機(jī)械制造裝備課程設(shè)計(jì)-普通車床主軸箱部件設(shè)計(jì)_第1頁
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機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目:普通車床主軸箱部件設(shè)計(jì)起止日期:2011年11月26日至2011年12月13日學(xué)生姓名武宇龍班級(jí)機(jī)設(shè)081學(xué)號(hào)08405100105成績指導(dǎo)教師(簽字)機(jī)械工程學(xué)院2011年11目錄1.課程設(shè)計(jì)任務(wù)書·····························································42.緒論·······································································63.設(shè)計(jì)計(jì)算···································································63.1車床的規(guī)格系列和用處···················································63.2操作性能要求···························································74.主動(dòng)參數(shù)參數(shù)的擬定·························································74.1確定傳動(dòng)公比φ·························································74.2主電動(dòng)機(jī)的選擇·························································75.變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)·····························································85.1主變速方案擬定··························································85.2變速結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇·················································85.2.1確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目································85.2.2變速式的擬定······················································95.2.3結(jié)構(gòu)式的擬定······················································95.2.4結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定······················································95.2.5結(jié)構(gòu)式的擬定·····················································105.2.6結(jié)構(gòu)式的擬定·····················································105.2.7確定各變速組變速副齒數(shù)···········································115.2.8繪制變速系統(tǒng)圖···················································136.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)··································································136.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案··········································136.2展開圖及其布置·························································146.3I軸〔輸入軸〕的設(shè)計(jì)······················································146.4齒輪塊設(shè)計(jì)·····························································146.5傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)···························································156.6主軸組件設(shè)計(jì)···························································166.6.1各局部尺寸的選擇·················································166.6.2主軸材料和熱處理·················································166.6.3主軸軸承·························································176.6.4主軸與齒輪的連接·················································186.6.5潤滑與密封······················································186.6.6其他問題·························································187.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)······························································187.1帶輪的設(shè)計(jì)·····························································187.2傳動(dòng)軸的直徑估算·······················································217.2.1確定各軸轉(zhuǎn)速·····················································217.2.2傳動(dòng)軸直徑的估算:確定各軸最小直徑································227.2.3鍵的選擇·························································237.3傳動(dòng)軸的校核···························································237.3.1傳動(dòng)軸的校核·····················································237.3.2鍵的校核·························································247.4各變速組齒輪模數(shù)確實(shí)定和校核···········································247.4.1齒輪模數(shù)確實(shí)定···················································247.4.2齒寬確實(shí)定·······················································287.4.3齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)···················································297.5帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)···························································307.6片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算·············································317.7齒輪強(qiáng)度校驗(yàn)···························································337.7.1校核a變速組齒輪·················································337.7.2校核b變速組齒輪·················································357.7.3校核c變速組齒輪·················································367.8軸承的選用與校核·······················································377.8.1各軸軸承的選用···················································377.8.2各軸軸承的校核···················································378.