變速箱課程設(shè)計(jì)常州工學(xué)院陸

1、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：中型普通車(chē)床主軸變速箱設(shè)計(jì)學(xué) 院： 常州工學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 姓 名： 陸亞楠 學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)老師： 金衛(wèi)東 機(jī)械系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、 設(shè)計(jì)題目：中型普通車(chē)床主軸變速箱設(shè)計(jì)二、 設(shè)計(jì)參數(shù)：床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑：320mm主電機(jī)功率：3KW主軸最高轉(zhuǎn)速：1700r/min主軸最低轉(zhuǎn)速：37.5r/min三、 設(shè)計(jì)要求1、 主軸變速箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)及計(jì)算2、 主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3、 繪制主軸變速箱裝配圖4、 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 25目錄機(jī)械加工設(shè)備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)21.車(chē)床參數(shù)的擬定21.1車(chē)床主參數(shù)和基本參數(shù)22.傳動(dòng)設(shè)計(jì)32

2、.1傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇確定32.2轉(zhuǎn)速圖的擬定62.3齒輪齒數(shù)的確定72.4由轉(zhuǎn)速圖確定各軸及各齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速92.5確定帶輪直徑102.6驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差102.7繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖113.傳動(dòng)件的估算123.1三角帶的計(jì)算123.2傳動(dòng)軸直徑的估算133.3片式摩擦離合器的選擇及計(jì)算143.4傳動(dòng)齒輪模數(shù)164. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)184.1帶輪的設(shè)計(jì)184.2主軸換向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)184.3制動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)184.4齒輪塊的設(shè)計(jì)194.5軸承的選擇204.6主軸組件的設(shè)計(jì)204.7潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)224.8密封裝置的設(shè)計(jì)225、總結(jié)23參考文獻(xiàn)241.車(chē)床參數(shù)的擬定1.1車(chē)床主參數(shù)和基本參數(shù)1.1.1主電

3、機(jī)功率動(dòng)力參數(shù)的確定合理地確定電機(jī)功率N，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其性能，滿(mǎn)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。中型普通車(chē)床典型重切削條件下的用量：刀具材料：YT15；工件材料：45號(hào)鋼；切削方式：車(chē)削外圓。查表可知：切深度=3mm；進(jìn)給量f=0.25mm/r；切削速度V=75m/min。功率估算法用的計(jì)算公式：a 主切削力：=1900=190030.250.75=2015.254Nb 切削功率： c 估算主電機(jī)功率： 可選取電機(jī)為：Y100L 額定功率為3KW，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為1420rmin。1.1.2主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z和公比由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可知：機(jī)床主軸的極限轉(zhuǎn)速為： 則其轉(zhuǎn)速范圍: 考慮到設(shè)計(jì)

4、的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度要適中，故采用常規(guī)的擴(kuò)大傳動(dòng)分級(jí)變速，并選取級(jí)數(shù)z=12.設(shè)其轉(zhuǎn)速公比為,則由式： 現(xiàn)以=1.26和1.41代入上式得R=12.7和43.8，因此選=1.41更為適合。各級(jí)轉(zhuǎn)速數(shù)列由標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表中查出，因=1.41=，首先找到37.5，然后每隔5個(gè)數(shù)取一個(gè)值，可得如下轉(zhuǎn)速數(shù)列:37.5、53、75、106、150、212、300、425、600、850、1180、1700共12級(jí)轉(zhuǎn)速。綜合上述可得：主傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)參數(shù): =1700 =37.5 Z=12 =1.412.傳動(dòng)設(shè)計(jì)2.1傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇確定2.1.1確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目級(jí)數(shù)為Z的傳動(dòng)系統(tǒng)由若干個(gè)順

