18級變速機(jī)床傳動系統(tǒng)設(shè)計(共45頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上畢業(yè)設(shè)計(論文) 18級變速機(jī)床傳動系統(tǒng)設(shè)計系 別 ：機(jī)械與電子工程系專業(yè)（班級）：11機(jī)制（升本）作者（學(xué)號）：指導(dǎo)教師：王月英（副教授）完成日期： 2013年05月20日蚌埠學(xué)院教務(wù)處制目 錄專心-專注-專業(yè)18級變速機(jī)床傳動系統(tǒng)設(shè)計摘 要: 傳動系統(tǒng)是指將動力機(jī)的運動和動力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)或執(zhí)行末端件的中間裝置。組成傳動聯(lián)系的一系列傳動件稱為傳動鏈，所有傳動鏈及它們之間的相互聯(lián)系組成傳動系統(tǒng)。而機(jī)床傳動系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢由整體機(jī)床表現(xiàn)出來，我國現(xiàn)今企業(yè)機(jī)械加工機(jī)床大多數(shù)還是以普通車床為主，但數(shù)控機(jī)床占有率逐年上升，且在大中企業(yè)已有較多的使用，在中小企業(yè)甚至個體企

2、業(yè)中也使用。但除少量機(jī)床以FMS 模式集成使用外，大都處于單機(jī)運行狀態(tài)，并且相當(dāng)部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀態(tài)。而世界上許多國家機(jī)床的發(fā)展正向著：高速、精密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的總趨勢。本課題是以車床傳動系統(tǒng)為研究目標(biāo)，從其主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)入手，對其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)組成分析、分級變速分析、傳動件的計算分析的幾個方面進(jìn)行研究。為優(yōu)化傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和改善傳動系統(tǒng)的精度及穩(wěn)定特性提供必要的理論依據(jù)通過本課題的研究，使機(jī)床結(jié)構(gòu)更加緊湊，性能更加優(yōu)越，生產(chǎn)加工更加精密。關(guān)鍵詞: 傳動鏈；傳動系統(tǒng)；數(shù)控機(jī)床；FMS。 Design of variable speed drive m

3、achine 18Abstract: Transmission refers to the movement of the power machine and power passed to the implementing agencies or the implementation of the end of the intermediate device. Up the drive links a series of drive known as the drive chain of transmission chains and their inter-linkages between

4、 the transmission systems. Situation and development trend of the machine drive system overall machine performance, our present most of the enterprise machining machine tool or an ordinary lathe-based, but the CNC machine tools market share increased year by year, and more use in large and medium en

5、terprises, is also used in small and medium enterprises and even individual companies. Apart from a small amount of machine tools to integrated use of the FMS mode, mostly in the stand-alone operation status, and a considerable part in the inefficient use of backward, management status. The developm

6、ent of many countries, machine tools in the world! High-speed, precision, complex, intelligent and green is the general trend of the CNC machine tool technology development. This topic is a variable speed lathe drive system for the study objectives, starting from the structure of the main transmissi

7、on system, system architecture design, structure, grading, several aspects of the calculation of the transmission study. In order to optimize the transmission system and to improve the accuracy and stability characteristics of the transmission system to provide the necessary theoretical basis for th

8、e research of this subject, to make the machine more compact, more superior, more sophisticated production and processingKeywords: transmission chain; transmission;CNC; FMS.1 設(shè)計要求(1) 要求級數(shù)Z=18，最高轉(zhuǎn)速1500r/min,最低轉(zhuǎn)速30r/min.本次設(shè)計主要參考CA6140 (2) 用途車床適用于加工各種軸類、套筒類、輪盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面?？绍囅鞫嗣?、車削外圓柱面、車削內(nèi)外圓錐面、鉆中心孔、鉆孔、鏜孔、鉸

9、孔、車削各種螺紋、切槽和切斷、車削特型面、滾花和盤繞彈簧等。加工范圍廣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、自動化程度不高，所以一般用于單件、小批生產(chǎn)。2 設(shè)計目的通過機(jī)床主運動變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，及擬定傳動和變速的方案過程中得到設(shè)計構(gòu)思、方案分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計算、編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計思想，掌握基本的設(shè)計方法，并具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力。3 設(shè)計步驟3.1 運動設(shè)計3.1.1 已知條件1 轉(zhuǎn)速范圍：主軸最小轉(zhuǎn)速，最高轉(zhuǎn)速2 轉(zhuǎn)速級數(shù)： 3 確定公比：3.1.2 結(jié)構(gòu)分析式(1) (3)從電動機(jī)到主軸主要為降速傳動，若使傳動副較多的傳動組放在較接近電