主軸組件設(shè)計(jì)······························································398.1主軸的根本尺寸確定·····················································398.1.1外徑尺寸D·······················································398.1.2主軸孔徑d·······················································398.1.3主軸懸伸量a·····················································408.1.4支撐跨距L·······················································408.1.5主軸最正確跨距L0確實(shí)定············································418.2主軸剛度驗(yàn)算···························································438.2.1主軸前支撐轉(zhuǎn)角的驗(yàn)算·············································448.2.2主軸前端位移的驗(yàn)算···············································459.心得體會(huì)及參考文獻(xiàn)························································47湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2011—2012學(xué)年第一學(xué)期機(jī)械工程學(xué)院〔系、部〕機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)機(jī)設(shè)081班級(jí)課程名稱:《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)題目:普通車床(最大加工直徑Φ250)主軸箱部件設(shè)計(jì)起止日期:自2011年11月26日至2011年12月13日共2周內(nèi)容及任務(wù)一、設(shè)計(jì)任務(wù):1、車床最大加工直徑為250mm.2、主要技術(shù)參數(shù):主電機(jī)功率P〔kw〕主電機(jī)轉(zhuǎn)速n電〔r·min-1〕Nmax〔r·min-1〕Nmin〔r·min-1〕公比Ψ414501400631.41加工工件材料為鋼材;刀具為硬質(zhì)合金刀具;二、設(shè)計(jì)工作量運(yùn)動(dòng)計(jì)算:根據(jù)給定的轉(zhuǎn)速確定主傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)圖、轉(zhuǎn)速圖、傳統(tǒng)系統(tǒng)圖、計(jì)算齒輪齒數(shù);動(dòng)力計(jì)算:選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào),對(duì)主要零件〔如帶、齒輪、主軸、傳動(dòng)軸、軸承等〕進(jìn)行計(jì)算〔初算和驗(yàn)算〕;編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份;繪制以下圖紙:

①機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)圖〔計(jì)算說明書中〕;

②主軸箱部件展開圖及主要剖面圖;

③主軸零件圖。設(shè)計(jì)說明書及圖紙必須為計(jì)算機(jī)輸出稿;上交作業(yè)應(yīng)包括電子稿以及打印稿,設(shè)計(jì)說明書文件格式為word2003版本,平面圖紙文件格式為autocad2007或以下版本,3D圖為step文件格式〔圖紙要求包括原始零件模型數(shù)據(jù)〕。*3D圖可根據(jù)學(xué)生個(gè)體情況選擇。進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容2011.11.26--參考文獻(xiàn),畫圖任務(wù)書的編寫任務(wù)書、圖紙的整理排版主要參考資料《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》

馮辛安等著

機(jī)械工業(yè)出版社《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》

陳立德編

高等教育出版社《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》

陳立德編

高等教育出版社《現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》〔上下冊(cè)〕機(jī)械工業(yè)出版社《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》

戴曙著

機(jī)械工業(yè)出版社

指導(dǎo)教師〔簽字〕:姚建民2011年11月26日系〔教研室〕主任〔簽字〕:年月日摘要普通中型車床主軸箱設(shè)計(jì)普通中型車床主軸箱設(shè)計(jì),主要包括三方面的設(shè)計(jì),即:根據(jù)設(shè)計(jì)題目所給定的機(jī)床用途、規(guī)格、主軸極限轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速數(shù)列公比或級(jí)數(shù),確定其他有關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù),選定主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速值;通過分析比擬,選擇傳動(dòng)方案;擬定結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng),擬定轉(zhuǎn)速圖;確定齒輪齒數(shù)及帶輪直徑;繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。其次,根據(jù)機(jī)床類型和電動(dòng)機(jī)功率,確定主軸及各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速,初定傳動(dòng)軸直徑、齒輪模數(shù),確定傳動(dòng)帶型號(hào)及根數(shù),摩擦片尺寸及數(shù)目;裝配草圖完成后要驗(yàn)算傳動(dòng)件〔傳動(dòng)軸、主軸、齒輪、滾動(dòng)軸承〕的剛度、強(qiáng)度或壽命。最后,完成運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和動(dòng)力設(shè)計(jì)后,要將主傳動(dòng)方案“結(jié)構(gòu)化”,設(shè)計(jì)主軸變速箱裝配圖及零件圖,側(cè)重進(jìn)行傳動(dòng)軸組件、主軸組件、變速機(jī)構(gòu)、箱體、潤滑與密封、傳動(dòng)軸及滑移齒輪零件的設(shè)計(jì)?!娟P(guān)鍵詞】車床、主軸箱、變速系統(tǒng)、主軸組件。2.緒論機(jī)床技術(shù)參數(shù)有主參數(shù)和根本參數(shù),他們是運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù),影響到機(jī)床是否滿足所需要的根本功能要求,參數(shù)擬定就是機(jī)床性能設(shè)計(jì)。主參數(shù)是直接反映機(jī)床的加工能力、決定和影響其他根本參數(shù)的依據(jù),如車床的最大加工直徑,一般在設(shè)計(jì)題目中給定,根本參數(shù)是一些加工件尺寸、機(jī)床結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性有關(guān)的參數(shù),可歸納為尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。通用車床工藝范圍廣,所加工的工件形狀、尺寸和材料各不相同,有粗加工又有精加工;用硬質(zhì)合金刀具又用高速鋼刀具。因此,必須對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床工藝范圍和使用情況做全面的調(diào)研和統(tǒng)計(jì),依據(jù)某些典型工藝和加工對(duì)象,兼顧其他的可能工藝加工的要求,擬定機(jī)床技術(shù)參數(shù),擬定參數(shù)時(shí),要考慮機(jī)床開展趨勢(shì)和同國內(nèi)外同類機(jī)床的比照,使擬定的參數(shù)最大限度地適應(yīng)各種不同的工藝要求和到達(dá)機(jī)床加工能力下經(jīng)濟(jì)合理。機(jī)床主傳動(dòng)系因機(jī)床的類型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同,應(yīng)滿足的要求也不一樣。設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系時(shí)最根本的原那么就是以最經(jīng)濟(jì)、合理的方式滿足既定的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合具體機(jī)床進(jìn)行具體分析,一般應(yīng)滿足的根本要求有:滿足機(jī)床使用性能要求。