400mm立式銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)說明書

1、目錄第一章 緒論3第二章 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)42.1 銑床主軸極限轉(zhuǎn)速的確定52.2 主運(yùn)動(dòng)參數(shù)的擬定62.3 主電機(jī)的選擇7第三章 變速結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)83.1 轉(zhuǎn)速圖的擬定主軸83.2 確定變速組83.3 齒輪齒數(shù)的確定93.4 帶輪及V帶的設(shè)計(jì)18第四章機(jī)床零件的計(jì)算204.1齒輪模數(shù)的估算204.2齒輪模數(shù)的校核214.3齒輪的布置234.4 轉(zhuǎn)動(dòng)軸直徑的估算254.5 確定各軸的轉(zhuǎn)速274.6 傳動(dòng)軸的校核284.7 主軸的校核30第五章主軸組件設(shè)計(jì)315.1主軸組件的基本要求335.2主軸的基本尺寸的確定345.3主軸最佳跨距的確定365.4 主軸剛度驗(yàn)算385.5 各軸軸承的選用及驗(yàn)算41第

2、六章傳動(dòng)系統(tǒng)的潤滑436.1潤滑系統(tǒng)的要求436.2潤滑劑的選擇436.3潤滑方式44小結(jié)46參考文獻(xiàn)47第一章 緒 論金屬切削機(jī)床（以下簡稱機(jī)床）是用刀具或磨具對金屬工件進(jìn)行切削加工的機(jī)器。在一般機(jī)械制造工廠中，機(jī)床約占機(jī)器設(shè)備總臺(tái)數(shù)的5070%，它所擔(dān)負(fù)的工作量約占總勞動(dòng)量的一半?，F(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)主要表現(xiàn)在生產(chǎn)總量的提高與先進(jìn)的技術(shù)指標(biāo)兩方面，而這些則取決于機(jī)械制造工業(yè)提供的裝備的技術(shù)水平、機(jī)床工業(yè)是及其制造業(yè)的重要部門，擔(dān)負(fù)著為農(nóng)業(yè)、工業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國防等現(xiàn)代化提供技術(shù)裝備的任務(wù)，在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。一個(gè)國家機(jī)床工業(yè)的技術(shù)水平。機(jī)床的擁有量和現(xiàn)代化程度是這個(gè)國家工業(yè)生產(chǎn)能力核技術(shù)

3、水平的重要標(biāo)志之一。我國機(jī)床工業(yè)從無到有，從小到大，從修配到制造，從紡織到自行設(shè)計(jì)，從沿海到內(nèi)地，從通用機(jī)床到專用機(jī)床，從單機(jī)到配套，不斷發(fā)展壯大。目前，我國的機(jī)床工業(yè)體系已經(jīng)基本形成，并設(shè)計(jì)和制造了一些具有先進(jìn)水平的機(jī)床，逐步掌握了精密、高效、簡短、重型等機(jī)床品種。許多工廠已試制和生產(chǎn)了數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床以及加工中心。機(jī)關(guān)技術(shù)、靜壓技術(shù)、數(shù)顯裝置、電子計(jì)算機(jī)等也成功地用到機(jī)床上。雖然我國的機(jī)床工業(yè)取得了巨大的成就，但還不能滿足國防建設(shè)和工業(yè)高速發(fā)展的需要，特別是在質(zhì)量和品種方面，在重型機(jī)床和高效機(jī)床方面，在基本理論和試驗(yàn)研究方面，與世界先進(jìn)水平相比還存在一定的差距。第二章 主傳動(dòng)系

4、統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié) 銑床主軸極限轉(zhuǎn)速的確定確定主軸的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速，應(yīng)該在分析所設(shè)計(jì)機(jī)床幾種典型加工方式的切削用量和參考現(xiàn)有同類型機(jī)床的技術(shù)性能的基礎(chǔ)上，并按照“技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理”的原則進(jìn)行。 由于通用性機(jī)床加工對象很廣，不同工序所采用的切削用量相差懸殊，而且加工零件的尺寸變換也很大，所以要合理地確定其極限轉(zhuǎn)速是一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，必須對有關(guān)加工工序和切削用量進(jìn)行分析，在分析切削用量的過程中，應(yīng)特別注意下列幾點(diǎn)： 1.考慮先進(jìn)加工方法，但所選的切削用量不應(yīng)該是個(gè)別記錄，而應(yīng)該具有普遍性。 2.應(yīng)考慮刀具材料的發(fā)展趨勢。例如普通車到在大多數(shù)情況下已經(jīng)采用硬質(zhì)合金，目前陶瓷刀具也已開始應(yīng)用等情況。

5、 3.最高和最低轉(zhuǎn)速不能僅用計(jì)算方法來確定。還應(yīng)該和先進(jìn)的同類機(jī)床比較，因?yàn)檫^大的轉(zhuǎn)速范圍不僅不能充分發(fā)揮其性能，而且還可能使結(jié)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)。在傳動(dòng)系統(tǒng)擬定好以后，驗(yàn)算各主要傳動(dòng)件的最大圓周速度應(yīng)不超過允許值。 主軸最高和最低轉(zhuǎn)速可按下列計(jì)算： = (rpm) （2-1） = (rpm) （2-2）其中： 、主軸最高、最低轉(zhuǎn)速（m/min）； 、典型工序的最大、最小切削速度（m/min）； 、最大、最小計(jì)算直徑。通用銑床采用的典型工序?yàn)橛操|(zhì)合金端銑刀加工或精加工低強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)鋼，因而，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊【1】取=180m/min。采用最小速度的典型工序?yàn)楦咚黉摱算姷洞旨庸よT鐵工件或用高速鋼圓片端銑刀銑

