[機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文]軸承環(huán)卡盤多刀車床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、目 錄1前言（概述部分） 11.1軸承環(huán)卡盤多刀車床的用途 11.2機(jī)床的總體布局 11.3機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù) 12國(guó)內(nèi)外卡盤多刀車床分析比較 22.1 國(guó)內(nèi)外同類機(jī)床結(jié)構(gòu)的分析比較 22.2 國(guó)內(nèi)外同類機(jī)床結(jié)構(gòu)和精度的分析比較 32.2.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 32.2.2 精度比較 43機(jī)床的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 43.1主軸極限轉(zhuǎn)速的確定 4的確定 53.3主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)的確定 63.4主電機(jī)功率的確定 63.5主傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定 73.6主軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 83.7確定各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 93.8確定各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比 93.9查表確定各配對(duì)齒輪齒數(shù) 103.10三角膠帶帶輪直徑計(jì)算 103.11各級(jí)轉(zhuǎn)速的實(shí)際值 12

2、3.12轉(zhuǎn)速誤差 134主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 144.1三角膠帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 14傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 164.3摩擦片離合器的計(jì)算 174.4齒輪的計(jì)算 184.4.1齒輪模數(shù)的估算 184.4.2齒輪模數(shù)的驗(yàn)算 19如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660126研究成果的嚴(yán)肅態(tài)度以及向讀者提供有關(guān)信息的出處，正文之后一般應(yīng)列出參考文獻(xiàn)表引文應(yīng)以原始文獻(xiàn)和第一手資料為原則。所有引用別人的觀點(diǎn)或文字，無(wú)論曾否發(fā)表，無(wú)論是紙質(zhì)或電子版，都必須注明出處或加以注釋。凡轉(zhuǎn)引文獻(xiàn)資料，應(yīng)如實(shí)說(shuō)明。對(duì)已有學(xué)術(shù)成果的介紹、評(píng)論、引用和注釋，應(yīng)力求客觀、公允、準(zhǔn)確。偽注、偽造、篡改文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)等，均屬

3、學(xué)術(shù)不端行為致謝一項(xiàng)科研成果或技術(shù)創(chuàng)新,往往不是獨(dú)自一人可以完成的,還需要各方面的人力,財(cái)力,物力的支持和幫助.因此,在許多論文的末尾都列有"致謝1) 著錄參考文獻(xiàn)可以反映論文作者的科學(xué)態(tài)度和論文具有真實(shí)、廣泛的科學(xué)依據(jù)，也反映出該論文的起點(diǎn)和深度。2) 著錄參考文獻(xiàn)能方便地把論文作者的成果與前人的成果區(qū)別開來(lái)。3) 著錄參考文獻(xiàn)能起索引作用。4) 著錄參考文獻(xiàn)有利于節(jié)省論文篇幅。01 Brown, H. D. Teaching by Principles: An Interactive Approach to Language PedagogyM. Prentice Hall Re

4、gents, 1994.02 Brown, J Set al. Situated Cognition and the Culture of LearningJ. Educational Reasercher, 1, 1989.03 Chris, Dede. The Evolution of Constructivist Learning Envi-ronments: Immersion in Distributed Virtual WorldsJ. Ed-ucational Technology, Sept-Oct, 1995.學(xué)位申請(qǐng)者如果能通過(guò)規(guī)定的課程考試，而論文的審查和答辯合格，那么就

5、給予學(xué)位。如果說(shuō)學(xué)位申請(qǐng)者的課程考試通過(guò)了，但論文在答辯時(shí)被評(píng)為不合格，那么就不會(huì)授予他學(xué)位。有資格申請(qǐng)學(xué)位并為申請(qǐng)學(xué)位所寫的那篇畢業(yè)論文就稱為學(xué)位論文，學(xué)士學(xué)位論文。學(xué)士學(xué)位論文既如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660126是學(xué)位論文又是畢業(yè)論文中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)VDC 001.81、CB 7713-87號(hào)文件給學(xué)術(shù)論文的定義為：學(xué)術(shù)論文是某一學(xué)術(shù)課題在實(shí)驗(yàn)性、理論性或觀測(cè)性上具有新的科學(xué)研究成果或創(chuàng)新見解的知識(shí)和科現(xiàn)象、制定新理論的一種手段，舊的科學(xué)理論就必然會(huì)不斷地為新理論推翻。”（斯蒂芬·梅森）因此，沒有創(chuàng)造性，學(xué)術(shù)論文就沒有科學(xué)價(jià)值。三、創(chuàng)造性學(xué)術(shù)論文在形式上是屬于議