首先應(yīng)滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性,如機(jī)床主軸油足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù);滿足機(jī)床傳遞動(dòng)力的要求。主電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能提供足夠的功率和轉(zhuǎn)矩,具有較高的傳動(dòng)效率;滿足機(jī)床工作性能要求。主傳動(dòng)中所有零部件有足夠的剛度、精度和抗震性,熱變形特性穩(wěn)定;滿足產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性要求。傳動(dòng)鏈盡可能簡短,零件數(shù)目要少,以便節(jié)約材料,降低本錢。3.設(shè)計(jì)計(jì)算3.1車床的規(guī)格系列和用處普通機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型號(hào)作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的根底。因此,對(duì)這些根本知識(shí)和資料作些簡要介紹。本次設(shè)計(jì)的是普通型車床主軸變速箱。主要用于加工回轉(zhuǎn)體。表1.1車床的主參數(shù)〔規(guī)格尺寸〕和根本參數(shù)表工件最大回轉(zhuǎn)直徑(mm)最高轉(zhuǎn)速()最低轉(zhuǎn)速()電機(jī)功率P〔kW〕公比轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z3201120257.51.41123.2操作性能要求1〕具有皮帶輪卸荷裝置2〕手動(dòng)操縱雙向片式摩擦離合器實(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4.主動(dòng)參數(shù)參數(shù)的擬定4.1確定傳動(dòng)公比根據(jù)【1】公式〔3-2〕因?yàn)?,∴Z=+1∴===1.4129根據(jù)【1】表3-5標(biāo)準(zhǔn)公比。這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系列=1.41.因?yàn)?1.41=1.06,根據(jù)【1】表3-6標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首先找到最小極限轉(zhuǎn)速25,再每跳過5個(gè)數(shù)〔1.26~1.06〕取一個(gè)轉(zhuǎn)速,即可得到公比為1.41的數(shù)列:25,35.5,50,71,100,140,200,280,400,560,800,1120.4.2主電動(dòng)機(jī)的選擇合理確實(shí)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。現(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,外表粗糙度=3.2mm。采用車刀具,可轉(zhuǎn)位外圓車刀,刀桿尺寸:16mm25mm。刀具幾何參數(shù):=15,=6,=75,=15,=0,=-10,b=0.3mm,r=1mm?,F(xiàn)以確定粗車是的切削用量為設(shè)計(jì):確定背吃刀量和進(jìn)給量f,根據(jù)【2】表8-50,取4mm,f取0.6。確定切削速度,參【2】表8-57,取V=1.7。機(jī)床功率的計(jì)算,主切削力的計(jì)算根據(jù)【2】-表8-59和表8-60,主切削力的計(jì)算公式及有關(guān)參數(shù):F=9.81=9.8127040.920.95=3242〔N〕切削功率的計(jì)算==32421.7=5.5〔kW〕依照一般情況,取機(jī)床變速效率=0.8.==6.86(kW)根據(jù)【3】表12-1Y系列〔IP44〕電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù),Y系列〔IP44〕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+40℃,相對(duì)濕度不超過95%,海拔高度不超過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)以上要求,我們選取Y132M-4型三相異步電動(dòng)機(jī),額定功率7.5kW,滿載轉(zhuǎn)速1440,額定轉(zhuǎn)矩2.2,質(zhì)量81kg。至此,可得到上表1.1中的車床參數(shù)。5.變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1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)確實(shí)定。變速型式那么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,比方:變速型式上有集中變速,別離變速;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,優(yōu)化的方案也因條件而異。此次設(shè)計(jì)中,我們采用集中變速型式的主軸變速箱。5.2變速結(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)于分析和選擇簡單的串聯(lián)式的變速不失為有用的方法,但對(duì)于分析復(fù)雜的變速并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案,就并非十分有效。5.2.1確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目數(shù)為Z的變速系統(tǒng)由假設(shè)干個(gè)順序的變速組組成,各變速組分別有、……個(gè)變速副。即變速副中由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為適宜,即變速級(jí)數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子:,可以有三種方案:5.2.2變速式的擬定12級(jí)轉(zhuǎn)速變速系統(tǒng)的變速組,選擇變速組安排方式時(shí),考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。在Ⅰ軸如果安置換向摩擦離合器時(shí),為減少軸向尺寸,第一變速組的變速副數(shù)不能多,以2為宜。主軸對(duì)加工精度、外表粗糙度的影響很大,因此主軸上齒輪少些為好。最后一個(gè)變速組的變速副數(shù)常選用2。綜上所述,變速式為12=2×3×2。5.2.3結(jié)構(gòu)式的擬定對(duì)于12=2×3×2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:,,,由于本次設(shè)計(jì)的機(jī)床=1\*ROMANI軸裝有摩擦離合器,在結(jié)構(gòu)上要求有一齒輪的齒根圓大于離合器的直徑。初選的方案。從電動(dòng)機(jī)到主軸主要為降速變速,假設(shè)使變速副較多的變速組放在較接近電動(dòng)機(jī)處可使小尺寸零件多些,大尺寸零件少些,節(jié)省材料,也就是滿足變速副前多后少的原那么,因此取12=2×3×2方案為好。設(shè)計(jì)車床主變速傳動(dòng)系時(shí),為防止從動(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;為防止擴(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。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)較平穩(wěn),可取。因此在主變速鏈任一變速組的最大變速范圍。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間變速軸的變速范圍最小。5.2.4結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定根據(jù)中間變速軸變速范圍小的原那么選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下:5.2.5結(jié)構(gòu)式的擬定主軸的變速范圍應(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: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。其中,,∴,符合要求。5.2.6結(jié)構(gòu)式的擬定繪制轉(zhuǎn)速圖⑴、選擇Y132M-4型Y系列籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。⑵、分配總降速變速比總降速變速比又電動(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。⑶、確定變速軸軸數(shù)變速軸軸數(shù)=變速組數(shù)+定比變速副數(shù)+1=3+1+1=5。⑷、確定各級(jí)轉(zhuǎn)速由、、z=12確定各級(jí)轉(zhuǎn)速:1120、800、560、400、280、200、140、100、71、50、35.5、25r/min。⑸、繪制轉(zhuǎn)速圖在五根軸中,除去電動(dòng)機(jī)軸,其余四軸按變速順序依次設(shè)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ〔主軸〕。Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ軸之間的變速組分別設(shè)為a、b、c?,F(xiàn)由Ⅳ〔主軸〕開始,確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速:先來確定Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速變速組c的變速范圍為,結(jié)合結(jié)構(gòu)式,Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速只有一種可能:100、140、200、280、400、560r/min。②確定軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速變速組b的級(jí)比指數(shù)為2,希望中間軸轉(zhuǎn)速較小,因而為了防止升速,又不致變速比太小,可取,,軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速確定為:400、560r/min。③確定軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速對(duì)于軸Ⅰ,其級(jí)比指數(shù)為1,可取,確定軸Ⅰ轉(zhuǎn)速為800r/min。由此也可確定加在電動(dòng)機(jī)與主軸之間的定變速比。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〕5.2.7確定各變速組變速副齒數(shù)齒輪齒數(shù)確實(shí)定,當(dāng)各變速組的傳動(dòng)比確定以后,可確定齒輪齒數(shù)。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)公比的整數(shù)次方時(shí),變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和及小齒輪的齒數(shù)可以從【1】表3-9中選取。一般在主傳動(dòng)中,最小齒數(shù)應(yīng)大于18~20。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。根據(jù)【1】,查表3-9各種常用變速比的使用齒數(shù)。⑴、變速組a:∵,;時(shí):……57、60、63、66、69、72、75、78……時(shí):……58、60、63、65、67、68、70、72、73、77……可取84,于是可得軸Ⅰ齒輪齒數(shù)分別為:28、35。于是,,可得軸Ⅱ上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為:56、49。⑵、變速組b:根據(jù)【1】,查表3-9各種常用變速比的使用齒數(shù),∵,,時(shí):……87、89、90、91、92……時(shí):……87、89、90、91……時(shí):……86、88、90、91……可取90,于是可得軸Ⅱ上兩聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為:18、30、45。于是,,,得軸Ⅲ上兩齒輪的齒數(shù)分別為:72,60、45。⑶、變速組c:根據(jù)【1】,查表3-9各種常用變速比的使用齒數(shù),,時(shí):……、85、89、90、94、95、108……時(shí):……84、87、89、90、108……可取108.為降速變速,取軸Ⅲ齒輪齒數(shù)為22;為升速變速,取軸Ⅳ齒輪齒數(shù)為36。于是得,得軸Ⅲ兩聯(lián)動(dòng)齒輪的齒數(shù)分別為22,72;得軸Ⅳ兩齒輪齒數(shù)分別為86,36。5.2.8繪制變速系統(tǒng)圖根據(jù)軸數(shù),齒輪副,電動(dòng)機(jī)等條件可有如下系統(tǒng)圖:6.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1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,用一張展開圖和假設(shè)干張橫截面圖表示。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、平安、可靠原那么,遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原那么。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)中不可防止要經(jīng)過反復(fù)思考和屢次修改。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)果中有無干預(yù)、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)。6.2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。=1\*ROMANI軸上裝的摩擦離合器和變速齒輪。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,否那么齒輪無法加工。這樣軸的間距加大。另一種布置方案是離合器的左右局部分別裝在同軸線的軸上,左邊局部接通,得到一級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng),右邊接通得到三級(jí)正向轉(zhuǎn)動(dòng)。這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大。我們采用第二種方案,通過空心軸中的拉桿來操縱離合器的結(jié)構(gòu)??偛贾脮r(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,使制動(dòng)器尺寸增大。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。6.3=1\*ROMANI軸〔輸入軸〕的設(shè)計(jì)將運(yùn)動(dòng)帶入變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輪的拉力〔采用卸荷裝置〕。=1\*ROMANI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=1\*ROMANI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。車床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時(shí)退刀。車螺紋時(shí),換向頻率較高。實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的變換方案很多,我們采用正反向離合器。正反向的轉(zhuǎn)換在不停車的狀態(tài)下進(jìn)行,常采用片式摩擦離合器。由于裝在箱內(nèi),一般采用濕式。在確定軸向尺寸時(shí),摩擦片不壓緊時(shí),應(yīng)留有0.2~0.4的間隙,間隙應(yīng)能調(diào)整。離合器及其壓緊裝置中有三點(diǎn)值得注意: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的兩個(gè)自由度,起了定位作用。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力的封閉系統(tǒng),不增加軸承軸向復(fù)合。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。=1\*ROMANI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?;瑒?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??仗X輪需要有軸向定位,軸承需要潤滑。6.4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,不可防止要產(chǎn)生動(dòng)載荷而引起振動(dòng)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,取決于以下有關(guān)因素:是固定齒輪還是滑移齒輪;移動(dòng)滑移齒輪的方法;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7—6—6,圓周速度很低的,才選8—7—7。如果噪聲要求很嚴(yán),或一些關(guān)鍵齒輪,就應(yīng)選6—5—5。當(dāng)精度從7—6—6提高到6—5—5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到達(dá)。7級(jí)精度齒輪,用較高精度滾齒機(jī)或插齒機(jī)可以到達(dá)。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)可以到達(dá)。淬火齒輪,必須磨齒才能到達(dá)6級(jí)。機(jī)床主軸變速箱中齒輪齒部一般都需要淬火?;讫X輪進(jìn)出嚙合的一端要圓齒,有規(guī)定的形狀和尺寸。圓齒和倒角性質(zhì)不同,加工方法和畫法也不一樣,應(yīng)予注意。選擇齒輪塊的結(jié)構(gòu)要考慮毛坯形式〔棒料、自由鍛或模鍛〕和機(jī)械加工時(shí)的安裝和定位基面。盡可能做到省工、省料又易于保證精度。齒輪磨齒時(shí),要求有較大的空刀〔砂輪〕距離,因此多聯(lián)齒輪不便于做成整體的,一般都做成組合的齒輪塊。有時(shí)為了縮短軸向尺寸,也有用組合齒輪的。要保證正確嚙合,齒輪在軸上的位置應(yīng)該可靠。