ca6140數(shù)控機(jī)床畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　　第1章 緒論3</b></p><p>　　1.1 工程背景與意義3</p><p>　

2、　1.2 國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)3</p><p>　　1.3 本課題研究?jī)?nèi)容4</p><p>　　1.3.1 CA6140普通臥式車(chē)床知識(shí)簡(jiǎn)介4</p><p>　　1.3.2 設(shè)計(jì)重點(diǎn)6</p><p>　　第2章 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.1 確定結(jié)構(gòu)方案7</p>

3、<p>　　2.2 確定基本參數(shù)7</p><p>　　2.3 主運(yùn)動(dòng)鏈轉(zhuǎn)速圖的擬定8</p><p>　　2.3.1 傳動(dòng)組和傳動(dòng)副數(shù)目得確定8</p><p>　　2.3.2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)各種方案的選擇8</p><p>　　2.3.3 繪制轉(zhuǎn)速圖9</p><p>　　2.4 齒輪齒數(shù)的確定11&

4、lt;/p><p>　　2.5 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖12</p><p>　　2.6 確定各軸轉(zhuǎn)速12</p><p>　　2.6.1 確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速12</p><p>　　2.6.2 各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速13</p><p>　　2.6.3 各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速13</p><p>　　2.7

5、驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差13</p><p>　　第3章 傳動(dòng)原件設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.2 齒輪設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.2.1 齒輪材料選擇15</p><p>　　3.2.2 模數(shù)計(jì)算16</p><p>　　3.2.3 齒

6、輪的幾何尺寸17</p><p>　　3.2.4 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局18</p><p>　　3.3 各軸徑的設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.3.1 選材19</p><p>　　3.3.2 軸上零件的定位19</p><p>　　3.3.3 各軸最小直徑19</p><p>　

7、　3.3.4 各軸幾何尺寸的確定20</p><p>　　3.4 鍵的設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.5 其他零部件的選取21</p><p>　　第4章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22</p><p>　　第5章 傳動(dòng)件的校核24</p><p>　　5.1 齒輪的校核24</p><p>　　5

8、.2 軸承的校核25</p><p>　　5.3 鍵的校核25</p><p>　　5.4 軸的校核26</p><p>　　5.4.1 傳動(dòng)軸的校核26</p><p>　　5.4.2 主軸的校核27</p><p><b>　　第6章 結(jié)論29</b></p><

9、;p><b>　　總結(jié)30</b></p><p><b>　　致 謝31</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)32</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　作為主要的車(chē)削加工機(jī)床，CA6140機(jī)床廣泛應(yīng)

10、用于機(jī)械加工行業(yè)中，適用于車(chē)削內(nèi)外圓柱面，圓錐面及其它旋轉(zhuǎn)面，車(chē)削各種公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋，并能進(jìn)行鉆孔，鉸孔和拉油槽等工作。</p><p>　　其主要部件有：主軸箱、刀架、尾座、進(jìn)給箱、溜板箱以及床身等。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)CA6140機(jī)床的主軸箱設(shè)計(jì)。機(jī)床主軸箱是一個(gè)比較復(fù)雜的傳動(dòng)部件。設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括確定機(jī)床的主要參數(shù)，擬定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，計(jì)算和校核了主要零部件，并且利用專(zhuān)業(yè)制圖軟件進(jìn)行了零件的設(shè)

11、計(jì)和處理。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：CA6140機(jī)床；主軸箱；傳動(dòng) </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　As the main turning processing machine tool, the CA6140 machine tool was widespread used in the ma

12、chine-finishing profession, it is used in turning inside and outside the turning the round cylinder, taper and gyre, turning each kind of metric system, the British system, the modulus and the diameter festival thread,

13、and can carry on the drill hole and pulls work and so on fuel tank.</p><p>　　The CA6140 machine tool’s major component includes: headstock, tool slide, tailstock, feedbox, apron and bed. This design mainly a

14、ims at the headstock of the CA6140 machine tool .The headstock of machine tool is a quite complex transmission part. The design content mainly includes determines the machine tool’s main parameter, Draws up the transmiss

15、ion plan and the transmission scheme, Calculated and examined the main spare part，And used specialized charting software to carry on the components de</p><p>　　Keywords: CA6140 machine tool； headstock；transi

16、mssion</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 工程背景與意義</p><p>　　改革開(kāi)放后我國(guó)的機(jī)床工業(yè)在技術(shù)上、產(chǎn)量上發(fā)展迅猛。用戶遍布各行各業(yè)的同時(shí)還陸續(xù)出口。由于經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展、科技不斷提升、機(jī)床市場(chǎng)需求越來(lái)越旺盛，在2001年—2010年的10年間，金屬切削機(jī)床產(chǎn)量倍增；數(shù)控機(jī)床和加工中心產(chǎn)

17、量，增長(zhǎng)速度更是驚人。在世界四大國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，都有展出，特別是在中國(guó)國(guó)際機(jī)床展上，新品種更是琳瑯滿目，彰顯出中國(guó)機(jī)床工業(yè)的欣欣向榮而且越來(lái)越國(guó)際化。</p><p>　　如果說(shuō)機(jī)床的發(fā)展是整個(gè)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),那么車(chē)床的發(fā)展對(duì)整個(gè)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展有不可估量的貢獻(xiàn)和影響。機(jī)床中最普遍的是車(chē)床,約占整個(gè)機(jī)床產(chǎn)量的1/4以上。</p><p>　　就中國(guó)機(jī)械業(yè)的發(fā)展來(lái)看，普通車(chē)床立下了不朽的

18、功勞，車(chē)床中最典型的代表就是CA6140型普通臥式車(chē)床。</p><p>　　CA6140型普通臥式車(chē)床為目前最常見(jiàn)的型號(hào)之一，是我國(guó)自行設(shè)計(jì)，制造的機(jī)床。該機(jī)床通用性好，適用于加工各種軸類(lèi)，套筒類(lèi)，輪盤(pán)類(lèi)零件的回轉(zhuǎn)面。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，數(shù)控機(jī)床給制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，數(shù)

19、控加工技術(shù)具有柔性好加工精度高，生產(chǎn)效率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高的優(yōu)點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的重要設(shè)備。進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)與世界全面接軌，機(jī)械業(yè)也受世界的影響，數(shù)控技術(shù)迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)受到很大的沖擊，各種數(shù)控設(shè)備以日新月異的速度出現(xiàn)，進(jìn)入各種制造領(lǐng)域，很多普通機(jī)械設(shè)備被陸續(xù)的取代。</p><p>　　但就中國(guó)

20、的機(jī)械制造業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，普通機(jī)床在未來(lái)的幾年乃至10年內(nèi)還不會(huì)被數(shù)控及全自動(dòng)化的機(jī)械取代。普通機(jī)床仍有其存在的價(jià)值，就CA6140來(lái)說(shuō)，它沒(méi)有數(shù)控車(chē)床精度高，生產(chǎn)效率高，它靠齒輪和絲桿螺母副傳動(dòng)，再加上運(yùn)動(dòng)副間存在間隙，手工操作不準(zhǔn)確，重復(fù)精度較低。測(cè)量時(shí)需停車(chē)后手工測(cè)量，測(cè)量誤差較大。但是它適合批量較小，精度要求不高，零活類(lèi)零件，加工范圍很廣，通用性好。它的投資較數(shù)控車(chē)床來(lái)看低很多很多，因而降低了生產(chǎn)成本。比如說(shuō)，一家機(jī)械廠生產(chǎn)一套

