CM6132機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄緒論 錯(cuò)誤！未定義書簽。 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1概述 3 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 1.1機(jī)床主軸箱課程設(shè)計(jì)的目的 3 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 1.2設(shè)計(jì)任務(wù)和主要技術(shù)要求 4 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 1.3操作性能要求 4 HYPERLINK l bookmark20 o Current Do

2、cument 2.技術(shù)參數(shù)確定與方案設(shè)計(jì) 4 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 2.1原始數(shù)據(jù) 6 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 2.2開展CM6132功能原理設(shè)計(jì)6 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 3運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 7 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 3.1 確定轉(zhuǎn)速極速 73.1.1計(jì)算主軸最高轉(zhuǎn)速nmax93.1.2計(jì)算主軸最低轉(zhuǎn)速mniti10 HYPERLINK l bookmark5

3、6 o Current Document 3.1.3確定主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列11 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 3.2主電動(dòng)機(jī)的選擇 12 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 3.3 變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 14 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 主變速方案擬定14 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 擬定變速結(jié)構(gòu)式14 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 擬定

4、變速結(jié)構(gòu)網(wǎng)15 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 3.3.4 驗(yàn)算變速結(jié)構(gòu)式16 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 3.4繪制轉(zhuǎn)速圖 17 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 3.5齒輪齒數(shù)的估算 20 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 3.6主軸轉(zhuǎn)速誤差 23 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document 動(dòng)力設(shè)計(jì) 23 HYPERLINK l bookma

5、rk112 o Current Document 4.1電機(jī)功率的確定 26 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 4.2確定各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 26 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 4.3帶輪的設(shè)計(jì) 27 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document 4.4傳動(dòng)軸直徑的估算 30 HYPERLINK l bookmark140 o Current Document 4.5齒輪模數(shù)的確定 33 HYPERLINK l bookmark166 o Current

6、 Document 4.6主軸軸頸的直徑 36 HYPERLINK l bookmark176 o Current Document 4.6.1主軸懸伸量 a36 HYPERLINK l bookmark178 o Current Document 4.6.2 主軸最佳跨距 L 0的確定和軸承的選擇 36 HYPERLINK l bookmark184 o Current Document 4.6.3 主軸組件剛度驗(yàn)算37 HYPERLINK l bookmark186 o Current Document 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 38 HYPERLINK l bookmark188 o Current D

7、ocument 5.1齒輪的軸向布置 39 HYPERLINK l bookmark190 o Current Document 5.2傳動(dòng)軸及其上傳動(dòng)元件的布置 40 HYPERLINK l bookmark192 o Current Document I軸的設(shè)計(jì)42 HYPERLINK l bookmark194 o Current Document II軸的設(shè)計(jì)42 HYPERLINK l bookmark196 o Current Document III軸的設(shè)計(jì)42 HYPERLINK l bookmark198 o Current Document 帶輪軸的設(shè)計(jì)42 HYPERLI

8、NK l bookmark200 o Current Document W軸的設(shè)計(jì)43 HYPERLINK l bookmark202 o Current Document 主軸的設(shè)計(jì)43 HYPERLINK l bookmark204 o Current Document 5.2.7 主軸組件設(shè)計(jì)43 HYPERLINK l bookmark206 o Current Document 5.3齒輪布置的注意問題 44 HYPERLINK l bookmark208 o Current Document 5.4主軸與齒輪的連接 44 HYPERLINK l bookmark210 o Curr

9、ent Document 5.5 潤滑與密封 42 HYPERLINK l bookmark212 o Current Document 5.6 其他問題 45 HYPERLINK l bookmark214 o Current Document 總結(jié) 4344 HYPERLINK l bookmark216 o Current Document 致謝 4344參考資料1概述1.1機(jī)床主軸箱課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)床課程設(shè)計(jì)，是在學(xué)習(xí)過課程機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)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)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)方案過程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思，方案分析，結(jié)構(gòu)工藝

10、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設(shè)計(jì)任務(wù)和主要技術(shù)要求本次課程設(shè)計(jì)任務(wù)是 CM6132 車床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)。由于 CM6132 車床是精 密、高精密加工車床，要求車床加工精度高，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，并且受外界，振 動(dòng)，溫度干擾要小，因此，本次設(shè)計(jì)是將車床的主軸箱傳動(dòng)和變速箱傳動(dòng)分開 設(shè)計(jì)，以盡量減小變速箱，原電機(jī)振動(dòng)源對(duì)主軸箱傳動(dòng)的影響。本次課程設(shè)計(jì)包括 CM6132 車床傳動(dòng)設(shè)計(jì)，動(dòng)力計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及主軸 校核等內(nèi)容，其中還有A0大圖紙的CM6132車床主傳動(dòng)的裝

11、配圖。本次課程設(shè)計(jì)是畢業(yè)課程設(shè)計(jì)前一次對(duì)我們大學(xué)四年期間機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)知 識(shí)的考核和檢驗(yàn)。它囊括了理論力學(xué)，材料力學(xué)，機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械 制造裝備設(shè)計(jì)等許多機(jī)械學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，因此稱之為專業(yè)課程設(shè)計(jì)。它 不僅僅是對(duì)我們專業(yè)知識(shí)掌握情況的考核和檢驗(yàn)，也是一次對(duì)我們所學(xué)的知識(shí) 去分析，去解決生產(chǎn)實(shí)踐問題的運(yùn)用。1.3操作性能要求1）具有皮帶輪卸荷裝置2）手動(dòng)操縱雙向摩擦片離合器實(shí)現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)及停止運(yùn)動(dòng)要求3）主軸的變速由變速手柄完成2.技術(shù)參數(shù)確定與方案設(shè)計(jì)2.1原始數(shù)據(jù)機(jī)床主參數(shù)：D尸0320mm。 max（2）刀具材料：高速鋼或硬質(zhì)合金。(3)工件材料：鋼或鑄鐵。2.2開展CM613