滑移齒輪在軸向位置由操縱機(jī)構(gòu)中的定位槽、定位孔或其他方式保證,一般在裝配時(shí)最后調(diào)整確定。6.5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。軸的局部長度上的花鍵,在終端有一段不是全高,不能和花鍵空配合。這是加工時(shí)的過濾局部。一般尺寸花鍵的滾刀直徑為65~85。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擬高。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,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;支撐跨距比擬短的,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)盡可能防止。既要滿足承載能力的要求,又要符合孔加工工藝,可以用輕、中或重系列軸承來到達(dá)支撐孔直徑的安排要求。兩孔間的最小壁厚,不得小于5~10,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,不管軸是否轉(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?;剞D(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:軸的長度。長軸要考慮熱伸長的問題,宜由一端定位。軸承的間隙是否需要調(diào)整。整個(gè)軸的軸向位置是否需要調(diào)整。在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈。加工和裝配的工藝性等。6.6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〔加工精度和外表粗糙度〕,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。6.6.1各局部尺寸的選擇主軸形狀與各局部尺寸不僅和強(qiáng)度、剛度有關(guān),而且涉及多方面的因素。內(nèi)孔直徑車床主軸由于要通過棒料,安裝自動(dòng)卡盤的操縱機(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)。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。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,目前采用莫氏六號(hào)錐孔。支撐跨距及懸伸長度為了提高剛度,應(yīng)盡量縮短主軸的外伸長度。選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇啵话阃扑]?。?2~3.5,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),那么取小值。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。6.6.2主軸材料和熱處理在主軸結(jié)構(gòu)形狀和尺寸一定的條件下,材料的彈性模量E越大,主軸的剛度也越高,由于鋼材的E值較大,故一般采用鋼質(zhì)主軸,一般機(jī)床的主軸選用價(jià)格廉價(jià)、性能良好的45號(hào)鋼。提高主軸有關(guān)外表硬度,增加耐磨性,在長期使用中不至于喪失精度,這是對(duì)主軸熱處理的根本要求。機(jī)床主軸都在一定部位上承受著不同程度的摩擦,主軸與滾動(dòng)軸承配合使用時(shí),軸頸外表具有適當(dāng)?shù)挠捕瓤筛纳蒲b配工藝并保證裝配精度,通常硬度為HRC40-50即可滿足要求。一般機(jī)床的主軸,淬火時(shí)要求無裂紋,硬度均勻;淬硬層深度不小于1mm,最好1.5-2mm,使精磨后仍能保存一點(diǎn)深度的淬硬層,主軸熱處理后變形要小。螺紋外表一般不淬火;淬火部位的空刀槽不能過深,臺(tái)階交接處應(yīng)該倒角;滲氮主軸的銳邊、棱角必須倒圓R>0.5mm,可防止?jié)B氮層穿透剝落。6.6.3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)比擬簡單,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,否那么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〕保持比擬大的游隙〔約0.03~0.07〕,只有在載荷比擬大、軸產(chǎn)生彎曲變形時(shí),輔助支撐軸承才起作用。軸承配置時(shí),除選擇軸承的類型不同外,推力軸承的布置是主要差異。推力軸承布置在前軸承、后軸承還是分別布置在前、后軸承,影響著溫升后軸的伸長方向以及結(jié)構(gòu)的負(fù)責(zé)程度,應(yīng)根據(jù)機(jī)床的實(shí)際要求確定。在配置軸承時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):每個(gè)支撐點(diǎn)都要能承受經(jīng)向力。兩個(gè)方向的軸向力應(yīng)分別有相應(yīng)的軸承承受。徑向力和兩個(gè)方向的軸向力都應(yīng)傳遞到箱體上,即負(fù)荷都由機(jī)床支撐件承受。3〕軸承的精度和配合主軸軸承精度要求比一般傳動(dòng)軸高。前軸承的誤差對(duì)主軸前端的影響最大,所以前軸承的精度一般比后軸承選擇高一級(jí)。普通精度級(jí)機(jī)床的主軸,前軸承的選或級(jí),后軸承選或級(jí)。選擇軸承的精度時(shí),既要考慮機(jī)床精度要求,也要考慮經(jīng)濟(jì)性。軸承與軸和軸承與箱體孔之間,一般都采用過渡配合。另外軸承的內(nèi)外環(huán)都是薄壁件,軸和孔德形狀誤差都會(huì)反映到軸承滾道上去。如果配合精度選的太低,會(huì)降低軸承的回轉(zhuǎn)精度,所以軸和孔的精度應(yīng)與軸承精度相匹配。軸承間隙的調(diào)整為了提高主軸的回轉(zhuǎn)精度和剛度,主軸軸承的間隙應(yīng)能調(diào)整。把軸承調(diào)到適宜的負(fù)間隙,形成一定的預(yù)負(fù)載,回轉(zhuǎn)精度和剛度都能提高,壽命、噪聲和抗震性也有改善。預(yù)負(fù)載使軸承內(nèi)產(chǎn)生接觸變形,過大的預(yù)負(fù)載對(duì)提高剛度沒有明顯的小果,而磨損發(fā)熱量和噪聲都會(huì)增大,軸承壽命將因此而降低。軸承間隙的調(diào)整量,應(yīng)該能方便而且能準(zhǔn)確地控制,但調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不能太復(fù)雜。雙列短圓柱滾子軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈可以移動(dòng),當(dāng)內(nèi)圈向大端軸向移動(dòng)時(shí),由于1:12的內(nèi)錐孔,內(nèi)圈將脹大消除間隙。其他軸承調(diào)整也有與主軸軸承相似的問題。特別要注意:調(diào)整落幕的端面與螺紋中心線的垂直度,隔套兩個(gè)端面的平行度都由較高要求,否那么,調(diào)整時(shí)可能將軸承壓偏而破壞精度。隔套越長,誤差的影響越小。螺母端面對(duì)螺紋中心線垂直度、軸上和孔上套簡兩端平行度等均有嚴(yán)格的精度要求。6.6.4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〕,兩國特鍵不但平衡較好,而且平鍵高度較低,防止因齒輪鍵槽太深導(dǎo)致小齒輪輪轂厚度不夠的問題。6.6.5潤滑與密封主軸轉(zhuǎn)速高,必須保證充分潤滑,一般常用單獨(dú)的油管將油引到軸承處。主軸是兩端外伸的軸,防止漏油更為重要而困難。防漏的措施有兩種:1〕堵——加密封裝置防止油外流。主軸轉(zhuǎn)速高,多采用非接觸式的密封裝置,形式很多,一種軸與軸承蓋之間留0.1~0.3的間隙〔間隙越小,密封效果越好,但工藝?yán)щy〕。還有一種是在軸承蓋的孔內(nèi)開一個(gè)或幾個(gè)并列的溝槽〔圓弧形或形〕,效果比上一種好些。在軸上增開了溝槽〔矩形或鋸齒形〕,效果又比前兩種好。在有大量切屑、灰塵和冷卻液的環(huán)境中工作時(shí),可采用曲路密封,曲路可做成軸向或徑向。徑向式的軸承蓋要做成剖分式,較為復(fù)雜。2〕疏導(dǎo)——在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐?,使油能順利地流回到油箱?.6.6其他問題主軸上齒輪應(yīng)盡可能靠近前軸承,大齒輪更應(yīng)靠前,這樣可以減小主軸的扭轉(zhuǎn)變形。當(dāng)后支承采用推力軸承時(shí),推力軸承承受著前向后的軸向力,推力軸承緊靠在孔的內(nèi)端面,所以,內(nèi)端面需要加工,端面和孔有較高的垂直度要求,否那么將影響主軸的回轉(zhuǎn)精度。支承孔如果直接開在箱體上,內(nèi)端面加工有一定難度。為此,可以加一個(gè)杯形套孔解決,套孔單獨(dú)在車床上加工,保證高的端面與孔德垂直度。主軸的直徑主要取決于主軸需要的剛度、結(jié)構(gòu)等。各種牌號(hào)鋼材的彈性模量根本一樣,對(duì)剛度影響不大。主軸一般選優(yōu)質(zhì)中碳鋼即可。精度較高的機(jī)床主軸考慮到熱處理變形的影響,可以選用或其他合金鋼。主軸頭部需要淬火,硬度為50~55。其他局部處理后,調(diào)整硬度為220~250。7.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)7.1帶輪的設(shè)計(jì)三角帶傳動(dòng)中,軸間距A可以加大。由于是摩擦傳遞,帶與輪槽間會(huì)有打滑,宜可緩和沖擊及隔離振動(dòng),使傳動(dòng)平穩(wěn)。