10、動機(jī)處可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材料，也就是滿足傳動副“前多后少”的原則，及在降速傳動中，防止齒輪直徑過大而使徑向尺寸常限制最小傳動比 ；在升速時為防止產(chǎn)生過大的噪音和震動常限制最大轉(zhuǎn)速比。故（3）方案最為合適。在主傳動鏈任一傳動組的最大變速范圍的原則。在設(shè)計時必須保證中間傳動軸的變速范圍最小，檢查方案（3）傳動組的變速范圍時，只檢查最后一個擴(kuò)大組： 其中， 值，符合要求，其他變速組的變速范圍肯定也符合要求。因此取方案。 根據(jù)中間傳動軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下 圖3-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)3.1.3 繪制轉(zhuǎn)速圖1) 選擇電動機(jī)類型根據(jù)已知工作條件和要求，選擇一般用途的Y

11、系列三相鼠籠式異步電動機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)。 2) 機(jī)械傳動效率式中分別為傳動裝置中每一件傳動副（齒輪、渦輪、帶或者鏈傳動等）每對軸承和每個齒輪的效率根據(jù)以上公式可得傳動副效率的概略值可按表2-3選?。▍⒖紮C(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程指導(dǎo)主編林遠(yuǎn)艷、下面簡稱文獻(xiàn)11）（齒輪8級精度）于是 3) 電動機(jī)所需的輸出功率為： 其中：所以 4) 確定電動機(jī)的型號根據(jù)已知條件選擇最低轉(zhuǎn)速30r/min，最高轉(zhuǎn)速1500r/min,功率4kW，所以選擇Y112M-4的Y系列三相鼠籠式異步電動機(jī)表3-1 Y112M-4電動機(jī)性能電機(jī)型號額定功率/kW電機(jī)轉(zhuǎn)速/(r/min)同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速Y112M-44150014405

12、) 分配總降速傳動比 總降速傳動比 又電動機(jī)轉(zhuǎn)速不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因此需增加定比傳動副。確定傳動軸軸數(shù) 傳動軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比傳動副數(shù)。確定各級轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖 由 確定各級轉(zhuǎn)速：30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、236、300、375、475、600、750、950、1180、1500r/min。在五根軸中，除去電動機(jī)軸，其余四軸按傳動順序依次設(shè)為、。與、與、與軸之間的傳動組分別設(shè)為a、b、c。在降速傳動中，防止齒輪直徑過大而使徑向尺寸常限制最小傳動比 ，現(xiàn)取最后的變速組的最小降速傳動比為1/4；查表，可得。根據(jù)降速前慢后快的原則，決定其余變速

13、組的最小降速傳動比，變速組c的最小傳動比=；變速組b的最小傳動比=；變速組a的最小傳動比=.l 軸的轉(zhuǎn)速：118、150、190、236、300、375、475、600、750r/min。l 軸的轉(zhuǎn)速：375、475、600r/min。l 的轉(zhuǎn)速：600r/min。由此也可確定加在電動機(jī)與主軸之間的定傳動比。下面畫出轉(zhuǎn)速圖（電動機(jī)轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近）圖3-2 轉(zhuǎn)速圖 <3> 確定各變速組傳動副齒數(shù)根據(jù)參考文獻(xiàn)7表2-8查得 傳動組a: ，時：57、60、63、66、69、72、75、78時：58、60、63、65、67、68、70、72、73、77時：58、60、62、64、6

14、6、68、70、72、74、76可取72,于是可得軸齒輪齒數(shù)分別為：24、30、36。于是，可得軸上的三聯(lián)滑移齒輪數(shù)分別為：44、40、36。 動組b:，,時：69、72、73、76、77、80、81、84、87時：70、72、74、76、78、80、82、84、86時，66、70、71、74、83、84、87可取 83，于是可得軸上三聯(lián)滑移齒輪的齒數(shù)分別為：46、32、20。于是 ，得軸上三齒輪的齒數(shù)分別為：37、51、63。 傳動組c:,時：84、85、89、90、94、95時： 72、75、78、81、84、87、89、90可取 99.為降速傳動，取軸齒輪齒數(shù)為20；為升速傳動，取軸齒輪

15、齒數(shù)為33。于是得,得軸兩聯(lián)動齒輪的齒數(shù)分別為20，66；得軸兩齒輪齒數(shù)分別為79，33。3.1.4 繪制傳動系統(tǒng)圖根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖（圖3-3）：圖3-3 傳動系統(tǒng)簡圖+3.2 動力設(shè)計1確定主軸計算轉(zhuǎn)速 由轉(zhuǎn)速圖可知：主軸的計算轉(zhuǎn)速是低速第一個三分之一變速范圍的最高以轉(zhuǎn)速，即2各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速： 軸可從主軸95r/min按79/20的傳動副找上去，軸的計算轉(zhuǎn)速為118r/min；軸的計算轉(zhuǎn)速為375r/min；軸的計算轉(zhuǎn)速為600r/min。3各齒輪的計算轉(zhuǎn)速傳動組c中，20/79只需計算z = 20 的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為375r/min；66/33只需計算z

