主軸設(shè)計(jì)說明書

目錄中文摘要、關(guān)鍵詞········英文摘要、關(guān)鍵詞········引言··············第1章緒論··········1.主1軸及其部件設(shè)計(jì)的主要意義1.2主要設(shè)計(jì)內(nèi)容······1.3主要技術(shù)參數(shù)······第2章車床主傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)·2.1主傳動(dòng)的組成及要求···主1傳動(dòng)的組成·····主2傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求···2.2主傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方式··集1中傳動(dòng)式······分2離傳動(dòng)式······2.3主傳動(dòng)的變速方式····變1換齒輪變速·····滑2移齒輪變速·····多3速電動(dòng)機(jī)變速····各4種變速機(jī)構(gòu)的組合··2.4主傳動(dòng)的換向方式····電1動(dòng)機(jī)換向······機(jī)2械換向·······第3章主傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)··3.1確定極限轉(zhuǎn)速······3.2確定公比········3.3求出主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)····3.4確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式···3.4.傳1動(dòng)組和傳動(dòng)副數(shù)的確定#第1章緒論1.主1軸及其部件設(shè)計(jì)的主要意義主軸箱的設(shè)計(jì)主要是主軸的設(shè)計(jì)。1.為了滿足各種不規(guī)則形狀工件的加工，車床主軸選擇立式還是臥式將直接影響裝夾工件和設(shè)計(jì)夾具的時(shí)間。2.根據(jù)加工的范圍不同，設(shè)計(jì)不同的機(jī)構(gòu)能達(dá)到意想不到的效果。如采用立式主軸能依靠工件自重，使其與夾具基準(zhǔn)面準(zhǔn)確地、緊密的接觸，獲得高精度且穩(wěn)定的加工。3.好的主軸設(shè)計(jì)能使制造費(fèi)用降低，性能很好的提高，更具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。4.主軸作為數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行件，聯(lián)系著伺服電動(dòng)機(jī)和刀架，因此他的設(shè)計(jì)將直接影響加工后成品的精度。而精度是影響我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的首要問題。綜上所述，主軸及其部件的設(shè)計(jì)是數(shù)控機(jī)床發(fā)展是一個(gè)重要方面，需要在設(shè)計(jì)中重點(diǎn)對(duì)待。CA6機(jī)1床3可6進(jìn)行各種車削工作，并可加工公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋。主軸三支撐均采用滾動(dòng)軸承；進(jìn)給系統(tǒng)用雙軸滑移共用齒輪機(jī)構(gòu)；縱向與橫向進(jìn)給由十字手柄操縱，并附有快速電機(jī)。該機(jī)床剛性好、功率大、操作方便。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容本文主要對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)、主運(yùn)動(dòng)部件和主軸箱的箱體進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要技術(shù)參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)要求并參考實(shí)際情況，初步選定機(jī)床主要參數(shù)如下：床身上最大回轉(zhuǎn)直徑：360mm刀架上回轉(zhuǎn)直徑： 210mm主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)： 正轉(zhuǎn)12級(jí)；反轉(zhuǎn)6級(jí)主軸轉(zhuǎn)速范圍： 正轉(zhuǎn)37-160；0r/min反轉(zhuǎn)102-1570r/min主電動(dòng)機(jī)功率： 4kw主電動(dòng)機(jī)功率： 1440r/min第2章車床主傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱主傳動(dòng)系統(tǒng)，它的功用是將電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)傳給機(jī)床主軸，使主軸帶動(dòng)工作部件實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)，并能滿足普通車床主軸變速和換向的要求,它對(duì)機(jī)床的使用性能、結(jié)構(gòu)和制造成本都有明顯的影響。2.1主傳動(dòng)的組成及要求2.2.主傳1動(dòng)的組成1.