cm6132機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)---精密車床主軸箱及變速箱系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　緒論1</b></p><p><b>　　1．概述5</b></p><p>　　1.1機(jī)床主軸箱課程設(shè)計(jì)的目的5</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)任務(wù)和主要技術(shù)要求5</p><

2、;p>　　1.3 操作性能要求6</p><p>　　2.技術(shù)參數(shù)確定與方案設(shè)計(jì)6</p><p><b>　　2.1原始數(shù)據(jù)6</b></p><p>　　2.2開展CM6132功能原理設(shè)計(jì)6</p><p><b>　　3．運(yùn)動設(shè)計(jì)7</b></p><p&g

3、t;　　3.1確定轉(zhuǎn)速極速7</p><p>　　3.1.1計(jì)算主軸最高轉(zhuǎn)速 9</p><p>　　3.1.2計(jì)算主軸最低轉(zhuǎn)速 10</p><p>　　3.1.3確定主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列11</p><p>　　3.2 主電動機(jī)的選擇12</p><p>　　3.3變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)14</p>

4、<p>　　3.3.1 主變速方案擬定14</p><p>　　3.3.2 擬定變速結(jié)構(gòu)式14</p><p>　　3.3.3擬定變速結(jié)構(gòu)網(wǎng)15</p><p>　　3.3.4 驗(yàn)算變速結(jié)構(gòu)式16</p><p>　　3.4繪制轉(zhuǎn)速圖17</p><p>　　3.5 齒輪齒數(shù)的估算20</p

5、><p>　　3.6 主軸轉(zhuǎn)速誤差23</p><p><b>　　4.動力設(shè)計(jì)26</b></p><p>　　4.1電機(jī)功率的確定26</p><p>　　4.2確定各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速26</p><p>　　4.3 帶輪的設(shè)計(jì)27</p><p>　　4.4傳動軸直徑

6、的估算30</p><p>　　4.5齒輪模數(shù)的確定33</p><p>　　4.6主軸軸頸的直徑36</p><p>　　4.6.1主軸懸伸量a36</p><p>　　4.6.2主軸最佳跨距的確定和軸承的選擇36</p><p>　　4.6.3主軸組件剛度驗(yàn)算37</p><p>

7、;　　5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)38</p><p>　　5.1齒輪的軸向布置39</p><p>　　5.2傳動軸及其上傳動元件的布置40</p><p>　　5.2.1 I軸的設(shè)計(jì)42</p><p>　　5.2.2 II軸的設(shè)計(jì)42</p><p>　　5.2.3  III軸的設(shè)計(jì)42<

8、;/p><p>　　5.2.4  帶輪軸的設(shè)計(jì)42</p><p>　　5.2.5  Ⅳ軸的設(shè)計(jì)43</p><p>　　5.2.6主軸的設(shè)計(jì)43</p><p>　　5.2.7 主軸組件設(shè)計(jì)43</p><p>　　5.3齒輪布置的注意問題44</p><p>　　

9、5.4主軸與齒輪的連接44</p><p>　　5.5 潤滑與密封45</p><p>　　5.6 其他問題45</p><p><b>　　6.總結(jié)46</b></p><p><b>　　7.致謝47</b></p><p><b>　　8.參考資

10、料47</b></p><p><b>　　1．概述</b></p><p>　　1.1機(jī)床主軸箱課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　機(jī)床課程設(shè)計(jì)，是在學(xué)習(xí)過課程《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的在于通過機(jī)床運(yùn)動機(jī)械變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使學(xué)生在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思，方案分析，結(jié)構(gòu)工藝性，機(jī)

11、械制圖，零件計(jì)算，編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，并培養(yǎng)學(xué)生具有初步的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)任務(wù)和主要技術(shù)要求</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)任務(wù)是CM6132車床主傳動設(shè)計(jì)。由于CM6132車床是精密、高精密加工車床，要求車床加工精度高，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，并且受外界，振動，溫度干擾要小，因此，本次設(shè)

12、計(jì)是將車床的主軸箱傳動和變速箱傳動分開設(shè)計(jì)，以盡量減小變速箱，原電機(jī)振動源對主軸箱傳動的影響。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)包括CM6132車床傳動設(shè)計(jì)，動力計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及主軸校核等內(nèi)容，其中還有A0大圖紙的CM6132車床主傳動的裝配圖。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)是畢業(yè)課程設(shè)計(jì)前一次對我們大學(xué)四年期間機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)知識的考核和檢驗(yàn)。它囊括了理論力學(xué)，材料力學(xué)，機(jī)械原理，機(jī)械

13、設(shè)計(jì)，機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)等許多機(jī)械學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)知識，因此稱之為專業(yè)課程設(shè)計(jì)。它不僅僅是對我們專業(yè)知識掌握情況的考核和檢驗(yàn)，也是一次對我們所學(xué)的知識去分析，去解決生產(chǎn)實(shí)踐問題的運(yùn)用。</p><p>　　1.3 操作性能要求</p><p>　　1）具有皮帶輪卸荷裝置</p><p>　　2）手動操縱雙向摩擦片離合器實(shí)現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)及停止運(yùn)動要求</p>

14、<p>　　3）主軸的變速由變速手柄完成</p><p>　　2.技術(shù)參數(shù)確定與方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　(1)機(jī)床主參數(shù)：Dmax=ø320mm。</p><p>　　(2)刀具材料：高速鋼或硬質(zhì)合金。</p><p>

15、;　　(3)工件材料：鋼或鑄鐵。</p><p>　　2.2開展CM6132功能原理設(shè)計(jì)</p><p>　　畫出車削加工的運(yùn)動功能圖，寫出車削加工的運(yùn)動功能結(jié)構(gòu)式。</p><p>　　圖1 車床運(yùn)動功能圖和運(yùn)動功能式</p><p><b>　　繪出傳動原理圖。</b></p><p>　　

16、圖2 車削加工的傳動原理圖</p><p><b>　　3．運(yùn)動設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)機(jī)床的規(guī)格、用途和常用的切削用量，以及與同類型機(jī)床的類別分析，確定機(jī)床主運(yùn)動的極限轉(zhuǎn)速、主軸轉(zhuǎn)速的合理分布，從而確定主運(yùn)動傳動系統(tǒng)的公比和級數(shù)。擬定傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案（結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)設(shè)計(jì)），分配分變速組的傳動比，確定齒輪齒數(shù)，繪制其傳動系統(tǒng)圖，并計(jì)算校核其轉(zhuǎn)速誤差。