16、 = 33的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為190/min；傳動組b計算z = 20的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為375r/min；傳動組a應(yīng)計算z = 28的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為600r/min。4核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 所以合適。5各軸的功率 6計算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩3.3 帶傳動設(shè)計電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/min,傳遞功率P=3.68kW,傳動比，兩班制，一天運轉(zhuǎn)16小時，工作年數(shù)10年。1確定計算功率 取1.1，則2選取V帶型 根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計算功率，選A型帶。3確定帶輪直徑和驗算帶速 查表小帶輪基準(zhǔn)直徑 所以有大帶輪直徑查A型V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列表應(yīng)選大帶輪的直徑為（傳動比誤差在允許范圍內(nèi)） 驗算帶速成 其中： -小帶

17、輪轉(zhuǎn)速，r/min； -小帶輪直徑，mm； ，合適。4確定帶傳動的中心距和帶的基準(zhǔn)長度 設(shè)中心距為,則055（）2（） 于是,初取中心距為。 帶長: 查表取相近的基準(zhǔn)長度，。 帶傳動實際中心距5驗算小帶輪的包角： 一般小帶輪的包角不應(yīng)小于。 合適。6確定帶的根數(shù)其中： -時傳遞功率的增量； -按小輪包角，查得的包角系數(shù)； -長度系數(shù)； 為避免V型帶工作時各根帶受力嚴(yán)重不均勻，限制根數(shù)不大于10。由文獻(xiàn)1查表10-7取從文獻(xiàn)1中表10-5查取表10-2查取則7計算帶的張緊力其中： -帶的傳動功率,KW； v-帶速,m/s； q-每米帶的質(zhì)量，kg/m；取q=0.17kg/m 8計算作用在軸上的壓

18、軸力9V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計V帶輪的結(jié)構(gòu)如下圖所示 圖3-4 V帶輪結(jié)構(gòu)圖考慮到對齒輪及傳動系統(tǒng)軸的保護(hù)，且不論在何種速度時，都能使帶輪軸和軸隨時接合或分離，動力傳動到軸時沖擊、振動較小，過載時可以發(fā)生打滑，并達(dá)到最大轉(zhuǎn)矩可以調(diào)節(jié)的目的，大帶輪軸和軸之間用多盤摩擦離合器連接。多盤摩擦離合器結(jié)構(gòu)圖如圖3-5所示：圖3-5多盤摩擦離合器結(jié)構(gòu)圖3.4 齒輪傳動設(shè)計3.4.1 第一變速組齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸已知：V帶效率為,軸承(對)效率為傳遞功率，主動輪轉(zhuǎn)速，最大傳動比，載荷平穩(wěn)，單向回轉(zhuǎn)，單班制工作，工作期限10年，每年按300天計，原動機(jī)為電動機(jī)。解：材料、熱處理方法?？蛇x一般齒輪材料如下：小齒輪選用45號

19、鋼，調(diào)制處理，；大齒輪選用45號鋼，正火處理，硬質(zhì)差40,在規(guī)定的3050范圍內(nèi)。選擇精度等級。減速器為一般齒輪傳動，估計圓周速度不大于6，根據(jù)參考文獻(xiàn)1中的表8-4，初選8級精度。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計齒輪，齒輪承載能力應(yīng)由齒面接觸疲勞強(qiáng)度決定。1) 載荷系數(shù)K：查參考文獻(xiàn)1中表8-5，取K=1.2.2) 轉(zhuǎn)矩：3) 接觸疲勞許用應(yīng)力:由參考文獻(xiàn)1的圖8-12查得： 950 ，850。接觸疲勞壽命系數(shù):由公式N=得查參考文獻(xiàn)1的圖8-11，得 按一般可靠性要求，查參考文獻(xiàn)2的表8-8，取=1.1,則4) 計算小齒輪分度圓直徑：查參考文獻(xiàn)1中的表8-10，取 取5) 計算圓周速度：因，故所取的