定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：即具有固定的傳動(dòng)比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來實(shí)現(xiàn)降速或升速，一般常采用齒輪、皮帶及鏈傳動(dòng)等，有時(shí)也可以采用聯(lián)軸節(jié)直接傳動(dòng)。2.變速裝置：機(jī)床中的變速裝置有齒輪變速機(jī)構(gòu)，機(jī)械無極變速以及液壓無級(jí)變速裝置等。3.主軸組件：機(jī)床的主軸組件是執(zhí)行件，它由主軸、主軸支承和安裝在主軸上的傳動(dòng)件等組成。4.開停裝置：用來控制機(jī)床主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件的啟動(dòng)和停止。通常采用離合器或直接開停電動(dòng)機(jī)。5.制動(dòng)裝置：用來使機(jī)床主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件盡快地停止運(yùn)動(dòng)，以減少輔助時(shí)間，通?？梢圆捎脵C(jī)械的、液壓的、電氣的或電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式。.換向裝置：用來改變機(jī)床主運(yùn)動(dòng)方向。對(duì)于主運(yùn)動(dòng)換向的機(jī)床，在主傳動(dòng)中都應(yīng)該設(shè)有換向裝置。它們可以是機(jī)械的、液壓的或直接改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。.操縱機(jī)構(gòu)：機(jī)床的開停、變速、換向及制動(dòng)等，一般都需要通過操縱機(jī)構(gòu)來控制。在設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)，一般是聯(lián)系起來考慮主傳動(dòng)與操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。.潤(rùn)滑與密封裝置：為了保證主傳動(dòng)裝置的正常工作和使用壽命，必須有良好的潤(rùn)滑裝置與可靠的密封裝置。9.箱體：用來安裝上述個(gè)組成部分。封閉式箱體不僅能保護(hù)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，免受塵土、切屑等侵入，而且還可以減少這些機(jī)構(gòu)所發(fā)生的噪聲。2.2.主2傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求1.機(jī)床的主軸須有足夠的變速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)，以便滿足實(shí)際使用的要求。2.主電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)須能承受和傳遞足夠的功率和扭矩，并具有較高的傳動(dòng)效率。.執(zhí)行件須有足夠的精度、剛度、抗振性、和小于許可限度的熱變形和溫升。.噪聲應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。.操縱要輕便靈活、迅速、安全可靠，并須便于調(diào)整和維修。.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，潤(rùn)滑與密封良好，便于加工和裝配，成本低。2.2主傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方式主傳動(dòng)的布局主要有集中傳動(dòng)式和分離傳動(dòng)式兩種。主傳動(dòng)的全部變速機(jī)構(gòu)和主軸組件裝在同一箱體內(nèi)，稱為集中傳動(dòng)布局；分別裝在變速箱和主軸箱兩個(gè)箱體內(nèi)，其間用帶、鏈條等傳動(dòng)時(shí)，稱為分離傳動(dòng)式布局。2.2.集中1傳動(dòng)式優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，便于實(shí)現(xiàn)集中操縱，箱體少。缺點(diǎn)是：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動(dòng)和發(fā)熱會(huì)直接影響到主軸的工作精度。一般適用于主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的普通精度的中、大型機(jī)床。2.2.分2離傳動(dòng)式優(yōu)點(diǎn)是變速箱所產(chǎn)生的振動(dòng)和熱量不傳給或少傳給主軸，從而減少了主軸的振動(dòng)和熱變形；高速時(shí)不用齒輪傳動(dòng)，而由帶直接傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，加工表面質(zhì)量好；當(dāng)采用背輪機(jī)構(gòu)時(shí)，傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)效率較高，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，便于啟動(dòng)和制動(dòng)；低速時(shí)經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，扭矩大適應(yīng)粗加工的要求。其缺點(diǎn)是：要兩個(gè)箱體，低速時(shí)帶負(fù)荷大，帶根數(shù)多，容易打滑；當(dāng)帶安裝在主軸中段時(shí)，調(diào)整、檢修都不方便。