CA6140型臥式車(chē)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)床課程設(shè)計(jì) 2

1、1 金屬切削課程設(shè)計(jì)機(jī)床課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)系別：機(jī)械工程系專(zhuān)業(yè)：機(jī)械制造與自動(dòng)化 學(xué)號(hào)：姓名：2 金屬切削課程設(shè)計(jì)目 錄第一章 緒論.3第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)要求.4第三章 機(jī)床的主參數(shù)和其他主要技術(shù)要求.5第四章 主傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定.9第五章 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì).17第六章 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì).28第七章 軸和軸承的設(shè)計(jì). .32第八章 箱體設(shè)計(jì).42第九章 潤(rùn)滑與密封.44總結(jié).45參考文獻(xiàn).463 金屬切削課程設(shè)計(jì)第一章 緒論1.1 金屬切削機(jī)床在國(guó)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(chēng)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

2、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40%60%。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。機(jī)床的“母機(jī)”屬性決定了它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位。機(jī)床工業(yè)為各種類(lèi)型的機(jī)械制造廠提供的制造技術(shù)與優(yōu)質(zhì)高效的機(jī)床設(shè)備，促進(jìn)機(jī)械制造工業(yè)的生產(chǎn)能力和工藝水平的提高。機(jī)械制造工業(yè)肩負(fù)著為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)提供現(xiàn)代化技術(shù)裝備的任務(wù)。為適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的需要必須大力發(fā)展機(jī)械制造工業(yè)。機(jī)械制造工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)賴(lài)以發(fā)展的基礎(chǔ)。一個(gè)國(guó)家機(jī)床工業(yè)的技術(shù)水平，在很大程度上標(biāo)志著這個(gè)國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)能力和科學(xué)技術(shù)水平。顯然，金屬切削機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化建設(shè)中起著重大的作用。我國(guó)機(jī)床行業(yè)起

3、步較晚，就現(xiàn)在來(lái)說(shuō)，我國(guó)的機(jī)床制造業(yè)跟國(guó)外先進(jìn)水平相比，還存在較大的差距。因此，我國(guó)機(jī)床工業(yè)面臨著光榮而艱巨的任務(wù)，必須奮發(fā)圖強(qiáng)，努力工作，不斷擴(kuò)大技術(shù)隊(duì)伍和提高人員的技術(shù)素質(zhì)，學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，大力開(kāi)展科學(xué)研究，以便早日趕上世界先進(jìn)水平。4 金屬切削課程設(shè)計(jì)第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)要求2.1設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一臺(tái)普通CA6140型臥式車(chē)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)2.2主要技術(shù)參數(shù)： 1、轉(zhuǎn)速范圍：N=31.51400r/min。2、轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：Z=12。3、電動(dòng)機(jī)功率：P=4KW。被加工零件的材料：鋼、鑄鐵。刀具材料：高速鋼、硬質(zhì)合金。標(biāo)準(zhǔn)公比： 1.06、1.12、1.26 大、重型機(jī)床1.26 、 1

4、.41 中型機(jī)床1.58、1.78、2 小型機(jī)床2.3設(shè)計(jì)要求:錯(cuò)誤！未找到引用源。1、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)：確定公比 ，擬定轉(zhuǎn)速圖、繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖、計(jì)算齒輪齒數(shù)。2、動(dòng)力設(shè)計(jì)：確定各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速、對(duì)主要零件進(jìn)行計(jì)算（初算和驗(yàn)算）。3、繪制圖紙：主軸箱展開(kāi)圖1張（A1）。4、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。5 金屬切削課程設(shè)計(jì)第三章 機(jī)床的主參數(shù)和其他主要技術(shù)要求選擇主參數(shù)的原則是：該參數(shù)應(yīng)是直接反映出機(jī)床的加工能力特性，影響機(jī)床主要零部件尺寸的標(biāo)志。主參數(shù)能說(shuō)明機(jī)床的主要性能：普通車(chē)床的主參數(shù)是床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑D（mm）。機(jī)床主參數(shù)系列通常是等比數(shù)列。普通車(chē)床的主參數(shù)均采用公比為1.41的數(shù)列，該數(shù)列符合國(guó)際

5、ISO標(biāo)準(zhǔn)中的優(yōu)先數(shù)列。普通車(chē)床的主參數(shù)D的系列是：250、320、400、500、630、800、1000、1250mm。所以，普通CA6140型臥式車(chē)床的最大工件回轉(zhuǎn)中心取D 400mm。1、刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑D1（mm）由于刀架組件剛性一般較弱，為了提高生產(chǎn)效率，我國(guó)作為參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的D1值，基本上取D1D/2,這樣給設(shè)計(jì)留一定的余地，在刀架剛度允許的條件下能保證使用要求，可以取較大的D1值。所以查參考文獻(xiàn)【一】（表2）得D1=200mm。2、主軸通孔直徑d mm6 金屬切削課程設(shè)計(jì)普通車(chē)床主軸通孔徑主要用于棒料加工。在機(jī)床結(jié)構(gòu)允許的條件下，通孔直徑盡量取大些。參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了通孔直徑d的

