CK6140普通機(jī)床數(shù)控化改造正文

1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 52 頁 共 65 頁1 緒論1.1 CK6140的現(xiàn)狀和發(fā)展自第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床在美國問世至今的半個(gè)世紀(jì)內(nèi)，機(jī)床數(shù)控技術(shù)的發(fā)展迅速，經(jīng)歷了六代兩個(gè)階段的發(fā)展過程。其中，第一個(gè)階段為NC階段；第二個(gè)階段為CNC階段，從1974年微處理器開始用于數(shù)控系統(tǒng)，即為第五代數(shù)空系統(tǒng)。在近20多年內(nèi)，在生產(chǎn)中，實(shí)際使用的數(shù)控系統(tǒng)大多是這第五代數(shù)控系統(tǒng)，其性能和可靠性隨著技術(shù)的發(fā)展得到了根本性的提高。從20世紀(jì)90年代開始，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，PC微機(jī)的發(fā)展尤為突出，無論是軟硬件還是外器件的進(jìn)展日新月異，計(jì)算機(jī)所采用的芯片集成化越來越高，功能越來越強(qiáng)，而成本卻

2、越來越低，原來在大，中型機(jī)上才能實(shí)現(xiàn)的功能現(xiàn)在在微型機(jī)上就可以實(shí)現(xiàn)。在美國首先推出了基于PC微機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)，即PCNC系統(tǒng)，它被劃入為所謂的第六代數(shù)控系統(tǒng)。下面從數(shù)控系統(tǒng)的性能、功能和體系結(jié)構(gòu)三方面討論機(jī)床。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：（1）性能方面的發(fā)展趨勢(shì)：高速高精度高效、柔性化、工藝復(fù)合和軸化、實(shí)時(shí)智能化。.（2）功能發(fā)展方面：用戶界面圖形化、科學(xué)計(jì)算可視化、插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化、內(nèi)置高性能PLC、多媒體技術(shù)應(yīng)用。（3）體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展：集成化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、開放式閉環(huán)控制模式。 1.2 對(duì)于數(shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)介數(shù)字控制機(jī)床（Numerical Control Machine Tools）簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床

3、，這是一種將數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床的控制技術(shù)。它把機(jī)加工過程中的各種控制信息用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置，經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的動(dòng)作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)的將零件加工出來。數(shù)控機(jī)床較好的解決了復(fù)雜、精密、小批量，多品種的零件加工問題，是一種柔性、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床一般由下列幾個(gè)部分組成：（1） 主機(jī)，它是數(shù)控機(jī)床的主體，包括機(jī)床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件，是用于完成各種切削加工的機(jī)械部件。（2） 數(shù)控裝置，是數(shù)控機(jī)床的核心，相當(dāng)于人的大腦，它包括硬件(印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、織帶閱讀機(jī)等)以及

4、相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。（3） 驅(qū)動(dòng)裝置，它是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件，包括主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主軸電機(jī)以及伺服電機(jī)等。它在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。當(dāng)幾個(gè)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)時(shí)，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線以及曲面加工。（4） 輔助裝置，指數(shù)控機(jī)床的一些必要配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、輪滑、照明、監(jiān)測(cè)等。它包括液壓和氣動(dòng)裝置、排屑裝置、交換工作臺(tái)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測(cè)裝置等。（5） 編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機(jī)外進(jìn)行零件的程序編制、

5、存儲(chǔ)等。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)：加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件；加工零件改變時(shí)，一般只需要更改數(shù)控程序；機(jī)床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機(jī)床的3-5倍；機(jī)床自動(dòng)化程度高，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；對(duì)操作人員的素質(zhì)要求較高，對(duì)維修人員的技術(shù)要求更高。數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床能縮短準(zhǔn)備時(shí)間，增加切削加工時(shí)間的比率；使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)，加工的零件精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，從而有效的提高了產(chǎn)品在市場(chǎng)上得競(jìng)爭(zhēng)力；數(shù)控機(jī)床具有廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性，因此能夠完成很多普通機(jī)床很難完成或根本不能加工的、具有復(fù)雜型面、要求精度高的零

6、件加工；許多數(shù)控機(jī)床如加工中心具有自動(dòng)換到功能，是零件一次夾裝之后就能完成多個(gè)加工部位的加工，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，大大節(jié)省了設(shè)備和廠房的面積；生產(chǎn)者對(duì)生產(chǎn)成本可進(jìn)行預(yù)算，并對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行合理的安排，以達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的；應(yīng)用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工人工作的環(huán)境質(zhì)量，增強(qiáng)了工人勞動(dòng)生產(chǎn)的積極性。數(shù)控機(jī)床改造的意義:自造技術(shù)和自動(dòng)化水平的高低已成為一個(gè)國家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，而其中最具有代表性的就是數(shù)控機(jī)床。目前我國是機(jī)床的生產(chǎn)大國，但不是機(jī)械制造強(qiáng)國，國產(chǎn)機(jī)床的發(fā)展仍然難以支撐國民經(jīng)濟(jì)和國防軍工的需要。與世界先進(jìn)水平相比差距仍然十分明顯。其原因之一就是我國普通機(jī)

