車床主軸變速箱課程設(shè)計說明書new

1、. 車床主軸變速箱設(shè)計課程設(shè)計計算說明書學(xué) 院： 機械工程學(xué)院專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指 導(dǎo) 老 師： 目 錄 一、概述11.1課程設(shè)計目的11.2設(shè)計原始數(shù)據(jù)系列11.3 設(shè)計要求2二、傳動設(shè)計22.1 主傳動方案擬定22.2 傳動結(jié)構(gòu)式的選擇22.2.1 確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目32.2.2 傳動式的擬定32.3 轉(zhuǎn)速圖方案擬定22.3.1 各級轉(zhuǎn)速的計算3三、參數(shù)的擬定23.1 確定轉(zhuǎn)速范圍23.2 電機選擇33.3 各級傳動比與計算轉(zhuǎn)矩計算33.3.1 各變速組的傳動比33.3.2 計算轉(zhuǎn)速的確定33.3.3 確定傳動裝置運動簡圖3四、

2、傳動件的估算54.1 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計算84.1.1 齒輪齒數(shù)的確定84.1.2 齒輪模數(shù)的計算94.2齒輪其它參數(shù)的確定和計算134.3齒輪的校核134.3.1按齒面接觸疲勞強度計算134.3.2按齒根彎曲疲勞強度計算13五、最小軸徑的計算與軸長的確定155.1最小軸徑的計算155.1.1軸最小軸徑的計算155.1.2軸最小軸徑的計算155.1.3軸最小軸徑的計算165.1.4軸最小軸徑的計算165.2 軸長的確定18六、軸承和鍵的選擇196.1 軸承的選擇196.2 鍵的選擇196.3 片式摩擦離合器的選擇206.3.1計算扭矩206.3.2設(shè)計計算20七、機構(gòu)設(shè)計及說明217.1

3、 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容197.2 展開圖及其布置197.3 齒輪塊設(shè)計20八、總結(jié)22九、參考文獻(xiàn)22.一、 概述1.1課程設(shè)計目的專業(yè)課程設(shè)計與實踐是高等工科院校各專業(yè)教學(xué)計劃中一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生在教師指導(dǎo)下能獨立完成的一份總結(jié)性的大作業(yè)，是工程技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要組成部分。因此，在畢業(yè)設(shè)計之前集中一段時間組織學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計，既能為后繼的畢業(yè)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)，又能初步訓(xùn)練學(xué)生掌握正確的設(shè)計思想和實事求是的工作作風(fēng)，提高分析和解決工程實際問題的能力。實現(xiàn)由學(xué)生向工程技術(shù)人員過渡的一步。1. 綜合運用專業(yè)主干課與專業(yè)必選課的理論與生產(chǎn)實際知識進(jìn)行機械設(shè)計訓(xùn)練，從而使這些知識得

4、到進(jìn)一步的鞏固，加深，擴(kuò)展以及融會貫通；2. 學(xué)習(xí)和掌握通用語典型的機械裝置與零部件，機械傳動以及一般機械設(shè)計與控制的基本方法與步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力，分析問題和解決問題的能力，從而擴(kuò)大，深化所學(xué)的專業(yè)知識與技能；3. 初步培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計計算，工程繪圖，數(shù)據(jù)處理，查閱文獻(xiàn)和資料，計算機應(yīng)用，進(jìn)行經(jīng)驗估算，考慮技術(shù)決策等機械設(shè)計方面基本方法和思路，為進(jìn)行下階段的畢業(yè)設(shè)計奠定良好基礎(chǔ)；4. 培養(yǎng)學(xué)生初步學(xué)會調(diào)查研究的方法，提高運用國家標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)手冊等工具書的能力。通過盡可能的工程應(yīng)用訓(xùn)練，鞏固專業(yè)思想，強化工程應(yīng)用意識，培養(yǎng)務(wù)實精神，使學(xué)生初步掌握解決工程技術(shù)問題的正確指導(dǎo)思想，方法和手段；5