6、最小值。所以由參考文獻(xiàn)一（表2）d=26mm。3、主軸頭號(hào)根據(jù)機(jī)床主參數(shù)值大小采用不同號(hào)數(shù)的主軸頭（415號(hào)），號(hào)值數(shù)等于法蘭直徑的1/25.4而取其整數(shù)值。所以由參考文獻(xiàn)【一】（表2）可知主軸頭號(hào)取6。4、裝刀基面至主軸中心距離h(mm)為了使用戶(hù)，提高刀具的標(biāo)準(zhǔn)化程度，根據(jù)機(jī)械工業(yè)部成都工具研究所的刀具桿標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了h=28mm。5、最大工件長(zhǎng)度L （mm）最大工件長(zhǎng)度L是指尾座在床身處于最后位置，尾座頂尖套退入尾座孔內(nèi)時(shí)容納的工件長(zhǎng)度。為了有利組織生產(chǎn)，采用分段等差的長(zhǎng)度數(shù)列。所以由參考文獻(xiàn)【一】（表2）得L=1000mm。3.3 傳動(dòng)設(shè)計(jì)1、主軸極限的確定由課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中給出的條件可

7、知：Zmax=1400r/min2、公比的確定對(duì)于通用機(jī)床，為使轉(zhuǎn)速損失不大，機(jī)床結(jié)構(gòu)又不過(guò)于復(fù) 67 金屬切削課程設(shè)計(jì)雜，一般取=1.26或1.41 。而且nmaxnminZ=+1lg根據(jù)公式 lg所以這里取=1.41。3、主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)的確定由任務(wù)書(shū)可知Z=12根據(jù)公比為1.06的數(shù)列可以寫(xiě)出公比為1.41的轉(zhuǎn)速數(shù)列。是從31.5開(kāi)始向后每6項(xiàng)取一數(shù)值，（共抽取12個(gè)數(shù)）。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公比為=1.06的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表(115000)，得：31.5、45、63、90、125、180、250、355、500、710、1000、1400r/min（共12級(jí)）。4、主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定：根據(jù)已知工作條件和

8、要求，選擇一般用途的Y系列三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)。8 金屬切削課程設(shè)計(jì)=123N式中1,2,3,N分別為傳動(dòng)裝置中每一件傳動(dòng)副（齒輪、渦輪、帶或者鏈傳動(dòng)等）、每對(duì)軸承和每個(gè)連軸器的效率。根據(jù)以上公式可得：=12433式中1,2,3分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪的效率傳動(dòng)副效率的概略值可按表2-3選?。▍⒖紮C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程指導(dǎo)主編林遠(yuǎn)艷、唐漢坤下面簡(jiǎn)稱(chēng)文獻(xiàn)1）1=0.96，2=0.99，3=0.97。1是帶傳動(dòng)，2是滾子軸承（稀油潤(rùn)滑），3是8級(jí)精度齒輪。c.電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率為：于是 =0.960.9940.973= 0.841 642Pd-電動(dòng)機(jī)工作功率，kW；Pw-工作機(jī)所需要輸入

9、功率，kW；pd=Pw-電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率。所以 pw=4 0.841 642=3.366 568kWd確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)根據(jù)已知條件選擇最低轉(zhuǎn)速31.5r/min，最高轉(zhuǎn)速1400r/min,功率4kW，所以選擇Y112M-4的Y系列三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)9 金屬切削課程設(shè)計(jì)第四章 主傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定擬定傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)型式的選擇以及開(kāi)停、幻想、制動(dòng)、操縱等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確定。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。主傳動(dòng)系統(tǒng)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，我們采用集中傳動(dòng)

10、型式的主軸變速箱。1、已知條件1確定轉(zhuǎn)速范圍：主軸最小轉(zhuǎn)速nmin=31.5r/min。3轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：z=122、結(jié)構(gòu)分析式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇級(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、個(gè)傳動(dòng)副。即Z=Z1Z2Z3 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(jí)數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子：Z=2a3b ，可以有三種方案： 12=322 12=232 （3） 12=232從電動(dòng)機(jī)到主軸主要為降速傳動(dòng)，若使傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)組放在 910 金屬切削課程設(shè)計(jì)較接近電動(dòng)機(jī)處可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材料，也就是滿(mǎn)足傳動(dòng)副前多后少的原則，因此取12=322方案。在降速傳動(dòng)中，防

11、止齒輪直徑過(guò)大而使徑向尺寸常限制最小傳動(dòng)比imin ；在升速時(shí)為防止產(chǎn)生過(guò)大的噪音和震動(dòng)常限制最大轉(zhuǎn)速比imax2。在主傳動(dòng)鏈任一傳動(dòng)組的最大變速范圍Rmax=(imaximin)810。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間傳動(dòng)軸的變速范圍最小，對(duì)于12=3×2×2傳動(dòng)式，有6種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為：12=31232612=31262314 12=322126 12=322621 12=342122 12=342221根據(jù)傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍，基本組擴(kuò)大組的排列順序；初選12=312326的方案。第2擴(kuò)大組的。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下： X2=6P2=2,6（2-1）

