銑床主軸箱設(shè)計(jì)說明書.1資料.doc

1、目錄1.概述21.1機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的21.2機(jī)床的規(guī)格系列和用處21.3 操作性能要求22.參數(shù)的擬定22.1 公比選擇22.2 求出轉(zhuǎn)速系列22.3 主電機(jī)選擇33.傳動(dòng)設(shè)計(jì)33.1 主傳動(dòng)方案擬定33.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇33.2.1 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目33.2.2 傳動(dòng)式的擬定43.2.3 結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定43.2.4 轉(zhuǎn)速圖的擬定54. 傳動(dòng)件的估算54.1 V型帶傳動(dòng)54.1.1 確定計(jì)算功率54.1.2 選擇三角膠帶的型號(hào)64.1.3 確定帶輪直徑64.1.4 計(jì)算V帶速度V64.1.5 初定中心距A064.1.6 計(jì)算V帶的長(zhǎng)度64.1.7 計(jì)算實(shí)際中心

2、距A64.1.8 確定定小帶輪的包角a74.1.9 確定V型帶的根數(shù)Z74.1.10 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值(F0)min74.1.11 作用在支撐軸上的徑向力74.2 傳動(dòng)軸的估算7傳動(dòng)軸直徑的估算84.2.2齒輪模數(shù)的計(jì)算94.2.3 齒寬的確定104.2.4 確定各軸的間距114.2.5 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)115. 動(dòng)力設(shè)計(jì)115.1主軸剛度驗(yàn)算115.2 齒輪校驗(yàn)136.主軸空間位置圖157.主軸箱位置展開圖168.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明169.總結(jié)2210.參考文獻(xiàn)231.概述1.1機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)床課程設(shè)計(jì),是在金屬切削機(jī)床課程之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)其目的在于通過機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)

3、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使學(xué)生在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案過程中,得到設(shè)計(jì)構(gòu)思,方案分析,結(jié)構(gòu)工藝性,機(jī)械制圖,零件計(jì)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(jì)思想,掌握基本的設(shè)計(jì)方法,并培養(yǎng)學(xué)生具有初步的結(jié)構(gòu)分析,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力1.2機(jī)床的規(guī)格系列和用處普通機(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)的是普通銑床主軸變速箱1.3 操作性能要求1)具有皮帶輪卸荷裝置2)主軸的變速由變速手柄和滑移齒輪完成2.參數(shù)的擬定2.1 公比選擇已知最低轉(zhuǎn)速nmin=12.5rpm,最高轉(zhuǎn)速nmax=2120rpm,變速級(jí)數(shù)Z=12,轉(zhuǎn)

4、速調(diào)整范圍:,2.2求出轉(zhuǎn)速系列根據(jù)最低轉(zhuǎn)速nmin=12.5rpm,最高轉(zhuǎn)速nmax=2120rpm,公比=1.58,按機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(陳易新編)表5選出標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列: 2000 1250 800 500 315 200 125 80 50 31.5 20 12.52.3 主電機(jī)選擇合理的確定電機(jī)功率N,使機(jī)床既能充分發(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已知電動(dòng)機(jī)的功率是4 KW,根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)選Y132S-4,額定功率4 ,滿載轉(zhuǎn)速1440 ,最大額定轉(zhuǎn)距2.33.傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.1 主傳動(dòng)方案擬定擬定傳動(dòng)方案,包括傳動(dòng)型式的選擇以及開停換向制動(dòng)操縱等整個(gè)傳動(dòng)

5、系統(tǒng)的確定傳動(dòng)型式則指?jìng)鲃?dòng)和變速的元件機(jī)構(gòu)以及組成安排不同特點(diǎn)的傳動(dòng)型式變速類型傳動(dòng)方案和型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān),和工作性能也有關(guān)系因此,確定傳動(dòng)方案和型式,要從結(jié)構(gòu)工藝性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮傳動(dòng)方案有多種,傳動(dòng)型式更是眾多,比如:傳動(dòng)型式上有集中傳動(dòng),分離傳動(dòng);擴(kuò)大變速范圍可用增加傳動(dòng)組數(shù),也可用背輪結(jié)構(gòu)分支傳動(dòng)等型式;變速箱上既可用多速電機(jī),也可用交換齒輪滑移齒輪公用齒輪等顯然,可能的方案有很多,優(yōu)化的方案也因條件而異此次設(shè)計(jì)中,我們采用集中傳動(dòng)型式的主軸變速箱3.2 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