5、. 培養(yǎng)學(xué)生撰寫符合規(guī)范要求的設(shè)計說明書和編寫相關(guān)技術(shù)文件的能力。1.2設(shè)計原始數(shù)據(jù)系列普通機床的規(guī)格和類型有系列，設(shè)計時應(yīng)該使用其有的系列。本次課程設(shè)計我使用的設(shè)計原始數(shù)據(jù)如表1：表1 設(shè)計原始數(shù)據(jù)系列最大功率p系列（kw）變速級數(shù)z系列公比系列最小轉(zhuǎn)速n1系列（rpm）7.5121.41601. 3 設(shè)計要求1）總裝圖a0圖紙1張；2）零件工作圖a3圖紙2-3張；3）設(shè)計計算說明書一份；4）總結(jié)與答辯。二、傳動設(shè)計2.1 主傳動方案擬定擬定傳動方案，包括傳動型式的選擇以及開停、幻想、制動、操縱等整個傳動系統(tǒng)的確定。傳動型式則指傳動和變速的元件、機構(gòu)以及組成、安排不同特點的傳動型式、變速類型

6、。傳動方案和型式與結(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，確定傳動方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。傳動方案有多種，傳動型式更是眾多，比如：傳動型式上有集中傳動，分離傳動；擴(kuò)大變速范圍可用增加傳動組數(shù)，也可用背輪結(jié)構(gòu)、分支傳動等型式；變速箱上既可用多速電機，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。此次設(shè)計中，我們采用集中傳動型式的主軸變速箱。2.2 傳動結(jié)構(gòu)式的選擇結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對于分析和選擇簡單的串聯(lián)式的傳動不失為有用的方法，但對于分析復(fù)雜的傳動并想由此導(dǎo)出實際的方案，就并非十分有效。2.2.1 確定傳動組及各傳動

7、組中傳動副的數(shù)目級數(shù)為z的傳動系統(tǒng)由若干個順序的傳動組組成，各傳動組分別有、個傳動副。即 傳動副中由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為合適，即變速級數(shù)z應(yīng)為2和3的因子： ，可以有三種方案： 12=322；12=232；12=223；2.2.2 傳動式的擬定12級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組，選擇傳動組安排方式時，考慮到機床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。主軸對加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好。最后一個傳動組的傳動副常選用2。根據(jù)確定轉(zhuǎn)速圖的“前多后少”，“前密后疏”，“前緩后急”，“升降有限”的四個原則綜上所述，傳動式為12=322。2.3轉(zhuǎn)速圖方案擬定 2.3.1 各級轉(zhuǎn)速的計算a)

8、根據(jù)變速級數(shù)、公比以及最低轉(zhuǎn)速就可以確定各級轉(zhuǎn)速，即對第級轉(zhuǎn)速，其計算公式為：=60 rpm =85 rpm =602=120 rpm =170 rpm =1202=240 rpm =339 rpm=2402=480 rpm =679 rpm = 4802=960 rpm =1358 rpm =9602=1920 rpm =2715 rpm 將計算的各級轉(zhuǎn)速對應(yīng)的標(biāo)注在輸出軸右側(cè)。 圖1 12級轉(zhuǎn)速圖 三、參數(shù)的擬定3.1 確定轉(zhuǎn)速范圍查金屬切削機床表7-1得：50r/min，80r/min，125r/min，160r/min，200r/min，250r/min，315r/min，400r/m

9、in，500r/min，630r/min，800r/min，1000r/min, 1600r/min.3.2 電機選擇合理的確定電機功率，使機床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機經(jīng)常輕載而降低功率因素。根據(jù)變速箱要求的功率，考慮傳動效率就可計算電動機的功率；再根據(jù)轉(zhuǎn)速圖中最高轉(zhuǎn)速就可確定電動機的同步轉(zhuǎn)速，最后考慮安裝條件與應(yīng)用場合就可選定電動機的型號。變速箱的最大功率為7.5kw，假設(shè)傳動效率為97%，查文獻(xiàn)2中表12-1即可確定電動機的最小功率為11kw ，由轉(zhuǎn)速圖可知，最高轉(zhuǎn)速為2715rpm，可確定電動機的同步轉(zhuǎn)速為2930rpm 。因此確定電機的型號為 y160m1-2