12、6R=1.41=8.00Rmax 是可行,則2金屬切削課程設(shè)計(jì)檢查傳動(dòng)組的變速范圍時(shí)，只檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組：R主max=u主max/u主min=2/0.25=8R2=X2(P2-1)=1.416(2-1)=8 其中=1.41，X2=6，P2=2R2=R主max值，符合要求，所以其他變速組的變速范圍肯定也符合要求。3、分配總降速傳動(dòng)比總降速傳動(dòng)比 i=nmin/nd=31.5/1440=0.02，nmin為主軸最低轉(zhuǎn)速， 又電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nd=1440r/min不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因而增加一定比傳動(dòng)副。使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標(biāo)準(zhǔn)或有利于減少齒輪和及徑向與軸向尺寸，并分擔(dān)總降速傳動(dòng)比。然后，將總降速傳動(dòng)比按“

13、先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速組中的最小傳動(dòng)比。a、確定傳動(dòng)軸軸數(shù)傳動(dòng)軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比傳動(dòng)副數(shù) + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。 1112 金屬切削課程設(shè)計(jì)b、確定各級(jí)轉(zhuǎn)速在五根軸中，除去電動(dòng)機(jī)軸，其余四軸按傳動(dòng)順序依次設(shè)為、。與、與、與軸之間的傳動(dòng)組分別設(shè)為a、b、c?，F(xiàn)由（主軸）開(kāi)始，確定、軸的轉(zhuǎn)速： 先來(lái)確定軸的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)組c 的變速范圍為6=1.416=8=Rmax8,10，結(jié)合結(jié)構(gòu)式， 軸的轉(zhuǎn)速只有一種可能：125、180、250、355、500、710r/min。 確定軸的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)組b的級(jí)比指數(shù)為3，希望中間軸轉(zhuǎn)速較小，因而為了避免升速，又不致傳動(dòng)比太小

14、，可取bi1=1/3=1/2.8，bi2=1/1軸的轉(zhuǎn)速確定為：355、500、710r/min。確定軸的轉(zhuǎn)速對(duì)于軸，其級(jí)比指數(shù)為1,可取ai1=1/2=1/2，ai2=1/=1/1.41，ai3=1/1確定軸轉(zhuǎn)速為710r/min。由此也可確定加在電動(dòng)機(jī)與主軸之間的定傳動(dòng)比i=1440/710=144/71。下面畫(huà)出轉(zhuǎn)速圖（電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近）。4、畫(huà)轉(zhuǎn)速圖(1) 豎線(xiàn)代表傳動(dòng)軸 間距相等的豎線(xiàn)代表各傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸 1213 金屬切削課程設(shè)計(jì)按運(yùn)動(dòng)傳遞的先后順序，從左向右依次排列。(2) 橫線(xiàn)代表轉(zhuǎn)速值 間距相等的橫線(xiàn)由下至上依次表示由低到高的各級(jí)主軸轉(zhuǎn)速。(3) 豎線(xiàn)上的圓點(diǎn)表示

15、各傳動(dòng)軸實(shí)際具有的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速圖中每條豎線(xiàn)上有若干小圓點(diǎn)，表示該軸可以實(shí)現(xiàn)的實(shí)際轉(zhuǎn)速。(4) 兩圓點(diǎn)之間的連線(xiàn)表示傳動(dòng)副的傳動(dòng)比 其傾斜程度表示傳動(dòng)副傳動(dòng)比的大小，從左向右，連線(xiàn)向上傾斜，表示升速傳動(dòng)；連線(xiàn)向下傾斜，表示降速傳動(dòng)；連線(xiàn)為水平線(xiàn)，表示等速傳動(dòng)。為了便于設(shè)計(jì)和制造，主傳動(dòng)系統(tǒng)中所采用的齒輪模數(shù)的種類(lèi)盡可能少一些。在同一變速組內(nèi)一般都采用相同的模數(shù)，這是 1314 金屬切削課程設(shè)計(jì)因?yàn)楦鼾X輪副的速度變化不大，受力情況差別不大當(dāng)各對(duì)齒輪模數(shù)相同時(shí)，且不采用變位齒輪的齒數(shù)和也必然相等。為了避免根切現(xiàn)象和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的傳動(dòng)比u1，zmin取大于或等于22。參考文獻(xiàn)【一】表2-2中橫行sz表示一對(duì)

16、齒輪的齒數(shù)和，縱列u表示一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比，表中間的數(shù)值表示一對(duì)齒輪副的小齒輪齒數(shù)。當(dāng)u>1時(shí)，表示升速傳動(dòng)，所以小齒輪為從動(dòng)輪。當(dāng)u<1時(shí)，表示降速傳動(dòng)，所以小齒輪為主動(dòng)輪，這是要用傳動(dòng)比u的倒數(shù)查表。查出小齒輪的齒數(shù)后，將齒數(shù)和sz減去小齒輪的齒數(shù)。表中空白格，表示沒(méi)有合適的齒數(shù)采用查表法確定齒輪齒數(shù)：據(jù)參考文獻(xiàn)【一】表2-2確定齒輪齒數(shù)如下：傳動(dòng)組a:查表8-1, ai1=1/2=1/2，ai2=1/=1/1.41，ai3=1/1ai1=1/2=1/2時(shí)：Sz=57、60、63、66、69、72、75、78 ai2=1/=1/1.41時(shí)：Sz=58、60、63、65、67、68