本課題設(shè)計(jì)的車床主要加工各種軸類、套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，主運(yùn)動(dòng)的速度很高，所以經(jīng)分析決定采用集中式傳動(dòng)2.3主傳動(dòng)的變速方式變1換齒輪變速這種變速機(jī)構(gòu)的構(gòu)造簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，主要用于大批量生產(chǎn)中的自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)床、專用機(jī)床及組合機(jī)床等?；?移齒輪變速?gòu)V泛應(yīng)用于通用機(jī)床和一部分專用機(jī)床，其優(yōu)點(diǎn)是：變速范圍大，變速級(jí)數(shù)也較多；變速方便又節(jié)省時(shí)間；在較大的變速范圍內(nèi)可傳遞較大的功率和扭矩；不工作的齒輪不嚙合，因而空載功率損失較小等。其缺點(diǎn)是：變速箱的構(gòu)造較復(fù)雜不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，為使滑移齒輪容易進(jìn)入嚙合，多用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)性不如斜齒輪傳動(dòng)等。多3速電動(dòng)機(jī)變速采用多速電動(dòng)機(jī)，可以簡(jiǎn)化機(jī)床的結(jié)構(gòu)、使用方便、并能在運(yùn)動(dòng)中改變某幾種轉(zhuǎn)速。通常與其他的變速方式聯(lián)合使用。2.3.各種4變速機(jī)構(gòu)的組合根據(jù)機(jī)床的不同工作特點(diǎn)，通常機(jī)床的變速機(jī)構(gòu)往往是上述幾種變速機(jī)構(gòu)的組合。本課題設(shè)計(jì)的車床要求變速范圍大，變速級(jí)數(shù)多，能夠傳遞較大的功率和扭矩，所以經(jīng)分析采用滑移齒輪變速。2.4主傳動(dòng)的換向方式2.4.電1動(dòng)機(jī)換向變換電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，使主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)方向改變，這種換向方式可以簡(jiǎn)化機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、操作簡(jiǎn)單省力。但若采用交流異步電動(dòng)機(jī)換向，若換向頻繁，易引起電動(dòng)機(jī)過熱。2.4.機(jī)2械換向目前主傳動(dòng)系統(tǒng)中主要采用圓柱齒輪-多片式摩擦離合器式換向機(jī)構(gòu)，它可以在高速運(yùn)動(dòng)中平穩(wěn)換向，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。本課題設(shè)計(jì)的車床需要正反兩個(gè)方向都用于加工，特別是加工螺紋時(shí)，換向頻繁，而普通車床一般都采用交流異步電動(dòng)機(jī)作為主傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電源，因此，本設(shè)計(jì)采用圓柱齒輪-多片式摩擦離合器式換向機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)的換向。第3章主傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)3.1確定極限轉(zhuǎn)速已知主軸最低轉(zhuǎn)速n=37r/min最高轉(zhuǎn)速n=1600/min,轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍為min maxR=n/n=43nmaxmin3.2確定公比此機(jī)床為生產(chǎn)率要求較高的普通機(jī)床，減少相對(duì)轉(zhuǎn)速損失是主要的，所以公比①取得較小，這里選定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比為Φ=1.41。3.3求出主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)I'E；TH.HK3.4確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式3.4.傳1動(dòng)組和傳動(dòng)副數(shù)的確定12=×43 ×412=312=×32×2 ×31×2=2 ×21×23=2在上列兩行方案中，第一行方案有時(shí)可以省掉一根軸。缺點(diǎn)是有一個(gè)傳動(dòng)組內(nèi)有四個(gè)傳動(dòng)副。如果用一個(gè)四聯(lián)滑移齒輪，剛會(huì)增加軸向尺寸，如果用兩個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪，則操縱機(jī)構(gòu)必須互鎖以防止兩個(gè)滑移齒輪同時(shí)嚙合。所以一般少用。第二行的三個(gè)方案可根據(jù)下述原則比較：從電動(dòng)機(jī)到主軸，一般為降速傳動(dòng)。接近電動(dòng)機(jī)處的零件，轉(zhuǎn)速較高，從而轉(zhuǎn)矩較小，尺寸也就較小。