數(shù)控機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)

1、1/20第一章概述1-1設(shè)計(jì)目的數(shù)控機(jī)床的課程設(shè)計(jì)，是在數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)課程之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的在于通過數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使我們?cè)跀M定進(jìn)給傳動(dòng)及變速等的結(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、CAD0圖、設(shè)計(jì)計(jì)算、編寫技術(shù)文件、查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練，建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)我們初步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。1-2主軸箱的概述主軸箱為數(shù)控機(jī)床的主要傳動(dòng)系統(tǒng)它包括電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸部件它與普通車床的主軸箱比較，相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單只有兩極或三級(jí)齒輪變速系統(tǒng)，它主要是用以擴(kuò)大電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速的范圍，以滿足一定恒功率、和轉(zhuǎn)速的問題。第二章主傳動(dòng)設(shè)計(jì)

2、2-1驅(qū)動(dòng)源的選擇機(jī)床上常用的無級(jí)變速機(jī)構(gòu)是直流或交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)從額定轉(zhuǎn)速nd向上至最高轉(zhuǎn)速nmax是調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流的方法來調(diào)速的，屬于恒功率，從額定轉(zhuǎn)速nd向下至最低轉(zhuǎn)速nmin時(shí)調(diào)節(jié)電樞電壓的方法來調(diào)速的屬于恒轉(zhuǎn)矩；交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)是靠調(diào)節(jié)供電頻率的方法調(diào)速。由于交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)的體積小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，沒有電刷，能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速比同功率的直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)高，磨損和故障也少，所以在中小功率領(lǐng)域，交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)占有較大的優(yōu)勢(shì)，鑒于此，本設(shè)計(jì)選用交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)。根據(jù)主軸要求的最高轉(zhuǎn)速3150r/min,交流主軸電動(dòng)機(jī)，最高轉(zhuǎn)速是5000r/min。2-2轉(zhuǎn)速圖的擬定根據(jù)交流主軸電動(dòng)

3、機(jī)的最高轉(zhuǎn)速和基本轉(zhuǎn)速可以求得交流主軸電動(dòng)機(jī)的恒功率轉(zhuǎn)速范圍Rdp=nmax/nd=5000/1000=5而主軸要求的恒功率轉(zhuǎn)速范圍Rnp=nmax/nd=3150/125=25.2,遠(yuǎn)大于交流主2/20軸電動(dòng)機(jī)所能提供的包功率轉(zhuǎn)速范圍，所以必須串聯(lián)變速機(jī)構(gòu)的方法來擴(kuò)大其包功率轉(zhuǎn)速范圍。涉及變速箱時(shí)，考慮到機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性等因素，取變速箱的公比f(wàn)等于交流主軸電動(dòng)機(jī)的恒功率調(diào)速范圍Rdp,即=Rdp=2,功率特性圖是連續(xù)的，無缺口和無重合的。車床的主參數(shù)(規(guī)格尺寸)和基本參數(shù)如下:工件最大回轉(zhuǎn)直徑Dmax(mm)正轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速nmin(Zin)正轉(zhuǎn)最高轉(zhuǎn)速nmin(Tmin)電機(jī)功

4、率N(kw)主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速40070315027125變速箱的變速級(jí)數(shù)變速箱的變速級(jí)數(shù):Z=lgRnp/lg=lg25.2/lg5=2.0049取Z=2確定各齒輪齒副的齒數(shù):取S=118由U=1.60得Z1=47Z1'=76由U=2.51得Z2=88Z2'=35由U=1.33得Z3=68Z3'=52由U=2.99得Z4=30Z4'=90由此擬定主傳動(dòng)系統(tǒng)圖，轉(zhuǎn)速圖以及主軸功率特性圖分別如圖2-1,2-2圖2-1圖2-22.3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

5、允許有3/20較大的變形。因此疲勞強(qiáng)度一般不是主要矛盾。除了載荷比較大的情況外，可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。剛度要求軸在載荷下（彎曲，軸向，扭轉(zhuǎn)）不致產(chǎn)生過大的變形（彎曲，失穩(wěn)，轉(zhuǎn)角）。如果剛度不夠，軸上的零件如齒輪，軸承等由于軸的變形過大而不能正常工作，或者產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，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)剛度軸的直徑，畫出草圖后，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。計(jì)算轉(zhuǎn)速nj是傳動(dòng)件傳遞全部功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速，各個(gè)傳動(dòng)軸上的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上直接得出如表2-1所示：表2-1各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速軸IIIIII計(jì)舁轉(zhuǎn)速990594125各軸功率和扭矩計(jì)