6、論文的，但它與一般議論文不同，它必須是有自己的理論系統(tǒng)的，不能只是材料的羅列，應(yīng)對(duì)大量的事實(shí)、材料進(jìn)行分析、研究，使感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。一般來(lái)說(shuō)，學(xué)術(shù)論文具有論證色彩，或具有論辯色彩。論文的內(nèi)容必須符合歷史唯物主義和唯物辯證法，符合“實(shí)事求是”、“有的放矢”、“既分析又綜合” 的科學(xué)研究方法。一般普通刊物（省級(jí)、國(guó)家級(jí)）審核時(shí)間為一周，高質(zhì)量的雜志，審核時(shí)間為14-20天。核心期刊審核時(shí)間一般為4個(gè)月，須經(jīng)過(guò)初審、復(fù)審、終審三道程序。3.期刊的級(jí)別問(wèn)題。國(guó)家沒有對(duì)期刊進(jìn)行級(jí)別劃分。但各單位一般根據(jù)期刊的主管單位的級(jí)別來(lái)對(duì)期刊劃為省級(jí)期刊和國(guó)家級(jí)期刊。省級(jí)期刊主管單位是省級(jí)單位。國(guó)家級(jí)期刊主

7、管單位是國(guó)家部門或直屬部門。如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ19616601264.5齒輪傳動(dòng)的校核計(jì)算 254.6傳動(dòng)軸的計(jì)算 334.6.1傳動(dòng)軸的直徑估算 334.6.2傳動(dòng)軸的校核計(jì)算 344.7主軸的計(jì)算 444.7.1主軸軸頸及合理跨距 444.7.2主軸彎曲剛度驗(yàn)算 445主軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 506液壓系統(tǒng)的計(jì)算 517電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 52參考文獻(xiàn) 55致謝 56摘 要本設(shè)計(jì)從下達(dá)任務(wù)起，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和查閱文獻(xiàn)資料入手，歷經(jīng)三個(gè)月的時(shí)間完成。在設(shè)計(jì)中，首先根據(jù)課題所要求的技術(shù)參數(shù)確定機(jī)床設(shè)計(jì)中所需要的參數(shù)，即原動(dòng)機(jī)的功率、機(jī)床主軸箱的轉(zhuǎn)速數(shù)列公比；然后確定機(jī)床主軸箱的主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，擬訂

8、機(jī)床的結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖；查資料，根據(jù)轉(zhuǎn)速圖確定機(jī)床內(nèi)的各個(gè)主要零件的計(jì)算轉(zhuǎn)速，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)速確定各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比，根據(jù)傳動(dòng)比來(lái)確定各級(jí)傳動(dòng)的齒輪配合的齒輪齒數(shù)。根據(jù)機(jī)床主軸箱的傳動(dòng)鏈來(lái)計(jì)算各級(jí)轉(zhuǎn)速的實(shí)際值與理論值之間的誤差。在設(shè)計(jì)中主要是要計(jì)算主軸箱里各個(gè)零件的選用是否滿足要求以及原動(dòng)機(jī)與主軸箱間的動(dòng)力傳遞裝置的計(jì)算。主軸箱的計(jì)算包括摩擦離合器的校核、齒輪的校核、軸的校核、軸承的校核、鍵的校核、主軸的校核計(jì)算等。原動(dòng)機(jī)與主軸箱的動(dòng)力傳遞采用的是帶傳動(dòng)裝置。最后根據(jù)資料和參考同類機(jī)床來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)床的電氣和液壓系統(tǒng)，并繪制其原理圖。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)速數(shù)列； 公比； 結(jié)構(gòu)網(wǎng)； 轉(zhuǎn)速圖； 計(jì)算轉(zhuǎn)速； 轉(zhuǎn)速數(shù)列公

9、比。ABSTRACTThis design from descend to reach mission to rise, investigate and check cultural heritage data to commence through the spot, experience successively time to complete for three month. In the design, first according to the technique parameter requested by topic assurance the tool machine de

10、sign in the parameter needed, namely the power, tool machine principal axis box of prime mover turn soon few rows Mr. a ratio; Then make sure a tool machine principal axis the lord of the box to spread to move system structure, draw up the structure net of tool machine and turn soon diagram; Check d

11、ata, turn soon according to the calculation of each main spare parts turned soon diagram an assurance inside tool machine, turn soon certain all levels and spread and spread and move a ratio dynamically according to the calculation, according to spread and move ratio and spread number of teeth that

12、the dynamic wheel gear matches with a number to the certain all levels. According to tool machine principal axis box the error margin of which spread to move a chain to compute all levels to turn soon actual value and theories value. At mainly need to compute a principal axis box to choose to use in

13、 each spare parts in the design whether satisfy to request and prime mover and principal axis box of the motive deliver the calculation of device. The calculation of principal axis box includes the school of the school pit, principal axis of the school pit, key of the school pit, bearings of the sch

14、ool pit, stalk of school pit, wheel gear of rubbing the clutch to calculate calculate etc.The motive of the prime mover and principal axis box's delivering taking to spread to move device is adoptive. Finally according to data and make reference to the same kind tool machine to design electricit

