金屬切削機床課程設(shè)計說明書

1、<p><b>　　第一章 概述</b></p><p>　　1.1 金屬切削機床在國民經(jīng)濟中的地位及發(fā)展</p><p>　　金屬切削機床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機器零件的機器，它是制造機器的機器，又稱為“工作母機”或“工具機”。 在現(xiàn)代機械制造工業(yè)中，金屬切學(xué)機床是加工機器零件的主要設(shè)備，它所擔(dān)負的工作量，約占機器總制造工作量的40%～

2、60%。機床的技術(shù)水平直接影響機械制造工業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。</p><p>　　機床的“母機”屬性決定了它在國民經(jīng)濟中的重要地位。機床工業(yè)為各種類型的機械制造廠提供的制造技術(shù)與優(yōu)質(zhì)高效的機床設(shè)備，促進機械制造工業(yè)的生產(chǎn)能力和工藝水平的提高。機械制造工業(yè)肩負著為國民經(jīng)濟各部門提供現(xiàn)代化技術(shù)裝備的任務(wù)。為適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的需要必須大力發(fā)展機械制造工業(yè)。機械制造工業(yè)是國民經(jīng)濟各部門賴以發(fā)展的基礎(chǔ)。一個國家機床工業(yè)

3、的技術(shù)水平，在很大程度上標(biāo)志著這個國家的工業(yè)生產(chǎn)能力和科學(xué)技術(shù)水平。顯然，金屬切削機床在國民經(jīng)濟現(xiàn)代化建設(shè)中起著重大的作用。</p><p>　　我國機床行業(yè)起步較晚，就現(xiàn)在來說，我國的機床制造業(yè)跟國外先進水平相比，還存在較大的差距。因此，我國機床工業(yè)面臨著光榮而艱巨的任務(wù)，必須奮發(fā)圖強，努力工作，不斷擴大技術(shù)隊伍和提高人員的技術(shù)素質(zhì)，學(xué)習(xí)和引進國外的先進科學(xué)技術(shù)，大力開展科學(xué)研究，以便早日趕上世界先進水平。&l

4、t;/p><p>　　1.2 機床課程設(shè)計的目的</p><p>　　課程設(shè)計是在學(xué)生學(xué)完相應(yīng)課程及先行課程之后進行的實習(xí)性教學(xué)環(huán)節(jié)，是大學(xué)生的必修環(huán)節(jié)，其目的在于通過機床運動機械變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使學(xué)生在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計構(gòu)思，方案分析，結(jié)構(gòu)工藝性，機械制圖，零件計算，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)計思想，掌握基本的設(shè)計方法，并培

5、養(yǎng)學(xué)生具有初步的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力。通過機床課程設(shè)計，獲得設(shè)計工作的基本技能的訓(xùn)練，提高分析和解決工程技術(shù)問題的的能力。并為進行下一步的畢業(yè)設(shè)計做好準(zhǔn)備工作。</p><p>　　1.3 機床課程設(shè)計的內(nèi)容及要求</p><p>　　機床課程設(shè)計的內(nèi)容，為設(shè)計一個中等復(fù)雜程度的機床主軸變速箱設(shè)計。</p><p><b>　　要求：</b

6、></p><p>　　1 ） 主軸變速箱傳動設(shè)計及計算</p><p>　　2 ) 主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　3 ） 繪制主軸變速箱裝配圖</p><p>　　4 ） 編寫設(shè)計計算說明書</p><p>　　1.4 操作性能要求</p><p>　　1）具有皮帶輪卸荷裝

7、置2）手動操縱雙向摩擦片離合器實現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)及停止運動要求3）主軸的變速由變速手柄完成</p><p><b>　　參數(shù)的擬定</b></p><p>　　2.1 確定轉(zhuǎn)速范圍</p><p>　　床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑：320mm</p><p>　　主電動機功率：4千瓦</p><p>

8、;　　主軸最高轉(zhuǎn)速：1320轉(zhuǎn)/分</p><p>　　主軸最低轉(zhuǎn)速：30轉(zhuǎn)/分</p><p>　　2.2 主電機選擇</p><p>　　合理的選擇電機，既能使機床充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，有不至使電機經(jīng)常輕載而降低功率因素。由已知參數(shù)功率為4Kw，根據(jù)《機床設(shè)計指導(dǎo)書》，選用Y112M-4型電動機。</p><p><b

9、>　　變速范圍：R = </b></p><p>　　根據(jù)給定最大最小轉(zhuǎn)速要求，選擇轉(zhuǎn)速級數(shù)12級，傳動公比為1.41。 </p><p><b>　　轉(zhuǎn)速數(shù)列如下：</b></p><p>　　30、42.5、60、85、118、170、236、335、475、670、950、1320。</p><

