數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　0 引言</b></p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我所從事設(shè)計(jì)的課題是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。此類數(shù)控車床屬于經(jīng)濟(jì)型中檔精度機(jī)床，這類機(jī)床的傳動(dòng)要求采用手動(dòng)與電控雙操縱方式，在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)電控變速?？傮w的設(shè)計(jì)方案就是對(duì)傳動(dòng)方案進(jìn)行比較，繪出轉(zhuǎn)速圖，對(duì)箱體及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括軸和齒輪的設(shè)計(jì)、校核等。</p><p>　　為什

2、么要設(shè)計(jì)此類數(shù)控車床呢？因?yàn)殡S著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)制造業(yè)領(lǐng)域涌現(xiàn)出了許多私營(yíng)企業(yè)，這些企業(yè)的規(guī)模普遍不大，沒(méi)有太多的資本。一些全功能數(shù)控系統(tǒng)，其功能雖然豐富，但成本高，對(duì)于這些中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)購(gòu)置困難，但是中小型企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn)，希望對(duì)原有機(jī)床進(jìn)行改造，進(jìn)行數(shù)控化、自動(dòng)化，以提高生產(chǎn)效率。我國(guó)機(jī)床工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀是機(jī)床擁有量大、工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，突出的任務(wù)就是用較少的資金迅速改變機(jī)械工業(yè)落后的生產(chǎn)面貌，使之盡可能提高自動(dòng)化程度，保證

3、加工質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)是擁有300多萬(wàn)臺(tái)機(jī)床的國(guó)家，而這些機(jī)床又大量是多年累積生產(chǎn)的通用機(jī)床，自動(dòng)化程度低，要想在近幾年內(nèi)用自動(dòng)和精密設(shè)備更新現(xiàn)有機(jī)床，不論是資金還是我國(guó)機(jī)床廠的能力都是辦不到的。因此，普通機(jī)床的數(shù)控改造，大有可為。它適合我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平、教育水平和生產(chǎn)水平，已成為我國(guó)設(shè)備技術(shù)改造主要方法之一。目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展迅速，研制了幾十種簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)，有力地促進(jìn)了我國(guó)數(shù)控事業(yè)的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)

4、就是結(jié)合現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)實(shí)際，我國(guó)的國(guó)情，在滿足系統(tǒng)基本功能的前提下，盡可能地降低價(jià)格。</p><p>　　經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床有許多優(yōu)點(diǎn)。1）其降格便宜，且性能價(jià)格比適中，與進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控車床相比，前者只需一萬(wàn)元左右，后者則需十萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)元。因此，它特別適合于改造在設(shè)備中占有較大比重的普通車床，適合在生產(chǎn)第一線大面積推廣。從提高資本效率出發(fā)，改造閑置設(shè)備，能發(fā)揮機(jī)床的原有功能和改造后的新增功能，提高機(jī)床的使用價(jià)值。2）適

5、用于多品種、中小批量產(chǎn)品的適應(yīng)性強(qiáng)。在普通車床上加工的產(chǎn)品，大都可在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上進(jìn)行。加工不同零件，只要改變加工程序，很快適應(yīng)和達(dá)到批量生產(chǎn)的要求。3）相對(duì)于普通車床，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床能提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品損失。數(shù)控有較高的加工精度，加工出的產(chǎn)品尺寸一致性好，合格率高。4）采用數(shù)控車床，能解決復(fù)雜的加工精度，還能節(jié)約大量工裝費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本。5）采用此類車床，還能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度將工人從緊張、繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)。6）可以提高

6、工人素質(zhì)，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。數(shù)控系統(tǒng)的出現(xiàn)擴(kuò)大了工人的視野，帶動(dòng)了學(xué)習(xí)微電子技術(shù)的熱潮，為工人由“體力型”向“智力型”過(guò)渡創(chuàng)造了條件，促進(jìn)了工廠的技術(shù)進(jìn)步。7）增強(qiáng)了企業(yè)應(yīng)變能力，為提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力創(chuàng)造了條件。企業(yè)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控設(shè)備對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造后，提</p><p>　　本設(shè)計(jì)中的數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)就是主電機(jī)采用雙速電機(jī)，這樣可以簡(jiǎn)化箱體內(nèi)的結(jié)構(gòu)。操縱方式并非是完全數(shù)控，而是采用采用手動(dòng)與電控雙操縱方式，在一