7、床保有量仍較大，要將普通機(jī)床淘汰掉是不經(jīng)濟(jì)的，也是不現(xiàn)實(shí)的；另一方面，從我國目前的生產(chǎn)狀況來看，仍然以生產(chǎn)普通機(jī)床為主。然而，用普通機(jī)床加工出來的產(chǎn)品普遍出現(xiàn)質(zhì)量差、品種少、精度低、成本高、供貨期長(zhǎng)等缺點(diǎn)，從而使產(chǎn)品在國內(nèi)、國際市場(chǎng)上缺少競(jìng)爭(zhēng)力，這將直接影響一個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)效益以及生存和發(fā)展、所以大力提高機(jī)床的數(shù)控化已迫在眉睫，有很大的意義，而且普通機(jī)床的數(shù)控化改造將會(huì)長(zhǎng)期存在并不斷發(fā)展。1.3 該課題研究的目的及意義研究的目的及意義如下：（1）性能穩(wěn)定可靠，因?yàn)樵瓩C(jī)床各基礎(chǔ)件經(jīng)過長(zhǎng)期時(shí)效，幾乎不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度。（2）提高生產(chǎn)效率，機(jī)床經(jīng)數(shù)控改造后即可實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提

8、高3到5倍。對(duì)復(fù)雜零件而言難度越大功率越提高的越明顯，而且少用甚至不用工裝，不僅節(jié)約了費(fèi)用而且可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。（3）可以采用最新的控制技術(shù)，可擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自檢功能，更好的調(diào)節(jié)了機(jī)床的加工狀態(tài)。可以根據(jù)技術(shù)革新的發(fā)展速度及時(shí)的提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次，將舊有機(jī)床改造為具有當(dāng)今水平的機(jī)床。（4）節(jié)省資金，機(jī)床的改造跟新采購的數(shù)控機(jī)床相比節(jié)省了很大的費(fèi)用，大型及特殊設(shè)備尤其明顯。2 CK6140數(shù)控臥式車床的總體方案擬定2.1系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定將普通CK6140車床改造成實(shí)現(xiàn)進(jìn)給兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，采用16單片機(jī)的半閉環(huán)控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)直線插補(bǔ)

9、和圓弧插補(bǔ)并可以自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架。數(shù)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定，執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)方案的確定，伺服電機(jī)類型及調(diào)速方案確定，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的選擇等。數(shù)控系統(tǒng)按運(yùn)動(dòng)方式可分為點(diǎn)位控制系統(tǒng)、點(diǎn)位/直線系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。如果工件相對(duì)于刀具移動(dòng)工程中不進(jìn)行切削，可采用點(diǎn)位控制方式。例如數(shù)控鉆床等。對(duì)點(diǎn)位控制系統(tǒng)的要求是快速定位，保證定位進(jìn)度。如果要求工作臺(tái)和刀具沿各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)有確定的函數(shù)關(guān)系，即連續(xù)控制系統(tǒng)，應(yīng)具備控制刀具以給定速率沿加工路徑運(yùn)動(dòng)的功能。例如數(shù)控銑床、數(shù)控車床等均屬于此種運(yùn)動(dòng)方式。在點(diǎn)位控制系統(tǒng)中不具有連續(xù)控制系統(tǒng)中所具有的軌跡計(jì)算裝置，而連續(xù)控制系統(tǒng)中卻具有點(diǎn)位系統(tǒng)控

10、制的功能。還有一些采用點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床，例如數(shù)控鏜銑床等，不但要求工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)坐標(biāo)，還要求工作臺(tái)沿坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)過程中切削工件。這種系統(tǒng)叫點(diǎn)位/直線系統(tǒng)。將普通車床的數(shù)控化改造，我們選擇連續(xù)控制系統(tǒng)。2.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式的確定為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作臺(tái)平穩(wěn)性，在設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置時(shí)，通常提出低摩擦、低慣量、高剛度、無間隙、高諧振以及有適宜阻尼比的要求。在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（1） 盡量采用低摩擦的傳動(dòng)和導(dǎo)向元件。如采用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副、滾動(dòng)導(dǎo)軌、貼塑導(dǎo)軌等。（2） 盡量消除傳動(dòng)間隙。例如采用消隙齒輪等。（3） 提高系統(tǒng)的剛度?？s短傳動(dòng)鏈可以提高系統(tǒng)的剛度，減少傳動(dòng)鏈誤差。也可以采用

11、預(yù)緊的方法提高系統(tǒng)的剛度。如預(yù)加負(fù)載的滾動(dòng)導(dǎo)軌等。2.3伺服系統(tǒng)的選擇伺服系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)中，沒有反饋電路，不帶檢測(cè)裝置，指令信號(hào)是單方向傳送的。指令發(fā)出后，不再反饋回來，故稱為開環(huán)控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)具有裝在機(jī)床移動(dòng)部件上的檢測(cè)元件，用來測(cè)量實(shí)際位移量，能補(bǔ)償系統(tǒng)的誤差，因而伺服控制精度高。半閉環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)不同，不直接檢測(cè)工作臺(tái)的位移量，而是用檢測(cè)元件測(cè)出驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)角，再間接算出工作臺(tái)實(shí)際的位移量，也有反饋電路，其性能介于開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)之間。根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇半閉環(huán)控制系統(tǒng)。進(jìn)給伺服系統(tǒng)主要由位置控制單元、速度控制單元、驅(qū)動(dòng)元件、檢測(cè)