12、2功能原理設(shè)計(jì)畫出車削加工的運(yùn)動(dòng)功能圖，寫出車削加工的運(yùn)動(dòng)功能結(jié)構(gòu)式。心./-X- T圖 1 車床運(yùn)動(dòng)功能圖和運(yùn)動(dòng)功能式繪出傳動(dòng)原理圖。圖 2 車削加工的傳動(dòng)原理圖3運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)床的規(guī)格、用途和常用的切削用量，以及與同類型機(jī)床的類別分 析，確定機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的極限轉(zhuǎn)速、主軸轉(zhuǎn)速的合理分布，從而確定主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng) 系統(tǒng)的公比和級(jí)數(shù)。擬定傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案（結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)設(shè)計(jì)），分配分 變速組的傳動(dòng)比，確定齒輪齒數(shù)，繪制其傳動(dòng)系統(tǒng)圖，并計(jì)算校核其轉(zhuǎn)速誤 差。3.1確定轉(zhuǎn)速極速調(diào)查和分析所設(shè)計(jì)機(jī)床上可能進(jìn)行的工序，從中選擇要求最高、最低轉(zhuǎn)速的典型工序。按照典型工序的切削速度和刀具直徑（或工件直徑）計(jì)算最高

13、、最低轉(zhuǎn)速（即極限轉(zhuǎn)速）亠“；和二:：-.。計(jì)算公式如下:-max兀 dmjn- - -min j ndmaLN：式中：:： m:. 一分別為主軸最高、最低轉(zhuǎn)速/：】二：分別為最高、最低切削速度二1/:1匕;分別為最大、最小計(jì)算直徑二1:1。應(yīng)當(dāng)指出，通用機(jī)床的并不是機(jī)床上可能加工的最大和最小直徑，而是指常用的經(jīng)濟(jì)加工的最大和最小直徑。對(duì)于通用機(jī)床，一般?。?；=k D ：三：Rdmin式中：D可能加工的最大直徑（mm）；K系數(shù)，根據(jù)對(duì)現(xiàn)有同類型機(jī)床使用情況的調(diào)查確定（搖臂鉆床，k=1.0；普通車床，K=0.5）；R二一一計(jì)算直徑范圍（R 3=0-20.25）。就本課程設(shè)計(jì)的Dmax=032Om

14、m的精密臥式車床設(shè)計(jì)，取 K=5、R ；=-25。I=k D=0.5X320mm=160mm;dmin= Rd X dmax =0-25 X l60mm=4mm。311計(jì)算主軸最高轉(zhuǎn)速心皿根據(jù)設(shè)計(jì)要求，及其刀具和工件的材料，查資料可知，用硬質(zhì)合金刀具加 工易切碳鋼時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速最高，一般:匸:.；=15 0250m/min。按經(jīng)驗(yàn)，并考 慮切削用量資料，?。?,；=250m/min。100 葉 m100 葉 m辭 1000X250 蘭：=二=1990r/min根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公比的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，取, ： =2000r/min。312計(jì)算主軸最低轉(zhuǎn)速門血口根據(jù)設(shè)計(jì)要求，及其刀具和工件的材料，查資料可知，用高

15、速鋼刀具加工灰鑄鐵時(shí)， 主軸轉(zhuǎn)速最低。 按經(jīng)驗(yàn)， 并考慮切削用量資料， 取=13.8m/min。則= 則= ；= 二=27.5r/min11 dm 丹用高速鋼刀具,精車合金鋼材料的梯形螺紋（絲杠），加工絲杠的最大直徑為 032mm,取:.：=1.5m/min。則二沙=14.9r/min血且 maLXnX32綜合同類型機(jī)床，取二二：=19r/min。3.1.3確定主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列主軸變速范圍8=三05Lmin 19Z=18/=.兀=-；.三=131由于我國機(jī)床專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GC58-60規(guī)定了屮的七個(gè)標(biāo)準(zhǔn)公比：1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78 和 2。取屮=1.26。查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)

16、列表，按常規(guī)計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速為： 19、 23.6、 30、 37.5、 47.5、 6075、 95、 118、 150、 190、 236、 300、 375、 475、 600、 750、 950、 1180 1500、1900?？煽闯龉灿?1級(jí)轉(zhuǎn)速，且無法達(dá)到最高轉(zhuǎn)速二：:.；=2000r/min。故綜合同類型機(jī)床對(duì)其轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，使其滿足二:：* =2000r/min，二：.： = 19r/min，Z=18.求出各級(jí)轉(zhuǎn)速為：19、38、50、62、76、100、125、 200、 250、 305、 390、 500、 610、 785、 1000、 1580、 2000。3.2 主電動(dòng)

17、機(jī)的選擇合理的確定電機(jī)功率P，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?，F(xiàn)在以常見的中碳鋼為工件材料，取 45號(hào)鋼，正火處理，車削外圓，表面粗糙度Ra =3.2m m。采用車刀具，可轉(zhuǎn)位外圓車刀，刀桿尺寸：16mm x 25mm。 刀具幾何參數(shù)：丫 0=15 o，a o=6 o，kr =75 o，k: =15 o，九=o o，丫 oi =-10 o，br1=0.3mm， re=1mm。現(xiàn)以確定粗車是的切削用量為設(shè)計(jì)：確定背吃刀量ap和進(jìn)給量f， ap取3mm, f取0.2mm廠。確定切削速度，取Vc =1.7ms。機(jī)床功率的計(jì)算，主切削力的計(jì)算 ：主切削力

