數(shù)控銑床主軸箱結(jié)構(gòu)設計

1、目錄緒論 . 1第一章數(shù)控加工技術(shù)概論 61.1 數(shù)控技術(shù)及數(shù)控加工的基本概念 61.2 數(shù)控機床的組成與分類 71.3 數(shù)控機床的特點與數(shù)控機床的發(fā)展方向 9第二章數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng) 112.1 數(shù)控機床對主傳動的要求 112.2 數(shù)控銑床主傳動的配置方式 12第三章主軸電動機的選取 15第四章同步帶傳動 . 164.1 材料選擇 164.2 參數(shù)計算 17第五章主軸組件的設計 . 195.1 主軸組件的設計要求 205.2 主軸材料的選擇及尺寸、參數(shù)的計算 235.3 主軸傳動裝置箱體的作用 275.4 主軸箱體的截面形狀和壁厚計算 27第六章主軸軸承的選擇 . 286.1 軸承的選擇和軸

2、承的精度 296.2 軸承預緊力的要求 306.3 主軸軸承的潤滑與密封 306.4 軸承壽命校核 32第七章 聯(lián)接鍵的選擇和碟形彈簧的選擇與計算 337.1 聯(lián)接鍵的選擇 337.2 碟形彈簧的選擇與計算 337.3 碟形彈簧材料及熱處理、厚度和脫碳 347.4 碟形彈簧的強壓處理、表面強化處理和防腐處理 34第八章 螺釘聯(lián)接的設計 . 36第九章 液壓缸與密封件的設計 . 399.1 液壓缸安裝時應注意的問題 409.2 液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)及主要尺寸的確定 409.3 強度校核 419.4 密封件的作用及其意義 429.5 密封的分類及密封件的材料要求 429.6 防塵圈設計要求 43結(jié)

3、論 錯誤! 未定義書簽。致 謝 . 錯誤! 未定義書簽。參考文獻 46附錄 . 48緒論在工業(yè)生產(chǎn)中，金屬熱切割一般有氣割、等離子切割、數(shù)控銑床等。其中數(shù)控銑 床與氣割相比， 其切割范圍更廣、 效率更高。 而精細等離子切割技術(shù)在材料的切割表 面質(zhì)量方面已接近了激光切割的質(zhì)量， 但成本卻遠低于激光切割。 因此， 數(shù)控銑床自 20世紀 50年代中期在美國研制成功以來，得到迅速發(fā)展。1 國外數(shù)控銑床現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢國外數(shù)控銑床的生產(chǎn)廠家主要集中在德國、 美國和日本。 從機械結(jié)構(gòu)上看， 其發(fā) 展經(jīng)歷了十字架型（輕型） 、門型（小型）、龍門型（大型） 3 個階段，相應的型號種 類繁多。 能夠代表數(shù)控銑床技

4、術(shù)最高水平的廠家主要集中在德國， 目前，國外已有廠 家在龍門式切割機上安裝一個專用切割機械手， 開發(fā)出五軸控制系統(tǒng)的龍門式專用切 割工具， 該系統(tǒng)可以在空間切割出各種軌跡， 利用特殊的跟蹤探頭， 在切割過程中控 制切割運行軌跡我國工廠的板材下料中應用最為普遍的是數(shù)控銑床和等離子切割， 所用的設備包 括手工下料、 仿形機下料、半自動切割機下料及數(shù)控切割機下料等。 與其他切割方式 比較而言，手工下料隨意性大、靈活方便，并且不需要專用配套下料設備。但手工切 割下料的缺點也是顯而易見的，其割縫質(zhì)量差、尺寸誤差大、材料浪費大、后道加工 工序的工作量大，同時勞動條件惡劣。 用仿形機下料，雖可大大提高下料工

5、件的質(zhì)量， 但必須預先加工與工件相適應的靠模， 不適于單件、 小批量和大工件下料。 半自動切 割機雖然降低了工人勞動強度， 但其功能簡單， 只適合一種形狀的切割。 上述 3 種切 割方式，相對于數(shù)控切割來說由于設備成本較低、 操作簡單， 所以在我國的中小企業(yè) 甚至在一些大型企業(yè)中仍在廣泛使用。隨著國內(nèi)經(jīng)濟形勢的蓬勃發(fā)展以及以焊代鑄趨勢的加速，數(shù)控銑床的優(yōu)勢正在 逐漸為人們所認識。 數(shù)控銑床不僅使板材利用率大幅度提高， 產(chǎn)品質(zhì)量得到改進， 而 且改善了工人的勞動環(huán)境， 勞動效率進一步提高。 目前，我國金屬加工行業(yè)使用的數(shù) 控銑床是以火焰和普通等離子切割機為主， 但純火焰切割， 已不能適應現(xiàn)代生產(chǎn)

6、的需 要，該類切割機可滿足不同材料、 不同厚度的金屬板材的下料以及金屬零件的加工的 需要，因此需求量將會越來越大，但與國外的差距仍極為明顯，主要表現(xiàn)為：發(fā)達國 家金屬加工行業(yè) 90%為數(shù)控切割機下料，僅 10%為手工下料；而我國數(shù)控切割機下料 僅占下料總量的 10%，其中數(shù)控銑床下料所占比例更小。我國數(shù)控銑床每年市場需求量約在 400500臺之間。相較而言， 仿形切割機每年 銷售幾千臺，半自動切割機每年銷售達上萬臺。由此可見，我國數(shù)控切割市場，尤其 是數(shù)控銑床市場的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮摹? 數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展計算機技術(shù)的飛速發(fā)展推動了數(shù)控技術(shù)的更新?lián)Q代， 而這也日益完善了數(shù)控銃床的高精、高速、高

7、效功能。代表世界先進水平的歐洲、美國、日本的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)商 利用工控機豐富的軟硬件資源開發(fā)的新一代數(shù)控系統(tǒng)具有開放式體系結(jié)構(gòu)，即數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術(shù)訣竅集成到控制系 統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次產(chǎn)品的開發(fā)。開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，并向智能化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展。近幾年來，由于對切割質(zhì)量、勞動環(huán)境等的要求越來越高，其相應產(chǎn)品在我國的 市場需求量也逐年上升。在我國的數(shù)控銃床設備生產(chǎn)行業(yè)中， 由于缺乏切割理論研究 與生產(chǎn)實踐相轉(zhuǎn)換的機制，因此新技

