；二、 移動滑移齒輪的方法；三、 齒輪精度和加工方法；變速箱中齒輪用于傳遞動力和運動。它的精度選擇主要取決于圓周速度。采用同一精度時，圓周速度越高，振動和噪聲越大，根據(jù)實際結果得知，圓周速度會增加一倍，噪聲約增大6dB。工作平穩(wěn)性和接觸誤差

98、對振動和噪聲的影響比運動誤差要大，所以這兩項精度應選高一級。為了控制噪聲，機床上主傳動齒輪都要選用較高的精度。大都是用766，圓周速度很低的，才選877。如果噪聲要求很嚴，或一些關鍵齒輪，就應選655。當精度從766提高到655時，制造費用將顯著提高。不同精度等級的齒輪，要采用不同的加工方法，對結構要求也有所不同。8級精度齒輪，一般滾齒或插齒就可以達到。7級精度齒輪，用較高精度滾齒機或插齒機可以達到。但淬火后，由于變形，精度將下降。因此，需要淬火的7級齒輪一般滾（插）后要剃齒，使精度高于7，或者淬火后在衍齒。6級精度的齒輪，用精密滾齒機可以達到。淬火齒輪，必須磨齒才能達到6級。機床主軸變速箱中

99、齒輪齒部一般都需要淬火?；讫X輪進出嚙合的一端要圓齒，有規(guī)定的形狀和尺寸。圓齒和倒角性質不同，加工方法和畫法也不一樣，應予注意。選擇齒輪塊的結構要考慮毛坯形式（棒料、自由鍛或模鍛）和機械加工時的安裝和定位基面。盡可能做到省工、省料又易于保證精度。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。有時為了縮短軸向尺寸，也有用組合齒輪的。要保證正確嚙合，齒輪在軸上的位置應該可靠?；讫X輪在軸向位置由操縱機構中的定位槽、定位孔或其他方式保證，一般在裝配時最后調整確定。6.5 傳動軸的設計機床傳動軸，廣泛采用滾動軸承作支撐。軸上要安裝齒輪、離合器和制動器等

100、。傳動軸應保證這些傳動件或機構能正常工作。首先傳動軸應有足夠的強度、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、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。傳動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?；ㄦI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。這是加工時的過濾部分。一般尺寸花鍵的滾刀直徑為6585。機床傳動軸常采用的滾動軸承有球軸承和滾錐軸承。

101、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。但是滾錐軸承內外圈可以分開，裝配方便，間隙容易調整。所以有時在沒有軸向力時，也常采用這種軸承。選擇軸承的型號和尺寸，首先取決于承載能力，但也要考慮其他結構條件。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鏜刀頭。在箱外調整好鏜刀尺寸，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加工幾個同心孔的工藝。下面分析幾種鏜孔方式：對于支撐跨距長的箱體孔，要從兩邊同時進行加工；支撐跨距比較短的，可以從一邊（叢大孔方面進刀）伸進鏜桿

102、，同時加工各孔；對中間孔徑比兩端大的箱體，鏜中間孔必須在箱內調刀，設計時應盡可能避免。既要滿足承載能力的要求，又要符合孔加工工藝，可以用輕、中或重系列軸承來達到支撐孔直徑的安排要求。兩孔間的最小壁厚，不得小于510，以免加工時孔變形?；ㄦI軸兩端裝軸承的軸頸尺寸至少有一個應小于花鍵的內徑。一般傳動軸上軸承選用級精度。傳動軸必須在箱體內保持準確位置，才能保證裝在軸上各傳動件的位置正確性，不論軸是否轉動，是否受軸向力，都必須有軸向定位。對受軸向力的軸，其軸向定位就更重要?；剞D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注意：1） 軸的長度。長軸要考慮熱伸長的問題，宜由一端定位。

103、2） 軸承的間隙是否需要調整。3） 整個軸的軸向位置是否需要調整。4） 在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈。加工和裝配的工藝性等。6.6 主軸組件設計主軸組件結構復雜，技術要求高。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動，因此它的精度和性能直接影響加工質量（加工精度和表面粗糙度），設計時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方面考慮。6.6.1 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，而且涉及多方面的因素。1） 內孔直徑車床主軸由于要通過棒料，安裝自動卡盤的操縱機構及通過卸頂尖的頂桿，必須是空心軸。為了擴大使用范圍，加大可加工棒料直徑