如使傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)組放在接近電動(dòng)機(jī)處，則可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可以少些，就省材料了。這就是“前多后少”的原則。從這個(gè)角度考慮，以取12=×32×2的方案為好。結(jié)2構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式各種方案的選擇在12×=23×2中，又因基本組和擴(kuò)大組排列順序的不同而有不同的方案?？赡艿牧N方案，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式見下圖。在這些方案中，可根據(jù)下列原則選擇最佳方案。1；■=：一、*三儀三弓1E=3≡xΞ6X2i11=3Qx3cP12=3∣種方案，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式見下圖。在這些方案中，可根據(jù)下列原則選擇最佳方案。1；■=：一、*三儀三弓1E=3≡xΞ6X2i11=3Qx3cP12=3∣X≡fcχ≡3h3x尸仆:：：?F圖3.結(jié)1構(gòu)網(wǎng)3.4.2傳.動(dòng)1副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍在降速傳動(dòng)中，防止齒輪直徑過大而使徑向尺寸常限制最小傳動(dòng)比i≥1；在升速min4時(shí)為防止產(chǎn)生過大的噪音和震動(dòng)常限制最大轉(zhuǎn)速比i≤2。因此，主傳動(dòng)鏈任一傳動(dòng)組max的最大變速范圍R=G./i)≤8~10。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間傳動(dòng)軸的變速范圍最小。maxmaxmin在檢查傳動(dòng)組的變速范圍時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。因?yàn)槠渌鼈鲃?dòng)組的變速范圍都比它小。即TOC\o"1-5"\h\zR=5%JPnT)≤R ( )n max圖中，方案、、C的第二擴(kuò)大組X=6P=2貝UR=φ6×(2-D=φ6。φ=1.41，22 2貝UR=1.416=8=R ，是可行的。方案和X=4,P=3,2 max 2 2R=Q4×G-i)=0=16>R,是不可行的。2 max3.4.2基.本2組和擴(kuò)大組的排列順序在可行的四種結(jié)構(gòu)網(wǎng)方案a、b、c、e中，還要進(jìn)行比較以選擇最佳方案。原則是選擇中間傳動(dòng)軸變速范圍最小的方案。因?yàn)槿绻桨竿?hào)傳動(dòng)軸的最高轉(zhuǎn)速相同，則變速范圍小的，最低轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)矩較小，傳動(dòng)件的尺寸也就可以小些。比較圖3.的1方案a、b、c、e，方案a的中間傳動(dòng)軸變速范圍最小，故方案a最佳。3.5繪制轉(zhuǎn)速圖3.5.選1定電動(dòng)機(jī)一般金屬切削機(jī)床的驅(qū)動(dòng)，如無特殊性能要求，多采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。Y系列電動(dòng)機(jī)高效、節(jié)能、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動(dòng)小、運(yùn)行安全可靠。根據(jù)機(jī)床所需功率選擇Y112，M其-同4步轉(zhuǎn)速為1500r/min。3.5.分2配總降速傳動(dòng)比總降速傳動(dòng)比為U=n/n=37/1500≈2.5×10-2n為主軸最低轉(zhuǎn)速，考慮是否Πmind min需要增加定比傳動(dòng)副，以使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標(biāo)準(zhǔn)或有利于減少齒輪及徑向與軸向尺寸，并分擔(dān)總降速傳動(dòng)比。然后，將總降速傳動(dòng)比按“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。確定傳動(dòng)軸的軸數(shù)傳動(dòng)軸數(shù)=變速組數(shù)定比傳動(dòng)副數(shù) 。 ()繪制轉(zhuǎn)速圖先按傳動(dòng)軸數(shù)及主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)格距l(xiāng)gΦ畫出網(wǎng)格，用以繪制轉(zhuǎn)速圖。所選定的結(jié)構(gòu)式共有三個(gè)傳動(dòng)組，變速機(jī)構(gòu)共需4軸。加上電動(dòng)機(jī)軸共5軸。故轉(zhuǎn)速圖需5條豎線，主軸共12速，電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近，故需要12條橫線。注明主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速也應(yīng)在電動(dòng)機(jī)軸上注明。中間各軸的轉(zhuǎn)速可以從電動(dòng)機(jī)軸開始往后推，也可以從主軸開始往前推。通常，以往前推比較方便。即先決定軸III的轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)組的變速范圍為φ6=1.416=8=R，可知兩個(gè)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比必然是前文敘max述的極限值：

