機(jī)械裝備課程設(shè)計(jì)--最大加工直徑為250mm的普通車床的主軸箱部件設(shè)計(jì).docx

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 6. 最大加工直徑為250mm的普通車床的主軸箱部件設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：主要技術(shù)參數(shù)題目主電動(dòng)機(jī)功率P/kw3最大轉(zhuǎn)速1800最小轉(zhuǎn)速355公比1.26工件材料：鋼鐵材料。刀具材料：硬質(zhì)合金。設(shè)計(jì)內(nèi)容：1） 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)：根據(jù)給定的轉(zhuǎn)速范圍及公比確定變速級(jí)數(shù)，繪制結(jié)構(gòu)網(wǎng)、轉(zhuǎn)速圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖，計(jì)算齒輪齒數(shù)。2） 動(dòng)力計(jì)算：選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)及轉(zhuǎn)速，確定各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速，對(duì)主要零件（如帶、齒輪、主軸、傳動(dòng)軸、軸承等）進(jìn)行計(jì)算（初算和驗(yàn)算）。3） 繪制下列圖紙： 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)圖（畫在說(shuō)明書上）。 主軸箱部件展開圖及主要剖面圖。 主軸零件圖。4） 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份。 設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師 年 月 日 目目錄一設(shè)計(jì)目的.1二普通車床主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)的擬定.11.已知條件；.12.車床參數(shù)和電動(dòng)機(jī)的選擇；.13.確定轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)；.14.車床的規(guī)格；.2三運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì).21. 擬定傳動(dòng)方案；.22. 確定結(jié)構(gòu)式；.23. 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)網(wǎng)；.34. 確定各軸轉(zhuǎn)速；.35.確定轉(zhuǎn)速圖；.46. 確定各變速組傳動(dòng)副齒輪齒數(shù)；.47. 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖；.6四動(dòng)力設(shè)計(jì).61. 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)；.62. 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)；.93. 軸的設(shè)計(jì)與校核；.144. 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核；.195. 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算；.226.軸承的選用及校核；.237.鍵的選用及校核；.25五軸承端蓋設(shè)計(jì).26六箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).261. 箱體材料.262. 箱體結(jié)構(gòu).26七潤(rùn)滑與密封.271. 潤(rùn)滑設(shè)計(jì).272. 潤(rùn)滑油的選擇.28八總結(jié). 29 參考文獻(xiàn)緒論主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是機(jī)床設(shè)計(jì)中非常重要的組成部分，本次設(shè)計(jì)主要從機(jī)床的級(jí)數(shù)入手，與結(jié)構(gòu)式，結(jié)構(gòu)網(wǎng)擬定，再到齒輪和軸的設(shè)計(jì)，再選擇主傳動(dòng)配合件對(duì)軸和齒輪及配合件進(jìn)行校核，將主傳動(dòng)方案“結(jié)構(gòu)化”，設(shè)計(jì)主軸變速箱裝配圖及零件圖，側(cè)重進(jìn)行傳動(dòng)軸組件、主軸組件、變速機(jī)構(gòu)、箱體、潤(rùn)滑、與密封、傳動(dòng)軸及滑移齒輪零件的設(shè)計(jì)，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。