6、算：已知一級(jí)齒輪傳動(dòng)效率為0.97（包括軸承），則I軸：Pi=pdX0.99=27X0.99=26.73KWII 軸p2=PiX0.97=26.73X0.97=25.92KWIII 軸p3=p2X0.97=25.92X0.97=25.15KWI軸扭矩：T1=9551042673=25.785104N，mm990425.924一II軸扭矩：丁2=95510=41.67310N*mm5942515,III軸扭矩：丁3=955父104M=192.146M104N,mm3125川是每米長(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，其選取的原則如表2-2所示。表2-2許用扭轉(zhuǎn)角選取原則軸主軸

7、一般傳動(dòng)軸較低的軸（deg/m）0.5-11-1.51.5-2最后所確定各軸所允許的扭轉(zhuǎn)角如表2-3所示4/20軸I軸(電機(jī)軸)II軸III軸(deg/m)0.510.5把以上確定的各軸的扭矩，允許扭轉(zhuǎn)角代入估算公式d=1.64f卷,可得傳動(dòng)軸的估算直徑：軸承30209軸承30209d1=1.644-T-=1.644'f-T=1.64,25.5,10=43.83mm1 .0.5d2=1.644T=1.644T2=1.64455.510=44.76mm2 :1因?yàn)橹鬏S為空心軸，材料取45鋼，所以A0=110d3“0y7二n(1-)225.15=11031125(1-0.54)=65.86

8、mm軸承30215最后取值如下表所示:軸IIIIII估算直徑455070主軸軸徑尺寸的確定：已知車床最大加工直徑為Dmax=400mm,主軸前軸頸直徑D1=0.25Dmax_15=85-115mm取D1=95后頸直徑D2=(0.7-0.85)D1=67-81mm取D2=75內(nèi)孔直徑d=0.1Dmax±10=35-55mm取d=402.4齒輪模數(shù)的估算按接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)比較復(fù)雜，而且有些系數(shù)只有在齒輪的各參數(shù)都已知方可確定，故只有在裝配草圖畫完后校驗(yàn)用。在畫草圖時(shí)用經(jīng)驗(yàn)公式估算，根據(jù)估算的結(jié)果然后選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪的模數(shù)。齒輪模數(shù)的估算有兩種方法，第一種是按齒輪的彎曲疲

9、勞進(jìn)行估算，第二種是按齒輪的齒面點(diǎn)蝕進(jìn)行估算，而這兩種方法的前提條件是各個(gè)齒輪的齒數(shù)必須已知，所以必須先給出各個(gè)齒輪的齒數(shù)。5/20(1) Zi,Zi'齒輪彎曲疲勞的計(jì)算齒輪彎曲疲勞估算公式N,27m.,3233233.49.Znj.35594齒面點(diǎn)蝕的計(jì)算得A之3703型=3703：二=132.05.nj594由中心距A及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù)：2A2132.05mj=2.15,所以取m=3乙Zi，123(2) Z2,Z2,齒輪彎曲疲勞的計(jì)算齒輪彎曲疲勞估算公式m.-323N=32326.73=2.56Znj.88594齒面點(diǎn)蝕的計(jì)算得A*3703匹M3703U/20受=131.6,取A=1

10、35Yl55942A2135mi=2.19,所以取m=4.5jZ2Z2，123(3) Z3，Z3,齒輪彎曲疲勞的計(jì)算取m=4.5由于受傳動(dòng)軸軸徑尺寸大小限制，選取齒輪模數(shù)為m=3mm對(duì)比上面的結(jié)果,可知這樣設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，故取同一變速組中的所以齒輪的模數(shù)都為m=3mm.則各齒輪齒數(shù)和模數(shù)列表如下:齒輪Z1Z1Z2ZZ3Z3，Z4Z4'齒數(shù)4776883568524476模數(shù)33334.54.54.54.5第三章主軸箱展開圖的設(shè)計(jì)主軸箱展開圖是反映各個(gè)零件的相互關(guān)系，結(jié)構(gòu)形狀以及尺寸的圖紙。因此設(shè)計(jì)從畫展開圖開始，確定所有零件的位置，結(jié)