6、導(dǎo)出實(shí)際的方案,就并非十分有效3.2.1 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目級(jí)數(shù)為Z的傳動(dòng)系統(tǒng)由若干個(gè)順序的傳動(dòng)組組成,各傳動(dòng)組分別有傳動(dòng)副即本設(shè)計(jì)中傳動(dòng)級(jí)數(shù)為Z=12傳動(dòng)副中由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為合適,本課程設(shè)選擇方案: 12=3×2×2;12=2×3×2;12=2×2×33.2.2 傳動(dòng)式的擬定 12級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組,選擇傳動(dòng)組安排方式時(shí),考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)裝置和性能以及一個(gè)“前多后少”的原則故離電動(dòng)機(jī)近的傳動(dòng)組的傳動(dòng)副個(gè)數(shù)最好高于后面的傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù)主軸對(duì)加工精度表面粗糙度的影響很大,因此主軸上齒輪少些為好

7、最后一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副常選用2綜上所述,傳動(dòng)式為12=3×2×23.2.3 結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定對(duì)于12=3×2×2傳動(dòng)式,有6種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)分別為:根據(jù)(1)傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍(2)基本組擴(kuò)大組的排列順序,初選的方案圖1結(jié)構(gòu)網(wǎng)3.2.4轉(zhuǎn)速圖的擬定上述所選定的結(jié)構(gòu)式共有三個(gè)傳動(dòng)組,變速機(jī)構(gòu)共需4軸,加上電動(dòng)機(jī)共5軸,故轉(zhuǎn)速圖需5條豎線,如下圖所示主軸共12速,電動(dòng)機(jī)軸與主軸最高轉(zhuǎn)速相近,故需12條橫線中間各軸的轉(zhuǎn)速可以從電動(dòng)機(jī)軸往后推,也可以從主軸開始往前推通常以往前推比較方便,即先決定軸3的轉(zhuǎn)速圖2轉(zhuǎn)速圖4. 傳動(dòng)件的估算

8、4.1 V型帶傳動(dòng)4.1.1 確定計(jì)算功率(KW)P主動(dòng)帶輪傳動(dòng)的功率P=4KWKA工作情況系數(shù)工作時(shí)間為二班制 KA=1.1故Pca=1.1×4=4.4kw4.1.2 選擇三角膠帶的型號(hào)小帶輪的轉(zhuǎn)速:n1=1440 r/min選用A型帶4.1.3 確定帶輪直徑小輪直徑D1應(yīng)滿足條件:(mm)Dmin=75mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-11取=125mm 大輪直徑D2= D1 為大輪的轉(zhuǎn)速=1250rpm D2=×125=144mm,查表8-8圓整為150mm4.1.4 計(jì)算V帶速度VV= =9.42m/s4.1.5 初定中心距A0兩帶輪中心距應(yīng)在0.7(D1+D2)<A0&

9、lt;2(D1+D2)mm則0.7×275< A0<2×275,即192.5<A0<550mm初定A0=250mm4.1.6 計(jì)算V帶的長(zhǎng)度=2×250 + ×(125+150)+ = 932.38(mm)根據(jù)L0由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-2確定為1000mm,帶長(zhǎng)修正系數(shù)KL=0.894.1.7 計(jì)算實(shí)際中心距AA=A0+=250+=284(mm)為了張緊和裝拆膠帶的需要,中心距的最小調(diào)整范圍為:Amin =A-0.015L=280-0.015×1000=265mmAmax=A+0.03L=280+0.03×1000=

