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)說明書設(shè)計(jì)題目：中型普通車床主軸變速箱設(shè)計(jì)學(xué) 院： 常州工學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 姓 名： 陸亞楠 學(xué) 號：指導(dǎo)老師： 金衛(wèi)東 機(jī)械系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 設(shè)計(jì)題目：中型普通車床主軸變速箱設(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、 編寫設(shè)計(jì)說明書 25目錄機(jī)械加工設(shè)備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書21.車床參數(shù)的擬定21.1車床主參數(shù)和基本參數(shù)22.傳動設(shè)計(jì)32

2、.1傳動結(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繪制傳動系統(tǒng)圖113.傳動件的估算123.1三角帶的計(jì)算123.2傳動軸直徑的估算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.車床參數(shù)的擬定1.1車床主參數(shù)和基本參數(shù)1.1.1主電

3、機(jī)功率動力參數(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。中型普通車床典型重切削條件下的用量：刀具材料：YT15；工件材料：45號鋼；切削方式：車削外圓。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，滿載轉(zhuǎn)速為1420rmin。1.1.2主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)Z和公比由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知：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)大傳動分級變速，并選取級數(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級轉(zhuǎn)速。綜合上述可得：主傳動部件的運(yùn)動參數(shù): =1700 =37.5 Z=12 =1.412.傳動設(shè)計(jì)2.1傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇確定2.1.1確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目級數(shù)為Z的傳動系統(tǒng)由若干個(gè)順

5、序的傳動組組成，各傳動組分別有、個(gè)傳動副。即Z=傳動副數(shù)為使結(jié)構(gòu)盡量簡單以2或3為適合，即變速級數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子,即Z=2a3b實(shí)現(xiàn)12級主軸轉(zhuǎn)速變化的傳動系統(tǒng)可以寫成多種傳動副的組合:1) 12=34 2) 12=433) 12=322 4) 12=2325) 12=223方案1）和方案2) 可以節(jié)省一根傳動軸，缺點(diǎn)是有一個(gè)傳動組內(nèi)有四個(gè)傳動副。如用一個(gè)四聯(lián)滑移齒輪，則會增加軸向尺寸；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 傳動系統(tǒng)擴(kuò)大順序的安排12=232的傳動副組合，其傳動系統(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，由于傳動副的極限傳動比和傳動組的極限變速范圍的限制，一般升速時(shí)齒輪傳動最大傳動比，最小傳動比，決定了一個(gè)傳動組的最大變速范圍。檢查傳動組的變速范圍時(shí)，只

7、需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組,因其他傳動組的變速范圍都比他小。由式：對于方案2）和 方案5）有：,則對于方案2）和 方案5）不予考慮。對于其余方案有：。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，在各方案同號傳動軸的最高轉(zhuǎn)速相同時(shí)，變速范圍越小，最低轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)矩越小，傳動件尺寸也就越小。比較方案1）、3）、4）、6），方案1）的中間傳動軸變速范圍最小，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 傳動組的變速范圍的極限值齒輪傳動最小傳動比,最大傳動比,決定了一個(gè)傳動組的最大變速范圍。因此，要按照下表，淘汰傳動組變速范圍超過極限值的所有傳動方案。極限傳動比及指數(shù)X,X,值為：表2.1 公比極限傳動比指數(shù)1.41X值： =1/44X值：=x, =22(X+ X)值：=8 62.1.5最大擴(kuò)大傳動組的選擇正常連續(xù)的順序擴(kuò)大組的傳動結(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軸的具有極限或接近傳動比的齒輪副承受最大扭距，在結(jié)構(gòu)上可獲得較為滿意的處理，這也就是最后傳動組的傳動副經(jīng)常為2的另一原因。2.2 轉(zhuǎn)速圖的擬定 電動機(jī)和主軸的轉(zhuǎn)速是已定的，當(dāng)選定了結(jié)構(gòu)網(wǎng)后，就可以分配各傳動組的傳動比并確定中間軸的轉(zhuǎn)速。再加上定比傳動，就可以畫出轉(zhuǎn)速圖。中間軸的轉(zhuǎn)速如果能高一些，傳動件的尺寸也就可以小一些。但是，中間軸如果轉(zhuǎn)速過高，將會引起過大的振動、發(fā)熱和噪聲。通常，希望齒輪的線速度不超過1215m/s。對于中型車床，中間軸的最高轉(zhuǎn)速不宜超過電動

10、機(jī)的轉(zhuǎn)速。該結(jié)構(gòu)式中共有三個(gè)傳動組，變速機(jī)構(gòu)共需4軸。加上電動機(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。注明主軸的各級轉(zhuǎn)速。電動機(jī)軸轉(zhuǎn)速也應(yīng)該在電動機(jī)軸上注明。該車床主軸傳動系統(tǒng)共設(shè)有四個(gè)傳動組其中有一個(gè)是帶傳動。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，確定各傳動組最大、最小傳動比。 分配總降速傳動比時(shí)，要考慮是否增加定比傳動副，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比。中間各軸的轉(zhuǎn)速可以從電動機(jī)開始往后推，也可以從主軸開始往前推。

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)速傳動組c的變速范圍，可知兩個(gè)傳動副的傳動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)速傳動組b的級比指數(shù)為1，在傳動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，又不使傳動比太小，可取：，軸的轉(zhuǎn)速確定為300、850r/min。3）軸的轉(zhuǎn)速同理，對于軸，可?。?，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)，后者更為簡便，根據(jù)要求的傳動比和初步定出的傳動副齒數(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.傳動組小齒輪應(yīng)保證不產(chǎn)生根切。對于標(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)以傳動組c為例，傳動比，。查為2和4的兩行，能同時(shí)滿足三個(gè)傳動比要求的齒數(shù)取=72。

