JCS-013型自動換刀數(shù)控臥室鏜銑床主軸箱設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 本科畢業(yè)設計 (論文 ) 題目： 自動換刀數(shù)控臥室鏜銑床主軸箱設計 系 別： 機電信息系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 學 生： 學 號： 指導教師： 2013 年 05 月 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 要 機械行業(yè)是運用數(shù)控機床最多的，很多企業(yè)為了提高自己的生產(chǎn)效率，常常會對機床內(nèi)部結構進行多方面的 改造 。社會主義 市場經(jīng)濟的發(fā)展為我國工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造了條件，在現(xiàn)代一體化生產(chǎn)模式中運用了很多先進的設備。對于數(shù)控機床而言，主軸箱是其最為核心的組織結構，整個主軸箱影響著數(shù)控機床的變速情況。大部分制造企業(yè)在實行技術改造時把重點放在了主軸箱變速器上，這是調(diào)整機床運行速度的重點。在設計過程中必須要對主軸箱的每個部件加以控制，這樣才能確保數(shù)控機床主軸變速性能的良好。 本文對主軸箱變速操縱機構的工作原理進行結構設計和計算分析，利用兩個液壓油缸，經(jīng)撥叉帶動雙聯(lián)滑移齒輪移動到需要的多個位置。 關鍵字 ：數(shù)控機床； 主軸箱； 結 構； 設計 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 is NC a of to of of to of to of a of in of C is NC of in of to on is to In of to so as to C In of on of a to a of 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 1 緒論 . 1 控鏜銑床的結構組成 . 1 國臥式鏜銑床的發(fā)展 . 2 國臥式鏜銑床的發(fā)展歷史 . 2 國臥式鏜銑床的發(fā)展趨勢 . 2 2 數(shù)控臥式鏜銑床變速操縱機構設計 . 4 軸箱變速操縱機構工作原理 . 4 軸箱變速操縱機構中傳動軸的安裝 . 5 輪在軸上的布置和排列 . 5 嚙合齒輪的寬度 . 6 3 主傳動系統(tǒng)的設計計算 . 7 動的選取 . 7 擇電動機的類型 . 7 速及功率的確定 . 7 軸器的選擇 . 7 定各齒輪齒數(shù) . 7 速的計算 . 7 軸功率及轉矩的計算 . 8 輪的設計 . 8 定齒輪齒數(shù)的原則和要求 . 8 輪傳動設計參數(shù)的選擇 . 8 輪的結構設計計算 . 9 的設計 . 12 的結構設計 . 12 上作用力的計算 . 14 的結構設計 . 14 的選取 . 16 的受力分析 . 16 核軸的強度 . 17 核鍵連接的強度 . 18 核軸承壽命 . 18 4 箱體的設計 . 20 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 傳動系統(tǒng)的潤滑 . 21 總 結 . 22 參考文獻 . 23 致 謝 . 24 畢業(yè)設計（論文）知識產(chǎn)權聲明 .未定義書簽。 畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明 . 25 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 1 緒論 在車床、鏜床、銑床、插、拉床、磨床、 數(shù)控加工中心、齒輪加工中心、切斷機床、特種加工機床、組合機床、柔性制造系統(tǒng)等眾多機械加工設備中，鏜銑床加工特點：加工過程中工件不動，讓刀具移動，并使刀具轉動（主運動），在實踐中具有“萬能機床”的稱號 1,2。 鏜銑床主要是刀具在工件上加工已有預制孔的機床。通常，刀具旋轉為主運動，刀具或工件的移動為進給運動。它主要是用來加工高精度孔或一次定位完成多個孔的精加工，此外還可以從事與孔精加工有關的其他加工面的加工 3。 控鏜銑床的結構組成 如圖 示，數(shù)控機床主要由機床本體、自動換刀裝置、數(shù)控轉臺 、液壓油箱、數(shù)控電柜、主軸驅動調(diào)速控制柜、機床電氣柜、主軸箱潤滑冷卻用自動油溫調(diào)節(jié)器和空氣干燥器等組成。 