帶輪結(jié)構(gòu)簡單,但尺寸大,機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/min,傳遞功率P=7.5kW,傳動(dòng)比i=1.8,兩班制,一天運(yùn)轉(zhuǎn)16小時(shí),工作年數(shù)10年。(1)、選擇三角帶的型號(hào)由【4】表8-7工作情況系數(shù)查的共況系數(shù)=1.2。故根據(jù)【4】公式〔8-21〕式中P--電動(dòng)機(jī)額定功率,--工作情況系數(shù)因此根據(jù)、由【4】圖8-11普通V帶輪型圖選用A型。(2)、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑,帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大。為提高帶的壽命,小帶輪的直徑不宜過小,即。查【4】表8-8、圖8-11和表8-6取主動(dòng)小帶輪基準(zhǔn)直徑=125。由【4】公式(8-15a)式中:-小帶輪轉(zhuǎn)速,-大帶輪轉(zhuǎn)速,-帶的滑動(dòng)系數(shù),一般取0.02?!啵伞?】表8-8取圓整為224mm。(3)、驗(yàn)算帶速度V,按【4】式〔8-13〕驗(yàn)算帶的速度∵,故帶速適宜。(4)、初定中心距帶輪的中心距,通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定,一般可在以下范圍內(nèi)選?。焊鶕?jù)【4】經(jīng)驗(yàn)公式〔8-20〕取,取=600mm.(5)、三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度由【4】公式〔8-22〕計(jì)算帶輪的基準(zhǔn)長度由【4】表8-2,圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長度(6)、驗(yàn)算三角帶的撓曲次數(shù),符合要求。(7)、確定實(shí)際中心距按【4】公式〔8-23〕計(jì)算實(shí)際中心距(8)、驗(yàn)算小帶輪包角根據(jù)【4】公式〔8-25〕,故主動(dòng)輪上包角適宜。(9)、確定三角帶根數(shù)根據(jù)【4】式〔8-26〕得查表【4】表8-4d由i=1.8和得=0.15KW,查表【4】表8-5,=0.98;查表【4】表8-2,長度系數(shù)=1.01∴取根(10)、計(jì)算預(yù)緊力查【4】表8-3,q=0.1kg/m由【4】式〔8-27〕其中:-帶的變速功率,KW;v-帶速,m/s;q-每米帶的質(zhì)量,kg/m;取q=0.1kg/m。v=1440r/min=9.42m/s。⑾、計(jì)算作用在軸上的壓軸力傳動(dòng)比查表【4】表8-4a由和得=1.92KW7.2傳動(dòng)軸的直徑估算傳動(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。7.2.1確定各軸轉(zhuǎn)速⑴、確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速:計(jì)算轉(zhuǎn)速是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上,按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系確定。根據(jù)【1】表3-10,主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為⑵、各變速軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速:①軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速可從主軸71r/min按72/18的變速副找上去,軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為100r/min;②軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為400r/min;③軸Ⅰ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為800r/min。⑶、各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速各變速組內(nèi)一般只計(jì)算組內(nèi)最小齒輪,也是最薄弱的齒輪,故也只需確定最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。變速組c中,22/86只需計(jì)算z=22的齒輪,計(jì)算轉(zhuǎn)速為280r/min;變速組b計(jì)算z=18的齒輪,計(jì)算轉(zhuǎn)速為400r/min;變速組a應(yīng)計(jì)算z=28的齒輪,計(jì)算轉(zhuǎn)速為800r/min。⑷、核算主軸轉(zhuǎn)速誤差∵∴所以適宜。7.2.2傳動(dòng)軸直徑的估算:確定各軸最小直徑根據(jù)【5】公式〔7-1〕,,并查【5】表7-13得到取1.①Ⅰ軸的直徑:?、冖蜉S的直徑:取③Ⅲ軸的直徑:取其中:P-電動(dòng)機(jī)額定功率〔kW〕;-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;-該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速〔〕;-傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角〔〕。當(dāng)軸上有鍵槽時(shí),d值應(yīng)相應(yīng)增大4~5%;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)b,b值見【5】表7-12。Ⅰ和Ⅳ為由鍵槽并且軸Ⅳ為空心軸,Ⅱ和Ⅲ為花鍵軸。根據(jù)以上原那么各軸的直徑取值:,和在后文給定,軸采用光軸,軸和軸因?yàn)橐惭b滑移齒輪所以都采用花鍵軸。因?yàn)榫匦位ㄦI定心精度高,定心穩(wěn)定性好,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。按規(guī)定,矩形花鍵的定心方式為小徑定心。查【15】表5-3-30的矩形花鍵的根本尺寸系列,軸花鍵軸的規(guī)格;軸花鍵軸的規(guī)格。④各軸間的中心距確實(shí)定:;;;7.2.3鍵的選擇查【4】表6-1選擇軸上的鍵,根據(jù)軸的直徑,鍵的尺寸選擇,鍵的長度L取22。主軸處鍵的選擇同上,鍵的尺寸為,鍵的長度L取100。7.3傳動(dòng)軸的校核需要驗(yàn)算傳動(dòng)軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。驗(yàn)算傾角時(shí),假設(shè)支撐類型相同那么只需驗(yàn)算支反力最大支撐處傾角;當(dāng)此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時(shí),那么齒輪處傾角不必驗(yàn)算。驗(yàn)算撓度時(shí),要求驗(yàn)算受力最大的齒輪處,但通??沈?yàn)算傳動(dòng)軸中點(diǎn)處撓度〔誤差<%3〕.當(dāng)軸的各段直徑相差不大,計(jì)算精度要求不高時(shí),可看做等直徑,采用平均直徑進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算花鍵軸傳動(dòng)軸一般只驗(yàn)算彎曲剛度,花鍵軸還應(yīng)進(jìn)行鍵側(cè)擠壓驗(yàn)算。彎曲剛度驗(yàn)算;的剛度時(shí)可采用平均直徑或當(dāng)量直徑。一般將軸化為集中載荷下的簡支梁,其撓度和傾角計(jì)算公式見【5】表7-15.分別求出各載荷作用下所產(chǎn)生的撓度和傾角,然后疊加,注意方向符號(hào),在同一平面上進(jìn)行代數(shù)疊加,不在同一平面上進(jìn)行向量疊加。7.3.1傳動(dòng)軸的校核①Ⅰ軸的校核:通過受力分析,在一軸的三對(duì)嚙合齒輪副中,中間的兩對(duì)齒輪對(duì)Ⅰ軸中點(diǎn)處的撓度影響最大,所以,選擇中間齒輪嚙合來進(jìn)行校核最大撓度:查【1】表3-12許用撓度;。②Ⅱ軸、Ⅲ軸的校核同上。7.3.2鍵的校核鍵和軸的材料都是鋼,由【4】表6-2查的許用擠壓應(yīng)力,取其中間值,。鍵的工作長度,鍵與輪榖鍵槽的接觸高度。由【4】式〔6-1〕可得可見連接的擠壓強(qiáng)度足夠了,鍵的標(biāo)記為:7.4各變速組齒輪模數(shù)確實(shí)定和校核7.4.1齒輪模數(shù)確實(shí)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)度條件按【5】表7-17進(jìn)行估算模數(shù)和,并按其中較大者選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),為簡化工藝變速傳動(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2~3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【4】表10-8齒輪精度選用7級(jí)精度,再由【4】表10-1選擇小齒輪材料為40C(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS:根據(jù)【5】表7-17;有公式:①齒面接觸疲勞強(qiáng)度:②齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度:⑴、a變速組:分別計(jì)算各齒輪模數(shù),先計(jì)算最小齒數(shù)28的齒輪。