8、術(shù)運用不廣、新產(chǎn)品開發(fā)速度不快，制約了數(shù)控 銃床技術(shù)的進一步發(fā)展和運用第一章 數(shù)控加工技 術(shù) 概論1.1 數(shù)控技術(shù)及數(shù)控加工的基本概念一 數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)是本世紀中期發(fā)展起來的機床控制技術(shù)， 是用數(shù)字信息對機械運動和工 作過程進行控制的技術(shù)。 數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新 興制造業(yè)的滲透行程的機電一體化鏟平，即所謂的數(shù)字化裝備。(1) 數(shù)控與數(shù)控機床數(shù)字控制 ( Numerical Control ，簡稱 NC), 國家標準定義為： “是用數(shù)字化信 號對機床的運動及其加工過程進行控制的一種方法” 。定義中的“機床”，不僅指金屬 切削機床，還包括其他各類機床，如線切割機床

9、等。數(shù)控機床 ( Numerical Control Machine Tools )是技術(shù)密集度及自動化程度很 高的機電一體化加工裝備。 簡單地說就是采用了數(shù)控技術(shù)的機床， 或者說是裝備了數(shù) 控系統(tǒng)的機床。國際信息處理聯(lián)盟 ( Internaional Federation of Information Proceccing ，簡稱 IFIP )第五技術(shù)委員會對數(shù)控機床作了如下定義：數(shù)控機床是一 種裝有程序控制系統(tǒng)的機床， 該系統(tǒng)能邏輯地處理具有特定代碼和其他符號編碼指令 規(guī)定的程序。( 2) 數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)(NCSystem)就是上訴定義中所指的那種程序控制系統(tǒng)，它是邏輯地 處理駛?cè)氲较到y(tǒng)

10、中具有特定代碼的程序，并將其譯碼，從而使機床運行并加工零件數(shù)控系統(tǒng)在本質(zhì)上是一臺計算機。在硬件方面，它經(jīng)歷了電子管、晶體管、小規(guī) 模集成電路、微處理機到當前 PC結(jié)構(gòu)的五代發(fā)展；在體系結(jié)構(gòu)上，經(jīng)歷了硬件數(shù)控 系統(tǒng)（NQ、計算機數(shù)控（CNC、到目前的PC數(shù)控（PC-NC三個階段。9二 數(shù)控加工數(shù)控加工技術(shù)是 20世紀 40年代后期為適應加工復雜外形零件而發(fā)展起來的一種 自動化加工技術(shù)。 數(shù)控加工就是用數(shù)控機床加工零件的方法。 數(shù)控加工是伴隨數(shù)控機 床的產(chǎn)生、 發(fā)展而逐步完善起來的一種應用技術(shù)， 它是人們長期從事數(shù)控加工實踐的 經(jīng)驗總結(jié)。1.2 數(shù)控機床的組成與分類一 數(shù)控機床的組成數(shù)控機床的種類

11、很多， 但是任何一種數(shù)控機床都主要由數(shù)控系統(tǒng)、 伺服系統(tǒng)和機 械系統(tǒng)組成。1 數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心， 是數(shù)控機床的 “指揮系統(tǒng)”。 數(shù)控系統(tǒng)通常是一臺 帶有專門系統(tǒng)軟件的專用微型計算機。2 伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)（或稱驅(qū)動系統(tǒng)） 是數(shù)控機床的執(zhí)行機構(gòu)， 是由驅(qū)動和執(zhí)行兩大部分組 成。用于實現(xiàn)數(shù)控機床的進給伺服控制和株洲伺服控制。 它接受數(shù)控裝置的指令信息， 并按指令信息的要求控制執(zhí)行部件的進給熟讀、方向和位移。3 機械系統(tǒng)數(shù)控機床的機械系統(tǒng)，除機床基礎件意外，有下列各部分組成(1) 主軸部件：包括主軸電動機和主軸傳動系統(tǒng)。(2) 進給系統(tǒng)：包括進給執(zhí)行電動機和進給傳動系統(tǒng)。(3) 實現(xiàn)共

12、建回轉(zhuǎn)、定位的裝置和附件。(4) 實現(xiàn)某些部件動作和輔助功能的系統(tǒng)和裝置。(5) 刀庫和自動換刀裝置 (Autormatic Tools Changer,簡稱 ATC)(6) 自動托盤交換裝置( Autormatic Pallet Changer ，簡稱 APC) 機床基礎件或稱機床大件，通常是指床身 ( 或底座 ) 、立柱、滑座和工作臺等，它是整臺機床 的基礎和框架。 9二 數(shù)控機床的分類1 按工藝用途分 按照工藝的不同，數(shù)控機床可分為數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、 數(shù)控齒輪加工機床、數(shù)控電火花加工機床、數(shù)控線切割機床、數(shù)控沖床、數(shù)控剪床、 數(shù)控液壓機等各種工藝用途的數(shù)控機床。2

13、按運動方式劃分按運動方式即刀具與工件相對運動方式， 數(shù)控機床可分為： 點位控制、 直線控制 和輪廓控制。3 按伺服系統(tǒng)類型劃分按伺服系統(tǒng)類型的不同， 數(shù)控機床可分為： 開環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機床、 閉環(huán)伺服系 統(tǒng)數(shù)控機床和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)時空機床。( 1) 開環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機床開環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機床是一種不叫原始的數(shù)控機床。 這類機床的數(shù)控系統(tǒng)將零件 的程序處理后， 輸出數(shù)據(jù)指令給伺服系統(tǒng)， 驅(qū)動機床運動， 沒有來自位置傳感器的反 饋信號。最典型的系統(tǒng)就是采用步進電動機的伺服系統(tǒng)。 這類系統(tǒng)的信息流是單向的， 即進給脈沖發(fā)出去以后， 實際移動值不再反饋回來， 所以稱為開環(huán)控制。 這類機床較 為經(jīng)濟，但加

14、工速度和加工精度較低。（ 2） 閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機床閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機床帶有檢測裝置， 直接對工作臺的位移量進行檢測。 這類控 制系統(tǒng)， 因為把機床工作臺納入位置控制環(huán)， 故稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。 該系統(tǒng)可以消除 包括工作臺傳動鏈在內(nèi)的運動誤差， 因而定位精度高、 調(diào)節(jié)速度快。但由于該系統(tǒng)受 進給絲杠的拉壓剛度、 扭轉(zhuǎn)剛度、 摩擦阻尼特性和間隙等非線性因素的影響， 給調(diào)試 工作造成較大的困難。 由于閉環(huán)伺服系統(tǒng)復雜和成本高， 故適用于精度要求很高的數(shù) 控機床，如精密鏜銑床、超精密數(shù)控機床等。（ 3） 半閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機床大多數(shù)數(shù)控機床是半閉環(huán)伺服系統(tǒng)， 這類系統(tǒng)介于開環(huán)和閉環(huán)之間， 精度沒有閉

