機械設(shè)計課程設(shè)計-展開式二級斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計P=4500 n=32

機械設(shè)計減速器設(shè)計說明書全套圖紙加V信sheji1120或扣3346389411系別：專業(yè)：學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：職稱：目錄第一部分設(shè)計任務(wù)書..............................................4第二部分傳動裝置總體設(shè)計方案.....................................5第三部分電動機的選擇............................................53.1電動機的選擇............................................53.2確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比........................6第四部分計算傳動裝置的運動和動力參數(shù).............................7第五部分齒輪傳動的設(shè)計..........................................85.1高速級齒輪傳動的設(shè)計計算.................................95.2低速級齒輪傳動的設(shè)計計算................................16第六部分鏈傳動和鏈輪的設(shè)計.....................................23第七部分傳動軸和傳動軸承及聯(lián)軸器的設(shè)計..........................247.1輸入軸的設(shè)計...........................................247.2中間軸的設(shè)計...........................................297.3輸出軸的設(shè)計...........................................35第八部分鍵聯(lián)接的選擇及校核計算..................................428.1輸入軸鍵選擇與校核......................................428.2中間軸鍵選擇與校核......................................428.3輸出軸鍵選擇與校核......................................42第九部分軸承的選擇及校核計算....................................439.1輸入軸的軸承計算與校核...................................439.2中間軸的軸承計算與校核...................................449.3輸出軸的軸承計算與校核...................................44第十部分聯(lián)軸器的選擇............................................45第十一部分減速器的潤滑和密封.....................................4611.1減速器的潤滑............................................4611.2減速器的密封............................................47第十二部分減速器附件及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸............................47設(shè)計小結(jié).........................................................49參考文獻(xiàn).........................................................50第一部分設(shè)計任務(wù)書一、初始數(shù)據(jù)設(shè)計展開式二級斜齒圓柱齒輪減速器，初始數(shù)據(jù)P=4500w，n=32r/m，設(shè)計年限（壽命）：8年，每天工作班制（8小時/班）：1班制，每年工作天數(shù)：300天，三相交流電源,電壓380/220V。二.設(shè)計步驟1.傳動裝置總體設(shè)計方案2.電動機的選擇3.確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比4.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)5.齒輪的設(shè)計6.鏈傳動和鏈輪的設(shè)計7.軸的設(shè)計8.滾動軸承和傳動軸的設(shè)計9.鍵聯(lián)接設(shè)計10.箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計11.潤滑密封設(shè)計12.聯(lián)軸器設(shè)計第二部分傳動裝置總體設(shè)計方案一.傳動方案特點1.組成：傳動裝置由電機、減速器、鏈傳動和工作機組成。2.特點：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。3.確定傳動方案：選擇電動機-展開式二級斜齒圓柱齒輪減速器-鏈傳動-工作機。二.計算傳動裝置總效率a=0.99×0.994×0.972×0.95×0.96=0.8161為聯(lián)軸器的效率,2為軸承的效率,3為齒輪傳動的效率,4為鏈傳動的效率，5為工作裝置的效率。第三部分電動機的選擇1電動機的選擇工作機的轉(zhuǎn)速n:n=32r/min工作機的功率Pw:Pw=4.5KW電動機所需工作功率為:P工作機的轉(zhuǎn)速為:n=32r/min經(jīng)查表按推薦的傳動比合理范圍，鏈傳動的傳動比范圍為i0=2~6，二級圓柱齒輪減速器傳動比i=8~40，則總傳動比合理范圍為ia=16~240，電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=ia×n=(16×240)×32=512~7680r/min。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和減速器的傳動比，選定型號為Y132M-4的三相異步電動機，額定功率為7.5KW,滿載轉(zhuǎn)速nm=1440r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。電動機主要外形尺寸：中心高外形尺寸地腳螺栓安裝尺寸地腳螺栓孔直徑電動機軸伸出段尺寸鍵尺寸HL×HDA×BKD×EF×G132mm515×315216×17812mm38×8010×333.2確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比（1）總傳動比：由選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速n和工作機主動軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動裝置總傳動比為:i（2）分配傳動裝置傳動比:i式中i0,i分別為鏈傳動和減速器的傳動比。為使鏈傳動外廓尺寸不致過大，選取i0=3，則減速器傳動比為:i=取兩級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比為:i則低速級的傳動比為:i第四部分計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)（1）各軸轉(zhuǎn)速:輸入軸：n中間軸：n輸出軸：n小鏈輪軸：n工作機軸：n（2)各軸輸入功率:輸入軸：P中間軸：P輸出軸：P小鏈輪軸：P工作機軸：P則各軸的輸出功率：輸入軸：P中間軸：P輸出軸：P小鏈輪軸：P工作機軸：P(3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩:電動機軸輸出轉(zhuǎn)矩：T輸入軸：T中間軸：T輸出軸：T小鏈輪軸：T工作機軸：T各軸輸出轉(zhuǎn)矩為：輸入軸：T中間軸：T輸出軸：T小鏈輪軸：T工作機軸：T第五部分齒輪傳動的設(shè)計5.1高速級齒輪傳動的設(shè)計計算1.選精度等級、材料及齒數(shù)（1）材料選擇：由表選小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)處理，硬度范圍取為280HBS，大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度范圍取為240HBS。（2）一般工作機器，選用8級精度。（3）選小齒輪齒數(shù)Z1=25，大齒輪齒數(shù)Z2=25×4.42=110.5，取Z2=111。（4）初選螺旋角=14°。（5）壓力角=20°。