13、從表中依次可以查得各傳動比對應(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各種傳動比的適用齒數(shù)求出各傳動組齒輪齒數(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傳動過程中，會采用三聯(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)的最高一級轉(zhuǎn)速，即為。2）各傳動軸的計(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)速可按傳動副b推上去，得、軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為。綜上所述，各傳動軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下表所示。表2.4.1 各傳動軸的計(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為電動機(jī)額定功率）。電動機(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頁表取小輪直徑140mm。

16、確定三角帶速度v：。由于，對于B型帶比較經(jīng)濟(jì)耐用。故滿足設(shè)計(jì)要求。確定大輪直徑：大輪直徑由式mm。帶的滑動系數(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)算主軸各級轉(zhuǎn)速，最大誤差不得超過10(-1)%。主軸各級實(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分別為各級的傳動比 轉(zhuǎn)速誤差用主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速相對誤差的絕對值表示：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各級傳動組的轉(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)速誤差滿足要求。 2.7繪制傳動系統(tǒng)圖圖2.7 傳動系統(tǒng)圖3.傳動件的估算3.1三角帶的計(jì)算由2.5.2可知帶傳動選用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中心距過小，將降低帶的壽命；中心距過大又將引起帶的振動。對重型機(jī)床電動機(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滿足要求。2）確定三角帶的計(jì)算長度L0及內(nèi)周長LN三角帶的計(jì)算長度是通過三角帶截面重心的長度。代入數(shù)據(jù)得=2448.5 mm.將其圓整得標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長度為L=2533 mm,查表得相應(yīng)的內(nèi)周長度=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為根三角帶傳動的功率，N0為單根三角帶在、特定長度、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傳動軸直徑的估算傳動軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下列公式估算傳動軸直徑： mm式中 d 傳動軸危險(xiǎn)截面處直徑； N 該傳動軸傳遞功率（KW）； N=（為電機(jī)額定功率）； 從電機(jī)到該傳動軸間傳動件的傳動效率（不計(jì)軸承上的效率），對估算傳動軸直徑影響不大可忽略； 該傳動軸計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； 每米長度上允許的扭轉(zhuǎn)角(deg/m),可根據(jù)傳動軸的要求

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 一般的傳動軸較低的傳動軸0.5111.51.52對于一般的傳動軸，取=1.1。取估算的傳動軸長度為1000mm。 對軸有： =600r/min 預(yù)取mm對軸有：KW=300r/minmm 預(yù)取d2=30mm 對軸有： 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)算摩擦面對數(shù)ZZ 式中額定動扭矩；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）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）；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)。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)到該傳動軸間傳動件的傳動效率（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?。┑凝X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取每兩傳動軸間傳動件的傳動效率0.97。1）傳動組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、滑動套筒、螺母、鋼球和空套齒輪等組成。離合器左右兩部門結(jié)構(gòu)是相同的。左離合器傳動主軸正轉(zhuǎn)，用于切削加工。需要傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，片數(shù)較多。右離合器用來傳動主軸

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。移動套筒時(shí)，鋼球沿斜面向中心移動并使滑塊、螺母向左移動，將內(nèi)片與外片相互壓緊。軸的轉(zhuǎn)矩便通過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，軸后面的軸停轉(zhuǎn)。摩擦片的間隙可通過放松銷和螺母來進(jìn)行調(diào)整。摩擦片的軸向定位是由兩個(gè)帶花鍵孔的圓盤實(shí)現(xiàn)。其中一個(gè)圓盤裝在花鍵上，另一個(gè)裝在花鍵軸的一個(gè)環(huán)形溝槽里，并轉(zhuǎn)過一個(gè)花鍵齒，和軸上的花鍵對正

26、，然后用螺釘把錯(cuò)開的兩個(gè)圓盤連接起來。4.3制動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)制動器的設(shè)計(jì)原理，將其安裝在靠近主軸的較高轉(zhuǎn)速的軸，在離合器脫開時(shí)制動主軸，以縮短輔助時(shí)間。此次設(shè)計(jì)采用帶式制動器。該制動器制動盤是一個(gè)鋼制圓盤，與軸用花鍵聯(lián)接，周邊圍著制動帶。制動帶是一條剛帶，內(nèi)側(cè)有一層酚醛石棉以增加摩擦。制動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器的聯(lián)鎖運(yùn)動，采用一個(gè)操縱手柄控制。當(dāng)離合器脫開時(shí)，齒條處于中間位置，將制動帶拉緊。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)針方向擺動，使制動帶放松。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、各傳動軸的工作特點(diǎn)，基本組(傳動組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(傳動組c)傳動轉(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，簡單、工藝性好、結(jié)構(gòu)方便。所有滑移齒輪與傳動軸間均采用花鍵聯(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和

28、離合器相干涉（相碰），因而對第一擴(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。滾動軸承均采用E級精度。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 車床主軸由于要通過棒料，安裝自動卡盤的操縱機(jī)

30、構(gòu)及通過卸頂尖的頂桿，必須是空心軸。確定孔徑的原則是在滿足對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表莫氏錐度號選5；其標(biāo)準(zhǔn)莫氏錐度尺寸如下:簡圖莫氏號大端直徑D錐度長度544.3991：19.0221304）頭部尺寸的選擇對機(jī)床主軸的頭部廣泛采用短圓周