17、</p><p><b>　　3.1確定轉(zhuǎn)速極速</b></p><p>　　調(diào)查和分析所設(shè)計(jì)機(jī)床上可能進(jìn)行的工序，從中選擇要求最高、最低轉(zhuǎn)速的典型工序。按照典型工序的切削速度和刀具直徑（或工件直徑）計(jì)算最高、最低轉(zhuǎn)速（即極限轉(zhuǎn)速） 和 。計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　= </b></p>&l

18、t;p><b>　　= </b></p><p>　　式中： ——分別為主軸最高、最低轉(zhuǎn)速 </p><p>　　——分別為最高、最低切削速度 ；</p><p>　　——分別為最大、最小計(jì)算直徑 。</p><p>　　應(yīng)當(dāng)指出，通用機(jī)床的 并不是機(jī)床上可能加工的最大和最小直徑，而是指常用的經(jīng)濟(jì)加工的最大和最小

19、直徑。對于通用機(jī)床，一般?。?lt;/p><p><b>　　=k·D</b></p><p><b>　　= </b></p><p>　　式中：D——可能加工的最大直徑（mm）；</p><p>　　K——系數(shù)，根據(jù)對現(xiàn)有同類型機(jī)床使用情況的調(diào)查確定（搖臂鉆床，k=1.0;普通車床，K=0

20、.5）；</p><p>　　——計(jì)算直徑范圍（ =0.2～0.25）。</p><p>　　就本課程設(shè)計(jì)的Dmax=ø320mm的精密臥式車床設(shè)計(jì)，取K=0.5、 =0.25。</p><p>　　=k·D=0.5×320mm=160mm;</p><p>　　=×=0.25×160mm=4

21、0mm。</p><p>　　3.1.1計(jì)算主軸最高轉(zhuǎn)速 </p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，及其刀具和工件的材料，查資料可知，用硬質(zhì)合金刀具加工易切碳鋼時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速最高，一般 =150~250m/min。按經(jīng)驗(yàn)，并考慮切削用量資料，取 =250m/min。</p><p>　　則 = = =1990r/min</p><p>　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公

22、比的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，取 =2000r/min。</p><p>　　3.1.2計(jì)算主軸最低轉(zhuǎn)速 </p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，及其刀具和工件的材料，查資料可知，用高速鋼刀具加工灰鑄鐵時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速最低。按經(jīng)驗(yàn)，并考慮切削用量資料，取 =13.8m/min。</p><p>　　則 = = =27.5r/min</p><p>　　用高速鋼刀具

23、,精車合金鋼材料的梯形螺紋（絲杠），加工絲杠的最大直徑為ø32mm,取 =1.5m/min。</p><p>　　則 = = =14.9r/min</p><p>　　綜合同類型機(jī)床，取 =19r/min。</p><p>　　3.1.3確定主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列</p><p><b>　　主軸變速范圍</b>&l

24、t;/p><p><b>　　= =105 </b></p><p><b>　　Z=18</b></p><p>　　ψ= = =1.31</p><p>　　由于我國機(jī)床專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GC58-60規(guī)定了ψ的七個(gè)標(biāo)準(zhǔn)公比：1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78和2。取ψ=1.26。&

25、lt;/p><p>　　查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，按常規(guī)計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速為：19、23.6、30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、236、300、375、475、600、750、950、1180、1500、1900。可看出共有21級轉(zhuǎn)速，且無法達(dá)到最高轉(zhuǎn)速 =2000r/min。</p><p>　　故綜合同類型機(jī)床對其轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，使其滿足 =2000r/min， =19r/m

26、in，Z=18.求出各級轉(zhuǎn)速為：19、38、50、62、76、100、125、200、250、305、390、500、610、785、1000、1580、2000。 </p><p>　　3.2 主電動機(jī)的選擇</p><p>　　合理的確定電機(jī)功率P，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。</p><p>　　現(xiàn)在以常見的

27、中碳鋼為工件材料，取45號鋼，正火處理，車削外圓，表面粗糙度=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。</p><p>　　現(xiàn)以確定粗車是的切削用量為設(shè)計(jì)：</p><p>　　確定背吃刀量和進(jìn)給量f， 取3mm，f取0.2。</p><p>　　確定

28、切削速度，取V=1.7。</p><p><b>　　機(jī)床功率的計(jì)算，</b></p><p>　　主切削力的計(jì)算 ：主切削力的計(jì)算公式及有關(guān)參數(shù)：</p><p><b>　　F=9.81 </b></p><p>　　=9.812703 0.920.95</p><p>

29、;<b>　　=1038（N）</b></p><p><b>　　切削功率的計(jì)算 </b></p><p>　　==10381.7=1.8（kW）</p><p>　　依照一般情況，取機(jī)床變速效率=0.8.</p><p>　　= =2.3(kW)</p><p>　　根據(jù)

30、Y系列三相異步電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù),Y系列三相異步電動機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型異步電動機(jī)，具有防塵埃、鐵屑或其他雜物侵入電動機(jī)內(nèi)部的特點(diǎn)，B級絕緣，工業(yè)環(huán)境溫度不超過+40℃，相對濕度不超過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。</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算，為滿足轉(zhuǎn)速和功率要求，選擇Y系列三相異步電動機(jī)型號

31、為：Y100L2-4,其技術(shù)參數(shù)見下表3-1.</p><p>　　表3-1  Y100L2-4型電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)</p><p>　　至此，可得到下表3-2中的車床參數(shù)。</p><p>　　表3-2 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)表</p><p>　　3.3變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.