10、 。3.3 各級傳動比與計算轉(zhuǎn)矩計算3.3.1 各變速組的傳動比根據(jù)轉(zhuǎn)速圖可以計算各變速組的傳動比，設(shè)用klm表示第l變速組中第m條轉(zhuǎn)速連線跨越的格數(shù)，則該轉(zhuǎn)速連線的傳動比ilm為：各級傳動比計算出來后，標(biāo)注在轉(zhuǎn)速圖對應(yīng)的轉(zhuǎn)速連線上。3.3.2 計算轉(zhuǎn)速的確定1） 計算轉(zhuǎn)速的概念：傳遞動力機全部功率的最低轉(zhuǎn)速稱為傳動零件的計算轉(zhuǎn)速。2） 機床主軸的計算轉(zhuǎn)速中型通用機床（如車床、銑床）和用途較廣泛的半自動機床主軸的計算轉(zhuǎn)速為：式（3）表示，如把主軸的全部轉(zhuǎn)速級數(shù)z分成三等份，則從低轉(zhuǎn)速起的第一個三分之一轉(zhuǎn)速級速中的最高一級轉(zhuǎn)速作為主軸的計算轉(zhuǎn)速。由圖一可知主軸計算轉(zhuǎn)速為：從計算轉(zhuǎn)速開始的以上各級

11、轉(zhuǎn)速都能傳遞動力機的全部功率，低于計算轉(zhuǎn)速的各級轉(zhuǎn)速都不能傳遞動力機的全部功率。3） 其它中間零件的計算轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)中其它中間零件的計算轉(zhuǎn)速為：能實現(xiàn)傳遞動力機全部功率的各級轉(zhuǎn)速中的最低轉(zhuǎn)速。根據(jù)轉(zhuǎn)速圖先從主軸的計算轉(zhuǎn)速從右至左，依次推出各軸的計算轉(zhuǎn)速，然后根據(jù)各軸的計算轉(zhuǎn)速推出各齒輪的計算轉(zhuǎn)速。對圖1轉(zhuǎn)速圖，可推出第iv的計算轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步可推出第iii、i的計算轉(zhuǎn)速為、。表2 各變速組中軸的計算轉(zhuǎn)速 單位：r/min 軸序號iiiiiiivv29301358679240170 進(jìn)一步可推出各變速組中齒輪的計算轉(zhuǎn)速，如表3所示。表3 各變速組中齒輪的計算轉(zhuǎn)速序號軸號變速組齒速序號軸號變速組齒速

12、1v3高4807iii2高6792低1708低6793iv3高67991高13584低24010中96052高67911低6796低24012ii1高135813中135814低1358 表4 各齒輪的計算轉(zhuǎn)速 單位：r/min 齒輪序號1358960135813581358679679240679679679170240480實現(xiàn)工作 實現(xiàn)工作裝置預(yù)定的運動是擬定傳動方案最基本的要求。但滿足這個要求可以有不同的傳動方式、不同的機構(gòu)類型、不同的順序和布局，以及在保證總傳動比相同的前提下分配各級傳動機構(gòu)以不同的分傳動比來實現(xiàn)的許多方案，這就需要將各種傳動方案加以分析比較，針對具體情況擇優(yōu)選定。合

13、理的傳動方案除應(yīng)滿足機器預(yù)定的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、工作可靠、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護(hù)方便。要同時滿足這些要求常常是困難的，設(shè)計者首先要保證重點要求。分析和選擇傳動機構(gòu)的類型及其組合是擬訂傳動方案的重要一環(huán)，則市應(yīng)綜合考慮工作裝置的載荷、運動以及機器的其它要求，在結(jié)合各種傳動機構(gòu)的特點和適用范圍，加以分析比較，合理選擇。3.3.3 確定傳動裝置運動簡圖傳動系統(tǒng)應(yīng)有合理順序和布局。除必須考慮各級傳動機構(gòu)所適應(yīng)的速度范圍外，以下幾點可供參考： 帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時結(jié)構(gòu)尺寸較嚙合傳動大；但傳動平穩(wěn)，能緩沖吸震，應(yīng)盡量置于傳動系統(tǒng)的高速級； 一般滾子鏈傳動運

