數(shù)控車床主傳動機構(gòu)設(shè)計說明

1、0引言這次畢業(yè)設(shè)計中，我所從事設(shè)計的課題是經(jīng)濟型數(shù)控車床主傳動機構(gòu)設(shè)計。此類 數(shù)控車床屬于經(jīng)濟型中檔精度機床，這類機床的傳動要求采用手動與電控雙操縱方 式，在一定圍實現(xiàn)電控變速。總體的設(shè)計方案就是對傳動方案進行比較， 繪出轉(zhuǎn)速圖， 對箱體及部結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，包括軸和齒輪的設(shè)計、校核等。為什么要設(shè)計此類數(shù)控車床呢？因為隨著我國國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國制造業(yè)領(lǐng)域涌現(xiàn)出了許多私營企業(yè)，這些企業(yè)的規(guī)模普遍不大，沒有太多的資本。一些全功 能數(shù)控系統(tǒng)，其功能雖然豐富，但成本高，對于這些中小型企業(yè)來說購置困難，但是 中小型企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn)，希望對原有機床進行改造，進行數(shù)控化、自動化，以提高 生產(chǎn)效率。我國機床

2、工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀是機床擁有量大、 工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，突出的任務(wù) 就是用較少的資金迅速改變機械工業(yè)落后的生產(chǎn)面貌，使之盡可能提高自動化程度， 保證加工質(zhì)量，減輕勞動強度，提高經(jīng)濟效益。我國是擁有300多萬臺機床的國家，而這些機床又大量是多年累積生產(chǎn)的通用機床，自動化程度低，要想在近幾年用自動和精密設(shè)備更新現(xiàn)有機床，不論是資金還是我國機床廠的能力都是辦不到的。因此， 普通機床的數(shù)控改造，大有可為。它適合我國的經(jīng)濟水平、教育水平和生產(chǎn)水平，已 成為我國設(shè)備技術(shù)改造主要方法之一。 目前，我國經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展迅速， 研制了 幾十種簡易數(shù)控系統(tǒng)，有力地促進了我國數(shù)控事業(yè)的發(fā)展。經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng)就是 結(jié)合現(xiàn)

3、實的生產(chǎn)實際，我國的國情，在滿足系統(tǒng)基本功能的前提下， 盡可能地降低價 格。經(jīng)濟型數(shù)控車床有許多優(yōu)點。1）其降格便宜，且性能價格比適中，與進口標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)控車床相比，前者只需一萬元左右，后者則需十萬甚至幾十萬元。因此，它特別適合于改造在設(shè)備中占有較大比重的普通車床， 適合在生產(chǎn)第一線大面積推廣。 從提高資本效率出發(fā)， 改造閑置設(shè)備， 能發(fā)揮機床的原有功能和改造后的新增功能， 提高機 床的使用價值。 2）適用于多品種、中小批量產(chǎn)品的適應(yīng)性強。在普通車床上加工的 產(chǎn)品，大都可在經(jīng)濟型數(shù)控車床上進行。加工不同零件，只要改變加工程序，很快適 應(yīng)和達(dá)到批量生產(chǎn)的要求。 3）相對于普通車床，經(jīng)濟型數(shù)控車床能提

4、高產(chǎn)品質(zhì)量， 降低廢品損失。數(shù)控有較高的加工精度，加工出的產(chǎn)品尺寸一致性好，合格率高。4）采用數(shù)控車床，能解決復(fù)雜的加工精度，還能節(jié)約大量工裝費用，降低生產(chǎn)成本。5）采用此類車床， 還能減輕工人勞動強度將工人從緊、 繁重的體力勞動中解脫出來。 6） 可以提高工人素質(zhì)， 促進技術(shù)進步。 數(shù)控系統(tǒng)的出現(xiàn)擴大了工人的視野， 帶動了學(xué)習(xí) 微電子技術(shù)的熱潮，為工人由“體力型”向“智力型”過渡創(chuàng)造了條件，促進了工廠 的技術(shù)進步。 7）增強了企業(yè)應(yīng)變能力，為提高企業(yè)競爭能力創(chuàng)造了條件。企業(yè)應(yīng)用 經(jīng)濟型數(shù)控設(shè)備對設(shè)備進行改造后， 提高了加工精度和批量生產(chǎn)的能力， 同時又保持 “萬能加工”和“專用高效”這兩種屬