15、環(huán)高，調(diào)試卻比閉環(huán)方便，因而得到了廣泛的應用。4 按數(shù)控機床系統(tǒng)的功能水平劃分按數(shù)控機床系統(tǒng)的功能水平可分為： 低檔、中檔和高檔。 按控制軸數(shù)和聯(lián)動軸數(shù) 可分為幾軸聯(lián)動等多種數(shù)控機床； 按數(shù)控機床功能多少可分為經(jīng)濟型數(shù)控機床和全功 能型數(shù)控機床等。 91.3 數(shù)控機床的特點與數(shù)控機床的發(fā)展方向1 數(shù)控機床的特點數(shù)控機床與普通機床比較具有以下特點1） 自動化程度高（2）進給傳動機構(gòu)簡單。（3）工藝復合化和功能集成化。（4）具有加工復雜形狀兩件的能力。（5）具有高度柔性，適用性強。（6）加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定。（7）生產(chǎn)效率高。2 數(shù)控機床的發(fā)展方向當今數(shù)控機床正朝著以下幾個方向發(fā)展。（1）高速度、

16、高精度。（2）多功能化。（3）智能化。（4）目前CAD/CAh圖形交互式自動變成已得到較多的應用，是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的新趨勢。（5）可靠性最大化數(shù)控機床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標。206） 控制系統(tǒng)小型化和時空系統(tǒng)小型化便于將機、電裝置結(jié)合為一體第二章 數(shù) 控銑床主傳動系統(tǒng)數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)包括主軸電動機， 傳動系統(tǒng)和主軸組件。 與普通機床的主 傳動系統(tǒng)相比數(shù)控機床在結(jié)構(gòu)上比較簡單， 這是因為變速功能全部或大部分由主軸電 動機的無級調(diào)速來承擔。 省去了繁雜的齒輪變速機構(gòu)， 還有一些數(shù)控機床設計中還存 在二級或三級齒輪變速機構(gòu)用以擴大主軸電動機無級變速的范圍。2.1 數(shù)控機床對主傳動的要求

17、1. 范圍： 各種不同的機床對調(diào)速范圍的要求不同， 多用途， 通用性比較大的機 床，要求主軸的調(diào)速范圍大，不但有低速大轉(zhuǎn)距的功能，而且還要有比較高的速度。2. 熱變形：電動機、主軸及傳動件都有熱源。降低溫升，減少熱變形是對主傳 動系統(tǒng)要求的重要指標。3. 旋轉(zhuǎn)精度和運動精度（1）主軸的旋轉(zhuǎn)精度 : 是指裝配后，在無載荷，低速轉(zhuǎn)動條件下，測量主軸前端 和300mn處的徑向和軸向跳動值。（2）主軸在以工作速度旋轉(zhuǎn)時，測量上述兩項精度稱為運動精度。4. 主軸的靜剛度和抗振性由于數(shù)控機床的加工精度比較高， 主軸的轉(zhuǎn)速又很高。 因此，主軸組件的質(zhì)量分 布是否均勻以及主軸組件的阻尼等，對主軸組件的靜剛度和

18、抗振性都會產(chǎn)生影響。5. 主軸組件的耐磨性主軸組件必須有足夠的耐磨性， 使之能夠長期保持要求的準確精度。 凡是有機械 摩擦的部位，軸承，錐孔等都要有足夠的硬度，軸承還應具有良好的潤滑。 62.2 數(shù)控銑床主傳動的配置方式數(shù)控銑床的主傳動系統(tǒng)要求有較大的調(diào)速范圍， 以保證進行加工時能選用合理的 切削用量， 從而獲得最佳的生產(chǎn)效率、 加工精度和表面質(zhì)量。 數(shù)控機床的變速是按照 控制指令自動進行的， 因此機構(gòu)必須適應自動操作的要求。 大多數(shù)的數(shù)控銑床是用無 級變速系統(tǒng)控制的。數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)主要有以下三種配置方式：1. 帶有變速齒輪的主傳動 這種配置方式在大中型數(shù)控機床中采用比較普遍。它通過少數(shù)幾

19、對齒輪進行降 速，使之能夠分段變速，確保低速時擁有足夠的扭矩，以滿足主軸輸出扭矩特性。但 也有一部分小型數(shù)控機床也采用這種傳動方式，以獲得強力切削時所需要的扭矩。2. 通過帶傳動的主傳動主要應用在中小數(shù)控機床上， 可以避免齒輪傳動時引起的振動和噪聲， 但它只能 適用于低扭矩特性要求的主軸。同步帶有多楔帶，齒形帶，圓弧帶等，是一種綜合了 帶傳動和鏈傳動優(yōu)點的新型傳動。 帶的工作面及帶輪外圓上均制成齒形， 通過帶輪與 輪齒相嵌合，做無滑動的嚙合傳動。帶內(nèi)采用了承載后無彈性伸長的材料作強力層， 以保持帶的節(jié)距不變， 使主動和從動帶輪可做無相對滑動的同步傳動。 與一般帶傳動 相比，同步帶傳動具有以下優(yōu)

20、點：（1）無滑動，傳動比準確。2）傳動效率高，可達 98%以上( 3) 傳動平穩(wěn)可靠，噪聲小。(4)使用范圍廣，速度要達到50m/s,速比可達10左右，傳動功率由幾瓦到數(shù)千瓦。( 5) 修保養(yǎng)方便，不需要潤滑。但是同步帶也有不足之處， 其安裝時中心距要求嚴格， 帶與帶輪制造工藝較復雜， 成本高。3. 由調(diào)速電動機直接驅(qū)動的主傳動 這種主傳動方式大大簡化了主軸箱與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛 度。但主軸輸出扭矩小， 電動機轉(zhuǎn)動時發(fā)出的熱量對主軸的精度影響比較大。 在低于 額定轉(zhuǎn)速時為恒轉(zhuǎn)矩輸出， 高于額定轉(zhuǎn)矩時為恒功率輸出。 使用這種電動機可實現(xiàn)電 氣定向。我們把機床主軸驅(qū)動與一般工業(yè)的