20、八級精度合適。 確定主要參數(shù)，第一對齒輪(齒數(shù)28/44)主要幾何尺寸1) 模數(shù): ，取m=2.5.2) 分度圓直徑： 3) 中心距: 4) 齒根圓直徑： 5) 齒頂圓直徑：6) 齒寬B：經(jīng)處理后取，則第二對齒輪(齒數(shù)32/40)的主要幾何尺寸1) 分度圓直徑：2) 齒根圓直徑：3) 齒頂圓直徑： 4) 齒寬：經(jīng)處理后取，則第三對齒輪（36/36）的主要幾何尺寸1) 分度圓直徑：2) 齒根圓直徑：3) 齒頂圓直徑： 4) 齒寬：經(jīng)處理取 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。由參考文獻(xiàn)1中的式（8-5）得出，若則校核合格。齒形系數(shù)：由考文獻(xiàn)1；查表8-6得： 應(yīng)力修正系數(shù)：查文獻(xiàn)1中表8-7得：由文獻(xiàn)1中圖

21、8-8查得:由文獻(xiàn)1表8-8查得：由文獻(xiàn)1圖8-8查得：所以：故 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。3.4.2 第二變速組齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計已知：V帶效率為,軸承(對)效率為傳遞功率,主傳動輪最低轉(zhuǎn)速，傳動比，載荷平穩(wěn)，但想回轉(zhuǎn)，單班制工作，工作期限10年，每年按300天計，原動機(jī)為電動機(jī)。解：小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，；大齒輪選用45號鋼正火處理，硬質(zhì)差，在規(guī)定的3050范圍內(nèi)。選擇精度等級。估計圓周速度不大于，根據(jù)參考文獻(xiàn)1中的表8-4，初選8級精度。 齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計齒輪，齒輪承載能力應(yīng)由齒面解除疲勞強(qiáng)度決 0定。 1) 載荷系數(shù)K：參考文獻(xiàn)1中的表8-5，取。2) 轉(zhuǎn)矩:3) 接觸疲勞

22、許用應(yīng)力 ： 由參考文獻(xiàn)1中的圖8-12查得：，接觸疲勞壽命系數(shù):由公式N=得查參考文獻(xiàn)1的圖8-11，得 按一般可靠性要求，查參考文獻(xiàn)1的表8-8，取=1.1,則 4) 計算小齒輪分度圓直徑：查參考文獻(xiàn)1中的表8-10，取 取5) 計算圓周速度：因，故所取的八級精度合適。 確定主要參數(shù)， 第一對齒輪(齒數(shù)20/63)主要幾何尺寸1)模數(shù): 2)分度圓直徑：3) 中心距: 4) 齒根圓直徑： 5)齒頂圓直徑：6)齒寬：經(jīng)處理后取，則第二對齒輪(齒數(shù)32/51)的主要幾何尺寸1) 分度圓直徑：2) 齒根圓直徑：3) 齒頂圓直徑：4) 齒寬： 經(jīng)處理后取第三對齒輪（46/37）的主要幾何尺寸 1)

23、 分度圓直徑： 2) 齒頂圓直徑： 3) 齒根圓直徑 4) 齒寬b 經(jīng)處理后，取 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。由參考文獻(xiàn)1中的式（8-5）得出，若則校核合格。齒形系數(shù)：由文獻(xiàn)1查表8-6得： 應(yīng)力修正系數(shù)：查文獻(xiàn)1中表8-7得：由文獻(xiàn)1圖8-8查得:由文獻(xiàn)1表8-8查得：由文獻(xiàn)1圖8-8查得：所以：故 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。3.4.3 第三變速組齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計已知：V帶效率為,軸承(對)效率為傳遞功率,主傳動輪最低轉(zhuǎn)速，傳動比，載荷平穩(wěn)，但想回轉(zhuǎn)，單班制工作，工作期限10年，每年按300天計，原動機(jī)為電動機(jī)。解：小齒輪選用45號鋼，高頻淬火，;大齒輪選用45號鋼，高頻淬火，硬質(zhì)差，在規(guī)定的

24、3050的范圍內(nèi)。選擇精度等級。估計圓周速度不大于，根據(jù)參考文獻(xiàn)1中的表8-4，初選八級精度。 載荷系數(shù)K：參考文獻(xiàn)1中的表8-5，取。轉(zhuǎn)矩:接觸疲勞許用應(yīng)力 ：由參考文獻(xiàn)1的圖8-12查得 ：， 接觸疲勞壽命系數(shù):由公式N=得 查參考文獻(xiàn)1的圖8-11，得按一般可靠性要求，查參考文獻(xiàn)1的表8-8，取按一般可靠性要求，查參考文獻(xiàn)2表 8-8，取，則 計算小齒輪分度圓直徑：查參考文獻(xiàn)1中的表8-10，取 取計算圓周速度： 因，故所取的八級精度合適。確定主要參數(shù)，第一對齒輪(齒數(shù)20/79)主要幾何尺寸1) 模數(shù):2) 分度圓直徑：3)中心距: 4) 齒根圓直徑： 5) 齒頂圓直徑：6) 齒寬：經(jīng)