14、轉(zhuǎn)不均勻，有沖擊，宜布置在低速級； 蝸桿傳動的傳動比大，承載能力較齒輪低，常布置在傳動系統(tǒng)的高速級，一獲取較小的結(jié)構(gòu)尺寸；同時，由于有較高的齒面相對滑動速度，易于形成液體動壓潤滑膜，也有利于提高承載能力及效率； 錐齒輪（特別是大模數(shù)錐齒輪）的加工比較困難，一般宜置于高速級，以減小其直徑和模數(shù)； 斜齒輪傳動較直齒輪傳動平穩(wěn)，相對應(yīng)用于高速級； 制動器通常設(shè)在高速軸。傳動系統(tǒng)中位于制動裝置后面不應(yīng)出現(xiàn)帶傳動、摩擦傳動和摩擦離合器等重載時可能出現(xiàn)摩擦打滑的裝置； 為簡化傳動裝置，一般總是將改變運動形式的機構(gòu)（如連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等）布置在傳動系統(tǒng)的末端或低速處；對于許多控制機構(gòu)一般也盡量放在傳動系統(tǒng)

15、的末端或低速處，以免造成大的累積誤差，降低傳動精度； 傳動裝置的布局應(yīng)使結(jié)構(gòu)緊湊、勻稱，強度和剛度好，并適合于車間步子情況和工人操作，便于裝拆和維修； 在傳動裝置總體設(shè)計中，必須注意防止因過載或操作疏忽而造成機器損壞和人員工傷，可視具體情況在傳動系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)加設(shè)安全保險裝置； 在一臺機器中可能有幾個彼此之間必須嚴(yán)格協(xié)調(diào)運動的工作構(gòu)件，一般采用一臺原動機驅(qū)動同一工作軸，再由此通過控制機構(gòu)使傳動系統(tǒng)作并聯(lián)分支。如一臺機器中各工作構(gòu)件的運動彼此無須協(xié)調(diào)配合，則可由多臺原動機分別驅(qū)動，也可共用一臺原動機通過傳動鏈并聯(lián)分支驅(qū)動各個工作構(gòu)件。對12級變速傳動方案簡圖采用如圖2所示方案 圖2 12級變速傳

16、動簡圖 軸i是電機軸，其上的齒輪為；和ii軸上的齒輪相嚙合，其傳動比為2.82: 1 ；ii軸上的齒輪，分別與軸iii上的，相嚙合，其傳動比分別為：1.41: 1 ，1: 1 和2: 1 ；軸iii上的和分別與軸iv上的和相嚙合，其傳動比分別為：2.82: 1和1: 1 ；軸iv上的齒輪和分別與軸v上的齒輪和相嚙合，其傳動比分別為：4: 1和1: 2。四、 傳動件的估算 4.1 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計算4.1.1 齒輪齒數(shù)的確定 同一變速組內(nèi)的齒輪可以取相同的模數(shù)，也可取不同的模數(shù)。未了便于制造，減少刀具品種，同一變速組內(nèi)的齒輪常取相同的模數(shù)。但從齒輪的強度考慮，齒輪的模數(shù)應(yīng)與其所承受的載荷

17、相適應(yīng)，載荷小的齒輪應(yīng)取較小的模數(shù)。在滿足齒面接觸強度和輪齒彎曲強度的條件下，減小模數(shù)、增大齒數(shù)，有利于增加齒輪嚙合的重合度和改善齒輪傳動的平穩(wěn)性，還可以減少輪齒切削的加工量和提高制造的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)各變速組的傳動比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。對于定比傳動的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機械設(shè)計手冊推薦的方法確定。對于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時，變速組內(nèi)每對齒輪的齒數(shù)和及小齒輪的齒數(shù)可以從表2-81中選取。一般在主傳動中，最小齒數(shù)應(yīng)大于1820。由于有級變速一般通過滑移齒輪實現(xiàn)，因此一般只能采用直齒傳動，故變速組的齒數(shù)和一般不能大于100。采用三聯(lián)滑移齒輪時，應(yīng)檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關(guān)系：三