21、驅(qū)動相比較， 便可知機床要求其驅(qū)動系統(tǒng) 有較高的速度精度和動態(tài)剛度， 而且要求具有能連續(xù)輸出的高轉(zhuǎn)距能力和非常寬的恒 功率運動范圍。隨著功率電子，計算機技術(shù)，控制理論，新材料和電動機設計的進一 步發(fā)展和完善，矢量控制交流主軸電動機驅(qū)動系統(tǒng)的性能已經(jīng)達到甚至超過了直流電4動機驅(qū)動系統(tǒng)，交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)正在逐步取代直流系統(tǒng)第三章 主軸電動機的選取正確選擇電動機的類型、型號及容量是機床設計的重要問題之一，它直接影響著 機床的結(jié)構(gòu)和壽命，選擇時要根據(jù)機床的功能要求，所設計的結(jié)構(gòu)，工作狀況等全面 考慮，然后選擇適宜的結(jié)構(gòu)型式及容量。圖3-1主軸電動機電動機功率的選擇，工作機所需的有效功率為： Pw=Fv

22、/1000=17.5kwi,為了計算 電動機所需的功率，先要確定從電動機到工作部件的總效率n,設n 1、n 2、分別為 同步帶輪和同步帶的傳動效率，查表所得n 1和n 2都等于0.97。則傳動的總效率為 n =n 1 Xr2=0.94i， 所以電動機所需的功率為 Pd=Pw/n =18.5KW電動機傳速的選擇：此次設計要求電動機必須有額定轉(zhuǎn)速 1500r/min,最高轉(zhuǎn)速 必須達到4000r/min.電動機型號的選?。焊鶕?jù)設計要求，本次設計中選取蘭州電機廠生產(chǎn)的1PH5167-4CF4型號交流主軸電動機。其主要參數(shù)如下表:額定轉(zhuǎn)速（r/mi n ）取高轉(zhuǎn)速（r/mi n）額定轉(zhuǎn)矩慣性矩（N.M

23、）電機 功率 （KW）恒功率范70.04618.51:90表3-1 1PH5167-4CF4型號交流主軸電動機的主要參數(shù) “第四章 同步帶傳動同步帶傳動綜合了帶傳動和鏈傳動的特點，同步帶傳動的優(yōu)點是（1）無相對滑動，帶長不變，傳動比穩(wěn)定；（2） 帶薄而輕，強力層強度高，適用于高速傳動，速度可達40 m/s ；（3）帶的柔性好，課用直徑較小的帶輪，傳動結(jié)構(gòu)緊湊，能獲得較大的傳動比;（4）傳動效率高，可達0.98-0.99，因而應用日益廣泛；（5）初拉力較小，故軸和軸承上所受的載荷小。主要缺點是制造、安裝精度要求較高、成本高。同步帶主要用于要求傳動比準確的中、小功率傳動中

24、，如計算機、錄音機、磨床和紡織機等。134.1 材料選擇。13根據(jù)設計要求，選用聚氨酯同步帶，由帶背、帶齒、抗拉層三部分組成。帶背和帶齒材料為聚氨酯，抗拉層采用鋼絲繩，適用于中小功率的高速運轉(zhuǎn)部分4.2 參數(shù)計算設計計算的內(nèi)容主要是：齒形帶的模數(shù)、齒數(shù)、和寬度的結(jié)構(gòu)和尺寸，傳動中心 距，作用在軸上載荷以及結(jié)構(gòu)設計。1. 模數(shù)的選取模數(shù)主要根據(jù)齒形帶所傳遞的計算功率 Pd和小帶輪轉(zhuǎn)速ni確定的，通過查現(xiàn) 代數(shù)控機床表4-33查得Pd=KA*P,式中P傳動功率表4-1工作情況系數(shù)KA載荷性質(zhì)一天運轉(zhuǎn)時間/h< 1010 1616以上載荷平穩(wěn)1.01.11.2載荷變化小1.21.41.6載荷變

25、化大1.41.72.0選取 KA=1.7，所以 FC=5.5 X 1.7=9.35KW由齒形帶模數(shù)選用圖可選m=42小帶輪齒數(shù) 乙：由機械傳動裝置設計手冊表8-38得Zmin=22,所以取乙=243. 同步帶節(jié)距 Pb：由 FD=9.35KW n=1500r/min, 查表選取節(jié)距 R=12.566mm,齒形角 2B =40 齒根厚 S=5.75mm 齒頂厚 S=4mm,齒高 hg=h+e=2.4+2.7=5.1mm,齒 根圓半徑R=齒頂圓半徑Fa=0.40mm,帶高hs=4.4mm,節(jié)頂距S =1.000mm 帶bs=3540mm4. 節(jié)圓直徑 di：d i=-PbZl =96 mm5. 大

26、帶輪齒數(shù)Z2與直徑：z2=iz 1=366. 大帶輪直徑d2=id 1=1.5 X 96=14伽7. 帶的速度 V:V=7.536,(60 1000由表查得13Vma=3540 V<Vmax所以合格。8. 定中心距 a。： 5(d 1+d2) < aoW 2(d1+cb)所以：0.7 (96+144) < aow 2(96+144)則有168W印三480 初選ao=3OO9. 帶的節(jié)線長度Lp以及齒數(shù)Zb：Lpc=2a0+ (d 1+d2)+ © 衛(wèi)=2300+ X 240+2304 =978.7224a024 220查表選取 Lp=1005 m Zb=8010.

27、計算中心距a (采用中心距可調(diào))Lp Lp?！癮 753.98 724.07 a ao+- =300+313.36 m2 2選取a=314 m11. 帶輪與帶的嚙合齒數(shù)Zm：Zm - 1 雖=11$2 取 Zm=12210a式 4-1)(式 4-2)(式 4-3 )(式 4-4)因為當m>2時，Zm應不小于6，所以計算的Zm滿足條件12. 帶寬bs：（式 4-5）bs> 一103 查表取 Kz=1.20, F a=20N/mmKz（Fa Fc）VFc=mV=4.8 X l0 X 7.536=0.273所以bs>9.351.20 （200.273） 7.53610339.12

28、mm選取 bs=40 mm（式 4-6）因為13. 作用與軸上的力Fr :Fr=P 1031031240.7NV7.53614. 小帶輪最小包角a00/、oOa" 180-60 （d2-d1） /a=180 -60 （144-96） /314=170.815. 帶輪寬度 bf, b f1, b f2bf=bs+（1.5 3）=41.5 43bf1 =bs+（6 7）=46 47bf2 =bs+（3 5）=43 4口4第五章 主軸組件的設計主軸組件主要包括：主軸、主軸支撐和安裝在主軸上的傳動件、密封件等,主軸帶動工件或刀具直接參加工件表面形成運動，所以它的工作性能對加工質(zhì)量和生 產(chǎn)率產(chǎn)