5、性，提高設(shè)備自身對產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的應(yīng) 變能力，增強企業(yè)的競爭能力。本設(shè)計中的數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)的特點就是主電機采用雙速電機， 這樣可以簡化 箱體的結(jié)構(gòu)。 操縱方式并非是完全數(shù)控， 而是采用采用手動與電控雙操縱方式， 在一 定圍實現(xiàn)電控變速。本設(shè)計就是對在我國應(yīng)用非常廣泛的 C6型數(shù)控車床進行的改造， 具有廣泛的適應(yīng)性。C6型車床是一種加工效率高，操作性能好，社會擁有量大的普 通車床。實踐證明，把這種車床改造為數(shù)控車床，已經(jīng)收到了良好的經(jīng)濟效益。總體的設(shè)計方案就是對傳動方案進行比較， 繪出轉(zhuǎn)速圖， 對箱體及部結(jié)構(gòu)進行設(shè) 計，包括軸和齒輪的設(shè)計、校核等。設(shè)計時一要注意設(shè)計的科學(xué)性和條理性，另一

6、點 就是要注意和實際的結(jié)合。 設(shè)計的依據(jù)主要是以經(jīng)驗或類比為基礎(chǔ)的傳統(tǒng) （ 經(jīng)驗） 設(shè)計 方法。作為一名尚未畢業(yè)的大學(xué)生，經(jīng)驗自然是我們所欠缺的，所以除了老師的指導(dǎo), 最主要的就是借鑒書上的設(shè)計方法。 書上雖然不會有完全相同的示例，但一些其他類 型的主軸箱設(shè)計方法在這個課題上同樣適用， 適用也只是大體上的適用，具體到一些 細(xì)節(jié)的設(shè)計就需我們自己查設(shè)計手冊了。 比如說其中涉及到電磁離合器的設(shè)計就需自 己解決。雖然我們很缺乏設(shè)計的經(jīng)驗，但還應(yīng)處處從實際出發(fā)。從大處講，聯(lián)系實際 是指在進行機床工藝可能性的分析、 參數(shù)擬定和方案確定中，既要了解當(dāng)今的先進生 產(chǎn)水平和可能趨勢，更應(yīng)了解我國實際生產(chǎn)水平，

7、使設(shè)計的機床、機器在四化建設(shè)中 發(fā)揮最佳的效益。從小處講，指對設(shè)計的機床零部件的制造、裝配和維修要進行認(rèn)真 的、切實的考慮和分析，對推薦的設(shè)計數(shù)據(jù)和資料要結(jié)合實際情況進行取舍。通過設(shè) 計實踐，了解和掌握結(jié)合實際、綜合思考的設(shè)計方法。1 總體設(shè)計方案擬定11 擬定主運動參數(shù) （ nmax、 nmin 、Z）機床設(shè)計的初始，首先需要確定有關(guān)參數(shù)，它們是傳動設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)， 影響到產(chǎn)品是否能滿足所需要的功能要求。 根據(jù)擬定的參數(shù)、 規(guī)格和其他特點， 了解 典型工藝的切削用量，了解極限轉(zhuǎn)速 nmax、min和級數(shù)Z、主傳動電機功率N。 1 2 運動設(shè)計根據(jù)擬定的參數(shù)，通過結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖的分析，

8、確定傳動結(jié)構(gòu)方案和傳動系統(tǒng)圖。 傳動方案有多種， 傳動型式更是式樣眾多， 比如：傳動型式上有集中傳動的主軸變速 箱。分離傳動的主軸箱與變速箱； 擴大變速圍可以用增加傳動組數(shù)， 也可用背輪機構(gòu)、 分支傳動等型式；變速型式上既可用多速電機，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒 輪等。然后計算各傳動比及齒輪的齒數(shù)。1 3 動力計算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計估算齒輪模數(shù)m和軸頸d,選擇和計算離合器。將各傳動件及其它零件在展開圖和剖面圖上做初步的安排、布置和設(shè)計。1 4 軸和齒輪的驗算在結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，對一根傳動軸和齒輪的剛度、強度進行校核。1 5 主軸變速箱裝配設(shè)計主軸變速箱裝配圖是以結(jié)構(gòu)草圖為“底稿”，進行設(shè)計和