21、組裝設(shè)備，那些件數(shù)少的零件就可以用CA6140這類(lèi)型的普通車(chē)床來(lái)加工。再比如說(shuō)當(dāng)一套設(shè)備生產(chǎn)并組裝好后，發(fā)現(xiàn)還缺少一個(gè)小法蘭盤(pán)之類(lèi)的小零件，這是就是CA6140顯示其本事的時(shí)候，如果這時(shí)動(dòng)用數(shù)控車(chē)床，就像是殺雞用牛刀，大材小用，費(fèi)錢(qián)費(fèi)神。而且數(shù)控車(chē)床的維護(hù)保養(yǎng)和維修費(fèi)用和普通車(chē)床比高很多。所以就此情況再結(jié)合中國(guó)現(xiàn)在的機(jī)械業(yè)發(fā)展情況來(lái)說(shuō)，普通機(jī)床還暫時(shí)不會(huì)被完全淘汰，仍然有其生存之道。</p><p>　　1.3

22、本課題研究?jī)?nèi)容</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是完成CA6140變速級(jí)數(shù)為12級(jí)的機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)主軸變速箱設(shè)計(jì)。</p><p>　　1.3.1 CA6140普通臥式車(chē)床知識(shí)簡(jiǎn)介</p><p>　　CA6140型普通臥式車(chē)床其主要組成部分包括：進(jìn)給箱、溜板箱、主軸箱、刀架、尾座、和床身等。如圖1-1所示：</p><p>　　圖1-

23、1 CA6140型普通車(chē)床外形</p><p>　　1.進(jìn)給箱 進(jìn)給箱又稱(chēng)走刀箱，進(jìn)給箱中裝有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的換置機(jī)構(gòu)，包括變換螺紋導(dǎo)程和進(jìn)給量的變速機(jī)構(gòu)，變換公制螺紋與英制螺紋路線的移換機(jī)構(gòu)，絲桿和光杠的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)以及潤(rùn)滑系統(tǒng)。</p><p>　　2.溜板箱 溜板箱是車(chē)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的操縱箱，內(nèi)裝有將光杠和絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成刀架直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，通過(guò)光杠傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀架的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、橫向進(jìn)給

24、運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，通過(guò)主軸箱絲杠帶動(dòng)刀架作縱向直線運(yùn)動(dòng)，以便車(chē)削螺紋。</p><p>　　3.絲杠與光杠 絲杠與光桿用以聯(lián)接進(jìn)給箱與溜板箱，并把進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給溜板箱，使溜板箱獲得縱向直線運(yùn)動(dòng)。絲杠是專(zhuān)門(mén)用來(lái)車(chē)削各種螺紋而設(shè)置的，在進(jìn)行工件的其他表面車(chē)削時(shí)，只用光杠，不用絲杠。要結(jié)合溜板箱的內(nèi)容區(qū)分光杠與絲杠。</p><p>　　4.主軸箱 主軸箱又稱(chēng)床頭箱，它的主要任務(wù)是將主電機(jī)

25、傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向不同的轉(zhuǎn)速，同時(shí)主軸箱分出部分動(dòng)力將運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱。主軸箱中主軸是車(chē)床的關(guān)鍵零件。主軸在軸承上運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質(zhì)量，一旦主軸的旋轉(zhuǎn)精度降低，則機(jī)床的使用價(jià)值就會(huì)降低。 主軸箱的功用是支撐主軸并使其實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止、旋轉(zhuǎn)、變速和換向等。因此，主軸箱中通常包含有主軸及其軸承、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、啟動(dòng)、停止以及換向裝置、制動(dòng)裝置、操縱機(jī)構(gòu)和潤(rùn)滑裝置等。</p>

26、;<p>　?。?）主軸及其軸承 主軸及其軸承是主軸箱最重要的部分。主軸前端可裝卡盤(pán)，用于夾持工件，并由其帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。主軸的旋轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性和熱變形等對(duì)工件的加工精度和表面粗糙度有直接的影響。因此，對(duì)主軸及其軸承要求較高。</p><p>　　臥式車(chē)床的主軸大多數(shù)采用滾動(dòng)軸承，一般為前后兩點(diǎn)支承。例如，CA6140型普通臥式車(chē)床的主軸部件，前支承為固定端，由帶錐孔的雙列圓柱滾子軸承固定，承受徑

27、向載荷，可以借錐孔在軸頸上移動(dòng)，以調(diào)整軸承的徑向游隙，并可以實(shí)現(xiàn)軸向預(yù)緊，以提高主軸的剛度。根據(jù)前軸徑，后支承也選用帶錐孔的雙列圓柱滾子軸承，借助內(nèi)圈和滾子相對(duì)外圈的移動(dòng)，來(lái)適應(yīng)軸的熱脹伸長(zhǎng)，并可以調(diào)整游隙和進(jìn)行預(yù)緊。中支撐采用單系列的圓柱滾子軸承。前軸承的間隙，可由螺母通過(guò)套筒進(jìn)行調(diào)整，并由螺母固定調(diào)好的軸向位置。后軸承及推力球軸承的間隙由螺母來(lái)調(diào)整。主軸的軸承由液壓泵供給潤(rùn)滑油進(jìn)行充分的潤(rùn)滑。為防止?jié)櫥屯饴?，前、后支承處都有油溝?/p>

28、密封裝置。在螺母和套筒的外圓上有鋸齒形環(huán)槽，主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，依靠離心力的作用，把經(jīng)過(guò)軸承向外流出的潤(rùn)滑油甩到前、后軸承端蓋的接油槽里，然后經(jīng)過(guò)油孔流回主軸箱。臥式車(chē)床的主軸是空心階梯軸。其內(nèi)孔用于通過(guò)長(zhǎng)棒料以及氣動(dòng)、液壓等夾緊驅(qū)動(dòng)裝置（裝在主軸后端）的傳動(dòng)桿，也用于穿入鋼棒卸下頂尖。主軸的前端有精密的莫氏錐孔，供安裝頂尖及心軸之用。主軸前端安裝卡盤(pán)、撥盤(pán)或其他夾具。CA6140型普通臥式車(chē)床主軸前端為短錐法蘭</p><

29、p>　?。?）開(kāi)停和換向裝置 開(kāi)停裝置用于控制主軸的啟動(dòng)和停止。中型車(chē)床多用機(jī)械式摩擦離合器實(shí)現(xiàn)，少數(shù)機(jī)床也采用電磁離合器或液壓離合器。尺寸較小的車(chē)床，由于電動(dòng)機(jī)功率較小，為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，常直接由電動(dòng)機(jī)開(kāi)停來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　換向裝置用于改變主軸旋轉(zhuǎn)方向。若主軸的開(kāi)停由電動(dòng)機(jī)直接控制，則主軸換向通常采用改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向來(lái)實(shí)現(xiàn)。若開(kāi)停采用摩擦離合器，則換向裝置由同一離合器和圓柱齒輪組成，大部分中型臥式車(chē)

30、床都采用這種換向裝置。</p><p>　　CA6140型普通臥式車(chē)床采用的控制主軸開(kāi)停和換向的雙向多片式摩擦離合器機(jī)構(gòu)。它由機(jī)構(gòu)相同的左、右離合器組成。均不接合時(shí)主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。下面以左離合器為例來(lái)說(shuō)明其結(jié)構(gòu)原理。多個(gè)內(nèi)摩擦片和外摩擦片相間安裝，內(nèi)摩擦片以花鍵與軸相連接，外摩擦片以其4個(gè)凹齒與空套雙聯(lián)齒輪相連接。內(nèi)、外摩擦片未被壓緊時(shí)，彼此互不聯(lián)系，軸不能帶動(dòng)雙聯(lián)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)用操縱機(jī)構(gòu)撥動(dòng)滑套至右邊位置時(shí)，滑套將