本次突出了機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，在保證機(jī)床的基本要求下，根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)的原則擬定結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)，對(duì)機(jī)床的機(jī)構(gòu)進(jìn)行精簡(jiǎn)，力求降低生產(chǎn)成本；主軸和齒輪設(shè)計(jì)在滿足強(qiáng)度要求的同時(shí)材料的選擇也應(yīng)采用折中的原則，不選擇過(guò)高強(qiáng)度的材料從而造成浪費(fèi)。一設(shè)計(jì)目的通過(guò)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在擬定傳動(dòng)和變速的結(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、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。二普通車床主動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)的擬定1.已知條件：最大加工直徑為D=250mm； 主軸最大轉(zhuǎn)速=1800r/min;最小轉(zhuǎn)速=355/min； 電動(dòng)機(jī)的功率P=3kW.2.車床參數(shù)和電動(dòng)機(jī)的選擇：此經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床根據(jù)任務(wù)書上提供的條件，電動(dòng)機(jī)的功率為3kW,選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y100L2-4，電動(dòng)機(jī)具體數(shù)據(jù)如下表所示：電動(dòng)機(jī)參數(shù)表電動(dòng)機(jī)信號(hào)額定功率滿載轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)同步轉(zhuǎn)速Y100L2-43kW1420r/min4級(jí)1500r/min3.確定轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：根據(jù)任務(wù)書提供的條件，可知傳動(dòng)公比=1.26.根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)由公式： 則有： Z=+1 轉(zhuǎn)速范圍=5由上述綜合可得 由此可知機(jī)床主軸共有8級(jí).因?yàn)?1.26=,，根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)查表標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首先找到最小極限轉(zhuǎn)速355，再每跳過(guò)3個(gè)數(shù)（1.26）取一個(gè)轉(zhuǎn)速，即可得到公比為1.26的數(shù)列:355、450、560、710、900、1120、1400、1800 r/min。4.車床的規(guī)格：根據(jù)以上的計(jì)算和設(shè)計(jì)任務(wù)書可得到本次設(shè)計(jì)車床的基本參數(shù)：車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)表最大加工直徑最高轉(zhuǎn)速()最低轉(zhuǎn)速()電機(jī)功率P（kW）公比轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z250180035531.268三運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)1. 擬定傳動(dòng)方案：擬定傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)型式的選擇以及開停、換向、制動(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)以及其組成、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)性等多方面統(tǒng)一考慮。2. 確定結(jié)構(gòu)式：由Z=8可得： 主變速傳動(dòng)系從電動(dòng)機(jī)到主軸，通常為降速傳動(dòng)，接近電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)轉(zhuǎn)速較高， 傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩較小，尺寸小一些，反之，靠近主軸的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，尺寸就較大。因此在擬定主變速傳動(dòng)系時(shí)，應(yīng)盡可能將傳動(dòng)副較多的變速組安排在前面，傳動(dòng)副數(shù)少的變速組放在后面，使主變速傳動(dòng)系中更多的傳動(dòng)件在高速范圍內(nèi)工作，尺寸小一些，以節(jié)省變速箱的造價(jià)，減小變速箱的外形尺寸；也就是滿足傳動(dòng)副前多后少的原則，因此確定傳動(dòng)方案為：8=222；由8=222傳動(dòng)式可得6種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為： 依據(jù)傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致的原則選擇方案為 ：；3. 