11、構(gòu)和尺寸，并以此為依據(jù)繪制零件工作圖。3.1 各零件結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)3.2 .1設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟這一階段的設(shè)計(jì)內(nèi)容是通過繪圖設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及選出軸承的型號(hào)，確定軸的支點(diǎn)距離和軸上零件力的作用點(diǎn)，計(jì)算軸的強(qiáng)度和軸承的壽命。3.1.2有關(guān)零件結(jié)構(gòu)和尺寸的確定傳動(dòng)零件，軸，軸承是主軸部件的主要零件，其他零件的結(jié)構(gòu)尺寸是根據(jù)主要零件的位置和結(jié)構(gòu)而定。1) 傳動(dòng)軸的估算見前一節(jié)2) 齒輪相關(guān)尺寸的計(jì)算I .齒寬的確定齒寬影響齒的強(qiáng)度。輪齒越寬承載能力越高。但如果太寬，由于齒輪的制造誤差和軸的變形，可能接觸不均，反而容易引起振動(dòng)和噪聲。齒寬b=d*d其中4d是齒寬系數(shù)，d是齒輪分度圓直徑。齒寬系數(shù)可查工具書

12、得到；也就是說齒寬等于齒寬系數(shù)乘以齒輪分度圓直徑。根據(jù)齒寬系數(shù)來定，一般齒寬系數(shù)0.3第一套嚙合齒輪：B1=d1xZ1=43mm;B1=d1'xZ1'=69mm第二套嚙合齒輪:B2=d2xZ2=80mm;B2=d2'xZ2=32mm第三套嚙合齒輪：B3=d3xZ3=90mm;B3=d3'xZ3'=70mm第四套嚙合齒輪：B4=d4xZ4=59mm;B4=d4'xZ4'=100mm各個(gè)齒輪的齒厚確定如表3-1.表3-1各齒輪的齒寬齒輪Z1Z1Z2ZZ3Z3，Z4Z4'436980329070591007/20由計(jì)算公式;齒頂：ddi

13、=(42)m(h=1);da2=(Z22h)齒根：df1=(4-2h*-2c*)m(c*=0.25)得到下列尺寸表齒輪的直徑?jīng)Q定了各軸之間的尺寸。各主軸部件中各個(gè)齒輪的尺寸計(jì)算如下表3-2:表3-2各齒輪的直徑齒輪Z1Z1Z2ZZ3Z3，Z4Z4'分度圓直徑(mm)143.5230.5266.5107.5304.75232.75196.75340.75齒頂圓直徑(mm)147234270111315243207351齒根圓直徑(mm133.5220.5256.597.5294.75222.75186.75330.75由表3-2可以計(jì)算出各軸之間的距離，現(xiàn)將它們列出如表3-3所示:表3-

14、3各軸的中心距軸I-IIII-III距離187268.753)確定齒輪的軸向布置為避免同一滑移齒輪變速組內(nèi)的兩對(duì)齒輪同時(shí)嚙合，兩個(gè)固定齒輪的間距應(yīng)大于滑移齒輪的寬度。一般留有間隙1-2mm所以首先設(shè)計(jì)滑移齒輪。II 軸上的滑移齒輪的兩個(gè)齒輪輪齒之間必須留有用于齒輪加工的間隙，插齒時(shí)，當(dāng)模數(shù)在1-2mm范圍內(nèi)時(shí)，間隙必須不小于5mm當(dāng)模數(shù)在2.5-4mm范圍內(nèi)時(shí)，間隙必須不小于6mm,且應(yīng)留有足夠的空間滑移，據(jù)此選出三片齒輪間的間隙分別為d1=17.5mm,d2=15mm.由滑移齒輪的厚度以及滑移齒輪上的間隙可以得出主軸上的兩個(gè)齒輪問的距離至少是60mm現(xiàn)取齒輪間的間距為64mms70mm.4)