31、羊角擺塊的右角壓下，使它繞軸順時(shí)針擺動(dòng)，其下端凸起部分推動(dòng)拉桿向左，通過(guò)固定在拉桿左端的圓銷(xiāo)，帶動(dòng)壓套和螺母將左離合器內(nèi)、外摩擦片壓緊在止推片上，通過(guò)摩擦片間的摩擦力，使軸和雙聯(lián)齒輪連接，于是主軸沿正向旋轉(zhuǎn)。右離合器的機(jī)構(gòu)和工作原理同左離合器一樣，只是內(nèi)、外摩擦片數(shù)量少一些。當(dāng)撥動(dòng)滑套至右邊位置時(shí)，右離合器接合，主軸反向旋轉(zhuǎn)?；滋幱谥虚g位置時(shí)，左、右兩離合器的摩擦片都松開(kāi)，斷開(kāi)主軸的旋轉(zhuǎn)，同時(shí)制動(dòng)裝置作用，主軸迅速停轉(zhuǎn)。摩擦片間的壓緊

32、力可用擰在壓套上的螺母來(lái)調(diào)整。壓下彈簧銷(xiāo)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)螺母，使其相對(duì)壓套做小量軸向位移，即可改變摩擦片間的壓緊力，從而也調(diào)整了離合器所能傳遞轉(zhuǎn)矩的大小，調(diào)妥后彈簧復(fù)位，插入螺母的槽口中，使螺母</p><p>　?。?）制動(dòng)裝置 制動(dòng)裝置的功用是在車(chē)床停車(chē)過(guò)程中克服主軸箱中各運(yùn)動(dòng)件的慣性，使主軸迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)，以縮短輔助時(shí)間。臥式車(chē)床主軸箱中常用的制動(dòng)裝置有閘帶式制動(dòng)器和片式制動(dòng)器。當(dāng)直接由電動(dòng)機(jī)控制主軸開(kāi)停時(shí)，也可

33、以采用電動(dòng)機(jī)制動(dòng)方式，如反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)等。</p><p>　　CA6140型普通臥式車(chē)床上采用的閘帶式制動(dòng)器，它由制動(dòng)輪、制動(dòng)帶和杠桿等組成。制動(dòng)輪是一個(gè)鋼制圓盤(pán)，與傳動(dòng)軸用花鍵連接。制動(dòng)帶為一鋼帶，其內(nèi)側(cè)固定著一層銅絲石棉，以增加摩擦面的摩擦系數(shù)。制動(dòng)帶繞在制動(dòng)輪上，它的一端通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘與主軸箱體連接，另一端固定在杠桿的上端。杠桿可繞軸擺動(dòng)，當(dāng)它的下端與齒條軸上的圓弧形凹部接觸時(shí)，制動(dòng)帶處于放松狀態(tài)，制動(dòng)

34、器不起作用；移動(dòng)齒條軸，其上凸起部分與杠桿下端接觸時(shí)，杠桿繞軸逆時(shí)針擺動(dòng)，使制動(dòng)帶抱緊制動(dòng)輪，產(chǎn)生摩擦制動(dòng)力矩，軸通過(guò)傳動(dòng)齒輪使主軸迅速停止擺動(dòng)。制動(dòng)時(shí)制動(dòng)帶的拉緊程度，可用螺釘進(jìn)行調(diào)整，使停車(chē)的主軸能迅速停轉(zhuǎn)，開(kāi)車(chē)時(shí)制動(dòng)帶能完全松開(kāi)。</p><p>　　片式制動(dòng)器分為多片式和單片式兩種。多片式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與摩擦離合器類(lèi)似，只是其中的外摩擦片與機(jī)床的禁止部分連接。</p><p>　?。?/p>

35、4）操作機(jī)構(gòu) 主軸箱中的操作機(jī)構(gòu)用于控制主軸啟動(dòng)、停止、制動(dòng)、變速、換向以及變換左、右螺紋等。為使操縱方便，常采用集中操縱方式，即用用一個(gè)手柄操縱幾個(gè)傳動(dòng)件，以控制幾個(gè)動(dòng)作。</p><p>　　CA6140型普通臥式車(chē)床控制主軸開(kāi)停、換向和制動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)。為了便于操作，在操縱桿上裝有兩個(gè)手柄，一個(gè)在進(jìn)給箱右側(cè)；另一個(gè)在溜板箱右側(cè)。向上扳動(dòng)手柄時(shí)，通過(guò)由曲柄組成的杠桿機(jī)構(gòu)，使軸和齒扇順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)齒條軸及固定在

36、其左端的拔叉右移，帶動(dòng)滑套右移，使雙向多片式摩擦離合器的左離合器結(jié)合，使主軸正轉(zhuǎn)。當(dāng)手柄扳至下面時(shí)，主軸反轉(zhuǎn)；當(dāng)手柄扳到中間位置時(shí)，主軸停轉(zhuǎn)。此時(shí)，齒條軸的凸起部分壓著制動(dòng)器杠桿的下端，將制動(dòng)帶拉緊，導(dǎo)致主軸制動(dòng)。當(dāng)齒條軸移向左端位置時(shí)，離合器結(jié)合，主軸啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)。此時(shí)齒條軸上圓弧形凹入部分與杠桿接觸，制動(dòng)帶松開(kāi)，主軸不受制動(dòng)。</p><p>　　1.3.2 設(shè)計(jì)重點(diǎn)</p><p>　　

37、此設(shè)計(jì)最難和最關(guān)鍵的部分是主傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)。首先要選擇最佳的傳動(dòng)副組合，由于12級(jí)的主軸轉(zhuǎn)速變化的傳動(dòng)系統(tǒng)可以寫(xiě)成多種傳動(dòng)副組合，就要進(jìn)行比較選擇，當(dāng)確定傳動(dòng)副組合后，其傳動(dòng)組的擴(kuò)大順序又有多種形式，還需要進(jìn)行比較。繪制轉(zhuǎn)速圖，再查表確定各傳動(dòng)組齒輪的齒數(shù)。估算傳動(dòng)件參數(shù)，確定其結(jié)構(gòu)尺寸，包括主軸、各傳動(dòng)軸、各齒輪，估算傳動(dòng)軸直徑，估算傳動(dòng)齒輪模數(shù)，離合器的選擇，軸承的選取，鍵的設(shè)計(jì)，Ｖ帶的選擇與計(jì)算，換向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。</p&

38、gt;<p>　　第2章 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　傳動(dòng)方案的是設(shè)計(jì)的第一步，它將確定出整個(gè)設(shè)計(jì)的大體結(jié)構(gòu)，和相關(guān)的基本參數(shù)，進(jìn)而做出傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì),確定出齒輪齒數(shù)和各軸轉(zhuǎn)速。</p><p>　　2.1 確定結(jié)構(gòu)方案</p><p>　　1．主傳動(dòng)系統(tǒng)采用Ｖ帶和齒輪傳動(dòng)；</p><p>　　2．傳動(dòng)形式采用集中式傳動(dòng)；