25、處理后取，則第二對齒輪(齒數(shù)66/33)的主要幾何尺寸1)分度圓直徑：2) 齒根圓直徑： 3) 齒頂圓直徑： 4) 齒寬：經(jīng)處理后取,按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。齒形系數(shù)：由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)劉孝民主編；查表8-6得： 應(yīng)力修正系數(shù)：查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)劉孝民主編中表8-7得：由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)劉孝民主編；由圖8-8查0得:由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)劉孝民主編；由表8-8查得：由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)劉孝民主編；由圖8-8查得：所以：故 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。3.5 軸的設(shè)計3.5.1 軸的設(shè)計計算1) 選擇軸的材料 由文獻(xiàn)1中的表11-1和表11-3選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度，。2) 按扭矩初算軸徑 根據(jù)文獻(xiàn)1中式（11-2）

26、，并查表11-2，取C=115，則考慮有鍵槽和軸承，軸加大5%：所以取3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3-6 軸結(jié)構(gòu)圖4) 確定軸各段直徑和長度 段 直徑 (離合器右段及套筒總長) 段 直徑（選擇軸承內(nèi)徑，初選用圓錐滾子軸承30205，寬度15mm，外徑52mm.）（軸承寬及套筒長） 段 直徑 （安裝齒輪段及變速時齒輪的滑移距離總長）段直徑（選擇軸承內(nèi)徑，初選用圓錐滾子軸承30205，寬度15mm，外徑52mm.）（軸承寬及套筒長）所以總長5) 軸的強(qiáng)度校核已知小齒輪求圓周力，徑向力軸的支持反力水平面彎矩軸承支反力垂直面的彎矩合成彎矩轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的剪力按脈動循環(huán)變化，取，截面C處的當(dāng)量彎矩：校核危險截面C

27、的強(qiáng)度 該軸強(qiáng)度足夠。3.5.2 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計1) 選擇軸的材料 由文獻(xiàn)1中的表11-1和表11-3選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度，。2) 按扭矩初算軸徑 根據(jù)文獻(xiàn)1中式（11-2），并查表11-2，取C=115，則 考慮有鍵槽，軸加大5%：所以取最小d=30mm 3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖3-6 軸結(jié)構(gòu)圖4) 確定軸各段直徑和長度段 直徑 （選擇左端軸承內(nèi)徑,初選用圓錐滾子軸承30206，寬度16mm，外徑62mm.）（軸承內(nèi)徑及套筒長）段 軸肩高考慮到要用花鍵連接，初選鍵的型號為，所以直徑，（第一傳動組、第二傳動組滑移齒輪安裝，中間軸承寬度，初選中間軸承為NN3007E，寬20mm，外徑62mm，

28、且考慮箱體鑄造時的方便）段直徑 （選擇右端軸承內(nèi)徑，初選用圓錐滾子軸承30206，寬度16mm，外徑62mm.） （軸承內(nèi)徑及套筒長）所以總長。5) 軸的強(qiáng)度校核已知小齒輪求圓周力，徑向力軸的支持反力垂直面的彎矩軸承支反力水平面彎矩合成彎矩 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的剪力按脈動循環(huán)變化，取，截面C處的當(dāng)量彎矩：校核危險截面C的強(qiáng)度 該軸強(qiáng)度足夠。3.5.3 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計1) 選擇軸的材料 由文獻(xiàn)1中的表11-1和表11-3選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度，。2) 按扭矩初算軸徑 根據(jù)文獻(xiàn)1中式（11-2），并查表11-2，取C=115，則 有鍵槽和軸承，軸加大5%： ?。紤]到安裝軸承處最細(xì)，應(yīng)以軸承內(nèi)徑為準(zhǔn)

29、，初選軸承30208，寬18mm，外徑80mm）3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3-7 軸結(jié)構(gòu)圖4) 確定軸各段直徑和長度段 直徑 （選擇軸承內(nèi)徑，初選軸承30208，寬18mm，外徑80mm） 段 軸肩高考慮到要用花鍵連接，初選鍵的型號為，所以取，（考慮變速時齒輪的滑移距離及箱體鑄造時的方便） 段 直徑（選擇軸承內(nèi)徑，初選軸承30208，寬18mm，外徑80mm） 所以總長。5) 軸的強(qiáng)度校核已知小齒輪求圓周力，徑向力軸承支反力水平面彎矩軸的支持反力垂直面的彎矩合成彎矩轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的剪力按脈動循環(huán)變化，取，截面C處的當(dāng)量彎矩：校核危險截面C的強(qiáng)度 該軸強(qiáng)度足夠。3.6 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計1）選擇軸的材料 由

