鏜床主軸箱設(shè)計

1、鏜床是機(jī)械零件切削加工的常用機(jī)床，鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，鏜刀或工件的移動為進(jìn)給運(yùn)動，它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多個孔的精加工。本文在介紹了T611鏜床的主要作用和應(yīng)用現(xiàn)狀后，對鏜床總體布局進(jìn)行了設(shè)計，確定了原動機(jī)為電動機(jī)，傳動方案采用V帶加齒輪傳動的方案，進(jìn)而重點(diǎn)設(shè)計了主傳動系統(tǒng)，對V帶傳動齒輪傳動和軸進(jìn)行了參數(shù)計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計，校核了軸、軸承、鍵的安全系數(shù)，設(shè)計了其它附件結(jié)構(gòu)，最后做出主軸箱裝配圖和零件圖。本設(shè)計的計算和繪圖都用到了相關(guān)專業(yè)軟件，用本文的方法，具有設(shè)計快捷、方便等特點(diǎn)。研究結(jié)果對提高設(shè)計的速度、質(zhì)量具有重要意義。關(guān)鍵詞：鏜床，齒輪傳動，傳動比，主軸箱目 錄第1章 緒 論1

2、.1 概述1.2 鏜床基本概念1.3 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀1.4 本課題研究內(nèi)容及意義第2章 總體設(shè)計與原動機(jī)選擇1.1 電動機(jī)確定1.2 總體布局第3章 傳動系統(tǒng)設(shè)計第4章 結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計4.1 齒輪傳動設(shè)計4.2 確定主軸支撐軸頸尺寸4.4 滾動軸承的壽命計算第5章 附件設(shè)計5.3 操作機(jī)構(gòu)設(shè)計第6章 校核結(jié)論致謝參考文獻(xiàn)第1章 緒 論1.1 概述在科技飛速發(fā)展的今天, 科學(xué)技術(shù)日新月異，工業(yè)生產(chǎn)不斷進(jìn)步，市場對產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率提出了越來越高的要求，任何一個具備完整工業(yè)體系的國家，都會有相當(dāng)數(shù)量的制造業(yè)，如汽車、機(jī)車、電力、船舶、航空航天、冶金礦山、石油化工、機(jī)床工具、通信、輕工、建材、家電

3、、食品、儀器、儀表等。上述這些部門大多與機(jī)械工業(yè)有關(guān)，有的是實質(zhì)上就是機(jī)械工業(yè)，它們都是用機(jī)械設(shè)備制造各種各樣的產(chǎn)品。所以說機(jī)械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的裝備部，是國民經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)，是國家重要的基礎(chǔ)工業(yè)。如果一個國家的機(jī)械工業(yè)水平不高，它生產(chǎn)的產(chǎn)品在國際市場上是很難有競爭力的，也是很難立于世界民族之林的！美國是世界工業(yè)強(qiáng)國，70年代美國曾認(rèn)為制造業(yè)是“夕陽工業(yè)”，經(jīng)濟(jì)重心應(yīng)由制造業(yè)轉(zhuǎn)向高科技產(chǎn)業(yè)及服務(wù)業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)?？蒲兄乩碚摮晒?，不重視實際應(yīng)用，政府不支持產(chǎn)業(yè)技術(shù)，使美國制造業(yè)產(chǎn)生衰退。而同期日本重視制造技術(shù)，重視高素質(zhì)人才的培養(yǎng)，注重將高科技成果應(yīng)用于制造業(yè)，加之嚴(yán)密的社會組織，很快把原來美國占絕對優(yōu)勢

4、的產(chǎn)業(yè)如汽車、照相機(jī)、家電、機(jī)床、復(fù)印機(jī)、半導(dǎo)體等變成自己的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，占領(lǐng)了世界市場。這很快引起了美國政界、科技界、企業(yè)界有識之士的關(guān)注。為此，80年代后期，美國政府和企業(yè)迅速組織調(diào)查，MIT在調(diào)查報告中指出：“一個國家要想生活的好，必須生產(chǎn)的好。振興經(jīng)濟(jì)的出路在于振興制造業(yè)”，當(dāng)前國際間“經(jīng)濟(jì)的競爭歸根到底是制造技術(shù)和制造能力的競爭”。鏜床是一種主要用鏜刀在工件上加工孔的機(jī)床。通常用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求較高的孔，如各種箱體、汽車發(fā)動機(jī)缸體等零件上的孔。所以對其進(jìn)行合理設(shè)計，其意義十分重大。機(jī)械制造業(yè)為社會生產(chǎn)產(chǎn)品的同時，也產(chǎn)生了大量的工