9、繪制的。圖上各零部件要表達(dá)清楚，并標(biāo)明尺寸和配合2參數(shù)擬定2.1 車床主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)此經(jīng)濟型數(shù)控車床是由C6140普通車床改裝而來，根據(jù)任務(wù)書上提供的條件：此數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速可分高低兩檔，共有12級轉(zhuǎn)速：其中高低兩檔各有6級轉(zhuǎn)速，低速檔時 nmax=340/, nmin =45r/min;高速檔時 nmax=1800 r/min，nmin =235 r/min ;此車床床身上最大回轉(zhuǎn)直徑為 400mm主軸端部型式為C6;主軸通孔直徑為 65 mm 主軸孔錐度為公制 70；采用雙速電機：其中 電機的轉(zhuǎn)速和功率分別為 1000/1500 r/min ，4/5.5KW。2.2 各級轉(zhuǎn)

10、速的確定此處省略NNNNNNNNNNNN。如需要完整說明書和 CAD圖紙等請聯(lián)系 扣扣：二五一一三三四零八另提供全套機械畢業(yè)設(shè)計下載！該齒輪為中模數(shù)齒輪，控制側(cè)隙的指標(biāo)宜采用公法線平均長度極限偏差EwsEwi，按換算式12-20、式12-21、式12-22得EwmsEss cos n 0.72Fr sin n 66 cos20 0.72 36 sin 2070.9 m EwsiEsi cos n 0.72Fr sin n132 cos200.72 36 sin20115.2 m 回齒輪工作圖下圖為本例齒輪零件圖法向模數(shù)m3.5z66齒形角a20齒頂咼糸數(shù)ha*T徑冋變化糸數(shù) 跨齒數(shù)k8跨K齒公

11、法線 平均長度偏差wk -0.07180.724 -0.115精度等級6GKGB10095-88齒輪副中心距 及其極限偏差a fa145.5 0.020配對齒輪圖號 齒數(shù)13817公差組檢驗項目代號公差值IFw0.025Fr0.036Fp0.045f f0.009士f pt0.011士 f pb0.010FB0.009其余未注倒角4.2 電磁離合器的選擇和使用隨著機床設(shè)備向自動化趨勢發(fā)展，電磁離合器和制動器的應(yīng)用越來越廣泛，本設(shè) 計為經(jīng)濟型數(shù)控車床，采用手動和電動相結(jié)合的方式，其中的電控就是用電磁離合器 來實現(xiàn)的，電磁離合器是自動化控制的主要元件之一，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、易于實現(xiàn)遠(yuǎn)距 離操縱和自動

12、控制等特點，同時能滿足簡化機床結(jié)構(gòu)，提高齒輪箱的傳動剛度和加工 精度，實現(xiàn)機床高響應(yīng)性、高頻率動作等方面的要求。我設(shè)計的主軸箱采用了 3個電磁離合器，大大簡化了主軸箱結(jié)構(gòu)。離合器的類型 很多，有通電工作的，也有失電工作的。按其傳遞扭矩形式可分為摩擦式離合器、牙 嵌式離合器，磁粉式離合器以及轉(zhuǎn)差式離合器；按其工作條件可分為濕式離合器和干 式離合器；按其電流饋入的方式可分為有滑環(huán)離合器和無滑環(huán)離合器。選擇離合器的型號規(guī)格之前，必須充分了解各種離合器的動作特性及其優(yōu)缺點。在選擇離合器過程中最重要的因素是扭矩， 扭矩表示所傳遞的動力，假如摩擦片數(shù)一定，則所傳遞扭矩大小和離合器有效半徑相對應(yīng)。但在實際上