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)網(wǎng)：傳動(dòng)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)時(shí)，為防止被動(dòng)齒輪的直徑過(guò)大而使進(jìn)徑向尺寸過(guò)大，常限制最小傳動(dòng)比，1/4，升速傳動(dòng)時(shí)，為防止產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)和噪音，常限制最大傳動(dòng)比，斜齒輪比較平穩(wěn)，可取，故變速組的最大變速范圍為/810。檢查變速組的變速范圍是否超過(guò)極限值時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。因?yàn)槠渌兯俳M的變速范圍都比最后擴(kuò)大組的小，只要最后擴(kuò)大組的變速范圍不超過(guò)極限值，其他變速組就不會(huì)超過(guò)極限值。依據(jù)中間軸變速范圍小的原則設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下所示：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖檢查傳動(dòng)組的變速范圍時(shí)，只檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組： 其中， ；最后一個(gè)擴(kuò)大組轉(zhuǎn)速符合要求，則其他變速組的變速范圍肯定也符合要求。4. 確定各軸轉(zhuǎn)速：(1).分配總降速變速比總降速變速比=355/1420=0.25。由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因而增加一定比變速副。(2).確定傳動(dòng)軸數(shù)變速軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比變速副數(shù) + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。(3).確定各軸轉(zhuǎn)速在五根軸中，除去電動(dòng)機(jī)軸，其余四軸按變速順序依次設(shè)為、（主軸）。與、與、與軸之間的變速組分別設(shè)為a、b、c?，F(xiàn)由（主軸）開始，確定、軸的轉(zhuǎn)速。已知各級(jí)轉(zhuǎn)速如下： 1800、1400、1120、900、710、560、450、355r/min。1)先來(lái)確定軸的轉(zhuǎn)速變速組c 的變速范圍為，故兩個(gè)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比是：、 結(jié)合結(jié)構(gòu)式，軸的轉(zhuǎn)速可能：450、560、710、900.2)確定軸的轉(zhuǎn)速變速組b的級(jí)比指數(shù)為2，希望中間軸轉(zhuǎn)速較小，因而為了避免升速，又不致變速比太小，可取, 軸的轉(zhuǎn)速確定為：710、900.3)定軸的轉(zhuǎn)速 對(duì)于軸，其級(jí)比指數(shù)為1,可取: =、=確定軸轉(zhuǎn)速為900；電動(dòng)機(jī)與軸的定變傳動(dòng)比5.確定轉(zhuǎn)速圖：6. 確定各變速組傳動(dòng)副齒輪齒數(shù)：確定齒輪齒數(shù)的原則和要求：(1)齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過(guò)大；齒輪的齒數(shù)和過(guò)大會(huì)加大兩軸之間的中心距，使機(jī)床結(jié)構(gòu)龐大，一般推薦100200.(2)最小齒輪的齒數(shù)要盡可能少；但同時(shí)要考慮：最小齒輪不產(chǎn)生根切，機(jī)床變速箱中標(biāo)準(zhǔn)直圓柱齒輪，一般最小齒數(shù)18；受結(jié)構(gòu)限制的最小齒輪最小齒數(shù)應(yīng)大于18,20；齒輪齒數(shù)應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動(dòng)比的要求：實(shí)際傳動(dòng)比（齒數(shù)之比）與理論傳動(dòng)比（轉(zhuǎn)速圖上要求的傳動(dòng)比）之間又誤差，但不能過(guò)大，確定齒輪數(shù)所造成的轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過(guò)10（-1）%即： 式中 主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速； 主軸的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速； 公比。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)比制造裝備設(shè)計(jì)表2-8中選取。一般在主傳動(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。根據(jù)表2-8(機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)主編關(guān)慧貞)查得 動(dòng)組a:由 ,=1 =1.26.時(shí)： 59、61、63、65、66、68、70、72、74、75時(shí)： 58、60、62、64、66、68、70、72、74、76可取72,于是可得軸齒輪齒數(shù)分別為：32、36。