5、業(yè)廢液、廢氣、固體廢氣物等污染。隨著全社會保健意識的增長，企業(yè)家和技術(shù)人員也都意識到，若在延伸用這種粗放式的機(jī)械制造模式，將不利于整個行業(yè)和社會的可持續(xù)法展，因此急需探索符合環(huán)保要求的節(jié)能、降耗、少污染的綠色機(jī)械制造模式，采取相應(yīng)的綠色模式，適應(yīng)社會發(fā)展的要求。綠色制造是龐大的系統(tǒng)工程是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的制造技術(shù)。它著眼在產(chǎn)品的制造過程中，對環(huán)境的負(fù)面影響最小，與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益共同提高的制造模式。目前機(jī)械制造工業(yè)存在的主要問題有：（1）廢舊或閑置設(shè)備回收和再利用率較低；（2）能源和原材料的浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重；（3）環(huán)境保護(hù)意識在機(jī)制工業(yè)廠家頭腦中還比較淡薄

6、尤其是一些中小企業(yè)對環(huán)境的污染還比較嚴(yán)重；（4）產(chǎn)品的回收利用率很低。近幾年開始開發(fā)的綠色制造，正是針對以上這些現(xiàn)象，提出綜合考慮環(huán)境因素和資源利用效率的現(xiàn)代制造模式。傳統(tǒng)制造和綠色制造的最大區(qū)別就是傳統(tǒng)制造只是根據(jù)市場信息設(shè)計生產(chǎn)和銷售產(chǎn)品，而其余就考慮得較少。綠色制造則通過綠色生產(chǎn)過程（綠色設(shè)計、綠色材料、綠色設(shè)備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理）生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品，產(chǎn)品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少對環(huán)境的負(fù)面影響，同時原材料和能源的利用效率能達(dá)到最高。目前已經(jīng)頒布的 ISO9000系列國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和ISO14000國際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)更為綠色制造提供了廣闊的應(yīng)用

7、空間。（一）低物耗的綠色制造技術(shù)原材料（尤其是一些不可再生的金屬材料）大量消耗，將不利于全社會的可持續(xù)發(fā)展，因此，機(jī)械工業(yè)應(yīng)積極推廣資源消耗少的綠色技術(shù)，也就是在機(jī)械制造中，優(yōu)化工藝方案，采用先進(jìn)的加工技術(shù)，可采取以下綠色工藝技術(shù)。1、綠色材料：綠色設(shè)計與制造所選擇的材料既要有良好的適用性能，又要與環(huán)境有較好的協(xié)調(diào)性。為此，可改善機(jī)械產(chǎn)品的功能，簡化結(jié)構(gòu)，減少所用材料的種類；選用易加工的材料，低耗能、少污染的材料，可回收再利用的材料。2、少無切削：隨著新技術(shù)、新工藝的發(fā)展、精鑄、冷擠壓等成型技術(shù)和工程塑料在機(jī)械制造中的應(yīng)用日趨成熟，從近似成形向凈成形仿形發(fā)展。有些成形件不需要機(jī)械加工，就可直接

8、使用，不僅可以節(jié)約毛坯制造時的能耗、物耗，也大大減少了產(chǎn)品的制造周期和生產(chǎn)費(fèi)用。3、節(jié)水制造技術(shù)：水是寶貴的資源在機(jī)械制造中起著重要作用。但由于我國北方缺水，從綠色可持續(xù)發(fā)展的角度，應(yīng)積極探討節(jié)水制造的新工藝。干式切削就是一例，它可消除在機(jī)加工時使用切削液所帶來的負(fù)面效應(yīng)，是理性的機(jī)械加工綠色工藝。它的應(yīng)用不局限于鑄鐵的干銑削，也可擴(kuò)展到機(jī)加工的其它方面，但要有其特定的邊界條件，如要求刀具具有較高的耐熱性、耐磨性和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，機(jī)床則要求高速切削，有冷風(fēng)、吸塵等裝置。4、減少加工余量：若機(jī)件的毛坯粗糙，機(jī)加工余量較大，不僅消耗較多的原材料，而且生產(chǎn)效率低下。因此，有條件的地區(qū)可組織專業(yè)化毛