17、、70、72、73、77ai3=1/1時(shí)：Sz=58、60、62、64、66、68、70、72、74、76 可取Sz=72,于是可得軸齒輪齒數(shù)分別為：24、30、36。 于是ia1,=72-24=48，ia2,=70-30=42，ia3,=72-36=36可得軸上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：48、42、36。傳動(dòng)組b:查表8-1, ib1=1/3=1/2.8，ib2=1/115 金屬切削課程設(shè)計(jì)ib1=1/3=1/2.8時(shí)：Sz=69、72、73、76、77、80、81、84、87ib2=1/1時(shí)：Sz=70、72、74、76、78、80、82、84、86 可取 Sz=84，于是可得軸上兩聯(lián)齒輪的齒

18、數(shù)分別為：22、42。 于是bi1,=84-22=62，bi2,=84-42 ，得軸上兩齒輪的齒數(shù)分別為：62、42。傳動(dòng)組c:查表8-1,ci1=1/4,ic2=2ci1=1/4時(shí)：Sz=84、85、89、90、94、95 ic2=2時(shí)： Sz=72、75、78、81、84、87、89、90 可取 Sz=90.ci1=1/4為降速傳動(dòng)，取軸齒輪齒數(shù)為18； ic2=2為升速傳動(dòng)，取軸齒輪齒數(shù)為30。 于是得ci1,=90-18=72,ic2,=90-30=60。 得軸兩聯(lián)動(dòng)齒輪的齒數(shù)分別為18，60； 得軸兩齒輪齒數(shù)分別為72，30。4.4 最后列出如下所示的齒輪齒數(shù)：16 金屬切削課程設(shè)計(jì)

19、4.5繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖：17 金屬切削課程設(shè)計(jì)第五章 齒輪傳動(dòng)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(shuō)，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(wèn)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；機(jī)床主軸變速箱中齒輪齒部一般都需要淬火。5.2各速組齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸：已知：電動(dòng)機(jī)功率Pd=4kw，V帶效率為1=0.96,軸承傳動(dòng)效率作，工作期限10年，每年

20、按300天計(jì)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)。解：解：材料、熱處理方法。可選一般齒輪材料如下：由文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)表8-1，考慮到主軸箱傳遞功率不大，所以齒輪采取軟齒面，小齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)制處理，HB1=229286HBS,取HB1=260HBS,大齒輪選用45號(hào)鋼，正火處理,齒面硬度 1718 金屬切削課程設(shè)計(jì)硬質(zhì)差50HBS,在規(guī)定的30HB2=169217HBS,HB1=210HBS,，50HBS范圍內(nèi)。選擇精度等級(jí)。減速器為一般齒輪傳動(dòng)，根據(jù)參考文獻(xiàn)1中的表8-4，初選8級(jí)精度,齒面粗糙度Ra1.63.2m。1、第一變速組齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算：傳遞功率pI=Pd12=40.960.99=3.8kW，主動(dòng)輪

21、轉(zhuǎn)速nI=710r/min，最大傳動(dòng)i=1=2。 ai1按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪，齒輪承載能力應(yīng)由齒面接觸疲勞強(qiáng)度決定。 3d176.43KT1(u+1) duH2a) 載荷系數(shù)K：查參考文獻(xiàn)【二】中表8-5，取K=1.2. b) 由參考文獻(xiàn)【二】中表8-10，取齒寬系數(shù)d=0.3。 c) 傳動(dòng)比u=1=2 ai1d) 轉(zhuǎn)矩T1：T1=9550103PI3.8=9550103=51112.68(N.mm) nI710e) 接觸疲勞許用應(yīng)力H: H=ZNHHlim由參考文獻(xiàn)【二】的圖8-12查得： Hlim1=650MPa ，Hlim2=560MPa。 1819 金屬切削課程設(shè)計(jì)接觸疲勞壽命系

22、數(shù)ZN:由公式N=60njLh得N1=60nIjLh=60710(1030016)=2.0448109 N12.0448109 N2=1.0224109 i2N12. 044 8109 N2=1. 022 4109 i2查參考文獻(xiàn)6的圖8-11，查接觸疲勞壽命系數(shù)得 ZN1=0.95，ZN2=1按一般可靠性要求，查參考文獻(xiàn)7的表4-7，取SH=1.1, 許用接觸應(yīng)力 H1=取最小值。f) 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1：查參考文獻(xiàn)【二】中的表8-10，取d=0.9 3取 d1=60mm 確定主要參數(shù)，第一對(duì)齒輪(齒數(shù)24/48)主要幾何尺寸獻(xiàn)6中表4-1取m=3mm則2) 分度圓直徑：dI=mai1

23、=324=72(mm)20 金屬切削課程設(shè)計(jì)d2=483=144(mm)3）計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心距a: a=(d1+d2)/2=(72+144)/2=108(mm)4）計(jì)算圓周速度v：V=n1d1601000=3.1471072=2.675(m/s) 因601000v<5m/s，故所取的八級(jí)精度合適。5)齒根圓直徑：* df1=m(Z1-2ha-2c)=3(24-21-20.25)=64.5(mm) *df2=m(Z2-2ha-2c*)=3(48-21-20.25)=136.5(mm)6）齒頂圓直徑：da1=m(Z1+2ha)=3(24+21)=78(mm)* da2=m(Z1+2ha)=