32、1 主變速方案擬定</p><p>　　擬定變速方案，包括變速型式的選擇以及開停、換向、制動、操縱等整個(gè)變速系統(tǒng)的確定。變速型式則指變速和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同特點(diǎn)的變速型式、變速類型。</p><p>　　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。</p><p>

33、　　變速方案有多種，變速型式更是眾多，比如：變速型式上有集中變速，分離變速；擴(kuò)大變速范圍可用增加變速組數(shù)，也可采用背輪結(jié)構(gòu)、分支變速等型式；變速箱上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。</p><p>　　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，我們采用分離變速型式的主軸變速箱。</p><p>　　3.3.2 擬定變速結(jié)構(gòu)式</p>&

34、lt;p>　　由于結(jié)構(gòu)上的限制，變速組中的傳動副數(shù)目通常選用2或3為宜，故其結(jié)構(gòu)式為：Z=2n×3m.對于18級傳動，其結(jié)構(gòu)式可為以下三種形式：</p><p>　　18=3×3×2；18=3×2×3；18=2×3×3；</p><p>　　在電動機(jī)功率一定的情況下，所需傳遞的轉(zhuǎn)矩越小，傳動件和傳動軸的集合尺寸就越

35、小。因此，從傳動順序來講，盡量使前面的傳動件多以些，即前多后少原則。故本設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)式為：18=3×3×2。</p><p>　　從軸I到軸II有三隊(duì)齒輪分別嚙合，可得到三種不同的傳動速度；從軸II到軸III有三對齒輪分別嚙合，可得到三種不同的傳動速度，故從軸I到軸III可得到3×3=9種不同的傳動速度；同理，軸III到軸IV有兩對齒輪分別嚙合，可得到兩種不同的傳動速度，故從軸I到軸

36、IV共可得到3×3×2=18種不同的傳動轉(zhuǎn)速。</p><p>　　設(shè)計(jì)車床主變速傳動系時(shí)，為避免從動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 ；為避免擴(kuò)大傳動誤差，減少震動噪聲，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。</p><p>　　

37、3.3.3擬定變速結(jié)構(gòu)網(wǎng)</p><p>　　在制定機(jī)床傳動方案時(shí)，常將傳動鏈特性的相關(guān)關(guān)系畫成圖，以供比較選擇。該圖即為結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖。結(jié)構(gòu)網(wǎng)只表示各傳動副傳動比的相關(guān)關(guān)系，而不表示數(shù)值， 因而繪制成對稱形式(圖3)。由于主軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足級比規(guī)律（從低到高間成等比數(shù)列，公比為φ），故結(jié)構(gòu)網(wǎng)上相鄰兩橫線間代表一個(gè)公比φ。</p><p>　　為了使一根軸上變速范圍不超過允許值，傳動副輸越多，級比

38、指數(shù)應(yīng)小一些。考慮到傳動順序中有前多后少原則，擴(kuò)大順序應(yīng)采用前小后大的原則，即所謂的前密后疏原則。</p><p>　　故本設(shè)計(jì)采用的結(jié)構(gòu)式為：18=31×23×29</p><p><b>　　18:級數(shù)。</b></p><p>　　3，3，2：按傳動順序的各傳動組的傳動副數(shù)。</p><p>　

39、　1，3，9：各傳動組中級比間的空格數(shù)，也反映傳動比及擴(kuò)大順序。</p><p>　　該傳動形式反映了傳動順序和擴(kuò)大順序，且表示傳動方向和擴(kuò)大順序一致。圖3為該傳動的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。 圖3 18=31×23×29結(jié)構(gòu)網(wǎng)</p><p>　　3.3.4 驗(yàn)算變速結(jié)構(gòu)式</p&g

40、t;<p>　　主軸的變速范圍應(yīng)等于住變速傳動系中各個(gè)變速組變速范圍的乘積，即：</p><p>　　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，其他變速組就不會超過極限值。</p><p><b>　　其中 ， , </b></p><

41、;p>　　∴ =8，符合要求。</p><p><b>　　3.4繪制轉(zhuǎn)速圖</b></p><p>　　（1）繪制常規(guī)的轉(zhuǎn)速圖時(shí)，要注意，為了結(jié)構(gòu)緊湊，減小振動和噪聲，通常限制：</p><p>　　a：最小傳動比Imin>=1/4;</p><p>　　b：最小傳動比Imax<=2(斜齒輪<=

42、2.5);所以，在一個(gè)變速組中，變速范圍要小于等于8，對應(yīng)本次設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)速圖中，一個(gè)軸上的傳動副間最大不能相差6格。</p><p>　　c：前緩后急原則；即傳動在前的傳動組，其降速比小，而在后的傳動組，其降速比大。</p><p>　?。?）但在繪制CM6132車床轉(zhuǎn)速圖時(shí)，要注意，由 =2000r/min， =19r/min，Z=18.確定的各級轉(zhuǎn)速為：19、38、50、62、76、10

43、0、125、200、250、305、390、500、610、785、1000、1580、2000，是非常規(guī)的轉(zhuǎn)速數(shù)列，故在繪制它的轉(zhuǎn)速圖線時(shí)，先要確定其主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　CM6132型精密車床采用分離式傳動，即變速箱和主軸箱分離。III，IV軸為皮帶傳動。在主軸箱的傳動中采用了背輪機(jī)構(gòu)，解決了傳動比不能過大（受極限傳動比限制）的問題。</p><p><b>

44、　　(3)繪制轉(zhuǎn)速圖</b></p><p>　　a.選擇Y100L1-4型Y系列籠式三相異步電動機(jī)。</p><p>　　b.分配總降速變速比</p><p><b>　　總降速變速比 </b></p><p>　　又電動機(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。</p><

45、p><b>　　c.確定變速軸軸數(shù)</b></p><p>　　變速軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 3（背輪機(jī)構(gòu)） = 3 +3= 6</p><p><b>　　d.繪制轉(zhuǎn)速圖</b></p><p>　　在五根軸中，按變速順序依次設(shè)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（背輪機(jī)構(gòu)）、Ⅴ（主軸）。Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ、Ⅳ和Ⅴ軸之間的變速組分

46、別設(shè)為a、b、c、d. Ⅴ（主軸）開始，確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的轉(zhuǎn)速：</p><p>　?、傧葋泶_定背輪機(jī)構(gòu)的公比</p><p>　　變速組d 的變速范圍為 =8，構(gòu)式，</p><p>　　采用背輪機(jī)構(gòu)，則其公比為： =1</p><p><b>　　= = </b></p><p><b