于是，；齒輪I軸齒數(shù)323672軸齒數(shù)4036 動(dòng)組b：由，=1 =1.58；時(shí)：65、67、70、72、73、75、77、78、80、82時(shí)：68、70、72、74、76、78、80、82、84、86可取 72，于是可得軸上雙聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為：28、36。于是，是，得軸上兩齒輪的齒數(shù)分別為：44、36。齒輪軸齒數(shù)283672軸齒數(shù)4436 動(dòng)組c:由,ci1=2.52 ci2 =1.26 ；時(shí)：78、80、81、84、85、87、88、91、92時(shí)： 75、77、79、81、82、83、84、86、88取 81，為降速傳動(dòng)，取軸齒輪齒數(shù)為23；為升速傳動(dòng)，取軸齒輪齒數(shù)為36。于是得,；齒輪數(shù)據(jù)如下表所示： 齒輪軸齒數(shù)234581軸齒數(shù)58367. 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖四動(dòng)力設(shè)計(jì)1. 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)： V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)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1420r/min,傳遞功率P=3kW,傳動(dòng)比i=1.26、兩班制，一天運(yùn)轉(zhuǎn)16小時(shí)，工作年數(shù)10年。(1)確定計(jì)算功率：由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-8工作情況系數(shù)查得=1.2。由機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8-21）得： =3.6KW P-電動(dòng)機(jī)額定功率， -工作情況系數(shù) 因此根據(jù)、由機(jī)械設(shè)計(jì) 圖8-11普通V帶輪選型圖選用A型。(2)確定帶輪的基準(zhǔn)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=75mm。查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-9、圖8-11和表8-7取主動(dòng)小帶輪基準(zhǔn)直徑=125mm。由機(jī)械設(shè)計(jì)公式(8-15a)得式： 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0.015。故200mm。由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-8取圓整為。(3)驗(yàn)算帶速度V，按機(jī)械設(shè)計(jì)式（8-13）驗(yàn)算帶的速度V=9.3m/s所以5m/sV30m/s，故帶速合適。(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)機(jī)械設(shè)計(jì)中心距公式（8-20）即：，取.(5) V帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度由機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8-22）計(jì)算帶輪的基準(zhǔn)長(zhǎng)度： 代入數(shù)據(jù)為： 由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-2，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，取整為=1430mm(6)確定實(shí)際中心距a按機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距 (7)驗(yàn)算小帶輪包角根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式（8-25） 故主動(dòng)輪上包角合適。(8)確定三角帶根數(shù)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式（8-26）得 查表機(jī)械設(shè)計(jì)表8-4 由和得。 查表機(jī)械設(shè)計(jì)表8-5由和n=1420r/min得 = 0.11kW。查表機(jī)械設(shè)計(jì)表8-5，；查表機(jī)械設(shè)計(jì)表8-2，長(zhǎng)度系數(shù) 取整即帶數(shù)Z=2 根。(9)計(jì)算預(yù)緊力查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-3，q=0.105kg/m由機(jī)械設(shè)計(jì)式（8-27） 其中：-帶的變速功率,3.6kw；v-帶速,9.3m/s； q-每米帶的質(zhì)量，0.105kg/m；取q=0.1kg/m；z-帶數(shù)??；z=2。 =158.74N （10）計(jì)算作用在軸上的壓軸力根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式（8-31） （11）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)，因?yàn)榍遥圆捎每装迨浇Y(jié)構(gòu)，查3機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表9-1可得出大帶輪結(jié)構(gòu)尺寸如下： 2. 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)：(1).確定模數(shù)： 1）-軸：按齒輪彎曲疲勞計(jì)算: 由式（10-7）試算模數(shù)，即 試選 由式（10-5）計(jì)算彎曲疲勞度用重合度系數(shù) 計(jì)算 由圖10-17查得齒形系數(shù) 由圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù) 由圖10-24c查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為 由圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4有式（10-14）得 因?yàn)榇簖X輪的大于小齒輪，所以取 試算模數(shù) 圓整為； 模數(shù)取和中較大值，故第一變數(shù)組齒輪模數(shù)因取m=2； 2) -軸：按齒輪彎曲疲勞計(jì)算： 由式（10-7）試算模數(shù)，即 試選 由式（10-5）計(jì)算彎曲疲勞度用重合度系數(shù) 計(jì)算 由圖10-17查得齒形系數(shù) 由圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù) 由圖10-24c查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為 由圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4有式（10-14）得 因?yàn)榇簖X輪的大于小齒輪，所以取 試算模數(shù) 由中心距A及齒數(shù)計(jì)算模數(shù)： 圓整為； 模數(shù)取和中較大值。故第一變數(shù)組齒輪模數(shù)因取m=2.0； 3)-軸： 按齒輪彎曲疲勞計(jì)算： 由式（10-7）試算模數(shù)，即 試選 由式（10-5）計(jì)算彎曲疲勞度用重合度系數(shù) 計(jì)算 由圖10-17查得齒形系數(shù) 由圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù) 由圖10-24c查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為 由圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4有式（10-14）得 因?yàn)榇簖X輪的大于小齒輪，所以取 試算模數(shù) 由以上計(jì)算可知：由中心距A及齒數(shù)計(jì)算模數(shù)： 圓整為；模數(shù)取和中較大值。故齒輪模數(shù)因取m=2；變速組-軸-軸-軸模數(shù)m224 2).確定齒寬： 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)使小齒輪齒寬比相齒合的另一齒輪寬一些。 3).確定齒輪參數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù)：從機(jī)械原理表5-1查得以下公式齒頂圓直徑 ； 齒根圓直徑；分度圓直徑 ；齒頂高 ；齒根高 ； 齒輪的具體值見下表：模數(shù)齒數(shù)齒寬分度圓直徑d齒頂圓直徑齒根圓直徑齒頂高齒根高2322064685922.54015808475362072766736157276672282056605122.54415889283362072766736157276674232092100824558152322402224515180 1881703620144152134 4).確定軸間中心距： d3. 軸的設(shè)計(jì)與校核：（1）確定主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：由轉(zhuǎn)速圖可知：主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速是低速第一個(gè)三分之一變速范圍的最高以轉(zhuǎn)速，即同理可得各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：軸計(jì)算轉(zhuǎn)速n(r/min)900710560450（2）確定各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速：傳動(dòng)組c中，23/58只需計(jì)算z =23的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為900r/min；45/36只需計(jì)算z =36的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為710r/min；傳動(dòng)組b計(jì)算z =32的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為900r/min；傳動(dòng)組a計(jì)算z =28的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為710r/min。