10、;p><b>　　第三章 傳動設(shè)計</b></p><p>　　3.1 主傳動方案擬定</p><p>　　擬定傳動方案，包括傳動型式的選擇以及開停、換向、制動、操縱等整個傳動系統(tǒng)的確定。傳動型式則指傳動和變速的元件、機構(gòu)以及組成、安排不同特點的傳動型式、變速類型。</p><p>　　傳動方案和型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性

11、能也有關(guān)系。因此，確定傳動方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能以及經(jīng)濟等多方面統(tǒng)一考慮。在此次設(shè)計中，我采用集中傳動型式的主軸變速箱。</p><p>　　3.2 傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇</p><p>　　結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對于分析 和選擇簡單的串聯(lián)式的傳動不失為有用的方法，但對于分析復(fù)雜的傳動并想由此導(dǎo)出實際的方案，就并非十分有效了。</p><p>　　3.2.1

12、 傳動組和傳動副數(shù)可能的方案</p><p>　　方案一： 方案二： 方案三：</p><p>　　3.2.2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式各種方案的選擇</p><p>　　3.2.3 各方案的分析比較</p><p>　　在一般的選擇原則中，通常取擴大順序與傳動順序一致，但在此次設(shè)計中，考慮到機床的啟動、停止，要求Ⅰ軸上裝有摩擦離合器，所以，

13、方案一中，由于裝有摩擦離合器，必然導(dǎo)致Ⅰ軸上的軸向尺寸增大。方案二、三中，解決了方案一中軸向尺寸過大的問題，但考慮到Ⅱ軸到Ⅲ軸的傳動中，方案二中可能會有較大的降速比。故選方案三作為此處設(shè)計的可行方案。</p><p>　　3.3 轉(zhuǎn)速圖和系統(tǒng)圖的擬定</p><p>　　由于車床Ⅰ軸轉(zhuǎn)速一般取700~1000 r/min 。在中型通用機床中，通常傳動比u = 1~2.5的范圍內(nèi)， 故初

14、選Ⅰ軸轉(zhuǎn)速為810 r/min。</p><p><b>　　擬定轉(zhuǎn)速圖如圖1</b></p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　擬定傳動系統(tǒng)圖如圖2：</p><p><b>　　圖2</b></p><p>　　第四章 傳動件的

15、估算</p><p>　　4.1 三角帶傳動的計算</p><p>　　三角帶傳動中，軸間距A可以加大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會打滑，亦可因此緩沖沖擊及隔離振動，使傳動平穩(wěn)。帶輪結(jié)構(gòu)簡單，但尺寸大，機床中常用作電機輸出軸的定比傳動</p><p>　　4.1.1 選擇三角帶的型號</p><p>　　根據(jù)公式Nj = KwNd = 1

16、.1 4 = 4.4 kw </p><p>　　式中Nd—電動機額定功率，Kw—工作情況系數(shù)</p><p>　　查《機床課程設(shè)計指導(dǎo)書》及《機械設(shè)計》，選擇型號B。尺寸參數(shù)為</p><p>　　4.1.2 確定帶輪的計算直徑,</p><p>　　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《機械設(shè)

17、計》教材選取主動輪基準(zhǔn)直徑。</p><p><b>　　由公式</b></p><p>　　式中：--小帶輪轉(zhuǎn)速，--大帶輪轉(zhuǎn)速，--帶的滑動系數(shù)，一般取0.02</p><p>　　所以，圓整取250mm。</p><p>　　4.1.3 確定三角帶速度</p><p><b>　

18、　按照公式有</b></p><p>　　由《機床設(shè)計指導(dǎo)書》知，v = 10~15m/s時最為經(jīng)濟耐用，故此速度可用。</p><p>　　4.1.4 初定中心距</p><p>　　根據(jù)機床總體布局初步選定中心距，由經(jīng)驗公式有：</p><p>　　AO = (0.6 ~ 2 )(D1 + D2)</p>&l

19、t;p>　　車床電機軸至變速箱帶輪的中心距一般為750 ~ 850mm </p><p>　　則 AO = 2 （D1 + D2）= 780 mm..</p><p>　　4.1.5 三角帶的計算基準(zhǔn)長度</p><p>　　三角帶的計算長度是通過三角帶截面中心的長度。有經(jīng)驗公式有：</p><p>　　圓整后取2176mm

20、，查《機床設(shè)計指導(dǎo)書》第四章，有標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)長度L = 2033mm。則內(nèi)圓周長度LN = 2000mm。</p><p>　　4.1.6 驗算三角帶的撓曲次數(shù)</p><p><b>　　， 符合要求。</b></p><p>　　4.1.7 確定實際中心距A</p><p>　　4.1.8 驗算小帶輪包角</