29、生直接影響，是機床最重要的部件之一。5.1 主軸組件的設計要求1. 回轉(zhuǎn)精度主軸組件的回轉(zhuǎn)精度 , 是指主軸的回轉(zhuǎn)精度。當主軸做回轉(zhuǎn)運動時，線速度為零 的點的連線稱為主軸的得回轉(zhuǎn)中心線。 回轉(zhuǎn)中心線的空間位置， 每一瞬間都是變化的， 這些瞬間回轉(zhuǎn)中心線的平均空單位轉(zhuǎn)移不為理想回轉(zhuǎn)中心線。 瞬時回轉(zhuǎn)中心線相對于 理想回轉(zhuǎn)中心線在空間位置的距離， 就是主軸的回轉(zhuǎn)誤差， 而回轉(zhuǎn)誤差的范圍， 就是 主軸的回轉(zhuǎn)精度。純徑轉(zhuǎn)誤差、角度誤差和軸向誤差，它們很少單獨存在。當徑向誤 差和角度誤差同時存在構(gòu)成徑向跳動，而軸向誤差和角度誤差同時存在構(gòu)成端面跳 動。由于主軸的回轉(zhuǎn)誤差一般都是一個空間旋轉(zhuǎn)矢量， 它并不

30、是在所有的情況下都表 示為被加工工件所得的加工形狀。主軸回轉(zhuǎn)精度的測量， 一般分為三種靜態(tài)測量、 動態(tài)測量和間接測量。 目前我國 在生產(chǎn)中沿著傳統(tǒng)的靜態(tài)測量法， 用一個精密的檢測棒插入主軸錐孔中千分表觸頭觸 及檢測棒圓柱表面， 以低速轉(zhuǎn)動主軸進行測量。 千分表最大和最小的讀數(shù)差既認為是 主軸的徑向回轉(zhuǎn)誤差。端面誤差一般以包括主軸所在平面內(nèi)的直角坐標系的垂直度， 數(shù)據(jù)綜合表示。 動態(tài)測量是用一標準球裝在主軸中心線上， 與主軸中心線上， 與主軸 同時旋轉(zhuǎn)；在主軸同時旋轉(zhuǎn)；在工作臺上安裝兩個互成 90 度角的非接觸傳感器，通 過儀器記錄回轉(zhuǎn)情況。 間接測量是用小的切削量用小的切削量回工有色金屬試件，

31、 然 后在圓度儀上測量試件的圓度來評價。 出廠時，普通級加工中心的回轉(zhuǎn)精度用靜態(tài)測 量法測量，當L=300mm寸允許誤差應小于0.02伽。造成主軸回轉(zhuǎn)誤差的原因主要是 由于主軸的結(jié)構(gòu)及其加工精度、 主軸軸承的選用及剛度等， 而主軸及其回轉(zhuǎn)零件的不 平衡， 在回轉(zhuǎn)時引起的激振力， 也會造成主軸的回轉(zhuǎn)誤差。 因此加工中心的主軸不平衡量要控制在0.4 mm/s以下。2. 主軸剛度主軸組件的剛度是指受外力作用時， 主軸組件抵抗變形的能力。 通常抵以主軸前 端產(chǎn)生單位位移時， 在位移方向上所施加的作用力大小來表示。 主軸組件的剛度越大， 主軸受力的變形就越小。 主軸組件的剛度不足， 在切削力及其他力的作

32、用下， 主軸將 產(chǎn)生較大的彈性變形， 不僅影響工件的加工質(zhì)量， 還會破壞齒輪、 軸承的正常工作條 件，使其加快磨損，降低精度。主軸部件的剛度與主軸結(jié)構(gòu)尺寸、支撐跨距、所選軸 承類型及配置形勢、砂間隙的調(diào)整、主軸上傳動元件的位置等有關(guān)。3. 主軸抗振性 主軸組件的抗振性是指切削加工時，主軸保持平穩(wěn)的運轉(zhuǎn)而不發(fā)生振動的能力。 主軸組件抗振性及在必要時安裝阻尼（消振）器。另外，使主軸固有頻率遠遠大于激 振力的頻率。4. 主軸溫升主軸組件在運轉(zhuǎn)中， 溫升過高會起兩方面的不良結(jié)果： 一是主軸組件和箱體因熱 膨脹而變形， 主軸的回轉(zhuǎn)中心線和機床其他件的相對位置會有變化， 直接影響加工精 度；其次是軸承等元

33、件會因溫度過高而改變已調(diào)好的間隙和破壞正常潤滑條件， 影響 軸承的正常工作。嚴重時甚至會發(fā)生： “抱軸”。數(shù)控機床在解決溫升問題時，一般采 用恒溫主軸箱。5. 主軸的耐磨性主軸組件必須有足夠的耐磨性， 以便長期保持精度。 主軸上易磨損的地方是刀具 或工件的安裝部位以及移動式主軸的工作部位。 為了提高耐磨性， 主軸的上述部位應 該淬硬，或者經(jīng)過氮化處理， 以提高硬度增加耐磨性。 主軸軸承也需要有良好的潤滑， 提高其耐磨性。以上這些要求，有的還是矛盾的，例如高剛度和高速，高速和高精度等，這就要 具體問題具體分析，例如設計高效數(shù)控機床的主軸組件的主軸應滿足高速和高剛度的 要求；設計高精度數(shù)控機床時，

34、主軸應滿足高剛度、低溫升的要求。同時，主軸結(jié)構(gòu) 要保證個部件定位可靠，工藝性能好等要求。6. 提高主軸組件抗振性的措施（ 1）盡量縮短主軸前軸承結(jié)構(gòu)的長度， 適當增大跨矩；（2）盡量提高前軸承的剛度和阻尼；（3）提高前軸承的精度，把推力軸承放在前支撐初可提高抗振性；（ 4）對高速旋轉(zhuǎn)的零件作靜、動平衡，提高齒輪、主軸的制造精度都可適當減 少強迫振動源；（5）對于非連續(xù)切削過程的銑削，滾削等加裝飛輪可減少振動；（6）應用阻尼器消耗振動能量是有效的措施；考慮系統(tǒng)的固有頻率，避免共振。7. 減少主軸組件熱變形的措施（1）把熱源移至機床以外。（2）改善主傳動的潤滑條件。如進行箱外循環(huán)潤滑，用低粘度的潤