7、定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)電控變速。本設(shè)計(jì)就是對(duì)在我國(guó)應(yīng)用非常廣泛的C6型數(shù)控車床進(jìn)行的改造，具有廣泛的適應(yīng)性。C6型車床是一種加工效率高，操作性能好，社會(huì)擁有量大的普通車床。實(shí)踐證明，把這種車床改造為數(shù)控車床，已經(jīng)收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　總體的設(shè)計(jì)方案就是對(duì)傳動(dòng)方案進(jìn)行比較，繪出轉(zhuǎn)速圖，對(duì)箱體及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括軸和齒輪的設(shè)計(jì)、校核等。設(shè)計(jì)時(shí)一要注意設(shè)計(jì)的科學(xué)性和條理性，另一點(diǎn)就是要注意和實(shí)際的結(jié)合。

8、設(shè)計(jì)的依據(jù)主要是以經(jīng)驗(yàn)或類比為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)(經(jīng)驗(yàn))設(shè)計(jì)方法。作為一名尚未畢業(yè)的大學(xué)生，經(jīng)驗(yàn)自然是我們所欠缺的，所以除了老師的指導(dǎo)，最主要的就是借鑒書上的設(shè)計(jì)方法。書上雖然不會(huì)有完全相同的示例，但一些其他類型的主軸箱設(shè)計(jì)方法在這個(gè)課題上同樣適用，適用也只是大體上的適用，具體到一些細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)就需我們自己查設(shè)計(jì)手冊(cè)了。比如說(shuō)其中涉及到電磁離合器的設(shè)計(jì)就需自己解決。雖然我們很缺乏設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，但還應(yīng)處處從實(shí)際出發(fā)。從大處講，聯(lián)系實(shí)際是指在進(jìn)行機(jī)床工

9、藝可能性的分析、參數(shù)擬定和方案確定中，既要了解當(dāng)今的先進(jìn)生產(chǎn)水平和可能趨勢(shì)，更應(yīng)了解我國(guó)實(shí)際生產(chǎn)水平，使設(shè)計(jì)的機(jī)床、機(jī)器在四化建設(shè)中發(fā)揮最佳的效益。從小處講，指對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)床零部件的制造、裝配和維修要進(jìn)行認(rèn)真的、切實(shí)的考慮和分析，對(duì)推薦的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和資料要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行取舍。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，了解和掌握結(jié)合實(shí)際、綜合思考的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　1 總體設(shè)計(jì)方案擬定

10、 </p><p>　　1．1 擬定主運(yùn)動(dòng)參數(shù)(、、Z)</p><p>　　機(jī)床設(shè)計(jì)的初始，首先需要確定有關(guān)參數(shù)，它們是傳動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)，影響到產(chǎn)品是否能滿足所需要的功能要求。根據(jù)擬定的參數(shù)、規(guī)格和其他特點(diǎn)，了解典型工藝的切削用量，了解極限轉(zhuǎn)速、和級(jí)數(shù)Z、主傳動(dòng)電機(jī)功率N。</p><p><b>　　1．2 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)</b>&

11、lt;/p><p>　　根據(jù)擬定的參數(shù)，通過(guò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖的分析，確定傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖。傳動(dòng)方案有多種，傳動(dòng)型式更是式樣眾多，比如：傳動(dòng)型式上有集中傳動(dòng)的主軸變速箱。分離傳動(dòng)的主軸箱與變速箱；擴(kuò)大變速范圍可以用增加傳動(dòng)組數(shù)，也可用背輪機(jī)構(gòu)、分支傳動(dòng)等型式；變速型式上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。然后計(jì)算各傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù)。 </p><p>　　1．3 動(dòng)力