39、</p><p>　　3．主軸換向采用雙向片式摩擦離合器；</p><p>　　4．變數(shù)系統(tǒng)采用多聯(lián)滑移齒輪變速。</p><p>　　2.2 確定基本參數(shù)</p><p><b>　　1．尺寸參數(shù)</b></p><p>　　主參數(shù)[11]D-床身上最大加工直徑（mm）,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值選取車(chē)床的最大

40、回轉(zhuǎn)直徑為：400mm。</p><p>　　刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 :</p><p>　　所以d =200mm。</p><p>　　通過(guò)主軸孔最大奉料直徑：；</p><p>　　床身上最大回轉(zhuǎn)直徑： 400mm；</p><p>　　刀架上的最大回轉(zhuǎn)直徑： 200mm；</p><p>

41、;　　主軸通孔直徑： 40mm；</p><p>　　主軸前錐孔： 莫式6號(hào)；</p><p>　　最大加工工件長(zhǎng)度： 1000mm。</p><p><b>　　2．運(yùn)動(dòng)參數(shù)</b></p><p>　　以回轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速(r/min)與切削速度（m/min)的關(guān)系是：</p&g

42、t;<p>　　式中 n- 轉(zhuǎn)速(r/min)；</p><p>　　V- 切削速度(m/min)；</p><p>　　d- 工件或刀具直徑(mm)， 。</p><p>　　切削速度主要與刀具和工件的材料有關(guān)，常用的刀具材料有高速鋼和合金鋼等，工件材料有鋼，鑄鐵以及銅鋁等有色金屬。</p><p>　　根據(jù)CA6140的一

43、般工作情況，確定主軸最高轉(zhuǎn)速[11]由采用YT15硬質(zhì)合金刀車(chē)削碳鋼工件獲得，主軸最低轉(zhuǎn)速[11]由采用W16Cr4V高速鋼刀車(chē)削鑄鐵件獲得。</p><p>　　根據(jù)[11]表7-1選擇標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列數(shù)值，選擇機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速為1400r/min，最低轉(zhuǎn)速為31.5/min。</p><p>　　公比[9]取1.41，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=12。當(dāng)確定了最高和最低轉(zhuǎn)速后，就應(yīng)選取公比，從使用性能方面考慮，

44、公比最好選的小一些，以減少相對(duì)轉(zhuǎn)速損失，但公比越小級(jí)數(shù)就越多，將使機(jī)床的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，對(duì)于一般生產(chǎn)要求的普通機(jī)床，減少相對(duì)轉(zhuǎn)速損失是主要的，所以公比取得較小。結(jié)合CA6140實(shí)際常用的公比，選取公比</p><p>　　2.3 主運(yùn)動(dòng)鏈轉(zhuǎn)速圖的擬定</p><p>　　2.3.1 傳動(dòng)組和傳動(dòng)副數(shù)目得確定</p><p>　　實(shí)現(xiàn)12級(jí)主軸轉(zhuǎn)速變化的傳動(dòng)系統(tǒng)可以寫(xiě)成多

45、種傳動(dòng)副組合：</p><p>　　A．12=3*4 B. 12=4*3 C. 12=3*2*2</p><p>　　D．12=2*3*2 E. 12=2*2*3</p><p>　　以上方案中，A和B方案可以省掉一根軸。缺點(diǎn)是其中一個(gè)傳動(dòng)組內(nèi)有4個(gè)傳動(dòng)副。如果用一個(gè)四聯(lián)滑移齒輪，則會(huì)增加軸向尺寸；如果采用2個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪，則操縱機(jī)構(gòu)必須互鎖以防止

46、2個(gè)滑移齒輪同時(shí)嚙合。所以一般不采用。C、D、E方案根據(jù)“前多后少”原則比較：從電機(jī)到主軸，一般為降速傳動(dòng)。接近電動(dòng)機(jī)的零件轉(zhuǎn)速較高，從而轉(zhuǎn)矩較小，尺寸也就較小。如果是傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)組合在接近電動(dòng)機(jī)處，則可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件少些，就節(jié)省材料了。所以選擇C方案：12=3*2*2 。</p><p>　　2.3.2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)各種方案的選擇</p><p>　　在上述的C方案12=

47、3*2*2　中，又因基本組和擴(kuò)大順序排列的不同而出現(xiàn)不同的方案?？赡艿牧N方案，其結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖2-1所示：</p><p>　　A.12=31*23*26 C.12=32*21*26 E.12=32*26*21</p><p>　　B.12=31*26*23 D.12=34*21*22 F.12=34*22*21</p>

48、<p>　　圖2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)方案</p><p>　　在降速傳動(dòng)中，防止齒輪直徑過(guò)大而使徑向尺寸增大，常限制最小傳動(dòng)比 ；在升速時(shí)為防止產(chǎn)生過(guò)大的噪音和震動(dòng)常限制最大轉(zhuǎn)速比。在主傳動(dòng)鏈任一傳動(dòng)組的最大變速范圍。檢查傳動(dòng)組的變速范圍時(shí)，只檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組，即第二擴(kuò)大組，因?yàn)槠渌麄鲃?dòng)組的變速范圍都比他小。根據(jù)式（2-1）應(yīng)為：</p><p><b>　　(2-1)&

49、lt;/b></p><p>　　方案A、B、C、E的第二擴(kuò)大組。</p><p><b>　　，是可行的。</b></p><p>　　方案D和F，，是不可行的。</p><p>　　在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間傳動(dòng)軸的變速范圍最小， 因?yàn)槿绻鞣桨竿?hào)傳動(dòng)軸的最高轉(zhuǎn)速相同，則變速范圍小的，最低轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)矩較小，傳動(dòng)件

50、的尺寸也就可以小些。在可行的四種方案中，A的中間傳動(dòng)軸變速范圍最小，故A方案最好。</p><p>　　根據(jù)中間傳動(dòng)軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖2-2所示：</p><p>　　圖2-2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　2.3.3 繪制轉(zhuǎn)速圖</p><p><b>　　1.選擇電動(dòng)機(jī)</b><

51、;/p><p>　　一般車(chē)床若無(wú)特殊要求，多采用Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)[10]，根據(jù)選擇原則和使用條件選擇Y-132M-4型Y系列籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。額定功率為7.5KW，同步轉(zhuǎn)速為1440r/min。</p><p>　　2.分配總降速傳動(dòng)比</p><p><b>　　總降速傳動(dòng)比 ：。</b></p><p>&l

52、t;b>　　3.確定傳動(dòng)軸軸數(shù)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)式共有三個(gè)傳動(dòng)組，變速機(jī)構(gòu)共需4軸，加上電動(dòng)機(jī)軸一共5根軸。</p><p>　　4.確定各級(jí)轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖</p><p>　　由 ，確定各級(jí)轉(zhuǎn)速。</p><p>　　查表7-1，得到12級(jí)的轉(zhuǎn)速值： 31.5、45、63、90、125、180、

53、250、355、500、710、1000、1400 r/min。</p><p>　　在五根軸中，除去電動(dòng)機(jī)軸，其余四軸按傳動(dòng)順序依次設(shè)為軸Ⅰ、軸Ⅱ、軸Ⅲ、軸Ⅳ。Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ之間的傳動(dòng)組分別設(shè)為a、b、c?，F(xiàn)由Ⅳ（主軸）開(kāi)始，確定軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　（1）確定軸Ⅲ的轉(zhuǎn)速</p><p>　　在傳動(dòng)組c中，它的變速范圍為，根據(jù)結(jié)式：&l