.11 . 2φ2i—-—-,i—-—-

cι4φ4C211這樣就確定了軸Ⅲ的六種轉(zhuǎn)速只有一種可能，即為14、020、028、040、056、0800r/。隨后決定軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)軸b的級(jí)比指數(shù)為3，在傳動(dòng)比極限值的范圍內(nèi)，為了避免升速，又不使傳動(dòng)比太小，可取ib11ib11—1φ3—28，1i—-b2 1軸Ⅱ的轉(zhuǎn)帶速確定為同理，對(duì)于軸Ⅰ可取i11i-11,ii11i-11,i-1，傳動(dòng)比接近圖3.轉(zhuǎn)2速圖齒6輪齒數(shù)的確定6傳.動(dòng)1組a如 圖所示的傳動(dòng)組i—1i——i—L查參考文獻(xiàn)表，取為a1 a21.41a321.和42,的三行。結(jié)果如下：i— —, ,,,,,,,,a1 z

a2ia31，60，63，65，67，68，70，72，73，75…60，63，66，69，72，75，…a2ia31，60，63，65，67，68，70，72，73，75…60，63，66，69，72，75，…Sz=60和72是共同適用的?？扇z=72，從表中查出小齒4。即i=36/，3i6=30/，4i2=24/。48a1 a2 a31.411S2z從以上各行中可挑出，輪齒數(shù)分別為可得軸Ⅱ上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：36、42、48。3.6.傳2動(dòng)組b同上可得軸Ⅱ上兩聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為：22、42。于是i=22/62，i=42/42，TOC\o"1-5"\h\zb1 b2可得軸Ⅲ上兩齒輪的齒數(shù)分別為：6、24。23.6傳.動(dòng)3組c查表,i=1/4,i=2c1 c2i=1/4時(shí)：S=……8、48、58、99、09、49…5…c1 zi=2時(shí)：S=……7、27、57、88、18、48、78、99…0…c2 z可取Sz=90.i=1/4為降速傳動(dòng)，取軸Ⅲ齒輪齒數(shù)為1；8c1i=2為升速傳動(dòng)，取軸Ⅳ齒輪齒數(shù)為3。0c2于是得i=18/72,i=60/30c1 c2得軸Ⅲ兩聯(lián)動(dòng)齒輪的齒數(shù)分別為1，86；0得軸Ⅳ兩齒輪齒數(shù)分別為7，23。03.6換.向4齒輪副類比其他同類車床，軸Ⅰ齒輪齒數(shù)為3，4軸Ⅱ上齒輪的齒數(shù)為3，0它們之間的惰輪的齒數(shù)為3。43.傳7動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動(dòng)機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖：圖3.3主傳動(dòng)系統(tǒng)圖第4章主運(yùn)動(dòng)部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r傳/遞m功i率nK電W動(dòng),機(jī)軸與Ⅰ軸之間的降速比為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r傳/遞m功i率nK電W動(dòng),機(jī)軸與Ⅰ軸之間的降速比為o即帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為i=1.8。兩班制工作，一天運(yùn)轉(zhuǎn) 小時(shí)，工作年數(shù)0年。.1.確1定計(jì)算功率由參考文獻(xiàn)表 查得工作情況系數(shù)取K=.故AP=KP=1.3×4kW=5.2kW （ ）caA選取帶型根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計(jì)算功率，由參考文獻(xiàn)圖選型帶。驗(yàn)算帶速和確定帶輪直徑初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1由參考文獻(xiàn)表和表-取小帶輪基準(zhǔn)直徑d=125mm。d11.3驗(yàn).算2帶速按參考文獻(xiàn)［3式］（8-1）3驗(yàn)算帶速πdn

V= d?-1—60×1000 （ ）其中n-小帶輪轉(zhuǎn)速，r/m；in1d-小帶輪直徑，mm；d13.14×125×1440 ,v= ■=9.42m/s故帶速合適。60×1000故帶速合適。因?yàn)?m/S<v<30m/S,1.3計(jì).算3大帶輪的直徑根據(jù)參考文獻(xiàn)［3式］（8-1）5，a計(jì)算大帶輪直徑dd2d=id=1.8×125mm=225d2 d1根據(jù)參考文獻(xiàn)［3表］8-，8圓整為.確4定帶傳動(dòng)的中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度設(shè)中心距為a,則0

TOC\o"1-5"\h\z0.7(d+d)≤a≤2(d+d) ( )d1d2 0 d1d2于是≤≤初取中心距為a=500mm。帶長(zhǎng)π (d-d)2 / 、L=2a+—(d+d)+—d2 di— ( )d0 0 2d1d2 4a03.14 (224-125)2=2×500+ ×(125+224)+- =1553mm2 4X500查參考文獻(xiàn)表 取相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld,Ld=1600mm。帶傳動(dòng)實(shí)際中心距a=a0+La=a0+L-L—d d0=500+21600-1553=523.5mm(4-)驗(yàn)算小帶輪的包角一般小帶輪的包角不應(yīng)小于20°。α≈180。-d.—。X57.3。=169.2。＞120。1 a ()合適。確定帶的根數(shù)Z計(jì)算單根帶的額定功率Pr由dd由dd15和m查參考文獻(xiàn)表得P=1.92kW。0根據(jù) ，i=1.8和型帶，查參考文獻(xiàn)表 得?P=0.15kW。0查參考文獻(xiàn)表得K=0.98,表得K=0.99,于是aLP=(P+?P)KK=G.92+0.15)X0.98×0.99kW=2.01kW0 0αLr其中： ?P——i≠1時(shí)傳遞功率的增量；0k一—按小輪包角α,查得的包角系數(shù)；αk——長(zhǎng)度系數(shù)；L