12、計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)</p><p>　　估算齒輪模數(shù)m和軸頸d，選擇和計(jì)算離合器。</p><p>　　將各傳動(dòng)件及其它零件在展開(kāi)圖和剖面圖上做初步的安排、布置和設(shè)計(jì)。</p><p>　　1．4 軸和齒輪的驗(yàn)算</p><p>　　在結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，對(duì)一根傳動(dòng)軸和齒輪的剛度、強(qiáng)度進(jìn)行校核。</p><p>　　1

13、．5 主軸變速箱裝配設(shè)計(jì)</p><p>　　主軸變速箱裝配圖是以結(jié)構(gòu)草圖為“底稿”，進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪制的。圖上各零部件要表達(dá)清楚，并標(biāo)明尺寸和配合。 </p><p><b>　　2 參數(shù)擬定 </b></p><p>　　2.1 車床主參數(shù)(規(guī)格尺寸)和基本參數(shù)</p><p>　　此經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床是由C6140普

14、通車床改裝而來(lái)，根據(jù)任務(wù)書上提供的條件：</p><p>　　此數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速可分高低兩檔,共有12級(jí)轉(zhuǎn)速：其中高低兩檔各有6級(jí)轉(zhuǎn)速，低速檔時(shí)=340/,=45r/min;高速檔時(shí)=1800 r/min，=235 r/min；</p><p>　　此車床床身上最大回轉(zhuǎn)直徑為400mm,主軸端部型式為C6；主軸通孔直徑為65 mm；</p><p>　　主軸孔錐度

15、為公制70；采用雙速電機(jī):其中 電機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率分別為1000/1500 r/min，4/5.5KW。</p><p>　　2.2 各級(jí)轉(zhuǎn)速的確定</p><p>　　該齒輪為中模數(shù)齒輪，控制側(cè)隙的指標(biāo)宜采用公法線平均長(zhǎng)度極限偏差，按換算式12-20、式12-21、式12-22得</p><p><b>　　[6]</b></p>

16、<p><b>　　[6]</b></p><p><b>　　齒輪工作圖</b></p><p>　　下圖為本例齒輪零件圖。</p><p>　　4.2 電磁離合器的選擇和使用</p><p>　　隨著機(jī)床設(shè)備向自動(dòng)化趨勢(shì)發(fā)展,電磁離合器和制動(dòng)器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,本設(shè)計(jì)為經(jīng)濟(jì)型數(shù)

17、控車床,采用手動(dòng)和電動(dòng)相結(jié)合的方式,其中的電控就是用電磁離合器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,電磁離合器是自動(dòng)化控制的主要元件之一,它具有結(jié)構(gòu)緊湊、易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動(dòng)控制等特點(diǎn)，同時(shí)能滿足簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，提高齒輪箱的傳動(dòng)剛度和加工精度，實(shí)現(xiàn)機(jī)床高響應(yīng)性、高頻率動(dòng)作等方面的要求。</p><p>　　我設(shè)計(jì)的主軸箱采用了3個(gè)電磁離合器，大大簡(jiǎn)化了主軸箱內(nèi)結(jié)構(gòu)。離合器的類型很多，有通電工作的，也有失電工作的。按其傳遞扭矩形式可分為摩擦

18、式離合器、牙嵌式離合器，磁粉式離合器以及轉(zhuǎn)差式離合器；按其工作條件可分為濕式離合器和干式離合器；按其電流饋入的方式可分為有滑環(huán)離合器和無(wú)滑環(huán)離合器。</p><p>　　選擇離合器的型號(hào)規(guī)格之前，必須充分了解各種離合器的動(dòng)作特性及其優(yōu)缺點(diǎn)。在選擇離合器過(guò)程中最重要的因素是扭矩，扭矩表示所傳遞的動(dòng)力，假如摩擦片數(shù)一定，則所傳遞扭矩大小和離合器有效半徑相對(duì)應(yīng)。但在實(shí)際上，速度、溫度、摩擦片的磨損情況，污染情況都影響工

19、作扭矩。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過(guò)程中，計(jì)算扭矩是工作載荷的慣性和運(yùn)動(dòng)載荷的慣性之和，用T表示計(jì)算扭矩可用下式求出： [7]</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　-----旋轉(zhuǎn)組件的重量</p><p>　　K-------旋轉(zhuǎn)組件的回轉(zhuǎn)半徑</p><p><