13、，速度、溫度、摩擦片的磨損情況，污染情況都影響工作扭矩。在設(shè)計過程中，計算扭矩是工作載荷的慣性和運動載荷的慣性之和，用T表示計2算扭矩可用下式求出：T W )NS更RSkgm308(t tm) g(t tm)式中Wr -旋轉(zhuǎn)組件的重量K旋轉(zhuǎn)組件的回轉(zhuǎn)半徑N-回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速S-工作安全系數(shù)Wl-直線運動組件的重量V-線性速度R-變旋轉(zhuǎn)運動為直線運動皮帶輪的半徑g-9.8t機器啟動所需時間tm電磁離合器吸合時間7但在實際工作中，很多設(shè)備的精確載荷難以計算。一般是根據(jù)輸入動力確定所需扭矩975PSkg.mN式中P-輸入功率S-工作安全系數(shù)N-輸入轉(zhuǎn)數(shù)從上式中看出，對扭矩影響最大的是安裝離合器軸的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)。

14、因此。一定動力下，較高的轉(zhuǎn)數(shù)對應(yīng)低的扭矩，因此，在設(shè)計中盡可能將離合器裝在傳動鏈中轉(zhuǎn) 速較高的位置，這通常要求離合器和電機同軸。本設(shè)計中的主軸箱采用的是油潤滑，所以選用的電磁式離合器是濕式的。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系，而且I軸的扭矩小于U軸的扭矩，分析后，選擇在I 軸上的兩個離合器均為DLM5系列離合器，其型號為DLM5-10 U軸上的扭矩大于I 軸，其型號可選為DLM5-255軸的設(shè)計和驗算5.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計機床傳動軸，廣泛采用滾動軸承作支承。軸上要安裝齒輪、離合器和制動器等。 傳動軸應(yīng)保證這些傳動件或機構(gòu)能正常工作。傳動軸應(yīng)有足夠的強度、剛度。如撓度和傾角過大，將使齒輪嚙合不良，軸承工 作

15、條件惡化，使振動、噪聲、空載功率、磨損和發(fā)熱增大。兩軸中心距誤差和軸心線間的平行度等裝配及加工誤差也會引起上述問題所以，在設(shè)計軸時要充分考慮軸的強度剛度等因素。 在選擇材料和估算直徑都要 滿足條件，估算完以后還要對軸的強度和剛度進行校核。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是使軸的各部分具有合理的結(jié)構(gòu)和尺寸。 影響軸的結(jié)構(gòu)的因素很多， 因此軸的結(jié)構(gòu)沒有標(biāo)準(zhǔn)形式。 設(shè)計時， 必須針對軸的 具體情況作具體分析，全面考慮解決。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要要：裝在軸上的零件有確定的位置。且布置合理。 軸受力合理，能可靠地傳遞力和轉(zhuǎn)矩，有利于提高強度和剛度。 具有良好的工藝性。便于安裝和調(diào)整。節(jié)省材料，減輕質(zhì)量。I軸（輸入軸）的設(shè)計

16、I軸的特點：1 將運動傳入變速箱的齒輪，一般都安裝在軸端，軸變形較大，結(jié) 構(gòu)上應(yīng)注意加強軸的剛度或使軸不受帶的拉力 （帶輪卸荷）；2 .若I軸上安裝正反向 的離合器，由于組成離合器的零件很多，在箱裝配很不方便，一般都希望在箱外將I 軸組裝好后在整體裝入箱（最好連皮帶輪也組裝在上面） 。卸荷裝置:帶輪將動力傳到I軸有兩類方式：一類是帶輪直接裝在I軸上。除了 傳遞扭矩外，帶的拉力也作用在軸上。另一類是帶輪裝在軸承上，軸承裝在套筒（法 蘭盤）上，傳給軸的只是扭矩，徑向力由固定在箱體上的套筒承受。這種結(jié)構(gòu)稱為卸 荷裝置5.2 軸的強度校核(以I軸為例)由市機床廠1997-10-01發(fā)布的臥式車床企業(yè)標(biāo)