18、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，以保證滑移時齒輪外圓不相碰。取變速組內(nèi)模數(shù)相等。第一組齒輪： 傳動比： ， ，選擇傳動比最大的一對齒輪副的最小齒數(shù)和。根據(jù)，取，由1中表2-8查得該對齒輪副的最小齒數(shù)和；適合，與。因此選擇齒數(shù)和，則對應(yīng)的齒數(shù)分別為： =25，=30，=20 因為，所以 =35，=30，=40第二組齒輪： 傳動比： ， 選擇傳動比最大的一對齒輪副的最小齒數(shù)和。根據(jù)，取，由1中表2-8查得該對齒輪副的最小齒數(shù)和；適合 ， 。因此選擇齒數(shù)和，則對應(yīng)的齒數(shù)分別為： =20，=38 因為，所以 =56，=38第三組齒輪： 傳動比： ， 選擇傳動比最大的一對齒輪副的最小齒數(shù)

19、和。根據(jù)，取，由1中表2-8查得該對齒輪副的最小齒數(shù)和；適合 ， 。因此選擇齒數(shù)和，則對應(yīng)的齒數(shù)分別為： =18，=60 因為，所以 =72，=304.1.2 齒輪模數(shù)的計算 -都為直齒圓柱齒輪，選擇6級精度，選擇小齒輪材料為40（調(diào)質(zhì)），大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）。 1 .按接觸疲勞和彎曲強度計算齒輪模數(shù)比較復(fù)雜，而且有些系數(shù)只有在齒輪各參數(shù)都已知道 后方可確定，所以在草圖畫完之后校核用。在畫草圖之前，先估算，再選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)。 根據(jù)齒輪彎曲疲勞的估算： 齒面點蝕的估算： 其中為大齒輪的計算轉(zhuǎn)速，a為齒輪中心距。由中心距a及齒數(shù)、求出模數(shù)： 根據(jù)估算所得和中較大的值，選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。

20、第一級傳動-中，齒輪和相嚙合；和相嚙合；和相嚙合。其中的齒數(shù)最大，將=679rpm和=40帶入公式得： = 查文獻(xiàn)3中表10-1取模數(shù)為 故第二級傳動中，齒輪和相嚙合；和相嚙合。其中的齒數(shù)最大，將=240rpm和=56帶入公式得： = 查文獻(xiàn)3中表10-1取模數(shù) 故第三級傳動中，齒輪和相嚙合；和相嚙合。其中的齒數(shù)最大，將=170rpm和=72帶入公式得： = 查文獻(xiàn)3中表10-1取模數(shù) 故4.2 齒輪其它參數(shù)的確定和計算 （1）計算分度圓直徑 （2）計算中心距 （3）計算齒輪寬帶 由文獻(xiàn)2中公式： 查文獻(xiàn)2中表10-7取 取小齒輪比大齒輪寬5mm,通過計算可得： , , , , , , ,同理

21、可計算得到齒輪的其它參數(shù)的數(shù)值，如下表所示： 表5 齒輪參數(shù)表齒輪序號z(i)齒數(shù)z齒寬b(mm)模數(shù)m(mm)分度圓直徑(mm)齒頂高(mm)齒根高(mm)齒頂圓(mm)齒根圓(mm)中心距a(mm)12527.537533.758167.59023522.510511197.533027909682.543027909682.552023606652.564018120126112.5720263.5703.54.3757761.2513385621196203187.2593840133140124.25103840133140124.251118273.5633.54.3757054.

22、25157.5127222252259243.25136031.5210217201.25143036.510511296.254.3 齒輪的校核4.3.1 按齒面接觸疲勞強度計算 根據(jù)文獻(xiàn)4中公式： 查文獻(xiàn)4中表3-表11可得各參數(shù)的數(shù)值，帶入后可得： 4.3.2 按齒根彎曲疲勞強度計算 根據(jù)文獻(xiàn)4中公式： 查文獻(xiàn)4中表3-表11可得各參數(shù)的數(shù)值，帶入后可得： 估算時取的m=3.0,滿足條件。 同理可校核其它齒輪都符合條件。 五、最小軸徑的計算與軸長的確定5.1 最小軸徑的計算5.1.1 軸ii最小軸徑的計算 1.按扭轉(zhuǎn)強度條件計算：查文獻(xiàn)5中公式可得軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為： 式中：為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力