12345678 910圖 控機床示意圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 a. 機床本體。機床的本體是用來支撐機床的工作已達到加工生產(chǎn)目的。主要由床身和立柱組成。 b. 主軸結構。主軸部件既要滿足精加工精度較高的要求，又要滿足粗加工時高效切削的能力。因此在旋轉精度、剛度、抗振性和熱變形等方面，都有很高的要求。在布局結構方面 ，對于具有自動換刀功能的數(shù)控鏜銑床，其主軸部件除主軸、主軸軸承和傳動件等一般組成部分外，還有道具自動加緊、主軸自動準停和主軸裝刀口吹凈等裝置。 c. 數(shù)控轉臺。數(shù)控轉臺可以進行任意角度定位，它的功能有兩個：一是使工作臺進行圓周進給運動，二是使工作臺進行分度運動。 d. 換刀裝置。數(shù)控鏜銑床為了能在工件一次裝夾中完成多種甚至所有加工工序，以縮減輔助時間和減少多次安裝工件所引起的誤差，必須具有自動換刀裝置。其主要有刀庫、橫梁升降機構、滑座伸縮機構、手架回轉機構、裝刀手和卸刀手組成。 e. 機床導軌。導軌主要用來 支撐和引導運動部件沿一定的軌道運動。在導軌副中，運動的一方叫運動導軌，不運動的一方叫支撐導軌。運動導軌相對于支撐導軌的運動，通常是直線運動或回轉運動。 國臥式鏜銑床的發(fā)展 國臥式鏜銑床的發(fā)展歷史 我國臥式鏜床生產(chǎn)是在 1954 年由仿制開始的。目前已有 13 個省、一個自治區(qū)、三個直轄市的二十六個廠，臥式鏜床的年產(chǎn)量到 1971 年，已經(jīng)超過一千臺。臥式鏜床的品種，第一個五年計劃期間，只能生產(chǎn)主軸直徑 85 毫米的臥式鏜床，現(xiàn)在已經(jīng)能生產(chǎn)主軸直徑 63、 85、 125、 150 等毫米的臥式鏜床及主軸直徑 110只能根據(jù)國外圖紙生產(chǎn)單一產(chǎn)品，發(fā)展到自行設計試制并采用一定先進技術的多種產(chǎn)品。在無產(chǎn)階級大革命中，就有 17 個廠先后設計試制了三十一種臥式鏜床。其中直徑 63有五種；直徑 125有一種；無伸縮主軸簡易臥式鏜床有兩種；直徑 160地鏜床有兩種，直徑200有一種，直徑 250有一種。 國臥式鏜銑床的發(fā)展趨勢 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 圖 式數(shù)控鏜銑床實物圖 當代臥式鏜銑床與落地式鏜銑床技術發(fā)展非?？?，如圖 示，主要體現(xiàn)在設計理念的更新和機床運行速 度及制造工藝水平有很大的提高，另一方面是機床結構變化大，新技術的應用層出不窮 4,5。臥式鏜銑床的結構向高速電主軸方向發(fā)展，落地式鏜銑床向滑枕式 (無鏜軸 )結構方向發(fā)展，功能附件呈高速、多軸聯(lián)動、結構型式多樣化的發(fā)展態(tài)勢，這將是今后一個時期技術發(fā)展的新趨勢 6 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 2 數(shù)控臥式鏜銑床變速操縱機構設計 軸箱變速操縱機構工作原理 主軸箱中有主軸、變速機構，操縱系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)等。如果主軸箱與變速機構分離，則除主軸箱外還有變速箱。主軸箱除應保證運動參數(shù)外，還應具有較高的傳動效率，傳動 件具有足夠的強度或剛度，噪聲要低，振動要小，操縱方便，具有良好的工藝性，便于檢修，成本低，防塵，防漏，外型美觀等。 如圖 圖 示 ,主軸箱中采用兩個液壓缸，經(jīng)撥叉帶動兩個雙聯(lián)滑移齒輪移動而實現(xiàn)主軸變速。上油缸使撥叉撥動軸右邊雙聯(lián)滑移齒輪變速：油缸和組成的差動油缸，可以使軸左邊的雙聯(lián)滑移齒輪獲得二個位置。即當油缸 2 進壓力油油缸 4 回壓力油時，活塞桿被推向右邊，活塞桿用撥叉撥動軸上的雙聯(lián)滑移齒輪到左邊位置；當油 缸 4 進壓力油 2 油缸回壓力油時，撥叉撥動雙聯(lián)滑移齒輪移動到左邊位置。圖 圖 ,10兩個圖合起來反映了變速操縱機構中幾個液壓缸的位置及其雙聯(lián)滑移齒輪變速的關系。 圖 軸箱變速操縱機構（ a） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 12345圖 軸箱變速操縱機構（ b） 軸箱變速操縱機構中傳動軸的安裝 傳動軸的軸承以深溝球軸承為主，也可用圓錐滾子軸承。