5、序的傳動(dòng)組組成，各傳動(dòng)組分別有、個(gè)傳動(dòng)副。即Z=傳動(dòng)副數(shù)為使結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單以2或3為適合，即變速級(jí)數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子,即Z=2a3b實(shí)現(xiàn)12級(jí)主軸轉(zhuǎn)速變化的傳動(dòng)系統(tǒng)可以寫(xiě)成多種傳動(dòng)副的組合:1) 12=34 2) 12=433) 12=322 4) 12=2325) 12=223方案1）和方案2) 可以節(jié)省一根傳動(dòng)軸，缺點(diǎn)是有一個(gè)傳動(dòng)組內(nèi)有四個(gè)傳動(dòng)副。如用一個(gè)四聯(lián)滑移齒輪，則會(huì)增加軸向尺寸；如果用兩個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪，操縱機(jī)構(gòu)必須互鎖以防止兩個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪同時(shí)嚙合，將使得結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。故在此不予采用。根據(jù)傳動(dòng)副數(shù)目分配應(yīng)“前多后少”的原則，方案3) 12322是可取的。但是，主軸由于采用雙向片式摩

6、擦離合器結(jié)構(gòu)，將導(dǎo)致軸的軸向尺寸加大，加之主軸對(duì)加工精度、表面粗超度的影響最大，此方案也不宜采用；而應(yīng)選取方案4) 12232。綜上所述： 方案4） 12=232 是比較合理的。 2.1.2 傳動(dòng)系統(tǒng)擴(kuò)大順序的安排12=232的傳動(dòng)副組合，其傳動(dòng)系統(tǒng)擴(kuò)大順序又可以有種形式：1) 12=213226 2) 12=2134223) 12=233126 4) 12=2631235) 12=223421 6) 12=263221 以上各種結(jié)構(gòu)式方案中，由于傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍的限制，一般升速時(shí)齒輪傳動(dòng)最大傳動(dòng)比，最小傳動(dòng)比，決定了一個(gè)傳動(dòng)組的最大變速范圍。檢查傳動(dòng)組的變速范圍時(shí)，只

7、需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組,因其他傳動(dòng)組的變速范圍都比他小。由式：對(duì)于方案2）和 方案5）有：,則對(duì)于方案2）和 方案5）不予考慮。對(duì)于其余方案有：。然而在可行的結(jié)構(gòu)式方案1）、3）、4）、6）中，為了使中間軸變速范圍最小，在各方案同號(hào)傳動(dòng)軸的最高轉(zhuǎn)速相同時(shí)，變速范圍越小，最低轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)矩越小，傳動(dòng)件尺寸也就越小。比較方案1）、3）、4）、6），方案1）的中間傳動(dòng)軸變速范圍最小，方案1）最佳。但由于軸裝有摩擦離合器，在結(jié)構(gòu)上要求有一齒輪的齒根圓大于離合器的直徑，因而采用方案3）12=233126 最佳。2.1.3 繪制結(jié)構(gòu)網(wǎng) 由上選擇的結(jié)構(gòu)式12=233126 ，畫(huà)其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖2.1：圖2.1結(jié)構(gòu)

8、網(wǎng)2.1.4 傳動(dòng)組的變速范圍的極限值齒輪傳動(dòng)最小傳動(dòng)比,最大傳動(dòng)比,決定了一個(gè)傳動(dòng)組的最大變速范圍。因此，要按照下表，淘汰傳動(dòng)組變速范圍超過(guò)極限值的所有傳動(dòng)方案。極限傳動(dòng)比及指數(shù)X,X,值為：表2.1 公比極限傳動(dòng)比指數(shù)1.41X值： =1/44X值：=x, =22(X+ X)值：=8 62.1.5最大擴(kuò)大傳動(dòng)組的選擇正常連續(xù)的順序擴(kuò)大組的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式為：Z= 1 最后擴(kuò)大組的變速范圍按照r原則，導(dǎo)出系統(tǒng)的最大級(jí)數(shù)Z和變速范圍R為：表2.2 2 3 1.41 Z=12 R=44 Z=9 R=15.6 最后擴(kuò)大組的傳動(dòng)副數(shù)目時(shí)的轉(zhuǎn)速范圍遠(yuǎn)比時(shí)大。 時(shí):R64/=45.3；時(shí)：R22.6/=16.