15、y and liquid of computing the tool machine to press system, and draw its principle diagram. Keywords: Turn soon few rows; Mr. Ratio; Structure net; tachogram; the calculation turns soon; Turning soon few words Mr. a ratio. 1 前言軸承環(huán)卡盤多刀半自動(dòng)車床是適合大批量生產(chǎn)的大功率、高效率的半自動(dòng)車床。它主要用于軸承環(huán)的車削加工，也可用于加工盤類、短軸類、套類等零件。在該機(jī)床上

16、可以采用多把刀具同時(shí)加工零件，也可采用仿形刀架加工各種成形表面。該機(jī)床由電器、液壓聯(lián)合控制，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)。因此，可較容易地聯(lián)入自動(dòng)線中。機(jī)床為臥式布局，共有兩個(gè)刀架，前刀架水平布置，上刀架垂直布置。這樣布置刀架裝卸工件方便，便于排屑和觀察加工過(guò)程，便于更換刀具等。液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整維修方便，可靠性高。前、上刀架均可搬轉(zhuǎn)一定角度以便車削錐度。刀架的行程長(zhǎng)度由死擋鐵控制，定位精度高。刀架的前進(jìn)、停止、返回動(dòng)作均由行程開關(guān)控制。夾緊油缸裝在主軸尾部，夾緊力在主軸上封閉而不作用在主軸軸承上。機(jī)床采用液壓離合器的液壓制動(dòng)器。刀架上最大的加工直徑（前、上刀架）： 200mm床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑

17、： 400mm刀架最大行程長(zhǎng)度： 前刀架縱向： 260mm上刀架橫向： 100mm刀架垂直于主軸中心線的回轉(zhuǎn)角度：前刀架： 順時(shí)針30°，逆時(shí)針45°上刀架： 順時(shí)針45°，逆時(shí)針30°刀架最小進(jìn)給速度： 10mm/min主軸的轉(zhuǎn)速范圍： 106530r/min主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)： 8級(jí)主軸孔孔徑： 50mm主軸前端錐孔： 莫氏6主電機(jī)： 功率13KW； 轉(zhuǎn)速 1460r/min液壓電機(jī)： 功率1.5KW； 轉(zhuǎn)速 940r/min雙聯(lián)葉片泵： 流量25/25 L/min; 壓力 63 Pa液壓系統(tǒng)的工作壓力： 2030Pa夾緊油缸工作壓力： 1020Pa液壓系

18、統(tǒng)用油： 20號(hào)機(jī)械油油箱容積： 150L國(guó)內(nèi)外卡盤多刀車床分析比較2.1國(guó)內(nèi)外同類機(jī)床結(jié)構(gòu)的分析比較（見表2-1）表2-12.2.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) C7620的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：床身為箱形整體式，剛度高，排屑口寬敞。床身導(dǎo)軌為鑲鋼結(jié)構(gòu)，淬火后磨削，具有良好的耐磨性。 主電機(jī)雙速電機(jī)，可在自動(dòng)工作循環(huán)中由插銷板預(yù)選高低兩檔速度。主軸前端裝有精密的雙列滾柱軸承，精度穩(wěn)定。刀架滑體為耐磨鑄鐵，并采用矩形導(dǎo)軌?？v、橫、進(jìn)、退均由死擋鐵限位，定位精度高。借助插銷板可使機(jī)床的動(dòng)作按預(yù)選的程序進(jìn)行。刀架、卡盤動(dòng)作均由液壓控制。操縱板為組合式，操縱、維修方便。油箱與機(jī)床分開擺放，避免了油溫對(duì)加工精度的影響。液壓夾盤，松

19、、夾工作方便可靠。 C7632的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)床身為后立柱形成立式布局，排屑方便，剛度高。主運(yùn)動(dòng)由液壓離合器剎車，動(dòng)作靈敏可靠。主軸通過(guò)一對(duì)交換齒輪和一對(duì)滑移齒輪變速，變速機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，速度范圍較寬。主軸前端裝有兩排圓錐滾子軸承，剛度高，精度穩(wěn)定。上、下刀架均采用矩形導(dǎo)軌、縱橫向進(jìn)退均由死擋鐵限位，定位精度高。借助插銷板，可使機(jī)床動(dòng)作按預(yù)選程序進(jìn)行。下刀架縱向具有兩種工進(jìn)速度。液壓系統(tǒng)采用單獨(dú)的油箱，變量葉片泵和組合控制板。 日本管鐵工所生產(chǎn)的單能機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)機(jī)床由組合部件系統(tǒng)構(gòu)成。床身、刀架均由特殊鑄鐵制造，刀架滑動(dòng)表面均經(jīng)淬火和磨削，精度高，且耐磨性好。主軸為三點(diǎn)支承，用了兩個(gè)圓錐滾子軸承和一個(gè)圓柱滾