6、削深槽。同理有手冊取=16m/min。通過對機(jī)械設(shè)計(jì)手冊的查詢，=160mm, =(0.20.25)由經(jīng)驗(yàn)取=0.25 所以，=0.25。故 =1433.2 r/min， 取=1500 r/min； =31.85 r/min， =30 r/min；第二節(jié) 主運(yùn)動(dòng)參數(shù)的擬定2.1確定傳動(dòng)公比主軸的變速范圍主軸的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比值，稱為主軸的變速范圍，用表示,即： =根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)公式 Z=+1 =1.25871.26根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)2表3-5 標(biāo)準(zhǔn)公比。這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系列=1.26。因?yàn)?1.26=1.06，根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表3-6標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首先找到最小極限轉(zhuǎn)速30，再每

7、跳過3個(gè)數(shù)（1.261.06）取一個(gè)轉(zhuǎn)速，即可得到公比為1.26的數(shù)列：30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、236、300、375、475、600、750、950、1180、1500。第三節(jié) 主電動(dòng)機(jī)的選擇合理的確定電機(jī)功率P，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。本立式銑床設(shè)計(jì)類型為通用中型機(jī)床，具有較大的加工范圍，但加工效率和自動(dòng)化程度的要求相對低一些。因而選擇電機(jī)時(shí)按以下：主切削力的計(jì)算公式： （2-3）式中：C-系數(shù)，其值取決于切削條件和工件材料，當(dāng)工件為碳鋼時(shí)，根據(jù)簡明銑工手冊3表313，取， ：每齒進(jìn)給量，取

8、 ：背吃刀量，取 z：銑刀齒數(shù)，取 ：銑刀直徑 ，取 n： 銑刀轉(zhuǎn)速 ，取其中： 及均為各個(gè)參數(shù)的指數(shù)。在確定系數(shù)時(shí)按實(shí)際加工過程中平均銑削條件選擇，由已知條件取 加工碳鋼時(shí)，其修正系數(shù)由簡明銑工手冊表得：，由以上收據(jù)選擇電動(dòng)機(jī)的型號，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊4，表12-1 Y系列（IP44）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù),Y系列（IP44）電動(dòng)機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型異步電動(dòng)機(jī)，具有防塵埃、鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的特點(diǎn)，B級絕緣，工業(yè)環(huán)境溫度不超過+40，相對濕度不超過95%，海拔高度不超過1000m，額定電壓380V，頻率50Hz。適用于無特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床，泵，風(fēng)機(jī)，攪拌機(jī)，運(yùn)輸機(jī)，農(nóng)

9、業(yè)機(jī)械等。根據(jù)以上要求，選取Y132M-4型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率7.5kW,滿載轉(zhuǎn)速1440，質(zhì)量81kg。由以上的計(jì)算和設(shè)計(jì)任務(wù)書可得到本次設(shè)計(jì)立式銑床的基本參數(shù)：立式銑床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)表工做臺(tái)的寬度 B (mm)最高轉(zhuǎn)速()最低轉(zhuǎn)速()電機(jī)功率P（kW）公比轉(zhuǎn)速級數(shù)Z4001500307.51.2618 第三章 變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第一節(jié) 轉(zhuǎn)速圖的擬定分析和設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)須應(yīng)用一種特殊線圖，稱為轉(zhuǎn)速圖。轉(zhuǎn)速圖能夠清楚的表達(dá)出：傳動(dòng)軸的數(shù)目，主軸及各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)、轉(zhuǎn)速值及其傳動(dòng)路線，變速組的個(gè)數(shù)、傳動(dòng)順序及擴(kuò)大順序，各變速組的傳動(dòng)副數(shù)及其傳動(dòng)比數(shù)值，變速規(guī)律等。首先根據(jù)最

10、高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速確定變速范圍，選擇合適的公比后再確定轉(zhuǎn)速級數(shù)。其次變速方案有多種，變速型式更是眾多，比如：變速型式上有集中變速，分離變速；擴(kuò)大變速范圍可用增加變速組數(shù)，也可采用背輪結(jié)構(gòu)、分支變速等型式；變速箱上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。顯然，可能的方案有很多，優(yōu)化的方案也因條件而異。 在轉(zhuǎn)速圖中距離相等的一組豎直線代表各軸，從左向右依次標(biāo)注、與傳動(dòng)系統(tǒng)圖上各傳動(dòng)軸相對應(yīng)，其中軸即主軸。通常，電動(dòng)機(jī)軸是以最左面一條豎直線表示。應(yīng)該指出，在轉(zhuǎn)速圖上的豎直線間的距離相等，并不表示各軸的中心距相等，其目的是在于是圖畫清晰。距離相等的一組水平線代表各級轉(zhuǎn)速，與豎線的交點(diǎn)代表各

11、軸的轉(zhuǎn)速。由于分級變速機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速是按等比級數(shù)排列的，如縱坐標(biāo)是對數(shù)坐標(biāo)，則相鄰水平線的距離是相等的，表示的轉(zhuǎn)速之比是等比級數(shù)的公比。傳動(dòng)軸格線間轉(zhuǎn)速點(diǎn)的連線稱為傳動(dòng)線，表示兩軸間一對傳動(dòng)副的傳動(dòng)比u,用主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪的齒數(shù)比或主動(dòng)帶輪與從動(dòng)帶輪的輪徑比表示，并且它們之間是倒數(shù)的關(guān)系。 最后按照任務(wù)書上的要求，本機(jī)床設(shè)計(jì)采用的機(jī)構(gòu)是背輪機(jī)構(gòu)，這類機(jī)構(gòu)可以擴(kuò)大系統(tǒng)的變速范圍。背輪機(jī)構(gòu)占用排空位置少，可以減少變速箱尺寸，而鏜孔數(shù)目少，故工藝性好。第二節(jié) 確定變速組1擬定轉(zhuǎn)速圖的一般原則通過對銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的分析可知，擬定轉(zhuǎn)速圖是設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)的重要內(nèi)容。它對整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)質(zhì)量有較大影響。(1)變速組