24、3(48+21)=150(mm) *7）齒寬：b1=b2=35mm第二對(duì)齒輪(齒數(shù)30/42)的主要幾何尺寸(1)分度圓直徑：d1=m1ia2=330=90(mm)d2=m1ia2=342=126(mm)(2)齒根圓直徑：* df1=m1(Z1-2ha-2c)=3(30-21-20.25)=82.5(mm) *,df2=m1(Z2-2ha-2c*)=3(42-21-20.25)=118.5(mm)(3)齒頂圓直徑：da1=m1(Z1+2ha)=3(30+21)=96(mm) da2=m1(Z1+2ha)=3(42+21)=132(mm) 20 *21 金屬切削課程設(shè)計(jì)(4)齒寬：b1=b2=3

25、0mm第三對(duì)齒輪（36/36）的主要幾何尺寸(1)分度圓直徑：d1=m1z1=336=108(mm)d2=m1z2=336=108(mm)(2）齒根圓直徑：df1=m1(Z1-2ha-2c*)=3(36-21-20.25)=100.5(mm)df2=m1(Z2-2ha-2c*)=3(36-21-20.25)=100.5(mm)(3)齒頂圓直徑：da1=m1(Z1+2ha)=3(36+21)=114(mm)da2=m1(Z2+2ha)=3(36+21)=114mm)(4)齒寬b： b=dd1=0.3108=32.4(mm) 經(jīng)處理后取，b2=30mm,則b2=30mm 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。由

26、參考文獻(xiàn)6中的式（8-4）得F=2KT1YFYSFbm2Z1 *若FF則校核合格確定相關(guān)參數(shù)和系數(shù)齒寬：b2=40mm,b1=40mm齒形系數(shù)YF和應(yīng)力修正系數(shù)Ys：由考文獻(xiàn)6，表8-6和 文獻(xiàn)許用彎曲應(yīng)力由文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)6中式8-5得 2122 金屬切削課程設(shè)計(jì)由文獻(xiàn)1中圖8-8查得:Flim1=500MPa,Flim2=450MPa由文獻(xiàn)1圖8-8查得：YN1=YN2=1故F=2KT1YF1Ys121.251112.682.71.6=54.52(MPa)F122bmZ130336齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。2. 第二變速組齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)傳遞功率pII=Pd123=3.65kW，主傳動(dòng)輪最低

27、轉(zhuǎn)速2v=355r/min,，傳動(dòng)比u=i=62/22=2.82。（a） 轉(zhuǎn)矩TII:TII=9550Pd1223nm40.960.9920.97=955010=98208(Nmm)3553（b）接觸疲勞許用應(yīng)力 H ： H=zNHlimSH由參考文獻(xiàn)6的圖8-12查得： Hlim1=650N/mm2，Hlim2=560N/mm2。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定接觸疲勞壽命系數(shù)ZN:由公式N=60njLh得N1=603551030016=1 .0210923 金屬切削課程設(shè)計(jì)按一般可靠性要求，查參考文獻(xiàn)7的表4-7，取SH=1 許用接觸應(yīng)力 H1=H2=取較小值a) 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1： 3Z

28、N1Hlim11650 =650（Nmm2）SH1ZN2Hlim21.05560 =588（Nmm2）SH1d176.43KTII(u+1)=76.43duH231.298208(2.82+1)=61.19mm 0.92.825882取d1=65mm模數(shù)m第一對(duì)齒輪(齒數(shù)22/62)主要幾何尺寸6中表4-1取3mm。參考第一變速組出來(lái)的計(jì)算，知：2) 分度圓直徑：dI=66(mm)； d2=186(mm)3）計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心距a: a=126(mm)4）計(jì)算圓周速度v：V=1.23(m/s) ，因v<5m/s，故所取的八級(jí)精度合適。24 金屬切削課程設(shè)計(jì)5)齒根圓直徑： df1=58.

29、5(mm) ；df2=178.5(mm)da2=192(mm) 6)齒頂圓直徑：；7）齒寬：b1=b2=30mm第二對(duì)齒輪(齒數(shù)42/42)的主要幾何尺寸參考第一變速組出來(lái)的計(jì)算，知：(1)分度圓直徑：d1=126(mm)；d2=126(mm)(2)齒根圓直徑：df1=118.5(mm)(3)齒頂圓直徑： da1=132(mm)；da2=132(mm)（4）齒寬：b1=b2=45mm 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。參考第一變速的彎曲疲勞強(qiáng)度校核，可知齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。3、第三變速組齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)傳遞功率，pIII=Pd132=40.960.9930.972=3.5kW，主23動(dòng)輪最小轉(zhuǎn)速

30、v=125r/min,，最大傳動(dòng)比，i=u=72/18=4。 3d176.43KT1(u+1) duH2c) 轉(zhuǎn)矩T1取T1=9550103P111/nm=95501033.5/125=267 400(Nmm) 2425 金屬切削課程設(shè)計(jì)d) 接觸疲勞許用應(yīng)力H: H=ZNHHlim由參考文獻(xiàn)6的圖8-12查得： Hlim1=650N/mm2，Hlim2=560N/mm2。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定接觸疲勞壽命系數(shù)ZN: 由公式N=60njLh得N1=601251030016=3.60 108 N13.60 108 N2=9107 i4按一般可靠性要求，查參考文獻(xiàn)7的表4-7，取SH=1.1,