9、坯制造，提高毛坯精度；另一方面，采用先進(jìn)的制造技術(shù)，如高速切削，隨著切削速度的提高，則切削力下降，且加工時間短，工件變形小，以保證加工質(zhì)量5、新型刀具材料：減少刀具，尤其是復(fù)雜、貴重刀具材料的磨耗是降低材料消耗的另一重要途徑，對此可采用新型刀具材料，發(fā)展涂層刀具。6、回收利用：綠色設(shè)計與制造，非?？粗貦C(jī)械產(chǎn)品廢棄后回收利用，它使傳統(tǒng)的物料運(yùn)行模式從開放式變?yōu)椴糠珠]環(huán)式。（二）低能耗的綠色制造技術(shù)機(jī)械制造企業(yè)在生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備時，需要大量鋼鐵、電力、煤炭和有色金屬等資源，隨著地球上礦物資源的減少和近期國際市場石油的不斷波動，節(jié)能降耗已經(jīng)是不爭的事實，對此可采取以下綠色技術(shù)。1、技術(shù)節(jié)能：加強(qiáng)技術(shù)改造

10、，提高能源利用率，如采用節(jié)能型電機(jī)、風(fēng)扇，淘汰能耗大的老式設(shè)備。2、工藝節(jié)能：改變原來能耗大的機(jī)械加工工藝，采用先進(jìn)的節(jié)能新工藝和綠色新工裝。3、管理節(jié)能：加強(qiáng)能源管理及時調(diào)整設(shè)備負(fù)荷，消除滴、漏、跑、冒等浪費(fèi)現(xiàn)象，避免設(shè)備空車運(yùn)轉(zhuǎn)和機(jī)電設(shè)備長期處于待電狀態(tài)。4、適度利用新能源：可再生利用、無污染的新能源是能源發(fā)展的一個重要方向。如把太陽能聚焦，可以得到利用輻射加工的高能量光速。太陽能、天然氣、風(fēng)扇、地?zé)崮艿刃滦蜐崈舻哪茉催€有待于進(jìn)一步開發(fā)。5、綠色設(shè)備：機(jī)械制造裝備將向著低能耗，與環(huán)境相協(xié)調(diào)的綠色設(shè)備方向發(fā)展，現(xiàn)在已出現(xiàn)了干式切削加工機(jī)床、強(qiáng)冷風(fēng)磨削機(jī)床等。綠色化設(shè)備減少了機(jī)床材料的用量，優(yōu)

11、化了機(jī)床結(jié)構(gòu)，提高了機(jī)床性能，不使用對人和生產(chǎn)環(huán)境有害的工作介質(zhì)。（三）廢棄物少的綠色制造技術(shù)機(jī)械制造目前多是采用材料去除的加工方式，產(chǎn)生大量的切屑、廢品等廢棄物，既浪費(fèi)了資源，有污染了環(huán)境，對此可采取以下綠色技術(shù)。 1、切削液的回收再利用：已使用過的廢乳化液中，一般含油，此外還含有S,P等化學(xué)添加劑，如直接排放或燃燒，則將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，綠色制造對切削液的使用、回收利用或再生非常重視。 2、磨屑二次資源利用：在磨削中，磨屑的處理有些困難，若采用干式磨削，磨削處理則較為方便，由于CBN砂輪的磨削比較高，磨屑中很少有砂輪的微粒，磨屑純度很高，可通過一定的裝置，搜集被加工材料的磨粒，作二次資源

12、利用。一臺機(jī)器的全生命周期要經(jīng)歷設(shè)計、毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理、裝配、包裝、使用和維修、報廢回收等階段，每一個階段都與環(huán)境保護(hù)緊密相連，都有可能造成環(huán)境污染。因此，產(chǎn)品在設(shè)計階段就要考慮綠色制造的要求，盡量設(shè)計出合理的結(jié)構(gòu)，保證加工制造簡單方便。1.2 鏜床的基本概念及分類鏜床系指主要用鏜刀在工件上加工已有預(yù)制孔的機(jī)床。通常，鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，鏜刀或工件的移動為進(jìn)給運(yùn)動。它的加工精度和表面質(zhì)量要高于鉆床。鏜床是大型箱體零件加工的主要設(shè)備，用于加工高精度孔或一次定位完成多個孔的精加工，此外還可以從事與孔精加工有關(guān)的其他加工面的加工。加工特點(diǎn)：加工過程中工件不動，讓刀具移動，將刀具中心對正孔中心