18、的計(jì)算公式及有關(guān)參數(shù)： ZKFZ=9.81x60 nFc xCFcx aZFc x f Fc x vZFc x Fc=9.81 x 60 _05 x 270 x 3 x 二J L7一05 x 0.92 x 0.95=1038（N）切削功率的計(jì)算vcxvcx10 -3=1038x 1.7x 10-3=1.8 （kW）依照一般情況，取機(jī)床變速效率=0.8.PZ 三=2.3（kW）根據(jù)Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù),Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型異步電動(dòng)機(jī)，具有防塵埃、鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi) 部的特點(diǎn)，B級(jí)絕緣，工業(yè)環(huán)境溫度不超過+40C，相對(duì)濕度不超過95%，海拔 高度不超過

19、1000m，額定電壓380V，頻率50Hz。適用于無特殊要求的機(jī)械 上，如機(jī)床，泵，風(fēng)機(jī)，攪拌機(jī)，運(yùn)輸機(jī)，農(nóng)業(yè)機(jī)械等。根據(jù)以上計(jì)算，為滿足轉(zhuǎn)速和功率要求，選擇 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào) 為：Y100L2-4，其技術(shù)參數(shù)見下表3-1.表3-1 Y100L2-4型電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)電動(dòng)機(jī)型額定功率滿載轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩號(hào)/KW/rmp/N.m/N.mY100L2-4314302.22.3至此，可得到下表 3-2中的車床參數(shù)。表 3-2 車床的主參數(shù)(規(guī)格尺寸)和基本參數(shù)表工件最大回轉(zhuǎn)直徑D (mm)max最高轉(zhuǎn)速n(max” min)最低轉(zhuǎn)速n .( minrj min)電機(jī)功率P(kW)公比轉(zhuǎn)速

20、級(jí)數(shù)Z32020001931.26183.3變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.3.1 主變速方案擬定擬定變速方案，包括變速型式的選擇以及開停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè) 變速系統(tǒng)的確定。變速型式則指變速和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同 特點(diǎn)的變速型式、變速類型。變速方案和型式與結(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，確定變速方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。變速方案有多種，變速型式更是眾多，比如：變速型式上有集中變速，分 離變速；擴(kuò)大變速范圍可用增加變速組數(shù)，也可采用背輪結(jié)構(gòu)、分支變速等型 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

21、，優(yōu)化的方案也因條件而異。此次設(shè)計(jì)中，我們 采用分離變速型式的主軸變速箱。3.3.2 擬定變速結(jié)構(gòu)式由于結(jié)構(gòu)上的限制，變速組中的傳動(dòng)副數(shù)目通常選用 2 或 3 為宜，故其結(jié) 構(gòu)式為：Z=2nx3m.對(duì)于18級(jí)傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)式可為以下三種形式：18=3x3x2； 18=3x2x3； 18=2x3x3；在電動(dòng)機(jī)功率一定的情況下，所需傳遞的轉(zhuǎn)矩越小，傳動(dòng)件和傳動(dòng)軸的集 合尺寸就越小。因此，從傳動(dòng)順序來講，盡量使前面的傳動(dòng)件多以些，即前多 后少原則。故本設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)式為： 18=3x3x2。從軸 I 到軸 II 有三隊(duì)齒輪分別嚙合，可得到三種不同的傳動(dòng)速度；從軸 II 到軸 III 有三對(duì)齒輪分別嚙合，

22、可得到三種不同的傳動(dòng)速度，故從軸 I 到軸 III 可得到3x3=9種不同的傳動(dòng)速度；同理，軸III到軸IV有兩對(duì)齒輪分別嚙合， 可得到兩種不同的傳動(dòng)速度，故從軸I到軸IV共可得到3x3x2=18種不同的傳 動(dòng)轉(zhuǎn)速。設(shè)計(jì)車床主變速傳動(dòng)系時(shí)，為避免從動(dòng)齒輪尺寸過大而增加箱體的徑向尺 寸，在降速變速中，一般限制限制最小變速比umin-14 ；為避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤 差，減少震動(dòng)噪聲，在升速時(shí)一般限制最大轉(zhuǎn)速比umax - 2。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 較平穩(wěn)，可取U max 2.5。因此在主變速鏈任一變速組的最大變速范圍Rmax（22.5）心25（810）。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間變速軸的變速范圍最小。3.3.3擬

23、定變速結(jié)構(gòu)網(wǎng)在制定機(jī)床傳動(dòng)方案時(shí)，常將傳動(dòng)鏈特性的相關(guān)關(guān)系畫成圖，以供比較選 擇。該圖即為結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖。結(jié)構(gòu)網(wǎng)只表示各傳動(dòng)副傳動(dòng)比的相關(guān)關(guān)系，而不表示 數(shù)值， 因而繪制成對(duì)稱形式（圖 3）。由于主軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足級(jí)比規(guī)律（從低到 高間成等比數(shù)列，公比為9），故結(jié)構(gòu)網(wǎng)上相鄰兩橫線間代表一個(gè)公比9為了使一根軸上變速范圍不超過允許值，傳動(dòng)副輸越多，級(jí)比指數(shù)應(yīng)小一 些?？紤]到傳動(dòng)順序中有前多后少原則，擴(kuò)大順序應(yīng)采用前小后大的原則，即 所謂的前密后疏原則。故本設(shè)計(jì)采用的結(jié)構(gòu)式為：18=3/23灼918:級(jí)數(shù)。3， 3， 2：按傳動(dòng)順序的各傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù)。1， 3， 9：各傳動(dòng)組中級(jí)比間的空格數(shù)，也反映傳動(dòng)比