前者噪聲小、發(fā)熱小，應用較多，后者裝配方便承載能力較大，還可以承受軸向載荷，因而也有采用的，載荷較大的地方還可以采用圓柱滾子軸承 11,12。 輪在軸上的布置和排列 在變速傳動組內(nèi)應盡量使 較小的齒輪成為滑移齒輪，使滑移省力。滑移齒輪必須使原出于嚙合狀態(tài)的齒輪完全脫開后，另一個齒輪才開始嚙合。因此，雙聯(lián)滑移齒輪傳動組占用的軸向長度為 B4b13,如圖 示 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 圖 聯(lián)滑移齒輪軸向長度 嚙合齒輪的寬度 在一般情況下，一對相嚙合的齒輪，寬度應該是相同的，但是，考慮到操縱機構的定位不可能很精準，撥叉也存在著誤差和磨損，使用時往往會發(fā)生錯位。這時只有部分齒寬參與工作，會使齒輪局部磨損，降低壽命。如果軸向尺寸并不要求很緊湊，可以使小齒輪比相嚙合的大齒輪寬 2 向尺寸將有所增加 14。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 3 主傳動系統(tǒng)的設計計算 動的選取 擇電動機的類型 根據(jù)用途選用 Y 系列一般用途的全封閉自冷式三相異步電動機，三相異步電動機的結構簡單、價格低廉、維護方便，可直接接于三相交流電網(wǎng)中，在工業(yè)上用途最為廣泛，具有效率高、性能好、噪聲低、振動小等優(yōu)點，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械上，如金屬切屑機床。 速及功率的確定 初步選定電動機功率為 般市場上最常用、供應最多的是同步轉速為 1500r/ 1000r/電動機，無特殊需求不選用 3000r/ 750r/此選擇同步轉速為 1500r/電動機，其滿載轉速為 1440r/型號為 軸器的選擇 聯(lián)軸器的選擇應由工作要求決定。由于輸入軸與電動機軸直接相連，并且轉速高，轉矩小，所以選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。其型號為 B/T 4323定各齒輪齒數(shù) 表 示為確定的各齒輪的齒數(shù) 表 齒輪選定的齒數(shù) 編號 齒輪 1 齒輪 2 齒輪 3 齒輪 4 齒輪 5 齒輪 6 齒輪 7 齒輪 8 齒輪 9 齒輪 10 齒數(shù) Z 27 45 23 38 67 52 53 22 35 60 速的計算 在初步確定齒輪的齒數(shù)的情況下，計算主軸的轉速。齒輪 5、 6 和齒輪 7、 8為兩個雙連齒輪并安裝在同一根軸上，齒輪 2、 3、 4 安裝在另一根軸上，齒輪 9和齒輪 10 安裝在主軸上。從電動機輸出，經(jīng)過齒輪傳動到主軸有 4 種轉速，分別為： 230r/950r/110r/450r/ 1 的轉速是由電動直接輸出的，所以轉速為 1440r/ 2 和軸 3 的轉速 是由齒輪傳遞的，所以軸 2 的轉速買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 為 1440 27/45=864r/ 3 的轉速有兩種分別為 864 38/52=64 23/67= 軸功率及轉矩的計算 a. 功率的計算 軸 1 功率為 500 軸 2 功率為 1 056W； 軸 3 功率為 2 779W； 主軸功率為 3 510W。 b. 轉矩的計算 軸 1 的轉矩為：1117 3 5 0 . 7 59 5 4 9 9 5 4 9 4 8 . 71440 ； 軸 2 的轉矩為 : 22270659 5 4 9 9 5 4 9 7 7 . 9 8864 ； 軸 3 有轉矩有兩種，分別為 和 ； 主軸有四種轉矩，分別為 、 、 、 。 輪的設計 定齒輪齒數(shù)的原則和要求 齒輪齒數(shù)確定的原則是使齒輪結構緊湊，主軸轉速誤差小。具體要求如下： a. 齒輪的齒數(shù)不應過大； b. 最小齒輪的齒數(shù)要求盡可能小，對于圓柱齒輪最小齒數(shù)7Z ； c. 受結構限制的最小齒輪的各齒輪（尤其是最小齒輪），應可靠的裝到軸上或進行套裝，齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽的壁厚大于等于 2保證有足夠的強度，避免出現(xiàn)變形、斷裂。 輪傳動設計參數(shù)的選擇 a. 壓力角 的選擇 我國對一般用途的齒輪傳動規(guī)定的標準壓力角為 =20o，本次設計中，一對嚙合直齒圓柱齒輪的壓力角均取 =20o。 b. 