6計(jì).算2V帶的根數(shù)6計(jì).算2V帶的根數(shù)(4-)Z=p^=2Ξ=2.59

P2.01(4-)r為避免V型帶工作時(shí)各根帶受力嚴(yán)重不均勻，限制根數(shù)不大于1，0取Z=31計(jì).算7單根V帶初拉力的最小值由參考文獻(xiàn)表得型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.10kg/m所以(F)=500pca(2?5-kα)+qv20minvZk

α其中： pca-帶的傳動(dòng)功率,K；W帶速,mv；/-s每米帶的q質(zhì)-量，kg；/m5.2 2.5—0,XF=500×—-——×( )+0.10×9.422=151.6NTOC\o"1-5"\h\z0 9.42X3 0.98計(jì).算8壓軸力F≈2z(F) Sinα+≈2X3X151.6XSin竺9馬=906N ( )p 0min2 24.1帶.輪9的結(jié)構(gòu)小帶輪采用腹板式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)見附圖。大帶輪采用孔板式結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)略。4.確2定計(jì)算轉(zhuǎn)速4.2主.軸1主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為主軸從最低轉(zhuǎn)速算起，第一個(gè)1/轉(zhuǎn)3速范圍內(nèi)的最高一級(jí)轉(zhuǎn)速，即：z 12n=nφ3-1=37×1.413-1=100r/min ( 1IVmin4.2.各2傳動(dòng)軸軸Ⅲ可從主軸100r/min按72/18的傳動(dòng)副找上去，似應(yīng)為400r/min。但由于軸Ⅲ上的最低轉(zhuǎn)速140r/min經(jīng)傳動(dòng)組c可使主軸得到37和280r/min兩種轉(zhuǎn)速。280r/min要傳遞全部功率，所以軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速應(yīng)為140r/min；軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速可按傳動(dòng)副b推上去，得400r/min；軸Ⅰ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為800r/min。

.各3齒輪60/30只需計(jì)

計(jì)算轉(zhuǎn)速為傳動(dòng)組中，18/72只需計(jì)算Z=18的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為200"min；算z=30的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為800r/min；傳動(dòng)組計(jì)算Z=22的齒輪，400r/min；傳動(dòng)組應(yīng)計(jì)算Z=24的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為80060/30只需計(jì)

計(jì)算轉(zhuǎn)速為4.2.核4算主軸轉(zhuǎn)速誤差n=1440×φ125/φ224×36/36×42/42×60/30=1607r/min實(shí)n標(biāo)=1600r/minI-n)實(shí)一^×100%=n標(biāo)(1607-1600)1600×100%=0.4%<5%（4-）1所以合適。各3傳動(dòng)組齒輪模數(shù)的確定3傳.動(dòng)1組a計(jì).算1a傳動(dòng)組各齒輪模數(shù)先計(jì)算24齒齒輪的模數(shù)：L'（μ+1）N

m=16338∣ d—（4-1）1 3∣φz2μ[σ]2n（4-1）mj其中μ-公比；μ=2；N電動(dòng)機(jī)功率；N=4kw；ddφ齒寬系數(shù)；mσ]齒輪傳動(dòng)許允應(yīng)力n計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速；取n=800r/minjjσ]=KNσlim,取σ=600MPa安全系數(shù)S=1。S lim由應(yīng)力循環(huán)次數(shù)選取K=0.90,取S=1,NKσ0.90×600.“Iσ]=—n_ιim-= MPa=540MPaS1

m=1633

1=2.90: m=1633

1=2.90j8×242×2×5402×800取m=3。按齒數(shù)的計(jì)算，m=2.50,可?。?按齒數(shù)的計(jì)算，m=2.21可取。3于是傳動(dòng)組的齒輪模數(shù)取m=3,b=24mm。計(jì)算傳動(dòng)組各齒輪直徑軸I上齒輪的直徑：d=3×36=108mm；d=3×30=90mm；d=3X24=72mm。a1 a2 a3軸II上三聯(lián)齒輪的直徑分別為：d=3X36=108mm；d=3X42=126mm；d=3X48=144mma1 a2 a3傳動(dòng)組計(jì)算傳動(dòng)組各齒輪模數(shù)確定軸II上另兩聯(lián)齒輪的模數(shù)。C(μ+1)N-m=16338 d——3'φZ2μ[σ]2nm j按齒數(shù)的齒輪計(jì)算：μ=2.8,n=400r/minj可得m2=3.7416338 (2?8+1)m2=3.743'8×222×2.8X5402×400取m=4。按42齒數(shù)的齒輪計(jì)算：m=m=2.43mm；于是軸II兩聯(lián)齒輪的模數(shù)統(tǒng)一取為m=4。計(jì).算2b傳動(dòng)組各齒輪直徑軸Ⅱ兩聯(lián)齒輪的直徑分別為：d=4×22=88mm；d=4×42=168mmb1 b2軸Ⅲ上與軸Ⅱ兩聯(lián)齒輪嚙合的兩齒輪直徑分別為：d'=4X62=248mm；d'=4×42=168mmb1 b23傳.動(dòng)3組c計(jì).算1c傳動(dòng)組各齒輪模數(shù)取m=。4計(jì).算2c傳動(dòng)組各齒輪直徑軸Ⅲ上兩聯(lián)動(dòng)齒輪的直徑分別為：d=4×18=72mm；d=4X60=240mm