12、與反饋單元、機(jī)械執(zhí)行部件組成。如圖2-1所示。圖2-1半閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方塊圖2.4單片機(jī)的選擇根據(jù)學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)的需要，我選擇了Freescale(飛思卡爾)公司的16位單片機(jī)。Freescale公司的16位單片機(jī)主要分為HC12系列、HCS12系列以及HCS12X系列,在此我選擇了80C196KC芯片單片機(jī)。該單片機(jī)功能強(qiáng)大、性價(jià)比高、性能穩(wěn)定、品種齊全，針對(duì)不同的應(yīng)用領(lǐng)域可以選擇不同性能、型號(hào)的單片機(jī)。根據(jù)系統(tǒng)的要求我還設(shè)計(jì)了鍵盤接口電路、顯示接口電路、驅(qū)動(dòng)電路、復(fù)位電路、晶振電路、功率放大電路和報(bào)警電路等。系統(tǒng)總體方案框圖如圖2-2所示。圖2-2系統(tǒng)總體方案框圖3械部分設(shè)計(jì)計(jì)算說明31運(yùn)動(dòng)部分

13、計(jì)算3.1.1 參數(shù)的確定 （1）了解車床的基本情況和特點(diǎn)-車床的規(guī)格系列和類型通用機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對(duì)這些基本知識(shí)和資料作些簡(jiǎn)要介紹。本次設(shè)計(jì)中的車床是普通型車床，其品種，用途，性能和結(jié)構(gòu)都是普通型車床所共有的，在此就不作出詳細(xì)的解釋和說明了。 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)（GB1582-79，JB/Z143-79）：最大的工件回轉(zhuǎn)直徑D（mm）是400；刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑D1大于或等于200；主軸通孔直徑d要大于或等于36；主軸頭號(hào)（JB2521-79）是6；最大工件長(zhǎng)度L是7502000；主軸轉(zhuǎn)速范圍是：321600；級(jí)數(shù)范圍是：18；縱

14、向進(jìn)給量mm/r0.032.5；主電機(jī)功率（kw）是5.510。(2)參數(shù)確定的步驟和方法1)極限切削速度umaxumin根據(jù)典型的和可能的工藝選取極限切削速度要考慮：工序種類 工藝要求 刀具和工件材料等因素。允許的切速極限參考值如機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。然而，根據(jù)本次設(shè)計(jì)的需要選取的值如下：取umax=300m/min； umin=30m/min。2)主軸的極限轉(zhuǎn)速計(jì)算車床主軸的極限轉(zhuǎn)速時(shí)的加工直徑，按經(jīng)驗(yàn)分別取（0.10.2）D和（0.450.5）D。由于D=400mm，則主軸極限轉(zhuǎn)速應(yīng)為： nmax=r/min （3-1）=2000r/min ； nmin=r/min （3-2） =4

15、0r/min ； 由于轉(zhuǎn)速范圍 R = = （3-3） = 50 ；因?yàn)榧?jí)數(shù)Z已知： Z=18級(jí) ?，F(xiàn)以=1.26和=1.41代入R=得R=50和355 ，因此取=1.26更為合適。 各級(jí)轉(zhuǎn)速數(shù)列可直接從標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表中查出。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表給出了以=1.06的從110000的數(shù)值，因=1.26=，從表中找到nmax=2000r/min，就可以每隔3個(gè)數(shù)值取一個(gè)數(shù)，得：2000，1600，1250，1000，800，630，500，400，315，250，200，160，125，100，80，63，50，40。3)主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)z和公比已知 : =Rn Rn=且： z=18=4)主電機(jī)功率動(dòng)力參數(shù)的確定

16、合理地確定電機(jī)功率N，使用的功率實(shí)際情況既能充分的發(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。 目前，確定機(jī)床電機(jī)功率的常用方法很多，而本次設(shè)計(jì)中采用的是：估算法，它是一種按典型加工條件（工藝種類、加工材料、刀具、切削用量）進(jìn)行估算。根據(jù)此方法，中型車床典型重切削條件下的用量：根據(jù)設(shè)計(jì)書表中推薦的數(shù)值： 取 P=5.5kw3.1.2 傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1）傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對(duì)于分析和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式的傳動(dòng)不失為有用的方法，但對(duì)于分析復(fù)雜的傳動(dòng)并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效，可考慮到本次設(shè)計(jì)的需要可以參考一下這個(gè)方案。確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目、

17、級(jí)數(shù)為Z的傳動(dòng)系統(tǒng)有若干個(gè)順序的傳動(dòng)組組成，各傳動(dòng)組分別有Z1、Z2、Z3個(gè)傳動(dòng)副。即 Z=Z1 Z2 Z3 （3-4）傳動(dòng)副數(shù)由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為合適，即變速級(jí)數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子:Z= （3-5）可以有幾種方案，由于篇幅的原因就不一一列出了，在此只把已經(jīng)選定了的和本次設(shè)計(jì)所須的正確的方案列出，具體的內(nèi)容如下：傳動(dòng)齒輪數(shù)目：2x（3+3+2）+2x2+1=21個(gè)；軸向尺寸：9b；傳動(dòng)軸數(shù)目：6根；操縱機(jī)構(gòu) ：簡(jiǎn)單，兩個(gè)三聯(lián)滑移齒輪，一個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪?？倐鲃?dòng)系統(tǒng)圖如圖3-1所示。圖3-1 總的傳動(dòng)系統(tǒng)（2）組傳動(dòng)順序的安排18級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組，可以安排成：3x3x2，2x3x3，或3