20、子軸承，精度高，承載能力大。由插銷板預(yù)選刀架動(dòng)作。各方向滑板可在終點(diǎn)停留，易于保證加工精度和光潔度。不易出現(xiàn)故障，主要控制元件是插件式，易于維修檢查。切削走刀量可由切削走刀控制閥無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。機(jī)床可加機(jī)械手，變成全自動(dòng)型。2.2.2 精度比較 C7620 的精度刀架運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)定位死擋鐵中心線與驅(qū)動(dòng)油缸中心線重合，導(dǎo)軌為矩形，縱向?yàn)殍備摯慊饘?dǎo)軌，故精度及精度保持性都較好。定位精度為0.01mm，經(jīng)濟(jì)加工精度為IT7。 C7632的精度主軸及刀架系統(tǒng)剛度高，但布局不甚合理，主軸受熱變形后，直接影響被加工工件的直徑尺寸。工作過(guò)程中，精度不夠穩(wěn)定。 日本管鐵工所單能機(jī)的精度其重復(fù)加工精度為0.01mm.刀架

21、剛度較差，且主電機(jī)功率小，適于加工余量小的情況。刀架導(dǎo)軌淬火處理，自動(dòng)潤(rùn)滑，保護(hù)較好，故精度保持性好。 3 機(jī)床的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)該機(jī)床主要是針對(duì)軸承環(huán)車削加工而設(shè)計(jì)的。軸承環(huán)材料：GCr15。刀具材料：YT15。最大車削直徑：200mm。軸承環(huán)加工生產(chǎn)類型：成批生產(chǎn)。調(diào)查和分析所設(shè)計(jì)的機(jī)床上可能進(jìn)行的加工工序，從其工序中選擇要求最高、最低轉(zhuǎn)速的典型工序，按公式（3-1）： 計(jì)算式中：、為最大、最小的合理切削速度； 、為最大、最小的計(jì)算直徑（經(jīng)濟(jì)加工直徑）。3.1.1 、的確定 、是根據(jù)工件和刀具材料與工藝條件來(lái)確定，以及考慮到刀具材料的發(fā)展，切削速度的提高，確定切削速度范圍為： =60 =1303.

22、1.2 、的確定 對(duì)于通用機(jī)床，一般?。?（3-2）式中：可能加工的最大直徑； 系數(shù)，根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)有同類型機(jī)床使用情況調(diào)查得知：多刀半自動(dòng)車床的系數(shù)K=0.9；計(jì)算直徑范圍：多刀半自動(dòng)車床=0.30.35，取=0. 35。則：, 取= 180；=.180=63, 取=80.3.1.3 、的確定 =517, 取=530； =106, 取=106.的確定主軸最高、最低轉(zhuǎn)速確定后，還需要確定中間轉(zhuǎn)速。為了獲得合理的切削用量，最好能在最高和最低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供任何轉(zhuǎn)速。目前，對(duì)于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在通用機(jī)床中應(yīng)用最廣泛的是有級(jí)變速。即假設(shè)某機(jī)床的主軸箱工有級(jí)轉(zhuǎn)速，呈等比級(jí)數(shù)列排，分別為，公比。機(jī)床的轉(zhuǎn)速數(shù)列采用等

23、比數(shù)列有幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：使轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速相對(duì)損失均勻。對(duì)某一公比，任意兩個(gè)相鄰轉(zhuǎn)速之間的最大相對(duì)速度損失為常數(shù)，因而轉(zhuǎn)速分布的疏密程度比較均勻合理；使變速傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化。這種轉(zhuǎn)速數(shù)列可以由幾個(gè)變速組的不同傳動(dòng)比搭配相乘而得，能用較少的齒輪實(shí)現(xiàn)較多級(jí)的轉(zhuǎn)速，一般借助于串聯(lián)若干滑移齒輪組來(lái)實(shí)現(xiàn)，使機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方便。公比的選用，從使用性能考慮，選取公比最好要小一些，以便減少相對(duì)速度損失，但公比小一些，級(jí)數(shù)增多，會(huì)使機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。用于大批量生產(chǎn)的自動(dòng)化和半自動(dòng)化機(jī)床，因?yàn)橐筝^高的生產(chǎn)率，相對(duì)轉(zhuǎn)速損失要小，因此公比要選小一些，一般選用1.12或1.25。結(jié)合實(shí)際情況，考慮到本次設(shè)計(jì)中的機(jī)