齒數(shù)的選擇 保持中心距 a 不變的情況下，增加齒數(shù)，除能增加重合度，改善傳動平穩(wěn)外，還可以減小模數(shù)，降低齒高，因而減少金屬切削量，節(jié)省制造費用。 閉式齒輪傳動一般轉速較高，為了提高傳動的平穩(wěn)性，較少沖擊振動，以齒買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 數(shù)多一些為好，小齒輪的齒數(shù)可以是 20 40，小齒輪確定后，按齒數(shù)比 =1,確定大齒輪的齒數(shù)。為了使各個相嚙合的齒輪相對磨損均勻，傳動平穩(wěn)， 般互為質數(shù)。 輪的結構設計計算 由于此次設計中涉及的齒輪過多，因此這里對齒輪 1 做詳細設計分析。 a. 選定齒輪類型、精度等級 選用直齒圓柱齒輪傳動。由于是金屬切屑機床，轉速較高，故選 用 8 級精度（ 0095 b. 選擇材料 由表查得選擇小齒輪材料為 40質處理），硬度為 280齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質處理），硬度為 240者材料硬度差為 40 c. 按齒面接觸強度設計 由設計計 算公式進行試算，即 213112 . 3 3 ( ) （ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 試選載荷系數(shù) 計算小齒輪傳遞的轉矩 41117 3 5 0 . 7 59 5 4 9 9 5 4 9 4 . 9 1 01440 m 選取齒寬系數(shù) d= 由表查得材料的彈性影響系數(shù) 121 8 9 P a按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞極限 00齒輪的接觸疲勞極限為 50 計算應力循環(huán)次數(shù) 假定該機床可使用 20 年，每年按 300 天計算，則應力循環(huán)次數(shù)為 00 1440 1 (2 8 300 20)=109 00 864 1 (2 8 300 20)= 109 取接觸疲勞壽命系數(shù) 計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) s=1。由下式得： 1 l i m 11 0 . 9 6 0 0 5401H N M P 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 2 l i m 22 0 . 9 5 5 5 0 5 2 2 . 51H N M P 試算小齒輪分度圓直徑 213123312 . 3 21 . 3 4 8 . 7 1 0 4 . 2 1 8 9 . 82 . 3 20 . 2 3 . 2 5 2 2 . 58 8 . 0 6 4 計算圓周速度 11 8 8 . 0 6 4 1 4 4 0 6 . 6 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 計算齒寬 b 1 0 . 2 8 8 . 0 6 4 1 7 . 6 1 3d m m 計算齒寬與齒高比 模數(shù)： 1 8 8 . 0 6 4 3 . 327tt dm m 齒高 ： 2 . 2 5 2 . 2 5 3 . 3 7 . 4 2 5th m m m 則齒寬與齒高比為 1 7 3 2 7 5 計算載荷系數(shù) 根據(jù) =s， 8 級精度，查得動載系數(shù) 齒輪 1，查得使用系數(shù) 插值法查得 8 級精度小齒輪相對支撐非對稱布置時 由 b/h=得 故載荷系數(shù) K=H=1 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 2311 2 . 1 3 4 58 8 . 0 6 4 1 0 3 . 91 . 3d m 。 計算模數(shù) m 111 0 3 . 9 3 . 8 527dm m 。 d. 按齒根彎曲疲勞強度設計。彎曲強度的設計公式 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 13 212 F a S （ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 查得小齒輪的彎曲疲勞極限1 500 P a ，大齒輪的彎曲疲勞極限2 380 P a 。 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù) s=則： 111 0 . 