10、310mm4.1.8 確定定小帶輪的包角aa180o-(D2-D1)×57.3o/A=180o-(150-125)×57.3o/284=174.96o4.1.9 確定V型帶的根數(shù)Z(包角系數(shù))查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-5 =0.99(長(zhǎng)度系數(shù))查表8-2=0.89(單根V帶基本額定功率)由表8-4a小帶輪節(jié)圓直徑125=1.91kw由表8-4b 傳動(dòng)比 i=1.15 =0.08(計(jì)算功率)(工作情況系數(shù))=1.1可得Pca=1.1×5.5=6.05kw,代入計(jì)算得 Z=4根4.1.10 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值(F0)min(F0)min=500+qv2,其中由機(jī)械設(shè)計(jì)

11、表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.10kg/m,所以代入計(jì)算得(F0)min=153.6N4.1.11 作用在支撐軸上的徑向力為Q=2Z(F0)min=2×4×153.6×=1227.6N4.2 傳動(dòng)軸的估算 傳動(dòng)軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外,還應(yīng)滿足剛度的要求,強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高,不允許有較大變形因此疲勞強(qiáng)度一般不失是主要矛盾,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至發(fā)生過大的變形因此,必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度傳動(dòng)軸直徑的估算1） .確定各變速齒輪傳動(dòng)副的齒數(shù)軸:取,則從金屬切

12、削機(jī)床表8-1中查出小齒輪齒數(shù)分別為28,24,18軸: 取從金屬切削機(jī)床表8-1小齒輪齒數(shù)為40,20軸:取 Sz=90從金屬切削機(jī)床表8-1查得小齒輪齒數(shù)為30,18為(V帶傳動(dòng)效率)=0.96 (滾子軸承)=0.98(9級(jí)精度的齒輪)=0.96為(十字滑塊聯(lián)軸器)=0.98軸:軸:KW 軸:KW 軸:KW N·mmN·mmN·mmN·mm傳動(dòng)軸為,軸, 一般傳動(dòng)軸取mm 取d=25 軸承30205mm 取d=30 軸承30206mm 取d=40 軸承30208mm 取d=60 軸承30212軸承30205 30206 30208 30212 T=1

13、5.25 T=17.25 T=19.75 T=23.75 C=12 C=14 C=16 C=19 D=52 D=62 D=80 D=110 d=25 d=30 d=40 d=60 B=15 B=16 B=18 B=224.2.2齒輪模數(shù)的計(jì)算(1)I-齒輪彎曲疲勞的計(jì)算mm齒面點(diǎn)蝕的計(jì)算:取A=55,由中心距A及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù)所以取(2)-齒輪彎曲疲勞的計(jì)算取A=75取m=2.5(3)-齒輪彎曲疲勞的計(jì)算KW 取A=180 取m=3.5(4)標(biāo)準(zhǔn)齒輪:,表1齒輪齒數(shù)模數(shù)m分度圓d齒頂圓齒根圓齒頂高齒根高1282.5707563.752.53.1252442.5110115103.752.53.

14、1253242.5605566.252.53.1254482.5120115126.252.53.1255182.5454051.252.53.1256542.5135130141.252.53.1257402.510084852.53.1258402.510084852.53.1259202.55044452.53.12510602.51501241252.53.12511603.51501241253.54.37512303.510564653.54.37513183.56340413.54.37514723.52521481493.54.3754.2.3 齒寬的確定公式m (,m為模數(shù))

15、第一套嚙合齒輪:mm 第二套嚙合齒輪:mm第三套嚙合齒輪:mm反轉(zhuǎn)嚙合齒輪:mm4.2.4 確定各軸的間距 a= aI-II=90mm aII-III=100mm aIII-IV=mm4.2.5 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)mm時(shí),采用腹板式,D是軸承外徑,采用圓錐滾子軸承由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-10確定參數(shù),=15, =9, 帶輪寬度:B=分度圓直徑:(d為軸直徑)mmL=B=635. 動(dòng)力設(shè)計(jì)5.1主軸剛度驗(yàn)算5.1.1 選定前端懸伸量C,參考機(jī)械裝備設(shè)計(jì)P121,根據(jù)主軸端部的結(jié)構(gòu),前支承軸承配置和密封裝置的型式和尺寸,這里選定C=120mm.5.1.2 主軸支承跨距L的確定 根據(jù)金屬切削機(jī)床表10-6前軸頸