24、床為大批大量生產(chǎn)用的通用機(jī)床，應(yīng)使機(jī)床的轉(zhuǎn)速損失盡量小，以提高生產(chǎn)率。所以值應(yīng)選小些。根據(jù)機(jī)床的使用性能和結(jié)構(gòu)要求，通過(guò)上述同類機(jī)床參數(shù)比較并參照資料確定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列公比：=1.26； （級(jí)） （3-3） 查資料得主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速： 表3-1：1061321702122653354255303.4主電機(jī)功率的確定：以最大切削速度加工外圓時(shí)：切削速度： ；切削深度： ；走刀量： ；工件材料： GCr15，退火HB196；刀具材料： YT15；前 角： ；主偏角： ；刃傾角： ；刀尖圓弧半徑： ；后刀面磨損量： ；查系數(shù)： =0.93 表4-5 =0.96 表4-6 =1.28 表4-7 =1.36

25、表4-8 =1 表4-10 =1 表4-12 =1 表4-13 =1.12 表4-14單位切削力： P = 2109 N / 表4-4主切削力：=P.f. .（3-4） =21092.5111 =4314 N切削功率： =. （3-5）=9.53 KW考慮到切削時(shí)機(jī)床的總效率=0.8，則主電機(jī)的功率： =12 KW （3-6）根據(jù)計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查?。?13 KW查三相異步電動(dòng)機(jī)： 型號(hào)：-61-4；功率：13KW；額定轉(zhuǎn)速：1460r/min3.5主傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定：由于該機(jī)床用于大批大量生產(chǎn)，在加工過(guò)程中，機(jī)床不經(jīng)常變速，故采用交換齒輪變速。這樣可使主軸箱的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要操縱機(jī)構(gòu)。軸向尺寸小，

26、變速箱結(jié)構(gòu)尺寸小，齒輪數(shù)量少，傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)精度較高。電機(jī)轉(zhuǎn)速一般與主軸的最高轉(zhuǎn)速接近為好。在不使大帶輪過(guò)大的情況下，應(yīng)盡量選用較高的轉(zhuǎn)速，這樣可使電機(jī)體積小，重量輕，價(jià)格便宜。故額定轉(zhuǎn)速選1460r/min。 主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)為8級(jí)的變速系統(tǒng)需要2個(gè)變速組，即：8=42其結(jié)構(gòu)式為： 8= 8= 8= 8=考慮到交換齒輪應(yīng)盡量放在前邊，以減小扭矩，改善工作條件，減小結(jié)構(gòu)尺寸，故選： 8= 8=為減小結(jié)構(gòu)尺寸，傳動(dòng)線應(yīng)為“前密后疏”，故選： 8= 最后，驗(yàn)算最后擴(kuò)大組的變速范圍：8,滿足要求。 結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖3.1所示：3.6主軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 主軸的原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，經(jīng)帶傳動(dòng)將原動(dòng)力傳遞給軸，軸與軸之間

27、用摩擦離合器連接，摩擦離合器實(shí)現(xiàn)主軸的正轉(zhuǎn)和制動(dòng)的動(dòng)作；軸通過(guò)離合器的作用將動(dòng)力傳給軸上的兩對(duì)交換齒輪；軸通過(guò)交換齒輪的作用將不同的動(dòng)力傳遞給軸；軸上裝有兩個(gè)齒輪，通過(guò)與軸上的一對(duì)滑移齒輪的相嚙合，將動(dòng)力傳遞給軸；軸通過(guò)一對(duì)固定的降速斜齒輪將動(dòng)力傳遞給主軸。擬定轉(zhuǎn)速圖：考慮降速要“前慢后快”以減小結(jié)構(gòu)尺寸，傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速不能過(guò)高，以減小噪聲和空載功率損失，轉(zhuǎn)速圖如圖3.2所示：轉(zhuǎn)速圖由“三線一點(diǎn)”組成：傳動(dòng)軸格線、轉(zhuǎn)速格線、傳動(dòng)線和轉(zhuǎn)速點(diǎn)。距離相等的豎直線表示各傳動(dòng)軸；距離相等的橫直線表示各轉(zhuǎn)速的對(duì)數(shù)坐標(biāo)，橫線的間距相等，等于一個(gè)，通常習(xí)慣在轉(zhuǎn)速圖上直接寫出轉(zhuǎn)速值；傳動(dòng)軸格線上的圓點(diǎn)表示該軸所具

28、有的轉(zhuǎn)速；傳動(dòng)軸格線間的轉(zhuǎn)速點(diǎn)連線表示相應(yīng)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。在轉(zhuǎn)速圖上可以清楚地表示傳動(dòng)軸的數(shù)目，主軸及各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)，轉(zhuǎn)速值及其傳動(dòng)路線，變速組數(shù)目及傳動(dòng)順序，各變速組的傳動(dòng)副數(shù)目及其傳動(dòng)比數(shù)值等。3.7確定各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：傳動(dòng)機(jī)床上的許多零件，特別是傳動(dòng)件，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該核算其強(qiáng)度。決定零件強(qiáng)度的條件之一是該零件所受的載荷。載荷取決于零件傳遞的功率和轉(zhuǎn)速。機(jī)床變速傳動(dòng)鏈內(nèi)的零件，有的轉(zhuǎn)速是恒定的，有的轉(zhuǎn)速是變化的。機(jī)床在實(shí)際使用中，某些工序主傳動(dòng)在低速范圍加工時(shí)，不需要使用機(jī)床的全部功率，如果設(shè)計(jì)機(jī)床電機(jī)功率按最低轉(zhuǎn)速選取，勢(shì)必造成各傳動(dòng)件較粗大，造成過(guò)大的強(qiáng)度儲(chǔ)備，這是不經(jīng)濟(jì)和不必要的。