23、，； t為軸所受的扭矩，； 為軸的抗扭截面系數(shù)，；n為軸的轉(zhuǎn)速，； p為軸傳遞的功率，kw； d為計算截面處軸的直徑，mm；為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，。有上式可得軸的直徑 查文獻(xiàn)5中表15-3取 ，將和代入公式可得： 考慮到軸有兩個鍵槽，軸徑應(yīng)增大因此最小直徑，圓整后取 2.按彎扭合成強度條件計算： 5.1.2 軸iii最小軸徑的計算 1.按扭轉(zhuǎn)強度條件計算： 查文獻(xiàn)5中表15-3取 ，將和代入公式可得： 考慮到軸有三個鍵槽，軸徑應(yīng)增大因此最小直徑，圓整后取 2.按彎扭合成強度條件計算：5.1.3 軸iv最小軸徑的計算 1.按扭轉(zhuǎn)強度條件計算： 查文獻(xiàn)5中表15-3取 ，將和代入公式可得： 考慮到軸i

24、v有三個鍵槽，軸徑應(yīng)增大因此最小直徑，圓整后取 2.按彎扭合成強度條件計算：5.1.4 軸v最小軸徑的計算 1.按扭轉(zhuǎn)強度條件計算： 查文獻(xiàn)5中表15-3取 ，將和代入公式可得： 考慮到軸v有兩個鍵槽，軸徑應(yīng)增大因此最小直徑，圓整后取 2.按彎扭合成強度條件計算：5.2 軸長的確定 軸的總長是根據(jù)傳動系統(tǒng)簡圖，軸上安裝的零部件，箱體的厚度等來確定的，因此軸的總長實際上是通過分別計算安裝不同零部件的不同段來獲得的。因此有些零件的尺寸在裝配圖設(shè)計過程中才能確定，所以實際上軸的總長是畫完裝配圖之后才能確定的。由于采用滑移齒輪變速，因此一個變速組在安裝時應(yīng)注意，個固定齒輪安裝的間隔必須保證：滑移齒輪變

25、速時在滑移過程中應(yīng)完全脫開前一嚙合齒輪，才能開始進(jìn)出另一齒輪，否則無法實現(xiàn)變速。取最外端的齒輪離箱壁的距離為20mm，各齒輪的齒寬都已求出，由變速傳動簡圖可以畫出變速箱的裝配圖，最后的軸長也隨之確定。測得軸ii的長度為：432mm ，軸iii的長度為：453mm ，軸iv的長度為：621mm ，軸v的長度為：641mm 。檢查后發(fā)現(xiàn)沒有干涉現(xiàn)象。六、軸承和鍵的選擇6.1 軸承的選擇軸ii兩端的軸承選用深溝球軸承，兩端軸承內(nèi)徑均為20mm，查2中6-1選軸承型號為：6004 軸iii兩端的軸承選用深溝球軸承，兩端軸承內(nèi)徑均為30mm，查2中6-1選軸承型號為：6006 。軸iv左端安放軸承處的軸

26、頸為45mm，查2中6-1選軸承型號為：6009 ；中間安放軸承處的軸頸為45mm，故軸承型號選6009 ；右端安放軸承處的軸頸為35mm，查2中6-1選軸承型號為：6007 。軸v左端的軸頸為40mm，選用深溝球軸承，查2中6-1選軸承型號為：6008 ；中間部位的軸承承受的軸向力比較大，故選用圓錐滾子軸承，查2中6-7選軸承型號為：30210 ；右端亦選用用圓錐滾子軸承，查2中6-7選軸承型號為：30210 。各軸軸承的型號如表6所示：表6 軸承的型號軸序號ii iii ivv軸承型號600460066007 ，6009302106.2 鍵的選擇 滑移齒輪與軸的配合選擇導(dǎo)向滑鍵，查文獻(xiàn)5中