16、應(yīng)為6090mm初步選取=90mm.后軸頸=(0.70.9),取=80mm.根據(jù)設(shè)計(jì)方案,選前軸承為30218型,后軸承為30216型根據(jù)結(jié)構(gòu),定懸伸長(zhǎng)度a=120mm5.1.3求軸承剛度主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩(未考慮機(jī)械效率)T=切削力:背向力:故總此作用力:F=此力主軸頸和后軸頸個(gè)承受一般,故主軸端受力為F/2=19616N在估算時(shí),先假設(shè)初值,l=3120=360mm前后支承的支反力和:根據(jù)式(10-6)可求出前后軸承的剛度: ;5.1.4 求最佳跨距初步計(jì)算時(shí),可假定主軸的當(dāng)量外徑為前后軸承頸的平均值,故慣性矩為:查線圖計(jì)算出的與原假定不符經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)算得仍接近1.8可以看出,這是一個(gè)迭代過程

17、,很快收斂于正確值最佳跨距5.2 齒輪校驗(yàn)齒輪校核:應(yīng)選模數(shù)相同,齒數(shù)最小的齒輪驗(yàn)算齒輪3,齒輪9,齒輪135.2.1齒根彎曲強(qiáng)度的計(jì)算:齒輪3的齒數(shù)z=24,模數(shù)m=2(應(yīng)力校正系數(shù))=1.58(齒形系數(shù))=2.65K(載荷系數(shù))=(使用系數(shù))=1.25(動(dòng)載系數(shù))=1.4(齒間載荷分配系數(shù))=1.0(齒向載荷分布系數(shù))=1.1K=1.93 b=25 m=2.5合金調(diào)質(zhì)(250HBS)齒輪9的齒數(shù)z=20,模數(shù)m=2.5齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算=2.72 =1.57.5N齒輪13的齒數(shù)z=18,模數(shù)m=3.5=2.91=1.533.5小齒輪選用(滲碳后淬火)(強(qiáng)度極限)=1200(屈服極限)=110

18、05.2.2軸的校核45#鋼調(diào)質(zhì)毛土坯直徑硬度抗拉強(qiáng)度極限屈服強(qiáng)度極限彎曲疲勞極限剪切疲勞極限許用彎曲應(yīng)力按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校驗(yàn)n=12.5P=2.35KWd=60mm故軸符合,軸選用45#鋼調(diào)質(zhì)處理6.主軸空間位置圖7.主軸箱位置展開圖8.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明8.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容技術(shù)要求和方案設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件(傳動(dòng)軸軸承帶輪齒輪離合器和制動(dòng)器等)主軸組件操縱機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置,用一張展開圖和若干張橫截面圖表示課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間的限制,一般只畫展開圖主軸變速箱是機(jī)床的重要部件設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要求外,著重考慮以下幾個(gè)方面的問題精度方面的要求,剛度和抗震

19、性的要求,傳動(dòng)效率要求,主軸前軸承處溫度和溫升的控制,結(jié)構(gòu)工藝性,操作方便安全可靠原則,遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn),由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)中不可避免要經(jīng)過反復(fù)思考和多次修改在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖目的是:2） 布置傳動(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案3） 檢驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無干涉碰撞或其他不合理的情況,以便及時(shí)改正4） 確定傳動(dòng)軸的支承跨距齒輪在軸上的位置以及各軸的相對(duì)位置,以確定各軸的受力點(diǎn)和受力方向,為軸和軸承的驗(yàn)算提供必要的數(shù)據(jù)8.2 展開圖及其布置展開圖就是按照傳動(dòng)軸傳遞運(yùn)動(dòng)的先后順序,假想將各軸沿其軸線剖開并將這些剖切面平整展開在同一個(gè)平面上I軸上裝的摩擦離合器和