29、因此，通用機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)只是從某一轉(zhuǎn)速開始才有可能使用電動(dòng)機(jī)的全部功率。傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速稱為該傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速。資料顯示，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為各級(jí)轉(zhuǎn)速的前三分之一轉(zhuǎn)速里最高的轉(zhuǎn)速，故根據(jù)本設(shè)計(jì)的主軸的轉(zhuǎn)速可確定主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為170r/min；根據(jù)轉(zhuǎn)速圖上的傳動(dòng)路徑可得軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為425r/min;此時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)速圖上的傳動(dòng)路徑得軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速似為850r/min,但是軸的最小轉(zhuǎn)速530r/min經(jīng)兩對(duì)傳動(dòng)副可得主軸的最大轉(zhuǎn)速為 265r/min,此時(shí)就需要傳遞全部功率，故軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為530r/min；（）軸的轉(zhuǎn)速是定值，可根據(jù)帶傳動(dòng)計(jì)算得知。3.8確定各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比：（根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速圖

30、來(lái)確定）根據(jù)轉(zhuǎn)速圖可知，從主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速170r/min到軸的425r/min，轉(zhuǎn)速圖上升了四格，故其傳動(dòng)比為:；軸到軸經(jīng)過(guò)了兩對(duì)傳動(dòng)副，故其傳動(dòng)比有兩個(gè)，由轉(zhuǎn)速圖可知：；軸與（）軸之間經(jīng)過(guò)交換齒輪，且要求實(shí)現(xiàn)四種變速，故其傳動(dòng)比有四個(gè)，而此級(jí)變速為基本組，級(jí)比指數(shù)為1，根據(jù)轉(zhuǎn)速圖可知在基本組里的四個(gè)轉(zhuǎn)速中，最高轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)比為：，其后傳動(dòng)比依次為：，。根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)速來(lái)確定帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，則。3.9查表確定各配對(duì)齒輪齒數(shù)：軸與軸之間的交換齒輪的選擇在該基本組傳動(dòng)中的傳動(dòng)比有：1.41、1.12、0.89、0.7。查資料得齒數(shù)和相同的有：1.41：106、107、108、109、110、111、11

31、3、114、115 1.12：106、108、109、110、111、112、113、114、115 0.89：106、108、109、110、111、112、113、114、1150.7：106、107、108、109、110、111、113、114、115由于軸與軸之間要安裝離合器，根據(jù)離合器的結(jié)構(gòu)尺寸，所以軸與軸之間的中心距要求要大些，故選齒數(shù)和=115，故選用的配對(duì)齒輪為：48/67，54/61，61/54，67/48。3.9.2 軸與軸之間的齒輪選擇在該變速組中的傳動(dòng)比有：1.26、2。查資料得齒數(shù)和相同的有： 1.26：84、86、88、90、91、92、93、95、97、99 2

32、.00：84、86、87、89、90、92、93、95、96、98取齒數(shù)和=84，故選用的配對(duì)齒輪為：37/47，28/563.9.3 軸與主軸之間的齒輪選擇軸與主軸之間有一對(duì)降速齒輪副，其傳動(dòng)比=2.52，為使齒輪的齒數(shù)和£100120(常選用在100以內(nèi))。查資料取齒數(shù)和=99，故選用的配對(duì)齒輪為：28/713.10三角膠帶帶輪直徑計(jì)算：13=15.6KW （3-7）膠帶型號(hào)： B型小帶輪直徑： =132mm 大帶輪直徑： （3-8） = =251.8 mm 取：=250 表3-2：軸 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 軸號(hào)（）計(jì)算轉(zhuǎn)速750530425170表3-3：齒 輪 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn)

33、速 齒數(shù)67486154473728562871計(jì)算轉(zhuǎn)速530750670750530670850425425170 圖3.3：主 軸 箱 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 圖 3.11各級(jí)轉(zhuǎn)速的實(shí)際值： 3.12轉(zhuǎn)速誤差： 許用轉(zhuǎn)速誤差范圍： 上述轉(zhuǎn)速誤差都在范圍內(nèi)，即可用。4 主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1三角膠帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算：（注：計(jì)算中涉及到的圖、表和公式均從機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)中查找）確定計(jì)算功率：根據(jù)工作情況，由（機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)）書中的表3-3查工況系數(shù)=1.2。設(shè)計(jì)計(jì)算功率為：=13=15.6kw （4-1）選擇帶型：根據(jù)=15.6 KW和=1460r/min,從圖3-10中選取普通V帶型號(hào)：B型。確定帶輪