8 5 5 0 0 3 0 3 . 5 71 . 4F E F M P ； 222 0 . 8 8 3 8 0 2 3 8 . 8 61 . 4F E F M P 。 計算載荷系數(shù) K。 K=F=1 查取齒形系數(shù)。 查取應力校正系數(shù)。 計算大小齒輪的 加以比較 111 2 . 5 7 1 . 6 0 0 . 0 1 3 5 43 0 3 . 5 7F a S ； 222 2 . 3 5 1 . 6 8 0 . 0 1 6 5 32 3 8 . 8 6F a S 大齒輪的數(shù)值大。 設計計算 41 332212 2 2 . 0 2 5 4 . 9 1 0 2 . 8 20 . 2 2 7F a F m 對比計算結果，有齒面接觸疲勞強度計算的 模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的的模數(shù)。由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關。所以取模數(shù)為 。因為所取的齒數(shù)為 7， 5，所以分度圓直徑為 7 3=81mm， 45=135樣設計出的齒輪傳動既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 d. 幾何尺寸計算 計算中心距 12 8 1 1 3 5 10822m m 計算齒輪寬度 b=81= 05 的設計 軸的設計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及主軸的制造工藝等方面的要求，合理的確定軸的結構和尺寸。軸的結構設計不合理，會影響機床的工作能力和軸上零件工作的可靠性還會增加軸的制造成本和軸上零件裝配的空難等。因此，軸的結構是軸設計中的主要內(nèi)容。 軸的工作能力計算指的是軸的強度，剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算。多數(shù)情況下，制的 工作能力指的是軸的強度。這時只要對軸進行強度計算，以防止斷裂或塑性變形。而對剛度要求高的軸和受力大細長軸，還應進行強度計算，以防止發(fā)生共振而破壞。 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼，鋼軸的毛胚多數(shù)用軋鋼制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的方法提高其耐磨性和抗疲勞強度，故采用碳鋼制造周最為廣泛，其中最常用的是 45 號鋼。我的設計中主要采用 45 號鋼 合金鋼比碳鋼具有更高的力學性能和更好淬火性能。因此在傳遞大動力，并要求減小尺寸與質量，提高軸勁的耐 磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常用合金鋼。 必須指出：在一般工作溫度下（低于 100 攝氏度），各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多，因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時，所根據(jù)的是強度和耐磨性，而不是軸的彎曲強度和扭曲強度。但也應注意，在既定條件下，有時也選用強度較低的剛才，而用適當增加軸的截面面積的方法來提高軸的剛度。 的結構設計 軸的結構設計包括定出軸的合理外形和全部結構設計。 軸的結構設計主要決定于以下因素：軸在機器中的安裝位置以及形式；軸上安裝的零部件的類型、尺寸、數(shù)量以及 和軸的連接方法；載荷的性質、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。由于影響軸的結構的因素較多，且其結構形式買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標準的結構形式。設計時必須針對不同情況進行具體的分析。但是，不論何種具體條件，軸的結構都應滿足：軸和裝在軸上的零件要有準確的工作位置；軸上的零件應便于拆裝和調(diào)整；軸應具有良好的制造工藝性等。下面討論軸的設計中要解決的幾個主要問題。 a. 軸上零件的定位 為了防止軸上零件受力時發(fā)生沿軸向或徑向的相對運動，軸上零件除了有游動或空轉的要求外，都必須進行軸向和徑向的定位，以 保證其準確的工作位置。 b. 零件的軸向定位 軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、軸段擋圈、軸承端蓋和圓螺母等來保證的。 