20、變速齒輪有兩種布置方案,一是將兩級(jí)變速齒輪和離合器做成一體齒輪的直徑受到離合器內(nèi)徑的約束,齒根圓的直徑必須大于離合器的外徑,負(fù)責(zé)齒輪無法加工這樣軸的間距加大另一種布置方案是離合器的左右部分分別裝在同軸線的軸上,左邊部分接通,得到一級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng),右邊接通得到三級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大我們采用第一種方案,通過空心軸中的拉桿來操縱離合器的結(jié)構(gòu)總布置時(shí)需要考慮制動(dòng)器的位置制動(dòng)器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上制動(dòng)器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上,以免制動(dòng)扭矩太大,是制動(dòng)尺寸增大齒輪在軸上布置很重要,關(guān)系到變速箱的軸向尺寸,減少軸向尺寸有利于提高剛度和減小體積8.3 I軸(輸入軸)的設(shè)計(jì)將運(yùn)動(dòng)帶入變

21、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)軸的剛度或使軸部受帶的拉力(采用卸荷裝置)I軸上裝有摩擦離合器,由于組成離合器的零件很多,裝配很不方便,一般都是在箱外組裝好I軸在整體裝入箱內(nèi)我們采用的卸荷裝置一般是把軸承裝載法蘭盤上,通過法蘭盤將帶輪的拉力傳遞到箱壁上離合器及其壓緊裝置中有三點(diǎn)值得注意:5） 摩擦片的軸向定位: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)裝在花鍵軸上的一個(gè)環(huán)形溝槽里,并轉(zhuǎn)過一個(gè)花鍵齒,和軸上的花鍵對(duì)正,然后用螺釘把錯(cuò)開的兩個(gè)圓盤連接在一起這樣就限制了軸向和周向德兩個(gè)自由度,起了定位作用6） 摩擦片的壓緊由加力環(huán)的軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn),在軸系上形成了彈性

22、力的封閉系統(tǒng),不增加軸承軸向復(fù)合7） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使加力環(huán)推動(dòng)擺桿和鋼球的運(yùn)動(dòng)是不可逆的,即操縱力撤消后,有自鎖作用I軸上裝有摩擦離合器,兩端的齒輪是空套在軸上,當(dāng)離合器接通時(shí)才和軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)但脫開的另一端齒輪,與軸回轉(zhuǎn)方向是相反的,二者的相對(duì)轉(zhuǎn)速很高(約為兩倍左右)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這點(diǎn)齒輪與軸之間的軸承可以用滾動(dòng)軸承也可以用滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承在一些性能和維修上不如滾動(dòng)軸承,但它的徑向尺寸小空套齒輪需要有軸向定位,軸承需要潤(rùn)滑8.4 齒輪塊設(shè)計(jì)齒輪是變速箱中的重要元件齒輪同時(shí)嚙合的齒數(shù)是周期性變化的也就是說,作用在一個(gè)齒輪上的載荷是變化的同時(shí)由于齒輪制造及安裝誤差等,不可避免要產(chǎn)生動(dòng)載荷而引起振動(dòng)

23、和噪音,常成為變速箱的主要噪聲源,并影響主軸回轉(zhuǎn)均勻性在齒輪塊設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分考慮這些問題齒輪塊的結(jié)構(gòu)形式很多,取決于下列有關(guān)因素:8） 是固定齒輪還是滑移齒輪;2)移動(dòng)滑移齒輪的方法;3)齒輪精度和加工方法;變速箱中齒輪用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)它的精度選擇主要取決于圓周速度采用同一精度時(shí),圓周速度越高,振動(dòng)和噪聲越大,根據(jù)實(shí)際結(jié)果得知,圓周速度會(huì)增加一倍,噪聲約增大6dB工作平穩(wěn)性和接觸誤差對(duì)振動(dòng)和噪聲的影響比運(yùn)動(dòng)誤差要大,所以這兩項(xiàng)精度應(yīng)選高一級(jí)為了控制噪聲,機(jī)床上主傳動(dòng)齒輪都要選用較高的精度大都是用766,圓周速度很低的,才選877如果噪聲要求很嚴(yán),或一些關(guān)鍵齒輪,就應(yīng)選655當(dāng)精度從766提高