17、準(zhǔn)表 9知主軸轉(zhuǎn)速為103r/min時,扭矩為468N.m,這時I軸的轉(zhuǎn)速為1000 0.534 534r/min5.2.1 選擇軸的材料由于這個車頭箱傳動的功率不大，分別為 4和5.5KW對其重量和尺寸也無特殊 要求，故此輸入軸采用45鋼。5.2.2 初估軸徑按扭矩初估軸的直徑，查表 10-2(見參考書2)得C=106-117,考慮到安裝帶輪 的軸段僅受扭矩作用，取C=106則dmin逛低療嘶亦25.2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(1) 各軸段直徑的確定初估直徑后就可按照軸上零件的安裝順序，從宀“山處開始逐段確定直徑。考慮到軸段1上安裝帶輪，上面將安裝有軸承為了符合軸承徑系列， 即軸段的直徑應(yīng)與軸承型號的

18、選擇同時進行，取軸承代號為6306的深溝球軸承，其孔直徑為30，同理可取其他各段軸的徑；(2) 各軸長度的選擇軸段一處上要安裝有帶輪、軸承、密封圈等，根據(jù)這些 部件的尺寸，可以得出各段軸段的長度。各個軸段尺寸的確定主要是根據(jù)軸上零件的 轂長或軸上零件配合部分的長度確定。而另一些軸段的長度除與軸上零件有關(guān)外，還 與箱體及軸承蓋等零件有關(guān)。通常從齒輪端面開始，為避免轉(zhuǎn)動零件與不動零件干涉， 取齒輪端面與箱體壁的距離H=15mn考慮箱體的鑄造誤差，軸承端面應(yīng)距箱體壁一段距離，取5mm，考慮上下軸承座的聯(lián)接，取軸襯座寬度為 45mm(3) 軸上倒角及圓角為了保證軸承圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手

19、冊推薦，取軸肩圓角半徑為1mm為方便加工，其他軸肩圓角半徑均取為 1mm根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T6403.4，軸的左右端倒角均為1 45。上述確定尺寸和結(jié)構(gòu)的過程，與畫草圖同時進行，結(jié)構(gòu)設(shè)計草圖(見下圖-a)a5.2.4軸的受力分析Ft Ir468 22039 N3 m 51FrFttg20742.2(1)畫軸的受力簡圖(見上圖-b)，因為齒輪為直齒圓柱齒輪，所以,齒輪上不存在 軸向力。(2)計算支承反力在水平面上FrihFrL2 L372.07 1000296.5243.06NF R2H F rFr1H742.2N243.06499.14N在垂直面上Friv Fr2vFt/2 2039/2 1019

20、.5N畫彎矩圖(見上圖-c d e )在水平面上,a-a剖面左側(cè)M aHFR1HL2 243.06 199.4 48466 N.mma-a剖面右側(cè)M aH Fr2h L3 499.14 97.148466 N .mm在垂直面上M aV M Av Fr2V L3 97.1 1019.598993.45N.mm合成彎矩a剖面左側(cè)和右側(cè)的彎矩相同Ma Ma . M 2aH M 抵 ，48466? 98993.432110220.54N.mm畫彎矩圖(見上圖-f)轉(zhuǎn)矩 T= Ft d/2468/3156000N.mm(5)判斷危險截面顯然，a-a面處無論是彎矩還是扭矩都為最大，a-a面為危險截面(6)

21、軸的彎扭合成強度校核由表10-1查得1 b 55MPa，0 b 100MPa在a-a截面左側(cè)in, c 3 bt(d t)0.1“312 5 (405)32W 0.1d3403mm326.63MPad2 40合適。(7)軸的疲勞強度安全系數(shù)校核由表10-1查得B 650MPa，1300 MPa1155MPa.0.27?0.1在a-a截面左側(cè)W0. 2 d3bt(d t)20.212 564000 -(40 5)212093mm3 2d240由附表10-1查得K1 K163 ;由附表10-4查得絕對尺寸系數(shù)0.810.76 ;軸經(jīng)磨削加工，由附表10-5查得表面質(zhì)量系數(shù)j。則110220彎曲應(yīng)力