12、及其傳動(dòng)副數(shù)的確定 實(shí)現(xiàn)一定的主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)的傳動(dòng)系統(tǒng)，可由不同的變速組來組成。例如，主軸為18級轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)系統(tǒng)有下列幾種可能實(shí)現(xiàn)的方案； 1)18=332 2)18=323 3)18=233 首先應(yīng)該確定，若使主軸得到18級轉(zhuǎn)速需要選擇幾個(gè)變速組，以及各變速組中的傳動(dòng)副數(shù)。由于機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)通常是采用雙聯(lián)或三聯(lián)滑移齒輪進(jìn)行變速，所以每個(gè)變速組的傳動(dòng)副數(shù)最好取為p=2或3。這樣可使總的傳動(dòng)副數(shù)量最少，如采用第1)3)種方案時(shí)，需要3+3+2=8對齒輪；根據(jù)機(jī)床性能的要求，一般主軸的最低轉(zhuǎn)速，要比電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低得多，須進(jìn)行降速，才能滿足主軸最低轉(zhuǎn)速的要求。如果采用或3時(shí)，達(dá)到同樣的變速級數(shù)，變速組

13、的數(shù)量相應(yīng)增加，這樣，可利用變速組的傳動(dòng)副兼起降速作用，以減少專門用于降速的定比傳動(dòng)副。綜上所述，主軸為l8級轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)采用由三個(gè)變速組所組成的方案，即選擇上述第l)3)種方案。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般比主軸大部分的轉(zhuǎn)速高，從電動(dòng)機(jī)到主軸之間，總的趨勢是降速傳動(dòng)。也就是說，從電動(dòng)機(jī)軸起愈靠近主軸的軸的最低轉(zhuǎn)速就愈低(見圖31)。根據(jù)扭矩公式： 式中：N傳動(dòng)件傳遞的功率(千瓦)； N傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)分)。當(dāng)傳遞功率為一定時(shí)，轉(zhuǎn)速n較高的軸所傳遞的扭矩M較小，在其他條件相同的情況下，傳動(dòng)件(齒輪、軸)的尺寸就可以小一些，這對于節(jié)省材料、減小機(jī)床重量及尺寸都是有利的。因此，在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)使較多

14、的傳動(dòng)件在高轉(zhuǎn)速下進(jìn)行工作，應(yīng)盡可能地使靠近電動(dòng)機(jī)的變速組中的傳動(dòng)副數(shù)多一些，而靠近主軸的變速組中傳動(dòng)副數(shù)少一些即所謂前多后少的原則，故要求 。按此原則，上述實(shí)例中1)3)的三種方案應(yīng)選用第1)種，即選用18=332的方案。(2) 基本組和擴(kuò)大組的確定 根據(jù)上述原則，傳動(dòng)系統(tǒng)的變速組及傳動(dòng)副數(shù)雖已確定，但基本組和擴(kuò)大組的排列次序不同，還可有許多方案。例如18=332，就可以得下列多種不同擴(kuò)大順序方案，其結(jié)構(gòu)式分別為： ； ；與上述結(jié)構(gòu)式相對應(yīng)的還有結(jié)構(gòu)網(wǎng)。一般情況下，各變速組的排列應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成基本組在前，第一擴(kuò)大組次之，最后擴(kuò)大組的順序。也就是說，各變速組的擴(kuò)大順序應(yīng)盡可能與運(yùn)動(dòng)的傳遞順序相

15、一致。只要擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序一致，就能使中間傳動(dòng)軸的變速范圍縮小。這時(shí)，中間傳動(dòng)軸的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速的差值也就較小，這樣，便可縮小該軸上的傳動(dòng)件的尺寸。因此，各變速組的變速范圍應(yīng)逐漸增大，在轉(zhuǎn)速圖或結(jié)構(gòu)網(wǎng)中表現(xiàn)出前面變速組傳動(dòng)比的連線的分布較緊密，而后面變速組傳動(dòng)比連線的分布則較琉松，即所謂前緊后松原則。(3)變速組中的極限傳動(dòng)比及變速范圍 設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)要考慮兩種情況：降速傳動(dòng)應(yīng)避免被動(dòng)齒輪尺寸過大而增加變速箱的徑向尺寸，一般限制降速傳動(dòng)比的最小值；升速傳動(dòng)應(yīng)避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差和減少振動(dòng)，一般限制直齒輪升速傳動(dòng)比的最大值；斜齒輪傳動(dòng)比較平穩(wěn)，可取。所以，主傳動(dòng)各變速組的最大變速范圍為：

16、。一般在設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，任何一個(gè)變速組的變速范圍都應(yīng)盡量滿足上述要求，當(dāng)然在條件許可或處理得當(dāng)時(shí)，也可以超出這個(gè)范圍。初步方案定出后，應(yīng)檢查變速范圍是否超出允許值。由于最后擴(kuò)大組的變速范圍最大，一般只要檢查最后擴(kuò)大組的變速范圍合乎要求，其他變速組也就不會(huì)超出上述允許值。 (4)合理分配傳動(dòng)比的數(shù)值 確定了結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式方案后，擬定轉(zhuǎn)速圖，合理地分配各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，一般應(yīng)盡量注意以下幾點(diǎn)：1)各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比應(yīng)盡可能不超出極限傳動(dòng)比和。2)各中間傳動(dòng)軸應(yīng)有適當(dāng)高的轉(zhuǎn)速。因?yàn)橹虚g傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速愈高，在一定的功率條件下，傳遞的扭矩也愈小，相應(yīng)也減少了傳動(dòng)件的尺寸，因此，在傳動(dòng)順序上各變速組的最小

17、傳動(dòng)比，應(yīng)采取逐漸降速的原則，即要求 這樣可使中間傳動(dòng)軸的最低轉(zhuǎn)速提高，即所謂先慢后快的原則。3)為了便于設(shè)計(jì)及使用，傳動(dòng)比值最好取標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)冪次，即，其中E為整數(shù)。這樣，中間軸的轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖中直接讀出來，不必分別進(jìn)行計(jì)算；并可直接查表，確定齒輪齒數(shù)。4）主變速傳動(dòng)系統(tǒng)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