30、于主軸承受的扭矩較大并且是空心軸，由文獻(xiàn)2中的表11-1和表11-3所以選用調(diào)質(zhì)處理，硬度，。2）按扭矩初算軸徑 根據(jù)文獻(xiàn)1中式（11-2），并查表11-2，取C=115，則 有鍵槽和軸承，由于主軸為空心軸軸加大70%： 取3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖3-8 主軸結(jié)構(gòu)圖4) 確定軸各段直徑和長度段 段 ，（考慮到密封和端蓋所以取） 段 ，（軸承的安裝，初選圓柱滾子軸承NN3013E，寬度26mm，內(nèi)徑65慢慢，外徑100mm） 段 ， （考慮變速時齒輪的滑移及箱體鑄造時的方便） 段 ,（選擇主軸右端軸承，初選軸承NN3016E，寬34mm，內(nèi)徑80，外徑125mm） 段 ，（考慮端蓋的安裝，擋油環(huán)安

31、裝螺紋的加工）段 ，（用于安裝卡盤等機(jī)構(gòu)）段 工藝椎體，錐度為軸的總長。4）驗算軸的疲勞強(qiáng)度已知齒輪求圓周力，徑向力軸承支反力水平面彎矩軸的支持反力垂直面的彎矩合成彎矩轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的剪力按脈動循環(huán)變化，取，截面C處的當(dāng)量彎矩：校核危險截面C的強(qiáng)度 該軸強(qiáng)度足夠。3.7 軸承的校核3.7.1 軸上的軸承校核1) 確定參數(shù) 已知計算轉(zhuǎn)速為710r/min,兩軸承徑向反力為。 初選圓錐滾子軸承30205型，額定動載荷，額定靜載荷。 根據(jù)文獻(xiàn)1中表（12-6）按減速器，取，由文獻(xiàn)中表12-8的溫度系數(shù)。根據(jù)根據(jù)文獻(xiàn)1中式（12-1）及表12-7得壓緊端軸承當(dāng)量載荷滾子軸承的壽命系數(shù)10/3，取3。2)

32、 軸承的壽命計算由文獻(xiàn)1中式（12-6）得 預(yù)期壽命滿足3.7.2 軸上的軸承校核1）確定參數(shù)軸上一共三個軸承， 已知計算轉(zhuǎn)速為355r/min,左，中間軸承從軸上齒輪傳遞徑向反力為，中間和右邊軸承承受徑向反力為。 初選承受圓錐滾子軸承30206型，額定動載荷，額定靜載荷。而承受的軸承是NN3007E型，額定動載荷，額定靜載荷。初選承受圓錐滾子軸承30206型，額定動載荷，額定靜載荷。根據(jù)文獻(xiàn)1中表（12-6）按減速器，取，由文獻(xiàn)中表12-8的溫度系數(shù)。根據(jù)根據(jù)文獻(xiàn)1中式（12-1）及表12-7得當(dāng)量載荷 滾子軸承的壽命系數(shù)10/3，取3。2）軸承的壽命計算由文獻(xiàn)1中式（12-6）得預(yù)期壽命滿

33、足3.7.3 III軸上的軸承校核1) 確定參數(shù)軸上一共兩個軸承， 已知計算轉(zhuǎn)速為125r/min,從軸上齒輪傳遞徑向反力為。初選承受圓錐滾子軸承30208型，額定動載荷，額定靜載荷。根據(jù)文獻(xiàn)1中表（12-6）按減速器，取，由文獻(xiàn)中表12-8的溫度系數(shù)。根據(jù)根據(jù)文獻(xiàn)1中式（12-1）及表12-7得壓緊端軸承當(dāng)量載荷 滾子軸承的壽命系數(shù)10/3，取3。2) 軸承的壽命計算由文獻(xiàn)1中式（12-6）得預(yù)期壽命滿足3.7.4 主軸上的軸承校核主軸上一共三個軸承， 已知計算轉(zhuǎn)速為90r/min,左， 總體來說主軸軸承承受齒輪傳動的力不大，按一般的校核一定滿足要求壽命要求，但是主軸是的要求很高，必須保證主