24、到655時(shí),制造費(fèi)用將顯著提高不同精度等級(jí)的齒輪,要采用不同的加工方法,對(duì)結(jié)構(gòu)要求也有所不同8級(jí)精度齒輪,一般滾齒或插齒就可以達(dá)到7級(jí)精度齒輪,用較高精度滾齒機(jī)或插齒機(jī)可以達(dá)到但淬火后,由于變形,精度將下降因此,需要淬火的7級(jí)齒輪一般滾(插)后要剃齒,使精度高于7,或者淬火后在衍齒6級(jí)精度的齒輪,用精密滾齒機(jī)可以達(dá)到淬火齒輪,必須磨齒才能達(dá)到6級(jí)機(jī)床主軸變速箱中齒輪齒部一般都需要淬火8.5 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 機(jī)床傳動(dòng)軸,廣泛采用滾動(dòng)軸承作支撐軸上要安裝齒輪離合器和制動(dòng)器等傳動(dòng)軸應(yīng)保證這些傳動(dòng)件或機(jī)構(gòu)能正常工作首先傳動(dòng)軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度剛度如撓度和傾角過大,將使齒輪嚙合不良,軸承工作條件惡化,使振動(dòng)噪

25、聲空載功率磨損和發(fā)熱增大;兩軸中心距誤差和軸芯線間的平行度等裝配及加工誤差也會(huì)引起上述問題傳動(dòng)軸可以是光軸也可以是花鍵軸成批生產(chǎn)中,有專門加工花鍵的銑床和磨床,工藝上并無困難所以裝滑移齒輪的軸都采用花鍵軸,不裝滑移齒輪的軸也常采用花鍵軸花鍵軸承載能力高,加工和裝配也比帶單鍵的光軸方便軸的部分長(zhǎng)度上的花鍵,在終端有一段不是全高,不能和花鍵空配合這是加工時(shí)的過濾部分一般尺寸花鍵的滾刀直徑為6585機(jī)床傳動(dòng)軸常采用的滾動(dòng)軸承有球軸承和滾錐軸承在溫升空載功率和噪聲等方面,球軸承都比滾錐軸承優(yōu)越而且滾錐軸承對(duì)軸的剛度支撐孔的加工精度要求都比較高因此球軸承用的更多但是滾錐軸承內(nèi)外圈可以分開,裝配方便,間隙

26、容易調(diào)整所以有時(shí)在沒有軸向力時(shí),也常采用這種軸承選擇軸承的型號(hào)和尺寸,首先取決于承載能力,但也要考慮其他結(jié)構(gòu)條件同一軸心線的箱體支撐直徑安排要充分考慮鏜孔工藝成批生產(chǎn)中,廣泛采用定徑鏜刀和可調(diào)鏜刀頭在箱外調(diào)整好鏜刀尺寸,可以提高生產(chǎn)率和加工精度還常采用同一鏜刀桿安裝多刀同時(shí)加工幾個(gè)同心孔的工藝下面分析幾種鏜孔方式:對(duì)于支撐跨距長(zhǎng)的箱體孔,要從兩邊同時(shí)進(jìn)行加工;支撐跨距比較短的,可以從一邊(叢大孔方面進(jìn)刀)伸進(jìn)鏜桿,同時(shí)加工各孔;對(duì)中間孔徑比兩端大的箱體,鏜中間孔必須在箱內(nèi)調(diào)刀,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能避免既要滿足承載能力的要求,又要符合孔加工工藝,可以用輕中或重系列軸承來達(dá)到支撐孔直徑的安排要求兩孔間的

27、最小壁厚,不得小于510,以免加工時(shí)孔變形花鍵軸兩端裝軸承的軸頸尺寸至少有一個(gè)應(yīng)小于花鍵的內(nèi)徑一般傳動(dòng)軸上軸承選用級(jí)精度傳動(dòng)軸必須在箱體內(nèi)保持準(zhǔn)確位置,才能保證裝在軸上各傳動(dòng)件的位置正確性,不論軸是否轉(zhuǎn)動(dòng),是否受軸向力,都必須有軸向定位對(duì)受軸向力的軸,其軸向定位就更重要回轉(zhuǎn)的軸向定位(包括軸承在軸上定位和在箱體孔中定位)在選擇定位方式時(shí)應(yīng)注意:9） 軸的長(zhǎng)度長(zhǎng)軸要考慮熱伸長(zhǎng)的問題,宜由一端定位10） 軸承的間隙是否需要調(diào)整11） 整個(gè)軸的軸向位置是否需要調(diào)整12） 在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈13） 加工和裝配的工藝性等8.6 主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,技術(shù)要求高安裝工件(車床)或