18、小變速箱的外形尺寸，即前多后少。由于我們做的傳動(dòng)形式為混合公比，基本組傳動(dòng)副為3，為了實(shí)現(xiàn)高速更高，低速更低，且在變速范圍內(nèi)對稱存在2個(gè)空擋轉(zhuǎn)速。所以確定的傳動(dòng)方案是：2.結(jié)構(gòu)網(wǎng)與結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式可以用來分析和比較機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的方案。結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的主要差別是，結(jié)構(gòu)網(wǎng)只表示傳動(dòng)比的相對關(guān)系，而不表示傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)速的絕對值，而且結(jié)構(gòu)網(wǎng)上代表傳動(dòng)比的射線呈對稱分布。結(jié)構(gòu)網(wǎng)也可寫成結(jié)構(gòu)式來表示：18=313329 ，式中，l8表示變速級數(shù)；3、3、2分別表示各變速組的傳動(dòng)副數(shù)；腳標(biāo)中1、3、9則分別表示各變速組中相鄰傳動(dòng)比的比值關(guān)系，即變速組級比指數(shù)。顯然，變速組內(nèi)的相鄰傳動(dòng)比關(guān)系可以表述于結(jié)構(gòu)式

19、或結(jié)構(gòu)網(wǎng)上。一個(gè)結(jié)構(gòu)式對應(yīng)一個(gè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)，一個(gè)結(jié)構(gòu)式可以畫出不同的轉(zhuǎn)速圖(如改變中間軸的轉(zhuǎn)速)，但一個(gè)轉(zhuǎn)速圖只能表示出一個(gè)結(jié)構(gòu)式。從上述的結(jié)構(gòu)式可以表示出：傳動(dòng)系統(tǒng)的組成情況，即主軸得到Z=332=18種公比為的等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速；各變速組的傳動(dòng)副數(shù)，即p0=3，p1=3，p2=2；各變速組中相鄰傳動(dòng)比之間的關(guān)系，即、3、6；各變連組的變速范圍，即r0=2、r1=6、r2=9。，可見結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式與轉(zhuǎn)速圖具有一致的變速特性。3結(jié)構(gòu)式的擬定對于18=332傳動(dòng)式，有6種結(jié)構(gòu)式和對應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為： 根據(jù)主變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則： 傳動(dòng)副前多后少的原則； 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

20、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； 傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致的原則； 盡可能做到變速組的傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致。當(dāng)滿足這樣條件時(shí)，前面變速組的傳動(dòng)路線分布緊密，而后面變速組傳動(dòng)路線分布較疏松，所以“變速組的擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序相一致”原則可簡稱“前密后疏”原則。 變速組的降速要前慢后快，中間軸的速度不易超過電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； 如前所

21、述，從電機(jī)到主軸之間的總趨勢是降速傳動(dòng)，在分配各變速組傳動(dòng)比時(shí)，為使中間傳動(dòng)軸具有較高的轉(zhuǎn)速，以減小傳動(dòng)件的尺寸，前面的變速組減速要慢些，后面變速組降速要快些，也就是 以上是主傳動(dòng)系的常規(guī)設(shè)計(jì)方法，在實(shí)際應(yīng)用中，還將采用多速電動(dòng)機(jī)傳動(dòng) 變換齒輪傳動(dòng)和其它機(jī)構(gòu)的配合，本設(shè)計(jì)采用的是背輪機(jī)構(gòu)，原因根據(jù)實(shí)際情況最終確定的傳動(dòng)方案是：4.轉(zhuǎn)速圖 第三節(jié) 齒輪齒數(shù)的確定 確定齒輪齒數(shù)應(yīng)注意的問題： 齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過大，以免加大兩軸之間的中心距，使機(jī)床的機(jī)構(gòu)龐大；同時(shí)，增加齒數(shù)和，還會(huì)提高齒輪的線速度而加大噪音。一般推薦齒數(shù)和。 齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過小，應(yīng)考慮： a.最小齒輪不產(chǎn)生根切現(xiàn)象，對于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓

22、柱齒輪，一般取最小齒數(shù)。 b.受結(jié)構(gòu)限制的各齒輪（尤其是最小齒輪），應(yīng)能可靠地裝到軸上或進(jìn)行套裝；齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽的厚度 (為模數(shù)），以保證有足夠的強(qiáng)度，避免出現(xiàn)變形或斷裂現(xiàn)象。其圖示如下： c.兩軸間最小中心距應(yīng)取得適宜。若齒數(shù)和太小，則中心距過小，將導(dǎo)致兩軸上的軸承及其他結(jié)構(gòu)之間的距離過近或相碰。確定齒輪齒數(shù)時(shí)，應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動(dòng)比的要求。實(shí)際傳動(dòng)比（齒輪齒數(shù)之比）與理論傳動(dòng)比（轉(zhuǎn)速圖上給定的傳動(dòng)比）之間允許有誤差，但不應(yīng)過大。由于確定齒輪齒數(shù)所造成的主軸轉(zhuǎn)速相對誤差，一般于允許超過。即 式中 主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速； 主軸的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速； 公比。 確定齒輪齒數(shù)（變速組內(nèi)齒輪模數(shù)相同時(shí)齒輪齒數(shù)的

23、定）： 確定齒輪齒數(shù)時(shí)，首先必須確定出各變速組內(nèi)齒輪副的模數(shù)，以便根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸判斷其最小齒輪齒數(shù)或齒數(shù)和是否適宜。在同一變速組內(nèi)的齒輪可取相同的模數(shù)，也可取不同的模數(shù)。 后者只有在一些特殊的情況下，如最后擴(kuò)大組或背輪傳動(dòng)中，因各齒輪副的速度變化大，受力情況相差也較大，在同一變速組內(nèi)才采用不同的模數(shù)。在本課程設(shè)計(jì)中，同一變速組內(nèi)的齒輪取相同的模數(shù)。在同一變速組內(nèi)，各對齒輪的齒數(shù)之比，必須滿足轉(zhuǎn)速圖上已經(jīng)確定的傳動(dòng)比。計(jì)算公式為： （2-4） （2-5） 式中 分別為齒輪副的主動(dòng)與從動(dòng)齒輪的齒數(shù)； 齒輪副的傳動(dòng)比； 齒輪副的齒數(shù)和。確定變速組的齒數(shù)和時(shí)，一般地說主要是受最小齒輪的限制。顯然最小齒輪