①齒面接觸疲勞強(qiáng)度:其中:-公比;=2;P-齒輪傳遞的名義功率;P=0.967.5=7.2KW;-齒寬系數(shù)=;-齒輪許允接觸應(yīng)力,由【5】圖7-6按MQ線查取;-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;K-載荷系數(shù)取1.2。=650MPa,∴根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為4mm。齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度:其中:P-齒輪傳遞的名義功率;P=0.967.5=7.2KW;-齒寬系數(shù)=;-齒輪許允齒根應(yīng)力,由【5】圖7-11按MQ線查?。?計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;K-載荷系數(shù)取1.2。,∴∴根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為2.5mm?!咚杂谑亲兯俳Ma的齒輪模數(shù)取m=4mm,b=32mm。軸Ⅰ上主動(dòng)輪齒輪的直徑:。軸Ⅱ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為:⑵、b變速組:確定軸Ⅱ上另兩聯(lián)齒輪的模數(shù),先計(jì)算最小齒數(shù)18的齒輪。齒面接觸疲勞強(qiáng)度:其中:-公比;=4;P-齒輪傳遞的名義功率;P=0.9227.5=6.915KW;-齒寬系數(shù)=;-齒輪許允接觸應(yīng)力,由【5】圖7-6按MQ線查取;-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;K-載荷系數(shù)取1.2。=650MPa,∴∴根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為5mm。齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度:其中:P-齒輪傳遞的名義功率;P=0.9227.5=6.915KW;-齒寬系數(shù)=;-齒輪許允齒根應(yīng)力,由【5】圖7-11按MQ線查?。?計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;K-載荷系數(shù)取1.2。,∴∴根據(jù)【6】表10-4將齒輪模數(shù)圓整為3mm?!咚杂谑亲兯俳Mb的齒輪模數(shù)取m=5mm,b=40mm。軸Ⅱ上主動(dòng)輪齒輪的直徑:軸Ⅲ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為:⑶、c變速組:為了使傳動(dòng)平穩(wěn),所以使用斜齒輪,取,螺旋角。計(jì)算中心距a,∴圓整為280mm。修正螺旋角,因值改變不多,所以參數(shù),,等值不必修正。所以軸Ⅲ上兩聯(lián)動(dòng)主動(dòng)輪齒輪的直徑分別為:軸Ⅳ上兩從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為:⑷、標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù):從【7】表5-1查得以下公式齒頂圓直徑;齒根圓直徑;分度圓直徑;齒頂高;齒根高;齒輪的具體值見表表5.1齒輪尺寸表〔單位:mm〕齒輪齒數(shù)z模數(shù)分度圓直徑d齒頂圓直徑齒根圓直徑齒頂高齒根高⒈28411212010245⒉35414014813045⒊56422423221445⒋49419620418645⒌1859010077.556.25⒍305150160137.556.25⒎455225235212.556.25⒏725360370347.556.25⒐605200210187.556.25⒑455225235212.556.25⒒225114.12124.5101.165.196.48⒓725373.44383.82360.485.196.48⒔365186.72197.1173.765.196.48⒕865446.06456.44433.15.196.487.4.2齒寬確實(shí)定由公式得:①Ⅰ軸主動(dòng)輪齒輪;②Ⅱ軸主動(dòng)輪齒輪;③Ⅲ軸主動(dòng)輪齒輪;一般一對(duì)嚙合齒輪,為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的載荷,設(shè)計(jì)上,應(yīng)主動(dòng)輪比從動(dòng)輪齒寬大〔5~10mm〕。所以:,,,,,。7.4.3齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)通過齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度的計(jì)算,只能確定出齒輪的主要尺寸,如齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、螺旋角、分度圓直徑等,而齒圈、輪輻、輪轂等的結(jié)構(gòu)形式及尺寸大小,通常都由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定。當(dāng)齒頂圓直徑時(shí),可以做成實(shí)心式結(jié)構(gòu)的齒輪。當(dāng)時(shí),可做成腹板式結(jié)構(gòu),再考慮到加工問題,現(xiàn)決定把齒輪8、12和14做成腹板式結(jié)構(gòu)。其余做成實(shí)心結(jié)構(gòu)。根據(jù)【4】圖10-39〔a〕齒輪10、12和13結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算如下:①齒輪8結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算,;;;;;,C取12cm。②齒輪12結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算;;;;;;,C取12cm。③齒輪14結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算,;;;,C取14cm。7.5帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑴、帶輪的材料常用的V帶輪材料為HT150或HT200,轉(zhuǎn)速較高時(shí)可以采用鑄鋼或鋼板沖壓焊接而成,小功略時(shí)采用鑄鋁或塑料。⑵、帶輪結(jié)構(gòu)形式V帶輪由輪緣、輪輻和輪轂組成,根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)的不同可以分為實(shí)心式〔【4】圖8-14a〕、腹板式〔【4】圖8-14b〕、孔板式〔【4】圖8-14c〕、橢圓輪輻式〔【4】圖8-14d〕。V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān),當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑〔d為安裝帶輪的軸的直徑,mm〕時(shí)??梢圆捎脤?shí)心式,當(dāng)可以采用腹板式,時(shí)可以采用孔板式,當(dāng)時(shí),可以采用輪輻式。帶輪寬度:。分度圓直徑:。D=90mm是深溝球軸承6210軸承外徑,其他尺寸見帶輪零件圖。⑶、V帶輪的論槽V帶輪的輪槽與所選的V帶型號(hào)向?qū)?yīng),見【4】表8-10.mm槽型與相對(duì)應(yīng)得A11.02.758.79——V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形,使V帶工作面夾角發(fā)生變化。為了使V帶的工作面與大論的輪槽工作面緊密貼合,將V帶輪輪槽的工作面得夾角做成小于。V帶安裝到輪槽中以后,一般不應(yīng)該超出帶輪外圓,也不應(yīng)該與輪槽底部接觸。為此規(guī)定了輪槽基準(zhǔn)直徑到帶輪外圓和底部的最小高度。輪槽工作外表的粗糙度為。⑷、V帶輪的技術(shù)要求鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪輻及輪轂上不允許有傻眼、裂縫、縮孔及氣泡;鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下,允許對(duì)輪緣、凸臺(tái)、腹板及輪轂的外表缺陷進(jìn)行修補(bǔ);轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡,反之做動(dòng)平衡。其他條件參見中的規(guī)定。7.6片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算片式摩擦離合器目前在機(jī)床中應(yīng)用廣泛,因?yàn)樗梢栽谶\(yùn)轉(zhuǎn)中接通或脫開,具有結(jié)合平穩(wěn)、沒有沖擊、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn),局部零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,多用于機(jī)床主傳動(dòng)。按扭矩選擇,即:根據(jù)【15】和【14】表6-3-20,①計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查【15】表6-3-21得∴②摩擦盤工作面的平均直徑式中d為軸的直徑。③摩擦盤工作面的外直徑④摩擦盤工作面的內(nèi)直徑⑤摩擦盤寬度b⑥摩擦面對(duì)數(shù)m,查【15】表6-3-17,摩擦副材料為淬火鋼,對(duì)偶材料為淬火鋼,摩擦因數(shù)取0.08,許用壓強(qiáng)取,許用溫度<120℃.∴m圓整為7.∴摩擦面片數(shù)z=7+1=8.