15、軸承的選擇及其配置主軸組件的滾動(dòng)軸承既要有承受徑向載荷的徑向軸承，又要有承受兩個(gè)方向8/20軸向載荷的推力軸承。軸承類型及型號(hào)選用主要根據(jù)主軸的剛度，承載能力，轉(zhuǎn)速，抗振性及結(jié)構(gòu)要求合理的進(jìn)行選定。同樣尺寸的軸承，線接觸的僚子軸承比點(diǎn)接觸的球軸承的剛度要高，但極限轉(zhuǎn)速要低，多個(gè)軸承的承載能力比單個(gè)軸承的承載能力要大，不同軸承承受載荷類型及大小不同。為了提高主軸組件的剛度，通常采用輕型或特輕型系列軸承。通常情況下，中速重載采用雙列圓柱滾子軸承配雙向推力角接觸球軸承，或者成對(duì)圓錐滾子軸承，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是極限轉(zhuǎn)速較低。高速輕載采用成組角接觸球軸承，根據(jù)軸向載荷的大小分別選用25度或15度的接觸角。

16、軸向載荷為主且精度要求不高時(shí)，選用推力軸承配深溝球軸承，精度要求較高時(shí)，選用向心推力軸承。該設(shè)計(jì)的主軸不僅有剛度高的要求，而且有轉(zhuǎn)速高的要求，所以在選擇主軸軸承時(shí)，剛度和速度這兩方面都要考慮。主軸前軸承采用NN3019K®軸承一個(gè)，后支承采用30215型和51215型軸承各一個(gè)。3.1-3各軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)I軸的一端與電動(dòng)機(jī)相連，需要安裝聯(lián)軸器=43.83mm二1644T=1644T1=16425.5104:0.5取&=45，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT1,查表得Ka=1.3Tca=KAT1=1.3父25.5m104=331500Nmm,查表12-4,選用HL3彈性柱銷聯(lián)軸器，

17、其公稱轉(zhuǎn)矩為630000Nmm。半軸聯(lián)軸器的孔徑=45mm半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=112mm半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=84mm4=45mm根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度：為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，In軸段右端需制出一軸肩，故取n一田段的直徑明=52mm左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=55mm.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度Li=84mm為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸斷面上，所以IH長(zhǎng)度應(yīng)比L略短一些，取h=82mm初步選擇滾動(dòng)軸承:9/20因軸承同時(shí)有徑向力和軸向力度作用，選用單列圓錐滾子軸承。根據(jù)3=52mm選取0基本游隙組，查表選得單列圓錐滾子軸承30311。

18、其尺寸為dXDXT=55X120X31.5。故d=d皿=55,l皿=31.5,取其值為32mm右端滾子軸承采用軸肩定位，30311定位軸肩為h=(0.070.1)d=(3.855.5)取h=5因此，取dyi=65mm取安裝齒輪處的軸段IV-V的直徑dw=59mm齒輪的左端與軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為100mm為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取片=95mm齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度h=(23)R,由軸徑d=59mr®表15-2得R=2故取h=5mm則軸環(huán)處的直徑dVJI=70,軸環(huán)寬度大于b>1.4h,取I=10mm1=50mm取齒輪距

19、箱體內(nèi)壁之距離A=16mm,考慮箱體鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s,取s=8mm已知滾動(dòng)軸承寬T為31.5mm貝Ul皿=T+S+1+3=58.5mm取59mm1vl工=A+S-lvi=16+8-10=14mm將其結(jié)構(gòu)草圖繪制如下圖3-2所示50599514.32IDIDininin9圖3-2II軸的設(shè)計(jì)：n軸其結(jié)構(gòu)完全按標(biāo)準(zhǔn)確定，根據(jù)其周詳?shù)某叽缈蓪⒔Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖繪制如圖3-3所示:TT259.05104=45.46mmd2=1.644=1.644=1.6442.1初步選擇滾子軸承:10/20因軸承同時(shí)有徑向力和軸向力度作用，選用單列圓錐滾子軸承。根據(jù)=50mnp選取0基本游

20、隙組，查表選得單列圓錐滾子軸承30310,其尺寸為dXDXT=50X110X29.25。根據(jù)d2=55,取軸承30311其尺寸為dxDXT=55X120X31.5。故du*=d5上=50,15_6=31.5,取其值為32mmmn一田段考慮有鍵槽，軸加大5%,d2j3=50X(1+5%)=52.5取值為53,由公稱尺寸取鍵b=14;h=9鍵長(zhǎng)取90齒輪的左右端與兩軸承之間采用套筒定位，取右邊套筒長(zhǎng)為8。已知齒輪輪轂的寬度為95mm為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，取輪轂長(zhǎng)為92mm取12工=130mm齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度h=(23)R,由軸徑d=55mr®表15-2得R=2故取h