21、p><p>　　,主動輪上包角合適。</p><p>　　4.1.9 確定三角帶根數(shù)Z</p><p>　　根據(jù)《機床課程設(shè)計指導(dǎo)書》，有</p><p>　　， 查表1有N0 = 2.71kw，由前面計算Nj = 4.4kw. 查表2有包角系數(shù)C1 = 0.98</p><p><b>　　圓整取Z = 2

22、</b></p><p>　　4.2 傳動軸的估算</p><p>　　傳動軸除應(yīng)滿足強度的要求外，還應(yīng)滿足剛度的要求，強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。機床主傳動系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形，因此疲勞強度一般是主要矛盾。除了載荷很大的情況外，可以不必驗算軸的強度。</p><p>　　4.2.1 傳動Ⅰ軸直徑估算</

23、p><p>　　計算轉(zhuǎn)速是傳動件能傳遞的全部功率的最低轉(zhuǎn)速。Ⅰ軸的計算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上得810r/min，由于效率對軸的估算影響不大，故忽略其影響。所以</p><p><b>　　= </b></p><p>　　其中：N—該傳動軸的輸入功率</p><p>　　nⅠ —該傳動軸的計算轉(zhuǎn)速</p><

24、p>　　由于Ⅰ軸上裝有摩擦離合器，所以選擇花鍵連接。根據(jù)《機床設(shè)計指導(dǎo)書》中機床常用矩形花鍵軸參照表選?、褫S花鍵：6-32287 </p><p>　　4.2.2 傳動Ⅱ軸直徑估算</p><p>　?、蜉S的計算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上得475 r/min，由于效率對軸的估算影響不大，故忽略其影響。所以</p><p><b>　　= </b>

25、;</p><p>　　其中：N—該傳動軸的輸入功率</p><p>　　NⅡ —該傳動軸的計算轉(zhuǎn)速</p><p>　　由于Ⅱ軸上裝有滑移齒輪，所以選擇花鍵連接。根據(jù)《機床設(shè)計指導(dǎo)書》中機床常用矩形花鍵軸參照表選?、蜉S花鍵：6-353010</p><p>　　4.2.3 傳動Ⅲ軸直徑估算</p><p>　　Ⅲ軸

26、的計算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上得118 r/min，由于效率對軸的估算影響不大，故忽略其影響。所以</p><p><b>　　= </b></p><p>　　其中：N—該傳動軸的輸入功率</p><p>　　NⅢ —該傳動軸的計算轉(zhuǎn)速</p><p>　　由于Ⅲ軸上裝有滑移齒輪，所以選擇花鍵連接。根據(jù)《機床設(shè)計指導(dǎo)書》中機

27、床常用矩形花鍵軸參照表選取Ⅲ軸花鍵：6-353010</p><p>　　4.2.4 傳動Ⅳ軸直徑估算</p><p>　　Ⅳ軸的計算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上得85 r/min，由于效率對軸的估算影響不大，故忽略其影響。所以</p><p><b>　　= </b></p><p>　　其中：N—該傳動軸的輸入功率</

28、p><p>　　NⅣ —該傳動軸的計算轉(zhuǎn)速</p><p>　　主軸上采用固定齒輪，故齒輪與軸采用傳統(tǒng)的平鍵連接。</p><p>　　4.3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的估算</p><p>　　4.3.1 齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　當(dāng)各變速組的傳動比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。對于定比傳動的齒輪齒數(shù)可以選《機械設(shè)

29、計手冊》推薦的方法確定。對于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如果傳動比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時，變速組內(nèi)每對齒輪的齒數(shù)和及小齒輪的齒數(shù)可以從教程《金屬切削機床》中選取。一般在主傳動中，最小齒數(shù)應(yīng)大于18～20。采用三聯(lián)滑移齒輪時，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)應(yīng)大于或者等于4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。因此確定各變速組齒數(shù)如下：</p><p><b>　　第一組齒輪：</b&

30、gt;</p><p><b>　　傳動比： </b></p><p>　　查教材《金屬切削機床》表8—1，齒輪齒數(shù)和取108</p><p>　　Z1 = 68 Z2 = 40 Z3 = 40 Z4 = 68</p><p><b>　　第二組齒輪</b></p><p

31、>　　傳動比： </p><p>　　齒數(shù)和取96：Z5 = 19 Z6 = 77 Z7 = 25 Z8 = 71 Z9 = 32 Z10 = 64 </p><p><b>　　第三組齒輪</b></p><p><b>　　傳動比：</b></p><p><b

32、>　　齒數(shù)和取110：</b></p><p>　　第四組齒輪（反轉(zhuǎn)齒輪）</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗，反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速是正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的1.1 ~ 1.2倍，根據(jù)傳動要求，確定反轉(zhuǎn)齒輪齒數(shù)為Z15 = 48 , 惰輪齒數(shù)為Z16 = 25。</p><p>　　4.3.2 齒輪模數(shù)的估算</p><p>　?。?）Ⅰ—Ⅱ軸齒輪彎曲疲