2.按齒面接觸疲勞強度設(shè)計（1）由式試算小齒輪分度圓直徑，即d1）確定公式中的各參數(shù)值。①試選載荷系數(shù)KHt=1.3。②計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T③選取齒寬系數(shù)φd=1。④由圖查取區(qū)域系數(shù)ZH=2.44。⑤查表得材料的彈性影響系數(shù)Z⑥計算接觸疲勞強度用重合度系數(shù)Zε。端面壓力角：ααα端面重合度：ε軸向重合度：ε重合度系數(shù)：Z⑦由式可得螺旋角系數(shù)Z⑧計算接觸疲勞許用應(yīng)力[H]查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為Hlim1=600MPa、Hlim2=550MPa。計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：NN查取接觸疲勞壽命系數(shù):KHN1=0.88、KHN2=0.9。取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得:σσ取[H]1和[H]2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即σ2）試算小齒輪分度圓直徑d（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備①圓周速度vv=②齒寬bb=2）計算實際載荷系數(shù)KH①由表查得使用系數(shù)KA=1。②根據(jù)v=2.61m/s、8級精度，由圖查得動載系數(shù)KV=1.12。③齒輪的圓周力FK查表得齒間載荷分配系數(shù)KH=1.4。④由表用插值法查得8級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時，KH=1.257。則載荷系數(shù)為：K=3）可得按實際載荷系數(shù)算的的分度圓直徑d及相應(yīng)的齒輪模數(shù)m模數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)值mn=2mm。3.幾何尺寸計算（1）計算中心距a=中心距圓整為a=140mm。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角β=arccos即：=13°44′10″（3）計算大、小齒輪的分度圓直徑dd（4）計算齒輪寬度b=取b2=52mm、b1=57mm。4.校核齒根彎曲疲勞強度（1）齒根彎曲疲勞強度條件σ1）確定公式中各參數(shù)值①計算當(dāng)量齒數(shù)ZZ②計算彎曲疲勞強度的重合度系數(shù)Y基圓螺旋角：β當(dāng)量齒輪重合度：ε軸向重合度：ε重合度系數(shù)：Y③計算彎曲疲勞強度的螺旋角系數(shù)YY④由當(dāng)量齒數(shù)，查圖得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)YFa1=2.56YFa2=2.17YSa1=1.62YSa2=1.83⑤計算實際載荷系數(shù)KF由表查得齒間載荷分配系數(shù)KF=1.4根據(jù)KH=1.257，結(jié)合b/h=11.56查圖得KF則載荷系數(shù)為K⑥計算齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力[F]查得小齒輪和大齒輪的彎曲疲勞極限分別為Flim1=500MPa、Flim2=380MPa。由圖查取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.84、KFN2=0.86取安全系數(shù)S=1.4，得σσ2）齒根彎曲疲勞強度校核σσ齒根彎曲疲勞強度滿足要求。主要設(shè)計結(jié)論齒數(shù)Z1=25、Z2=111，模數(shù)mn=2mm，壓力角=20°，螺旋角=13.736°=13°44′10″，中心距a=140mm，齒寬b1=57mm、b2=52mm。6.齒輪參數(shù)總結(jié)和計算代號名稱計算公式高速級小齒輪高速級大齒輪模數(shù)m2mm2mm齒數(shù)z25111螺旋角β左13°44′10″右13°44′10″齒寬b57mm52mm分度圓直徑d51.471mm228.529mm齒頂高系數(shù)ha1.01.0頂隙系數(shù)c0.250.25齒頂高h(yuǎn)am×ha2mm2mm齒根高h(yuǎn)fm×(ha+c)2.5mm2.5mm全齒高h(yuǎn)ha+hf4.5mm4.5mm齒頂圓直徑dad+2×ha55.471mm232.529mm齒根圓直徑dfd-2×hf46.471mm223.529mm5.2低速級齒輪傳動的設(shè)計計算1.選精度等級、材料及齒數(shù)（1）材料選擇：由表選小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)處理，硬度范圍取為280HBS，大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度范圍取為240HBS。（2）一般工作機器，選用8級精度。（3）選小齒輪齒數(shù)Z3=26，大齒輪齒數(shù)Z4=26×3.39=88.14，取Z4=89。（4）初選螺旋角=13°。（5）壓力角=20°。2.按齒面接觸疲勞強度設(shè)計（1）由式試算小齒輪分度圓直徑，即d1）確定公式中的各參數(shù)值。①試選載荷系數(shù)KHt=1.3。②計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T③選取齒寬系數(shù)φd=1。④由圖查取區(qū)域系數(shù)ZH=2.45。⑤查表得材料的彈性影響系數(shù)Z⑥計算接觸疲勞強度用重合度系數(shù)Zε。端面壓力角：ααα端面重合度：ε軸向重合度：ε重合度系數(shù)：Z⑦由式可得螺旋角系數(shù)Z⑧計算接觸疲勞許用應(yīng)力[H]查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為Hlim1=600MPa、Hlim2=550MPa。計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：NN查取接觸疲勞壽命系數(shù):KHN1=0.9、KHN2=0.92。取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得:σσ取[H]1和[H]2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即σ2）試算小齒輪分度圓直徑d（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備①圓周速度vv=②齒寬bb=2）計算實際載荷系數(shù)KH①由表查得使用系數(shù)KA=1。②根據(jù)v=0.97m/s、8級精度，由圖查得動載系數(shù)KV=1.05。③齒輪的圓周力FK查表得齒間載荷分配系數(shù)KH=1.4。④由表用插值法查得8級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時，KH=1.456。則載荷系數(shù)為：K=3）可得按實際載荷系數(shù)算的的分度圓直徑d及相應(yīng)的齒輪模數(shù)m模數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)值mn=3mm。3.幾何尺寸計算（1）計算中心距a=中心距圓整為a=175mm。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角β=arccos即：=9°42′4″（3）計算大、小齒輪的分度圓直徑dd（4）計算齒輪寬度b=取b4=80mm、b3=85mm。4.校核齒根彎曲疲勞強度（1）齒根彎曲疲勞強度條件σ1）確定公式中各參數(shù)值①計算當(dāng)量齒數(shù)ZZ②計算彎曲疲勞強度的重合度系數(shù)Y基圓螺旋角：β當(dāng)量齒輪重合度：ε軸向重合度：ε重合度系數(shù)：Y③計算彎曲疲勞強度的螺旋角系數(shù)YY④由當(dāng)量齒數(shù)，查圖得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)YFa1=2.56YFa2=2.21YSa1=1.62YSa2=1.8⑤計算實際載荷系數(shù)KF由表查得齒間載荷分配系數(shù)KF=1.4根據(jù)KH=1.456，結(jié)合b/h=11.85查圖得KF則載荷系數(shù)為K⑥計算齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力[F]查得小齒輪和大齒輪的彎曲疲勞極限分別為Flim1=500MPa、Flim2=380MPa。由圖查取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.86、KFN2=0.89取安全系數(shù)S=1.4，得σσ2）齒根彎曲疲勞強度校核σσ齒根彎曲疲勞強度滿足要求。5.