20、b>　　N----回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　S----工作安全系數(shù)</p><p>　　---直線運(yùn)動(dòng)組件的重量</p><p>　　V-----線性速度</p><p>　　R-----變旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)皮帶輪的半徑</p><p><b>　　g-----9.8</b

21、></p><p>　　t-----機(jī)器啟動(dòng)所需時(shí)間</p><p>　　----電磁離合器吸合時(shí)間</p><p>　　但在實(shí)際工作中,很多設(shè)備的精確載荷難以計(jì)算。一般是根據(jù)輸入動(dòng)力確定所需扭矩。</p><p><b>　　[7]</b></p><p>　　式中P---輸入功率<

22、/p><p>　　S---工作安全系數(shù)</p><p><b>　　N---輸入轉(zhuǎn)數(shù)</b></p><p>　　從上式中看出，對(duì)扭矩影響最大的是安裝離合器軸的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)。因此。一定動(dòng)力下，較高的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)低的扭矩，因此，在設(shè)計(jì)中盡可能將離合器裝在傳動(dòng)鏈中轉(zhuǎn)速較高的位置，這通常要求離合器和電機(jī)同軸。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中

23、的主軸箱采用的是油潤(rùn)滑，所以選用的電磁式離合器是濕式的。</p><p>　　根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系，而且Ⅰ軸的扭矩小于Ⅱ軸的扭矩，分析后，選擇在Ⅰ軸上的兩個(gè)離合器均為DLM5系列離合器，其型號(hào)為DLM5-10；Ⅱ軸上的扭矩大于Ⅰ軸，其型號(hào)可選為DLM5-25。</p><p><b>　　5 軸的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算</b></p><p>　　5.1

24、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　機(jī)床傳動(dòng)軸，廣泛采用滾動(dòng)軸承作支承。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。</p><p>　　傳動(dòng)軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。如撓度和傾角過(guò)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。</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也會(huì)引

25、起上述問(wèn)題。</p><p>　　所以，在設(shè)計(jì)軸時(shí)要充分考慮軸的強(qiáng)度剛度等因素。在選擇材料和估算直徑都要滿足條件，估算完以后還要對(duì)軸的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核。</p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是使軸的各部分具有合理的結(jié)構(gòu)和尺寸。</p><p>　　影響軸的結(jié)構(gòu)的因素很多，因此軸的結(jié)構(gòu)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)形式。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對(duì)軸的具體情況作具體分析，全面考慮解決。</p&

26、gt;<p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要要求是：</p><p>　　裝在軸上的零件有確定的位置。且布置合理。</p><p>　　軸受力合理，能可靠地傳遞力和轉(zhuǎn)矩，有利于提高強(qiáng)度和剛度。</p><p><b>　　具有良好的工藝性。</b></p><p><b>　　便于安裝和調(diào)整。</b

27、></p><p>　　節(jié)省材料，減輕質(zhì)量。</p><p>　　Ⅰ軸（輸入軸）的設(shè)計(jì)</p><p>　?、褫S的特點(diǎn):1．將運(yùn)動(dòng)傳入變速箱的齒輪，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)軸的剛度或使軸不受帶的拉力（帶輪卸荷）;2．若Ⅰ軸上安裝正反向的離合器，由于組成離合器的零件很多，在箱內(nèi)裝配很不方便，一般都希望在箱外將Ⅰ軸組裝好后在整體裝入箱內(nèi)（最好

28、連皮帶輪也組裝在上面）。</p><p>　　卸荷裝置:帶輪將動(dòng)力傳到Ⅰ軸有兩類方式：一類是帶輪直接裝在Ⅰ軸上。除了傳遞扭矩外，帶的拉力也作用在軸上。另一類是帶輪裝在軸承上，軸承裝在套筒（法蘭盤）上，傳給軸的只是扭矩，徑向力由固定在箱體上的套筒承受。這種結(jié)構(gòu)稱為卸荷裝置。</p><p>　　5.2 軸的強(qiáng)度校核(以Ⅰ軸為例)</p><p>　　由鹽城市機(jī)床廠1