47、>　　= </b></p><p><b>　?、诖_定軸Ⅲ的公比</b></p><p>　　變速組c采用皮帶傳動降速，可取</p><p><b>　　③確定軸Ⅱ的公比</b></p><p>　　為了擴(kuò)大變速范圍，變速組b是基本組，并采用混合公比，使用三聯(lián)滑移齒輪，可取<

48、/p><p><b>　　= = </b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　?、艽_定軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　對于變速組a,是第一擴(kuò)大組 ，其級比指數(shù)為3,可取</p><p><b>　　= &l

49、t;/b></p><p><b>　　= = </b></p><p>　　由此也可確定加在電動機(jī)與主軸之間的定變速比 。下面畫出轉(zhuǎn)速圖（電動機(jī)轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近）。CM6132型精密車床（18級轉(zhuǎn)速，混合公比）采用了背輪機(jī)構(gòu)后的轉(zhuǎn)速圖，如圖4所示。</p><p>　　3.5 齒輪齒數(shù)的估算</p><p>

50、;　　齒輪齒數(shù)的確定，當(dāng)各變速組的傳動比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。為了便于設(shè)計(jì)和制造，同一傳動組內(nèi)各齒輪的模數(shù)常取為相同。此時(shí)，各傳動副的齒輪齒數(shù)和相同。</p><p>　　顯然，齒數(shù)和太小，則小齒輪的齒數(shù)少，將會發(fā)生根切，或造成其加工齒輪中心孔的尺寸不夠（與傳動軸直徑有關(guān)），或造成加工鍵槽（傳遞運(yùn)動需要）時(shí)切穿齒根；若齒數(shù)和太大，則齒輪結(jié)構(gòu)尺寸大，造成主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大。因此，應(yīng)根據(jù)傳動軸直徑等適當(dāng)選取。對于

51、定比傳動的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊推薦的方法確定。對于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí)，變速組內(nèi)每對齒輪的齒數(shù)和及小齒輪的齒數(shù)可以從手冊中選取。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(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。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)共包含I-II軸傳動組，II-III軸傳動組，IV傳

52、動組和IV-V (主軸)傳動組四個(gè)齒輪副傳動組。</p><p>　　根據(jù)查表法,查手冊各種常用變速比的使用齒數(shù)。</p><p><b>　　變速組a:</b></p><p>　　∵ ， = ， = = </p><p>　　查傳動比i為1.58、1.26和2.52的三行，有數(shù)字者即為可能的方案。結(jié)果如下：<

53、;/p><p>　　時(shí)：……57、59、60、62、65、67、70、72、75、77、78……</p><p>　　= 時(shí)：……56、59、61、63、65、66、68、70、72、74、75、77……</p><p>　　= = 時(shí)，……56、60、63、66、67、70、71、73、74、77、78……</p><p>　　可挑出70，但是

54、齒數(shù)過大，徑向尺寸大，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。綜合同類型機(jī)床，選取58，于是可得各對傳動副中小齒輪的齒數(shù)分別為：22、26和17。這樣會使傳動比產(chǎn)生些微變化，于是</p><p>　　于是 ， = ， = = ， </p><p>　　可得軸I上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：36、26、17</p><p>　　軸Ⅱ

55、上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：22、32、42。</p><p><b>　　變速組b:</b></p><p>　　∵ ， = = ， = </p><p>　　時(shí)：……57、59、60、62、65、67、70、72、75、77、78……</p><p>　　= 時(shí)：……56、59、61、63、65、66、68、70、7

56、2、74、75、77……</p><p>　　= 時(shí)：……57、60、63、66、69、72、75、78……</p><p>　　可取 72，但是變速組a選取的齒數(shù)和是58，相差很大，結(jié)構(gòu)不緊湊，且三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。于是取 68，于是可得各對傳動副中小齒輪的齒數(shù)分別為：22、26和30。這樣會使傳動比產(chǎn)生些微變化，于是 ， =

57、= ， = </p><p>　　可得軸Ⅱ上的齒輪齒數(shù)分別為：42、38、22。</p><p>　　軸Ⅲ上三聯(lián)滑移齒輪的齒數(shù)分別為：26、30、45。。</p><p><b>　　背輪機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　皮帶輪軸到Ⅳ軸的公比為 = = ，可取90，則 = = ,于是皮帶輪軸上的齒數(shù)為27，Ⅳ軸上的齒數(shù)

58、為63。</p><p>　?、糨S到Ⅴ軸（主軸）的公比為 = ，可取75,則 = ，于是Ⅳ軸上的齒數(shù)為17，Ⅴ軸上的齒數(shù)為58。</p><p>　　3.6 主軸轉(zhuǎn)速誤差</p><p>　　實(shí)際傳動比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過±10(-1)％,即</p><p>　　對于精密車床CM6132的18級轉(zhuǎn)速圖知：Nmax=20

59、00r/min</p><p><b>　　有， </b></p><p><b>　　則有</b></p><p>　　因此滿足要求。以同樣的方法來計(jì)算其它各轉(zhuǎn)速</p><p>　　同上計(jì)算各級轉(zhuǎn)速誤差，以表形式列出，如下圖：</p><p><b>　　各級轉(zhuǎn)

60、速誤差</b></p><p>　　各級轉(zhuǎn)速誤差都都小于2.6％，因此不需要修改齒數(shù)。</p><p><b>　　4.動力設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1電機(jī)功率的確定</p><p>　　如前所述，對于國產(chǎn)CM6132普通車床，機(jī)床功率一般為3.0KW.選擇Y100L2-4型號異步電動機(jī)。其額定功

61、率為3KW.</p><p>　　4.2確定各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 </p><p>　?、糯_定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速：計(jì)算轉(zhuǎn)速是傳動件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動件的計(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)的傳動關(guān)系確定。</p><p>　　根據(jù)公式，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為</p><p>　?、聘髯兯佥S的計(jì)算轉(zhuǎn)速： </p><

62、p>　?、佥SⅣ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為62r/min；</p><p>　?、冖蟮挠?jì)算轉(zhuǎn)速為175r/min；</p><p>　?、圯SⅡ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為350r/min；</p><p>　?、堍竦挠?jì)算轉(zhuǎn)速為858r/min。</p><p><b>　　4.3 帶輪的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本