54、t;/p><p>　　確定Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速只有一和可能：125、180、250、355、500、710r/min。</p><p>　?。?）確定軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速</p><p>　　傳動(dòng)組b的級(jí)比指數(shù)為3，在傳動(dòng)比極限值的范圍內(nèi)，軸Ⅱ轉(zhuǎn)速最高可為500、710、1000r/min,最低可為180、250、355r/min.希望中間軸轉(zhuǎn)速較小，為了避免升速，又不致傳動(dòng)比太小，可取&

55、lt;/p><p>　　軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速確定為：355、500、710r/min。</p><p>　　(3)確定軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速</p><p>　　對(duì)于軸Ⅰ，其級(jí)比指數(shù)為1,可取：</p><p>　　確定軸Ⅰ轉(zhuǎn)速為710r/min。由此也可確定加在電動(dòng)機(jī)與主軸之間的定傳動(dòng)比。由此繪制出轉(zhuǎn)速圖（電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近）如圖2-3所示：</p&

56、gt;<p><b>　　圖2-3 轉(zhuǎn)速圖</b></p><p>　　2.4 齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　傳動(dòng)比i采用的是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方，齒數(shù)和以及小齒輪齒數(shù)查[9]表8-1。</p><p><b>　　1.傳動(dòng)組a</b></p><p>　　時(shí)：……60、63、66

57、、69、72、75、78……</p><p>　　時(shí)：……60、63、65、67、68、70、72、73……</p><p>　　時(shí)：……60、62、64、66、68、70、72、74、76……</p><p>　　可取72,則可從表中查出軸Ⅰ上小齒輪齒數(shù)分別為：24、30、36。于是，，。 </p><p>　　可得軸Ⅱ上的齒輪齒數(shù)分別為：

58、48、42、36。</p><p>　　在此傳動(dòng)組中，軸Ⅱ上將采用三聯(lián)滑移齒輪。當(dāng)軸Ⅰ、Ⅱ上的齒數(shù)為36/36的齒輪嚙合時(shí)，三聯(lián)滑移齒輪左移。齒數(shù)為42的齒輪將從軸Ⅰ的齒數(shù)為24的齒輪旁邊滑移過(guò)去。要使這兩個(gè)齒輪外圓不相碰，這兩個(gè)齒輪的齒頂圓半徑之和應(yīng)等于或小于中心距。對(duì)于不變位的標(biāo)準(zhǔn)齒，三聯(lián)滑移齒輪的最大和次大齒輪之間的齒數(shù)差，應(yīng)大于或等于4。此設(shè)計(jì)中，48-42=6>4.滿足要求。</p>

59、<p><b>　　2.傳動(dòng)組b</b></p><p><b>　　查[9]表8-1</b></p><p>　　時(shí)：……69、72、73、76、77、80、81、84、87……</p><p>　　時(shí)：……70、72、74、76、78、80、82、84、86……</p><p>　　

60、可取 ，于是可得軸Ⅱ上兩聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為：22、42</p><p>　　于是 ，，得軸Ⅲ上兩齒輪的齒數(shù)分別為62、42。</p><p><b>　　3. 傳動(dòng)組c</b></p><p><b>　　查[9]表8-1</b></p><p>　　時(shí)：……84、85、89、90、94、95……&

61、lt;/p><p>　　時(shí)： ……72、75、78、81、84、87、89、90……</p><p><b>　　可取 90。</b></p><p>　　為降速傳動(dòng)，取軸Ⅲ齒輪齒數(shù)為18；為升速傳動(dòng)，取軸Ⅳ齒輪齒數(shù)為30。</p><p>　　于是得,得軸Ⅲ兩聯(lián)動(dòng)齒輪的齒數(shù)分別為18，60；得軸Ⅳ兩齒輪齒數(shù)分別為72，30

62、。</p><p>　　各傳動(dòng)組齒數(shù)如下表2-1所示:</p><p>　　表 2-1 齒輪齒數(shù)表</p><p>　　2.5 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖</p><p>　　根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動(dòng)機(jī)等已知條件，可畫(huà)出系統(tǒng)圖，如圖2-4所示。 </p><p><b>　　2-4 傳動(dòng)系統(tǒng)圖</b><

63、/p><p>　　2.6 確定各軸轉(zhuǎn)速</p><p>　　2.6.1 確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速</p><p>　　主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速[9]為：</p><p>　　2.6.2 各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速</p><p>　　軸Ⅲ可從主軸90r/min按72/18的傳動(dòng)副找上去，軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為：125r/min；軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為355r/

64、min；軸Ⅰ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為710r/min。</p><p>　　2.6.3 各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速</p><p>　　傳動(dòng)組c中，18/72只需計(jì)算z = 18 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為355r/min；60/30只需計(jì)算z = 30的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為250r/min；傳動(dòng)組b計(jì)算z = 22的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為355r/min；傳動(dòng)組a應(yīng)計(jì)算z = 24的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為710r/min。</

65、p><p>　　2.7 驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差</p><p>　　主軸各級(jí)實(shí)際轉(zhuǎn)速值用式(2-2)[9]</p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　i1、i2、i3 分別為第一、第二、第三變速組齒輪傳動(dòng)比，為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。</p><p>　　轉(zhuǎn)速誤差用主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速相對(duì)誤

66、差的絕對(duì)值表示： </p><p>　　式中 —主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p>　　—主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p><b>　　—公比</b></p><p>　　計(jì)算得出轉(zhuǎn)速誤差，如表2-2所示：</p><p>　　表2-2 轉(zhuǎn)速誤差表</p>&l

67、t;p>　　由上表可知轉(zhuǎn)速誤差在允許范圍之內(nèi)，所以設(shè)計(jì)滿足使用要求。</p><p>　　第3章 傳動(dòng)原件設(shè)計(jì)</p><p>　　傳動(dòng)原件主要包括V帶的選取，齒輪的設(shè)計(jì)和各軸最小直徑的計(jì)算。</p><p><b>　　3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/min,傳遞功率P=

68、7.5KW,傳動(dòng)比i=2.03，兩班制，</p><p>　　一天運(yùn)轉(zhuǎn)16個(gè)小時(shí)，工作年數(shù)10年。</p><p><b>　　1.確定計(jì)算功率 </b></p><p>　　查[8]表6-6，取工礦系數(shù)，則設(shè)計(jì)功率：</p><p><b>　　2.選取V帶類(lèi)型</b></p>&l

69、t;p>　　根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計(jì)算功率，查[8]圖6-10，選B型帶。</p><p>　　3.確定帶輪直徑和驗(yàn)算帶速</p><p>　　查[8]表6-7和圖6-10選取小帶輪基準(zhǔn)直徑:</p><p><b>　　取。</b></p><p>　　驗(yàn)算帶速:一般應(yīng)使帶速在5～25m/s的范圍內(nèi)。</p&g

70、t;<p>　　式中 -小帶輪轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p>　　-小帶輪直徑(mm)</p><p>　　故設(shè)計(jì)的V帶滿足要求。</p><p>　　4.確定帶傳動(dòng)的中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度</p><p>　　設(shè)中心距為a0,中心距過(guò)大引起帶的顫動(dòng)，過(guò)小則單位時(shí)間內(nèi)帶的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)過(guò)多，疲勞壽命降低，按下式（3-1）初定中

71、心距:</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　于是,初取中心距為。</p><p><b>　　帶長(zhǎng)：</b></p><p>　　查表取相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度:。</p><p><b>　　帶傳動(dòng)實(shí)際中心距:</b></p