軸肩分為定位軸肩和非定位軸肩兩類。利用軸肩定位是最方便可靠的方法，但采用軸肩就必然會使軸的直徑加大，而且軸肩處將應截面突變而引起應力集中。另外，軸肩過多時也不利于加工。因此，軸肩定位多用于軸向力較大的場合。定位軸肩的高度 h 一般取為 h=()d， d 為與零件相配合處的軸的直徑，單位為 動軸承的軸肩必須低于軸承內(nèi)圈斷面的高度，以便于拆卸軸承，軸肩的高度可查手冊中軸承的安裝尺寸 。為了使零件能靠近軸肩而得到準確可靠的定位，軸肩處的過度圓角半徑 r 必須小于與之相配的零件轂孔端部的圓角半徑 。 套筒定位結構簡單，定位可靠，軸上不需開曹、鉆孔或切制螺紋，因而不影響軸的疲勞強度，一般用于軸上兩個零件之間的定位。如兩零件間的間距較大時，不宜采用套筒定位，以免增大套筒的質量及材料的用量。因套筒與軸的配合較松，如軸的轉速很高時，也不宜采用套筒定位。 c. 各軸段直徑和長度的確定 零件在軸上的定位和拆裝方案確定后，軸的形狀便大體確定。各軸段所需的直徑與軸上的載荷大小有關，初步確定軸的直徑時， 還不知道支反力的作用點，不能確定彎矩的大小與分布情況，因而還不能按軸所受的具體載荷及其引起的應力來確定軸的直徑。但在進行軸的結構設計方面，通常已經(jīng)能求得軸所受的扭矩。因此，可按軸所受的扭矩初步估算軸所需的直徑，將初步求出的直徑作為承受扭矩的軸段的最小直徑 然后再按軸上零件的裝配方案和定位要求，從 實際設計中，軸的直徑亦可憑設計者的經(jīng)驗去定，或參考同類機器用類比的方法確定。 為了使齒輪、軸承等有配合要求的零件拆裝方便，并減少配合表面的擦傷，在配合軸段前應采用較小的直徑 。為了使與軸做過盈配合的零件便于裝配，相配合軸段的壓入段應制出錐度；或在同一軸段的兩個部位上采用不同的尺寸公差。買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 確定各軸段的長度時，應盡可能使結構緊湊，同時還要保證零件所需的裝配或調(diào)整空間。軸的各段長度主要是根據(jù)各零件與軸配合部分的軸向尺寸和相鄰部件間必要的空隙來確定。為了保證軸向定位可靠，與齒輪和聯(lián)軸器等零部件相配合部分的軸段長度一般應比輪轂長度短 2 3 上作用力的計算 a. 軸 1 上齒輪 1 的受力計算 已知條件，軸 1 傳遞的轉矩 ， 轉速為 1440r/輪 1 分度圓直徑 1 齒輪 1 的作用力為1112 1106 ,其方向為由力的作用點指向齒輪 1 的轉動中心。 齒輪 2 的作用力與齒輪 1 的作用力大小相等方向相反。 b. 軸 2 的作用計算 已知條件，軸 2 傳遞的轉矩 ， 轉速為 864r/齒輪 3 的分度圓直徑為 9齒 輪 4 的分度圓直徑為 14 齒輪 3 的作用力為 2332 2 2 6 0 . 3 齒輪 4 的作用力為 2442 1 3 6 8 . 1 其方向都由力的作用點指向轉動中心。 的結構設計 軸的結構設計計算與軸上齒輪輪轂孔內(nèi)徑及寬度、滾動軸承的選擇和校核、鍵的選擇和驗算與軸連接的半聯(lián)軸器的選擇同步進行。并且箱體內(nèi)壁寬度主要由軸的總長度確定，所以軸的結構尺寸最為關鍵。這里對軸 2 進行詳細設計計算。 已知條件，軸 2 的傳遞功率 056w， 轉速 64r/輪分度圓直35914輪寬度 005 a. 選擇軸的材料 因為該軸主要承受的是扭矩和彎曲變形，所以選用常用的材料 45 鋼，調(diào)質處理，其硬度為 217 225曲疲勞極限為 75用彎曲應力60用切應力 =25 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 b. 初算軸徑 由表查得 26慮到軸承受彎矩較小且受到扭矩的作用，載荷較平穩(wěn)，所以 較小值 10，則 2 33m i n 027 . 0 5 61 1 0 2 2 . 1 5864 m （ 1）軸的結構構想如圖 示 圖 的結構構想圖 （ 2） 軸承部件的結構設計 1） 軸不長，故軸承采用兩端固定方式，然后按軸上零件的安裝順序從 2） 軸承的選擇與軸段 1 及軸段 6 的設計 該軸段上安裝軸承，其設計應該與軸承的選擇同步進行，因為本次設計選用的是直齒圓柱齒輪，所以不考慮軸向力的存在，選用深溝球軸承，軸段 1、 6 上安裝軸承，其直徑應該既便于軸承的安裝又應該符合軸承內(nèi)徑系列，所以選用軸承 6207 進行設計計算。