13、，并使刀具轉(zhuǎn)動(主運(yùn)動)。按結(jié)構(gòu)和被加工對象分(1)臥式鏜床：鏜軸水平布置并做軸向進(jìn)給，主軸箱沿前立柱導(dǎo)軌垂直移動，工作臺做縱向或橫向移動，進(jìn)行鏜削加工。這種機(jī)床應(yīng)用廣泛且比較經(jīng)濟(jì)，它主要用于箱體(或支架)類零件的孔加工及其與孔有關(guān)的其他加工面加工。(2)坐標(biāo)鏜床：具有精密坐標(biāo)定位裝置的鏜床，它主要用于鏜削尺寸、形狀、特別是位置精度要求較高的孔系，也可用于精密坐標(biāo)測量、樣板劃線、刻度等工作。(3)精鏜床：用金剛石或硬質(zhì)合金等刀具，進(jìn)行精密鏜孔的鏜床。(4)深孔鏜床：用于鏜削深孔的鏜床。(5)落地鏜床：工件安置在落地工作臺上，立柱沿床身縱向或橫向運(yùn)動。用于加工大型工件。此外還有能進(jìn)行銑削的銑鏜床

14、，或進(jìn)行鉆削的深孔鉆鏜床。1.3 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀國外現(xiàn)狀：德國政府一貫重視機(jī)床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。特別講究“實際”與“實效”，堅持“以人為本”，師徒相傳，不斷提高人員素質(zhì)。在發(fā)展大量大批生產(chǎn)自動化的基礎(chǔ)上，于1956年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后，一直堅持實事求是，講求科學(xué)精神，不斷穩(wěn)步前進(jìn)。德國特別注重科學(xué)試驗，理論與實際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作，對用戶產(chǎn)品、加工工藝、機(jī)床布局結(jié)構(gòu)、數(shù)控機(jī)床的共性和特性問題進(jìn)行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機(jī)床質(zhì)量及性能良好、先進(jìn)實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機(jī)床。德國特

15、別重視數(shù)控機(jī)床主機(jī)及配套件之先進(jìn)實用，其機(jī)、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門子公司之?dāng)?shù)控系統(tǒng)和Heidenhain公司之精密光柵，均為世界聞名，競相采用。國內(nèi)現(xiàn)狀：在產(chǎn)品開發(fā)上，國內(nèi)支柱企業(yè)重點(diǎn)放在數(shù)控機(jī)床上，年生產(chǎn)機(jī)床臺數(shù)和數(shù)控機(jī)床所占比例逐年上升。據(jù)不完全統(tǒng)計，2004年鉆鏜床行業(yè)共開發(fā)新產(chǎn)品81種，其中數(shù)控機(jī)床新產(chǎn)品61種，占開發(fā)新產(chǎn)品的近80%。數(shù)控產(chǎn)品中在國內(nèi)具有領(lǐng)先水平的有36種，包括車銑鏜等復(fù)合加工中心，高速（最高轉(zhuǎn)速在15000r/min至36000r/min）立、臥式加工中心、高速銑削中心、大型臥式加工中心（工作臺尺寸200

16、0mm×4000mm及以上）、龍門式加工中心（龍門五面、龍門五軸）、五軸聯(lián)動加工中心、高精度數(shù)控機(jī)床等。1.4 本課題研究內(nèi)容及意義本課題主要對T611型鏜床主軸箱進(jìn)行設(shè)計，主軸箱設(shè)計最重要的部分是傳動設(shè)計，主要內(nèi)容有：V帶傳動設(shè)計，齒輪傳動設(shè)計，軸的設(shè)計以及其它附件的設(shè)計，要求實現(xiàn)18級主軸轉(zhuǎn)速變化的傳動。本次設(shè)計的意義在于：綜合已學(xué)知識，提高學(xué)生專業(yè)水平、計算機(jī)水平、綜合能力、創(chuàng)新開發(fā)研究能力以及與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。第2章 總體設(shè)計與原動機(jī)選擇鏜床是一種主要用鏜刀在工件上加工孔的機(jī)床。通常用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求較高的孔，如各種