33、勞的估算</p><p><b>　　齒面點蝕的估算：</b></p><p><b>　　Amm. </b></p><p>　　由中心距A及齒數(shù)計算出模數(shù)：mm </p><p>　　根據(jù)計算選取兩個中的大值，選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。取m1 = 2.5mm. </p><p&g

34、t;　?。?）Ⅱ—Ⅲ軸齒輪彎曲疲勞的估算</p><p><b>　　齒面點蝕的估算：</b></p><p><b>　　Amm. </b></p><p>　　由中心距A及齒數(shù)計算出模數(shù)：mm </p><p>　　根據(jù)計算選取兩個中的大值，選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。取m1 = 2.5mm. <

35、;/p><p>　　（3）Ⅲ—Ⅳ軸齒輪彎曲疲勞的估算</p><p><b>　　齒面點蝕的估算：</b></p><p><b>　　Amm. </b></p><p>　　由中心距A及齒數(shù)計算出模數(shù)：mm </p><p>　　根據(jù)計算選取兩個中的大值，選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。

36、取m1 = 3mm.</p><p>　　各軸上齒輪參數(shù)確定。（單位mm）</p><p>　　4.3.3 齒寬確定</p><p>　　由公式得：齒寬B為18～30mm，在實際設(shè)計中依據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)選取相應(yīng)值。</p><p><b>　　齒輪模數(shù)的驗算</b></p><p>　　根據(jù)齒輪的工作條件

37、，空間安排，材料和精度等級等，經(jīng)過受力分析，主軸上的齒輪最容易受損，所以，在進行齒輪強度驗算時，只進行主軸上的齒輪模數(shù)驗算。</p><p>　　4.4.1. 根據(jù)接觸疲勞強度驗算齒輪模數(shù)</p><p>　　選擇齒輪精度等級： 7-6-6等級</p><p>　　查《機床設(shè)計指導(dǎo)書》第四章中各表，確定各式中參數(shù)：</p><p>　　N =

38、 0.96 = 3.84 kw nj = 85 r/min Z12 = 37 i= = 1.9 </p><p>　　Ks =KTKnKNKq </p><p>　　其中 KT = (表3)</p><p>　　Kn = 0.85 (表4) KN = 0.58 (表5) Kq = 0.64 (表6)</p><p

39、>　　查表7，當(dāng)Ks Kmin 時，Ks = 0.6</p><p>　　查表8，k2 = 1.2 </p><p>　　查表9，k3 = 1</p><p><b>　　k1 = 1.4</b></p><p><b>　　查表11， </b></p><p>　

40、　故 初選值m = 3 mm 的強度足夠。</p><p>　　根據(jù)彎曲疲勞強度驗算齒輪模數(shù)</p><p>　　選擇齒輪精度等級： 7-6-6等級</p><p>　　查《機床設(shè)計指導(dǎo)書》第四章中各表，確定各式中參數(shù)：</p><p>　　N = 0.96 = 3.84 kw nj = 85 r/min Z12 = 37 &

41、lt;/p><p>　　i = = 1.9 </p><p>　　Ks =KTKnKNKq </p><p>　　其中 KT = (表3)</p><p>　　Kn = 0.89 (表4) KN = 0.78 (表5) Kq = 0.72 (表6)</p><p>　　查表7，當(dāng)Ks Kmin 時

42、，Ks = 0.46</p><p>　　查表8，k2 = 1 </p><p>　　查表9，k3 = 1</p><p><b>　　k1 = 1.4</b></p><p><b>　　查表11， </b></p><p>　　查表10， Y = 0.444</p

43、><p>　　故 初選值m = 3 mm 的強度足夠。</p><p>　　4.5 片式摩擦離合器的選擇和計算</p><p>　　片式摩擦離合器目前在機床中應(yīng)用廣泛，因為他可以在運轉(zhuǎn)中接通或者脫開，具有結(jié)合平穩(wěn)、沒有沖擊、結(jié)構(gòu)緊湊的特點，部分零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，多用于機床主傳動。</p><p>　　4.5.1 按扭矩選擇</p>

44、<p>　　一般應(yīng)使選用和設(shè)計的離合器的額定靜扭矩和額定動扭矩滿足工作要求，由于普通機床是在空載下啟動反向的，故只需按離合器結(jié)合后的靜負載扭矩來計算。即</p><p>　　選k = 1.3 ~ 1.5. 取 k = 1.4</p><p>　　4.5.2 摩擦片盤接合面的直徑</p><p>　　查設(shè)計指導(dǎo)書，根據(jù)設(shè)計需要選取尺寸如下：</p&

45、gt;<p>　　d = 34mm D1 = 90mm D = 80mm</p><p>　　4.5.3 計算摩擦面對數(shù)</p><p><b>　　計算平均圓周速度：</b></p><p>　　查表13，有kv = 1.40</p><p>　　初選Z = 16 ，確定參數(shù)kz = 0.61