34、軸的傳動穩(wěn)定，和剛度要求，所以主軸雙排圓柱滾子軸承及單排圓柱滾子軸承，左邊的選擇NN3013E，額定動載荷，額定靜載荷。中間的軸承是N214E型，額定動載荷，額定靜載荷。右邊圓柱滾子軸承NN3016型，額定動載荷，額定靜載荷。而且預(yù)期壽命滿足。3.8 鍵的選用和強(qiáng)度校核3.8.1 軸上的鍵的選用和強(qiáng)度校核 <1> 軸與大帶輪鏈接采用平鍵鏈接1) 軸徑，傳遞扭矩。2) 選用C型平鍵，鍵，。3) 由文獻(xiàn)1中表7-9得。4) 根據(jù)文獻(xiàn)1中式（7-14）和式（7-15）得 擠壓強(qiáng)度滿足抗剪切強(qiáng)度滿足。<2>軸與齒輪的聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接1) 軸徑，傳遞扭矩。2) 選用B型平鍵，鍵，

35、。3) 由文獻(xiàn)1中表7-9得。4) 根據(jù)文獻(xiàn)1中式（7-14）和式（7-15）得擠壓強(qiáng)度滿足抗剪切強(qiáng)度滿足。由于軸與齒輪的聯(lián)接情況一樣，所以另外的兩個齒輪與軸同樣選用C型平鍵，鍵，也滿足要求。無需重復(fù)校核。3.8.2 II軸上的鍵的選用和強(qiáng)度校核1)軸與齒輪的聯(lián)接采用花鍵聯(lián)接，軸徑，傳遞扭矩 2)選用花鍵。3) 由文獻(xiàn)1中表7-9得。4) 根據(jù)文獻(xiàn)1中式（7-14）得 擠壓強(qiáng)度滿足 抗剪切強(qiáng)度滿足。3.8.3 軸上的鍵的選用和強(qiáng)度校核1)軸與齒輪的聯(lián)接采用花鍵聯(lián)接，軸徑，傳遞扭矩。2)選用花鍵。3) 由文獻(xiàn)1中表7-9得。4) 根據(jù)文獻(xiàn)1中式（7-14）得 擠壓強(qiáng)度滿足 抗剪切強(qiáng)度滿足。3.8

36、.4 主軸上的鍵的選用和強(qiáng)度校核1) 軸與齒輪的聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接，軸徑，傳遞扭矩。2) 齒寬為,選用B型平鍵,由于主軸空心所以選擇鍵，。選用B型平鍵，鍵,。3) 由文獻(xiàn)1中表7-9得。4) 根據(jù)文獻(xiàn)1中式（7-14）和式（7-15）得 擠壓強(qiáng)度滿足 抗剪切強(qiáng)度滿足。3.9 軸承端蓋的設(shè)計1) 軸前端蓋結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖如下圖3-9所示，密封槽尺寸按毛氈的標(biāo)準(zhǔn)尺寸圖3-9 軸前端蓋2) 軸、軸的端蓋結(jié)構(gòu)圖下圖3-10所示由于軸、軸作用相同，所以結(jié)構(gòu)也相同，只是相應(yīng)為 圖3-10 軸前端蓋3) 主軸的軸承端蓋如下圖圖3-11 主軸前端蓋 圖3-12 主軸后端蓋4 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1 箱體材料箱體多采用

37、鑄造方法獲得，也有用鋼板焊接而成。鑄造箱體常用材料為HT150,強(qiáng)度要求較高的箱體用HT200，只有熱變形要求小的情況下才采用合金鑄鐵，采用HT200。與床身做成一體的箱體材料應(yīng)根據(jù)床身或?qū)к壍囊蠖?。箱體要進(jìn)行時效處理。4.2 箱體結(jié)構(gòu)1) 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計要點根據(jù)齒輪傳動的中心距、齒頂圓直徑、齒寬 等幾何尺寸，確定減速器的箱體的內(nèi)部大小。由中心距確定箱體的長度，由齒頂圓直徑確定箱體的高度。由齒寬來確定箱體的寬度。依據(jù)鑄造（或焊接）箱體的結(jié)構(gòu)尺寸、工藝要求，確定箱體的結(jié)構(gòu)尺寸，繪制箱體。如箱蓋，箱座及螺栓的尺寸。根據(jù)齒輪的轉(zhuǎn)速確定軸承潤滑的方法與裝置，選擇軸承端蓋的類型。附件設(shè)計與選擇。同時，