⑦摩擦片脫開時(shí)所需的間隙,因?yàn)椴捎脻袷剿寓嘣S用傳遞轉(zhuǎn)矩因?yàn)棰釅壕o力Q⑩摩擦面壓強(qiáng)p根據(jù)【14】表22.7-7選用帶滾動(dòng)軸承的多片雙聯(lián)摩擦離合器,因?yàn)榘惭b在箱內(nèi),所以采取濕式。結(jié)構(gòu)形式見【14】表22.7-7圖〔a〕。表5.2特征參數(shù)圖號(hào)許用轉(zhuǎn)距重量/kg轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/接合力/N脫開力/N內(nèi)部外部圖a1204.70.00350.0050170100表5.3主要尺寸圖號(hào)許用轉(zhuǎn)矩DABcEFG閉式開式圖a1201832-1081001832604570表5.4主要尺寸圖號(hào)HJLRSa圖a85475181152656435-1020117.7齒輪校驗(yàn)在驗(yàn)算算速箱中的齒輪應(yīng)力時(shí),選相同模數(shù)中承受載荷最大,齒數(shù)最小的齒輪進(jìn)接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算。這里要驗(yàn)算的是齒輪1,齒輪5,齒輪11這三個(gè)齒輪。齒輪強(qiáng)度校核:計(jì)算公式:①彎曲疲勞強(qiáng)度;②接觸疲勞強(qiáng)度7.7.1校核a變速組齒輪①彎曲疲勞強(qiáng)度;校核齒數(shù)為28的齒輪,確定各項(xiàng)參數(shù)⑴、,n=800r/min,⑵、確定動(dòng)載系數(shù)∵齒輪精度為7級(jí),由【4】圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)。由【4】使用系數(shù)。⑶、。⑷、確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)查【4】表10-4,得非對(duì)稱齒向載荷分配系數(shù);,查【4】圖10-13得⑸、確定齒間載荷分配系數(shù):由【4】表10-2查的使用,由【4】表10-3查得齒間載荷分配系數(shù)⑹、確定載荷系數(shù):⑺、查【4】表10-5齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù);⑻、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由【4】圖10-20(c)查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限?!?】圖10-18查得壽命系數(shù),取疲勞強(qiáng)度平安系數(shù)S=1.3,②接觸疲勞強(qiáng)度⑴、載荷系數(shù)K確實(shí)定:⑵、彈性影響系數(shù)確實(shí)定;查【4】表10-6得⑶、查【4】圖10-21〔d〕得,故齒輪1適宜。7.7.2校核b變速組齒輪①彎曲疲勞強(qiáng)度;校核齒數(shù)為18的齒輪,確定各項(xiàng)參數(shù)⑴、,n=400r/min,⑵、確定動(dòng)載系數(shù):齒輪精度為7級(jí),由【4】圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)⑶、⑷、確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)查【4】表10-4,插值法得非對(duì)稱齒向載荷分配系數(shù),查【4】圖10-13得⑸、確定齒間載荷分配系數(shù):由【4】表10-2查的使用;由【4】表10-3查得齒間載荷分配系數(shù)⑹、確定動(dòng)載系數(shù):⑺、查【4】表10-5齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)、⑻、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由【4】圖10-20(c)查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限?!?】圖10-18查得壽命系數(shù),疲勞強(qiáng)度平安系數(shù)S=1.3,②接觸疲勞強(qiáng)度⑴、載荷系數(shù)K確實(shí)定:⑵、彈性影響系數(shù)確實(shí)定;查【4】表10-6得⑶、查【4】圖10-21〔d〕得,故齒輪8適宜。7.7.3校核c變速組齒輪①彎曲疲勞強(qiáng)度;校核齒數(shù)為22的齒輪,確定各項(xiàng)參數(shù)⑴、,n=280r/min,⑵、確定動(dòng)載系數(shù):齒輪精度為7級(jí),由【4】圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)⑶、⑷、確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)查【4】表10-4,插值法得非對(duì)稱齒向載荷分布系數(shù),,查【4】圖10-13得⑸、確定齒間載荷分配系數(shù):由【4】表10-3齒間載荷分布系數(shù),⑹、確定荷載系數(shù):⑺、查表10-5齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)。⑻、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。【4】圖10-18查得壽命系數(shù),疲勞強(qiáng)度平安系數(shù)S=1.3,②接觸疲勞強(qiáng)度⑴、載荷系數(shù)K確實(shí)定:⑵、彈性影響系數(shù)確實(shí)定;查【4】表10-6得⑶、查【4】圖10-21〔d〕得,故齒輪11適宜。7.8軸承的選用與校核7.8.1各軸軸承的選用①主軸前支承:NN3022K;中支承:NN3020K;后支撐N219E②Ⅰ軸離合器及齒輪處支承均用:6206;帶輪處支承:6210③Ⅱ軸前支承:30207;中支承:NN3009;后支承:30207④Ⅲ軸前支承:30208;后支承:302087.8.2各軸軸承的校核⑴、Ⅰ軸軸承的校核Ⅰ軸選用的是深溝球軸承6206,其根本額定負(fù)荷為19.5KN,由于該軸的轉(zhuǎn)速是定值,所以齒輪越小越靠近軸承,對(duì)軸承的要求越高。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,應(yīng)該對(duì)Ⅰ軸未端的滾子軸承進(jìn)行校核。①齒輪的直徑②Ⅰ軸傳遞的轉(zhuǎn)矩∴③齒輪受力根據(jù)受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為:在水平面:在水平面:∴④因軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷,又由于不受軸向力,【4】表13-6查得載荷系數(shù),取,那么有:⑤軸承的壽命計(jì)算:所以按軸承的受力大小計(jì)算壽命故該軸承6206能滿足要求。⑵、其他軸的軸承校核同上,均符合要求。8.主軸組件設(shè)計(jì)主軸的結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存應(yīng)滿足使用要求和結(jié)構(gòu)要求,并能保證主軸組件具有較好的工作性能。主軸結(jié)構(gòu)尺寸的影響因素比擬復(fù)雜,目前尚難于用計(jì)算法準(zhǔn)確定出。通常,根據(jù)使用要求和結(jié)構(gòu)要求,進(jìn)行同型號(hào)筒規(guī)格機(jī)床的類比分析,先初步選定尺寸,然后通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定下來,最后在進(jìn)行必要的驗(yàn)算或試驗(yàn),如不能滿足要求可重新修改尺寸,直到滿意為直。主軸上的結(jié)構(gòu)尺寸雖然很多,但起決定作用的尺寸是:外徑D、孔徑d、懸伸量a和支撐跨距L。8.1主軸的根本尺寸確定8.1.1外徑尺寸D主軸的外徑尺寸,關(guān)鍵是主軸前軸頸的〔前支撐處〕的直徑。選定后,其他部位的外徑可隨之而定。一般是通過筒規(guī)格的機(jī)床類比分析加以確定。320mm車床,P=7.5KW查【1】表3-13,前軸頸應(yīng),初選,后軸頸取。8.1.2主軸孔徑d中型臥式車床的主軸孔徑,已由d=48mm,增大到d=60-80mm,當(dāng)主軸外徑一定時(shí),增大孔徑受到一下條件的限制,1、結(jié)構(gòu)限制;對(duì)于軸徑尺寸由前向后遞減的主軸,應(yīng)特別注意主軸后軸頸處的壁厚不允許過薄,對(duì)于中型機(jī)床的主軸,后軸頸的直徑與孔徑之差不要小于,主軸尾端最薄處的直徑不要小于。2、剛度限制;孔徑增大會(huì)削弱主軸的剛度,由材料力學(xué)知,主軸軸端部的剛度與截面慣性矩成正比,即:式中:據(jù)上式可得出主軸孔徑對(duì)偶剛度影響的,有圖可見,當(dāng)時(shí),,說明空心主軸的剛度降低較小。當(dāng)時(shí),,空心主軸剛度降低了24%,因此為了防止過多削弱主軸的剛度,一般取。主軸孔徑d確定后,可根據(jù)主軸的使用及加工要求選擇錐孔的錐度。錐孔僅用于定心時(shí),那么錐孔應(yīng)大些,假設(shè)錐孔除用于定心,還要求自鎖,借以傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí),錐度應(yīng)小些,我這里選用莫氏六號(hào)錐孔。初步設(shè)定主軸孔徑d=60mm,主軸孔徑與外徑比為0.6。8.1.3主軸懸伸量a主軸懸伸量的大小往往收結(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),定懸伸長度。8.1.4支撐跨距L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

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