主要設(shè)計結(jié)論齒數(shù)Z3=26、Z4=89，模數(shù)mn=3mm，壓力角=20°，螺旋角=9.701°=9°42′4″，中心距a=175mm，齒寬b3=85mm、b4=80mm。6.齒輪參數(shù)總結(jié)和計算代號名稱計算公式低速級小齒輪低速級大齒輪模數(shù)m3mm3mm齒數(shù)z2689螺旋角β左9°42′4″右9°42′4″齒寬b85mm80mm分度圓直徑d79.13mm270.869mm齒頂高系數(shù)ha1.01.0頂隙系數(shù)c0.250.25齒頂高h(yuǎn)am×ha3mm3mm齒根高h(yuǎn)fm×(ha+c)3.75mm3.75mm全齒高h(yuǎn)ha+hf6.75mm6.75mm齒頂圓直徑dad+2×ha85.13mm276.869mm齒根圓直徑dfd-2×hf71.63mm263.369mm第六部分鏈傳動和鏈輪的設(shè)計1.選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒輪Z1=21，大鏈輪的齒數(shù)為Z2.確定計算功率由表查得工況系數(shù)KA=1，由圖查得主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)KZ=1.22，單排鏈，則計算功率為P3.選擇鏈條型號和節(jié)距根據(jù)Pca=6.12Kw，n4=96.1r/min，查圖可選16A。查表鏈條節(jié)距為p=25.4mm。4.計算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距a取a0=1050mm相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為L取鏈長節(jié)數(shù)Lp=126。查表，采用線性插值，計算得到中心距計算系數(shù)f1=0.24678，則鏈傳動的最大中心距為a5.計算鏈速v，確定潤滑方式v=由v=0.85m/s和鏈號16A，查圖可知應(yīng)采用滴油潤滑。6.計算壓軸力Fp有效圓周力為：F鏈輪水平布置時的壓軸力系數(shù)KFp=1.15，則壓軸力為：F7.主要設(shè)計結(jié)論鏈條型號16A；鏈輪齒數(shù)Z1=21，Z2=63；鏈節(jié)數(shù)Lp=126，中心距a=1050mm。第七部分傳動軸和傳動軸承及聯(lián)軸器的設(shè)計7.1輸入軸的設(shè)計1.輸入軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1P1=5.45KWn1=1440r/minT1=36.14Nm2.求作用在齒輪上的力已知高速級小齒輪的分度圓直徑為:d1=51.471mm則:FFF3.初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表，取:A0=112，于是得d輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d12，為了使所選的軸直徑d12與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT1，查表，考慮轉(zhuǎn)矩變化很小，故取KA=1.3，則:T按照計算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，同時兼顧電機軸直徑38mm，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T4323-2002或手冊，選用LT5型聯(lián)軸器。半聯(lián)軸器的孔徑為32mm故取d12=32mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為60mm。4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖5.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，I-II軸段右端需制出一軸肩，故取II=III段的直徑d23=37mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=42mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L=60mm，為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故I-II段的長度應(yīng)比L略短一些，現(xiàn)取l12=58mm。2）初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)d23=37mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選擇角接觸球軸承7208C，其尺寸為d×D×T=40×80×18mm，故d34=d78=40mm，取擋油環(huán)的寬度為15，則l34=l78=18+15=33mm。軸承采用擋油環(huán)進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得7208C型軸承的定位軸肩高度h=3.5mm，因此，取d45=d67=47mm。3）由于齒輪的直徑較小，為了保證齒輪輪體的強度，應(yīng)將齒輪和軸做成一體而成為齒輪軸。所以l56=B=57mm，d56=d1=51.471mm4）根據(jù)軸承端蓋便于裝拆，保證軸承端蓋的外端面與大帶輪右端面有一定距離，取l23=50mm。5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ=16mm，低速小齒輪和高速小齒輪之間的距離c=12mm?？紤]箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8mm，已知低速小齒輪的寬度b3=85mm，則l45=b3+c+Δ+s-15=85+12+16+8-15=106mml67=Δ+s-15=9mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。6.軸的受力分析和校核1）作軸的計算簡圖（見圖a）:根據(jù)7208C軸承查手冊得a=17mm齒寬中點距左支點距離L1=58/2+50+17=96mm齒寬中點距左支點距離L2=57/2+33+106-17=150.5mm齒寬中點距右支點距離L3=57/2+9+33-17=53.5mm2）計算軸的支反力：水平面支反力（見圖b）：FF垂直面支反力（見圖d）：FF3）計算軸的彎矩，并做彎矩圖：截面C處的水平彎矩：M截面C處的垂直彎矩：MM分別作水平面彎矩圖（圖c）和垂直面彎矩圖（圖e）。截面C處的合成彎矩：MM作合成彎矩圖（圖f）。4）作轉(zhuǎn)矩圖（圖g）。5）按彎扭組合強度條件校核軸的強度：通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險截面C）的強度。必要時也對其他危險截面（轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面）進(jìn)行強度校核。根據(jù)公式（14-4），取=0.6，則有：σ故設(shè)計的軸有足夠的強度，并有一定的裕度（注：計算W時，忽略單鍵槽的影響）。軸的彎扭受力圖如下：7.2中間軸的設(shè)計1.求中間軸上的功率P2、轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2P2=5.23KWn2=325.79r/minT2=153.31Nm2.求作用在齒輪上的力已知高速級大齒輪的分度圓直徑為：d2=228.529mm則:FFF已知低速級小齒輪的分度圓直徑為：d3=79.13mm則:FFF3.初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表，?。篈0=107，得:d4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖5.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）初步選擇滾動軸承。中間軸最小直徑是安裝滾動軸承的直徑d12和d56,因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)dmin=27mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選取角接觸球軸承7209C，其尺寸為d×D×T=45×85×19mm，故d12=d56=45mm。2）取安裝大齒輪處的軸段V-VI的直徑d45=50mm；齒輪的右端與右軸承之間采用擋油環(huán)定位。已知高速大齒輪齒輪輪轂的寬度B=52mm，為了可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l45=50mm。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h=(2~3)R，由軸徑d45=50mm查表，得R=1.6mm，故取h=4mm，則軸環(huán)處的直徑d34=58mm。