46、km = 1</p><p>　　查表12，f = 0.06 </p><p>　　取 k = 1.40</p><p>　　取 Z = 16</p><p>　　摩擦片總數(shù)為Z+1，取Z=17</p><p>　　根據(jù)相關(guān)資料選用機械式多片雙聯(lián)離合器，因為是安裝在箱內(nèi)，所以采取濕式。</p&g

47、t;<p>　　第五章 結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明</p><p>　　5.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案</p><p>　　5.1.1 設(shè)計的內(nèi)容:</p><p>　　設(shè)計主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動件（傳動軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器）主軸組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與布置，限于課程設(shè)計時間，用一長展開圖表示。</p><p>　　5.1.2

48、 技術(shù)要求:</p><p>　　主軸變速箱是機床的主要部件。設(shè)計時除考慮一般機械傳動的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個方面的問題</p><p><b>　　1.精度</b></p><p>　　車床主軸部件要求比較高的精度。如：</p><p>　　主軸的徑向跳動 0.01mm 主軸的橫向竄動 0.01m

49、m </p><p><b>　　2.剛度和抗振性</b></p><p>　　綜合剛度（主軸與刀架之間的作用力與相對變形之比）：</p><p>　　D—最大回轉(zhuǎn)直徑 mm 。</p><p>　　在主軸與刀架之間的相對振幅的要求：</p><p><b>　　3.傳動效率要求<

50、/b></p><p>　　4.主軸前軸承處溫度和溫升應(yīng)控制在以下范圍：</p><p>　　5.噪聲要控制在以下范圍:</p><p>　　6.結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單、緊湊，加工和裝備工藝性好，便于維修和調(diào)整。</p><p>　　7.操作方便，安全可靠。</p><p>　　8.遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則。</

51、p><p>　　5.1.3 設(shè)計方法:</p><p>　　主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個機床設(shè)計的重點。由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)計中不可避免要經(jīng)過反復(fù)思考和多次修改。在正式圖之前，最好能先畫草圖。目的是：</p><p>　　1） 布置傳動件及選擇方案。</p><p>　　2） 檢驗傳動設(shè)計的結(jié)果中有無相互干涉、碰撞或其它不合理的情況，以便及時改正。

52、</p><p>　　3） 確定傳動軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對位置，以確定各軸的受力點和受力方向，為齒輪的驗算提供必要的數(shù)據(jù)。</p><p>　　為達到上述的目的，草圖的主要輪廓尺寸和零件之間的相對位置尺寸一定要畫得準(zhǔn)確，細部結(jié)構(gòu)可不必畫出。各部分結(jié)構(gòu)經(jīng)反復(fù)推敲修改，經(jīng)過必要的驗算，確定了結(jié)構(gòu)方案以后，才能開始畫正式裝配圖。</p><p>　　

53、5.2 Ⅰ軸（輸入軸）的設(shè)計</p><p>　　5.2.1 Ⅰ軸的特點:</p><p>　　1、將運動傳入變速箱的帶輪，一般都安裝在軸端，軸變形較大，結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意加強軸的剛度或使軸不受帶的拉力（帶輪卸荷）。</p><p>　　2、Ⅰ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Ⅰ軸再整體裝入箱內(nèi)。我采用的是卸荷裝置，把帶輪支

54、在軸承外圈上，而兩軸承安裝在與箱體固定的法蘭盤上，扭矩從端頭花鍵傳入。離合器為片式摩擦離合器，因為在箱內(nèi)使用，故采用濕式。</p><p>　　在確定軸向尺寸時，摩擦片之間在不壓緊時，應(yīng)留有0.2 ~ 0.4 mm 的間隙，間隙應(yīng)能調(diào)整。</p><p>　　3、離合器及其壓緊裝置中有三點值得注意</p><p>　　1）、摩擦片的軸向定位：由兩個帶花鍵孔的圓盤實現(xiàn)

55、。其中一個圓盤裝在花鍵上，另一個裝在花鍵軸上的一個環(huán)形溝槽里，并轉(zhuǎn)過一個花鍵齒，和軸上的花鍵對正，然后用螺釘把錯開的兩個圓盤連接在一起。這樣就限制了軸向和周向的兩個自由度，起了定位作用</p><p>　　2）摩擦片的壓緊由加力環(huán)的軸向移動實現(xiàn)，在軸向上形成了彈性力的封閉系統(tǒng)，不增加軸承軸向壓力。</p><p>　　3）結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)使加力環(huán)拉桿的運動不可逆，即操縱力撤銷后，有自鎖作用。&