18、x2x3選擇傳動(dòng)組安排方式時(shí)，要考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。在軸上摩擦離合器時(shí)，應(yīng)減小軸向尺寸，第一傳動(dòng)組的傳動(dòng)副不能多，以2為宜，本次設(shè)計(jì)中就是采用的2，一對(duì)是傳向正傳運(yùn)動(dòng)的，另一個(gè)是傳向反向運(yùn)動(dòng)的。主軸對(duì)加工精度、表面粗糙度的影響大，因此主軸上齒輪少些為好，最后一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副選用2，或者用一個(gè)定比傳動(dòng)副。（3）傳動(dòng)系統(tǒng)的擴(kuò)大順序的安排對(duì)于18級(jí)的傳動(dòng)可以有三種方案，準(zhǔn)確的說應(yīng)該不只有這三個(gè)方案，可為了使結(jié)構(gòu)和其他方面不復(fù)雜，同時(shí)為了滿足設(shè)計(jì)的需要，選擇的設(shè)計(jì)方案是： 18=313329傳動(dòng)方案的擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序可以一致也可以不一致，在此設(shè)計(jì)中，擴(kuò)大順序和傳動(dòng)順序就是一

19、致的。這種擴(kuò)大順序和傳動(dòng)順序一致，稱為順序擴(kuò)大傳動(dòng)。（4）傳動(dòng)組的變速范圍的極限植齒輪傳動(dòng)副最小傳動(dòng)比umin，最大傳動(dòng)比umax2，決定了一個(gè)傳動(dòng)組的最大變速范圍rmax=umax/nmin8 因此，要按照參考書中所給出的表，淘汰傳動(dòng)組變速范圍超過極限值的所有傳動(dòng)方案。如表3-2所示。 表3-2極限傳動(dòng)比及指數(shù)x，值 極限傳動(dòng)比指數(shù) 1.26 x：umin= 6 值；umax=2 3（x+）值：umin=8 9（5）最后擴(kuò)大傳動(dòng)組的選擇正常連續(xù)的順序擴(kuò)大的傳動(dòng)（串聯(lián)式）的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式為： Z=Z11Z2Z1Z3Z1Z2即是： Z=18=3133293.1.3轉(zhuǎn)速圖的擬定運(yùn)動(dòng)參數(shù)確定以后，主軸各

20、級(jí)轉(zhuǎn)速就已知，切削耗能確定了電機(jī)功率。在此基礎(chǔ)上，選擇電機(jī)型號(hào)，確定各中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，這樣就擬定主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)圖，使主運(yùn)動(dòng)逐步具體化。(1)電機(jī)的選定 中型機(jī)床上，一般都采用三相交流異步電機(jī)為動(dòng)力源，可以在系列中選用。在選擇電機(jī)型號(hào)時(shí)，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行： 電機(jī)功率N：根據(jù)機(jī)床切削能力的要求確定電機(jī)功率。但電機(jī)產(chǎn)品的功率已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此，按要求應(yīng)選取相近的標(biāo)準(zhǔn)值。 N=5.5kw 電機(jī)轉(zhuǎn)速nd異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速有：3000、1500、1000、750r/min 在此處選擇的是： nd=1500r/min 這個(gè)選擇是根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速nmax和軸的轉(zhuǎn)速相近或相宜，以免采用過大的升速或過小的降速

21、傳動(dòng)。 雙速和多速電機(jī)的應(yīng)用根據(jù)本次設(shè)計(jì)機(jī)床的需要，所選用的是：雙速電機(jī) 電機(jī)的安裝和外形 根據(jù)電機(jī)不同的安裝和使用的需要，有四種不同的外形結(jié)構(gòu)，用的最多的有底座式和發(fā)蘭式兩種。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床所需選用的是外行安裝尺寸之一。具體的安裝圖可由手冊(cè)查到。根據(jù)常用電機(jī)所提供的資料，選用電機(jī)3-3所示。圖3-3 電動(dòng)機(jī)軸從電機(jī)得到運(yùn)動(dòng)，經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)化成主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速。電機(jī)轉(zhuǎn)速和主軸最高轉(zhuǎn)速應(yīng)相接近。顯然，從傳動(dòng)件在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下恒功率工作時(shí)所受扭矩最小來考慮，軸轉(zhuǎn)速不宜將電機(jī)轉(zhuǎn)速下降得太低。但如果軸上裝有摩擦離合器一類部件時(shí)，高速下摩擦損耗、發(fā)熱都將成為突出矛盾，因此，軸轉(zhuǎn)速不宜太高。軸裝有離合器的一些機(jī)床的電

22、機(jī)、主軸、軸轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)：參考這些數(shù)據(jù)，可見，車床軸轉(zhuǎn)速一般取7001000r/min。另外，也要注意到電機(jī)與軸間的傳動(dòng)方式，如用帶傳動(dòng)時(shí)，降速比不宜太大，否則軸上帶輪太大，和主軸尾端可能干涉。因此，本次設(shè)計(jì)選用：n1=960r/min（1）中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 對(duì)于中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速的考慮原則是：妥善解決結(jié)構(gòu)尺寸大小與噪音、震動(dòng)等性能要求之間的矛盾。 中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速較高時(shí)（如采用先升后降的傳動(dòng)），中間轉(zhuǎn)動(dòng)軸和齒輪承受扭矩小，可以使用軸徑和齒輪模數(shù)小寫：d 、 m，從而可以使用結(jié)構(gòu)緊湊。但是，這將引起空載功率N空和噪音Lp（一般機(jī)床容許噪音應(yīng)小于85dB）加大： N空=) KW （3-6）式中：C-系