21、=6mmW直徑d3工=67,軸環(huán)寬度大于b之1.4h,取。工=1。，取軸承端蓋總寬度為20,齒輪距箱體內(nèi)壁之距離A=41.25mm,考慮箱體鑄造誤差，在確定滾子軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s,取s=8mm已知滾子軸承寬T為29.25mm貝U1u=T+S+：+3=82mm右端滾子軸承采用軸肩定位，30309定位軸肩為h=(0.070.1)d=(3.154.5)取h=4因此，取d4,=58mm!V-V段因?yàn)橐惭b滑移齒輪，所以使用滑鍵，由公稱尺寸取鍵b=16h=10t=6t1=4.3,由前述可知取1=459mm,14)=460，將其結(jié)構(gòu)草圖繪制如下圖：圖3-311/20主軸：軸徑選擇：已知車床

22、最大加工直徑為Dmax=400mm,主軸前軸頸直徑D1=0.25Dmax±15=85-115mm取D1=100mm后頸直徑D2=(0.7-0.85)D1=67-81mm取D2-75mm內(nèi)孔直徑d=0.1Dmax_15=35-55mm取d=50mmI段：取d1=75mm，主要是軸承的安裝，初選圓錐滾子軸承30215,寬度27.25mm內(nèi)徑75mm外徑130mn以取軸承端蓋總寬度為45,考慮箱體鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)在箱體放置一個(gè)長(zhǎng)度為15的套筒，已知滾動(dòng)軸承寬T為27.25mm貝U11/=T+14=42.25mmW值L1=42mmII段：左端滾子軸承采用軸肩定位，30217

23、定位軸肩為h=(0.070.1)取h=10所以d2=85mm,型軸承寬T為30.5mm,由前述可知L2=194mm軸承左端采用卡簧定位，選取GB894.1-86軸用彈性擋圈A型，S=2.5。III段：左端滾子軸承采用軸肩定位，30219定位軸肩為h=(0.070.1),取h=2.5所以d2=95mm型軸承寬T為34.5mm,由前述可知L3=164mm軸承左端采用卡簧定位，選取GB894.1-96軸用彈性擋圈A型，S=2.5。IV段段：齒輪間用26mms筒定位，取安裝齒輪處的軸段的直徑d3=100mm；齒輪3'左端采用套筒定位，已知齒輪輪轂的寬度為30mm選A型鍵28X16齒輪兩端采用卡

24、簧定位，齒輪兩端采用卡簧定位選取GB894.1-100軸用彈性擋圈A型，S=2.5,L4=250mm.V段：主軸前軸承采用30219型軸承一個(gè)安裝軸承用，d7=95mm|由承端蓋總寬38mm已知32019型軸承寬T為34.5mm,l7=34.5+T=72.5mm取L5=75mm所以主軸的總長(zhǎng)L=725mm3.1.4主軸組件的剛度和剛度損失的計(jì)算：最佳跨距的確定：取彈性模量E=2.1M105N/mm2,D=(90+65)/2=77.5mm；/204A主軸截面慣距：I（D）=1.64106mm42截面面積；A=3459.9mm2P5王軸最大輸出轉(zhuǎn)矩：Mn=9550000=5.12105N.mmnF

25、zMn-=Mn/200=2560N450/2FY=0.5Fz=1280N故總切削力為：F=Fz2Fy2=2862.17N估算時(shí)，暫取L0/a=3,即取270mm前后支承支反力Ra=3816.22NRb=954.06N取ka=1033000N/mmkb=3.67105N/mm=EI3=0.338Kaa3則L0/a=2.5,則L0=225mm因在上式計(jì)算中，忽略了ys的影響，故L0=225mm主軸端部撓度的計(jì)算：已知齒輪最少齒數(shù)為30,模數(shù)為3,則分度圓直徑為90mm'則齒輪的圓周力：p=2Tz/dmax=2911N徑向力：pr=0.5Pt=1455.5N則傳動(dòng)力在水平面和垂直面內(nèi)有分力為