72、><p>　　安裝時(shí)需要最小中心距：</p><p>　　緊張或補(bǔ)償伸長(zhǎng)所需要最大中心距：</p><p>　　5.驗(yàn)算小帶輪的包角</p><p>　　一般小帶輪的包角不應(yīng)小于1200，包角過(guò)小，帶傳動(dòng)的能力減低。</p><p><b>　　故合適。</b></p><p>

73、;<b>　　6.確定帶的根數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)[8]式(3-2)計(jì)算尺V帶的根數(shù)</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　式中 -單根V帶的基本額定功率，查[11]表6-4(C)，</p><p>　　- 時(shí)額定功率的增量；</p>&l

74、t;p>　　-小帶輪包角修正系數(shù)，查表6-9得=0.95</p><p>　　-帶長(zhǎng)修正系數(shù)；查表6-2得=0.90</p><p>　　為避免V型帶工作時(shí)各根帶受力嚴(yán)重不均勻，限制根數(shù)不大于10。</p><p><b>　　取整數(shù)Z＝4。</b></p><p>　　7.計(jì)算單根Ｖ帶的初拉力</p>

75、<p>　　根據(jù)公式[8]（3-3）計(jì)算V帶的出拉力</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　式中 -帶的傳動(dòng)功率（KW）</p><p><b>　　v-帶速（m/s）</b></p><p>　　q-每米帶的質(zhì)量（kg/m）查表6-3取q=0.17kg

76、/m</p><p><b>　　計(jì)算得：</b></p><p>　　8.計(jì)算作用在軸上的壓軸力</p><p><b>　　3.2 齒輪設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.2.1 齒輪材料選擇</p><p>　　齒輪材料的選擇可以根據(jù)以下原則進(jìn)行選取：</p&g

77、t;<p>　?、佼?dāng)齒數(shù)比時(shí)，大小齒輪均用同樣硬度的材料；</p><p>　?、诋?dāng)齒數(shù)比時(shí),小輪硬度應(yīng)比大輪硬度高40HBS；</p><p>　?、郛?dāng)齒數(shù)比時(shí),兩輪硬度差還可以比40HBS更大；</p><p>　?、墚?dāng)齒輪材料的最低硬度大于或等于400HBS時(shí)，兩輪一般用相同硬度。</p><p><b>　　1

78、. 傳動(dòng)組a</b></p><p>　　軸Ⅰ上齒輪z1、z3、z5　與軸上的齒輪Ⅱz2、z4、z6嚙合</p><p>　　所以每對(duì)齒輪都可以采用相同的材料。均選用40Cr經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。</p><p><b>　　2.傳動(dòng)組b</b></p><p>　　軸Ⅱ上齒輪z7、z9與軸Ⅲ上的齒輪z8、z10嚙合&

79、lt;/p><p>　　齒輪z7應(yīng)比z8 硬度高40HBS。 z7選用40Cr, z8選用45，都經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。齒輪z9和z10 可以采用相同硬度的材料，選用40Cr經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。</p><p><b>　　3.傳動(dòng)組c</b></p><p>　　軸Ⅲ上齒輪z11、z13和軸Ⅳ上z12 、z14相互嚙合。</p><p>　

80、　齒輪z11應(yīng)比z12 硬度高40HBS. z11用40Cr, z12用45都調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　齒輪z13和z14用相同硬度的材料.均選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　3.2.2 模數(shù)計(jì)算</p><p>　　同一變速組中的齒輪取同一模數(shù)，故可以以最小的齒輪進(jìn)行計(jì)算，然后取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)作為傳動(dòng)組的模數(shù)。</p><p>

81、<b>　　傳動(dòng)組a</b></p><p><b>　　以z1=24計(jì)算</b></p><p>　?、傧禂?shù)的選擇：查[11]表8-5，選取</p><p>　　載荷系數(shù)的選擇：原動(dòng)機(jī)為平穩(wěn)工作的電動(dòng)機(jī)，為機(jī)床提供平穩(wěn)的動(dòng)力，載荷沖擊較小，查[11]表8-3，取K=1.0～1.2，取K=1.0。</p>&

82、lt;p>　?、?算齒輪軸上的扭矩</p><p>　　式中 P-電動(dòng)機(jī)額定功率</p><p><b>　　n-齒輪轉(zhuǎn)速</b></p><p>　?、?齒輪接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　1）對(duì)于直齒圓柱齒輪，以大齒輪材料決定的接觸應(yīng)力為準(zhǔn)，對(duì)于45鋼取由[11]表8-7取較低極限應(yīng)力值：由[11]表8

83、-6取安全系數(shù)，計(jì)算接觸疲勞的壽命系數(shù)。</p><p>　　應(yīng)力循環(huán)基數(shù)，可取，因N>N0,故，所以許用接觸應(yīng)力為：</p><p>　　2）根據(jù)[11]式（8-8）說(shuō)明，得區(qū)域系數(shù)，彈性影響系數(shù)。</p><p>　　3）利用[11]式（8-11）,得小齒輪分度圓直徑：</p><p>　　4）計(jì)算模數(shù):,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=4。<

84、/p><p><b>　　2．傳動(dòng)組b</b></p><p><b>　　計(jì)算得模數(shù)m=4。</b></p><p><b>　　3．傳動(dòng)組c</b></p><p>　　計(jì)算得模數(shù)m=4.5。</p><p>　　3.2.3 齒輪的幾何尺寸</p&

85、gt;<p>　　此次設(shè)計(jì)的齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)的直齒圓柱齒輪，其幾何參數(shù)的計(jì)算可以參考[11]關(guān)于直齒圓柱齒輪的公式進(jìn)行計(jì)算：</p><p><b>　　分度圓：</b></p><p><b>　　齒頂圓：</b></p><p><b>　　齒根圓：</b></p><

86、;p><b>　　齒寬： </b></p><p><b>　　中心距：</b></p><p><b>　　節(jié)圓速度：</b></p><p>　　選擇精度等級(jí)：查[11]表8-4</p><p>　　注：查表4-10 ； ； </p><p>

87、;　　和為相互嚙合的兩齒輪的分度圓，為小齒輪，為大齒輪。為主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速。</p><p>　　利用上面所述的相關(guān)方法計(jì)算出各個(gè)齒輪的具體參數(shù)，詳細(xì)尺寸如表3-1所：</p><p>　　表3-1 齒輪參數(shù)表</p><p>　　3.2.4 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局</p><p><b>　　1．結(jié)構(gòu)形式：</b></p

88、><p>　　由上表可以知，齒輪z1、z3、z5、 z2、z4、z6、z7、z9、z10、z11、z12的齒數(shù)均不大,設(shè)計(jì)成直齒圓柱齒輪輪. Z8、z12、z13、設(shè)計(jì)為自由鍛造齒輪.具體結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)畫(huà)法參考[6]關(guān)于鍛造齒輪的畫(huà)法。</p><p><b>　　2．布局：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)中使用到了三聯(lián)滑移齒輪和雙聯(lián)滑移齒輪，其布

89、局應(yīng)滿足圖4-1所示關(guān)系。</p><p>　　圖3-1 齒輪布局關(guān)系圖

90、 </p><p>　　3.3 各軸徑的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.3.1 選材</b></p><p>　　主軸選用40Cr并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，該材料一般用于載荷較大，強(qiáng)度要求高，無(wú)很大沖擊的重要軸。其余各軸選用應(yīng)用比較廣泛的45鋼，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，該材料強(qiáng)度高，一般用于較重要的軸。&