24、及擴(kuò)大順序。 該傳動(dòng)形式反映了傳動(dòng)順序和擴(kuò)大順序，且表示傳動(dòng)方向和擴(kuò)大順序一 致 。 圖 3 為 該 傳 動(dòng) 的 結(jié) 構(gòu) 網(wǎng) 。圖3血3結(jié)構(gòu)網(wǎng)3.3.4 驗(yàn)算變速結(jié)構(gòu)式主軸的變速范圍應(yīng)等于住變速傳動(dòng)系中各個(gè)變速組變速范圍的乘積，即：R R RR Rn 0 1 2 i檢查變速組的變速范圍是否超過極限值時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。因?yàn)槠渌兯俳M的變速范圍都比最后擴(kuò)大組的小，只要最后擴(kuò)大組的變速范圍不 超過極限值，其他變速組就不會(huì)超過極限值。R2 = tp叫仏其中二=1 二/，= 匕=2匚=二廠=8,符合要求。3.4繪制轉(zhuǎn)速圖（1）繪制常規(guī)的轉(zhuǎn)速圖時(shí)，要注意，為了結(jié)構(gòu)緊湊，減小振動(dòng)和噪聲，通 常限制

25、：a：最小傳動(dòng)比Imin=l/4;b：最小傳動(dòng)比Imaxv=2（斜齒輪v=2.5）;所以，在一個(gè)變速組中，變速范圍 要小于等于8，對(duì)應(yīng)本次設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)速圖中，一個(gè)軸上的傳動(dòng)副間最大不能相差 6 格。c：前緩后急原則；即傳動(dòng)在前的傳動(dòng)組，其降速比小，而在后的傳動(dòng)組， 其降速比大。（2）但在繪制CM6132車床轉(zhuǎn)速圖時(shí)，要注意，由二:口；=2000r/min，二u = 19r/min，Z=18.確定的各級(jí)轉(zhuǎn)速為：19、38、50、62、76、100、125、 200、 250、 305、 390、 500、 610、 785、 1000、 1580、 2000，是非常規(guī)的轉(zhuǎn)速數(shù) 列，故在繪制它的轉(zhuǎn)速圖

26、線時(shí)，先要確定其主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。CM6132 型精密車床采用分離式傳動(dòng)，即變速箱和主軸箱分離。 III， IV 軸 為皮帶傳動(dòng)。在主軸箱的傳動(dòng)中采用了背輪機(jī)構(gòu)，解決了傳動(dòng)比不能過大（受 極限傳動(dòng)比限制）的問題。（3）繪制轉(zhuǎn)速圖選擇Y100L1-4型Y系列籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。分配總降速變速比總降速變速比i = = -= 0.013又電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因而增加一 定比變速副。確定變速軸軸數(shù)變速軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 3（背輪機(jī)構(gòu)） = 3 +3= 6繪制轉(zhuǎn)速圖在五根軸中，按變速順序依次設(shè)為I、II、III、W（背輪機(jī)構(gòu)）、V （主 軸）。I與II、II與III、III與W、W和V軸之

27、間的變速組分別設(shè)為a、b、c、d. V （主軸）開始，確定I、II、III、W的轉(zhuǎn)速：先來確定背輪機(jī)構(gòu)的公比變速組d的變速范圍為乞二 ml=8,構(gòu)式，采用背輪機(jī)構(gòu)，則其公比為：=1確定軸III的公比變速組 c 采用皮帶傳動(dòng)降速，可取._ 丄 _ 1確定軸II的公比為了擴(kuò)大變速范圍，變速組 b 是基本組，并采用混合公比，使用三聯(lián)滑移 齒輪，可取_ 1 _15 -確定軸I的轉(zhuǎn)速對(duì)于變速組a,是第一擴(kuò)大組三:，其級(jí)比指數(shù)為3,可取ifli =屮？ = L5 呂.=1 = 1 _-r ： n由此也可確定加在電動(dòng)機(jī)與主軸之間的定變速比j二三7=二乞。下面畫出轉(zhuǎn)速圖（電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近）。 CM

28、6132 型精密車床（18 級(jí)轉(zhuǎn)速，混合公比）采用了背輪機(jī)構(gòu)后的轉(zhuǎn)速圖，如圖 4所示。3.5 齒輪齒數(shù)的估算齒輪齒數(shù)的確定，當(dāng)各變速組的傳動(dòng)比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。為了 便于設(shè)計(jì)和制造，同一傳動(dòng)組內(nèi)各齒輪的模數(shù)常取為相同。此時(shí)，各傳動(dòng)副的 齒輪齒數(shù)和相同。顯然，齒數(shù)和太小，則小齒輪的齒數(shù)少，將會(huì)發(fā)生根切，或造成其加工齒 輪中心孔的尺寸不夠（與傳動(dòng)軸直徑有關(guān)），或造成加工鍵槽（傳遞運(yùn)動(dòng)需要） 時(shí)切穿齒根；若齒數(shù)和太大，則齒輪結(jié)構(gòu)尺寸大，造成主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大。 因此，應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)軸直徑等適當(dāng)選取。對(duì)于定比傳動(dòng)的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè) 計(jì)手冊(cè)推薦的方法確定。對(duì)于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公