c1 c2軸Ⅳ上兩齒輪的直徑分別為：d'=4×72=288mm；d'=4X30=120mm。c1 c23換.向4齒輪換.向1齒輪各齒輪模數(shù)取m=3。換.向2齒輪各齒輪直徑d=3×20=60mm；d=3×40=120mm；d=3X34=102mm12確4定各軸最小直徑4Ⅰ.軸1的直徑η=0.96,n=800r∕min

11,■Pη 44×0.96d≥91 =91, =24mmTOC\o"1-5"\h\zn 8004Ⅱ.軸2的直徑η=η×0.98×0.99×0.99=0.922,n=400r∕min

21 2d≥91JPη=914f4X0.922=28.2mmn 4004Ⅲ.軸3的直徑η=η×0.98X0.99=0.89,n=140"min32 3d≥91巨=914：厘=36.3mm4n 140主.軸4的直徑η=η×0.99×0.98×0.98=0.85,n=37r/min43 4d≥914W=%q4×37^=4.主5軸組件設(shè)計(jì)4.5主.軸1直徑的初選根據(jù)機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率查參考文獻(xiàn)表，可以確定主軸前軸頸應(yīng)為70-105mm初選d=90mm后軸頸d=(0.7-0.85)d取d=70mm。故選前軸承為 后軸承2 12為。據(jù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)于臥式車床內(nèi)孔直徑與外徑之比約為0.5-0.6，選內(nèi)孔直徑d=40mm。主軸組件的前懸伸和跨距根據(jù)結(jié)構(gòu)參照參考文獻(xiàn) 表定懸伸長(zhǎng)度a=70mm。14.5主.軸3組件最佳跨距選擇考慮機(jī)械效率η=0.85主軸最大輸出轉(zhuǎn)距TOC\o"1-5"\h\zT=9550P×0-85=361N ( 190床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的60%,取50%即180mm,故半徑為0.09m。切削力F=361=3610N ( 1C0.1背向力F=0.5F=0.5×3610=1805N ( )PC故總的作用力F=、l''F2+F2=4036N ( 1PC總作用力作用于頂在頂尖間的工件上主軸尾架各承受一半,故主軸軸端受力為F/2=2018N先假設(shè)l/a=3,l=3×70=210mm前后支撐RR分別為ABR=FXl!a=2018×210+70=269NA2l210Fa 7∩R=—X—=2018×——=673NB2l 210根據(jù)dFK=r=3.39—o.11o..8(iz)0.9cos1.9αVdδ rar（4-）1由參考文獻(xiàn)［—=2691N,—=673NvA vB1=8.8mm,1=10.8,Z=17,i=1,i=2,Z=30aA aB B BA AK=3.39×2691).1X8.80.8x(2X30%9cos1.90。=1695NK=3.39×6730.1×10.80.8x(2×17%9cos1.90。=1042NBK/K=1695=1.63AB1042d=6。+70)/2=80mmI=0.05×(0.0854-0.0464)=2.39X10-6m4EI2.1X1011X2.39X10-6η= r =0.702Ka31695x(0.075)X106A圖主軸最佳跨距圖查l/a=3,與原假設(shè)相符l=70X3=210mm。0主軸組件的選擇軸承的選用選用軸承時(shí)，首先要選擇軸承類型，合理選用軸承類型所應(yīng)考慮的因素主要有一下幾占：：軸承的載荷軸承承受載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇軸承類型的主要依據(jù)。軸承的轉(zhuǎn)速在一般轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)速的高低對(duì)類型的選擇不發(fā)生什么影響，只有在轉(zhuǎn)速較高時(shí)，才會(huì)有比較顯著的影響。軸承的調(diào)心性能當(dāng)軸的中心線和軸承座中心線不重合而有角度誤差時(shí)，或因軸受力而彎曲或傾斜時(shí)，會(huì)造成軸承的內(nèi)外圈軸線發(fā)生偏斜。