12級(jí)車床主軸箱設(shè)計(jì)說(shuō)明書N=160-2000rpm電機(jī)3KW

1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第19頁(yè)金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)車床主軸箱設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書1設(shè)計(jì)目的：通過(guò)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)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(hào)，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(wèn)題、解決問(wèn)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(jí)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(duì)誤差。2動(dòng)力計(jì)算：選擇

2、電動(dòng)機(jī)型號(hào)及轉(zhuǎn)速，確定傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速、對(duì)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(shuō)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(jí)數(shù)：z=12，電動(dòng)機(jī)功率：。2）工件材料：45號(hào)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(shuō)明書(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等：1課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（A415頁(yè)）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 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書4主要參考

3、文獻(xiàn)：要求按國(guó)標(biāo)GB 771487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.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(jiǎn)明手冊(cè). 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(shuō)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(shuō)明書月日 月日 答辯或成績(jī)考核系主任審查意見： 簽字： 年 月 日目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc185001277 一、 概述 PAGEREF _Toc1

4、85001277 h 1 HYPERLINK l _Toc185001278 1.1金屬切削機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 PAGEREF _Toc185001278 h 1 HYPERLINK l _Toc185001279 1.2機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的 PAGEREF _Toc185001279 h 1 HYPERLINK l _Toc185001280 1.3車床的規(guī)格系列和用處 PAGEREF _Toc185001280 h 1 HYPERLINK l _Toc185001281 1.4 操作性能要求 PAGEREF _Toc185001281 h 2 HYPERLINK l _Toc185001

5、282 二、參數(shù)的擬定 PAGEREF _Toc185001282 h 2 HYPERLINK l _Toc185001283 2.1 確定轉(zhuǎn)速范圍 PAGEREF _Toc185001283 h 2 HYPERLINK l _Toc185001284 2.2 主電機(jī)選擇 PAGEREF _Toc185001284 h 2 HYPERLINK l _Toc185001285 三、傳動(dòng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc185001285 h 2 HYPERLINK l _Toc185001286 3.1 主傳動(dòng)方案擬定 PAGEREF _Toc185001286 h 2 HYPERLINK l _T

6、oc185001287 3.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 PAGEREF _Toc185001287 h 3 HYPERLINK l _Toc185001288 3.2.1 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目 PAGEREF _Toc185001288 h 3 HYPERLINK l _Toc185001289 3.2.2 傳動(dòng)式的擬定 PAGEREF _Toc185001289 h 3 HYPERLINK l _Toc185001290 3.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定 PAGEREF _Toc185001290 h 3 HYPERLINK l _Toc185001291 3.3轉(zhuǎn)速圖的擬定 PAG

7、EREF _Toc185001291 h 4 HYPERLINK l _Toc185001292 四、 傳動(dòng)件的估算 PAGEREF _Toc185001292 h 5 HYPERLINK l _Toc185001293 4.1 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算 PAGEREF _Toc185001293 h 5 HYPERLINK l _Toc185001294 4.2 傳動(dòng)軸的估算 PAGEREF _Toc185001294 h 7 HYPERLINK l _Toc185001295 4.2.1 傳動(dòng)軸直徑的估算 PAGEREF _Toc185001295 h 7 HYPERLINK l _Toc1850

8、01296 4.3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc185001296 h 8 HYPERLINK l _Toc185001297 4.3.1 齒輪齒數(shù)的確定 PAGEREF _Toc185001297 h 8 HYPERLINK l _Toc185001298 4.3.2 齒輪模數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc185001298 h 9 HYPERLINK l _Toc185001299 4.3.4齒寬確定 PAGEREF _Toc185001299 h 11 HYPERLINK l _Toc185001300 4.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc185001

9、300 h 11 HYPERLINK l _Toc185001301 五、動(dòng)力設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc185001301 h 12 HYPERLINK l _Toc185001302 5.1主軸剛度驗(yàn)算 PAGEREF _Toc185001302 h 12 HYPERLINK l _Toc185001303 5.1.1 選定前端懸伸量C PAGEREF _Toc185001303 h 12 HYPERLINK l _Toc185001304 5.1.2 主軸支承跨距L的確定 PAGEREF _Toc185001304 h 12 HYPERLINK l _Toc185001305 5.1.