29、比的整數(shù)次方時(shí)，變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和 S 及小齒輪的齒數(shù)可以從手冊(cè)中選取。 z一般在主傳動(dòng)中，最小齒數(shù)應(yīng)大于1820。采用三聯(lián)滑移齒輪時(shí)，應(yīng)檢查滑移 齒輪之間的齒數(shù)關(guān)系：三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于 4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。本次設(shè)計(jì)共包含I-II軸傳動(dòng)組，11-111軸傳動(dòng)組，IV傳動(dòng)組和IV-V（主軸）傳 動(dòng)組四個(gè)齒輪副傳動(dòng)組。根據(jù)查表法,查手冊(cè)各種常用變速比的使用齒數(shù)。變速組 a:1胡q)1胡q)4=2.51查傳動(dòng)比i為1.58、1.26和2.52的三行，有數(shù)字者即為可能的方案。結(jié)果如下：匚=丁 =時(shí)：S =57、59、60、62、65、67、70、72、75

30、、z77、 781.26時(shí)：56、 1.26時(shí)：56、 59、 61、 63、 65、 66、 68、 70、 72、 74、75、 772S1時(shí)，56、 60、 632S1時(shí)，56、 60、 63、 66、 67、 70、71、 73、74、77、78可挑出 S =70，但是齒數(shù)過大，徑向尺寸大，三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之 z間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于 4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。綜合同類型機(jī)床，選取 S =58，于是可得各對(duì)傳動(dòng)副中小齒輪的齒數(shù)分別為： 22、 26 和 z17。這樣會(huì)使傳動(dòng)比產(chǎn)生些微變化，于是于是匚二沁，二二1 4,=卩門二主，匚W=壬,可得軸I上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：36

31、、26、17軸II上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：22、32、42。變速組 b:】買，,. = : =二E， 匚=二二二匚=丁 =】栄時(shí)：S =57、59、60、62、65、67、70、72、75、 z77、 78i,:=二二十時(shí)：S =56、59、61、63、65、66、68、70、72、74、75、 77is：=二二時(shí)：S =57、60、63、66、69、72、75、78可取 S = 72，但是變速組 a 選取的齒數(shù)和是 58，相差很大，結(jié)構(gòu)不緊 z湊，且三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于 4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。于是取 S = 68，于是可得各對(duì)傳動(dòng)副中小齒輪的齒數(shù)分別z為：

32、22、26和30。這樣會(huì)使傳動(dòng)比產(chǎn)生些微變化，于是匚=y = 1乩，可得軸II上的齒輪齒數(shù)分別為：42、38、22。軸III上三聯(lián)滑移齒輪的齒數(shù)分別為：26、30、45。背輪機(jī)構(gòu)皮帶輪軸到W軸的公比為亠=二=亡，可取Sz = 90，則匕二，于是 皮帶輪軸上的齒數(shù)為27，W軸上的齒數(shù)為63。W軸到V軸（主軸）的公比為L廠二二亡,可取Sz = 75,則 =三=，于是W軸上的齒數(shù)為17, V軸上的齒數(shù)為58。3.6 主軸轉(zhuǎn)速誤差實(shí)際傳動(dòng)比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過10（申-1）%,即卩實(shí)際轉(zhuǎn)速n實(shí)際轉(zhuǎn)速n-標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速n標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速n1 10（申-1）%對(duì)于精密車床CM6132的18級(jí)轉(zhuǎn)速圖知：Nm

33、ax=2000r/min90 36 42 178有，N = 1430 x xxxxl = 2018.52r/mmmax2（則有2018.52 - 20002000二 0.926% 劑烷寸匚8E9 OOZ寸尺寸03 - unu、cfe6.ooIHxXXXXxom 寸 eU Zu 068E9 00Z寸宗03CJ unu、5XFHXXXXXxom 寸 IH uLuu ZZ 9Z 068E9 00Z 0E 尺寸 03 - SUV交1.6寸HXXXXXxom寸IH uLuu 8E U 068E9 00Z 9Z Z寸 03 寸 u*Aa&9H;7xx計(jì) xx:lx 訂dE 寸 =LI LZ8LI Z寸=0

34、68E9 00Z寸 ZZ 03 - sui、47l.9lhXXXXX寸IH uLA L;LA ZZ 9E 068E9 00Z 0E 宗 03 9SUI、CML.X6HXIXXXXiF 寸 IH uU 8E 9Z 068E9 00Z 9Z 宗 03 l unu、6SZIH:lxxxxNxlx;dE17IH uLA F 刃 LA Z寸 9Z 0600Z寸Z寸03 8 UPUAnmHx織 xlxdx 和dE 寸 IH =L k C C L L Ub8E9 00Z 0E ZZ 03 6 unu、(soooo6IHXXXXXxom 寸 IH e U 8E 9E 06158278一1580 = 0.178

35、% 2.6%15801002.25 -1000 = 0.225% 2.6%1000785.89一785 = 0.113% 2.6%785610.9 一 610 “力 ere =0.148% 2.6% 610500一499.29=0.142% 2.6%500391.51-的0 = 0.387% 2.6%390305 303.33 = 0.548% 2.6%305253.56 - 250 = 1.424% 2.6%250200 -198.82 = 0.6% 2.6%200151.11一150=0.74% 2.6%150125.9一125=0.72% 2.6%125100一98.72=1.28% 2

36、.6%10076.74 一76 =0.974% 2.6% 7662.72 一 62 =1.16% 2.6% 6250一49.18=1.64% 2.6% 5038.10一38=0.263% 2.6% 3819一18.98=0.105% D 。查手冊(cè)上的表格取主動(dòng)小帶輪基準(zhǔn)直徑D =90mm。1 min1由公式計(jì)算二：=i 壬二：=1.67X90=150.3mm 查普通V帶帶輪基準(zhǔn)直徑系列，取二：=150mm。驗(yàn)算帶速度V,按公式驗(yàn)算帶的速度6.74m/sv _-I :_B 14 -沉-1433 _6.74m/s60X100060X10005 ms v 25 m/s，故帶速合適。初定中心距帶輪的中