9、03因此，在機(jī)床設(shè)計(jì)中，因要求的R較大，最后擴(kuò)大組應(yīng)取2更為合適。同時(shí)，最后傳動(dòng)組與最后擴(kuò)大組往往是一致的。安裝在主軸與主軸前一傳動(dòng)軸的具有極限或接近傳動(dòng)比的齒輪副承受最大扭距，在結(jié)構(gòu)上可獲得較為滿(mǎn)意的處理，這也就是最后傳動(dòng)組的傳動(dòng)副經(jīng)常為2的另一原因。2.2 轉(zhuǎn)速圖的擬定 電動(dòng)機(jī)和主軸的轉(zhuǎn)速是已定的，當(dāng)選定了結(jié)構(gòu)網(wǎng)后，就可以分配各傳動(dòng)組的傳動(dòng)比并確定中間軸的轉(zhuǎn)速。再加上定比傳動(dòng)，就可以畫(huà)出轉(zhuǎn)速圖。中間軸的轉(zhuǎn)速如果能高一些，傳動(dòng)件的尺寸也就可以小一些。但是，中間軸如果轉(zhuǎn)速過(guò)高，將會(huì)引起過(guò)大的振動(dòng)、發(fā)熱和噪聲。通常，希望齒輪的線速度不超過(guò)1215m/s。對(duì)于中型車(chē)床，中間軸的最高轉(zhuǎn)速不宜超過(guò)電動(dòng)

10、機(jī)的轉(zhuǎn)速。該結(jié)構(gòu)式中共有三個(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，如圖2.1。主軸共12種速度，電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近，故需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)該在電動(dòng)機(jī)軸上注明。該車(chē)床主軸傳動(dòng)系統(tǒng)共設(shè)有四個(gè)傳動(dòng)組其中有一個(gè)是帶傳動(dòng)。根據(jù)降速比分配應(yīng)“前慢后快”的原則以及摩擦離合器的工作速度要求，確定各傳動(dòng)組最大、最小傳動(dòng)比。 分配總降速傳動(dòng)比時(shí)，要考慮是否增加定比傳動(dòng)副，以使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標(biāo)準(zhǔn)和有利于減小齒數(shù)和減小徑向與軸向尺寸，必須按“前慢后快”的原則給串聯(lián)的各變速器分配最小傳動(dòng)比。中間各軸的轉(zhuǎn)速可以從電動(dòng)機(jī)開(kāi)始往后推，也可以從主軸開(kāi)始往前推。

11、通常，以往前推比較方便。即先決定軸的轉(zhuǎn)速。1）軸的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)組c的變速范圍，可知兩個(gè)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比必然是前面敘述的極限值：，這樣就確定了軸的六種轉(zhuǎn)速即為150、212、300、425、600、850r/min。2）軸的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)組b的級(jí)比指數(shù)為1，在傳動(dòng)比極限值的變速范圍內(nèi)，軸的轉(zhuǎn)速最高可為425、600、850r/min,最低可為150、212、300r/min。為了避免升速，又不使傳動(dòng)比太小，可?。?，軸的轉(zhuǎn)速確定為300、850r/min。3）軸的轉(zhuǎn)速同理，對(duì)于軸，可取：，這樣就確定了軸的轉(zhuǎn)速為600r/min。綜上所述，可做出轉(zhuǎn)速圖如下圖所示：圖2.2 轉(zhuǎn)速圖2.3齒輪齒數(shù)的確定可用計(jì)算法或