24、是在變速組內(nèi)降速比或升速比最大的一對齒輪中，因此可先假定該小齒輪的齒數(shù)，根據(jù)傳動(dòng)比求出齒數(shù)和，然后按各齒輪副的傳動(dòng)比，再分配其他齒輪副的齒數(shù)；如果傳動(dòng)比誤差較大，應(yīng)重新調(diào)整齒數(shù)和，再按傳動(dòng)比分配齒數(shù)。對于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí)，變速組內(nèi)每對齒輪的齒數(shù)和及小齒輪的齒數(shù)可以從機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)5表3-9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)金屬切削機(jī)床,查表8.1各種常用變速比的使用齒數(shù)。變速組a的齒數(shù)確定: ， ， 在合適的齒數(shù)和

25、范圍內(nèi)，查出同時(shí)存在上述三個(gè)傳動(dòng)比的，并且選傳動(dòng)比接近的。從表中可以查出三個(gè)傳動(dòng)副的主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為50,40和45，則可以算出三個(gè)傳動(dòng)副的齒輪齒數(shù)為，(2) 變速組b的齒數(shù)確定: ，同理三個(gè)傳動(dòng)副的主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為24,48和36，則可以算出三個(gè)傳動(dòng)副的齒輪齒數(shù)為，同理可確定: ，齒輪齒數(shù)的確定，往往須反復(fù)多次計(jì)算才能確定，合理與否還要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)一步檢驗(yàn)，必要時(shí)還會(huì)改變。比如因中心距過小，兩軸上的零件相碰或因齒輪(尤其應(yīng)注意滑移齒輪)與其他件相碰時(shí)，就須改變齒數(shù)和，個(gè)別情況下只有改變有關(guān)齒輪副的傳動(dòng)比才能解決問題。如果根據(jù)傳動(dòng)比要求，按上述計(jì)算所得到的齒教和過大以及傳動(dòng)比誤差過大時(shí)，

26、還可采用變位齒輪的方法來凄中心距，以獲得要求的傳動(dòng)比值，這時(shí)齒數(shù)的計(jì)算比較靈活。各齒輪齒數(shù)統(tǒng)計(jì)于下表表3-1 齒輪齒數(shù)表 Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z14Z15Z1650404050454524484824363660242060前面提到由于實(shí)際齒輪齒數(shù)在選取過程中部分齒數(shù)與查表所得有一定差異，因此常常在選取齒輪后將有差異的齒數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)，當(dāng)誤差范圍小于等于允許誤差值時(shí)，可以予以采用齒數(shù)校驗(yàn)公式： （2-6）I軸齒數(shù)校驗(yàn)=|50-40/50%|=0.20%2.6% =|50-40/50%|=0.20%2.6%=|45-45/45%|=0%2.6% =|45-40

27、/45%|=0.09%2.6%=|50-45/50%|=1.8%2.6% =|40-40/40%|=0%2.6%II軸齒數(shù)校驗(yàn)=|48-24/48%|=0.22%2.6% =|36-24/36%|=0.18%2.6%=|48-36/48%|=0.15%2.6% =|36-36/36%|=0.%2.6%III軸齒數(shù)校驗(yàn)=|20-64/64%|=0.05%2.6% =|60-64/60%|=0.07%2.6%=|24-24/20%|=0%2.6% =|60-48/60%|=0.14%2.6%均滿足允許誤差范圍傳動(dòng)圖：第四節(jié) 帶輪及V帶設(shè)計(jì)已知電機(jī)額定功率P=7.5kw，轉(zhuǎn)速n=1440r/min，

28、傳動(dòng)比，機(jī)床按每天工作1016小時(shí)計(jì)。1確定計(jì)算功率PC選取V帶類型查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，得工作情況系數(shù)KA=1.2則有： 根據(jù)，n=1440r/min，懸崖B型普通V帶。2確定帶輪基準(zhǔn)直徑由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊及上述已知條件，查得主動(dòng)輪最小直徑，根據(jù)帶輪基準(zhǔn)直徑系列，取。則從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑，根據(jù)基準(zhǔn)直徑系列取。3驗(yàn)算帶的速度 11.07m/s速度在之間，所以速度合適。4確定普通V帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距由 ，初步確定中心距： ，計(jì)算帶的初選長度 =2500+ =1566.28mm由基準(zhǔn)長度選： 則實(shí)際中心距： 則： 即中心距的可調(diào)整范圍為： 5驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角所以，主動(dòng)輪上包角大于120o，合適。6計(jì)算V

29、帶根數(shù)z （2-8）由B型普通V帶，n=1440 r/min，通過查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊6可得；由查出；由，查出。則： ?。?根7計(jì)算拉力F0 由已知數(shù)據(jù)查得：所以有： 8計(jì)算作用在軸上的壓力FQ第四章 機(jī)床零件的驗(yàn)算第一節(jié) 齒輪模數(shù)的估算 齒輪模數(shù)的估算。通常同一變速組內(nèi)的齒輪取相同的模數(shù)，如齒輪材料相同時(shí)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪，根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度條件按金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)表7-17進(jìn)行估算模數(shù)和，并按其中較大者選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，為簡化工藝變速傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過23種模數(shù)。先計(jì)算最小齒數(shù)齒輪的模數(shù)，齒輪選用直齒圓柱齒輪及斜齒輪傳動(dòng)，查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-8