56、lt;/p><p>　　5.3 齒輪塊的設(shè)計</p><p>　　5.3.1 齒輪塊特點:</p><p>　　齒輪是變速箱中的重要元件。齒輪同時嚙合的齒數(shù)是周期性變化的。即作用在一個齒輪上的載荷是變化的。同時由于齒輪制造及安裝誤差等，不可避免要產(chǎn)生動載荷而引起振動和噪聲，常成為變速箱的主要噪聲源，但并不影響主軸回轉(zhuǎn)均勻性。在齒輪塊設(shè)計時，應(yīng)充分考慮到這些問題。&l

57、t;/p><p>　　5.3.2 精度等級的選擇:</p><p>　　變速箱中齒輪用于傳遞動力和運動。它的精度的選擇決定于圓周速度。采用同一精度時，圓周速度較高，振動和噪聲越大，根據(jù)實驗結(jié)果得知，圓周速度增加一倍，噪聲約增大6dB。本次設(shè)計直齒齒輪的精度選擇如下：</p><p>　　工作平穩(wěn)性和接觸誤差對振動和噪聲的影響比運動誤差更大， 為了控制噪聲，機床上主傳動

58、齒輪都選用較高的精度。主傳動齒輪選用的是： 7-6-6。</p><p>　　5.3.3 結(jié)構(gòu)與加工方法的關(guān)系</p><p>　　不同精度等級的齒輪，要采用不同的加工方法，對結(jié)構(gòu)要求也有所不同。7級精度齒輪，用較高精度滾齒機或插齒機就可以達到。但淬火后，由于變形，精度將下降。因此，需要淬火的7級齒輪一般滾（插）后要剃齒。6級精度齒輪，用精密滾齒機可以達到。淬火齒輪，必須磨齒才能達到6級

59、。機床主軸變速箱中齒輪齒部都需要淬火。</p><p>　　各部分的尺寸推薦如下：</p><p><b>　　1.空刀槽 </b></p><p>　　插齒時： 模數(shù)2.5～4 mm ≥6 mm。</p><p>　　為了布置與作圖的方便，本次設(shè)計中所選的空刀槽bk = 6mm</p>

60、<p><b>　　2.齒寬 b</b></p><p>　　齒寬影響齒的強度。但如果太寬，由于齒的制造誤差和軸的變形，可能接觸不均，反而容易引起振動和噪聲。一般b?。?～10）m。式中m---模數(shù)。</p><p><b>　　3.其他問題</b></p><p>　　滑移齒輪進出嚙合的一端要圓齒，有規(guī)定的

61、形狀和尺寸，圓齒和倒角的性質(zhì)不同，加工方法和畫法也不一樣。選擇齒輪塊的結(jié)構(gòu)要考慮毛坯形式和機械加工時的安裝和定位基面。盡可能做到省工，省料又易于保證精度。</p><p>　　5.3.4 組合齒輪</p><p>　　齒輪磨齒時，要求較大的空刀（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。有時為了縮短軸向尺寸，也有用組合齒輪的。但在本次設(shè)計中用到的是：鍵連接,用平鍵

62、、螺釘拼裝,軸向定位用彈簧擋圈。具體的繪圖方案，可參考《機床設(shè)計指導(dǎo)書》有關(guān)章節(jié)。</p><p>　　5.3.5 齒輪的軸向定位</p><p>　　要保證正確的嚙合，齒輪在軸上的位置應(yīng)該可靠。滑移齒輪的軸向位置由操縱機構(gòu)的定位槽、定位孔或其他方式保證，一般在裝配后最后調(diào)整確定，本次設(shè)計所采用的軸向定位結(jié)構(gòu)如下：</p><p><b>　　1.彈簧卡

63、圈定位</b></p><p>　　特點：結(jié)構(gòu)簡單、裝配方便，但不能承受軸向力。</p><p><b>　　2.套筒定位</b></p><p>　　特點： 用隔套將各傳動件在軸向固定、裝配方便，有利于軸的剛度保證。</p><p>　　5.4 傳動軸設(shè)計</p><p>　　5.

64、4.1 軸的特點</p><p>　　機床傳動軸，廣泛采用滾動軸承作支承。軸上要安裝齒輪、離合器和制動器等。傳動軸應(yīng)保證這些傳動件或機構(gòu)能正常工作。</p><p>　　首先傳動軸應(yīng)有足夠的強度、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、噪聲、空載功率、磨損和發(fā)熱增大。</p><p>　　兩軸中心距誤差和軸心線間的平行度等裝配及加工誤差

65、也會引起上述問題。</p><p>　　5.4.2 軸的結(jié)構(gòu)</p><p>　　裝滑移齒輪的軸采用花鍵軸，不裝滑移齒輪的軸也采用花鍵軸?；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，在終端上有一段不是全高，不能和花鍵孔配合。這是加工的過渡部分。具體的作圖可參考《機械設(shè)計手冊》《機床設(shè)計指導(dǎo)書》。一般的尺寸花鍵的滾刀直徑D為65～85 mm。</p>