23、數(shù)，兩支承滾動(dòng)或滑動(dòng)軸承C=8.5，三支承滾動(dòng)軸承C=10；da-所有中間軸軸頸的平均直徑（mm）；d主主軸前后軸頸的平均直徑（mm）；n主軸轉(zhuǎn)速（r/min）。 （3-7）（mz）a所有中間傳動(dòng)齒輪的分度圓直徑的平均值mm；（mz）主主軸上齒輪的分度圓的平均值mm；q-傳到主軸所經(jīng)過的齒輪對(duì)數(shù)；-主軸齒輪螺旋角；C1、K-系數(shù)，根據(jù)機(jī)床類型及制造水平選取。我國中型車床、銑床C1=3.5。車床K=54，銑床K=50.5。從上訴經(jīng)驗(yàn)公式可知：主軸轉(zhuǎn)速n主和中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速和n對(duì)機(jī)床噪音和發(fā)熱的關(guān)系。確定中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況作相應(yīng)修正：功率教大的重切削機(jī)床，一般主軸轉(zhuǎn)速較低，中間軸的

24、轉(zhuǎn)速適當(dāng)取高一些，對(duì)減小結(jié)構(gòu)尺寸的效果較明顯。速輕載或精密車床，中間軸轉(zhuǎn)速宜取低一些。控制齒輪圓周速度u8m/s（可用7級(jí)精度齒輪）。在此條件下，可適當(dāng)選用較高的中間軸轉(zhuǎn)速。（2）齒輪傳動(dòng)比的限制 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中，齒輪副的極限傳動(dòng)比：1)升速傳動(dòng)中，最大傳動(dòng)比umax2。過大，容易引起震動(dòng)和噪音。2)降速傳動(dòng)中，最小傳動(dòng)比umin1/4。過小，則使主動(dòng)齒輪與被動(dòng)齒輪的直徑相差太大，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)龐大。主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速如圖3-4所示。 圖3-4 主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速圖3.1.4 帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定根據(jù)擬定的轉(zhuǎn)速圖上的各傳動(dòng)比，就可以確定帶輪直徑和齒輪的齒數(shù)。(1)帶輪直徑確定的方法、步驟1)選擇三角型號(hào)

25、一般機(jī)床上的都采用三角帶。根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速和功率查圖即可確定型號(hào)（詳情見機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)4-1節(jié)）。但圖中的解并非只有一種，應(yīng)使傳動(dòng)帶數(shù)為35根為宜。本次設(shè)計(jì)中所選的帶輪型號(hào)和帶輪的根數(shù)：B型帶輪 選取3根2)確定帶輪的最小直徑Dmin（D?。└鞣N型號(hào)膠帶推薦了最小帶輪直徑，直接查表即可確定。根據(jù)皮帶的型號(hào)，從教科書機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程查表可?。?Dmin=140mm3)計(jì)算大帶輪直徑D大根據(jù)要求的傳動(dòng)比u和滑功率確定D大。當(dāng)帶輪為降速時(shí)： 三角膠帶的滑動(dòng)率=2%。三角傳動(dòng)中，在保證最小包角大于120度的條件下，傳動(dòng)比可取1/7u3。對(duì)中型通用機(jī)床，一般取12.5為宜。因此，137.2mmD大3

26、43mm經(jīng)查表?。篋大=212mm(2)確定齒輪齒數(shù) 用計(jì)算法或查表法確定齒輪齒數(shù)，后者更為簡(jiǎn)單。根據(jù)要求的傳動(dòng)比u和初步定出的傳動(dòng)齒輪副齒數(shù)和Sz，查表即可求出小齒輪齒數(shù)。 在本次設(shè)計(jì)中采用的就是常用傳動(dòng)比的適用齒數(shù)（小齒輪）表就見教科書機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)。不過在表中選取的時(shí)候應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：1)不產(chǎn)生根切。一般去Zmin1820。2)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2mm，一般取>5mm則zmin6.5+，具體的尺寸可參考圖。3)同一傳動(dòng)組的各對(duì)齒輪副的中心距應(yīng)該相等。若莫數(shù)相同時(shí)，則齒數(shù)和亦應(yīng)相等。但由于傳動(dòng)比的要求，尤其是在傳動(dòng)中使用了公用齒輪后，常常滿足比

27、了上述要求。機(jī)床上可用修正齒輪，在一定范圍內(nèi)調(diào)整中心距使其相等。但修正量不能太大，一般齒數(shù)差不能超過34個(gè)齒。4)防止各種碰撞和干涉三聯(lián)滑移齒輪的相鄰的齒數(shù)差應(yīng)大于4。應(yīng)避免齒輪和軸之間相撞，出現(xiàn)以上的情況可以采用相應(yīng)的措施來補(bǔ)救。在同時(shí)滿足以上的條件下齒輪齒數(shù)的確定已經(jīng)可以初步定出，具體的各個(gè)齒輪齒數(shù)可以見傳動(dòng)圖上所標(biāo)寫的。5)確定軸間距：軸間距是由齒輪齒數(shù)和后面計(jì)算并且經(jīng)驗(yàn)算而確定的模數(shù)m而確定的，具體的計(jì)算值如下（模數(shù)和齒輪的齒數(shù)而確定的軸間距必須滿足以上的幾個(gè)條件）：軸與軸之間的距離：取m=2.5mm，由轉(zhuǎn)速圖而確定 （3-8）齒輪1與2之間的中心距 （3-9） 軸與軸之間的距離：取m