12、查表確定齒輪齒數(shù)，后者更為簡(jiǎn)便，根據(jù)要求的傳動(dòng)比和初步定出的傳動(dòng)副齒數(shù)和，查表即可求出小齒輪齒數(shù)。2.3.1選擇時(shí)應(yīng)考慮內(nèi)容1.傳動(dòng)組小齒輪應(yīng)保證不產(chǎn)生根切。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，其最小齒數(shù)=1820。2.齒輪的齒數(shù)和不能太大，以免齒輪尺寸過(guò)大而引起機(jī)床結(jié)構(gòu)增大，一般推薦齒數(shù)和100-120，常選用在100之內(nèi)。3.同一變速組中的各對(duì)齒輪，其中心距必須保證相等。4.保證強(qiáng)度和防止熱處理變形過(guò)大，齒輪齒根圓到鍵槽的壁厚5. 保證主軸的轉(zhuǎn)速誤差在規(guī)定的范圍之內(nèi)。 圖2.3 齒輪的壁厚2.3.2 用查表法確定第二變速組的齒數(shù)以傳動(dòng)組c為例，傳動(dòng)比，。查為2和4的兩行，能同時(shí)滿(mǎn)足三個(gè)傳動(dòng)比要求的齒數(shù)取=72。

13、從表中依次可以查得各傳動(dòng)比對(duì)應(yīng)的最小齒輪齒數(shù)為20和30。即=24/48，=42/30。同理可得其它的齒輪如下表所示：當(dāng)傳動(dòng)比采用標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí)，齒數(shù)和以及小齒輪齒數(shù)可從表8-1中查得。查金屬切削機(jī)床表81各種傳動(dòng)比的適用齒數(shù)求出各傳動(dòng)組齒輪齒數(shù)如下表：變速組第一變速組a第二變速組b第三變速組c齒數(shù)和727290齒輪齒數(shù)2448423036 363042244860301872傳動(dòng)過(guò)程中，會(huì)采用三聯(lián)滑移齒輪，為避免齒輪滑移中的干涉，三聯(lián)滑移齒輪中最大和次大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于4。所選齒輪的齒數(shù)符合設(shè)計(jì)要求。2.4 由轉(zhuǎn)速圖確定各軸及各齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速2.4.1軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)速是指主軸或

14、各傳動(dòng)件傳遞全功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速。由金屬切削機(jī)床表82可查得主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： 1）主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速中型車(chē)床主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速是第一個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高一級(jí)轉(zhuǎn)速，即為。2）各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速可從主軸為106r/min按72/18的傳動(dòng)副找上去，似應(yīng)為425r/min。但由于軸上的最低轉(zhuǎn)速150r/min經(jīng)傳動(dòng)組c可使主軸得到37.5和300 r/min兩種轉(zhuǎn)速。300 r/min要傳遞全部功率，所以軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速應(yīng)為。軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速可按傳動(dòng)副b推上去，得、軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為。綜上所述，各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下表所示。表2.4.1 各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速軸計(jì)算轉(zhuǎn)速6003001501062.4.2齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速

15、各傳動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下表：表2.4.2 齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速齒輪Z1齒數(shù)24484230363630422448603018726003006008503003003002123001501503003001062.5 確定帶輪直徑2.5.1確定計(jì)算功率Pca 由（式中為v帶計(jì)算轉(zhuǎn)速、為工作情況系數(shù)、P為電動(dòng)機(jī)額定功率）。電動(dòng)機(jī)額定功率P=3KW，查機(jī)械設(shè)計(jì)表87取KA=1.1則:。2.5.2選擇V帶類(lèi)型 小輪轉(zhuǎn)速（即電機(jī)軸轉(zhuǎn)速）為=1420，根據(jù)、的數(shù)值查機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)圖4-1，選用B型三角帶。2.5.3確定帶輪直徑基準(zhǔn)并驗(yàn)算帶速V查機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)p29頁(yè)表取小輪直徑140mm。