31、許用接觸應(yīng)力 H1=H2=取較小值 確定主要參數(shù)，第一對(duì)齒輪(齒數(shù)18/72)主要幾何尺寸26 金屬切削課程設(shè)計(jì)計(jì)算模數(shù)m： m=d1/z1=90/18=5；根據(jù)由文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)6中表4-1取m=5mm。參考第一變速組出來(lái)的計(jì)算，知：1) 分度圓直徑：dI=90(mm)； d2=360(mm)3）計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心距a: a=225(mm)4）計(jì)算圓周速度v：V=0.59(m/s) 因v<5m/s，故所取的八級(jí)精度合適。5)齒根圓直徑：df1=77.5(mm) ；df2=347.5(mm)6）齒頂圓直徑：da1=100(mm)；da2=370(mm)7）齒寬：b1=b2=40mm第二對(duì)齒輪

32、(齒數(shù)60/30)的主要幾何尺寸參考第一變速組出來(lái)的計(jì)算，知：(1)分度圓直徑：d1=300(mm)；d2=150(mm)(2)齒根圓直徑： df1=287.5(mm)；df2=137.5(mm)(3)齒頂圓直徑： da1=310(mm)； da2=160(mm)（4）齒寬：b1=b2=55mm 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。參考第一變速的彎曲疲勞強(qiáng)度校核，可知齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。經(jīng)計(jì)算列出各齒輪結(jié)構(gòu)尺寸，如下表所示：27 金屬切削課程設(shè)計(jì)28 金屬切削課程設(shè)計(jì)第六章 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)已知：傳動(dòng)功率P=3.68kW，轉(zhuǎn)速n=1440r/min，傳動(dòng)比i=n1440=2，一天運(yùn)轉(zhuǎn)16小時(shí)，工作年數(shù)1

33、0年。普通V帶的選n1710擇應(yīng)保證帶傳動(dòng)不打滑的前提下能傳遞最大功率，同時(shí)要有足夠的疲勞強(qiáng)度，以滿(mǎn)足一定的使用壽命。6.1 確定計(jì)算功率Pc和選擇帶V型號(hào)（1）確定計(jì)算功率Pc(2)選擇V帶型號(hào)由文獻(xiàn)【二】的圖10-9得：選用A型V帶6.2 確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速（1） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑由文獻(xiàn)【二】的圖10-9得，推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為80100，并按文獻(xiàn)【二】中表10-6，考慮帶輪直徑大對(duì)帶的工作壽命有利，取dd1=125mm。則 dd2=ixdd1=2x125=250mm根據(jù)文獻(xiàn)【二】的表10-6取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=250mm（2）驗(yàn)算帶速v29 金屬切削課程設(shè)計(jì)v=dd1n60100

34、0=3.141251440=9.42m/s 601000其中：n1-小帶輪轉(zhuǎn)速，r/min；在525m/s范圍內(nèi)，合適。6.3 確定帶長(zhǎng)和中心距（1） 初定中心距根據(jù)機(jī)床總體布局初步選定中心距，由經(jīng)驗(yàn)公式有： .07（dd1+dd2）a。2（dd1+dd2）于是 262.5a 750 ,初取中心距為a0=500mm。（2） 確定V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度由文獻(xiàn)【二】中公式（10-12）得 (dd1-dd2)2 L0=2a0+(dd1+dd2)+ 24a03.14(250-125)2 =2500+(125+250)+=1 596.56mm 24500根據(jù)文獻(xiàn)【二】的表10-2取Ld=1600mm（3） 確定

35、實(shí)際中心距根據(jù)文獻(xiàn)【二】中公式（10-13）得 a500+1600-1 596.562 5=501.7mm 2（4） 驗(yàn)算小帶輪包角30 金屬切削課程設(shè)計(jì)6.4 確定V帶的根數(shù)由文獻(xiàn)【二】中表10-7查取P1=1.93kW,P1=0.17kW;；從文獻(xiàn)【二】中表10-5查取Ka=0.96，查表10-2取KL=0.99;；由文獻(xiàn)【二】中式（10-15）得其中： p0-時(shí)傳遞功率的增量；k-按小輪包角，查得的包角系數(shù)； kL-長(zhǎng)度系數(shù)；參照文獻(xiàn)【二】中表10-3，取Z=3。6.5 計(jì)算V帶的初拉力和軸向壓力（1）單根V帶的初拉力由文獻(xiàn)【二】中表10-1查得q=0.1kg/m，由式（10-16）得2