35、滑油、油霧 潤滑等，特別注意前軸承的潤滑情況。（3）采用冷卻散熱裝置。例如用熱管冷卻減少機床各部位的溫差, 進行熱補償如可以在結(jié)構(gòu)設計采用一些自動補償?shù)难b置設法使熱變形朝不影響加工精度的方向 發(fā)展。還可以在工藝上減少熱變形的影響。如先空運轉(zhuǎn)一段時間再加工。把粗、精加 工分開等。5.2主軸材料的選擇及尺寸、參數(shù)的計算圖5-1主軸主軸是主軸組件的重要組成部分，它的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀、制造精度、材料、及其 熱處理，對主軸組件的工作性能都有很大的影響。主軸結(jié)構(gòu)隨系統(tǒng)設計要求的不同而 有各種形式。主軸的主要尺寸參數(shù)包括：主軸直徑、內(nèi)孔直徑、懸伸長度和支撐跨距。評價和 考慮主軸的主要尺寸參數(shù)的依據(jù)使主軸的剛度

36、、結(jié)構(gòu)工藝性和主軸組件的工藝適應范 圍。1.主軸直徑主軸直徑越大，其剛度越高，但使得軸承和軸上其他零件的尺寸相應增大。軸承的直徑越大，同等級精度軸承的公差值也越大， 要保證主軸的旋轉(zhuǎn)精度就越困難。 同 時極限轉(zhuǎn)數(shù)下降。主軸后端支撐軸頸的直徑可視為 0.70.8的前支承軸頸值，實際 尺寸要在主軸組件結(jié)構(gòu)設計時確定。前、后軸頸的差值越小則主軸的剛度越高，工藝 性能也越好。2. 主軸內(nèi)孔直徑主軸的內(nèi)孔用來安放棒料、刀具夾緊裝置固定刀具、傳動氣動或液動卡盤等。主 軸孔徑越大，可通過的棒料直徑也越大，機床的適用范圍就越廣，同時主軸部件的相 對重量也越輕。主軸孔徑的大小主要受主軸剛度的制約。 主軸的孔徑與

37、主軸的直徑之 比，小于0.3時空心主軸的剛度幾乎與實心主軸的剛度相當；等于 0.35時，空心主軸的剛度為實心主軸剛度的90%大于0.7時空心主軸的剛度急劇下降。一般可取其 比值為0.5左右根據(jù)設計要求，此設計選用的主軸材料是 45號鋼。其熱處理及參數(shù)如下表表5-1 45號鋼熱處理參數(shù)13材料熱處理硬度(HBS抗拉 強度極 限屈服 強度極 限C S彎曲 疲勞極 限c -1剪切 疲勞極 限T -1許用 彎曲應 力c -145調(diào)質(zhì)、滲氮21725564035530015560因為選用的主軸電機功率為 P=18.5KVy額定轉(zhuǎn)速nc=1500r/min所以主軸功率p=pc/ n18.51 n 2 n

38、3=0.98 0.97=9.67 kw0.98式 5-1)因為主軸是空心轉(zhuǎn)軸，所以1=21.68 疋(T)21(式 5-2)1查表得=1.23 所以 d1=21.68 X伽V1r又因為此處軸上有一個鍵槽，所以d1=d>(1+5%)=59.45 mm 取d1=60;d2=d1+2a,a 為軸肩高度，用于軸上零件的定位和固定，故a值應該稍微大于轂孔的圓角半徑或倒角深，通常取a> (0.070.1 ) di; d2應符合密封件的孔徑要求所以 d 2=63mmd3=d2+5 8mm=72mmd4=d3+1 5mm=74mmd5=d4+i 5mm=78mmd6=d5+2a。a>(0.0

39、7 0.1)d i 所以 de=80mm根據(jù)選用的軸承確定d7=98mm主軸的疲勞強度安全系數(shù)校核，危險截面安全系數(shù)s的校核計算:(式 5-3)s ss=，ss ss 只考慮彎距作用的安全系數(shù)；sT只考慮扭距作用是的安全系數(shù)；S許用安全系數(shù)；14在此查表所得s=1.31.5 ; sc =k查表得出c -1=270Mpat -1=155Mpa k c=1.71k t=1.44B =1.6£ c =0.78c =0.3，書 t =0.21 , c2W(T n= Cm=12(1 4)m£ t =0.74 ,dgdd 3Wp宕1 4)s s所以：s=1.08<s=1.3 1.

40、5s s所以主軸設計符合要求。3. 主軸的軸端結(jié)構(gòu)主軸的軸端是用于安裝夾具和刀具。 要求夾具和刀具在軸端定位精度高、 定位好、 裝卸方便， 同時使主軸的懸伸長度短。 數(shù)控銑床的主軸端部結(jié)構(gòu)， 一般采用短圓錐法 蘭盤式。4. 軸主要精度指標前支承軸承軸頸得同軸度約為 5yn左右；軸承軸頸需要按軸承內(nèi)孔“實際尺寸” 配合，并且需要保證配合過盈1卩5卩m;錐孔與軸承軸頸得同軸度為3卩5卩m與 錐面的接觸面積不小于 80%，且大端接觸較好；裝圓柱滾子軸承與軸承內(nèi)圈的接觸面 積應該不小于 85%。5. 主軸動態(tài)特性的改善改善主軸動態(tài)特性的措施有以下幾個方面：（1 ）使主軸組件的固有頻率避開激振力的頻率

41、通常應該使固有頻率高于激振力頻率的 30%以上。如果發(fā)生共振的那階模態(tài)屬于 主軸在彈性基礎上 （軸承）的剛度振動則應提高軸承的剛度。 如果屬于主軸的彎曲振 動，則應提高主軸的剛度，如加粗直徑。激振力可能來自主軸組件的不平衡，這時激 振頻率等于主軸轉(zhuǎn)速乘以n /30。也可能來自斷續(xù)切削，這時激振頻率還應該乘以刀 齒數(shù) z。（2）增大阻尼如前面所述， 低階模態(tài)常是主軸的剛體振動。 這時主軸軸承， 特別是前軸承的阻 尼對主軸組件的抗振性影響很大。如果要求得到很光的加工表面，主軸又是水平的， 可用滑動軸承。 滾動軸承適當預緊可以增大阻尼， 但過大的預緊反而使阻尼減少， 故 選擇預緊時還應該考慮阻尼的因

42、素(3)米用二支承如主軸后端懸深很長，可增加輔助支承，成為三支承主軸。輔助支承可用深溝球 軸承，保留游動間隙。輔助支承的作用，與其說是提高剛度，不如說是為了提高抗振 性。125.3 主軸傳動裝置箱體的作用通過傳動軸承支撐傳動件的軸； 存儲潤滑劑，實現(xiàn)傳動件和軸承的潤滑； 密封作 用，減少環(huán)境不良因素；保護機器操作者的人身安全，避免傷亡事故。5.4主軸箱體的截面形狀和壁厚計算傳動裝置箱體的典型縱截面形狀為矩形或圓形。箱體壁厚N的計算：N=21 b h 23mm 14(式 5-4)3000第六章 主 軸 軸承的選擇主軸軸承是主軸組件的重要組成部分，它的類型、結(jié)構(gòu)、配置、安裝、調(diào)整、潤 滑和冷卻都直