16、確定三角帶速度v：。由于，對(duì)于B型帶比較經(jīng)濟(jì)耐用。故滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。確定大輪直徑：大輪直徑由式mm。帶的滑動(dòng)系數(shù)一般取0.02，則。根據(jù)V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列圓整后取mm。2.6驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差 由于確定的齒輪齒數(shù)所得的實(shí)際轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)設(shè)計(jì)的理論轉(zhuǎn)速難以完全相符，需要驗(yàn)算主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速，最大誤差不得超過(guò)10(-1)%。主軸各級(jí)實(shí)際轉(zhuǎn)速值用下式計(jì)算n實(shí)=(1-)u1u2u3u4其中：滑移系數(shù)=0.02； u1、 u2 、u3 、u4分別為各級(jí)的傳動(dòng)比 轉(zhuǎn)速誤差用主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速相對(duì)誤差的絕對(duì)值表示：n=10(-1)%n=(36.90-37.5)/37.5=0.01610（-1）%10（1.411）

17、%=4.1%同樣其他的實(shí)際轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速誤差如下:表4.2各級(jí)傳動(dòng)組的轉(zhuǎn)速誤差主軸轉(zhuǎn)速n1n2n3n4n5n6n7n8n9n10n11n12理論轉(zhuǎn)速37.5537510615021230042560085011801700實(shí)際轉(zhuǎn)速36.9052.773.8103.3147.6206.6295.2421.7590.4826.51180.81653.1轉(zhuǎn)速誤差 （%）1.60.5 1.62.51.62.51.60.81.62.70.062.8故轉(zhuǎn)速誤差滿(mǎn)足要求。 2.7繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖圖2.7 傳動(dòng)系統(tǒng)圖3.傳動(dòng)件的估算3.1三角帶的計(jì)算由2.5.2可知帶傳動(dòng)選用B型三角帶，2.5.3可知三角帶速度，小

18、輪直徑140mm，大輪直徑mm。1）初定中心距A0帶輪的中心距通常根據(jù)機(jī)床總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選?。簃m中心距過(guò)小，將降低帶的壽命；中心距過(guò)大又將引起帶的振動(dòng)。對(duì)重型機(jī)床電動(dòng)機(jī)軸變速箱帶輪軸的中心距一般為750850mm。故估算的帶輪中心距=850mm滿(mǎn)足要求。2）確定三角帶的計(jì)算長(zhǎng)度L0及內(nèi)周長(zhǎng)LN三角帶的計(jì)算長(zhǎng)度是通過(guò)三角帶截面重心的長(zhǎng)度。代入數(shù)據(jù)得=2448.5 mm.將其圓整得標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度為L(zhǎng)=2533 mm,查表得相應(yīng)的內(nèi)周長(zhǎng)度=2500mm，修正值Y=33mm3）驗(yàn)算三角帶的撓曲次數(shù) 撓曲次數(shù)，故能滿(mǎn)足要求4）確定實(shí)際中心距 實(shí)際中心距 5）驗(yàn)算最小包角 故能滿(mǎn)足

19、要求6）確定三角帶根數(shù)三角帶根數(shù)式中：N1為根三角帶傳動(dòng)的功率，N0為單根三角帶在、特定長(zhǎng)度、平穩(wěn)工作情況下傳遞的功率，查表得N0=2.70； C1包角系數(shù)，查表得C1=0.98。三角帶傳遞的功率N1=3 KW將所查數(shù)據(jù)代入可得所以，所需帶輪的根數(shù)為2根3.2傳動(dòng)軸直徑的估算傳動(dòng)軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下列公式估算傳動(dòng)軸直徑： mm式中 d 傳動(dòng)軸危險(xiǎn)截面處直徑； N 該傳動(dòng)軸傳遞功率（KW）； N=（為電機(jī)額定功率）； 從電機(jī)到該傳動(dòng)軸間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率（不計(jì)軸承上的效率），對(duì)估算傳動(dòng)軸直徑影響不大可忽略； 該傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； 每米長(zhǎng)度上允許的扭轉(zhuǎn)角(deg/m),可根據(jù)傳動(dòng)軸的要求