30、齒輪精度選用7級精度，再由機(jī)械設(shè)計(jì)8表10-1選擇小齒輪材料為40C(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS： 一般同一變速組中的齒輪模數(shù)相同，按簡化的疲勞強(qiáng)度公式對負(fù)荷最重的小齒輪的模數(shù)進(jìn)行估算. 式中： 解除疲勞強(qiáng)度計(jì)算的各齒輪模數(shù) 電動(dòng)機(jī)功率 齒輪對的傳動(dòng)比，為大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比 即;i后面的正號用于外嚙合 ，負(fù)號用于內(nèi)嚙合 小齒輪齒數(shù) 該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 齒寬系數(shù) 許用接觸應(yīng)力考慮到機(jī)床所傳遞的功率，取齒輪材料為40，熱處理方式為：整體淬火，接觸應(yīng)力，彎曲應(yīng)力確定各變速組的模數(shù)如下：選取各變速組中最小的齒輪的模數(shù)在變速組中齒輪最小齒數(shù)為Z40 查漸開線齒輪模數(shù)表得：各齒輪組模數(shù)分別為： 第二

31、節(jié) 齒輪模數(shù)的校核 在驗(yàn)算算速箱中的齒輪應(yīng)力時(shí)，選相同模數(shù)中承受載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪進(jìn)接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算。這里要驗(yàn)算的是齒輪5，齒輪11，齒輪15這三個(gè)齒輪。根據(jù)金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)9表7-17；有公式：齒面接觸疲勞強(qiáng)度： （4-1） 其中為彈性系數(shù) K為載荷系數(shù) 齒輪對的傳動(dòng)比，為大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比 即;i后面的正號用于外嚙合 ，負(fù)號用于內(nèi)嚙合 d 分度圓的直徑 作用在主動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： （4-2） 主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩b 齒輪的接觸寬度 主動(dòng)輪齒數(shù)查表得出40整體淬火的接觸應(yīng)力為1250，彎曲應(yīng)力為385，選取彈性系數(shù)轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式 T=對第一傳動(dòng)組Z40齒輪進(jìn)行校核齒面

32、接觸強(qiáng)度校核T= =773.5齒根彎曲強(qiáng)度校核a 確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊【12】表10-4，得非對稱齒向載荷分配系數(shù)； h=11.25； , 查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-13得 b 確定齒間載荷分配系數(shù): 由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2查的使用， 由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-3查得齒間載荷分配系數(shù)c 確定載荷系數(shù): d 查機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-5 齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù) 所以根據(jù)接觸應(yīng)力和疲勞校核該齒輪模數(shù)合適對第二組中的Z40校核 齒面接觸強(qiáng)度校核齒根彎曲強(qiáng)度校核所以根據(jù)接觸應(yīng)力和疲勞校核該齒輪模數(shù)合適對第三組中的Z24校核 齒面接觸強(qiáng)度校核齒根彎曲強(qiáng)度校核所以根據(jù)接觸應(yīng)力和疲勞校核該齒輪模數(shù)合適、

33、標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù)：從機(jī)械原理【13】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：表4-1 齒輪參數(shù)表齒輪齒數(shù)z模數(shù)分度圓直徑d齒頂圓直徑齒根圓直徑5021001049745290948540280847540280847545290948540280847524248524548296100933627276694829610093242485245362727669243727864.5603180186172.515203606652.516643192198184.5第三節(jié) 齒輪的布置初步確定了轉(zhuǎn)速圖和齒輪齒數(shù)之后，合理地布置齒輪排

34、列方式，是一個(gè)比較重要的問題。它將直接影響到變速箱的尺寸、變速操縱的方便性以及結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可能性等。1滑移齒輪的軸向布置變速組中的滑移齒輪最好布置在主動(dòng)軸上，因其轉(zhuǎn)速一般比被動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速高，因此，可使滑移齒輪的尺寸小，重量輕，操縱省力；但由于具體結(jié)構(gòu)要求，有時(shí)則須將滑移齒輪放在被動(dòng)軸上。為了變速操縱方便，還可以將兩個(gè)相鄰變速組的滑移齒輪放在同一根軸上。在一個(gè)變速組內(nèi)，須注意當(dāng)一對齒輪完全脫開嚙合之后，另一對齒輪才能開始進(jìn)入嚙合，就是說兩個(gè)固定齒輪的間距，應(yīng)大于滑移齒輪的寬度，如圖4-1所示，其間隙為14毫米(通常為12毫米)。2一個(gè)變速組內(nèi)齒輪軸向位置的排列齒輪在軸向位置的排列，如沒有特殊情況，應(yīng)

35、盡量縮短軸向長度?；讫X輪的結(jié)構(gòu)通常有窄式和寬式兩種，一般窄式排列(即滑移齒輪軸向尺寸窄小)所占用的軸向長度較小。兩級變速組占用的軸向長度L4b。其中L為齒輪變速組在軸上所占有的空間長度；b為一個(gè)齒輪的齒部寬度。三級變速組占用的軸向長度L7b。如按寬式排列，則占用的軸向長度較大，以致在相同的負(fù)荷條件下，軸徑須加粗，從而使軸上小齒輪的齒數(shù)增加，相應(yīng)使齒數(shù)和及徑向尺寸加大，因此，一般不希望采用寬式排列。三聯(lián)滑移齒輪的兩種排列方式，必須保證同軸上相鄰兩齒輪的齒數(shù)差大于4，才能使滑移齒輪在越過某個(gè)固定齒輪時(shí)避免齒頂相碰。若相鄰齒數(shù)差小于4，除了采用增加齒數(shù)和的方法(使相鄰兩齒輪的齒數(shù)差增加，此時(shí)徑向尺