63、次設(shè)計(jì)中，存在著電動機(jī)到I軸，III軸到VI的兩組皮帶輪傳動，其傳動比分別為1.67和1.12.一般機(jī)床上采用V帶，根據(jù)電動機(jī)轉(zhuǎn)速和功率即可確定帶型號，傳動帶數(shù)2~5個(gè)最佳。</p><p>　　根據(jù)帶輪傳遞功率和轉(zhuǎn)速，對于電動機(jī)到I軸選擇A型帶。三角帶傳動中，軸間距A可以加大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動，使傳動平穩(wěn)。帶輪結(jié)構(gòu)簡單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動。電動機(jī)

64、轉(zhuǎn)速n=1430r/min,傳遞功率P=3kW,傳動比i=1.67，兩班制，一天運(yùn)轉(zhuǎn)16小時(shí)，工作年數(shù)10年。</p><p>　　(1)選擇三角帶的型號</p><p>　　由手冊得，工作情況系數(shù)查的共況系數(shù)=1.2。故根據(jù)公式</p><p>　　=1.2×3=3.6KW</p><p>　　式中：P--電動機(jī)額定功率； <

65、;/p><p>　　--工作情況系數(shù)。 </p><p>　　因此根據(jù)、查資料的普通V帶輪型圖選用A型V帶。</p><p>　　(2)確定帶輪的基準(zhǔn)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。查手冊上的表格取主動小帶輪基準(zhǔn)直徑=90。</p><p>　　

66、由公式計(jì)算 =1.67×90=150.3mm </p><p>　　查普通V帶帶輪基準(zhǔn)直徑系列，取 =150mm。</p><p>　　(3)驗(yàn)算帶速度V，</p><p><b>　　按公式驗(yàn)算帶的速度</b></p><p><b>　　= </b></p&g

67、t;<p><b>　　∵，故帶速合適。</b></p><p><b>　　(4)初定中心距</b></p><p>　　帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選?。?根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,初步確定中心距，即</p><p>　　0.7×（150+90）≤ ≤2×（15

68、0+90）</p><p><b>　　168≤ ≤480</b></p><p>　　為使結(jié)構(gòu)緊湊，取=300mm。</p><p>　　(5)三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度</p><p>　　由公式,計(jì)算帶輪的基準(zhǔn)長度</p><p>　　查表得，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長度 </p>

69、<p><b>　　則實(shí)際中心距為： </b></p><p>　　(6)驗(yàn)算小帶輪包角</p><p><b>　　根據(jù)公式</b></p><p>　　故主動輪上包角合適。</p><p>　　(7)確定三角帶根數(shù)</p><p><b>　　根據(jù)公式

70、</b></p><p>　　查表由=90和 及 查表，由單根A型V帶的額定功率分別是0.93KW和1.07KW，用線性插值法求得 時(shí)的額定功率 KW。</p><p>　　查= 0.14KW,</p><p>　　查表=0.97；長度系數(shù)=0.89</p><p><b>　　∴取 根</b></p

71、><p><b>　　(8)計(jì)算初拉力</b></p><p>　　查表得V帶質(zhì)量q=0.1kg/m，則初拉力為</p><p>　　式中： -帶的變速功率,KW；</p><p><b>　　v-帶速,m/s；</b></p><p>　　q-每米帶的質(zhì)量，kg/m；取q=

72、0.1kg/m。</p><p>　　v = 1440r/min = 9.42m/s。</p><p>　　(9)計(jì)算作用在軸上的壓軸力</p><p>　　=2×4×109.85× =874N</p><p><b>　　(10)帶輪結(jié)構(gòu)</b></p><p>　

73、?、傩л喗Y(jié)構(gòu) =90采用實(shí)心式，查電動機(jī)軸頸 ，由表查得 </p><p>　　e=15 0.3mm , f= mm</p><p><b>　　輪轂寬： </b></p><p>　　其最終寬度結(jié)合安裝帶輪的軸段確定</p><p>　　輪緣寬： =(4-1)×15+2×1

74、0=65mm</p><p>　　②大帶輪結(jié)構(gòu) =150采用孔板式,輪緣寬可與小帶輪相同，輪轂寬可與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同步。</p><p>　　同理及計(jì)算方法，求得III軸到VI軸傳動皮帶的結(jié)構(gòu)參數(shù)，</p><p>　　B型V帶 ，Z=2。</p><p>　　4.4傳動軸直徑的估算</p><p>　　傳動軸除應(yīng)

75、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，必須保證傳動軸有足夠的剛度。</p><p>　　根據(jù)公式，，并查得到取1.</p><p><b>　?、佗褫S的直徑：取

76、</b></p><p><b>　　取d=30mm.</b></p><p><b>　　②Ⅱ軸的直徑：取</b></p><p><b>　　取d=32mm</b></p><p><b>　?、邰筝S的直徑：取</b></p>

77、<p><b>　　取d=35mm</b></p><p><b>　?、堍糨S的直徑：取</b></p><p><b>　　取d=40mm</b></p><p>　　其中：P-電動機(jī)額定功率（kW）；</p><p>　　-從電機(jī)到該傳動軸之間傳動件的傳動效率的

78、乘積；</p><p>　　-該傳動軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（）；</p><p>　　-傳動軸允許的扭轉(zhuǎn)角（），一般傳動軸 ,取 。</p><p>　　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。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ為花鍵軸，主軸為空心軸。因?yàn)榫匦位ㄦI定心精度高，定心穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理

79、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。查矩形花鍵的基本尺寸系列，定Ⅰ花鍵軸的規(guī)格 ；軸花鍵軸的規(guī)格；軸花鍵軸的規(guī)格；軸花鍵軸的規(guī)格。</p><p><b>　　這里需要說明三點(diǎn)：</b></p><p>　?。?）花鍵軸參數(shù)尺寸代表Z-D×d×b。Z表示花鍵軸齒數(shù)，D表示花