17、箱體、汽車發(fā)動機(jī)缸體等零件上的孔。臥式鏜床的主軸水平布置并可軸向進(jìn)給，主軸箱沿前立柱導(dǎo)軌垂向運(yùn)動，工作臺可縱向或橫向運(yùn)動，可鉆、擴(kuò)、鉸、和鏜孔及車削內(nèi)、外螺紋、攻螺紋、車外圓柱面、端面及用端銑刀、圓柱銑刀銑平面等。根據(jù)機(jī)床的精度等級和工作性能要求，構(gòu)思主傳動系統(tǒng)，初步擬定采用集中傳動，采用三相異步電動機(jī)，經(jīng)分級變速箱實現(xiàn)主軸所需的各級轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速范圍。1.1 電動機(jī)確定1.1.1 電動機(jī)的確定原則選擇電動機(jī)時，除了正確的選擇功率外，還要根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求及工作環(huán)境等，正確的選擇電動機(jī)的種類、型式、電壓和轉(zhuǎn)速。A 電動機(jī)種類的選擇：電動機(jī)的種類分為直流和交流電動機(jī)兩大類。直流電動機(jī)又分為他勵、并勵

18、串勵電動機(jī)等。交流電動機(jī)又分為籠型、繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)及同步電動機(jī)等。電動機(jī)種類的選擇主要是從生產(chǎn)機(jī)械對調(diào)性能的要求來考慮，例如，對于調(diào)速范圍、調(diào)速精度、調(diào)速平滑性、低速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等性能來考慮。凡是不需要調(diào)速的拖動系統(tǒng)，總是考慮采用交流拖動，特別是采用籠型異步電動機(jī)。長期工作、不需要調(diào)速、且容量相當(dāng)大的生產(chǎn)機(jī)械，如空氣壓縮機(jī)、球磨機(jī)等，往往采用同步電動機(jī)拖動，因為它能改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。如果拖動系統(tǒng)的調(diào)速范圍不廣，調(diào)速級數(shù)少，且不需要在低速下長期工作，可以考慮采用交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)或變級調(diào)速電動機(jī)。因為目前應(yīng)用的交流調(diào)速范圍拖動，大部分由于低速運(yùn)行時能量損耗大，鼓一般均不宜在低速下長期運(yùn)行。

19、對于調(diào)速范圍寬、調(diào)速平滑性要求較高的場合，通常采用支流電動機(jī)拖動，或者采用近年來發(fā)展起來的交流變頻調(diào)速電動機(jī)拖動。B電動機(jī)型式的選擇：各種生產(chǎn)機(jī)械的工作環(huán)境差異很大，電動機(jī)與工作機(jī)械也有各種不同的連接方式，所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的生產(chǎn)機(jī)械類型、工作環(huán)境等特點(diǎn)，來確定電動機(jī)的結(jié)構(gòu)型式，如直立式、臥式、開啟式、封閉式、防滴式、防暴式等各種型式。C 電動機(jī)容量的選擇：（1）等效電流法等效電流法的基本的基本思想是用一個不變的電流Icq來等效實際上變化的負(fù)載帶暖流，要求在同一個周期內(nèi)，等效電流Icq與實際變化的負(fù)載電流所產(chǎn)生的損耗等。假定電動機(jī)的鐵損耗與繞組電阻不變，損耗只與電流的平 方成正比，由此可得等效電

20、流為Icq = I12t1+I22t2+In2tn t1+t2+tn式中，tn為對應(yīng)負(fù)載電流In時的工作時間。求出Icq后，則選用電動機(jī)的額定電流In應(yīng)大雨或等于Icq。采用等效電流法時，必須先求出用電流表示的負(fù)載圖。（2） 等效轉(zhuǎn)矩法如果電動機(jī)在運(yùn)行時，其轉(zhuǎn)矩與電流成正比（如他勵直流電動機(jī)的勵磁保持不變，異步電動機(jī)的功率因數(shù)和氣隙磁通保持不變時），則式（9.3.1）可以改寫成等效轉(zhuǎn)矩公式。 Teq= T12t1+T22t2+Tn2tn t1+t2+tn此時，選用電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩T應(yīng)大于或等于T，當(dāng)然，這時應(yīng)先求出用轉(zhuǎn)矩表示的負(fù)載。（3）等效功率法如果電動機(jī)運(yùn)行時，其轉(zhuǎn)速保持不變，則功率與轉(zhuǎn)矩