37、心距，通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選?。焊鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)公式O.7(D1十D2) A0 9I4 Pmm，并查得到L 取1.I軸的直徑：取耳二0.96,n二858r/min TOC o 1-5 h z 11 jd 913n914 濟(jì)麗6 d 91=91 .= 21.9mmn L(bJ858x1j取 d=30mm.II軸的直徑:取耳=耳 x0.98x0.99x0.99 = 0.922,n = 350II軸的直徑:1j 2=91335晉=27.1mm取 d=32mmIII軸的直徑:取耳二耳 x0.98x0.99 = 0.89,n = 175III軸的直徑:32j 33qn 3qn d

38、91=9S-=31.98mm取 d=35mmW軸的直徑:取耳=耳 x0.98x0.99 = 0.89,n = 62W軸的直徑:2j 3d 914，362xr=41.45mm取 d=40mm其中：P-電動(dòng)機(jī)額定功率（kW）；耳-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;n -該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r min ）；jp-傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角（deg/ m ）, 一般傳動(dòng)軸M = 0.5-1,取二=-：o當(dāng)軸上有鍵槽時(shí)，d值應(yīng)相應(yīng)增大45%;當(dāng)軸為花鍵軸時(shí)，可將估算的d值減小7%為花鍵軸的小徑;空心軸時(shí)，d需乘以計(jì)算系數(shù)bI、II、III和W為 花鍵軸，主軸為空心軸。因?yàn)榫匦位ㄦI定心精度高，定心穩(wěn)定性

39、好，能用磨削 的方法消除熱處理變形，定心直徑尺寸公差和位置公差都能獲得較高的精度， 故我采用矩形花鍵連接。按GBT1144 -1987規(guī)定，矩形花鍵的定心方式為小徑 定心。查矩形花鍵的基本尺寸系列，定I花鍵軸的規(guī)格N D x d x B為6 30 x 26x 7 ； II 軸花鍵軸的規(guī)格 N D x d x B為6 32x 28 x 7 ；III軸花鍵軸的規(guī)格N - D x d x B為6 35 x 30 x 10 ； W軸花鍵軸的規(guī)格N D x d x B為6 40 x 35 x 10這里需要說明三點(diǎn)：(1)花鍵軸參數(shù)尺寸代表Z-DXdXbo Z表示花鍵軸齒數(shù)，D表示花鍵軸大 徑 ， d 表

40、 示 小 徑 ， b 表 示 齒 寬 ， 具 體 圖 樣 見 下 圖 ：圖 5 矩形花鍵軸(2)齒輪齒數(shù)的選取，應(yīng)保證齒輪齒根與花鍵軸大徑配合的輪轂面不得小于 35mm 。(2)如 A0 圖紙繪制的 CM6132 車床主傳動(dòng)系統(tǒng)圖所示，帶輪軸做成中空軸 套，起卸荷左右，這樣可將帶輪的張緊力引起的徑向力通過軸套，滾動(dòng)軸承傳 至機(jī)身上，保證主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)不受帶輪張緊力的影響。(4) III軸和IV軸間為皮帶輪1： 1.12傳動(dòng)。4.5齒輪模數(shù)的確定齒輪模數(shù)的估算。通常同一變速組內(nèi)的齒輪取相同的模數(shù)，如齒輪材料相 同時(shí)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪，根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度條 件進(jìn)行估算模數(shù) m

41、和 m ，并按其中較大者選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，為簡化工藝HF變速傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過23種模數(shù)。先計(jì)算最小齒數(shù)齒輪的模數(shù)，齒輪選用直齒圓柱齒輪及斜齒輪傳動(dòng)，查手冊(cè)齒輪精度選用7級(jí)精度，選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為220HBS和260HBS：a變速組：分別計(jì)算各齒輪模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù)二=J,二-_ =二的齒 輪。初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸根據(jù)公式*工根據(jù)公式*工小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為二= 5513- 丄=三匯 鳥 f因V值未知，丘值不能確定，可初步選載荷系數(shù)Q二1 一-初選非對(duì)稱安裝，取齒寬系數(shù)：.=0.3。查得彈性系數(shù)二三二沁菲。齒數(shù)比 u=42/17=2.4。按齒

42、面硬度查圖，得匚三出二=匯二MP%匚三= 5假設(shè)該機(jī)床工作壽命 10年，每年工作 300天，兩班制，工作平穩(wěn)，齒輪轉(zhuǎn)向不變。則，大齒輪和小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為：N1 = EOnJLh = 60 X 858 X 1 X 1.0 X 300 X 16 = 2.47 X 109N2 = 60nJLh = 60 X 347.29 X 1 X 1.0 X 300 X 16 = 1.0 X 10s查資料的：;：=二注，心:；:=-二三取安全系數(shù)沁=1aH1=層丁LE： = 0.9S 冥竽=570MPaaH2=層丁lz = 1.09 冥竽=610.4MPa取二三=二-二取二三=二-二計(jì)算模數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)

43、查得使用系數(shù)匚_ =-二HX63.92XB5S因士二士二二門九查得動(dòng)載荷系數(shù)匯二，由HX63.92XB5S因士二士二二門九查得動(dòng)載荷系數(shù)匯二，由表查得齒向載荷分布系數(shù)= 1 15,則載荷系數(shù)為三=K/.?； = 1 21 H 1 15 =1.2765對(duì)匚二進(jìn)行修正 因K與氓有較大的差異，故需對(duì)由心計(jì)算出的進(jìn)行修正，即確定模數(shù)N 51.1N 51.1:-=285取 =25傳動(dòng)尺寸兩分度圓直徑二：=T-：Z- =251/ = -2 Em:dr = naZ-L = 2.5 X 42 = 105mm中心距 w = -T-： Z- - Z-j = -2 5： 1 - 2; = 5 7 5t-t-齒寬=二