26、：水平面：Qh=2735.45N垂直面：Qv=2451.12N去計(jì)算齒輪與前支承的距離為66mm其與后支承的距離為384mm13/20切削力的計(jì)算：已知車床拖板最大回轉(zhuǎn)直徑Dmax=400mm。則主切削力：pv=pc=1310N徑向切削力：ph=0.5pc=655N軸向切削力：pr=0.35pc=458.5N當(dāng)量切削力的計(jì)算：P=(a=B)/a=3639對(duì)于車床B=0.4Dmax=160mm則水平面內(nèi)：ph=1819.5N垂直面內(nèi)：pv=1273.65N主軸端部的撓度計(jì)算:Y=1三（1+1）+且（1+且）+工（1+旦）2+（旦）21p13EIaEALK1LK2L；Yph=8.196M10，mm

27、,一3Ypv=5.73710mmpv傳動(dòng)力的作用下，主軸端位移的計(jì)算公式見下式:胃+的?吸)abK2L2式中:”號(hào)表示位移方向上與力反向，b表示齒輪與前支承的距離，c表示齒輪與后支承的距離，將各值帶入，得YQh7.30710，%=38610”水平面內(nèi)：YH=3.889103mm垂直面內(nèi)：K=1.877104mm則主軸最大端位移為：Ymax=4.39103mmmax已知主軸最大端位移許用值為y=0.0002L=0.09mm則Ymax<9L符合要求。主軸傾角的驗(yàn)算：在切削力p的作用下主軸前軸承處的傾角為：14/20水平面：入卜='3=7.110-radp3EI垂直面內(nèi)：=艮區(qū)=4.9

28、10radp3EI傳動(dòng)力Q作用下主軸傾角為：水平面內(nèi)：%H=-3.86710rad垂直面內(nèi)：1H=-3.465103rad則主軸前軸承處的角為4=“PH-%H=3.23310)radQ垂直面內(nèi)：%-%VUqv=1.43510“rad%ax=JQh2+Q；=3.537M10“rad故符合要求。3-1-5軸承的校核：齒輪受切向力%=2911N655N徑向力：Fre=0.5p=1455.5N;切削力F=1310N徑向切削力Fr=0.5p轉(zhuǎn)速n=4000r/mind=90mm軸向切削力Fa=0.35p=458.5N,垂直面內(nèi)的受力分析:Frp66Fr”，,1=213.47N450Frp384Fr2vr

29、e=1242.03N450水平面內(nèi)的受力分析：Fr1hFr90Fte384450-2615.05NFr2hFr540-Fte66450=359N故合力:Fr1=2623.7NFr2=1292.89N求兩軸承的軸向力：對(duì)70000ACS軸承Fd=eFrFd1=eFr1=0.68Fr1-1778.23N15/20Fd2=eFr2=0.68Fr2=879.2NFai=FaFd2=1337.7NFa2uFd2-879.2NFaico1337.71080.012F-8792F1=879£=0.019兩次計(jì)算的差值不大因此確定9=%=0.68,C246.2當(dāng)量動(dòng)載荷：Fa1Fr11337.726

30、23.7=0.509Fa1879.2Fr2-1292.89=0.68=e1對(duì)兩軸承取X=1,丫=0;X=1,Y=0;由載荷性質(zhì)，輕載有沖擊故取fp=1.5當(dāng)量載荷：p1=fp(X1Fr1)=1.52623.7=3935.6Np2=fp(X2Fr2)=1.51292.89=1939.3N。106c.因?yàn)閞>p2所以可知其壽命Lh=(一)=143346h60nr軸承也符合剛度要求。3-2裝配圖的設(shè)計(jì)根據(jù)主軸展開圖第一階段的設(shè)計(jì)，已將主軸部件的各個(gè)部分的零件確定下來，展開圖在設(shè)計(jì)中附。16/20第四章設(shè)計(jì)部分的調(diào)節(jié)、潤(rùn)滑、維護(hù)保養(yǎng)、技術(shù)要求及其它1、為了減少車床磨損，延長(zhǎng)使用壽命，保證工件加工