34、直徑： 小帶輪最小基準(zhǔn)直徑查表3-4得：=125mm。帶輪的直徑越小，帶的彎曲應(yīng)力越大，會(huì)加劇帶的疲勞損壞，縮短帶的壽命。因此，小帶輪直徑不應(yīng)小于其最小的基準(zhǔn)直徑。在結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)該選取較大的帶輪直徑，這樣在傳遞功率一定時(shí)，可以增大帶速，減小帶的有效拉力和帶的根數(shù)。在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)情況取=132mm；大帶輪直徑： （4-2）式中： 傳動(dòng)比=1.92（前面已經(jīng)計(jì)算過(guò)） 為彈性滑動(dòng)系數(shù)，通常取0.010.02,取則：132按照表3-5取標(biāo)準(zhǔn)值：=250mm驗(yàn)算帶速： （4-3）帶速在525 m/s范圍內(nèi)，帶速符合要求，膠帶經(jīng)濟(jì)耐用。初定中心距：中心距過(guò)大，膠帶易引起振動(dòng)，傳動(dòng)能力下降。中心距

35、過(guò)小，膠帶撓曲次數(shù)增加，降低了膠帶的壽命。一般應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸要求來(lái)確定中心距，若沒有給定中心距，可按式：0.7（）2（）初定中心距 （4-4）0.7（2（）=2（132+250）=764初定中心距=700 膠帶的計(jì)算長(zhǎng)度： =2+（）+ （4-5） =2700+（132+250）+=2005從表3-7中選取相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=2000膠帶的計(jì)算長(zhǎng)度L=2033 膠帶的撓曲次數(shù)： （4-6） 實(shí)際中心距： A+ （4-7） 安裝時(shí)所需要的最小中心距： （4-8） 張緊或補(bǔ)償所需要的最大中心距： （4-9） 小帶輪包角： （4-10）> 確定V帶根數(shù)： 單根V帶的額定功率，查表3-2得：=2.2

36、0KW； 彎曲影響系數(shù)，查表3-8得：； 傳動(dòng)比系數(shù)，查表3-9得：=1.1202； 額定功率增量 （4-11）1460=0.426 KW； 包角系數(shù)，查表3-6得：=0.98； 長(zhǎng)度系數(shù)，查表3-7得：=0.98； V帶根數(shù)： （4-12） 確定單根V帶的預(yù)拉力： V帶每米長(zhǎng)度質(zhì)量，查表3-10得： （4-13） = 確定壓軸力： （4-14） 4.2傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算：4.2.1 查資料確定各類傳動(dòng)、軸承的概略值如下： V帶傳動(dòng)： =0.96； 深溝球軸承： =0.96； 圓錐滾子軸承： =0.98； 圓柱齒輪傳動(dòng)： =0.98； 斜齒輪傳動(dòng)： =0.98； 離合器、操縱機(jī)構(gòu)傳

37、動(dòng)： =0.98。4.2.2 各傳動(dòng)軸功率的計(jì)算： ； ； ； 。4.2.3各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算： 由于在機(jī)床設(shè)計(jì)中，傳動(dòng)軸上不止一種轉(zhuǎn)速。因此我們將用軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速來(lái)作為軸的轉(zhuǎn)速，既而對(duì)各軸進(jìn)行校核。各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為： ；（前面已經(jīng)計(jì)算過(guò)） ；（前面已經(jīng)計(jì)算過(guò)） 。（前面已經(jīng)計(jì)算過(guò)）4.2.4各傳動(dòng)軸輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算： 4.3摩擦片離合器的計(jì)算：、摩擦片離合器的外徑和內(nèi)徑根據(jù)結(jié)構(gòu)要求定： 接觸部分外徑： D=123mm 接觸部分內(nèi)徑： d=73mm、摩擦片平均直徑和內(nèi)外摩擦片接觸寬度b： = （4-15） （4-16）、摩擦片離合器傳遞的扭矩： （4-17） 、許用壓強(qiáng)： ； ； ； （4-18）