28、=2.5mm，由轉(zhuǎn)速圖而確定的傳動(dòng)比見圖， （3-10）齒輪3與4之間的中心距： （3-11） 軸與軸之間的距離：取m=3.5mm，由轉(zhuǎn)速圖而確定的傳動(dòng)比 （3-12）齒輪9與10之間的中心距： （3-13）軸軸之間的中心距離：取m=3.5mm，由轉(zhuǎn)速圖而確定的傳動(dòng)比 （3-14） （3-15）主軸到脈沖軸的中心距：取m=3.5mm，傳動(dòng)比 （3-16） （3-17）軸到反轉(zhuǎn)軸軸的中心距：取m=2.5mm，傳動(dòng)比 （3-18） （3-19） 由齒頂高 （3-20）齒頂高和齒跟高只與所取的模數(shù)m有關(guān)。可知取m=2.5mm時(shí)， 取m=3.5mm時(shí)： （3）主軸轉(zhuǎn)速系列的驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速在使用上并不要十

29、分準(zhǔn)確，轉(zhuǎn)速稍高或稍低并無太大影響。但標(biāo)牌上標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列的數(shù)值一般也不允許與實(shí)際轉(zhuǎn)速相差太大。由確定的齒輪齒數(shù)所得的實(shí)際轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)設(shè)計(jì)理論值難以完全相符合，需要驗(yàn)算主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速，最大誤差不得超過正負(fù)10（-1）%。即 或按公式： n=-2%+6% （3-21）如果超差，要根據(jù)誤差的正負(fù)以及引起誤差的主要環(huán)節(jié)，重新調(diào)整齒數(shù)，使轉(zhuǎn)速數(shù)列得到改善。主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線表達(dá)式如圖3-5所示。圖3-5主傳動(dòng)路線所有主軸的詳細(xì)的校核如下：輸入到軸的轉(zhuǎn)速 （3-22） （3-23） （3-24） （3-25） （3-26） （3-27） （3-28） （3-29） （3-30） （3-31） （3-32） （

30、3-33） （3-34） （3-35） （3-36） （3-37） （3-38） （3-39） （3-40） （3-41） （3-42） （3-43） （3-44） （3-45） （3-46） （3-47） （3-48） （3-49） （3-50） （3-51） （3-52） （3-53） （3-54） （3-55） （3-56） （3-57） （3-58）在主軸上的18級(jí)轉(zhuǎn)速分別校核后，都合格。3.1.5 傳動(dòng)件的估算和驗(yàn)算傳動(dòng)方案確定后，要進(jìn)行方案的結(jié)構(gòu)化，確定個(gè)零件的實(shí)際尺寸和有關(guān)布置。為此，常對(duì)傳動(dòng)件的尺寸先進(jìn)行估算，如傳動(dòng)軸的直徑、齒輪模數(shù)、離合器、制動(dòng)器、帶輪的根數(shù)和型號(hào)等。在這些

31、尺寸的基礎(chǔ)上，畫出草圖，得出初步結(jié)構(gòu)化的有關(guān)布置與尺寸；然后按結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行主要零件的驗(yàn)算，如軸的剛度、齒輪的疲勞強(qiáng)度等，必要時(shí)作結(jié)構(gòu)和方案上的修改，重新驗(yàn)算，直到滿足要求，最后才能畫正式裝備圖。對(duì)于本次設(shè)計(jì)，由于是畢業(yè)設(shè)計(jì)，所以先用手工畫出草圖，經(jīng)自己和指導(dǎo)老師的多次修改后，再用計(jì)算機(jī)繪出。三角帶傳動(dòng)的計(jì)算三角帶傳動(dòng)中，軸間距A可以較大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會(huì)有打滑，亦可因而緩和沖擊及隔離震動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但尺寸，機(jī)床中多用于電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。（1)選擇三角帶的型號(hào)根據(jù)計(jì)算功率Nj（kw）和小帶輪n1（r/min）查圖選擇帶的型號(hào)。計(jì)算功率Nj=KWNd kW式中 N

32、d電機(jī)的額定功率， KW工作情況系數(shù)。車床的起動(dòng)載荷輕，工作載荷穩(wěn)定，二班制工作時(shí)，取：KW=1.1帶的型號(hào)是： B型號(hào)（2)確定帶輪的計(jì)算直徑D1、D21）小帶輪計(jì)算直徑D1皮帶輪的直徑越小，帶的彎曲應(yīng)力就越大。為提高帶的使用壽命，小帶輪直徑D1不宜過小，要求大雨許用最小帶輪直徑Dmin，即D1Dmin。各型號(hào)帶對(duì)應(yīng)的最小帶輪直徑Dmin可查表。D1=140r/min2）大帶輪計(jì)算直徑D2 （3-59） =212r/min式中: n1-小帶輪轉(zhuǎn)速r/min; n2-大帶輪轉(zhuǎn)速r/min; -帶的滑動(dòng)系數(shù),一般取0.02.算后應(yīng)將數(shù)字圓整為整數(shù)。3）確定三角帶速度u具體的計(jì)算過程如下： = （

33、3-60） =10.6m/s對(duì)于O、A、B、C型膠帶，5m/su25m/s。而u=510m/s時(shí)最為經(jīng)濟(jì)耐用。此速度完全符合B型皮帶的轉(zhuǎn)速。4）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，一般可以在下列范圍內(nèi)選取： A0=（0.62）（D1+D2） mm （3-61）=352（0.62）mm=211.2mm704mm取 A0=704 mm 距過小，將降低帶的壽命；中心距過大時(shí)，會(huì)引起帶振動(dòng)。中型車床電機(jī)軸至變速箱帶輪的中心距一般為750850mm。5）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)度是通過三角帶截面重心的長(zhǎng)度。 （3-62） = =1960.67mm圓整