22、 b M /W 9.11MPa12093應(yīng)力幅a b 9.11MPa平均應(yīng)力m 0切應(yīng)力T 156000WT1209312.90MPa丄 12.902 26.45MPa安全系數(shù)26.67S16.45KmS S S 29.66S S查表10-6得許用安全系數(shù)s 35，顯然s s，故，a-a截面安全,即整個軸都是安全的，其彎扭合成強度和疲勞強度均是足夠的5.3 軸的剛度校核（以I軸為例）軸受載后要發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，如果變形過大，會影響軸上零件正常工作。傳動軸除應(yīng)滿足強度要求外，還應(yīng)滿足剛度要求。強度要求保證軸在反復(fù)載荷和 扭荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機床主傳動系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。剛

23、 度要求保證軸在（彎曲、軸向、扭轉(zhuǎn)）不致產(chǎn)生過大的變形（彎曲、失穩(wěn)、轉(zhuǎn)角）。如果剛度不足，軸上的零件如齒輪、軸承等將由于軸的變形過大而不能正常工作，或者產(chǎn)生振動和噪聲、發(fā)熱、過早磨損而失效。因此，必須保證傳動軸有足夠的剛度。 通常，先按扭轉(zhuǎn)剛度估算軸的直徑，畫出草圖之后，再根據(jù)受力情況、結(jié)構(gòu)布置和有 關(guān)尺寸，驗算彎曲剛度。I軸的直徑按扭轉(zhuǎn)剛度估算，上文已完成，估算出的直徑為40mm.車床傳動軸的彎曲剛度驗算，主要驗算軸上裝齒輪和軸承處的撓度y和傾角B。各類軸的撓度y和傾角B，應(yīng)小于彎曲剛度的許用值丫和9 值，即：y Y ; 9 9 值，即：軸的彎曲變形的允許值：安裝齒輪的軸允許的撓度為（0.0

24、10.03 ） m計算軸本身彎曲變形產(chǎn)生的撓度 y和傾角9時，一般常將軸簡化為集中載荷下的簡支梁,當(dāng)軸的直徑相差不大且計算精度要求不高時,可把軸看作等徑軸，采用平均直徑（d來計算。計算公式為：圓軸：平均直徑 d!dii64慣性矩 II軸為圓軸，其平均直徑d1dii30405040 mm3慣性矩d1464440125664mm464帶輪-軸承齒輪計算撓度:xPZb=199.497.1 二x1=296.5c=40.5a 段:yx 旦V b26EIlX2) 61160101799164 (296-52 199422、 1X )其中P-力載荷(N)截面慣性矩M-彎矩載荷9 -傾角y撓度X-所求之點距離

25、E-軸材料的彈性模量，鋼材E=2Pa(l xb.26EIlb 段:yxl2 (l x)2107MPaa21c 段:yxb(x 1)Pab(2a6EIl1)1由圖分析得,a段撓度yx叫26EIlb22、1560x )199.47(296.52 199.426 2 10125664x的值為0和97.1之間由求導(dǎo)得X的值為97.1時,撓度最大,其撓度值為0.0025081,而軸的撓度的允許值為(0.010.03)m,其中m為齒輪模數(shù),所以,y=0.03 0.09mm可知a段撓度yb段撓度甘12 (l X)2 a2(296.5 x)297.121560(296.5 X)296.526 2 101256

26、64對式子求導(dǎo)，得到撓度為最大時求得其撓度值也y再由公式計算得到幾個受力端點處的撓度,由計算可得同樣y所以,撓度符合要求傾角的校核由分析可知，最大傾角出現(xiàn)在左支承點處Pab(l a) 1560 97.1 199.4 (296.5 97.1)“ “ 6 =其傾角為72.66 10 6弧度6EIl6 2 107 125664 296.5左支承處裝有深溝球軸承,其許用傾角為9 =0.0025rad可得最大傾角 許用傾角9 所以軸的剛度符合要求.6主軸變速箱的裝配設(shè)計箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計：設(shè)計主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動件（傳動軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動器等）。6.1 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點主軸變速箱是機床