44、-二-=二 E -2 5 =-二 75e;e;,二二、二二盡可能圓整為5的倍數(shù)，取匕=二口:：尺高二 = 二 2= 2 252 5=5 匕二九:匸：為了便于設(shè)計(jì)和制造，同一傳動(dòng)組內(nèi)的齒輪的模數(shù)常取相同，此時(shí)，各傳 動(dòng)齒輪副的齒輪齒數(shù)和相同。則在變速箱職中，每根傳動(dòng)軸上各齒輪的模數(shù)均 為匸：.二二 才:：匸：。而在主軸箱中， 用上述方法也取得第一對(duì)傳動(dòng)副齒輪的模數(shù)T：;. = 2 5t-t-，而在傳動(dòng)鏈中，最后一個(gè)背輪機(jī)構(gòu)中，變速范圍較大，各傳動(dòng) 副對(duì)應(yīng)傳動(dòng)的扭矩的差別也較大，為合理利用材料，常采用不同的模數(shù)，且在 同一傳動(dòng)組內(nèi)正常只限用于用兩種模數(shù)。由于傳動(dòng)副軸心線距離必須相等，即T-=匕卡二

45、_T：、匕:分別為兩種模數(shù)；匯、匚分別為G、G兩傳動(dòng)副的齒數(shù)和。貝叮 E ：.二玷：=T-： 1/ - E 丁得匸:：=2O4.6主軸軸頸的直徑主軸的外徑尺寸，關(guān)鍵是主軸前軸頸的（前支撐處）的直徑 D 。 D 選定11 后，其他部位的外徑可隨之而定。 D 一般是通過筒規(guī)格的機(jī)床類比分析加以確1定。320mm車床，P=3KW查手冊(cè)，前軸頸應(yīng)D二7090,初選D = 72mm，后軸11頸 D = （0.7 0.85）D 取 D = 55mm。2 1 2因?yàn)橹鬏S為空心軸，其內(nèi)孔直徑d/D蘭0.7，取主軸當(dāng)量直徑D = 55 + 72 = 63.5mm ；貝廿 d2!44.45， 取 d=35mm。2

46、4.6.1主軸懸伸量a主軸懸伸量的大小往往受結(jié)構(gòu)限制，主要取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)形式及尺 寸、刀具或夾具的安裝方式、前軸承的類型及配置、潤滑與密封裝置的結(jié)構(gòu)尺 寸等。主軸設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足結(jié)構(gòu)的前提下，應(yīng)最大限度的縮短主軸懸伸量 a。 根據(jù)結(jié)構(gòu),對(duì)于精密機(jī)床a/D 1=0.61.5=43.2108mm，定懸伸長度a = 105mm。4.6.2主軸最佳跨距l(xiāng) 的確定和軸承的選擇支撐跨距L,當(dāng)前多數(shù)機(jī)床的主軸采用前后兩個(gè)支撐，結(jié)構(gòu)簡單，制造、 裝配方便，容易保證精度，但是，由于兩支撐主軸的最佳支距L0一般較短，結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)難于實(shí)現(xiàn)，故可采用三支撐結(jié)構(gòu)。但精密車床 CM6132 轉(zhuǎn)速的變化范圍 大，主軸需正

47、反轉(zhuǎn)，對(duì)機(jī)床的穩(wěn)定性要求高，故采用滑動(dòng)軸承，選用內(nèi)圓外錐 式多油楔軸承。其內(nèi)表面加工出三個(gè)偏心圓弧槽（油囊），均勻分布在圓周上， 深為0.2mm。所以主軸無論正反轉(zhuǎn)都能形成三個(gè)油楔。主軸中間裝兩個(gè)推力球軸承（D8112），使主軸軸向定位。后端作為輔助支承，選用一對(duì)深溝球軸承 6011(GB/T 276-94)。為了提高剛度，應(yīng)盡量縮短主軸的外伸長度 a 。選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇?L ， 一般推薦?。骸盿 =35,跨距L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)，-a應(yīng)選大值，軸剛度差時(shí)，則取小值。跨距L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

48、求。根據(jù)資料及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可知，主軸跨距L =(35)a=315525mm,初選0L =329mm。04.6.3主軸組件剛度驗(yàn)算1)主軸彎曲剛度的驗(yàn)算由于CM6132車床主軸為空心，則其彎曲剛度為2 =三=二丁丁二、匚:主軸軸承之間的當(dāng)量外徑和主軸內(nèi)孔直徑。H二;=汽門，對(duì)于精密機(jī)床，要求匕三那么主軸的彎曲剛度滿足要求。(2)主軸扭轉(zhuǎn)剛度的驗(yàn)算扭矩N cm；G剪切彈性模量N/cm2，取 = 1 iTmL截面極慣性矩，實(shí)心軸UD 、 L 軸 的 直 徑 和 工 作 長 度 ， D=63.5mm=6.35cm L=329mm=32.9cm；N主軸傳遞功率，N=3KW；T-.主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速，匸二60.3r

49、/min。貝 JM. =亠二=三 ；廠 er-=0.01332.9X4.3X1C&=0.013S.1X106X147.5B按要求，主軸扭轉(zhuǎn)角不超過二存，而而于25=，則滿足要求。5.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括主軸箱、變速箱的結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸，軸承，齒輪，帶 輪，離合器，卸荷裝置等）、主軸組件、箱體以及連接件、操縱機(jī)構(gòu)和潤滑裝置 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布置等等。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、可靠原貝，遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通 用化的原貝。主軸變