軸環(huán)寬度b≥1.4h，取l34=14.5mm。3）左端滾動軸承采用擋油環(huán)進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得7209C型軸承的定位軸肩高度h=3.5mm，因此，取d23=50mm。4）考慮材料和加工的經(jīng)濟性，應(yīng)將低速小齒輪和軸分開設(shè)計與制造。已知低速小齒輪的輪轂寬度為B=85mm，為了使擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l23=83mm。5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ=16mm，高速小齒輪和低速小齒輪之間的距離c=12mm?？紤]箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8mm，已知滾動軸承寬度T=19mm，則l12=T+Δ+s+2=19+16+8+2=45mml67=T2T+s+Δ+2.5+2=19+8+16+2.5+2=47.5mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。6.軸的受力分析和校核1）作軸的計算簡圖（見圖a）:根據(jù)7209C軸承查手冊得a=11.5mm高速大齒輪齒寬中點距左支點距離L1=(52/2-2+47.5-11.5)mm=60mm中間軸兩齒輪齒寬中點距離L2=(52/2+14.5+85/2)mm=83mm低速小齒輪齒寬中點距右支點距離L3=(85/2-2+45-11.5)mm=74mm2）計算軸的支反力：水平面支反力（見圖b）：FF垂直面支反力（見圖d）：FF3）計算軸的彎矩，并做彎矩圖：截面B、C處的水平彎矩：MM截面B、C處的垂直彎矩：MM分別作水平面彎矩圖（圖c）和垂直面彎矩圖（圖e）。截面B、C處的合成彎矩：MM作合成彎矩圖（圖f）。4）作轉(zhuǎn)矩圖（圖g）。5）按彎扭組合強度條件校核軸的強度：通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險截面B）的強度。必要時也對其他危險截面（轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面）進(jìn)行強度校核。根據(jù)公式（14-4），取=0.6，則有：σ故設(shè)計的軸有足夠的強度，并有一定的裕度（注：計算W時，忽略單鍵槽的影響）。軸的彎扭受力圖如下：7.3輸出軸的設(shè)計1.求輸出軸上的功率P3、轉(zhuǎn)速n3和轉(zhuǎn)矩T3P3=5.02KWn3=96.1r/minT3=498.87Nm2.求作用在齒輪上的力已知低速級大齒輪的分度圓直徑為:d4=270.869mm則:FFF3.初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表，取:A0=112，于是得d輸出軸的最小直徑是安裝小鏈輪處的軸徑，由于安裝鍵將軸徑增大5%，故選取:d12=44mm4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖5.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）為了滿足小鏈輪的軸向定位要求，I-II軸段右端需制出一軸肩，故取II-III段的直徑d23=49mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=54mm，現(xiàn)取l12=60mm。2）初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)d23=49mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選取角接觸球軸承7210C，其尺寸為d×D×T=50mm×90mm×20mm，故d34=d78=50mm，取擋油環(huán)的寬度為15，則l34=20+15=35mm左端滾動軸承采用擋油環(huán)進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得7210C型軸承的定位軸肩高度h=3.5mm，因此，取d45=57mm。3）取安裝齒輪處的軸段VI-VII段的直徑d67=55mm；齒輪的右端與右軸承之間采用擋油環(huán)定位。已知低速大齒輪輪轂的寬度為B=80mm，為了使擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l67=78mm。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h=(2~3)R，由軸徑d67=55mm查表，得R=2mm，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑d56=67mm。軸環(huán)寬度b≥1.4h，取l56=12mm。4）根據(jù)軸承端蓋便于裝拆，保證軸承端蓋的外端面與小鏈輪右端面有一定距離，取l23=50mm。5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ=16mm，低速小齒輪和高速小齒輪之間的距離c=12mm?？紤]箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8mm，已知滾動軸承的寬度T=20mm高速大齒輪輪轂寬度B2=52mm，則l45=B2+c+5+2.5+Δ+s-l56-15=52+12+5+2.5+16+8-12-15=68.5mml78=T+s+Δ+2.5+2=20+8+16+2.5+2=48.5mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。6.軸的受力分析和校核1）作軸的計算簡圖（見圖a）:根據(jù)7208C軸承查手冊得a=19.4mm小鏈輪中點距左支點距離L1=60/2+50+19.4=99.4mm齒寬中點距左支點距離L2=80/2+35+68.5+12-19.4=136.1mm齒寬中點距右支點距離L3=80/2-2+48.5-19.4=67.1mm鏈傳動壓軸力Fp=6792N2）計算軸的支反力：水平面支反力（見圖b）：FF垂直面支反力（見圖d）：FF3）計算軸的彎矩，并做彎矩圖：截面C處的水平彎矩：M截面A處的垂直彎矩：M截面C處的垂直彎矩：MM分別作水平面彎矩圖（圖c）和垂直面彎矩圖（圖e）。截面C處的合成彎矩：MM作合成彎矩圖（圖f）。4）作轉(zhuǎn)矩圖（圖g）。5）按彎扭組合強度條件校核軸的強度：通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險截面C）的強度。必要時也對其他危險截面（轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面）進(jìn)行強度校核。根據(jù)公式（14-4），取=0.6，則有：σ故設(shè)計的軸有足夠的強度，并有一定的裕度（注：計算W時，忽略單鍵槽的影響）。軸的彎扭受力圖如下：第八部分鍵聯(lián)接的選擇及校核計算8.1輸入軸鍵選擇與校核校核聯(lián)軸器處的鍵連接：該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l=10mm×8mm×50mm，接觸長度:l'=50-10=40mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25T≥T1，故鍵滿足強度要求。8.2中間軸鍵選擇與校核1）中間軸與高速大齒輪處鍵該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l=14mm×9mm×45mm，接觸長度:l'=45-14=31mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25T≥T2，故鍵滿足強度要求。2）中間軸與低速小齒輪處鍵該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l=14mm×9mm×80mm，接觸長度:l'=80-14=66mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25T≥T2，故鍵滿足強度要求。8.3輸出軸鍵選擇與校核1）輸出軸與低速大齒輪處的鍵該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l=16mm×10mm×70mm，接觸長度:l'=70-16=54mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25T≥T3，故鍵滿足強度要求。2）輸出軸與小鏈輪處鍵該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l=12mm×8mm×50mm，接觸長度:l'=50-12=38mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25T≥T3，故鍵滿足強度要求。