80、鍵軸大徑，d表示小徑，b表示齒寬，具體圖樣見下圖： 圖5 矩形花鍵軸</p><p>　?。?）齒輪齒數(shù)的選取，應(yīng)保證齒輪齒根與花鍵軸大徑配合的輪轂面不得小于3~5mm。</p><p>　?。?）如A0圖紙繪制的CM6132車床主傳動系統(tǒng)圖所示，帶輪軸做成中空軸套，起卸荷左右，這樣可將帶輪的張緊力引起的徑向力通過軸套，滾動軸承傳至機(jī)身上，保證主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)不受

81、帶輪張緊力的影響。</p><p>　?。?）III軸和IV軸間為皮帶輪1：1.12傳動。</p><p>　　4.5齒輪模數(shù)的確定</p><p>　　齒輪模數(shù)的估算。通常同一變速組內(nèi)的齒輪取相同的模數(shù)，如齒輪材料相同時(shí)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪，根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行估算模數(shù)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系統(tǒng)內(nèi)各變速

82、組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過2～3種模數(shù)。</p><p>　　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，查手冊齒輪精度選用7級精度，選擇小齒輪材料為45鋼 (調(diào)質(zhì))，硬度為220HBS和260HBS：</p><p>　　a變速組：分別計(jì)算各齒輪模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù) , 的齒輪。</p><p>　　⑴初步計(jì)算傳動的主要尺寸</p>

83、;<p><b>　　根據(jù)公式： </b></p><p>　?、傩↓X輪傳遞轉(zhuǎn)矩為 </p><p>　?、谝騰值未知， 值不能確定，可初步選載荷系數(shù) ,初選 。</p><p>　?、鄯菍ΨQ安裝，取齒寬系數(shù) =0.3。</p><p><b>　?、懿榈脧椥韵禂?shù) 。</b></

84、p><p>　?、蔟X數(shù)比u=42/17=2.4。</p><p>　?、薨待X面硬度查圖，得 , </p><p>　?、呒僭O(shè)該機(jī)床工作壽命10年，每年工作300天，兩班制，工作平穩(wěn)，齒輪轉(zhuǎn)向不變。</p><p>　　則，大齒輪和小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為：</p><p><b>　?、嗖橘Y料的 , </

85、b></p><p><b>　　取安全系數(shù) </b></p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　?、朴?jì)算模數(shù)</b></p><p>　　計(jì)算載荷系數(shù) 查得使用系數(shù) </p><p>　　因 ，查得動載荷系數(shù) ，由

86、表查得齒向載荷分布系數(shù) ，則載荷系數(shù)為</p><p><b>　　1.2765</b></p><p>　　對 進(jìn)行修正 因K與 有較大的差異，故需對由 計(jì)算出的 進(jìn)行修正，即</p><p><b>　　確定模數(shù)</b></p><p><b>　　2.85</b><

87、;/p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　?、莻鲃映叽?lt;/b></p><p>　?、?兩分度圓直徑 </p><p><b>　?、谥行木?</b></p><p><b>　?、埤X寬 ,</b></

88、p><p>　　盡可能圓整為5的倍數(shù)，取 </p><p><b>　?、艹吒?</b></p><p>　　為了便于設(shè)計(jì)和制造，同一傳動組內(nèi)的齒輪的模數(shù)常取相同，此時(shí)，各傳動齒輪副的齒輪齒數(shù)和相同。則在變速箱職中，每根傳動軸上各齒輪的模數(shù)均為 。</p><p>　　而在主軸箱中，用上述方法也取得第一對傳動副齒輪的模數(shù) ，

89、而在傳動鏈中，最后一個(gè)背輪機(jī)構(gòu)中，變速范圍較大，各傳動副對應(yīng)傳動的扭矩的差別也較大，為合理利用材料，常采用不同的模數(shù)，且在同一傳動組內(nèi)正常只限用于用兩種模數(shù)。</p><p>　　由于傳動副軸心線距離必須相等，即 </p><p>　　、 ——分別為兩種模數(shù)；</p><p>　　、 ——分別為 、 兩傳動副的齒數(shù)和。</p><p><

90、;b>　　則 得 。</b></p><p>　　4.6主軸軸頸的直徑</p><p>　　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=3KW查手冊，前軸頸應(yīng),初選,后軸頸取。</p><p>　　因?yàn)橹鬏S為空心軸，其內(nèi)孔直徑d/ 0.7,取主軸

91、當(dāng)量直徑</p><p>　?。粍td 44.45，取d=35mm。</p><p>　　4.6.1主軸懸伸量a</p><p>　　主軸懸伸量的大小往往受結(jié)構(gòu)限制，主要取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)形式及尺寸、刀具或夾具的安裝方式、前軸承的類型及配置、潤滑與密封裝置的結(jié)構(gòu)尺寸等。主軸設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足結(jié)構(gòu)的前提下，應(yīng)最大限度的縮短主軸懸伸量a。根據(jù)結(jié)構(gòu),對于精密機(jī)床a/=0.6~

92、1.5=43.2~108mm，定懸伸長度。</p><p>　　4.6.2主軸最佳跨距的確定和軸承的選擇</p><p>　　支撐跨距L，當(dāng)前多數(shù)機(jī)床的主軸采用前后兩個(gè)支撐，結(jié)構(gòu)簡單，制造、裝配方便，容易保證精度，但是，由于兩支撐主軸的最佳支距一般較短，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難于實(shí)現(xiàn)，故可采用三支撐結(jié)構(gòu)。但精密車床CM6132轉(zhuǎn)速的變化范圍大，主軸需正反轉(zhuǎn)，對機(jī)床的穩(wěn)定性要求高，故采用滑動軸承，選用內(nèi)圓

93、外錐式多油楔軸承。其內(nèi)表面加工出三個(gè)偏心圓弧槽（油囊），均勻分布在圓周上，深為0.2mm。所以主軸無論正反轉(zhuǎn)都能形成三個(gè)油楔。</p><p>　　主軸中間裝兩個(gè)推力球軸承（D8112），使主軸軸向定位。</p><p>　　后端作為輔助支承，選用一對深溝球軸承6011（GB/T 276-94）。</p><p>　　為了提高剛度，應(yīng)盡量縮短主軸的外伸長度。選擇適當(dāng)