66、<p>　　5.4.3 軸承的選擇</p><p>　　機床傳動軸常用的滾動軸承有深溝球軸承和圓錐滾子軸承。在溫升空載功率和噪聲等方面，球軸承優(yōu)越。而且滾錐軸承對軸的剛度、支承孔的加工精度要求比較高。但滾錐軸承內(nèi)外圈可以分開，裝配方便，間隙容易調(diào)整。所以，在沒有軸向力時，也常采用這種軸承。這種軸承的形式和尺寸的選擇，取決于承載能力，但也要考慮其它結(jié)構(gòu)條件。</p><p>

67、　　本次設(shè)計中，由于是支承跨距長的箱體，要從兩邊同時進行加工，具體的參考圖見參考書《機床設(shè)計指導(dǎo)書》。 既要滿足承載能力要求，又要符合孔加工工藝，可以用輕、中或重系列的軸承來達到支承孔直徑的安排要求。兩孔間的最小間隙壁厚，不得小于5～10 mm，以免加工時孔變形?；ㄦI軸兩端裝軸承的軸徑尺寸至少有一個應(yīng)小于花鍵的內(nèi)徑。一般傳動軸上軸承選用G級精度。滾動軸承是外購標(biāo)準(zhǔn)件，可以簡化畫法，但類型必要表示清楚與其它零件的相關(guān)尺寸如：外徑、內(nèi)徑和寬

68、度必須按實際尺寸畫。</p><p>　　5.4.4 軸的軸向定位</p><p>　　傳動軸必須在箱體內(nèi)保持準(zhǔn)確位置，才能保證裝在軸上各傳動件的位置的確性，不論軸是否轉(zhuǎn)動，是否受軸向力，都必須有周向定位。對受軸向力的軸其軸向定位就更加重要。</p><p>　　回轉(zhuǎn)軸的軸向定位（包括軸承在軸上定位和在箱體孔中定位）選擇定位方式回轉(zhuǎn)軸的軸向定位本次設(shè)計采用的是：兩

69、端均用軸承蓋、調(diào)節(jié)螺釘定位及圓錐滾子軸承支承。兩端均有調(diào)節(jié)螺釘，除能方便地調(diào)節(jié)軸承預(yù)緊力外，還可調(diào)節(jié)軸系的軸向位置，以便使嚙合齒輪對齊。</p><p><b>　　5.5主軸組件設(shè)計</b></p><p>　　主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。安裝工件（車床）或者刀具的主軸參與切削成形運動，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)計時主要圍繞著保

70、證精度、剛度和抗振性，減少溫升和熱變形等幾個方面來考慮。</p><p>　　5.5.1 各部分尺寸的選擇</p><p>　　主軸形狀與各部分尺寸不僅和強度、剛度有關(guān)，而且涉及多方面的因素。</p><p><b>　　1.內(nèi)孔直徑</b></p><p>　　車床主軸由于要通過棒料，安裝自動卡盤的操縱機構(gòu)及通過卸頂

71、尖的頂桿，必須是空心軸。為了擴大使用范圍，加大可加工棒料直徑，車床主軸內(nèi)孔直徑有增大的趨勢。</p><p><b>　　2.主軸直徑</b></p><p>　　前支承的直徑是主軸上一主要的尺寸，設(shè)計時，一般先估算或擬定一個尺寸，結(jié)構(gòu)確定后再進行核算。</p><p>　　由于P=4kw，所以前軸徑 70～120 mm</p>

72、<p>　　選取主軸前軸頸直徑： D1 = 60mm</p><p>　　主軸后軸頸直徑： </p><p>　　取其 D2 = 42mm</p><p>　　主軸平均直徑 D = </p><p>　　校核壁厚

73、</p><p><b>　　驗算合格。</b></p><p><b>　　3.支承跨距</b></p><p>　　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С锌缇郘。一般推薦取：L/a =3～5跨距L小時，軸承變形對軸端變形的影響大。所以，軸承剛度小時，L/a應(yīng)選大值，軸剛性差時，則取小值?？缇郘的大小，

74、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)時力求接近上述要求。</p><p><b>　　計算綜合變量</b></p><p>　　確定最佳跨距： 由《金屬切削機床設(shè)計》圖3-34和（取值）可知。所以L0=258mm。合理跨距范圍為之間。</p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)莫氏錐度尺寸：</b></p

75、><p><b>　　4.前錐孔尺寸</b></p><p>　　前錐孔用來裝頂尖或其它工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏錐孔。莫氏號的選擇：</p><p>　　本次設(shè)計中，由于車床最大回轉(zhuǎn)直徑D=320 mm，所以選用莫氏錐度號4號。</p><p><b>　　5.頭部尺寸的選擇</b></