第九部分軸承的選擇及校核計算根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命：L9.1輸入軸的軸承計算與校核1）初步計算當(dāng)量動載荷P:因該軸承只受徑向力，有課本表12-5查得徑向動載荷系數(shù)X和軸向動載荷系數(shù)Y分別為：X=1，Y=0所以:P=2）求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:C=P3）選擇軸承型號:查課本表11-5，選擇:7208C軸承，Cr=36.8KN，由課本式11-3有：L所以軸承預(yù)期壽命足夠。9.2中間軸的軸承計算與校核1)初步計算當(dāng)量動載荷P:因該軸承只受徑向力，有課本表12-5查得徑向動載荷系數(shù)X和軸向動載荷系數(shù)Y分別為：X=1，Y=0所以:P=2）求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:C=P3）選擇軸承型號:查課本表11-5，選擇:7209C軸承，Cr=38.5KN，由課本式11-3有：L所以軸承預(yù)期壽命足夠。9.3輸出軸的軸承計算與校核1)初步計算當(dāng)量動載荷P:因該軸承只受徑向力，有課本表12-5查得徑向動載荷系數(shù)X和軸向動載荷系數(shù)Y分別為：X=1，Y=0所以:P=2）求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:C=P3）選擇軸承型號:查課本表11-5，選擇:7210C軸承，Cr=42.8KN，由課本式11-3有：L所以軸承預(yù)期壽命足夠。第十部分聯(lián)軸器的選擇1.載荷計算公稱轉(zhuǎn)矩：T=由表查得KA=1.3，故得計算轉(zhuǎn)矩為：T2.型號選擇選用LT5型聯(lián)軸器，聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩為T=125Nm，許用最大轉(zhuǎn)速為n=4600r/min，軸孔直徑為32mm，軸孔長度為60mm。Tn聯(lián)軸器滿足要求，故合用。第十一部分減速器的潤滑和密封11.1減速器的潤滑1）齒輪的潤滑通用的閉式齒輪傳動，其潤滑方法根據(jù)齒輪的圓周速度大小而定。由于低速大齒輪的圓周速度v≤12m/s，將大齒輪的輪齒浸入油池中進(jìn)行浸油潤滑。這樣，齒輪在傳動時，就把潤滑油帶到嚙合的齒面上，同時也將油甩到箱壁上，借以散熱。齒輪浸入油中的深度通常不宜超過一個齒高，但一般亦不應(yīng)小于10mm。為了避免齒輪轉(zhuǎn)動時將沉積在油池底部的污物攪起，造成齒面磨損，大齒輪齒頂距油池底面距離不小于30mm，取齒頂距箱體內(nèi)底面距離為30mm。由于低速大齒輪全齒高h(yuǎn)=6.75mm≤10mm，取浸油深度為10mm，則油的深度H為H=30+10=40mm根據(jù)齒輪圓周速度查表選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB5903-2011），牌號為220潤滑油，粘度薦用值為177cSt。2）軸承的潤滑軸承常用的潤滑方式有油潤滑及脂潤滑兩類。此外，也有使用固體潤滑劑潤滑的。選用哪一類潤滑方式，可以根據(jù)低速大齒輪的圓周速度判斷。由于低速大齒輪圓周速度v=0.97m/s≤2m/s，所以采用脂潤滑。潤滑脂形成的潤滑膜強度高，能承受較大的載荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當(dāng)長的一段時間。滾動軸承的裝脂量一般以軸承內(nèi)部空間容積的1/3~2/3為宜。為避免稀油稀釋油脂，需用擋油環(huán)將軸承與箱體內(nèi)部隔開。在本設(shè)計中選用通用鋰基潤滑脂，它適用于溫度寬溫度范圍內(nèi)各種機械設(shè)備的潤滑，選用牌號為ZL-1的潤滑脂。11.2減速器的密封為防止箱體內(nèi)潤滑劑外泄和外部雜質(zhì)進(jìn)入箱體內(nèi)部影響箱體工作，在構(gòu)成箱體的各零件間，如箱蓋與箱座間、外伸軸的輸出、輸入軸與軸承蓋間，需設(shè)置不同形式的密封裝置。對于無相對運動的結(jié)合面，常用密封膠、耐油橡膠墊圈等；對于旋轉(zhuǎn)零件如外伸軸的密封，則需根據(jù)其不同的運動速度和密封要求考慮不同的密封件和結(jié)構(gòu)。本設(shè)計中由于密封界面的相對速度較小，故采用接觸式密封。輸入軸與軸承蓋間v＜3m/s，輸出軸與軸承蓋間v＜3m/s，故均采用半粗羊毛氈密封圈。第十二部分減速器附件及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸12.1減速器附件的設(shè)計與選取1.檢查孔和視孔蓋檢查孔用于檢查傳動件的嚙合情況、潤滑狀態(tài)、接觸斑點及齒側(cè)間隙，還可用來注入潤滑油，故檢查孔應(yīng)開在便于觀察傳動件嚙合區(qū)的位置，其尺寸大小應(yīng)便于檢查操作。視孔蓋可用鑄鐵、鋼板制成，它和箱體之間應(yīng)加密封墊，還可在孔口處加過濾裝置，以過濾注入油中的雜質(zhì)。視孔蓋示意圖及相關(guān)尺寸計算如下：查輔導(dǎo)書手冊得具體尺寸如下：L1=180；L2=165；b1=140；b2=125；d=7；R=5；h=42.放油螺塞放油孔應(yīng)設(shè)在箱座底面最低處或設(shè)在箱底。箱外應(yīng)有足夠的空間，以便于放容器，油孔下也可制出唇邊，以利于引油流到容器內(nèi)。放油螺塞常為六角頭細(xì)牙螺紋，在六角頭與放油孔的接觸面處，應(yīng)加封油圈密封。放油螺塞及對應(yīng)油封圈尺寸如下圖所示：3.油標(biāo)（油尺）油標(biāo)用來指示油面高度，應(yīng)設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處。本設(shè)計采用桿式油標(biāo)，桿式油標(biāo)結(jié)構(gòu)簡單，其上有刻線表示最高及最低油面。油標(biāo)安置的位置不能太低，以防油溢出。其傾斜角度應(yīng)便于油標(biāo)座孔的加工及油標(biāo)的裝拆。查輔導(dǎo)書手冊，具體結(jié)構(gòu)和尺寸如下：4.通氣器通氣器用于通氣，使箱體內(nèi)外氣壓一致，以避免由于運轉(zhuǎn)時箱體內(nèi)溫度升高，內(nèi)壓增大，而引起減速器潤滑油的滲漏。簡易的通氣器鉆有丁字形孔，常設(shè)置在箱頂或檢查孔蓋上，用于較清潔的環(huán)境。較完善的通氣器具有過濾網(wǎng)及通氣曲路，可減少灰塵進(jìn)入。查輔導(dǎo)書手冊，本設(shè)計采用通氣器型號及尺寸如下：5.起吊裝置起吊裝置用于拆卸及搬運減速器。它常由箱蓋上的吊孔和箱座凸緣下面的吊耳構(gòu)成。也可采用吊環(huán)螺釘擰入箱蓋以吊小型減速器或吊起箱蓋。本設(shè)計中所采用吊孔（或吊環(huán)）和吊耳的示例和尺寸如下圖所示：吊孔尺寸計算：b≈(1.8-2.5)δ1=(1.8-2.5)×8=16mmd=b=16mmR≈(1-1.2)d=(1-1.2)×16=16mm吊耳尺寸計算：K=C1+C2=16+14=30mmH=0.8×K=0.8×30=24mmh=0.5×H=0.5×24=12mmr=0.25×K=0.25×30=8mmb=(1.8-2.5)δ=(1.8-2.5)×8=16mm6.起蓋螺釘為便于起箱蓋，可在箱蓋凸緣上裝設(shè)2個起蓋螺釘。拆卸箱蓋時，可先擰動此螺釘頂起箱蓋。起蓋螺釘釘頭部位應(yīng)為圓柱形，以免損壞螺紋。本設(shè)計起蓋螺釘尺寸如下：7.定位銷為保證箱體軸承孔的加工精度與裝配精度，應(yīng)在箱體連接凸緣上相距較遠(yuǎn)處安置兩個圓錐銷，并盡量放在不對稱位置，以使箱座與箱蓋能正確定位。為便于裝拆，定位銷長度應(yīng)大于連接凸緣總厚度。本設(shè)計定位銷尺寸如下：12.2減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號公式與計算結(jié)果取值箱座壁厚δ0.025a+3=0.025×175+3=7.4取8mm箱蓋壁厚δ10.02a+3=0.02×175+3=6.5取8mm箱蓋凸緣厚度b11.5δ1=1.5×8=12取12mm箱座凸緣厚度b1.5δ=1.5×8=12取12mm箱座底凸緣厚度b22.5δ=2.5×8=20取20mm地腳螺釘直徑df0.036a+12=0.036×175+12=18.3取M20地腳螺釘數(shù)目na≤250時，取n=4取4軸承旁連接螺栓直徑d10.75df=0.75×20=15取M16蓋與座連接螺栓直徑d2(0.5-0.6)df=(0.5-0.6)×20=10-12取M10連接螺栓d2的間距l(xiāng)150-200取150軸承端蓋螺釘直徑d3(0.4-0.5)df=(0.4-0.5)×20=8-10取M8視孔蓋螺釘直徑d4(0.3-0.4)df=(0.3-0.4)×20=6-8取M6定位銷直徑d(0.7-0.8)d2=(0.7-0.8)×10=7-8取8mmdf、d1、d2至外箱壁距離C1根據(jù)螺栓直徑查表取26、22、16df、d1、d2至凸緣邊緣距離C2根據(jù)螺栓直徑查表取24、20、14軸承旁凸臺半徑R1=20取20凸臺高度h根據(jù)低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)外箱壁至軸承座端面距離L1C1+C2+(5-10)=22+20+(5-10)取47大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離Δ1＞1.2δ=1.2×8=9.6取12齒輪端面與內(nèi)箱壁距離Δ＞δ=8取16箱蓋、箱座肋厚m1、m≈0.85δ=0.85×8=6.8取7設(shè)計小結(jié)這次關(guān)于減速器的課程設(shè)計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設(shè)計的綜合素質(zhì)大有用處。