94、的支撐跨距，一般推薦取： =3～5，跨距小時(shí)，軸承變形對軸端變形的影響大。所以，軸承剛度小時(shí)，應(yīng)選大值，軸剛度差時(shí)，則取小值。</p><p>　　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。</p><p>　　根據(jù)資料及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可知,主軸跨距=(3~5)a=315~525mm,初選=329mm。</p><p>　　

95、4.6.3主軸組件剛度驗(yàn)算</p><p>　?。?）主軸彎曲剛度的驗(yàn)算</p><p>　　由于CM6132車床主軸為空心，則其彎曲剛度為 </p><p>　　、 ——主軸軸承之間的當(dāng)量外徑和主軸內(nèi)孔直徑。</p><p>　　那么 ，對于精密機(jī)床，要求 ，那么主軸的彎曲剛度滿足要求。</p><p>　　(2)主

96、軸扭轉(zhuǎn)剛度的驗(yàn)算</p><p>　　式中： ——扭矩N·cm；</p><p>　　G——剪切彈性模量N/cm2 ，取 ；</p><p>　　——截面極慣性矩，實(shí)心軸 ；</p><p>　　D、L——軸的直徑和工作長度，D=63.5mm=6.35cm，L=329mm=32.9cm；</p><p>　

97、　N——主軸傳遞功率，N=3KW；</p><p>　　——主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速， =。</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　按要求，主軸扭轉(zhuǎn)角不超過 ,而 = ，則滿足要求。</p><p><b>　　5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)設(shè)

98、計(jì)包括主軸箱、變速箱的結(jié)構(gòu)、傳動件（傳動軸，軸承，齒輪，帶輪，離合器，卸荷裝置等）、主軸組件、箱體以及連接件、操縱機(jī)構(gòu)和潤滑裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布置等等。</p><p>　　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)械傳動的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個(gè)方面的問題。</p><p>　　精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動效率要求，主軸前軸承處溫度和溫升的控制，結(jié)構(gòu)工藝性，操作方便、安

99、全、可靠原則，遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則。</p><p>　　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)中不可避免要經(jīng)過反復(fù)思考和多次修改。在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖。目的是：</p><p>　　布置傳動件及選擇結(jié)構(gòu)方案。</p><p>　　檢驗(yàn)傳動設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時(shí)改正。</p><p>

100、;　　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(diǎn)和受力方向，為軸和軸承的驗(yàn)算提供必要的數(shù)據(jù)。</p><p>　　5.1齒輪的軸向布置</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中有多處使用了滑移齒輪，而滑移齒輪必須保證當(dāng)一對齒輪完全脫離后，令一對齒輪才能進(jìn)入嚙合，否則會產(chǎn)生干涉或變速困難。所以與之配合的固定齒輪間的距離應(yīng)保證留有足夠的空間，至少不少于齒寬的兩倍，并留有

101、Δ=1~2mm的間隙。</p><p>　　齒輪齒寬一般取b1=（6~12）m，對變速箱內(nèi)齒輪傳動副模數(shù)m=2.5mm，我設(shè)計(jì)的齒輪寬度b=6m=15mm 。而對于主軸箱內(nèi)m=3mm，b2=20mm，故變速箱內(nèi)相鄰固定齒輪間距離B應(yīng)不小于32mm。</p><p>　　圖7 齒輪的軸向布置</p><p>　　5.2傳動軸及其上傳動元件的布置</p>

102、<p>　　機(jī)床傳動軸，廣泛采用滾動軸承作支撐。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(jī)構(gòu)能正常工作。</p><p>　　首先傳動軸應(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、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引起上述問題。</p><p>　　傳動軸可以是光軸也可以是

103、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。</p><p>　　花鍵軸承載能力高，加工和裝配也比帶單鍵的光軸方便。</p><p>　　軸的部分長度上的花鍵，在終端有一段不是全高，不能和花鍵空配合。這是加工時(shí)的過濾部分。一般尺寸花鍵的滾刀直徑為65～85。</p><p>　　機(jī)床

104、傳動軸常采用的滾動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。而且滾錐軸承對軸的剛度、支撐孔的加工精度要求都比較高。因此球軸承用的更多。但是滾錐軸承內(nèi)外圈可以分開，裝配方便，間隙容易調(diào)整。所以有時(shí)在沒有軸向力時(shí)，也常采用這種軸承。選擇軸承的型號和尺寸，首先取決于承載能力，但也要考慮其他結(jié)構(gòu)條件。</p><p>　　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

105、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：對于支撐跨距長的箱體孔，要從兩邊同時(shí)進(jìn)行加工；支撐跨距比較短的，可以從一邊（叢大孔方面進(jìn)刀）伸進(jìn)鏜桿，同時(shí)加工各孔；對中間孔徑比兩端大的箱體，鏜中間孔必須在箱內(nèi)調(diào)刀，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能避免。</p><p>　　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

106、系列軸承來達(dá)到支撐孔直徑的安排要求。</p><p>　　兩孔間的最小壁厚，不得小于5～10，以免加工時(shí)孔變形。</p><p>　　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。</p><p>　　一般傳動軸上軸承選用級精度。</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正確性，不論軸是否轉(zhuǎn)動

107、，是否受軸向力，都必須有軸向定位。對受軸向力的軸，其軸向定位就更重要。</p><p>　　回轉(zhuǎn)的軸向定位（包括軸承在軸上定位和在箱體孔中定位）在選擇定位方式時(shí)應(yīng)注意：</p><p>　　1）軸的長度。長軸要考慮熱伸長的問題，宜由一端定位。</p><p>　　2）軸承的間隙是否需要調(diào)整。</p><p>　　3）整個(gè)軸的軸向位置是否需要調(diào)

108、整。</p><p>　　4）在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈。</p><p>　　5）加工和裝配的工藝性等。</p><p>　　5.2.1 I軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　I軸上為三聯(lián)滑移齒輪，相應(yīng)的花鍵軸段尺寸為6-32×28×7。左右端均選取深溝球軸承，其型號分別為6205，6206。右端為5齒皮帶輪，與I

109、軸平鍵連接，電機(jī)工頭右端V帶輪將動力傳至I軸，又通過滑移齒輪傳動力至II軸。</p><p>　　5.2.2 II軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　II軸上為4個(gè)固連齒輪， 3個(gè)為與I軸配合的齒輪， 3各與III軸配合。有兩個(gè)公用齒輪，相應(yīng)花鍵軸段尺寸為6-32×28×7，左，右端均為型號為6205的深溝球軸承。動力從I軸傳至II軸，并通過右邊兩齒輪傳動力至III