34、到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度 L=2033 mm 經(jīng)查表 LN=2000 mm 修正值 Y=336）驗(yàn)算三角帶的擾曲次數(shù)u 40 次/s （則合格） （3-63） 式中：m-帶輪個(gè)數(shù)。如u超限。可加大L（加大A）或降低u（減少D2、D1）來解決。 代入數(shù)據(jù)得 （3-64） =10.5 次/s 40 次/s是合格的，不需作出任何修改。7）確定實(shí)際中心距A （3-65）= 740 mm8）驗(yàn)算小帶輪包角1 （3-66） 如果1過小，應(yīng)加大中心距或加張緊裝置。 代入數(shù)值如下： =180°-5.6° =174.4°120°經(jīng)校核合格。9）確定三角帶根數(shù)z （3-67） 式中

35、：N0-單根三角帶在 1=180°、特定長(zhǎng)度、平穩(wěn)工作情況下傳遞的功率值。 C1-包角系數(shù)。參數(shù)的選擇可以根據(jù)書中的表差?。篘0=2.69C1=0.98Kw=1.1 帶入數(shù)值得： 所以，傳動(dòng)帶根數(shù)選3根。此公式中所有的參數(shù)沒有作特別說明的都是從機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)傳動(dòng)軸的估算和驗(yàn)算傳動(dòng)軸除了應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度要求。強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭轉(zhuǎn)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，不允許有較大的變形。因此，疲勞強(qiáng)度不是主要矛盾。除了載荷很大的情況外，可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。剛度要求保證軸在載荷下不致產(chǎn)生過大的變形。如果剛度不足，軸上的零件如齒輪、軸承等將由

36、于軸的變形過大而不能正常工作，或者產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲、發(fā)熱、過早磨損而失效。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。通常，先按扭轉(zhuǎn)剛度估算軸的直徑，畫出草圖之后，再根據(jù)受力情況、結(jié)構(gòu)布置和有關(guān)尺寸，驗(yàn)算彎曲剛度。（1）傳動(dòng)軸直徑的估算傳動(dòng)軸直徑按扭矩剛度用下列公式估算傳動(dòng)軸直徑：（3-68）其中：N該傳動(dòng)軸的輸入功率N=Nd kw （3-69）Nd電機(jī)額定功率；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（不計(jì)該軸軸承上的效率）。nf該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min。計(jì)算轉(zhuǎn)速nf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)系而確定，而中型車床主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速

37、為： （3-70）每米長(zhǎng)度上允許的扭轉(zhuǎn)角（deg/m），可根據(jù)傳動(dòng)軸的要求選取。根據(jù)參考書中所給出的公式和本次設(shè)計(jì)所必須滿足的條件，在傳動(dòng)過程中所有軸的直徑的估算如下： nj（主）=nminz/3-1 （3-71） =125 r/min主軸 nj=n6=125 r/min ； 軸 nj=n7=160 r/min ； 軸 nj=n11=400 r/min ； 軸 nj=n14=800 r/min ； 軸 nj=960 r/min ；由 ： （3-72）則計(jì)算主軸和中間軸的直徑d如下：主軸 d5=64 mm ； 軸 d4=40 mm ； 軸 d3=40 mm ； 軸 d2=40 mm ； 軸 d1

38、=30 mm ；(2)傳動(dòng)軸剛度的驗(yàn)算：1)軸的彎曲變形的條件和允許值機(jī)床主傳動(dòng)的彎曲剛度驗(yàn)算，主要驗(yàn)算軸上裝齒輪和軸承處的橈度y和傾角。各類軸的橈度y和裝齒輪和軸承處傾角，應(yīng)小于彎曲剛度的許用值Y和值，即： yY； （3-73） （3-74）由于書寫量比較大而篇幅不足的原因，所以在此就省了。2）軸的彎曲變形計(jì)算公式計(jì)算軸本身變形產(chǎn)生的橈度y和傾角時(shí)，一般常將軸簡(jiǎn)化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁，按參考書中的表中的有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)軸的直徑相差不大且計(jì)算精度要求不高時(shí)，可把軸看作等徑軸，采用平均直徑來進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算花鍵軸的剛度時(shí)可采用直徑或當(dāng)量直徑。本次設(shè)計(jì)機(jī)床中常采用矩形花鍵軸的相關(guān)數(shù)據(jù)如表3-6所

39、示，但是本次設(shè)計(jì)的說明書的篇幅和時(shí)間的關(guān)系就不在此詳細(xì)的列出了。一般的計(jì)算公式為： （3-75） （3-76）矩形花鍵軸：平均直徑 （3-77） 當(dāng)量直徑 （3-78）慣性距 （3-79）表3-6 設(shè)計(jì)機(jī)床中常采用矩形花鍵軸的花 鍵 軸 尺寸 （GB1144-74） 平均直徑 當(dāng)量直徑 極慣性距 慣性距 28 27.8458976 29488 37.5 37.78 200058 100029 61.5 61.76 1428706 714353根據(jù)本次設(shè)計(jì)的情況，主軸的剛度要求必須進(jìn)行校核，具體的剛度校核結(jié)果如下：a）.首先，把主軸上的軸承所能承受的載荷在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3中查出，見下：深溝球軸承