通過兩個星期的設(shè)計實踐，使我對機械設(shè)計有了更多的了解和認(rèn)識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。機械設(shè)計是機械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強的技術(shù)課程，它融《機械原理》、《機械設(shè)計》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測量》、《工程材料》、《機械設(shè)計（機械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》等于一體。這次的課程設(shè)計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想、訓(xùn)練綜合運用機械設(shè)計和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實際反應(yīng)和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計方面的知識等方面有重要的作用。本次設(shè)計得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。設(shè)計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機械設(shè)計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計實踐操作能力。參考文獻(xiàn)[1]濮良貴、陳國定、吳立言.機械設(shè)計.9版.北京：高等教育出版社，2013.05[2]陳立德.機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書[3]龔桂義.機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊[4]機械設(shè)計手冊委員會.機械設(shè)計手冊(新版).北京機械工業(yè)出版社，2004附錄刀具和刀夾想順利的加工工件，就必須做到：刀具或刀片的種類要恰當(dāng)。刀夾的類型要合適。刀具的切削刃要鋒利。刀具要安裝或調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢煤透叨?。刀具的材料制造車床上使用的刀片的基本材料有以下六種：水淬硬化鋼，高速鋼，硬鑄有色合金，燒結(jié)硬質(zhì)合金，陶瓷和金剛石。使用材料的選擇取決于許多因素：刀具成本，刃磨費用，刀具的尺寸和類型，金屬切削速率，使用時間的長短，零件的光潔度和公差，以及機床的條件和性能。由于有著許多因素，選擇材料常常是根據(jù)一般的經(jīng)驗而不是精確計算。然而，對各種不同刀具材料的某些一般特性是應(yīng)該有所了解的。水淬硬化鋼這一類包括高碳工具鋼（即普通碳鋼或加入了少量鉻，釩或鎢的碳鋼）。在美國鋼鐵協(xié)會的分類制中，把各種鋼號的水淬工具鋼都?xì)w為W鋼。用這種材料制造的刀具經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚恚淝邢魅斜惴浅ｄh利，光滑。它們適用于切削速度較低的有限車削，或使用于老式的，低轉(zhuǎn)速設(shè)備，如平皮帶車床上。用水淬工具鋼制造的刀具其主要的缺點是在刃磨或切削時，切削刃溫度如果超過華氏300~400度，刀具就會軟化。另一個缺點是刃口的耐磨性很低。高速鋼高速鋼在切削效率方面同水淬工具鋼相比有很大的改進(jìn)。用高速鋼制成的刀具甚至當(dāng)?shù)毒邷囟冗_(dá)到華氏1050度時，還能保持足夠的硬度進(jìn)行高速切削。即使熱的變成暗紅色，它們還能使用。冷卻至室溫后，這種鋼原來的硬度也不改變。高速鋼的抗磨性比碳鋼或合金鋼的抗磨性要好的多，這是由于它的含碳量高，尤其在合金成分較高的高速鋼里更是如此。高速鋼由于充分淬火，比碳鋼或硬鑄合金有更高的抗沖擊強度。美國鋼鐵協(xié)會分類制規(guī)定的有兩種主要的高速鋼，一種是M鋼，一種是T鋼?？梢再I到由這些材料制成的，刃磨成各種形狀的刀條。未經(jīng)刃磨的刀條叫做刀坯，也是可以購買到的。這類刀坯都制成標(biāo)準(zhǔn)尺寸以適應(yīng)普通車床使用。常見的尺寸是3/16英寸見方乘1英寸，1/4英寸見方乘2英寸長，5/16英寸見方乘2。5英寸長，和3/8英寸見方乘3英寸長。高速鋼刀條是校辦機加工車間里最常見的。硬鑄合金這類材料不含有足夠的鐵，因而不能算作鋼。相反它們主要是鈷，鉻，鎢和為了特殊用途而加一些其它元素的合金。它們在鑄造狀態(tài)下，不用熱處理，即可達(dá)到充分的硬度。它們在鑄造后，必須磨削至應(yīng)有的尺寸。就其耐熱性，耐磨性，抗沖擊性幾生產(chǎn)成本而言，鑄合金可排在高速鋼和硬質(zhì)合金之間。硬鑄合金的抗拉強度比較差而且比高速鋼更脆，因而不適用于強烈的沖擊載荷。它們在商業(yè)上的名稱是司太立鎢鉻鈷合金，銳克斯鎢鉻鈷合金和坦塔鎢鉻鈷合金。燒結(jié)硬質(zhì)合金要進(jìn)行高效和高速車削，使用燒結(jié)硬質(zhì)刀片形狀合金刀可以得到最佳效果。市場上買到的硬質(zhì)合金有的做成整體形狀，有的做成刀片形狀焊接在刀桿上，或著我卡緊在刀桿上。裝卡的刀片其形狀通常是圓的，方的或三角行的，它上面所有的切削刃都是預(yù)磨好的。這類刀片能夠轉(zhuǎn)動，所以隨時可得到鋒利的切削刃。使用現(xiàn)代化的機床和級別適當(dāng)?shù)臒Y(jié)硬質(zhì)合金刀有可能采用比高速鋼車刀要快10~30倍的切削速度。硬質(zhì)合金刀適用于大多數(shù)的機加工作業(yè)，如單刀刃車削，鉆削，洗削，螺紋車削和鉸削。只有當(dāng)硬質(zhì)合金刀能夾持得很牢固而且機床具有合適的功率與轉(zhuǎn)速使其能發(fā)揮有效作用時才應(yīng)采用硬質(zhì)合金刀。金屬陶瓷除了工業(yè)用金剛石以外，金屬陶瓷刀片是現(xiàn)有的最硬，最強有力的刀片。他們抗磨損，抗碎裂，抗斷折。這類刀片用在剛性良好的床子上，對夾持牢固的工件能發(fā)揮最好的作用。在大多數(shù)加工情況下，不需要切削液。金剛石當(dāng)需要極高質(zhì)量的表面光潔度時，可采用工業(yè)用金剛石作精加工。這種金剛石具有圓形或小平面的切削刃。盡管使用別種刀具材料能取得很光滑的光潔度，但金剛石車削可在公差很小的情況下，提供更加光滑的光潔度。刀夾刀夾在切削加工時可使刀具夾持牢固。常用的夾具有以下四種：帶有標(biāo)準(zhǔn)刀夾的刀架刀架由支架，螺桿，墊圈，套圈，調(diào)整墊板組成。墊圈嵌在上滑塊槽內(nèi)。套圈和調(diào)整墊板可是刀尖上升或下降。螺桿則將刀夾固定就位。高速工具刀條的標(biāo)準(zhǔn)刀夾有三種常見的形狀：直刀夾，右偏刀夾和左偏刀夾。用手拿住固定螺釘?shù)囊欢?，便可判斷刀夾是右偏還是左偏。如果刀把偏向右，就是右偏刀夾。如果刀把偏向左，便是左偏刀夾。直刀夾可用于大多數(shù)加工活兒。當(dāng)需要接近卡盤或雞心夾卡箍進(jìn)行切削時，便可使用左偏夾。右便刀夾是當(dāng)朝著尾架方向進(jìn)給時使用的。在這三種刀夾上，刀條均以14到16。5的角度固定。這便是所謂刀夾角度。硬質(zhì)合金刀頭的刀夾也有三種形式，在外表面上與上述高速鋼的刀夾類似。但是夾持刀片的孔和刀夾的底邊是平行的。開口刀架或稱重型刀架一次可以夾持一把刀，它上面有一個帶T形槽的壓板，一個C型塊，和兩個或多個刀具價緊螺絲。因為這種裝置非常牢靠，它尤其適用于重切削。刀條可以直接裝卡于這種刀架內(nèi)，也可以使用某種類型的硬質(zhì)合金刀夾。轉(zhuǎn)塔刀架或稱方刀架有一回轉(zhuǎn)塊，車刀可以裝于其中。常見的轉(zhuǎn)塔刀架可以裝四把刀。每把刀都能很快地回轉(zhuǎn)至切削位置并價緊。某些轉(zhuǎn)塔架具有八個刀位。通常，為了增加一個附加的加工工序，可在橫向流板的后部安裝一開口型刀架。采用這種安排，可裝上5~9把不同類型的刀具，就可以按順序?qū)χ貜?fù)型零件進(jìn)行車外圓，成形，車端面，滾花和切斷等工序。速換型刀具系統(tǒng)一次只夾持一把刀具，但它的三個不同的側(cè)邊均可以用來裝置刀具。它有一個帶夾緊桿的快速換刀架，可安裝一系列的刀夾作車外圓，車端面，鏜孔，切斷，攻絲，滾花和車螺紋。單刃切削刀具刀具的各個部分在認(rèn)磨刀條之前，必須熟悉表明刀具各不同部分的一些術(shù)語1．頂面是刀條的頂部，它是當(dāng)切削的一部分從工件上切下時刀條被切下的這一部分切屑所緊貼著的那個表面。2．切削刃是刀條實際進(jìn)行切削的那一部分。