43、接影響了主軸組件的工作性能。 在數(shù)控機床上主軸軸承常用的有滾動軸 承和滑動軸承兩大類。滾動軸承摩擦阻力小， 可以預緊，潤滑維護簡單， 能在一定的轉(zhuǎn)速范圍和載荷變 動范圍下穩(wěn)定的工作。 滾動軸承由專業(yè)化的工廠生產(chǎn)， 選購維修很方便， 在數(shù)控機床 上被廣泛采用。但與滑動軸承相比，滾動軸承的噪聲大，滾動體數(shù)目有限，剛度是變 化的，抗振性略差，并且對轉(zhuǎn)速有很大的限制。數(shù)控機床主軸組件在可能條件下，盡 量使用了滾動軸承，特別是大多數(shù)立式主軸和主軸裝在套筒內(nèi)能夠作軸向移動的主 軸。這時用滾動軸承可以用潤滑脂潤滑以避免漏油。 滾動軸承根據(jù)滾動體的結(jié)構(gòu)的不同可分為球軸承、圓柱軸承、圓錐滾子軸承三大類66.1

44、軸承的選擇和軸承的精度選用軸承時， 首先是選擇類型。 選擇軸承類型應考慮多種因素， 如軸承所受載荷 的大小、方向及性質(zhì)；軸向的固定方式；轉(zhuǎn)速與工作環(huán)境；調(diào)心性能要求；經(jīng)濟性和 其他特殊要求等。滾動軸承的選，用原則課概括如下。1. 載荷條件軸承承受載荷的大小、 方向、性質(zhì)是選擇軸承類型的主要依據(jù)。 載荷較大時應選 用線接觸的滾子軸承。 受純軸向載荷時通常選用推力軸承； 主要受徑向載荷時應選用 深溝球軸承； 同時受徑向和軸向載荷時應選用角接觸軸承； 受沖擊載荷時宜選用滾子 軸承。2. 轉(zhuǎn)速條件當轉(zhuǎn)速較高且旋轉(zhuǎn)精度要求較高時， 應選用球軸承。 推力軸承的極限轉(zhuǎn)速低。 當 工作轉(zhuǎn)速較高， 而軸向載荷不

45、大時， 可采用角接觸軸承或深溝球軸承。 對高速回轉(zhuǎn)的 軸承，為減小滾動體施加于外圈滾道的離心力， 宜選用外徑和滾動體直徑較小的軸承。3. 裝調(diào)性能3 類（圓錐滾子軸承）和 N 類（圓柱滾子軸承）的內(nèi)外圈可分離，便于裝拆。為 方便安裝在長軸上軸承的裝拆和緊固，可選用帶內(nèi)綴孔和緊定套的軸承。4. 調(diào)心性能軸承內(nèi)、外圈軸線間的偏位角應控制在極限值之內(nèi)， 否則會增加軸承的附加載荷 而降低其壽命。對于剛度差或安裝精度較差的軸組件，宜選用調(diào)心軸承，如 1 類（調(diào) 心球軸承）、2 類（調(diào)心滾子軸承）軸承。5. 經(jīng)濟性在滿足使用要求的情況下優(yōu)先選用價格低廉的軸承般球軸承的價格低于滾子軸承。軸承的精度要求越高價

46、格就越高。在同精度的軸承中深溝球軸承的價格最低 同型號不同公差等級軸承的價格比為： P0:P6:P5:P4=1:1.5:1.8:6 。選用高精度軸承 時應進行性能價格比的分析。本次設計中選用了的軸承是角接觸軸承和雙向推力向心球軸承。 角接觸軸承可以 同時承受徑向載荷和軸向載荷的聯(lián)合作用， 其軸上載荷能力的大小， 隨接觸角的增大 而增大；軸承的精度，分為 2、4、5、6、0 五級。其中 2 級最高， 0 級為普通精度級。 主軸軸承以4級為主。高精度主軸可用P2級。要求較低的主軸或三支撐主軸的輔助 軸承可用P5級。P6級和P0級一般不用。6.2 軸承預緊力的要求因為預緊力提高剛度有一定的效果 ,

47、這是與線接觸的滾子軸承不同的。點接觸的 球軸承，應在溫升允許的條件下，盡量用較高的預緊力。在軸向力的作用下，不受力測軸承的滾動體與滾道不配時為最大軸向載荷的 35%；三聯(lián)組配時為 24%。6.3 主軸軸承的潤滑與密封主軸的密封有接觸式密封和非接觸式密封， 主軸軸承的潤滑與密封是機床使用和 維護過程中值得重視的兩個問題。 良好的潤滑效果可以較低軸承的工作溫度和延長使 用壽命。密封不僅要防止灰塵屑末和切削液進入，還要防止?jié)櫥偷男孤?shù)控機床上，主軸軸承潤滑方式有：油脂潤滑、油液循環(huán)潤滑、油霧潤滑、油氣 潤滑等方式。 此次設計選用的是油脂潤滑方式。 主軸的潤滑狀態(tài)可分為流體潤滑狀態(tài) 和非流體潤滑狀

48、態(tài)兩大類，流體潤滑狀態(tài)又可分為邊界潤滑狀態(tài)和干摩擦潤滑狀態(tài)。除上述外，還常見有混合潤滑狀態(tài)，即流體潤滑狀態(tài)和邊界潤滑狀態(tài)同時存在油脂潤滑方式： 是目前在數(shù)控機床的主軸軸承上最常用的潤滑方式，特別是在 前支承軸承上更是常常用到。 當然，如果主軸箱中沒有冷卻潤滑油系統(tǒng)， 那么后支承 軸承和其他軸承，一般采用油脂潤滑方式潤滑。（ 1）油液潤滑方式： 在數(shù)控機床主軸上，有采用油液循環(huán)潤滑方式的。裝有CA-ME軸承的主軸，即可使用這種方式潤滑，對一般主軸軸承，后支承上采用這種 方式潤滑比較常見。 不過在用油液潤滑角接觸軸承的時候， 要注意角接觸軸承有泵油 效應，必須使油液從小口進入。（ 2）油霧潤滑方式