38、 查系數(shù)時(shí)， 查系數(shù)時(shí)，單件加工時(shí)間為16秒。、摩擦面對(duì)數(shù)： （4-19） 、確定內(nèi)外片數(shù)： 正轉(zhuǎn)： 內(nèi)片7片，外片6片 制動(dòng)： 內(nèi)片6片，外片5片4.4齒輪的計(jì)算：（注：計(jì)算中涉及的公式、圖、表均從機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中查 閱）4.4.1齒輪模數(shù)的估算： 通常同一傳動(dòng)組中齒輪取同一模數(shù)，并且選同模數(shù)齒輪中承受載荷最大的、齒數(shù)最少的齒輪進(jìn)行初步的估算： （4-20）式中：P 齒輪傳遞的額定功率； 電動(dòng)機(jī)功率； 從電動(dòng)機(jī)到所計(jì)算齒輪的傳動(dòng)效率（包括計(jì)算齒輪傳動(dòng)效率）； 所計(jì)算齒輪的齒數(shù)； 所計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。1、 基本組齒輪模數(shù)的估算：；（取傳動(dòng)組中負(fù)荷最大、齒數(shù)最少的齒輪）；（所取齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速）

39、；按照標(biāo)準(zhǔn)系列取:2、 第二變速組齒輪模數(shù)的估算：；（取傳動(dòng)組中負(fù)荷最大、齒數(shù)最少的齒輪）；（所取齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速）；按照標(biāo)準(zhǔn)系列?。?、 斜齒輪傳動(dòng)模數(shù)的估算：；按照標(biāo)準(zhǔn)系列?。?.4.2齒輪模數(shù)的驗(yàn)算： 一般按接觸和彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算，對(duì)于高速傳動(dòng)齒輪主要驗(yàn)算接觸疲勞強(qiáng)度，對(duì)于低速傳動(dòng)齒輪主要驗(yàn)算彎曲疲勞強(qiáng)度，對(duì)硬齒面軟齒芯的滲碳淬火齒輪，一定要驗(yàn)算彎曲疲勞強(qiáng)度。 按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)： （4-21） 按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)： （4-22） 式中：計(jì)算齒輪的齒數(shù)，一般取傳動(dòng)組中最小齒輪為計(jì)算轉(zhuǎn)速； 大齒輪與小齒輪的傳動(dòng)比，“+”號(hào)用于外嚙合，“-”號(hào)用于內(nèi)嚙合； 齒數(shù)系數(shù)，B為齒寬，為模數(shù)；

40、 計(jì)算齒輪傳動(dòng)的功率； 計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速； 壽命系數(shù)，； （4-23） 工作期限系數(shù)，； （4-24） 齒輪在機(jī)床工作期限（）內(nèi)的總工作小時(shí)；見表3-16； 計(jì)算齒輪的最低轉(zhuǎn)速； 基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)；查表3-17； 疲勞曲線指數(shù)；查表3-17； 功率利用系數(shù)；查表3-18； 轉(zhuǎn)速變化系數(shù)；查表3-19； 材料強(qiáng)化系數(shù)；查表3-20； 工作狀況系數(shù)。主要考慮載荷沖擊的影響：主運(yùn)動(dòng)（中等沖擊）取=1.21.6；沖擊性機(jī)床取=1.61.8；輔助運(yùn)動(dòng)（輕微沖擊）取=11.2； 動(dòng)載荷系數(shù)；查表3-23； 齒向載荷分布系數(shù)；查表3-24； 齒形系數(shù)；查表3-25； 許用接觸應(yīng)力；查表3-26； 許用彎曲應(yīng)力

41、；查表3-26。 、基本組的齒輪模數(shù)的驗(yàn)算： 因?yàn)橥蛔兯俳M內(nèi)只需要驗(yàn)算載荷最大，齒數(shù)最少的齒輪即可，故在基本組內(nèi)只需要驗(yàn)算齒輪Z48，其線速度為： （4-25） 故采用7級(jí)精度齒輪。 小齒輪：45鋼，淬火，HRC50； 小齒輪齒數(shù)： 大齒輪與小齒輪的齒數(shù)比： 齒數(shù)系數(shù)取=10，則齒寬 計(jì)算齒輪傳遞的功率： 齒輪的工作期限： 計(jì)算齒輪的最低轉(zhuǎn)速： 基本循環(huán)次數(shù)： ； 疲勞曲線指數(shù)： ； 功率利用系數(shù)： ； 轉(zhuǎn)速變化系數(shù)： ； 材料強(qiáng)化系數(shù)： ； 齒向載荷系數(shù)：，則 工作情況系數(shù)： 動(dòng)載荷系數(shù)： 齒形系數(shù)： 許用接觸應(yīng)力：，（高頻淬火，G54，HRC=5257） 許用彎曲應(yīng)力： 則工作期限系數(shù)： 壽命系數(shù)計(jì)算： 壽命系數(shù)的極限值，查表3-21得： ； ； 當(dāng)時(shí)，取； 當(dāng)時(shí)，??； 當(dāng)時(shí)，取為實(shí)際計(jì)算值； 則：壽命系數(shù)應(yīng)取： ； 。 按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪的模數(shù)： ,合格。 按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪的模數(shù)： ，合格。 、第二變速組齒輪模數(shù)的驗(yàn)算：