（3）核算主軸轉(zhuǎn)速誤差:即主軸轉(zhuǎn)速合適。（4）各軸的功率：取各傳動(dòng)件效率如下：帶傳動(dòng)效率：軸承傳動(dòng)效率：齒輪傳動(dòng)效率：則有各傳動(dòng)軸傳遞功率計(jì)算如下：（5）計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：由機(jī)械原理可知轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式為： 以上計(jì)算數(shù)據(jù)總結(jié)如下：傳動(dòng)軸電機(jī)軸傳動(dòng)功率kw32.882.772.662.55傳遞轉(zhuǎn)矩20.1830.5637.2645.2954.13（6）傳動(dòng)軸的直徑估算：當(dāng)軸上有鍵槽時(shí)，d值應(yīng)相應(yīng)增大45%;當(dāng)軸為花鍵軸時(shí)，可將估算的d值減小7%為花鍵軸的小徑;空心軸時(shí)，d需乘以計(jì)算系數(shù)b，b值見機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表7-12。軸有鍵槽，軸和軸因?yàn)橐惭b滑移齒輪所以都采用花鍵軸,有鍵槽并且軸為空心軸.根據(jù)以上原則各軸的直徑取值： a.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算:1）選擇軸的材料由文獻(xiàn)1中的表11-1和表11-3選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度，。2）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 考慮有鍵槽和軸承，軸加大5%：,所以取d=20mmb. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算:1）選擇軸的材料由文獻(xiàn)1中的表11-1和表11-3選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度，。 2）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 考慮有鍵槽，軸加大5%：,所以取最小d=25mmc. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算:1）選擇軸的材料由文獻(xiàn)1中的表11-1和表11-3選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度，。2）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 有鍵槽和軸承，軸加大5%：,取d=30mm.根據(jù)以上計(jì)算各軸的直徑取值如下表示：軸軸軸軸最小軸徑值202530（7）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核計(jì)算： 1）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度：段：安裝圓錐滾子軸承， 段：安裝兩個(gè)個(gè)雙聯(lián)齒輪塊，同時(shí)利用軸肩定位軸承，由軸肩計(jì)算公式所以??；段：安裝圓錐滾子軸承， 2）軸的強(qiáng)度校核：軸的校核主要校核危險(xiǎn)截面已知軸齒輪6、齒輪8數(shù)據(jù)如下：求圓周力：；徑向力；軸承支反力：齒輪6對(duì)軸的支反力：齒輪8對(duì)軸的支反力：垂直面的彎矩：由以上計(jì)算可知危險(xiǎn)截面在軸的右端齒輪6處，跨距282mm；直徑為48mm段；軸承的支反力：水平面彎矩：合成彎矩：已知轉(zhuǎn)矩為：轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的剪力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取截面C處的當(dāng)量彎矩：校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度則有該軸強(qiáng)度滿足要求。同理可知，按照此方法校核其他傳動(dòng)軸，經(jīng)檢驗(yàn)，傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)均符合要求。轉(zhuǎn)矩圖4. 主軸設(shè)計(jì)計(jì)算及校核:主軸上的結(jié)構(gòu)尺寸雖然很多，但起決定作用的尺寸是：外徑D、孔徑d、懸伸量a和支撐跨距L。(1).主軸前后軸頸直徑的選擇：主軸的外徑尺寸，關(guān)鍵是主軸前軸頸直徑。一般按照機(jī)床類型、主軸傳遞的功率或最大加工直徑，參考表3-7選取。最大回轉(zhuǎn)直徑400mm車床，P=4KW查機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表3-7，前軸頸應(yīng),初選,后軸頸取。(2).主軸內(nèi)孔直徑的確定：很多機(jī)床的主軸是空心的，為了不過(guò)多的削主軸剛度，一般應(yīng)保證d/D 0.7。?。唤?jīng)計(jì)算選取內(nèi)孔直徑d=40mm。(3).