110、軸。</p><p>　　5.2.3  III軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　III軸上有3聯(lián)滑移齒輪，與II軸的3個(gè)固定齒輪嚙合。與之配合的相應(yīng)花鍵軸段尺寸為6-35×30×10。左，右均為型號為6206的深溝球軸承。左端為2齒皮帶輪，動力從II軸傳至III軸，再通過左邊的V帶輪傳動力至IV軸。</p><p>　　5.2.4 

111、; 帶輪軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　帶齒輪軸套在主軸左端的套筒內(nèi)。兩個(gè)型號為6214的深溝球軸承支撐套筒增加其剛度。左端為2齒皮帶輪，左邊螺母可調(diào)整其軸向位置。動力從III軸徑皮帶輪傳至帶輪軸，再通過右邊齒輪將動力傳出。</p><p>　　5.2.5  Ⅳ軸的設(shè)計(jì)</p><p>　?、糨S實(shí)際上是背輪機(jī)構(gòu)，其上2個(gè)滑移齒輪，與控制主軸內(nèi)齒離合器滑動的撥

112、叉盤用螺栓固連在一起，進(jìn)而達(dá)到變速目的。與之配合的花鍵軸尺寸參數(shù)為6-40×35×10。左右均為型號為6206的深溝球軸承。當(dāng)撥動滑移齒輪，使左端齒輪與IV軸齒輪嚙合時(shí)，主軸將得到低9級轉(zhuǎn)速。若撥動滑移齒輪，使與之固聯(lián)的撥叉主軸上齒輪直接與帶輪軸齒輪嚙合時(shí)，主軸將得到高9級轉(zhuǎn)速。</p><p>　　5.2.6主軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　主軸上裝有受Ⅳ軸（背輪機(jī)構(gòu)）

113、上撥叉盤控制的內(nèi)齒離合器，以及固連在主軸上的與V軸右端小齒輪的齒輪。當(dāng)IV軸齒輪直接與內(nèi)齒離合器嚙合時(shí)，主軸將得到高9級轉(zhuǎn)速。當(dāng)脫開時(shí)，固聯(lián)齒輪與背輪機(jī)構(gòu)恰好接通，通過兩個(gè)降速1：2.5和1：3.12，主軸將得到低9級轉(zhuǎn)速。</p><p>　　5.2.7 主軸組件設(shè)計(jì)</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（銑床、鉆床等）的主軸參予切削成形運(yùn)動，因此

114、它的精度和性能直接影響加工質(zhì)量（加工精度和表面粗糙度），設(shè)計(jì)時(shí)主要圍繞著保證精度、剛度和抗振性，減少溫升和熱變形等幾個(gè)方面考慮。</p><p>　　由于主軸比較長，為提高其剛度，本設(shè)計(jì)采用三支撐方式，其結(jié)構(gòu)要求箱上的3個(gè)支撐孔應(yīng)有高的同軸度，否則溫升和空載功率增大。但3孔同軸加工難度大，一般選中或后支撐為輔助支撐，只有載荷較大，軸產(chǎn)生彎曲變形時(shí)，輔助支撐才起作用。</p><p>　　本

115、設(shè)計(jì)，前支撐作為主要支撐點(diǎn)，選擇內(nèi)圓外錐式滑動軸承，它承載能力大，摩擦系數(shù)小，溫升低，極限轉(zhuǎn)速高，能很好的滿足設(shè)計(jì)要求，但不能承受軸向力。中支撐處選擇兩列51214型推力球軸承，在作輔助支撐的同時(shí)，配合前支撐承受軸向力。后支撐采用內(nèi)圓外錐式滑動軸承，一方面，它能滿足高速，高精度，重載，以及同時(shí)承受較大軸，徑向力的要求；另一方面，它能將主軸由前向后的軸向力，充分的傳至機(jī)身上，保證主軸良好的運(yùn)轉(zhuǎn)精度和動力性能。各滾動軸承均有螺母調(diào)整其軸向間

116、隙，內(nèi)圓外錐式滑動軸承可通過雙向背帽調(diào)整其徑向間隙。</p><p>　　前錐孔用來裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏錐孔。</p><p>　　5.3齒輪布置的注意問題</p><p>　　滑移齒輪進(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。</p><p>　　選擇齒輪塊的結(jié)

117、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。</p><p>　　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。</p><p>　　要保證正確嚙合，齒輪在軸上的位置應(yīng)該可靠?；讫X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

118、在裝配時(shí)最后調(diào)整確定</p><p>　　5.4主軸與齒輪的連接</p><p>　　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，避免因齒輪鍵槽太深導(dǎo)致小齒輪輪轂厚度不夠的問題。</p><p>　　5.5 潤

119、滑與密封</p><p>　　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。</p><p>　　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：</p><p>　　1）堵——加密封裝置防止油外流。</p><p>　　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（

120、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。</p><p>　　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。</p><p>　　2）疏導(dǎo)——在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐罚褂湍茼樌亓骰氐接拖洹?/p>

121、</p><p><b>　　5.6 其他問題</b></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。</p><p>　　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，否則將影響主軸的回轉(zhuǎn)精度。支承孔如果直接開

122、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。</p><p>　　主軸的直徑主要取決于主軸需要的剛度、結(jié)構(gòu)等。各種牌號鋼材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。其他部分處理后，調(diào)整硬度為220～250。</p>

123、<p><b>　　6.總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過緊張而又辛苦的兩周課程設(shè)計(jì)，當(dāng)我快要完成老師下達(dá)給我們的任務(wù)的時(shí)候，我仿佛經(jīng)過一次翻山越嶺，登上了高山之巔，頓感心曠神怡，眼前豁然開朗。</p><p>　　通過課程設(shè)計(jì)，使我深深體會到，干任何事都必須要有耐心，細(xì)致。課程設(shè)計(jì)的過程中，許多計(jì)算有時(shí)不免令我感到心煩意亂；有幾次因?yàn)椴恍⌒挠?jì)算出錯(cuò)，只