27、表6-1選擇鍵的尺寸。其它的齒輪與鍵的連接中鍵的選擇根據(jù)齒輪的齒寬來選擇。與軸連接的鍵選用；與軸連接的鍵選用；與軸連接的鍵選用；與軸連接的鍵選用；與軸連接的鍵選用；與軸連接的鍵選用；與軸連接的鍵選用。6.3 片式摩擦離合器的選擇 片式摩擦離合器目前在機床中應(yīng)用廣泛，因為它可以在運轉(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，部分零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，多用于機床主傳動。6.3.1,計算扭矩名義扭矩 ， 取安全系數(shù)k=1.3；所以，取6.3.2設(shè)計計算（1）離合器軸的直徑d=30mm，選用濕式，多片，軸裝式外摩擦片，其內(nèi)徑取，則內(nèi)摩擦片外徑（2）計算摩擦面對數(shù)z查表，滑動速度修正系數(shù)，取每小時

28、結(jié)合次數(shù)低于100，查表取得 z=12主動片數(shù) 被動片數(shù)總片數(shù)機床反轉(zhuǎn)時消耗功率按正轉(zhuǎn)的30%計算，得出反轉(zhuǎn)摩擦片為9片。，故滿足要求，另外兩齒輪計算方法如上，均符合要求。七、結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明7.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(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）、主軸組件、操縱機構(gòu)、潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設(shè)計由于時間的限制，一般只畫展開圖。主軸變速箱是機床的重要部件。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。精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動效率要求，主軸前軸承

29、處溫度和溫升的控制，結(jié)構(gòu)工藝性，操作方便、安全、可靠原則，遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則。主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計時整個機床設(shè)計的重點，由于結(jié)構(gòu)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。在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖。7.2 展開圖及其布置展開圖就是按照傳動軸傳遞運動的先后順序，假想將各軸沿其軸線剖開并將這些剖切面平整展開在同一個平面上。i軸上裝的摩擦離合器和變速齒輪。有兩種布置方案，一是將兩級變速齒輪和離合器做成一體。齒輪的直徑受到離合器內(nèi)徑的約束，齒根圓的直徑必須大于離合器的外徑，負(fù)責(zé)齒輪無法加工。這樣軸的間距加大。另一種布置方案是離合器的左右部分分別裝在同軸線的軸上，左邊部分接通，得到一級反向轉(zhuǎn)動，右

30、邊接通得到三級反向轉(zhuǎn)動。這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大。我們采用第一種方案，通過空心軸中的拉桿來操縱離合器的結(jié)構(gòu)。齒輪在軸上布置很重要，關(guān)系到變速箱的軸向尺寸，減少軸向尺寸有利于提高剛度和減小體積。7.3 齒輪塊設(shè)計齒輪是變速箱中的重要元件。齒輪同時嚙合的齒數(shù)是周期性變化的。也就是說，作用在一個齒輪上的載荷是變化的。同時由于齒輪制造及安裝誤差等，不可避免要產(chǎn)生動載荷而引起振動和噪音，常成為變速箱的主要噪聲源，并影響主軸回轉(zhuǎn)均勻性。在齒輪塊設(shè)計時，應(yīng)充分考慮這些問題。齒輪塊的結(jié)構(gòu)形式很多，取決于下列有關(guān)因素：1） 是固定齒輪還是滑移齒輪；2） 移動滑移齒輪的方法；3） 齒輪精度和加工方法；變速箱中齒

31、輪用于傳遞動力和運動。它的精度選擇主要取決于圓周速度。采用同一精度時，圓周速度越高，振動和噪聲越大，根據(jù)實際結(jié)果得知，圓周速度會增加一倍，噪聲約增大6db。工作平穩(wěn)性和接觸誤差對振動和噪聲的影響比運動誤差要大，所以這兩項精度應(yīng)選高一級。不同精度等級的齒輪，要采用不同的加工方法，對結(jié)構(gòu)要求也有所不同。7.4 主軸組件設(shè)計主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。安裝工件（車床）或者刀具（車床、鉆床等）的主軸參予切削成形運動，因此它的精度和性能直接影響加工質(zhì)量（加工精度和表面粗糙度），設(shè)計時主要圍繞著保證精度、剛度和抗振性，減少溫升和熱變形等幾個方面考慮。主軸形狀與各部分尺寸不僅和強度、剛度有關(guān)，而且涉及多方面的因素。1）內(nèi)孔直徑車床主軸由于要通過棒料，安裝自動卡盤的操縱機構(gòu)及通過卸頂尖的頂桿，必須是空心軸。為了擴(kuò)大使用范圍，加大可加工棒