31、精度，應(yīng)對(duì)車床的所有摩擦部位進(jìn)行潤(rùn)滑，并注意日常的維護(hù)保養(yǎng)。2、車床的潤(rùn)滑形式常用以下幾種，(1)澆油潤(rùn)滑：常用于外露的滑動(dòng)表面，如導(dǎo)軌面和滑板導(dǎo)軌面等。(2)濺油潤(rùn)滑：常用于密閉的箱體中。如車床的主軸箱中的傳動(dòng)齒輪將箱底的潤(rùn)滑油濺射到箱體上部的油槽中，然后經(jīng)槽內(nèi)油孔流到各潤(rùn)滑點(diǎn)進(jìn)行潤(rùn)滑。(3)油純導(dǎo)油潤(rùn)滑：常用于進(jìn)給箱和溜板箱的油池中。利用毛線即吸油又滲油的特性，通過毛線把油引入潤(rùn)滑點(diǎn)，間斷地滴油潤(rùn)滑。(4)彈子油杯注油潤(rùn)滑：常用于尾座、中滑板搖手柄及三杠(絲杠、光杠、開關(guān)杠)支架的軸承處。定期的用油槍端頭油嘴壓下油杯上的彈子，將油注入。汕嘴撤去，彈子又回復(fù)原位，封住注油口，以防塵屑入內(nèi)。(

32、5)黃油杯潤(rùn)滑：常用于交換齒輪箱掛輪架的中間軸或不經(jīng)常潤(rùn)滑處。事先在黃油杯中加滿鈣基潤(rùn)滑脂，需要潤(rùn)滑時(shí)，擰進(jìn)油杯蓋，則杯中的油脂就被擠壓到潤(rùn)滑點(diǎn)中去。(6)油泵輸油潤(rùn)滑：常用于轉(zhuǎn)速高、需要大量潤(rùn)滑油連續(xù)強(qiáng)制潤(rùn)滑的場(chǎng)合。如主軸箱內(nèi)許多潤(rùn)滑點(diǎn)就是采用這種方式。3、車床的潤(rùn)滑要求：(1)車床上一般都有潤(rùn)滑系統(tǒng)圖，應(yīng)嚴(yán)格按照潤(rùn)滑系統(tǒng)圖進(jìn)行潤(rùn)滑。(2)換油時(shí)，應(yīng)先將廢油放盡，然后用煤油把箱體內(nèi)沖洗干凈后，在注入新機(jī)油，注油時(shí)應(yīng)用網(wǎng)過濾，且油面不得低于油標(biāo)中心線。主軸箱內(nèi)零件用油泵潤(rùn)滑或飛濺潤(rùn)滑。箱內(nèi)潤(rùn)滑油一般三個(gè)月更換一次。主軸箱體上有一個(gè)油標(biāo)，若發(fā)現(xiàn)油標(biāo)內(nèi)無油輸出，說明油泵輸油系統(tǒng)有故障，應(yīng)立即停車檢

33、查斷油的原因，并修復(fù)。(3)進(jìn)給箱上部油純導(dǎo)油潤(rùn)滑的儲(chǔ)油槽，每班應(yīng)給該儲(chǔ)油槽加一次油。(4)交換齒輪箱中間齒輪軸軸承是黃油杯潤(rùn)滑，每班一次，7天加一次鈣基脂。(5)彈子油杯潤(rùn)滑每班潤(rùn)滑一次。導(dǎo)軌工作前后擦凈用油槍加油。5、車床日常保養(yǎng)要求：17/20(1)每天工作后，切斷電源，對(duì)車床各表面、各罩殼、導(dǎo)軌面、絲杠、光杠、各操縱手柄和操縱桿進(jìn)行擦拭，做到無油污、無鐵屑、車床外表整潔。(2)每周要求保養(yǎng)床身導(dǎo)軌面和中小滑板導(dǎo)軌面及轉(zhuǎn)動(dòng)部位的整潔、潤(rùn)滑。要求油眼暢通、油標(biāo)清晰，清洗油繩和護(hù)床油毛氈，保持車床外表清潔和工作場(chǎng)地整潔。6、車床一級(jí)保養(yǎng)要求：車場(chǎng)運(yùn)行500小時(shí)后，須進(jìn)行一級(jí)保養(yǎng)。其保養(yǎng)以操作工人為主，在維修工人的配合下進(jìn)行。保養(yǎng)時(shí)必須先切斷電源，然后按下述順序和要求進(jìn)行。(1)主軸箱的保養(yǎng)：a、清洗濾油器、使其無雜物b、檢查主軸鎖緊螺母有無松動(dòng)，緊定螺釘是否擰緊。c、調(diào)整制動(dòng)器及離合器摩擦片間隙。(2)交換齒輪箱的保養(yǎng)：