91、lt;/p><p>　　3.3.2 軸上零件的定位</p><p>　　軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、軸承端蓋和軸用彈性擋圈來(lái)定位的。 </p><p>　　軸上零件的周向定位以鍵、花鍵和過(guò)盈配合來(lái)定位的，此次設(shè)計(jì)中各軸的部分軸段均設(shè)計(jì)為花鍵軸，Ⅰ軸還采用了鍵定位。</p><p>　　3.3.3 各軸最小直徑</p><

92、;p><b>　　1.軸Ⅰ的直徑</b></p><p>　　，查[11]表2-3，V帶的傳動(dòng)效率</p><p><b>　　取。</b></p><p><b>　　2.軸Ⅱ的直徑</b></p><p>　　查[11]表2-3，齒輪的傳動(dòng)效率分別為0.98，0.99

93、，0.99。所以</p><p><b>　　取。</b></p><p><b>　　3.軸Ⅲ的直徑</b></p><p>　　查[11]表2-3，齒輪Z9,Z7的傳動(dòng)效率分別為0.98，0.99。</p><p><b>　　取。</b></p><p

94、><b>　　4.主軸的直徑</b></p><p>　　查[11]表2-3，齒輪Z13,Z11的傳動(dòng)效率分別為0.99，0.98。</p><p><b>　　取。</b></p><p>　　3.3.4 各軸幾何尺寸的確定</p><p>　　1.軸Ⅰ的各軸段尺寸</p>&

95、lt;p><b>　　①直徑尺寸的確定</b></p><p>　　由于軸Ⅰ最小直徑，為與標(biāo)件離合器相配合，故取，取便于與軸承相配合，選取軸承為30207型。取與齒輪Z5孔徑相配合。取,與齒輪Z1相配合。取與齒輪Z3相配合。取與軸承相配合，并選取軸承型號(hào)為30207型。</p><p><b>　　②長(zhǎng)度尺寸的確定</b></p>

96、;<p>　　第一段軸長(zhǎng)，比離合器尺寸稍長(zhǎng)，形成過(guò)渡，要比箱體壁稍長(zhǎng)，長(zhǎng)度略小與齒輪輪轂的長(zhǎng)度。，有三聯(lián)滑移齒輪布局關(guān)系確定，，比箱壁寬，同時(shí)要是齒輪Z3不碰到箱壁。</p><p><b>　　2.軸Ⅱ各軸段尺寸</b></p><p>　　與軸承30207配合; 設(shè)計(jì)為花鍵軸; ，軸肩定位軸承；與軸承30207配合。</p><p

97、><b>　　3.軸Ⅲ各軸段尺寸</b></p><p>　　與軸承30208配合; 設(shè)計(jì)為花鍵軸; ，軸肩定位軸承；與軸承30208配合。</p><p><b>　　4.主軸各軸段尺寸</b></p><p>　　主軸尺寸如圖3-2所示：</p><p>　　圖3-2主軸尺寸簡(jiǎn)圖</

98、p><p><b>　　3.4 鍵的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.選擇鍵的類(lèi)型</b></p><p>　　為保證齒輪傳動(dòng)嚙合良好，要求軸榖對(duì)中型好，故選用A型普通平鍵聯(lián)接。</p><p><b>　　2.選擇鍵的材料</b></p><p&g

99、t;　　設(shè)計(jì)的鍵均選用應(yīng)用比較廣泛的Q345鋼。</p><p>　　3.選擇鍵的主要尺寸</p><p>　　鍵1按軸徑d=44mm由[8]表16-1查得鍵寬b=12mm,鍵高h(yuǎn)=8mm,鍵的長(zhǎng)度考慮到與其配合的齒輪齒寬b=30mm,故鍵長(zhǎng)應(yīng)比其短，并且還要小于齒輪輪轂的長(zhǎng)度，所以鍵長(zhǎng)取L=22mm.標(biāo)記為鍵12×22GB1096-79。</p><p>

100、;　　鍵Ⅱ： 12×16GB1096-79。</p><p>　　鍵Ⅲ： 12×18GB1096-79。</p><p>　　鍵Ⅳ：14×25GB1096-79。</p><p>　　鍵Ⅴ：14×18GB1096-79。</p><p>　　鍵Ⅵ：16×25GB1096-79。</p&g

101、t;<p>　　鍵Ⅶ：16×18GB1096-79。</p><p>　　3.5 其他零部件的選取</p><p>　　離合器的選擇參考 [7]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器》一書(shū)，軸承端蓋的設(shè)計(jì)參考[1]《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》。</p><p><b>　　第4章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p>

102、<p>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是對(duì)主軸箱各原件進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)，包括V帶與軸Ⅰ的結(jié)構(gòu)，主軸換向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，齒塊設(shè)計(jì)，軸承選取，系統(tǒng)潤(rùn)滑設(shè)計(jì)，密封裝置設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　1.帶輪設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由前面的設(shè)計(jì)選取相對(duì)應(yīng)得B型V帶，在軸Ⅰ安裝摩擦離合器及傳動(dòng)齒輪，為了改善它們的工作條件，保證加工精度，采用卸荷式帶輪結(jié)構(gòu)。</p>

103、;<p>　　2.主軸換向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　本機(jī)床是適用于機(jī)械加工的普通臥式車(chē)床。主軸換向比較頻繁，采用雙向片式摩擦離合器。這種離合器由內(nèi)摩擦片、外摩擦片、止推片、壓塊和空套齒輪組成。離合器左右兩部門(mén)結(jié)構(gòu)是相同的。左離合器結(jié)合時(shí)主軸正轉(zhuǎn)，用于切削加工。需要傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，片數(shù)較多。右離合器結(jié)合時(shí)主軸反轉(zhuǎn)，主要用于退回刀具，片數(shù)較少。這種離合器的工作原理是，Ⅰ軸的花鍵裝在內(nèi)摩擦片的花鍵孔上

104、，隨軸旋轉(zhuǎn)。外摩擦片的孔為圓孔，直徑略大于花鍵外徑。外圓上有4個(gè)凸起，嵌在空套齒輪的缺口之中。內(nèi)外摩擦片相間安裝。用桿通過(guò)銷(xiāo)向左推動(dòng)壓塊時(shí)，將內(nèi)片與外片相互壓緊。Ⅰ軸的轉(zhuǎn)矩便通過(guò)摩擦片間的摩擦力矩傳遞給齒輪，使主軸正傳。同理，當(dāng)壓塊向右時(shí)，使主軸反轉(zhuǎn)。壓塊處于中間位置時(shí)，左、右離合器都脫開(kāi)，Ⅱ軸以后的各軸停轉(zhuǎn)。 </p><p>　　3.齒輪塊設(shè)計(jì)[9]</p><p>　　機(jī)床的變速系統(tǒng)

105、采用了滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)。根據(jù)各傳動(dòng)軸的工作特點(diǎn)，基本組、第一擴(kuò)大組以及第二擴(kuò)大組的滑移齒輪均采用了整體式滑移齒輪。所有滑移齒輪與傳動(dòng)軸間均采用花鍵軸聯(lián)接。為節(jié)約成本，軸Ⅰ上與離合器配合的軸段采用花鍵軸，與齒輪配合的軸段采用平鍵來(lái)聯(lián)接，主軸上的齒輪和軸也采用鍵聯(lián)接。</p><p>　　各軸采用的花鍵分別為：</p><p><b>　　軸Ⅰ：；</b></p&g