軸承的安裝和拆卸便于安裝，便于拆卸也是在選擇軸承類型時(shí)應(yīng)該考慮的一個(gè)因素。4.5.4軸.承2尺寸的選擇，選擇軸承尺寸時(shí)主要注意以下幾點(diǎn)動(dòng)軸承的額定動(dòng)載荷動(dòng)軸承的壽命動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷接觸球軸承和圓錐滾子軸承的徑向載荷F與軸向載荷Fra綜合以上因素，經(jīng)過分析和計(jì)算得出以下結(jié)果：主軸采用三支承前支承：NN3020K;中支承：N219E;后支承：NN3016K第5章主軸箱箱體計(jì)算主軸箱中有主軸、變速機(jī)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)和潤(rùn)滑系統(tǒng)等。主軸箱除應(yīng)保證運(yùn)動(dòng)參數(shù)外，還應(yīng)具有較高的傳動(dòng)效率，傳動(dòng)件具有足夠的強(qiáng)度或剛度，噪聲較低，振動(dòng)要小，操作方便，具有良好的工藝性，便于檢修，成本較低，防塵、防漏、外形美觀等。箱體材料以中等強(qiáng)度的灰鑄鐵HT1及5H0T2為0最0廣泛,本設(shè)計(jì)選用材料為HT20箱體鑄造時(shí)的最小壁厚根據(jù)其外形輪廓尺寸(長(zhǎng)×寬×高),按下表選取.表5.箱1體尺寸長(zhǎng)×寬×高mm3壁厚× ×0 × × ×× ×由于箱體軸承孔的影響將使扭轉(zhuǎn)剛度下降10%-20%,彎曲剛度下降更多，為彌補(bǔ)開口削弱的剛度，常用凸臺(tái)和加強(qiáng)筋；并根據(jù)結(jié)構(gòu)需要適當(dāng)增加壁厚。如中型車床的前支承壁一般取25mm左右，后支承壁取22mm左右，軸承孔處的凸臺(tái)應(yīng)滿足安裝調(diào)整軸承的需求。箱體在主軸箱中起支承和定位的作用。CA6136主軸箱中共有4根軸，軸的定位要靠箱體上安裝孔的位置來保證，因此，箱體上安裝孔的位置的確定很重要。本設(shè)計(jì)中各軸安裝孔的位置的確定主要考慮了齒輪之間的嚙合及相互干涉的問題，根據(jù)各對(duì)配合齒輪的中心距a及變位系數(shù)，并參考有關(guān)資料，箱體上軸安裝孔的位置確定如下：a=1/2(d1+d2)+ym式中y是中心距變動(dòng)系數(shù)。a=(36+36)/2×3=108mmι-πa =(42+42)/2×4=168mmΠ-IΠa =(60+30)/2×4=180mmIn-W箱體在床身上的安裝方式，機(jī)床類型不同，其主軸變速箱的定位安裝方式亦不同。有固定式、移動(dòng)式兩種。車床主軸箱為固定式變速箱，用箱體底部平面與底部突起的兩個(gè)小垂直面定位，用螺釘和壓板固定。本主軸箱箱體為一體式鑄造成型，留有安裝結(jié)構(gòu)，并對(duì)箱體的底部為安裝進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。箱體的顏色根據(jù)機(jī)床的總體設(shè)計(jì)確定，并考慮機(jī)床實(shí)際使用地區(qū)人們心理上對(duì)顏色的喜好及風(fēng)俗。箱體中預(yù)留了潤(rùn)滑油路的安裝空間和安裝螺紋孔及油溝。結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是對(duì)普通臥式車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先確定了大體方案，然后對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、齒輪的選擇、軸的校核、主軸跨距的確定、軸承的選擇等工作。通過計(jì)算和查閱資料，設(shè)計(jì)出合理的主傳動(dòng)系統(tǒng)，提高車床的傳動(dòng)效率和精度。在設(shè)計(jì)中我們也遇到了其它許多棘手的問題。例如，每個(gè)人采用的度量標(biāo)準(zhǔn)不一致，導(dǎo)致裝配的時(shí)候產(chǎn)生了干涉的問題。對(duì)