20、選取如表3.2所示：表3.1 剛度要求允許的扭轉(zhuǎn)角 主 軸 一般的傳動(dòng)軸較低的傳動(dòng)軸0.5111.51.52對(duì)于一般的傳動(dòng)軸，取=1.1。取估算的傳動(dòng)軸長(zhǎng)度為1000mm。 對(duì)軸有： =600r/min 預(yù)取mm對(duì)軸有：KW=300r/minmm 預(yù)取d2=30mm 對(duì)軸有： KW=150r/min mm 預(yù)取mm采用花鍵軸結(jié)構(gòu)，即將估算的傳動(dòng)軸直徑d減小7%為花鍵軸的直徑，在選相近的標(biāo)準(zhǔn)花鍵。=250.93=23.3=300.93=27.9=350.93=32.55查表可以選取花鍵的型號(hào)其尺寸分別為軸取6-25215軸取6-30266軸取6-3530103.3片式摩擦離合器的選擇及計(jì)算1)決

21、定外摩擦片的內(nèi)徑的結(jié)構(gòu)為軸裝式，則外摩擦片的內(nèi)徑比安裝軸的軸徑D大26 mm,有: D+(26)36+(26) 3842mm 取42mm2）選擇摩擦片尺寸 參考設(shè)計(jì)指導(dǎo)P41表摩擦片尺寸及花鍵規(guī)格自行設(shè)計(jì)摩擦片的尺寸如圖所示6內(nèi)摩擦片外摩擦片厚度 1.5249098903832423)計(jì)算摩擦面對(duì)數(shù)ZZ 式中額定動(dòng)扭矩；9550955061.12Nm； K1.31.5；取 K1.3； f摩擦片間的摩擦系數(shù)；查設(shè)計(jì)指導(dǎo)表12 f0.6（摩擦片材料10鋼，油潤(rùn)）P許用壓強(qiáng)；查設(shè)計(jì)指導(dǎo)表12 P1.0MPa（摩擦片材料10鋼，油潤(rùn)）；D摩擦片內(nèi)片外徑 mm；外摩擦片的內(nèi)徑mm； 速度修正系數(shù)；根據(jù)平

22、均圓周速度（1.62m/s）查設(shè)計(jì)指導(dǎo)表13,近似取為1.3；結(jié)合次數(shù)修正系數(shù)；查設(shè)計(jì)指導(dǎo)表13取為0.84；接合面修正系數(shù)；把數(shù)據(jù)代入公式得Z10.8；查設(shè)計(jì)指導(dǎo)表13取Z144)計(jì)算摩擦片片數(shù)摩擦片總片數(shù)（Z1）15片5）計(jì)算軸向壓力Q Qp0.81.2478N3.4傳動(dòng)齒輪模數(shù)按接觸疲勞和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)比較復(fù)雜，而且有些系數(shù)只有在齒輪參數(shù)都已經(jīng)知道后方可確定，所以只在草圖畫(huà)完之后校核用。在畫(huà)草圖之前，先估算，再選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)。按齒輪彎曲疲勞的估算： mm 按齒面點(diǎn)蝕的估算： mm 式中 N 軸的傳遞功率（KW）； N=；從電機(jī)到該傳動(dòng)軸間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率（不計(jì)軸承上的效率）；

23、 大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）；Z 所算齒輪的齒數(shù)；A齒輪中心距同一變速組中的齒輪取同一模數(shù)，按工作負(fù)荷最重（通常是齒數(shù)最小）的齒輪進(jìn)行計(jì)算，然后取齒輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)作為該變速組齒輪的模數(shù)。據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)P32取每?jī)蓚鲃?dòng)軸間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率0.97。1）傳動(dòng)組a 查設(shè)計(jì)指導(dǎo)P32=0.96。 按齒輪彎曲疲勞的估算 mm =2.06mm 按齒面點(diǎn)蝕的估算 mm68.70mm mm=1.91mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m2.5mm。2）傳動(dòng)組b 按齒輪彎曲疲勞的估算： mm = 2.57 mm 按齒面點(diǎn)蝕的估算： mm77.84mm mm 2.16mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m3mm。3）傳動(dòng)組c 按齒輪彎曲疲勞的估算： mm =