104、，車床主軸內孔直徑有增大的趨勢。2） 軸頸直徑前支撐的直徑是主軸上一主要的尺寸，設計時，一般先估算或擬定一個尺寸，結構確定后再進行核算。3） 前錐孔直徑前錐孔用來裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏六號錐孔。4） 支撐跨距及懸伸長度為了提高剛度，應盡量縮短主軸的外伸長度。選擇適當?shù)闹慰缇啵话阃扑]?。?=23.5，跨距小時，軸承變形對軸端變形的影響大。所以，軸承剛度小時，應選大值，軸剛度差時，則取小值?？缇嗟拇笮?，很大程度上受其他結構的限制，常常不能滿足以上要求。安排結構時力求接近上述要求。6.6.2 主軸材料和熱處理在主軸結構形狀和尺寸一定的條件下，材料的彈性模量E越大，主軸的剛

105、度也越高，由于鋼材的E值較大，故一般采用鋼質主軸，一般機床的主軸選用價格便宜、性能良好的45號鋼。提高主軸有關表面硬度，增加耐磨性，在長期使用中不至于喪失精度，這是對主軸熱處理的根本要求。機床主軸都在一定部位上承受著不同程度的摩擦，主軸與滾動軸承配合使用時，軸頸表面具有適當?shù)挠捕瓤筛纳蒲b配工藝并保證裝配精度，通常硬度為HRC40-50即可滿足要求。一般機床的主軸，淬火時要求無裂紋，硬度均勻；淬硬層深度不小于1mm，最好1.5-2mm,使精磨后仍能保留一點深度的淬硬層，主軸熱處理后變形要小。螺紋表面一般不淬火；淬火部位的空刀槽不能過深，臺階交接處應該倒角；滲氮主軸的銳邊、棱角必須倒圓R>0

106、.5mm,可避免滲氮層穿透剝落。6.6.3 主軸軸承1）軸承類型選擇主軸前軸承有兩種常用的類型：雙列短圓柱滾子軸承。承載能力大，可同時承受徑向力和軸向力，結構比較簡單，但允許的極限轉速低一些。與雙列短圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的軸承有三種：600角雙向推力向心球軸承。是一種新型軸承，在近年生產(chǎn)的機床上廣泛采用。具有承載能力大，允許極限轉速高的特點。外徑比同規(guī)格的雙列圓柱滾子軸承小一些。在使用中，這種軸承不承受徑向力。推力球軸承。承受軸向力的能力最高，但允許的極限轉速低，容易發(fā)熱。向心推力球軸承。允許的極限轉速高，但承載能力低，主要用于高速輕載的機床。2）軸承的配置大多數(shù)機床主軸采用兩個支撐

107、，結構簡單，制造方便，但為了提高主軸剛度也有用三個支撐的了。三支撐結構要求箱體上三支撐孔具有良好的同心度，否則溫升和空載功率增大，效果不一定好。三孔同心在工藝上難度較大，可以用兩個支撐的主要支撐，第三個為輔助支撐。輔助支撐軸承（中間支撐或后支撐）保持比較大的游隙（約0.030.07），只有在載荷比較大、軸產(chǎn)生彎曲變形時，輔助支撐軸承才起作用。軸承配置時，除選擇軸承的類型不同外，推力軸承的布置是主要差別。推力軸承布置在前軸承、后軸承還是分別布置在前、后軸承，影響著溫升后軸的伸長方向以及結構的負責程度，應根據(jù)機床的實際要求確定。在配置軸承時，應注意以下幾點： 每個支撐點都要能承受經(jīng)向力。 兩個方向

108、的軸向力應分別有相應的軸承承受。 徑向力和兩個方向的軸向力都應傳遞到箱體上，即負荷都由機床支撐件承受。3）軸承的精度和配合主軸軸承精度要求比一般傳動軸高。前軸承的誤差對主軸前端的影響最大，所以前軸承的精度一般比后軸承選擇高一級。普通精度級機床的主軸，前軸承的選或級，后軸承選或級。選擇軸承的精度時，既要考慮機床精度要求，也要考慮經(jīng)濟性。軸承與軸和軸承與箱體孔之間，一般都采用過渡配合。另外軸承的內外環(huán)都是薄壁件，軸和孔德形狀誤差都會反映到軸承滾道上去。如果配合精度選的太低，會降低軸承的回轉精度，所以軸和孔的精度應與軸承精度相匹配。1） 軸承間隙的調整為了提高主軸的回轉精度和剛度，主軸軸承的間隙應能調整。把軸承調到合適的負間隙，形成一定的預負載，回轉精度和剛度都能提高，壽命、噪聲和