21、成正比，于是由式可得等效功率為 Peq= P12t1+P22t2+Pn2tnt1+t2+tn此時，選用電動機(jī)的功率P大于或等于P即可。必須注意的是用等效法選擇電動機(jī)容量時，要根據(jù)最大負(fù)載來校驗電動機(jī)的過載能力是否要求，如果過載能力不能滿足，應(yīng)當(dāng)按過載能力來選擇較大容量的電動機(jī)。1.1.2 電動機(jī)選擇根據(jù)鏜床功率要求及上述方法測量和評估，查表選取電動機(jī)型號：Y160M-4 功率： 11kw 轉(zhuǎn)速： n=1460r/min1.2 總體布局采用臥式鏜床常規(guī)的布局型式，機(jī)床主要組成部件有床身、前立柱、主軸箱、工作臺和后立柱等。此次設(shè)計主傳動系統(tǒng)包括、軸及相關(guān)部件。1）主軸傳動系統(tǒng)采用普通V帶，齒輪傳動

22、2）傳動型式采用集中傳動3）主軸正反轉(zhuǎn)方向，制動采用能耗制動器4）變速齒輪系統(tǒng)采用多聯(lián)滑移齒輪5）潤滑系統(tǒng)采用飛濺油潤滑圖1 鏜床的主要組成第3章 傳動系統(tǒng)設(shè)計（1）確定變速組傳動副數(shù)目：18=3×3×2（2）確定基本組和擴(kuò)大組：18=3×3×2（3）驗算最后擴(kuò)大組變速范圍：所以符合設(shè)計原則該鏜床主軸系統(tǒng)共設(shè)有四個傳動組，其中有一個是帶傳動，根據(jù)降速比分配應(yīng)“前快后慢”的原則，確定各傳動組最小傳動比：=，查表4.2-1（文獻(xiàn)13）轉(zhuǎn)速有31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、100

23、0、1250、1600。圖2 轉(zhuǎn)速圖由轉(zhuǎn)速圖可得各軸轉(zhuǎn)速及各齒輪轉(zhuǎn)速：傳動件計算轉(zhuǎn)速軸800400125100齒輪8006308005008004006308005003154001258001600 125利用查表法及各對齒數(shù)比求出個傳動組齒輪齒數(shù)。第4章 結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計1） 齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇:齒輪采用45號鋼，鍛選毛坯，調(diào)質(zhì)處理。齒輪精度用7級，輪齒表面精糙度為Ra1.6，齒輪硬度280HBC。2） 模數(shù)計算：許用接觸應(yīng)力，查表2.4-17，圖2.4-81得 =1100N/由表2.4-171有=，查圖2.4-131取=518 N/=b/m=7。由圖2.4-10 1取 =30時 =4

24、.1；=23時 =4.24；=20時 按齒面疲勞強(qiáng)度：按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度：代入數(shù)據(jù)計算可得下表：傳動組小齒輪齒數(shù)比齒寬系數(shù)傳遞功率P載荷系數(shù)K系數(shù)系數(shù)許用接觸應(yīng)力許用齒根應(yīng)力計算轉(zhuǎn)速系數(shù)模數(shù)模數(shù)選取模數(shù)第一變速組302716111100518800第二變速組23716111100518400第三變速組2049161111005181252） 齒輪模數(shù)驗算以Z5為例驗算公式按齒面接觸疲勞強(qiáng)度按齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度序號計算內(nèi)容計算用圖表或公式計算過程結(jié)果名稱符號單位1齒數(shù)Z302使用系數(shù)表3.4-3123功率系數(shù)表3.4-322表3.4-3224轉(zhuǎn)速變化系數(shù)表3.4-332表3.4-3325變動工作用

25、量系數(shù)4××3××取16工作期限系數(shù)=7名義切向力N；=×8分度圓圓周速度m/s9動載系數(shù)10齒向載荷分布系數(shù)11齒間載荷分配系數(shù)表3.4-382表3.4-38212節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)圖3.4-7213彈性系數(shù)表3.4-39214接觸強(qiáng)度重合度及螺旋角系數(shù)圖3.4-8215許用接觸應(yīng)力N/mm=1200×106816復(fù)合齒形系數(shù)插齒、滾齒查圖3.4-102剃齒、磨齒查圖3.4-11217彎曲強(qiáng)度重合度及螺旋角系數(shù)圖3.4-12218許用齒根應(yīng)力N/mm=1.3×44619接觸強(qiáng)度模數(shù)mm20彎曲強(qiáng)度模數(shù)mm3）幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)計算確定