主軸前端伸長(zhǎng)量a:減小主軸前端伸長(zhǎng)量對(duì)提高提高主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度、剛度、和抗震性有顯著效果，因此在主軸設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足結(jié)構(gòu)的前提下，應(yīng)最大限度的縮短主軸懸伸量a。根據(jù)結(jié)構(gòu),定懸伸長(zhǎng)度;取a=100mm。(4).支撐跨距L: 最佳跨距；取值合理跨距；取值。(5).主軸剛度校驗(yàn)：機(jī)床在切削加工過(guò)程中，主軸的負(fù)荷較重，而允許的變形由很小，因此決定主軸結(jié)構(gòu)尺寸的主要因素是它的變形大小。對(duì)于普通機(jī)床的主軸，一般只進(jìn)行剛度驗(yàn)算。通常能滿足剛度要求的主軸，也能滿足強(qiáng)度要求。只有重載荷的機(jī)床的主軸才進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。對(duì)于高速主軸，還要進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算，以免發(fā)生共振。 一彎曲變形為主的機(jī)床主軸(如車床、銑床)，需要進(jìn)行彎曲剛度驗(yàn)算，以扭轉(zhuǎn)變形為主的機(jī)床（如鉆床），需要進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剛度驗(yàn)算。當(dāng)前主軸組件剛度驗(yàn)算方法較多，沒能統(tǒng)一，還屬近似計(jì)算，剛度的允許值也未做規(guī)定?？紤]動(dòng)態(tài)因素的計(jì)算方法，如根據(jù)部產(chǎn)生切削顫動(dòng)條件來(lái)確定主軸組件剛度，計(jì)算較為復(fù)雜。現(xiàn)在仍多用靜態(tài)計(jì)算法，計(jì)算簡(jiǎn)單，也較適用。主軸彎曲剛度的驗(yàn)算；驗(yàn)算內(nèi)容有兩項(xiàng)：其一，驗(yàn)算主軸前支撐處的變形轉(zhuǎn)角，是否滿足軸承正常工作的要求；其二，驗(yàn)算主軸懸伸端處的變形位移y，是否滿足加工精度的要求。對(duì)于粗加工機(jī)床需要驗(yàn)算、y值；對(duì)于精加工或半精加工機(jī)床值需驗(yàn)算y值；對(duì)于可進(jìn)行粗加工由能進(jìn)行半精的機(jī)床（如臥式車床），需要驗(yàn)算值，同時(shí)還需要按不同加工條件驗(yàn)算y值。支撐主軸組件的剛度驗(yàn)算，可按兩支撐結(jié)構(gòu)近似計(jì)算。如前后支撐為緊支撐、中間支撐位松支撐，可舍棄中間支撐不計(jì)（因軸承間隙較大，主要起阻尼作用，對(duì)剛度影響較?。蝗羟爸兄挝痪o支撐、后支撐為松支撐時(shí)，可將前中支距當(dāng)做兩支撐的之距計(jì)算，中后支撐段主軸不計(jì)。機(jī)床粗加工時(shí)，主軸的變形最大，主軸前支撐處的轉(zhuǎn)角有可能超過(guò)允許值，故應(yīng)驗(yàn)算此處的轉(zhuǎn)角。因主軸中(后)支撐的變形一般較小，故可不必計(jì)算。主軸在某一平面內(nèi)的受力情況如圖：在近似計(jì)算中可不計(jì)軸承變形的影響，則該平面內(nèi)主軸前支撐處的轉(zhuǎn)角用下式計(jì)算；切削力的作用點(diǎn)到主軸前支承支承的距離S=a+W，對(duì)于普通車床，W=0.4H，（H是車床中心高，設(shè)H=200mm)。 則： 當(dāng)量切削力的計(jì)算： 主軸慣性矩式中：因?yàn)椋凰钥芍鬏S前支撐轉(zhuǎn)角滿足要求。5. 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算：片式摩擦離合器目前在機(jī)床中應(yīng)用廣泛，因?yàn)樗梢栽谶\(yùn)轉(zhuǎn)中接通或脫開，具有結(jié)合平穩(wěn)、沒有沖擊、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，部分零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，多用于機(jī)床主傳動(dòng)。(1) 摩擦片的徑向尺寸摩擦片的外徑尺寸受到輪廓空間的限制，且受制于軸徑d，而摩擦片的內(nèi)外徑又決定著內(nèi)外摩擦片的環(huán)形接觸面積的大小，直接影響離合器的結(jié)構(gòu)和性能。一般外摩擦片的外徑可取：d為軸的直徑，取d=25，所以25+5=30mm特性系數(shù)是外片內(nèi)徑與內(nèi)片外徑D2之比取=0.69，則內(nèi)摩擦片外徑(2) 按扭矩選擇摩擦片結(jié)合面的數(shù)目一般應(yīng)使選用和設(shè)計(jì)的離合器的額定靜扭矩和額定動(dòng)扭矩滿足工作要求，由于普通機(jī)床是在空載下啟動(dòng)反向的，故只需按離合器結(jié)合后的靜負(fù)載扭矩來(lái)計(jì)算。根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)有公式。即：式中 速度修正系數(shù)，由表10.7。 每小時(shí)結(jié)合數(shù)修正系數(shù)，干式取 1 ；濕式按表10.8選取。 摩擦面對(duì)數(shù)修正系數(shù)。 取Z=7故摩擦片總數(shù)為Z+1=8片，內(nèi)摩擦片為9片。用同樣的方法可以算出反轉(zhuǎn)摩擦片數(shù)：外摩擦片4片，內(nèi)摩擦片5片。(3)離合器的軸向拉緊力由得：查機(jī)床零件手冊(cè)，摩擦片的型號(hào)如下：內(nèi)片：Dp=72.85，查表?。