36、.5PC2F0=500 -1+q KZ其中： pca-帶的傳動(dòng)功率,pca=4.032KW；v-帶速,m/s； v =9.42m/s。 q-每米帶的質(zhì)量，kg/m。 3031 金屬切削課程設(shè)計(jì)（2） 計(jì)算V帶作用在軸上的壓力FQ由文獻(xiàn)【二】中式（10-17）得FQ=2ZF0sin6.6 V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小V帶輪輪轂尺寸為42110，外徑D1=131mm，最大半徑小于電機(jī)中心高，合適。大帶輪外徑D2=256mm，輪轂長(zhǎng) L=B=(Z-1)e+2f=(3-1)15+210=50mm。32 金屬切削課程設(shè)計(jì)第七章 軸和軸承的設(shè)計(jì)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

37、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)軸可以是光軸也可以是花鍵軸。成批生產(chǎn)中，有專(zhuān)門(mén)加工花鍵的銑床和磨床，工藝上并無(wú)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。I,II,III軸的材料為：由文獻(xiàn)6中的表11-1和表11-3選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度217225HBS，-1=55MPa，b=650MPa，s=360MPa。7.1 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）按扭矩初算軸徑根據(jù)文獻(xiàn)6中式（11-2），并查表11-2，取C=115，則 dCP3.8=115=28.1(mm) n710所以取d=32mm（2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)金屬切削課程設(shè)計(jì)（3）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度段 直徑 d1=32

38、（大V帶輪輪轂孔徑）長(zhǎng)度： L1=110mm優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列，及考慮密封圈標(biāo)準(zhǔn)：所以取d2=35mm參見(jiàn)項(xiàng)目減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用油潤(rùn)滑，取套筒長(zhǎng)20mm。通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)密封的寬度，選擇常有額螺釘，并考慮V帶輪和箱體外壁應(yīng)有一定距離而定。故L2=20mm;段 直徑d3=40mm（選擇軸承內(nèi)徑）初選用深溝球軸承6208，寬度18mm，外徑80mm.安裝處軸肩直徑36mm安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度小2mmL3=18+20+2=40mmIV段 d4=34mm（軸承內(nèi)徑），L4=308mm。V段 d5=30mm,L5=16mm.（軸承內(nèi)徑）34 金屬切削課程設(shè)計(jì)初選用深溝球軸承6206，寬度

39、16mm，外徑62mm。 LO=494mm由上述軸各段長(zhǎng)度可算出軸支承跨距L=182mm。(4)軸的疲勞強(qiáng)度校核已知小齒輪d1=72mm,T1=51112.68Nmm;La=Lb=99.5mm. 求圓周力Ft，徑向力FrFt=2TI/d1=251112.68/72=1419.8(N)Fr=Fttan=1419.8tan20=516.8(N)軸的支持反力水平面彎矩35 金屬切削課程設(shè)計(jì)Mc1=LaFay=99.5258.4=25709.1(Nmm)軸承支反力Faz=Fbz=Ft/2=1419.8/2=709.9(N)垂直面的彎矩Mc2=LaFaz=99.5709.9=70635.05(Nmm)合

40、成彎矩Mc=Mc1+Mc2=(25709.12+70635.052)1/2=75168.3(Nmm) 22轉(zhuǎn)矩T=51112.68Nmm轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的剪力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取=0.6，截面C處的當(dāng)量彎矩： Mcc=Mc2+(T)21/2=30667.6(Nm)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度=Mec/(0.1d4)=30667.6/(0.1343)=31.88MPa<-1=55MPa 3該軸強(qiáng)度足夠。7.2 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）按扭矩初算軸徑根據(jù)文獻(xiàn)1中式（11-2），并查表11-2，取C=115，則 dCP3.65=25(mm) n355所以取d=35mm（2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)36 金屬切削課程設(shè)計(jì)確定軸各段直

41、徑和長(zhǎng)度L1直徑 d1=35（軸承內(nèi)徑）； L1=25mm。初選用圓錐滾子軸承30207，寬度為17mm，外徑為72mm。L2肩高h(yuǎn)=(0.070.1)d=(0.070.1)35=2.453.5(mm) 所以取d2=40mm參見(jiàn)項(xiàng)目減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用油潤(rùn)滑，取套筒長(zhǎng)18mm。通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)密封的寬度，選擇常有額螺釘，并考慮V帶輪和箱體外壁應(yīng)有一定距離而定。故L2=535mm，主要考慮齒輪的布局。L3直徑d3=35mm（軸承內(nèi)徑）初選用圓錐滾子軸承30207，寬度17mm，外徑72mm.根據(jù)箱體內(nèi)支撐板的厚度取 L3=32mm。L0=592mm。II軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖參照I軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，

42、或者看展開(kāi)圖。（3）軸的強(qiáng)度校核主要校核危險(xiǎn)截面，危險(xiǎn)截面在右邊，直徑為35mm段，強(qiáng)度校核計(jì)算參考I軸的計(jì)算?？芍撦S強(qiáng)度足夠。7.3 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）按扭矩初算軸徑根據(jù)文獻(xiàn)1中式（11-2），并查表11-2，取C=115，則 dC P3.5=115=34.92(mm) n1253637 金屬切削課程設(shè)計(jì)取d=45mm.（2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度L1 ：直徑d1=45mm（軸承內(nèi)徑）初選圓錐滾子軸承30209，寬度為19mm，外徑 85mm.根據(jù)箱體厚度取 L1=36mm。L2： 肩高h(yuǎn)=(0.070.1)d=(0.070.1)45=3.154.5(mm) 所以取d2=50mm故