3．刀尖是側(cè)切刃和端切刃所形成的夾角或圓弧。4．側(cè)面是切削刃以下的表面。5．刀頭是刀片上構(gòu)成切削刃和頂面的那一部分。刀具的角度用于一切單刃切削刀具的重要刀具角度如下：橫向后角是刃磨表面和刀條在刃磨之前的垂直側(cè)邊之間的夾角。這個角度以前叫橫向隙角，現(xiàn)在許多機工仍然采用這個術(shù)語。橫向后角是工件的切削表面和刀具側(cè)面之間的隙角。刀具的磨損會使有效橫向隙角變小，如果這個交度太小，刀具就會摩擦，生熱。如果這個角度太大，切削刃就會變鈍，而刀具就易扎進(jìn)工件里。縱向后角是切削刃末端和一垂直線之間的形成的夾角。以前這個角叫前向隙角。縱向后角是工件的已加工表面和刀具之間的間隙。如果這個角度太小，刀具將在已加工表面上摩擦從而產(chǎn)生不良的表面光潔度。磨損會使這一角度變小。如果著這一角度太大，刀具可能扎進(jìn)工件，引起顫動，并由于崩刃而無法切削。對于鋼制刀具，這一角度建議采用8~15度，硬質(zhì)合金刀具建議用6~8度。如果刀具安裝的高于旋轉(zhuǎn)中心，就會使有效隙角變小。在選擇合適的角度時，必須考慮到這一點。端刃角是刀具和工件已加工表面之間的夾角。如果這個角太小，就會造成顫動。然而為了形成光滑的表面光潔度，在精加工時，采用大約6度的小角度是合適的。側(cè)刃角可將切屑從已加工表面卷走。角度最好在5~15渡之間。刀尖半徑可使刀具不致有脆弱的尖角，可以延長刀具的壽命并改進(jìn)表面光潔度。對于高強度的粗切刀，半徑可大一些，而對于輕量進(jìn)給則可以小一些。只要沒有顫動產(chǎn)生，刀尖半徑越大，光潔度就越好。對于精加工，刀尖半徑建議采用0。010到0。030英寸或更大，對于粗加工是1/32到1/2英寸。為了有助于形成切削刃和頂面，必須在刀條上刃磨出兩個前角來。從垂直面或水平面上傾斜就形成前角。當(dāng)?shù)稐l頂面是平的或水平是，它沒有前角。這兩個前角就是縱向前角和橫向前角/縱向前角，在向側(cè)面單刃進(jìn)給時，可將切削從已加工的工件上卷走，同時使刀具有一種切片的作用。縱向前角為零時，易形成蝸旋形切削，而當(dāng)縱向前角大于零時，它易于使蝸旋形切削伸展為螺旋形切屑/使用5~15度的縱向前角可防止切削刮到工件上。高速鋼刀條通常都刃磨成正前角。然而硬質(zhì)合金刀具可能具有正的或負(fù)的前角。負(fù)前角可使形成切削的剪角增大，造成良好的表面光潔度。負(fù)前角刀具一般可在高速，大走刀的重型車床上使用。橫向前角指的是刀具的頂面和刀具刃磨前從摸端看過去代表其頂部的那根線之間的夾角。橫向前角可控制機加工時所產(chǎn)生的切屑的形狀以及切屑的移動方向。橫向前角小的刀具比前角大的刀具所產(chǎn)生的切屑要短一些。刀尖角是側(cè)切刃和端切刃之間的夾角。單刃切削刀具的分類為了進(jìn)行某些機加工工序需要不同形狀的刀條，大多數(shù)刀條都刃磨成只朝一個方向切削。其常見的類型現(xiàn)在叫做有切刀和左切刀。以前叫做右偏刀和左偏刀。右切單刃刀是一種當(dāng)頂面朝上，從刀尖方向看過去切削刃的右邊的刀具。這種刀條裝在車床上，它的切削刃就在左邊。這種刀條是從右向左，即從尾架那一端朝車床的床頭方向切削的。左切刀是當(dāng)頂面朝上，從刀尖方向看過去切削刃在左邊的刀具。這種刀具都刃磨成從左向右切削的，即朝車床的尾架方向切削的。常用的刀條類型有以下幾種：粗車刀是一種用來進(jìn)行重切削，把工件直徑切至接近尺寸的刀具。因為在粗加工時，表面光潔度是不重要的，這樣的刀條可以刃磨成幾乎是鋒利的到尖。不過，這樣的刀尖通常要稍微磨成圓弧狀以防止崩刀。精車刀有磨的很鋒利的切削刃，這種切削刃經(jīng)油石研磨可產(chǎn)生非常光滑的光潔度。精車刀通常具有比粗車刀更大的圓弧尖。圓頭刀是一種可以用于多種類型的通用刀具。當(dāng)頂部磨平時，它既能用于右切也能用于左切，還能車削黃銅。它也可以用來在軸肩角處切削半徑。圓頭刀可用來作精車刀具。方頭刀只用于工件末端的切削。它用來倒角和粗車以加工方形肩。切斷刀只用于工件末端的切削，可用來切斷裝卡在卡盤上的棒料或工件。端面偏刀即通常所謂的偏刀，用來把工件的端部精車成與母線成直角的光滑的端面。右切端面偏刀總是用語精車軸的端部。左切端面偏刀可以用來精車軸肩的左側(cè)。斷屑槽為了解決切屑延續(xù)不斷的這一難題，常?？梢栽诟咚黉摰都馍先心コ鲆粋€斷屑槽。斷屑槽能夠在一般磨刀砂輪上刃磨出來，而槽形的斷屑槽則能由一個裝在平面磨床上的薄砂輪刃磨出來。另一種單獨的斷屑器常用于裝卡式硬質(zhì)合金刀上。切削作用當(dāng)車床車削時，有三個基本切削力，即：工件的縱向力，作用于刀具的側(cè)面；工件的徑向力，作用于刀具的前端；工件的切向力，作用于刀具的頂部。其中切向力比其他兩個力要大的多，它對切削作用的影響也最大。這一巨大的作用力是加在切削刃上的。在大型金屬切削機床上的測量表明，每平方英尺上的壓力可達(dá)到25萬磅。假如刀具形狀不合適或裝卡角度不合適，刀具很快就會變鈍。在車床上切削時，就會從正在加工的材料上擠下片狀的切屑。即連續(xù)的金屬帶。在軟的，韌性材料上，這種楔擠作用是連續(xù)進(jìn)行的。再較硬的材料上，楔擠力使金屬受壓縮。壓縮一直延續(xù)到剪斷為至。于是被擠壓的金屬就與工件脫離。在切削加工中始終重復(fù)這一過程。刀具的形狀比切削刃的實際鋒利程度更加重要的多。刀具沒有后角就會使刀具在工件上磨蹭。這樣加大了對切削刃的壓力，從而影響刀具的性能。后角太大會使刀具脆弱無力，不能很好支撐切削刃。這樣刀口就會迅速折斷或磨損。刃磨高速工具鋼刀條使刀具具有銳利的切削刃。使刀條為特定的工序提供正確的或最好的形狀。使刀條的前端留有隙角。使刀條的側(cè)面留有隙角。使切屑能在刀條頂面順利滑過，并脫離切削刃。刃磨右切圓刀頭的正確程序如下：檢查砂輪，看砂輪表面是否修整好。再不平的或有溝的砂輪上刃磨出好的切削刃是困難的。應(yīng)在刃磨切削刀具的專用臺式磨床或立式砂輪機上進(jìn)行刃磨。在這種砂輪機的一邊應(yīng)安裝一個氧化鋁粗砂輪另一邊裝一個細(xì)砂輪。使用粗砂輪把刀條粗磨成一定的形狀。然后用細(xì)砂輪精磨刀條。刀具砂輪機應(yīng)具有刃磨支架，把雙手?jǐn)R在支架上，以控制刀條的運動。握緊刀條，使它不能在砂輪上跳動。但不要握的太緊，以致難于移動刀條。手握刀條在砂輪上刃磨出橫向后角，以便磨成側(cè)刃角。這個角度在切削軟鋼時應(yīng)大約6度。手握刀條貼在砂輪上，使刀條底部向內(nèi)傾斜即可得到這種角度。當(dāng)刃磨時，應(yīng)將刀條在砂輪面上橫向來回移動，而不改變其位置。這有利于較快的磨好刀條并防止在砂輪上磨出溝槽來。當(dāng)?shù)稐l發(fā)熱時就把它浸在水里使其冷卻。初學(xué)者經(jīng)犯上下移動的錯誤。這會在刀條側(cè)面形成許多不同的角度，從而使它變的形狀怪異。要避免出現(xiàn)這種情況，就應(yīng)該使刀條固定在砂輪的一個位置上。要來回移動而決不要上下移動。在對側(cè)刃磨出橫向后角以把刀條磨成應(yīng)有的形狀。刃磨縱向后角，要握著刀使端部向上。成半圓形地擺動刀柄。力圖使端部圓弧與兩側(cè)均勻的光滑的連接起來。在刃磨刀片的圓弧時，一定要減輕壓力。不做到這一點，磨出的圓頭刀就會大于所要求的形狀。刃磨右切刀的橫向前角，應(yīng)使刀條的頂面即頂部與砂輪的右側(cè)成直角。使刀片底部向內(nèi)傾斜。使刀具保持這一位置，直到砂輪將整個頂面磨到切削刃時為止/刃磨左切刀的橫向前角。要用手握住刀條于砂輪左側(cè)。讓刀條底部向內(nèi)傾斜。讓砂輪將整個頂面磨至切削刃。沒有理由在刀條前端刃磨低于刀柄的頂面。這樣會浪費昂貴的刀條并使刀具外形受到損害。用油石研磨精加工的刀條是一個很好的習(xí)慣。選擇一個中細(xì)的油石。再油石上蘸一點煤油或豬油。使切削刃在油石上來回磨動。一定要把刀條拿平，以便不致使它的各種角度有任何改變。只要稍加實踐，就能夠正確的刃磨刀條。記住，一個磨得很好的刀條應(yīng)具有恰當(dāng)?shù)牡毒呓嵌群湍サ暮軇蚍Q的平整表面。車床的維護在任何時候都要保持車床的清潔和潤滑良好。同任何精密機械一樣，車床也要認(rèn)真維護。只要操作者對床子進(jìn)行恰當(dāng)?shù)木S護，它就能運轉(zhuǎn)正常，加工精確。不要犯依賴別人給床子加油和維修的錯誤。操作者的人身安全取決于他保持床子安全運轉(zhuǎn)的能力。車床的正常維護包括清理，加油，調(diào)整和小修等工作。清理車床在每一個工作日后要徹底清理車床。如果切屑和臟物留在導(dǎo)軌，傳動裝置和其它運行部件上時，它的表面就會變粗糙并出現(xiàn)凹坑。這會導(dǎo)致迅速磨損以致使這些部件難于操縱。建議按下述步驟清理車床：先用刷子掃除全部切屑。注意大部分切屑鋒利如刀，因此決不可以用手去清理。用一把2英寸的漆刷或小臺刷來清理切屑是方便的。這時應(yīng)把尾架移到床身的右端。用一塊干凈的布或棉絲擦拭所有的油漆表面。否則留在油漆表面的油跡會變硬和污染油漆。用同樣的布或棉絲擦去所有機加工表面的油污和油脂。刷掉切屑盤里所有的切屑，然后把它擦干凈。在安裝卡盤以前，先用一鐵絲作成的螺紋清除器將其內(nèi)螺紋清除干凈。再把主軸螺紋擦拭干凈。滴上一，兩滴油。把頂尖錐柄裝入主軸孔之前，先把主軸孔和頂尖錐柄擦拭干凈。如果頂尖錐柄上有毛刺或粗糙的疵點，在裝入主軸孔之前，要用挫或油石將毛刺或粗糙疵點除掉。有時，可用一根繩來擦拭絲杠上的螺紋槽。把繩繞在絲杠上。