10、3 計(jì)算C點(diǎn)撓度 PAGEREF _Toc185001305 h 12 HYPERLINK l _Toc185001306 5.2 齒輪校驗(yàn) PAGEREF _Toc185001306 h 14 HYPERLINK l _Toc185001307 六、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明 PAGEREF _Toc185001307 h 15 HYPERLINK l _Toc185001308 6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 PAGEREF _Toc185001308 h 15 HYPERLINK l _Toc185001309 6.2 展開圖及其布置 PAGEREF _Toc185001309 h 16 H

11、YPERLINK l _Toc185001310 6.3 齒輪塊設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc185001310 h 16 HYPERLINK l _Toc185001311 6.3.1其他問(wèn)題 PAGEREF _Toc185001311 h 17 HYPERLINK l _Toc185001312 6.4 主軸組件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc185001312 h 17 HYPERLINK l _Toc185001313 七、總結(jié) PAGEREF _Toc185001313 h 18 HYPERLINK l _Toc185001314 八、參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc18500131

12、4 h 19一、 概述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。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)，其目的在于通過(guò)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(guò)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，

13、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(duì)這些基本知識(shí)和資料作些簡(jiǎn)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(jí)數(shù)Z11400200031.26121.4 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)

14、的擬定2.1 確定轉(zhuǎn)速范圍查金屬切削機(jī)床表7-1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(cè)附錄表2選JO2-32-4，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

15、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(duì)于分析和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式

16、的傳動(dòng)不失為有用的方法，但對(duì)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(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、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(jí)數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子： ，可以有三種方案： 12=322；12=232；12=223；3.2.2 傳動(dòng)式的擬定12級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(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(duì)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=232。3.2.3 結(jié)構(gòu)式的

17、擬定對(duì)于12=232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：， ， ， 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(jiǎn)單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。(1)選擇三角帶的型號(hào) 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8-8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(guò)小，即。查

18、機(jī)械設(shè)計(jì)表8-3，8-7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8-7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)選取： 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 取，取=600mm. (5)三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-2，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)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8-22得傳動(dòng)比查表8-5c，8-5d 得= 0.15KW,= 1.32

19、KW查表8-8，=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)算軸的強(qiáng)度。剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過(guò)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

20、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3-8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(duì)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(cè)推薦的方法確定。對(duì)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(duì)齒輪的齒數(shù)和及小齒輪的齒數(shù)可以從表3-6（機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)）中選取。一般

21、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， 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

22、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(jiǎn)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10-2查得以下公式齒頂圓 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

23、.1254362.5909583.752.53.1255322.5808573.752.53.1256402.510010593.752.53.1257362.5909583.752.53.1258242.5606553.752.53.1259362.5909583.752.53.12510482.5120125113.752.53.12511433129132125.2533.7512203606356.2533.7513273818487.2533.7514503150153146.2533.754.3.4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(duì)嚙合齒輪，為

24、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(yè)，當(dāng)。D是軸承外徑，查機(jī)械零件手冊(cè)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)5.1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，

25、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。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(zhǎng)度。 軸的材產(chǎn)選用40Cr，查簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)P6，有 主軸的慣性距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(duì)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

26、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)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

27、備設(shè)計(jì)表10-4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10-18得，所以：彎曲應(yīng)力： 查金屬切削手冊(cè)有Y=0.378，代入公式求得：=158.5Mpa 查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21e,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，均符合要求。六、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)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(rùn)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。

28、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(wèn)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(guò)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。 = 1 * ROMAN 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

29、兩級(jí)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(wú)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(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，右邊接通得到三級(jí)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(guò)空心軸中的拉桿來(lái)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(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

30、，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：是固定齒輪還是滑移齒輪；移動(dòng)滑移齒輪的方法；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。工作平穩(wěn)性和接觸誤差對(duì)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(jí)。不同精度等級(jí)的齒輪，要采用不同的加工方法，對(duì)結(jié)構(gòu)要求也有所不同。6.3.1其他問(wèn)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）的主軸參予切削成形運(yùn)動(dòng)