24、 =3.2mm 按齒面點(diǎn)蝕的估算： mm=98.08mm mm 2.17mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m4mm。 4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1帶輪的設(shè)計(jì)根據(jù)V帶計(jì)算，選用2根B型V帶。由于軸要安裝摩擦離合器及傳動(dòng)齒輪，為了改善它們的工作條件，保證加工精度，采用卸荷式帶輪結(jié)構(gòu)輸入。如圖4.1所示，帶輪支承在軸承外圓上，而兩軸承裝在與箱體固定的法蘭盤(pán)上，扭矩從端頭花鍵傳入。4.2主軸換向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)主軸換向比較頻繁，才用雙向片式摩擦離合器。這種離合器由內(nèi)摩擦片、外摩擦片、滑動(dòng)套筒、螺母、鋼球和空套齒輪等組成。離合器左右兩部門(mén)結(jié)構(gòu)是相同的。左離合器傳動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)，用于切削加工。需要傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，片數(shù)較多。右離合器用來(lái)傳動(dòng)主軸

25、反轉(zhuǎn)，主要用于退回，片數(shù)較少。這種離合器的工作原理是，內(nèi)摩擦片的花鍵孔裝在軸的花鍵上，隨軸旋轉(zhuǎn)。外摩擦片的孔為圓孔，直徑略大于花鍵外徑。外圓上有4個(gè)凸起，嵌在空套齒輪的缺口之中。內(nèi)外摩擦片相間安裝。移動(dòng)套筒時(shí)，鋼球沿斜面向中心移動(dòng)并使滑塊、螺母向左移動(dòng)，將內(nèi)片與外片相互壓緊。軸的轉(zhuǎn)矩便通過(guò)摩擦片間的摩擦力矩傳遞給齒輪，使主軸正傳。同理，當(dāng)滑塊、螺母向右時(shí)，使主軸反轉(zhuǎn)。處于中間位置時(shí)，左、右離合器都脫開(kāi)，軸后面的軸停轉(zhuǎn)。摩擦片的間隙可通過(guò)放松銷(xiāo)和螺母來(lái)進(jìn)行調(diào)整。摩擦片的軸向定位是由兩個(gè)帶花鍵孔的圓盤(pán)實(shí)現(xiàn)。其中一個(gè)圓盤(pán)裝在花鍵上，另一個(gè)裝在花鍵軸的一個(gè)環(huán)形溝槽里，并轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)花鍵齒，和軸上的花鍵對(duì)正

26、，然后用螺釘把錯(cuò)開(kāi)的兩個(gè)圓盤(pán)連接起來(lái)。4.3制動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)原理，將其安裝在靠近主軸的較高轉(zhuǎn)速的軸，在離合器脫開(kāi)時(shí)制動(dòng)主軸，以縮短輔助時(shí)間。此次設(shè)計(jì)采用帶式制動(dòng)器。該制動(dòng)器制動(dòng)盤(pán)是一個(gè)鋼制圓盤(pán)，與軸用花鍵聯(lián)接，周邊圍著制動(dòng)帶。制動(dòng)帶是一條剛帶，內(nèi)側(cè)有一層酚醛石棉以增加摩擦。制動(dòng)帶的一端與杠桿連接。另一端與箱體連接。為了操縱方便并保證離合器與制動(dòng)器的聯(lián)鎖運(yùn)動(dòng)，采用一個(gè)操縱手柄控制。當(dāng)離合器脫開(kāi)時(shí)，齒條處于中間位置，將制動(dòng)帶拉緊。齒條軸凸起的左、右邊都是凹槽。左、右離合器中任一個(gè)結(jié)合時(shí)，杠桿都按順時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)，使制動(dòng)帶放松。4.4齒輪塊的設(shè)計(jì)機(jī)床的變速系統(tǒng)采用了滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)。根據(jù)