26、了模數(shù)和齒數(shù)，即可計算出齒輪結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)計算、的尺寸： 端面齒形角：20°分度圓直徑： mm mm齒頂高： mm齒根高： mm全齒高： mm齒頂圓直徑：=100+2×2.5=105 mm=125+2×2.5=130 mm齒根高直徑：=105-2×3.125=98.75 mm=125-2×3.125=118.75 mm中心矩：=112.5 mm計算出，的幾何尺寸： 端面齒形角： 20° 分度圓直徑： mm齒頂高： mm齒根高： mm全齒高： mm齒頂圓直徑：=87.5+2×2.5=92.5 mm=137.5+2×2

27、.5=142.5 mm齒根高直徑：2×3.125=81.25 mm2×3.125=131.25 mm、的幾何尺寸： 端面齒形角：20° 分度圓直徑： mm mm齒頂高： mm齒根高： mm全齒高： mm齒頂圓直徑：=75+2×2.5=80 mm=150+2×2.5=155 mm齒根高直徑：=150-2×3.125=143.75 mm=150-2×3.125=143.75 mm參照圖2.3-21，選取前支承軸頸直徑：=100mm 后支承軸頸直徑：=（0.70.8）=7085mm取=80mm確定軸的直徑 選材料為45鋼，查5表1

28、4-2取 C=112。 (mm)其中為軸危險截面的直徑 （mm）P為該傳動軸的載入功率（kw）P= (kw)代入計算如下表：計算公式軸號計算轉(zhuǎn)速 r/min傳動效率輸入功率Pkw允許扭轉(zhuǎn)角deg/m傳動軸長度mm估計軸直徑mm花鍵軸尺寸N×d×D×B8004008×36×42×7400×400418×42×48×8125××5008×56×65×10第5章 附件設(shè)計齒輪采用滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，根據(jù)各傳動組的工作特點(diǎn)，第一擴(kuò)大組的滑移齒輪采用銷釘聯(lián)接

29、裝配式結(jié)構(gòu)，基本組采用了整體滑移式齒輪。第二擴(kuò)大組，由于傳遞轉(zhuǎn)矩較大，采用鏈接裝配式齒輪，所有滑移齒輪與傳動軸間均采用花鍵聯(lián)接。為了簡化結(jié)構(gòu)，主軸采用了軸向后端定位的兩支承軸組件、前支承采用雙列圓柱滾子軸承，后支承采用角接觸球軸承和推力軸承，為了保證主軸的回轉(zhuǎn)精度，主軸前后軸承均用壓塊式防松螺母調(diào)整軸承的間隙。為了適應(yīng)不同的加工狀態(tài)，主軸的轉(zhuǎn)速經(jīng)常需要調(diào)整。根據(jù)各滑移變速傳動組的特點(diǎn)，分別采用了集中變速操縱機(jī)構(gòu)和單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)。主軸內(nèi)采用飛濺式潤滑，卸荷皮帶輪軸承采用脂潤滑方式。為了保證密封效果，采用接觸密封，主軸直徑大，線速度高，采用非接觸式密封，卸荷皮帶輪的潤滑采用毛氈式密封以防止雜物進(jìn)入。

30、第6章 校核（1）受力分析軸上的齒輪為滑移齒輪。根據(jù)本鏜床齒輪排列特點(diǎn)。主軸轉(zhuǎn)速為100r/min時，軸受力變形最大，故采用此時的齒輪位置為計算位置。（2）計算撓度、傾角齒輪受力計算；傳遞功率Pkw轉(zhuǎn)速nr/min傳動轉(zhuǎn)矩TN·mm齒輪壓力角°齒面摩擦角°齒輪齒輪切向力N合力N在X軸上的投影N在Z軸上的投影N分度圓直徑mm切向力N合力N在X軸上的投影N在Z軸上的投影N分度圓直徑mm630159318206-1515其中為計算擠壓應(yīng)力為許用擠壓應(yīng)力為花鍵軸傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為花鍵軸的大徑為花鍵軸的小徑為花鍵的赤數(shù)為載荷分布不均系數(shù) 計算公式最大轉(zhuǎn)矩N·mm花鍵軸小徑mm花鍵軸大徑mm花鍵數(shù)載