篋=44mm，d=26mm b=3mm,B=9.7mm H=23.5mm,=0.5mm外片：Dp=72.85，查表?。篋=86mm，d=30mm b=2mm,B=20mm H=48mm,H1=42mm=0.5mm內(nèi)外片的最小間隙為：0.20.46.軸承的選用及校核： (1)各傳動(dòng)軸軸承選取的型號(hào)： 1)主軸 前支承： NN3018K 型 圓錐孔雙列圓柱滾子軸承:9014037；后支撐：352212 雙列圓錐滾子軸承:6011066；2)軸 帶輪處：308 深溝球軸承軸409023；軸與箱體處：305 GB276-89:256217；齒輪：7305C 角接觸軸承GB292-83:255215；3) 軸 前、后支承：7306E 圓錐滾子軸承GBT297-84 :307219； 4) 軸 前、后支承：7308E 圓錐滾子軸承GBT297-84 :409023；(2)各傳動(dòng)軸軸承的校核：假定：按兩班制工作，工作期限10年，每年按300天計(jì)，T=48000h。依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)軸承校核公式如下：軸軸承校核：已知選用軸承為：深溝球軸承 305 GB276-89:256217；基本額定動(dòng)載荷；由于該軸的轉(zhuǎn)速為定值710r/min；依據(jù)設(shè)計(jì)要求應(yīng)對(duì)軸末端軸承進(jìn)行校核。最小齒輪直徑；軸傳遞轉(zhuǎn)矩齒輪受到的切向力齒輪受到的軸向力齒輪受到的徑向力因此軸承當(dāng)量動(dòng)載荷因此該軸承符合要求，選取合適。同理可校核其他傳動(dòng)軸軸承，經(jīng)校核各軸軸承選取均合適。7.鍵的選用及校核：(1)軸上的鍵的選用和強(qiáng)度校核：軸與齒輪的聯(lián)接采用普通平鍵聯(lián)接，軸徑d=48mm；齒輪快厚度L=78.5mm；傳遞扭矩；選用A型平鍵，初選鍵型號(hào)為，。查機(jī)械設(shè)計(jì)表7-9得。由機(jī)械設(shè)計(jì)式（7-14）和式（7-15）得由上式計(jì)算可知擠壓強(qiáng)度滿足。由上式計(jì)算可知抗剪切強(qiáng)度滿足。(2)主軸上的鍵的選用和強(qiáng)度校核主軸與齒輪的聯(lián)接采用普通平鍵聯(lián)接，軸徑d=80mm；齒輪快厚度L=95mm；傳遞扭矩；選用A型平鍵，由于主軸空心所以選擇鍵，。查機(jī)械設(shè)計(jì)表7-9得。由機(jī)械設(shè)計(jì)式（7-14）和式（7-15）得由上式計(jì)算可知擠壓強(qiáng)度滿足。由上式計(jì)算可知抗剪切強(qiáng)度滿足。五軸承端蓋設(shè)計(jì)參照機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)減速器端蓋設(shè)計(jì)方案來(lái)設(shè)計(jì)主軸箱端蓋，材料采用HT150，依據(jù)軸承外徑確定各端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸，如圖所示：(依據(jù)該參數(shù)設(shè)計(jì)各軸承端蓋，詳見裝配圖紙圖案)六箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 、箱體材料箱體多采用鑄造方法獲得，也有用鋼板焊接而成。鑄造箱體常用材料為HT15-33,強(qiáng)度要求較高的箱體用HT20-40，只有熱變形要求小的情況下才采用合金鑄鐵，采用HT20-40。與床身做成一體的箱體材料應(yīng)根據(jù)床身或?qū)к壍囊蠖?。箱體要進(jìn)行時(shí)效處理。2 、箱體結(jié)構(gòu)1、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1） 根據(jù)齒輪傳動(dòng)的中心距、齒頂圓直徑、齒寬 等幾何尺寸，確定減速器的箱體的內(nèi)部大小。由中心距確定箱體的長(zhǎng)度，由齒頂圓直徑確定箱體的高度。由齒寬來(lái)確定箱體的寬度。（2） 依據(jù)鑄造（或焊接）箱體的結(jié)構(gòu)尺寸、工藝要求，確定箱體的結(jié)構(gòu)尺寸，繪制箱體。如箱蓋，箱座及螺栓的尺寸。（3） 根據(jù)齒輪的轉(zhuǎn)速確定軸承潤(rùn)滑的方法與裝置，選擇軸承端蓋的類型。（4） 附件設(shè)計(jì)與選擇。同時(shí)，可以進(jìn)行軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇軸承。 箱體的尺寸名稱符號(hào)尺寸關(guān)系箱座壁厚15主軸左側(cè)凸緣厚73箱座凸緣厚32主軸右側(cè)凸緣厚37外箱壁至軸承端面距離齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離18齒輪端面與內(nèi)箱壁距離102、鑄造工藝性要求 為了便于鑄造以及防止鑄件冷卻時(shí)產(chǎn)生縮孔或裂紋，箱體的結(jié)構(gòu)應(yīng)有良好的鑄造工藝性。3、加工工藝性對(duì)結(jié)構(gòu)的要求 由于生產(chǎn)批量和加工方法不同，對(duì)零件結(jié)構(gòu)有不同要求，因此設(shè)計(jì)時(shí)要充分注意加工工藝對(duì)結(jié)構(gòu)的要求。4、裝配工藝對(duì)結(jié)構(gòu)的要求 為了更快更省力地裝配機(jī)器，必須充分注意裝配工藝對(duì)接否設(shè)計(jì)的要求。七潤(rùn)滑與密封1、潤(rùn)滑設(shè)計(jì) (1)