36、寸也加大)、或者采用變位齒輪的方法予以解決外，還可采用如圖4-3中圖所示的排列方案，讓滑移齒輪中的最小齒輪越過同定的小齒輪，即最大齒輪與最小齒輪的齒數(shù)差大于4，而其他兩個(gè)齒輪的齒數(shù)差允許小些，但這種排列方法的軸向尺寸較大。3縮小徑向尺寸為了減小變速箱的尺寸，既要縮短軸向尺寸，又要縮小徑向尺寸，它們之問往往是相互聯(lián)系的。(1)縮小軸間距離 在強(qiáng)度允許的條件下，盡量選用較小的齒數(shù)和，并使齒輪的降速傳動(dòng)比大于1/4，以避免采用過大的齒輪。這樣，既縮小了基本變速組的軸間距離，又不致妨礙其他變速組軸間距離的減小。(2)采用軸線相互重合 在相鄰變速組的軸間距離相等的情況下，可將其中兩根軸布置在同一軸線上，

37、則徑向尺寸可縮小很多，而且減少了箱體上孔的排數(shù)，箱體孔的加工工藝性也得到改善。(3)合理安排變速箱內(nèi)各軸的位置,在不發(fā)生干涉的條件下，盡可能要緊湊一些。5滑移齒輪的結(jié)構(gòu)形式機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中常見的滑移齒輪結(jié)構(gòu)形式有：整體式及裝配式，設(shè)計(jì)滑移齒輪結(jié)構(gòu)，一般應(yīng)考慮齒輪的工藝方法。為了保證齒輪的導(dǎo)向性良好，滑移齒輪的輪轂長度不應(yīng)小于(1.21.5)d，d為軸的直徑。第四節(jié) 傳動(dòng)軸直徑的估算 傳動(dòng)軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度的要求，強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。因此疲勞強(qiáng)度一般不失是主要矛盾，除了載荷很大的情況外，可以不必驗(yàn)算軸

38、的強(qiáng)度。剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過大的變形。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表7-13，并查金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)表7-13得到取1. 軸的直徑：取 軸的直徑：取 軸的直徑：取 其中：P-電動(dòng)機(jī)額定功率（kW）；-從電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積；-該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（）； -傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角（）。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)手冊表7-12。為由鍵槽并且軸為空心軸，為花鍵軸。根據(jù)以上原則各軸的直徑取值：，和在后文給定，軸、，軸，因?yàn)橐惭b滑移齒輪所以都采用花

39、鍵軸。因?yàn)榫匦位ㄦI定心精度高，定心穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理變形，定心直徑尺寸公差和位置公差都能獲得較高的精度，故我采用矩形花鍵連接。按規(guī)定，矩形花鍵的定心方式為小徑定心。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊的矩形花鍵的基本尺寸系列，軸花鍵軸的規(guī)格各軸間的中心距的確定：； ；(2)主軸頸的確定 為保證機(jī)床的工作精度，主軸尺寸一般都是根據(jù)某剛度要求決定的，對于通用機(jī)床的主軸尺寸參數(shù)通常有結(jié)構(gòu)上的需要而確定，故主軸前軸勁的尺寸按金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)一書，查表所列的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定。主軸的軸頸，一般推薦位主軸前軸勁的0.70.85倍，即=（0.70.85）查表通用機(jī)床主軸前軸勁尺寸表得主軸驅(qū)動(dòng)功率在45.5之間，主軸前軸

40、勁尺寸在70105mm之間，故選主軸前軸勁為80mm,所以主軸后軸頸=800.8=64mm通過查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，可知帶的平均傳動(dòng)效率為，齒輪的平均傳動(dòng)效率為，由各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，,.,。并且傳動(dòng)軸直徑按鈕度剛度用下式進(jìn)行估算： （4-3）（mm）(kw) 一般取傳動(dòng)軸，對空心軸在原計(jì)算式上乘以系數(shù)k。所以各軸的軸直徑如下表所示：軸序號軸直徑25mm30mm35mm35mm第五節(jié) 確定各軸轉(zhuǎn)速確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速： 速是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系確定。根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表3-10，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 計(jì)算轉(zhuǎn)速必須是主軸實(shí)際的工作轉(zhuǎn)速

41、，如果所得計(jì)算轉(zhuǎn)速不再轉(zhuǎn)速點(diǎn)上，則應(yīng)選定與其靠近的轉(zhuǎn)速值。 所以由轉(zhuǎn)速圖確定95r/min各變速軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： 機(jī)床主傳動(dòng)中的齒輪，傳動(dòng)軸及其他傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速，應(yīng)是傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速，主軸從計(jì)算轉(zhuǎn)速起至最高轉(zhuǎn)速間的所有轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率。軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定a 軸共有九級轉(zhuǎn)速實(shí)際工作轉(zhuǎn)速95950r/minb 主軸在95至1500r/min之間的所有轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率，此時(shí)才能軸若經(jīng)齒輪副傳到主軸，只有375950r/min 4級轉(zhuǎn)速才能傳遞全部功率，若經(jīng)齒輪副傳動(dòng)主軸，則95-950r/min的9級轉(zhuǎn)速都能全部傳遞功率，因此軸共有9級轉(zhuǎn)速都能全部傳遞功率，其中傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速為

42、 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為118 r/min 軸的最低轉(zhuǎn)速時(shí)通過軸的最低轉(zhuǎn)速950r/min獲得的所以軸的最低轉(zhuǎn)速時(shí)475r/min 軸的最低轉(zhuǎn)速是通過軸的轉(zhuǎn)速950r/min獲得的各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速各變速組內(nèi)一般只計(jì)算組內(nèi)最小齒輪，也是最薄弱的齒輪，故也只需確定最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪Z24的計(jì)算轉(zhuǎn)速 Z24裝在軸上共有9級轉(zhuǎn)速，95950r/min,經(jīng)Z24：Z48傳動(dòng)，主軸所得9級轉(zhuǎn)速301500r/min都能傳遞全部功率，故Z24的這9級轉(zhuǎn)速也能傳遞全部功率，其中最低轉(zhuǎn)速95r/min即為Z24的計(jì)算轉(zhuǎn)速。Z20的計(jì)算轉(zhuǎn)速Z20裝軸上，共有301500r/min級轉(zhuǎn)速，他們都能傳遞全部功率，其中最