27、的主要部件。設(shè)計時除考慮一般機械傳動的有關(guān)要求外，著重 考慮以下幾個方面的問題：（1）精度：車床主軸部件要求比較高的精度。如：主軸的徑向跳動v0.01mm主軸的軸向竄動v 0.01mm剛度和抗振性：綜合剛度（主軸與刀架之間的作用力與相對變形之比）：j綜合 3400D N/mm;其中D為最大回轉(zhuǎn)直徑mm(3) 傳動效率的要求：等級1 效率0.85等級2 效率0.8等級3 效率為0.75(4) 主軸前軸承處溫度和溫升應(yīng)控制在一定圍，噪音也應(yīng)控制在一定圍之：等級1 dB 78等級2 dB 80等級3 dB 83結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單、緊湊，加工和裝配工藝性好，便于維修和調(diào)整。操作方便，安全可靠。遵循標(biāo)準(zhǔn)化

28、和通用化的原則。6.2 設(shè)計的方法(以軸的布置為例)主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計由于是整個機床設(shè)計的重點。由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)計中不可避免要經(jīng)過反復(fù)思考和多次修改。在畫正式圖之前，最好能先畫草圖。目的是：布置傳動件及選擇結(jié)構(gòu)方案。檢驗傳動設(shè)計的結(jié)果中有無相互干涉，碰撞或其它不合理的情況，以便及時改正。確定傳動軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對位置，以確定各軸的受力點和受力方向，為軸和軸承的驗算提供必要的數(shù)據(jù)。為達(dá)到上述目的，草圖的主要輪廓尺寸和零件之間的相對位置尺寸一定要畫得準(zhǔn)確，細(xì)部結(jié)構(gòu)可不必畫出。各部分結(jié)構(gòu)經(jīng)過反復(fù)推敲修改， 經(jīng)過必要得驗算，確定了結(jié)構(gòu)方案以后，才能開 始畫正式裝配圖展開圖和橫

29、截面圖應(yīng)該盡量交叉進行，這樣容易及時發(fā)現(xiàn)問題。傳動軸設(shè)計特點: 機床的傳動軸，廣泛采用滾動軸承作支承。軸上要安排齒輪，離合器和制 動器等。傳動軸應(yīng)保證這些傳動件或機構(gòu)能正常工作。首先傳動軸應(yīng)有足夠的強度、剛度。如撓度和傾角過大，將使齒輪嚙合不良，軸 承工作條件惡化，使振動、噪聲、空載功率、磨損和發(fā)熱增大。兩軸中心距誤差和軸心線間的平行度等裝配及加工誤差也會引起上述問題。 軸的結(jié)構(gòu)傳動軸可以是光軸也可以是花鍵軸。軸的空間布置軸系布置的一般程序是： 先確定主軸在變速箱中的位置， 在確定傳動軸的軸以及 與主軸上的齒輪有嚙合的關(guān)系的軸，第三步確定電動機軸或運動輸入軸（ 1 軸）的位 置，最后確定其他各

30、傳動軸的位置。車床主軸（圖 6-20 ）1、垂直方向（高度）H=1/2D-由車床主參數(shù) D決定。2 水平方向a b主軸中心在尾架導(dǎo)軌中間，也有稍偏向前導(dǎo)軌的，也有偏向后導(dǎo)軌的，為 降低床身導(dǎo)軌的變形， 切削力的方向盡可能在前、 后導(dǎo)軌之間，主軸中心越往后越好； 但從便于裝卸工件、 減輕勞動強度的角度講， 主軸中心越往前越好。 一般中型車床取 尾架導(dǎo)軌中央或稍偏后， 這樣，既便于操作， 又可使切削力均勻地作用于刀架地兩導(dǎo) 軌面上。傳動主軸的軸由于切削力P切和轉(zhuǎn)動力P齒的作用，主軸及其軸承將產(chǎn)生變形。從實驗的結(jié)果分析，中型車床主軸部件的變形及其組成比為： 主軸本身變形約占 45至65%主軸軸軸承的