50、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： 布置傳動(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案。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。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)。5.1齒輪的軸向布置本次設(shè)計(jì)中有多處使用了滑移齒輪，而滑移齒輪必須保證當(dāng)一對(duì)齒輪完全 脫離后，令一對(duì)齒輪才能進(jìn)入嚙合，否則會(huì)產(chǎn)生干涉或變速困難。所以與之配 合的固定齒輪間的距離應(yīng)保證留有足夠的空間，至少不少于齒寬的兩倍，并留 有A = 12mm的間隙。齒輪

51、齒寬一般取b1= （612） m,對(duì)變速箱內(nèi)齒輪傳動(dòng)副模數(shù)m=2.5mm, 我設(shè)計(jì)的齒輪寬度b=6m=15mm。而對(duì)于主軸箱內(nèi)m=3mm, b2=20mm,故變 速箱內(nèi)相鄰固定齒輪間距離B應(yīng)不小于32mm。圖 7 齒輪的軸向布置5.2 傳動(dòng)軸及其上傳動(dòng)元件的布置機(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

52、。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?；ㄦI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D刀為6585mm。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，

53、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。兩孔間的最小壁厚，不得小于510mm，以免加工時(shí)

54、孔變形?；ㄦI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G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：1）軸的長度。長軸要考慮熱伸長的問題，宜由一端定位。2）軸承的間隙是否需要調(diào)整。3）整個(gè)軸的軸向位置是否需要調(diào)整。4）在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈。5）加工和裝配的工藝性等。5.2.1 I 軸的設(shè)計(jì)I軸上為三聯(lián)滑移齒輪，相應(yīng)的花鍵軸段尺寸為6-32x28x7。左右

55、端均選取 深溝球軸承，其型號(hào)分別為 6205， 6206。右端為 5 齒皮帶輪，與 I 軸平鍵連 接，電機(jī)工頭右端V帶輪將動(dòng)力傳至I軸，又通過滑移齒輪傳動(dòng)力至II軸。II軸的設(shè)計(jì)II軸上為4個(gè)固連齒輪，3個(gè)為與I軸配合的齒輪，3各與III軸配合。有 兩個(gè)公用齒輪，相應(yīng)花鍵軸段尺寸為6-32x28x7，左，右端均為型號(hào)為6205的 深溝球軸承。動(dòng)力從I軸傳至II軸，并通過右邊兩齒輪傳動(dòng)力至III軸。III軸的設(shè)計(jì)III軸上有3聯(lián)滑移齒輪，與II軸的3個(gè)固定齒輪嚙合。與之配合的相應(yīng)花 鍵軸段尺寸為6-35x30 x10。左，右均為型號(hào)為6206的深溝球軸承。左端為2 齒皮帶輪，動(dòng)力從II軸傳至II

56、I軸，再通過左邊的V帶輪傳動(dòng)力至IV軸。帶輪軸的設(shè)計(jì)帶齒輪軸套在主軸左端的套筒內(nèi)。兩個(gè)型號(hào)為 6214的深溝球軸承支撐套筒 增加其剛度。左端為2齒皮帶輪，左邊螺母可調(diào)整其軸向位置。動(dòng)力從III軸徑 皮帶輪傳至帶輪軸，再通過右邊齒輪將動(dòng)力傳出。5.2.5 W軸的設(shè)計(jì)W軸實(shí)際上是背輪機(jī)構(gòu)，其上2個(gè)滑移齒輪，與控制主軸內(nèi)齒離合器滑動(dòng) 的撥叉盤用螺栓固連在一起，進(jìn)而達(dá)到變速目的。與之配合的花鍵軸尺寸參數(shù) 為6-40 x35x10。左右均為型號(hào)為6206的深溝球軸承。當(dāng)撥動(dòng)滑移齒輪，使左 端齒輪與IV軸齒輪嚙合時(shí)，主軸將得到低9級(jí)轉(zhuǎn)速。若撥動(dòng)滑移齒輪，使與之 固聯(lián)的撥叉主軸上齒輪直接與帶輪軸齒輪嚙合時(shí)，

57、主軸將得到高9級(jí)轉(zhuǎn)速。5.2.6主軸的設(shè)計(jì)主軸上裝有受W軸（背輪機(jī)構(gòu)）上撥叉盤控制的內(nèi)齒離合器，以及固連在 主軸上的與 V 軸右端小齒輪的齒輪。當(dāng) IV 軸齒輪直接與內(nèi)齒離合器嚙合時(shí)， 主軸將得到高 9 級(jí)轉(zhuǎn)速。當(dāng)脫開時(shí)，固聯(lián)齒輪與背輪機(jī)構(gòu)恰好接通，通過兩個(gè) 降速1：2.5和1：3.12，主軸將得到低9級(jí)轉(zhuǎn)速。5.2.7 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。由于主軸比較長，為提高其剛度，本設(shè)計(jì)采用三支撐方式，其結(jié)構(gòu)要求箱 上的 3 個(gè)支撐孔應(yīng)有高的同軸度，否則溫升和空載功率增大。但 3 孔同軸加工 難度大，一般選中或后支撐為輔助支撐，只有載荷較大，軸產(chǎn)生彎曲變形時(shí)， 輔助支撐才起作用。本設(shè)計(jì)，前支撐作為主要支撐點(diǎn)，選擇內(nèi)圓外錐式滑動(dòng)軸承，它承載能力 大，摩擦系數(shù)小，溫升低，極限轉(zhuǎn)速高，能很好的滿足設(shè)計(jì)要求，但不能承受 軸向力。中支撐處選擇兩列 51214 型推力球軸承，在作輔助支撐的同時(shí)，配合 前支撐承受軸向力。后支撐采用內(nèi)圓外錐式滑動(dòng)軸承，一方面，它能滿足