76、p><p>　　考慮與主軸前徑直徑相匹配，本次設(shè)計采用B型結(jié)構(gòu)。具體見圖。</p><p>　　5.5.2 主軸軸承</p><p><b>　　1.軸承類型的選擇</b></p><p>　　主軸前軸承的軸承類型選擇：內(nèi)孔有1：12的錐度,選用的軸承類型是：GB/T285-64 雙列向心圓柱滾子軸承；</p>

77、;<p>　　主軸后端軸承的選擇：</p><p>　　主軸后端支撐用雙列向心圓柱滾子軸承；軸向定位用雙向推力球軸承。具體尺寸畫法見《機床設(shè)計手冊》。</p><p><b>　　2.軸承的位置</b></p><p>　　機床主軸采用兩個支承，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。</p><p>　　3.軸承的精度和配合

78、</p><p>　　主軸軸承精度要求比一般傳動軸高。前軸承的誤差對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。前軸承選C，后軸承選D級。 主軸上軸承配見圖。</p><p>　　5.5.3 主軸和齒輪的連接</p><p>　　采用平鍵連接，采用兩個相隔180º布置，兩個鍵不但平衡較好，而且平鍵高度較低，避免因齒輪鍵槽太深導(dǎo)致小齒輪輪轂

79、厚度不夠問題。</p><p>　　5.5.4 潤滑與密封</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充分潤滑，用單獨的油管引到軸承處。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：加密封裝置阻止油外流。因主軸轉(zhuǎn)速高，采用非接觸式的密封裝置，在軸承蓋的孔內(nèi)開一個溝槽。而且在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐?，使油能順利地流回油箱?lt;/p><p>　　5.5.5 其它

80、問題</p><p>　　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。主軸的直徑主要決定于主軸需要的剛度、結(jié)構(gòu)等。各種牌號的彈性模量基本一樣，對剛度影響不大。主軸一般選優(yōu)質(zhì)中碳鋼既可。精度較高的機床主軸考慮到熱處理變形的影響，可以選用45號鋼。主軸端部錐孔，定心軸頸或定心圓錐面等部位局部淬硬至HRC50～55。其他部分經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后硬度為HBS 220～250。</p>

81、<p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　三個星期的課程設(shè)計很快就結(jié)束了，回想這三個星期所做的努力，深感欣慰。但是回過頭來看時，才發(fā)現(xiàn)從毫無頭緒到逐漸理清思路，這個過程走了不少彎路。由于時間的關(guān)系，本次設(shè)計中還有很多不足，我會在余下的時間里繼續(xù)努力，讓自己以后的工作少些彎路。</p><p>　　在本次設(shè)計過程中，我們閱讀了各種技術(shù)資料及手冊，認

82、真探討了機床設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)的有關(guān)問題。因此，本次設(shè)計不僅加深了自己對專業(yè)所學(xué)知識的的理解和認識，而且也對自己的知識面進行了拓寬。經(jīng)過本次設(shè)計，不僅再一次讓我們鞏固了機床設(shè)計方面的知識，還讓我把我們所學(xué)的機械方面的知識較系統(tǒng)地綜合起來，靈活運用。在CAD制圖過程中，使我對AUTOCAD的使用更加熟練，同時在課程設(shè)計說明書的編寫過程中，對辦公軟件WORD 2003也更加熟悉起來，這也是這次設(shè)計中的另一個收獲。</p><p&

83、gt;　　本次課程設(shè)計，不僅培養(yǎng)了我們正確的設(shè)計思想，也讓我們掌握了工程設(shè)計的一般程序和方法，以及鍛煉了我們綜合運用知識的能力。通過此次課程設(shè)計，在運用所學(xué)過的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的理論知識，生產(chǎn)實習(xí)和實驗等實踐知識的過程中我提高了不少。在這次系統(tǒng)知識積累的過程中特別要感謝認真指導(dǎo)我們的黃勤老師，讓我們在少走很多彎路的情況下，順利的完成了此次設(shè)計。</p><p><b>　　參考文獻</b

84、></p><p>　　一 、 曹金榜 易錫麟.機床主軸變速箱設(shè)計指導(dǎo).機械工業(yè)出版社.北京.1987</p><p>　　二 、 濮良貴 紀(jì)名剛主編，機械設(shè)計，高等教育出版社，北京，2006</p><p>　　三 、 周元康等編著，機械設(shè)計課程設(shè)計，重慶：重慶大學(xué)出版社，2001</p><p>　　四 、 戴曙主編，金

85、屬切削機床，機械工業(yè)出版社，北京，2005</p><p>　　五 、 曹桄主編，金屬切削機床掛圖，上海交通大學(xué)出版社，上海</p><p>　　六 、 成大先主編，機械設(shè)計手冊（第三版），化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>　　七 、 機械設(shè)計手冊編寫組編，機床設(shè)計手冊，機械工業(yè)出版社，北京，1978</p><p>　　八 、 機床設(shè)