31、變形約占30至45%軸承的支承件(箱體)變形很少。因 此，可以認(rèn)為主軸部件的剛度主要取決于主軸及其軸承。然而，主軸傳動齒輪與其嚙合的齒輪之間不同的位置，將致使主軸及其主軸軸承承受力有著很大上午變化。 通過 分析兩種極限情況，就可以了解一般情況下的主軸部件受力和變形方法，以選擇和確定合適的主軸上齒輪傳動力的位置和方向。I軸(輸入軸)的位置 1.1軸上往往裝有摩擦離合器等機構(gòu)，這些部件的位置 安排應(yīng)便于調(diào)裝。2.摩擦離合器或摩擦式制動器，需要考慮便于冷卻與潤滑，離主 軸部件要遠(yuǎn)一些，以減少由于摩擦發(fā)熱對主軸部件熱變形的影響。3.I軸的端部常裝有皮帶輪，而主軸尾端外伸，有可能裝自動卡盤的操縱氣缸或油

32、缸， 布置I軸位置 時，必須保證兩者不會相碰，I軸上帶輪外緣不能高出箱體，以免影響外觀。綜述以上各點，車床上I軸一般多安排在變速箱后壁靠近箱蓋處。中間各傳動軸的位置：主軸和I軸位置既定，中間各傳動軸位置即可按傳動順序進行安排，應(yīng)考慮滿足以下要求：(1) 裝有離合器的軸：要便于裝調(diào)、維修和潤滑。(2) 裝有制動裝置的軸：要便于裝調(diào)、維修，該軸應(yīng)布置在靠近箱蓋或箱壁處， 同時還應(yīng)考慮與起、停裝置的互鎖。(3) 裝有潤滑油泵的軸：要有足夠的空間安裝潤滑油泵，其高度要便于油泵吸油 和排油，并便于裝卸和調(diào)整油泵，裝有濺油輪或濺油齒輪的軸應(yīng)注意圓周速度和浸入 油面的深度。(4) 與相關(guān)部件有聯(lián)系的軸：車床

33、主運動與進給運動間的在聯(lián)系是通過變速箱的進給運動輸出軸聯(lián)系，它應(yīng)布置在主軸前下方靠近進給箱處。(5) 其他：使箱體截面尺寸緊湊、比例協(xié)調(diào)，各操縱機構(gòu)安排得當(dāng)?shù)鹊取?結(jié)論通過本次畢業(yè)設(shè)計，完成了對經(jīng)濟型數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)的設(shè)計， 這類主傳動系 統(tǒng)是應(yīng)用于經(jīng)濟型中檔精度數(shù)控車床的。這類車床共有 12級轉(zhuǎn)速，分高低兩檔，高 低兩檔的切換是通過手柄來實現(xiàn)的， 而在同一檔的6級轉(zhuǎn)速，是通過電磁離合器來實 現(xiàn)的電動控制。此類數(shù)控車床既不同于一般的數(shù)控車床，也不同于普通車床，是兩者的結(jié)合。這類 數(shù)控車床比一般的全功能數(shù)控機床便宜， 能節(jié)約成本，其性能價格比適中。相對于普 通車床，用此類主傳動裝置，其加工的精

34、度更高，能提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品損失。 因為此傳動系統(tǒng)部分采用電控，還能減輕工人的勞動強度。所以，此類主傳動設(shè)計適 應(yīng)我國國情。由于這次設(shè)計時間較為倉促，沒有對所有重要部件進行校核，有的只是進行了簡 單的選型，而不是經(jīng)過嚴(yán)格計算得到。而且由于缺乏實踐經(jīng)驗的積累，設(shè)計的很多方 面都缺乏工藝性。致我進行了將近一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)到了很多東西，不但包括一些設(shè)計的方 法，更重要的是，我學(xué)會了如何獨立思考，解決問題。在設(shè)計中，會不斷地遇到問題， 這是就要我們?nèi)ハ朕k法解決，讓我們?nèi)ゲ橘Y料，查手冊。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我學(xué)會 的一個解決問題的重要方法就是查設(shè)計手冊。畢業(yè)設(shè)計是一個系統(tǒng)的過程，通過這個過程，我們學(xué)會了分析問題、解決問題的 一些基本的方法，讓我們系統(tǒng)回顧了大學(xué)四年學(xué)過的知識， 也為我們將來的工作打下 了基礎(chǔ)。指導(dǎo)我們設(shè)計的是市機床廠的沙愛民高級工程師，沙老師雖然不是我們學(xué)校的