38、可以進(jìn)行軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計，選擇軸承和聯(lián)軸器。表4-1 箱體的尺寸名稱符號尺寸關(guān)系箱座壁厚24箱蓋壁厚20箱蓋凸緣厚10箱座凸緣厚10箱座底凸緣厚地腳螺釘數(shù)目軸承旁凸臺半徑外箱壁至軸承端面距離3518鑄造過渡尺寸“一般標(biāo)準(zhǔn)”中的“鑄造過渡斜度”齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離齒輪端面與內(nèi)箱壁距離箱蓋、箱座肋厚2) 鑄造工藝性要求為了便于鑄造以及防止鑄件冷卻時產(chǎn)生縮孔或裂紋，箱體的結(jié)構(gòu)應(yīng)有良好的鑄造工藝性。3) 加工工藝性對結(jié)構(gòu)的要求由于生產(chǎn)批量和加工方法不同，對零件結(jié)構(gòu)有不同要求，因此設(shè)計時要充分注意加工工藝對結(jié)構(gòu)的要求。4) 裝配工藝對結(jié)構(gòu)的要求為了更快更省力地裝配機(jī)器，必須充分注意裝配工藝的要求，下圖為主

39、軸箱展開圖 圖4-1 主軸箱展開圖5 潤滑與密封5.1 潤滑設(shè)計普通機(jī)床主軸變速箱多用潤滑油，其中半精加工、精加工和沒有油式摩擦離合器的機(jī)床，采用油泵進(jìn)行強(qiáng)制的箱內(nèi)循環(huán)或箱外循環(huán)潤滑效果好。粗加工機(jī)床多采用結(jié)構(gòu)簡單的飛濺潤滑點。1) 飛濺潤滑要求賤油件的圓周速度為0.68米/秒，賤油件浸油深為1020毫米（不大于23倍輪齒高）。速度過低或浸油深度過淺，都達(dá)不到潤滑目的，速度過高或浸油深度過深，攪油功率損失過大產(chǎn)生熱變形大，且油液容易氣化，影響機(jī)床的正常工作。油的深度要足夠，以免油池底部雜質(zhì)被攪上來。2) 進(jìn)油量的大小和方向回油要保證暢通，進(jìn)油方向要注意角接觸軸承的泵油效應(yīng)，即油必須從小端進(jìn)大端

40、出。箱體上的回油孔的直徑應(yīng)盡可能的大些，一般應(yīng)大于進(jìn)油孔的直徑。箱體上放置油標(biāo)，一邊及時檢查潤滑系統(tǒng)工作情況。3) 放油孔應(yīng)在箱體適當(dāng)位置上設(shè)置放油孔，放油孔應(yīng)低于油池底面，以便放凈油，為了便于接油最好在放油孔處接長管。4) 防止或減少機(jī)床漏油 箱體上外漏的最低位置的孔應(yīng)高出油面。 軸與法蘭蓋的間隙要適當(dāng)，通常直徑方向間隙11.5毫米。 主軸上常采用環(huán)形槽和間隙密封，效果要好，槽形的方向不能搞錯。 箱蓋處防漏油溝應(yīng)設(shè)計成溝邊向箱體油溝內(nèi)側(cè)偏一定距離，大約為35毫米。5.2 潤滑油的選擇潤滑油的選擇與軸承的類型、尺寸、運轉(zhuǎn)條件有關(guān)，速度高選粘度低的，反之選粘度高的。潤滑油粘度通常根據(jù)主軸前頸和主

41、軸最高轉(zhuǎn)速選。6 總 結(jié) 在本次系統(tǒng)設(shè)計中，我了解了組合機(jī)床及液壓系統(tǒng)設(shè)計的過程及相關(guān)的方法，使自己在本科階段所學(xué)的知識得到了充分的利用，達(dá)到了實踐與理論的結(jié)合。在設(shè)計過程中，發(fā)現(xiàn)了自己在專業(yè)知識方面的欠缺，基礎(chǔ)知識掌握得不夠牢固，不能靈活運用以往所學(xué)理論，通過這三個月的努力，查漏補(bǔ)缺，廣泛地查閱了大量的參考資料，才使自己慢慢地了解掌握了該機(jī)床系統(tǒng)的設(shè)計過程。通過反復(fù)的論證，總結(jié)，才最終確定了本次設(shè)計的最終方案。但是由于時間緊迫，任務(wù)相對較重，本次設(shè)計存在著不足之處，以后的生活學(xué)習(xí)的過程中還要努力力求精益求精。本次設(shè)計是對我大學(xué)知識能力的整體考察、同時也是對一些知識的溫故。通過畢業(yè)設(shè)計的鍛煉，我初步懂得了用已經(jīng)掌握的知識解決實際問題的能力。這種鍛煉是多方面的，有發(fā)現(xiàn)主要問題的并解決它的能力，有實際動手的能力，查閱搜集資料的能力，這為我即將踏上工作崗位作一次實戰(zhàn)演練。可是由于本人能力有限，并且缺乏大型設(shè)計經(jīng)驗，因此在設(shè)計過程中難免存在錯誤與不足之處。希望老師提出寶貴的意見，我一定多多自省，爭取在今后的工作中做得更好總之，在