106、t;<p><b>　　軸Ⅱ：；</b></p><p><b>　　軸Ⅲ：；</b></p><p><b>　　4.軸承的選擇</b></p><p>　　主軸；前支撐：N7014；后支承：N2214</p><p>　　軸Ⅰ：前支承：30207;后支承：30

107、207</p><p>　　軸Ⅱ：前支承：30207;后支承：30207</p><p>　　軸Ⅲ：前支承：30208;后支承：30208</p><p><b>　　5.潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主軸箱內(nèi)采用飛濺式潤(rùn)滑[11]，油面高度為65mm左右，甩油環(huán)浸油深度為10mm左右。潤(rùn)滑油型號(hào)為IIJ3

108、0。</p><p>　　卸荷式皮帶輪軸承采用脂潤(rùn)滑方式。潤(rùn)滑脂型號(hào)為：鈣質(zhì)潤(rùn)滑脂。</p><p><b>　　6.密封裝置設(shè)計(jì) </b></p><p>　　軸Ⅰ的軸頸較小，線速度較低，為了保證密封效果，采用皮碗式接觸密封。而主軸直徑大、線速度較高，則采用了非接觸式密封。卸荷式皮帶輪的潤(rùn)滑采用毛氈式密封，以防止外界雜物進(jìn)入。</p&g

109、t;<p>　　第5章 傳動(dòng)件的校核</p><p>　　為保證所設(shè)計(jì)的各傳動(dòng)原件能滿足使用要求，必須對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的校核。</p><p>　　齒輪主要進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核。軸承對(duì)使用壽命進(jìn)行驗(yàn)算。鍵對(duì)擠壓強(qiáng)度進(jìn)行校核。各軸對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行校核。</p><p><b>　　5.1 齒輪的校核</b></p

110、><p>　　校核傳動(dòng)組a的齒輪。校核第一對(duì)傳動(dòng)齒輪，齒數(shù)Z1=24，Z2=48，確定各項(xiàng)參數(shù)</p><p><b>　　1.確定許用應(yīng)力</b></p><p>　　這對(duì)齒輪材料均為40Cr并進(jìn)行調(diào)制處理。</p><p>　　查[11]圖6-14：</p><p>　　查[11]圖6-15：&l

111、t;/p><p>　　查[11]表6-5：安全系數(shù) </p><p><b>　　傳動(dòng)比：</b></p><p><b>　　使用時(shí)間： </b></p><p>　　查[11]圖6-16：接觸強(qiáng)度計(jì)算壽命系數(shù)</p><p>　　查[11]圖6-17：彎曲強(qiáng)度計(jì)算壽命系數(shù)&

112、lt;/p><p>　　2.驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　　計(jì)算工作轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　查[11]表6-2：使用系數(shù)</p><p>　　確定動(dòng)載荷系數(shù):齒輪精度為7級(jí)，</p><p><b>　　非對(duì)稱(chēng)布置： </b></p>

113、<p>　　查[11]圖6-12：區(qū)域系數(shù)</p><p>　　查[11]表6-3：彈性影響系數(shù)</p><p>　　齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　3.驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　查[11]表6-4： </p><p><b>　　,查[11]得</b>

114、;</p><p>　　兩齒輪的齒根強(qiáng)度滿足要求。</p><p><b>　　所以齒輪設(shè)計(jì)合格。</b></p><p>　　用上述方法算得傳動(dòng)組a中的其他齒輪，傳動(dòng)組b和傳動(dòng)組c中的齒輪均滿足使用要求。</p><p><b>　　5.2 軸承的校核</b></p><p&g

115、t;　　機(jī)床的一般傳動(dòng)軸用的滾動(dòng)軸承，主要是由于疲勞破壞而失效，故應(yīng)對(duì)軸承進(jìn)行疲勞壽命驗(yàn)算[11]。下面對(duì)按軸頸尺寸及工作狀況選定的滾動(dòng)軸承型號(hào)進(jìn)行壽命驗(yàn)算：</p><p><b>　　式中 -額定壽命</b></p><p>　　P-當(dāng)量動(dòng)載荷[N ]</p><p>　　ε- 壽命系數(shù)，對(duì)于球軸承：ε= 3 ；對(duì)于滾子軸承：ε=10/3

116、</p><p>　　C-滾動(dòng)軸承尺寸表所示的額定動(dòng)負(fù)荷[N]</p><p><b>　　- 速度系數(shù)，= </b></p><p>　　-工作情況系數(shù)，查[11]表36可取為1.1</p><p>　　- 軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速，為各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速</p><p>　　- 壽命系數(shù)，不考慮交變載荷對(duì)材料

117、的強(qiáng)化影響:；</p><p>　　- 功率利用系數(shù)，查表為0.58；</p><p>　　-工作期限系數(shù)，按前面的工作期限系數(shù)計(jì)算；</p><p>　　-齒輪輪換工作系數(shù)，可由[11]表38查得；</p><p>　　使用上述公式對(duì)各軸承進(jìn)行壽命校核，所選軸承均符合設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　

118、5.3 鍵的校核</b></p><p>　　對(duì)鍵Ⅰ進(jìn)行校核，由齒輪設(shè)計(jì)時(shí)可知：</p><p>　　查[11]表16-2，鋼的，由[11]式（16-1），計(jì)算鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度</p><p>　　同理計(jì)算出鍵Ⅱ、鍵Ⅲ均滿足要求。</p><p><b>　　5.4 軸的校核</b></p>&

119、lt;p>　　5.4.1 傳動(dòng)軸的校核</p><p>　　由于機(jī)床主軸箱中各軸的應(yīng)力都比較小，驗(yàn)算時(shí)，通常用復(fù)合應(yīng)力公式[4]進(jìn)行計(jì)算：</p><p>　　式中 -許用應(yīng)力，考慮應(yīng)力集中和載荷循環(huán)特性等因素。</p><p>　　W - 軸的危險(xiǎn)斷面的抗彎斷面系數(shù)</p><p>　　花鍵軸的抗彎斷面系數(shù)：</p>

120、<p>　　式中 d-花鍵軸內(nèi)徑</p><p><b>　　D- 花鍵軸外徑</b></p><p><b>　　b-花鍵軸鍵寬</b></p><p><b>　　z- 花鍵軸的鍵數(shù)</b></p><p>　　T -在危險(xiǎn)斷面上的最大扭矩： </p&g

121、t;<p>　　P- 該軸傳遞的最大功率</p><p>　　M-該軸上的主動(dòng)被動(dòng)輪的圓周力、徑向力所引起的最大彎矩</p><p><b>　　-該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　齒輪的圓周力：,D為齒輪節(jié)圓直徑。</p><p>　　直齒圓柱齒輪的徑向力：</p><p&

122、gt;　　求得齒輪的作用力，即可計(jì)算軸承處的支承反力，由此得到最大彎矩。</p><p>　　對(duì)于軸Ⅰ、Ⅱ查[4]表11-4得軸的許用彎曲應(yīng)力；對(duì)于軸Ⅲ ， 。</p><p>　　由上述計(jì)算公式可計(jì)算出：</p><p><b>　　軸Ⅰ：；</b></p><p><b>　　軸Ⅱ：；</b>&

123、lt;/p><p><b>　　軸Ⅲ：。</b></p><p>　　故傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校驗(yàn)符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　5.4.2 主軸的校核</p><p>　　主軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖5-1所示：</p><p>　　圖5-1 主軸計(jì)算見(jiàn)圖</p><p><b>