調(diào)整傳動位置，使絲杠以中速轉(zhuǎn)動。開動車床，隨著絲杠的轉(zhuǎn)動，當(dāng)繩子沿著絲杠螺紋往前走時，來回拉動繩子。當(dāng)給車床加油時，要擦拭掉任何可能益處和滴在油漆表面上的油。開始工作前，一定要確保在導(dǎo)軌上保持有一層薄薄的油膜。調(diào)整橫向進(jìn)給和復(fù)合流板的鑲條螺釘，以消除部件之間的松動狀態(tài)即間隙。如果用手握住刀架并來回晃動就能使橫向進(jìn)給移動，這就說明。鑲條螺釘太松了。調(diào)整每個鑲條螺釘，直到橫向進(jìn)給手柄得到平滑運動為止。當(dāng)螺釘調(diào)整好以后，推拉倒架就不可能使橫向進(jìn)給移動。決不要把刀具或工件放在車床導(dǎo)軌上。這樣做就會損壞經(jīng)過精密刮研的表面精度/可把工具放在車床的木板上。當(dāng)使用刀架磨頭時，一定要保護車床的機加工表面，要把它們覆蓋起來。如果在磨削加工時這些表面沒有覆蓋好，從砂輪上掉下來的沙礫就會嵌入支撐面，從而很快破壞車床的精度。每星期一次，用蘸有煤油的干凈布，把車床整個擦拭一遍。先擦干凈油漆表面，然后擦機加工表面。擦干后就在所有的加工表面薄薄的涂上一層清潔的油。車床的加油和潤滑車床的恰當(dāng)潤滑是很重要的。每臺車床都帶有一張潤滑圖。所使用的潤滑油和潤滑脂的等級，品種一定要符合圖中的要求。要養(yǎng)成每天開始工作之前給車床加油的習(xí)慣。有些部件要每天加油。另一些部件按圖表規(guī)定要每周或每月加油一次。幾個人使用同一臺車床，常常是人人相互依賴，結(jié)果是沒人給機床加油和維護。CUTTINGTOOLSANDTOOLHOLDERSTomachineaworkpiecesuccessfullyyoumusthave:thecorrectkindofcuttingtoolortoolbittherighttypeoftoolholderatoolwithasharpcutting-edgethecuttingtoolsetoradjustedtothecorrectheightandposition.Cutting-toolmaterialsToolbitsusedonthelathearemadeformoneofsixbasicmaterials:water-hardeningsteels,high-speedsteels,hard-cast,nonferrousalloys,sintered(cemented)carbides,ceramics,anddiamonds.Theselectionofthematerialuseddependsuponmanyfactorsincluding:toolcost,sizeanddesignoftool,metal-removalrate,lengthofrun,finishandtoleranceofpart,andconditionandcapabilityofthemachinetool.Becauseofthesefactors,materialselectionismoreoftenbasedongeneralexperiencethanonpreciseevaluation.Thereare,however,certaingeneralcharacteristicsofthedifferentcutting-toolmaterialsyoushouldunderstand.Water-hardeningSteels.Theseincludethehigh-carbontoolsteels(eitherplaincarbonorthosewithminoradditionsofchromium,vanadium,ortungsten).Thedifferentgradesofwater-hardeningtoolsteelsareclassedasWsteelsinAmericanIronandSteelInstitute’ssystemofclassification.Toolsmadefromthesematerialshaveverysharp,smoothcutting-edgeswhenproperlyheat-treated.Theyareadequateforlimitedturningatarelativelylowcuttingspeedorwhenold,low-speedequipment,suchasaflat-beltlathe,isused.Themainlimitationoftoolsmadeformwater-hardeningsteelsisthattheysoftenifthecutting-edgetemperatureexceedsapproximately300-400Fduringsharpeningorcutting.Aseconddisadvantageislowresistancetoedgewear.High-speedSteels.High-speedsteelsoffergreatimprovementincuttingefficiencyoverwater-hardeningtoolsteels.Toolsmadefromhigh-speedsteelsretainenoughhardnesstomachineatrapidratesevenwhenthetooltemperaturereaches1050F.Theycanbeusedeventhoughtheybecomedullredwithheat.Uponcoolingtoroomtemperature,theoriginalhardnessofthesesteelsdoesnotchange.Wearresistanceofhigh-speedsteelsismuchbetterthanthatofthecarbonoralloysteels.Thisisduetothehighcarbidecontent,especiallyinthehigher-alloytypesofhigh-speedsteel.Fullyhardened,high-speedsteelshavegreaterresistancetoshockthancarbidesorhard-castalloys.Therearetwomaintypesofhigh-speedsteelsdesignatedintheAmericanIronandSteelsInstitutesystem,Msteels(molybdenumbaseandTsteelstungstenbase.Toolbitsmadefromthesematerialscanbepurchasedalreadygroundtovariousshapes.Ungroundtoolbitscalledtool-bitblankscanalsobepurchased.Thesetool-bitblanksaremadeinstandardsizetofitthecommonlyusedlathes.Thecommonsizesare3/16insquareby1inlong,1/4insquareby2inlong,5/16insquareby2-1/2inlong,and3/8insquareby3inlong.High-speedsteeltoolbitsarethetypemostusedintheschoolmachineshop.Hard-castAlloy.Thesematerialsdonotcontainsufficientirontobeclassedassteels.Rather,theyaremainlyalloysofcobalt,chromium,andtungstenwithotherelementsaddedforspecialpurpose.Theyreachfullhardnessintheas-castcondition,withoutheattreatment.Themustbegroundtosizeaftercasting.Intermsofresistancetoheat,wear,shock,andinitialcost,castalloysrankbetweenhigh-speedsteelsandcarbides.Hard-castalloysareweakerintensionandmorebrittlethanhigh-speedsteelsandthusarenotsuitableforsevereshockloads.Theyareknownbysuchcommercialnamesasstellite,Rexalloy,andtantung.SinteredCarbides.Forefficientandhigh-speedmachining,bestresultscanbeobtainedwithsinteredcarbidetools.Carbidetoolsareavailableinsolidformandasinsertswhichareeitherbrazedorclampedintoolholders.Clampedinsertsareusuallyround,square,ortriangularinshapeandhavealledgeisalwaysavailable.Theseinsertscanberotatedsothatasharpedgeisa