49、 ： 油霧潤滑方式是將油液經(jīng)高壓氣體霧化后從噴嘴成霧狀噴 出倒需要潤滑的部位達到潤滑目的的方式。 由于霧狀油吸熱性好， 又無油液攪拌作用， 所以常用于高速主軸軸承的潤滑。但是，油霧容易吹出，污染環(huán)境。（3）油氣潤滑方式： 油氣潤滑方式是針對高速主軸而開發(fā)的新型的潤滑方式。3它是用極微量的油（約0.03 cm 3）潤滑軸承，以抑制軸承發(fā)熱。油箱中的油位開關(guān)和 管路的壓力開關(guān)， 確保在油箱中無油或者壓力不足的時候， 能自動啟動切斷主電動機 電源。軸承間隙調(diào)整和預緊 主軸軸承的內(nèi)部間隙，必須能夠調(diào)整。多數(shù)軸承，還應在 過盈狀態(tài)下滾動體與滾道之間有一定的預變形，這就叫做軸承的預緊。軸承預緊后，內(nèi)部無間

50、隙，滾動體從各個方向支承主軸，有利于提高運動精度。 滾動體的直徑不可能絕對相等， 滾道也不可能絕對正圓， 因而預緊前只有部分滾動體 與滾道接觸。預緊后，滾動體和滾道都有了一定的變形，參加工作的滾動體將更多， 各滾動體的受力將更為均勻。 這些都有利于提高軸承的精度、 剛度和壽命。 如主軸產(chǎn) 生振動，則由于各個方面都有滾動體支承，可以提高抗振性。但是，預緊將使軸承壽 命下降，故預緊要適量。 176.4 軸承壽命校核主軸軸承通常載荷相對較輕，除一些特殊的重載主軸外，軸承的承載能力是沒有 問題的。主軸軸成的壽命，主要不是取決于疲勞點蝕，而是因為磨損而降低精度。通 常，如軸承精度為P4級，經(jīng)使用導致磨損

51、后跳動精度降至 P5級時，這個軸承就不能 滿足加工精度要求了。應該更換了。雖然還遠未達到其疲勞壽命，但是這種“精度壽 命”目前還難以估算準確。所選軸承按照每天兩班工作制，每班工作 8小時，預計使用五年。則T=16X365X 5=29200h根據(jù)軸承壽命校核公式：h=500(CfnKaKhpK.Klp(式 6-1 )Lh軸承壽命。T-滾動軸承許用壽命。10003九速度系數(shù)fn=0.281C-滾動軸承額定動負荷。fn-£ -壽命指數(shù)。對球軸承& =3;對滾子軸承& =10/3Ka-使用系數(shù)。查表取 K=12Kn-轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，查表取Kn=0.89。Kl-齒輪輪換工作系數(shù)，

52、查表取Kl=0.8.P 當量動載荷。14所以根據(jù)公式計算得:Lh=50038.4 0.2811.2 0.85 0.89 0.8 3.2846013.8h>T因為軸承使用壽命遠大于軸承預期的壽命所以軸承合格的第七章聯(lián)接鍵的選擇和碟形彈簧的選擇與計算7.1聯(lián)接鍵的選擇鍵的類型可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點，使用要求和工作條件選擇，鍵截面尺寸通常根 據(jù)軸的直徑，從標準中選取，對于某些特殊情況（如階梯軸）在保證傳遞所需的轉(zhuǎn)矩 的條件下，允許選用較標準規(guī)定小一擋的截面尺寸，有時候由于工藝和強度原因，也可以選用較標準規(guī)定尺寸大一擋的鍵， 鍵的長度按輪轂長度而定，即鍵的長度等于略 短于輪轂的長度，而導向平鍵就得

53、按輪轂的長度及滑動距離而定，鍵的長度應該符合標準規(guī)定的長度系列。根據(jù)設計尺寸和 GB/T1096-1979選普通平鍵聯(lián)接，鍵的公稱尺寸是b>h>L=10>8X（2836），材料選取45號鋼。7.2碟形彈簧的選擇與計算碟形彈簧它是一種用鋼板沖壓的截面錐形壓縮彈簧，其特點是:圖 7-1 碟形彈簧（1）剛度大，用于負荷大，軸向空間要求小的地方。（2）具有變剛度特性，適應范圍廣，根據(jù)其極限變形量h。和彈簧板厚度t不同， 可有各種不同的特性曲線和承載能力。（ 3）在工作過程中，碟片之間有摩擦損失，加載和卸載時的特性曲線不重合， 吸振能力強，制造維修方便。根據(jù)設計要求，選用A系列碟形彈簧

54、。采用對合組合方式安裝。177.3 碟形彈簧材料及熱處理、厚度和脫碳碟形彈簧材料為60Si2MnA碟簧成型后，進行淬火，回火后的硬度必須在HRC4各 45范圍內(nèi)單面脫碳層深度，對于厚度小于 1.25mm的第一類碟形彈簧，不得超過其厚 度的5%對于厚度不小于1.25mm的碟形彈簧，不超過其厚度的3%（其最小值允許為 0.06 mm）。7.4 碟形彈簧的強壓處理、表面強化處理和防腐處理碟形彈簧應全部進行強壓處理，處理方法為：一次壓平，持續(xù)時間不少于 12h， 或者進行短時壓平，壓平次數(shù)不小于 5 次，壓平力不小于二倍的 Pf =0 .75h 0,強化處理 后自由高度應穩(wěn)定。對于受變負荷的碟形彈簧，

55、 內(nèi)錐面推薦表面作強化處理， 例如噴丸處理等， 根據(jù) 需要，碟形彈簧表面進行防腐處理（如磷化、氧化、鍍鋅等） ，經(jīng)電鍍后的碟形彈簧，6必須進行去氫處理，不過對受變負載的碟形彈簧應該避免采用電鍍方法處理0=1.1 H 0=4.1 P=12000N其主要設計參數(shù)如下：D=50 d=25.4 t=3 h22f=0.83 H 0-f=3.27（T F-1250N/mmc” =1430 N/mm Q=34.30kg/1000 件D/t 18 h 0=0.4 E=206000N/m 2 卩=0.3 心=1 C=2壓平彈簧的負載:t3h。K1D2K48410N（式 7-1）22=0.69,（式 7-2）C 1 InCP/Pc=5000/8410=0.59 因為 ho/t=0.4 （查表所得）所以丄 0.57hof=0.57 >410=0.51所以對合組合的片數(shù)為1=60.5111.76 取 12 片.未受負載的高度是 H=i.H 0=224 3.15=69.3受負載時的高度H=HZ-if=69.3-22X 0.51=58.08壓平彈簧