27、各傳動(dòng)軸的工作特點(diǎn)，基本組(傳動(dòng)組b)滑移齒輪采用平鍵聯(lián)接裝配式齒輪，固定齒輪用獨(dú)立式；第一擴(kuò)大組(傳動(dòng)組a)的滑移齒輪采用了整體式滑移齒輪；第二擴(kuò)大組(傳動(dòng)組c)傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大用平鍵聯(lián)接裝配式齒輪，此時(shí)平鍵傳遞轉(zhuǎn)矩，彈性擋圈軸向固定，簡(jiǎn)單、工藝性好、結(jié)構(gòu)方便。所有滑移齒輪與傳動(dòng)軸間均采用花鍵聯(lián)接。從工藝角度考慮，其他固定齒輪（主軸上的齒輪除外）也采用花鍵聯(lián)接。由于主軸直徑較大，為了降低加工成本而采用了單鍵聯(lián)接。由各軸的圓周速度參考設(shè)計(jì)指導(dǎo)P53,軸間傳動(dòng)齒輪精度為877Dc，軸間齒輪精度為766 Dc。齒輪材料為45鋼，采用整體淬火處理。根據(jù)前面初估的模數(shù)計(jì)算齒輪直徑，由于軸基本組的大齒輪會(huì)和

28、離合器相干涉（相碰），因而對(duì)第一擴(kuò)大組的齒輪模數(shù)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)為m=4mm,并取為統(tǒng)一模數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù)：齒頂圓直徑 ； 齒根圓直徑；分度圓直徑 ；齒頂高 ；齒根高 ； 各齒輪參數(shù)如下表齒輪Z1齒數(shù)24484230363630600300600850300300300分度圓直徑96192168120144144120齒頂圓直徑104200176128152152128齒根圓直徑86182158110134134110齒輪寬32303032323032齒輪齒數(shù)42244860301872212300150150300300106分度圓直徑1689619224012072288齒頂圓直徑176104

29、20024812880296齒根圓直徑1588618223011062278 齒輪寬303230303232304.5軸承的選擇為了方便安裝，軸上傳動(dòng)件的外徑均小于箱體左側(cè)支承孔直徑，均采用深溝球軸承。為了便于裝配和軸承間隙調(diào)整，、軸均采用圓錐滾子軸承。滾動(dòng)軸承均采用E級(jí)精度。4.6主軸組件的設(shè)計(jì)4.6.1各部分尺寸的選擇1)軸頸直徑 由車(chē)床功率N=3kw, 參考設(shè)計(jì)指導(dǎo)P33,查表可以選取前支承軸頸直徑:,考慮到軸承的直徑系列均為5的倍數(shù)，故取， 后支承軸頸直徑 D2=(0.70.85)D1=5668mm 選取 D2=60 mm。2)主軸通孔直徑 車(chē)床主軸由于要通過(guò)棒料，安裝自動(dòng)卡盤(pán)的操縱機(jī)

30、構(gòu)及通過(guò)卸頂尖的頂桿，必須是空心軸。確定孔徑的原則是在滿(mǎn)足對(duì)空心主軸孔徑要求和最小壁厚要求以及不削弱主軸剛度的要求盡可能取大些。由車(chē)床主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)（GB1582-79,JB/Z143-79）查得最大工件回轉(zhuǎn)直徑D=320mm的主軸通孔直徑d36mm。推薦：普通車(chē)床d/D(或d1/D1)=0.550.6其中 D主軸的平均直徑，D=(D1+D2)/2=70 d1前軸頸處內(nèi)孔直徑d=(0.550.6)D=38.542mm 所以，內(nèi)孔直徑取d=40mm。3)前錐孔尺寸 前錐孔用來(lái)裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏錐孔。據(jù)車(chē)床最大回轉(zhuǎn)直徑320mm，參考設(shè)計(jì)指導(dǎo)P61表莫氏錐度號(hào)選5；其標(biāo)準(zhǔn)莫氏錐度尺寸如下:簡(jiǎn)圖莫氏號(hào)大端直徑D錐度長(zhǎng)度544.3991：19.0221304）頭部尺寸的選擇對(duì)機(jī)床主軸的頭部廣泛采用短圓周