43、低轉(zhuǎn)速118r/min即為Z20的計(jì)算轉(zhuǎn)速。第六節(jié) 傳動(dòng)軸的校核需要驗(yàn)算傳動(dòng)軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。驗(yàn)算傾角時(shí)，若支撐類型相同則只需驗(yàn)算支反力最大支撐處傾角；當(dāng)此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時(shí)，則齒輪處傾角不必驗(yàn)算。驗(yàn)算撓度時(shí)，要求驗(yàn)算受力最大的齒輪處，但通?？沈?yàn)算傳動(dòng)軸中點(diǎn)處撓度（誤差%3）。當(dāng)軸的各段直徑相差不大，計(jì)算精度要求不高時(shí)，可看做等直徑，采用平均直徑進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算花鍵軸傳動(dòng)軸一般只驗(yàn)算彎曲剛度，花鍵軸還應(yīng)進(jìn)行鍵側(cè)擠壓驗(yàn)算。彎曲剛度驗(yàn)算；可采用平均直徑或當(dāng)量直徑。一般將軸化為集中載荷下的簡支梁，其撓度和傾角計(jì)算公式見金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)表7-15.分別求出各載荷作用下所產(chǎn)生的撓度和

44、傾角，然后疊加，注意方向符號，在同一平面上進(jìn)行代數(shù)疊加，不在同一平面上進(jìn)行向量疊加。 軸的校核：通過受力分析，在一軸的三對嚙合齒輪副中，中間的兩對齒輪對軸中點(diǎn)處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來進(jìn)行校核最大撓度： （4-5） = = 查機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表3-12許用撓度 軸、軸的校核同上。鍵和軸的材料都是鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-2查的許用擠壓應(yīng)力,取其中間值，。鍵的工作長度，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度。由機(jī)械設(shè)計(jì)式（6-1）可得可見連接的擠壓強(qiáng)度足夠了，鍵的標(biāo)記為：第七節(jié) 主軸的校核1主軸按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核這種方法只是按軸所受的扭矩來計(jì)算軸的強(qiáng)度；如果軸還受到不大的彎矩時(shí)，則用降低需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦

45、法予以考慮。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為： (4-6) (4-7) (4-8) 式中： 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為； T 軸所受的扭矩，單位為； 軸的抗扭截面系數(shù)，單位為； n 軸的轉(zhuǎn)速，單位為； P 軸傳遞的功率，單位為kW； d 計(jì)算截面處軸的直徑，單位為mm；需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為。因?yàn)?7.5 ，mm，查表得40 的值為：3555，則0.29成立，所以此主軸滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度要求。2主軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核。 軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角表示。階梯軸的扭轉(zhuǎn)角單位為（）/m的計(jì)算公式為： (4-9)式中， 軸所受的扭矩，單位為； 軸的材料的剪切彈性模量，單位為，對于鋼材，G=8.1 ； 軸截面的極慣性矩，單位為； L

46、 階梯軸受扭矩作用的長度，單位為mm；z 階梯軸受扭矩作用的軸段數(shù)。 對圓軸： 軸的扭轉(zhuǎn)剛度的條件為： （4-10）的取值為 0.51計(jì)算得階梯軸的扭轉(zhuǎn)角為： 0.04則軸滿足扭轉(zhuǎn)剛度要求。第五章 主軸組件設(shè)計(jì) 主軸組件是機(jī)床的重要組件之一。它通常由主軸、主軸支軸和安裝在主軸上的傳動(dòng)件等組成。主軸是機(jī)床的執(zhí)行件，由它帶動(dòng)工件或刀具直接參加表面成形運(yùn)動(dòng)，主軸組件的工件性能直接影響加工質(zhì)量（包括幾何精度、表面粗糙度等）和機(jī)床生產(chǎn)率。因此，對于機(jī)床主軸組件，除應(yīng)滿足一般傳動(dòng)軸的要求外，還應(yīng)滿足有別于一般傳動(dòng)軸的特殊要求 主軸的結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存應(yīng)滿足使用要求和結(jié)構(gòu)要求，并能保證主軸組件具有較好的工作性能。主軸

47、結(jié)構(gòu)尺寸的影響因素比較復(fù)雜，目前尚難于用計(jì)算法準(zhǔn)確定出。通常，根據(jù)使用要求和結(jié)構(gòu)要求，進(jìn)行同型號筒規(guī)格機(jī)床的類比分析，先初步選定尺寸，然后通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定下來，最后在進(jìn)行必要的驗(yàn)算或試驗(yàn)，如不能足要求可重新修改尺寸，直到滿意為直。第一節(jié) 主軸組件的基本要求為了保證主軸組件在規(guī)定的條件下獲得要求的工作性能，應(yīng)滿足以下要求：一旋轉(zhuǎn)精度 主軸的旋轉(zhuǎn)精度是指主軸前端夾持工件或刀具部分的徑向跳動(dòng)、端面跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)的大小。旋轉(zhuǎn)精度通常是在機(jī)床不受載荷的情況下，用手動(dòng)或低速空轉(zhuǎn)主軸時(shí)進(jìn)行測量的。主軸旋轉(zhuǎn)精度直接影響工件的加工精度，例如在車床上，安裝卡盤的定心軸頸與安裝頂尖的錐孔中心線的徑向跳動(dòng)，直接影響加工表面的圓度，而軸向竄動(dòng)則影響端面加工以及所加工的螺紋螺距精度。 二剛度主軸組件的剛度是指承受切削力時(shí)，主軸抵抗變形的能力。 如果主軸剛度不足，在切削力和傳動(dòng)力的作用下，主軸將產(chǎn)生過大的變形，會(huì)使裝在主軸上的齒輪嚙合不好，軸承的工作條件惡化，從而加快磨順損。三抗振性主軸組件的抗振性性是指機(jī)床工作時(shí)，主軸組件保持平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)而不發(fā)生振動(dòng)的能力。主軸組件的振動(dòng)，影響被加工表面的質(zhì)量，限制機(jī)床的生產(chǎn)率；此外，還降低刀具耐用度