其內(nèi)徑為 d=35徑為 D=72度為 B=17以 為 35取 l6=0 3） 軸段 2 和軸段 3 的設計 軸段 2 和軸段 3 上分別安裝的是齒輪 2 齒 輪 3 和齒輪 4，為了齒輪的安裝，d3d2初步確定 4240齒輪 2 和齒輪 3 的輪轂寬度為05左右兩端均采用套筒定位，由于兩個齒輪的直徑及寬度都不較小，所以采用實心式，并且兩個齒輪是緊密挨在一起的，軸段 3 上安裝的是齒輪 4，齒輪 4 的輪轂寬度為 5左端采用軸肩定位，右端采用套筒定位，由于齒輪 4 和齒輪 6 嚙合，齒輪 3 和齒輪 5 嚙合，齒輪 5 和齒 輪 6 為雙聯(lián)滑移齒輪，滑移的距離為 58輪 5 是安裝在齒輪 6 的輪轂上的，齒輪 6 的輪轂寬度為 70以齒輪 4 和齒輪 3 之間的總長度應大于 128段 3 的長度應該大于 1283取 500 軸段 4 為軸肩，所以取 46段 5 上沒有安裝任何零部件，由于齒輪和齒輪 8 為雙聯(lián)滑移齒輪，齒輪 7 安裝在齒輪 8 的輪轂上，其總體寬度為 90移距離為 42以 0+4228取 40 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 （ 3） 軸上力的作用點間的距離 軸承反力的作用距離軸承外圈斷面的距離為 a=以有圖可得軸的支點及受力點間的距離為： L1=20+ 225 2b3+ L4=l5+2b4+75 的選取 齒輪與軸之間采用 A 型普通平鍵連接，鍵的選取是根據(jù)該段軸的直徑和長度所決定的，所以選取鍵 12 8 56 和鍵 12 8 32（ 1096 的受力分析 a. 軸的受力簡圖如圖 示 圖 的受力簡圖 計算支撐反力 2 1 3 1 2 4 1 2 311 2 3 41 1 1 8 . 7F L F L L F L L L L 2 2 1 3 4 1 4 0 3 . 7R F R F F N 式中負號與圖中所畫力的方向相反。 b. 畫出軸的彎矩圖如圖 示 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 圖 的彎矩圖 計算彎矩 1 1 4 1 8 4 5 8 5 . 5M R L N m m 2 2 1 4 0 0 0 5 . 4 5M R L N m m 2212 1 8 8 7 1 . 0M M M N m m c. 畫出軸的扭矩圖如圖 示 圖 的扭矩圖 核軸的強度 根據(jù)所的的 彎矩圖和扭矩圖得出，軸段 4 為危險截面，其抗彎截面系數(shù)為 223 34441 2 4 4 2 442 6 4 4 4 . 73 2 2 3 2 2 4 2b t d （ 抗扭截面系數(shù)為 223 34441 2 4 4 2 442 1 3 7 1 4 . 61 6 2 1 6 2 4 2b t d （ 所以 22214 2 9 . 5 3 2 7 52 P a M P a 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 1 8 8 8 7 1 . 0 2 9 . 3 6 06 4 4 4 . 7b M M P a M P a 所以該軸的設計滿足要求。 核鍵連接的強度 齒輪 2、 3 處鍵連接的擠壓應力為 224 4 7 7 9 8 0 1 7 . 4 0 64 0 8 5 6 P ad h l （ 齒輪 4 處鍵的強度為 234 4 7 7 9 8 0 294 2 8 3 2 P ad h l 取鍵的材料為鋼，而 1 2 5 1 5 0p M P a。 所以強度足夠，選用的鍵滿足要求。 核軸承壽命 查得 5500,5200。軸承 1、 2 的內(nèi)部軸向力分別為 110 . 4 0 . 4 1 1 1 8 . 7 4 4 7 . 8S R N 220 . 4 0 . 4 1 4 0 3 . 7 5 6 1 . 4 8S R N 由于此設計中所用的齒輪為直齒圓柱齒輪，所以不考慮外部軸向力。由于 1，故只需校核軸承 1 的壽命。 由104 4 7 . 4 8 0 . 0 2 915200,查得 e=為不考慮外部軸向力，所以可以認為外部軸向力為 ，即 10Fa ,故 X=1， Y=0。 則當量動載荷為 11 1 1 1 8 . 7 F Y F R （ 軸承在 100 攝氏度以下工作，查得 1，對于金屬切削機床，查表得載荷系數(shù)為 ,軸承 1的壽命為 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 36236510601 0 1 2 5 5 0 06 0 8 6 4 1 . 2 1 1 1 8 . 71 3 2 2 1 2 1 . 3 1 0f （ 假定該機床可以使用 20 年，每年按 300 天計算，則 2 8 3 0 0 2 0 9 6 0 0