40、其基本額定載荷為：推力球軸承 其基本額定載荷為：雙列圓錐滾子軸承 其基本額定載荷為：b）.計(jì)算軸上的載荷如圖3-7所示：圖3-7 軸的結(jié)構(gòu)圖與彎矩扭矩圖主軸上齒輪在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的載荷：齒輪1：（3-80）齒輪2： （3-81）c）.校核傾角和橈度經(jīng)查表得：安裝圓錐滾子軸承處 安裝深溝球軸承處安裝推力球軸承處計(jì)算主軸圓軸的平均直徑和慣性矩： （3-82） （3-83） （3-84）傾角：對(duì) （3-85） （3-86） （3-87） （3-88）對(duì) （3-89） （3-90） （3-91） （3-92）在點(diǎn)C處的傾角 （3-93） （3-94）在點(diǎn)B處的傾角 （3-95）在點(diǎn)A處的傾角 （3-

41、96）橈度：對(duì) （3-97） （3-98） （3-99）對(duì) （3-100） （3-101） （3-102） （3-103）根據(jù)表選用（3-104）由此可得在主軸上的剛度是完全合格的。齒輪模數(shù)的估算和計(jì)算按接觸疲勞和彎曲強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)比較復(fù)雜，而且有些系數(shù)只有在齒輪個(gè)參數(shù)都已知道后方可確定，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)。齒輪彎曲疲勞的計(jì)算： （3-105）齒面點(diǎn)蝕的估算： （3-106）其中nj為大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，A為齒輪中心距。由中心距A及齒數(shù)z1、z2求出模數(shù)： （3-107） 根據(jù)估算所得mj的值，由標(biāo)準(zhǔn)的模數(shù)表查取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。計(jì)算（驗(yàn)算）：結(jié)

42、構(gòu)確定后，齒輪的工作條件、空間安排、材料和精度等級(jí)等都已確定，才可能核驗(yàn)齒輪的接觸疲勞和彎曲疲勞強(qiáng)度值是否滿足要求。根據(jù)接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為： （3-108）根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為： （3-109）式中：N-計(jì)算齒輪傳遞的額定功率； -計(jì)算齒輪（小齒輪）的計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min； -齒寬系數(shù)=b/m，常取610； -計(jì)算齒輪的齒數(shù)，一般取傳動(dòng)中最小齒輪的齒數(shù)； i-大齒輪和小齒輪餓齒數(shù)比，“+”用于外嚙合，“-”用于內(nèi)嚙合；-壽命系數(shù)，；-工作期限系數(shù)，；齒輪等傳動(dòng)件在接觸和彎曲腳變載荷下的疲勞曲線指數(shù)m和基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)C0；n-齒輪的最低轉(zhuǎn)速r/min；T-預(yù)定的齒輪工作期限，中型機(jī)

43、床推薦：T=15，00020，000h；Kn-轉(zhuǎn)速變化系數(shù)；KN-功率利用系數(shù)；Kq-材料強(qiáng)化系數(shù)。幅值低的交變載荷可使金屬材料的晶粒邊界強(qiáng)化，起著阻止疲勞細(xì)縫擴(kuò)展的作用；Ks（壽命系數(shù)）的及值Ksmax，Ksmin當(dāng)時(shí)，則取K1-工作情況系數(shù)。中等沖擊的主運(yùn)動(dòng)：K1=1.21.6；K2-動(dòng)載荷系數(shù)；K3-齒向載荷分布系數(shù)；Y-齒形系數(shù)；-許用彎曲、接觸應(yīng)力Mpa。本次設(shè)計(jì)中的模數(shù)計(jì)算與選取如下：1) 軸傳到軸的模數(shù)：齒輪接觸疲勞的計(jì)算： （3-110）齒輪彎曲疲勞的計(jì)算： （3-111）取A=72mm （3-112）計(jì)算（驗(yàn)算）核驗(yàn)齒輪的接觸疲勞和彎曲疲勞強(qiáng)度值是否滿足要求。根據(jù)接觸疲勞計(jì)算

44、齒輪模數(shù)公式為：經(jīng)查表?。?（3-113）取N=5.5KW，代入公式得： （3-114） 根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為：查表取代入公式得： （3-115） （3-116） 經(jīng)校核和查表取m=2.5mm。2) 軸傳到軸的模數(shù)：齒輪接觸疲勞的計(jì)算： （3-117）經(jīng)校核取m=2.5mm。齒輪彎曲疲勞的計(jì)算： （3-118）取A=90mm （3-119）經(jīng)校核和查表?。喝j=2.5mm3) 軸傳到軸的模數(shù)：齒輪接觸疲勞的計(jì)算： （3-120）齒輪彎曲疲勞的計(jì)算： （3-121）取A=122mm （3-122）經(jīng)校核和查表取：取mj=3.5mm4) 軸傳到軸的模數(shù)：齒輪接觸疲勞的計(jì)算： （3-123）齒輪彎曲疲勞的計(jì)算： （3-124）取A=192mm （3-125）經(jīng)校核和查表?。喝=3.5mm以上所有的模數(shù)的選取都是根據(jù)參考書機(jī)械原理所提供的模數(shù)表中選取的標(biāo)準(zhǔn)值。軸（輸入軸）的設(shè)計(jì)(1)軸的特點(diǎn)1）.將運(yùn)動(dòng)傳入變速箱的帶輪，一般都安裝在軸端，軸變形較大，結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意加強(qiáng)軸的剛度或使軸不受帶的拉力（帶輪卸荷）。2）. 若軸上安裝正反用的離合器，由于組成離合器的零件很多，在箱內(nèi)裝