28、者刀具(銑床鉆床等)的主軸參予切削成形運(yùn)動(dòng),因此它的精度和性能直接影響加工質(zhì)量(加工精度和表面粗糙度),設(shè)計(jì)時(shí)主要圍繞著保證精度剛度和抗振性,減少溫升和熱變形等幾個(gè)方面考慮8.6.1 各部分尺寸的選擇主軸形狀與各部分尺寸不僅和強(qiáng)度剛度有關(guān),而且涉及多方面的因素14） 內(nèi)孔直徑銑床床主軸由于要夾緊刀柄,安裝自動(dòng)卡緊機(jī)構(gòu)及通過卸頂尖的頂桿,必須是空心軸為了擴(kuò)大使用范圍,加大可加工棒料直徑,車床主軸內(nèi)孔直徑有增大的趨勢(shì)15） 軸頸直徑前支撐的直徑是主軸上一主要的尺寸,設(shè)計(jì)時(shí),一般先估算或擬定一個(gè)尺寸,結(jié)構(gòu)確定后再進(jìn)行核算16） 前錐孔直徑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1

29、7） 支撐跨距及懸伸長(zhǎng)度為了提高剛度,應(yīng)盡量縮短主軸的外伸長(zhǎng)度選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇?一般推薦取: =35,跨距小時(shí),軸承變形對(duì)軸端變形的影響大所以,軸承剛度小時(shí),應(yīng)選大值,軸剛度差時(shí),則取小值跨距的大小,很大程度上受其他結(jié)構(gòu)的限制,常常不能滿足以上要求安排結(jié)構(gòu)時(shí)力求接近上述要求8.6.2 主軸軸承1)軸承類型選擇主軸前軸承有兩種常用的類型:雙列短圓柱滾子軸承承載能力大,可同時(shí)承受徑向力和軸向力,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,但允許的極限轉(zhuǎn)速低一些與雙列短圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的軸承有三種:600角雙向推力向心球軸承是一種新型軸承,在近年生產(chǎn)的機(jī)床上廣泛采用具有承載能力大,允許極限轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)外徑比同規(guī)格

30、的雙列圓柱滾子軸承小一些在使用中,這種軸承不承受徑向力推力球軸承承受軸向力的能力最高,但允許的極限轉(zhuǎn)速低,容易發(fā)熱向心推力球軸承允許的極限轉(zhuǎn)速高,但承載能力低,主要用于高速輕載的機(jī)床2)軸承的配置大多數(shù)機(jī)床主軸采用兩個(gè)支撐,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,但為了提高主軸剛度也有用三個(gè)支撐的了三支撐結(jié)構(gòu)要求箱體上三支撐孔具有良好的同心度,否則溫升和空載功率增大,效果不一定好三孔同心在工藝上難度較大,可以用兩個(gè)支撐的主要支撐,第三個(gè)為輔助支撐輔助支撐軸承(中間支撐或后支撐)保持比較大的游隙(約0.030.07),只有在載荷比較大軸產(chǎn)生彎曲變形時(shí),輔助支撐軸承才起作用8.6.3 主軸與齒輪的連接齒輪與主軸的連接可以用花鍵或者平鍵;軸做成圓柱體,或者錐面(錐度一般取1:15左右)錐面配合對(duì)中性好,但加工較難平鍵一般用一個(gè)或者兩個(gè)(相隔180度布置),兩國(guó)特鍵不但平衡較好,而且平鍵高度較低,避免因齒輪鍵槽太深導(dǎo)致小齒輪輪轂厚度不夠的問題8.6.4 潤(rùn)滑與密封 主軸轉(zhuǎn)速高,