43、L2=515mm，主要考慮齒輪的布局。L3： 直徑d3=45mm（選擇軸承內(nèi)徑），初選用圓錐滾子軸承30209，寬度19mm，外徑85mm. L3=32mm III軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖參照I軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，或者看展開(kāi)圖。(3)軸的強(qiáng)度校核主要校核危險(xiǎn)截面，危險(xiǎn)截面在中間，跨距515mm，直徑為50mm段。強(qiáng)度校核計(jì)算參考I軸的計(jì)算。可知該軸強(qiáng)度足夠。7.4 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）選擇軸的材料由于主軸承受的扭矩較大并且是空心軸，由文獻(xiàn)【二】中的表11-1和表11-3所以選用35SiMn調(diào)質(zhì)處理，硬度229286HBS，-1=70MPa，b=800MPa，s=520MPa。38 金屬切削課程設(shè)計(jì)（2）按扭矩初算

44、軸徑根據(jù)文獻(xiàn)1中式（11-2），并查表11-2，取C=115，則 dCP3.37=38(mm) n90取d=76mm（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)段：考慮到密封和端蓋所以取L1=50mm，d1=32mm；段：主要是軸承的安裝，初選角接觸球軸承7211AC，寬度21mm， 內(nèi)徑55mm，外徑100mm.所以 d2=55mm，L2=75mm；III段：考慮軸肩、結(jié)構(gòu)布局，初選深溝球軸承6213，齒寬為23mm，外徑為120mm。則d3=65mm，L3=50mm；IV段: d4=75mm，L4=470mm；V段：由于主軸的跨度大，并且出售載荷大，所以根據(jù)軸承的安裝設(shè)計(jì)，初選深溝球軸承6215，寬25mm，內(nèi)徑7

45、5mm，外徑130mm； 則d5=75mmL5=25mm。VI段：根據(jù)齒輪的布局，d6=80mm，L6=280mm。VII段：根據(jù)密封和端蓋，則d7=95mm，L7=70mm；VIII段：用于安裝卡盤(pán)等機(jī)構(gòu)，d8=100mmL8=17mmIX段： 工藝椎體，錐度為1：12，d9=100mm ，l9=10mm；軸的總長(zhǎng)L=1047mm。39 金屬切削課程設(shè)計(jì)主軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖參照I軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，或者看展開(kāi)圖。（4）驗(yàn)算軸的強(qiáng)度強(qiáng)度校核計(jì)算參考I軸的計(jì)算。可知該軸強(qiáng)度足夠。7.5 軸承的校核按兩班制工作，工作期限10年，每年按300天計(jì)，H=48000h。 a、軸上的軸承校核（1）確定參數(shù)已知計(jì)算轉(zhuǎn)速

46、為n1=710r/min,兩軸承徑向反力為Fr1=Fr2=709.9N。 初選深溝球軸承6208，額定動(dòng)載荷Cr=29.5kN，額定靜載荷C0r=18kN。初選深溝球軸承6206，額定動(dòng)載荷Cr=19.5kN，額定靜載荷C0r=11.5kN。根據(jù)文獻(xiàn)1中表（12-6）按減速器，取fp=1.5，由文獻(xiàn)中表12-8的溫度系數(shù)fT=1。根據(jù)根據(jù)文獻(xiàn)1中式（12-1）及表12-7得當(dāng)量載荷P1=P2=fPFr1=1.5709.9=1064.85(N)滾子軸承的壽命系數(shù)10/3，取3。（2）軸承的壽命計(jì)算由文獻(xiàn)1中式（12-6）得40 金屬切削課程設(shè)計(jì)預(yù)期壽命滿(mǎn)足b、軸上的軸承校核（1）確定參數(shù)軸上一共

47、三個(gè)軸承， 已知計(jì)算轉(zhuǎn)速為n1=355r/min,左，中間軸承軸上齒輪傳遞徑向反力為Fr1=Fr2=709.9N，中間和右邊軸承承受徑向反力為Fr3=598N,Fr4=488N。初選承受Fr1的軸承是圓錐滾子軸承30207，額定動(dòng)載荷Cr=54.2kN，F(xiàn)r3的。而C0r=18kN。額定靜載荷承受軸承是深溝球軸承6208，額定動(dòng)載荷額定靜載荷初選承受軸承是圓錐滾子軸承3027，額定動(dòng)載荷額定靜載荷 Cr=29.5kN，Cr=54.2kN，F(xiàn)r1的Cr=29.5kN，額定靜載荷C0r=18kN。初選承受Fr3的軸承是圓錐滾子軸承30207，額定動(dòng)載荷Cr=54.2kN，額定靜載荷。（2）軸承的壽命計(jì)算參考軸上的軸承校核，可知預(yù)期壽命滿(mǎn)足。 c、 III軸上的軸承校核（1）確定參數(shù)III軸上一共三個(gè)軸承， 已知計(jì)算轉(zhuǎn)速為n1=125r/min,左，中間軸承軸上齒輪傳遞徑向反力為Fr1=598,Fr2=488N，中間和右邊軸承承受徑向反力為Fr3=581N,Fr4=1585N。初選承受Fr1的軸承是圓錐滾子軸承30209，額定