29、997-10-01發(fā)布的臥式車床企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)表9知主軸轉(zhuǎn)速為103時(shí),扭矩為468N.m,這時(shí)Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速為</p><p>　　5.2.1 選擇軸的材料</p><p>　　由于這個(gè)車頭箱傳動(dòng)的功率不大，分別為4和5.5KW，對(duì)其重量和尺寸也無(wú)特殊要求，故此輸入軸采用45鋼。</p><p>　　5.2.2 初估軸徑</p><p>　　按扭

30、矩初估軸的直徑，查表10-2(見(jiàn)參考書2)得C=106～117，考慮到安裝帶輪的軸段僅受扭矩作用，取C=106,則</p><p><b>　　[2]</b></p><p>　　5.2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　(1) 各軸段直徑的確定 初估直徑后就可按照軸上零件的安裝順序,從處開(kāi)始逐段確定直徑?？紤]到軸段1上安裝帶輪，上面將安裝

31、有軸承為了符合軸承內(nèi)徑系列，即軸段的直徑應(yīng)與軸承型號(hào)的選擇同時(shí)進(jìn)行，取軸承代號(hào)為6306的深溝球軸承，其內(nèi)孔直徑為30，同理可取其他各段軸的內(nèi)徑；</p><p>　?。?）各軸長(zhǎng)度的選擇 軸段一處上要安裝有帶輪、軸承、密封圈等，根據(jù)這些部件的尺寸，可以得出各段軸段的長(zhǎng)度。各個(gè)軸段尺寸的確定主要是根據(jù)軸上零件的轂長(zhǎng)或軸上零件配合部分的長(zhǎng)度確定。而另一些軸段的長(zhǎng)度除與軸上零件有關(guān)外，還與箱體及軸承蓋等零件有關(guān)。

32、通常從齒輪端面開(kāi)始，為避免轉(zhuǎn)動(dòng)零件與不動(dòng)零件干涉，取齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離H=15mm,考慮箱體的鑄造誤差，軸承內(nèi)端面應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取，考慮上下軸承座的聯(lián)接，取軸襯座寬度為45mm。</p><p>　?。?）軸上倒角及圓角為了保證軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊(cè)推薦，取軸肩圓角半徑為1mm。為方便加工，其他軸肩圓角半徑均取為1mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，軸的左右端倒角均為。</p>&l

33、t;p>　　上述確定尺寸和結(jié)構(gòu)的過(guò)程，與畫草圖同時(shí)進(jìn)行，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖（見(jiàn)下圖-a）</p><p>　　5.2.4 軸的受力分析</p><p>　　(1)畫軸的受力簡(jiǎn)圖(見(jiàn)上圖-b)，因?yàn)辇X輪為直齒圓柱齒輪，所以,齒輪上不存在軸向力。</p><p><b>　　(2)計(jì)算支承反力</b></p><p>&l

34、t;b>　　在水平面上</b></p><p><b>　　在垂直面上</b></p><p>　　(3)畫彎矩圖（見(jiàn)上圖-c d e）</p><p>　　在水平面上 ，a-a剖面左側(cè)</p><p><b>　　a-a剖面右側(cè)</b></p><p>&

35、lt;b>　　在垂直面上</b></p><p><b>　　合成彎矩</b></p><p>　　a剖面左側(cè)和右側(cè)的彎矩相同</p><p>　　(4)畫彎矩圖（見(jiàn)上圖-f）</p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩 T=</b></p><p><b&g

36、t;　　(5)判斷危險(xiǎn)截面</b></p><p>　　顯然，a-a面處無(wú)論是彎矩還是扭矩都為最大，a-a面為危險(xiǎn)截面</p><p>　　(6)軸的彎扭合成強(qiáng)度校核</p><p><b>　　由表10-1查得，</b></p><p><b>　　在a-a截面左側(cè)</b></p

37、><p><b>　　[2]</b></p><p><b>　　合適。</b></p><p>　　(7)軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核</p><p>　　由表10-1查得，，；，。</p><p><b>　　在a-a截面左側(cè)</b></p>

38、<p><b>　　[2]</b></p><p>　　由附表10-1查得，；由附表10-4查得絕對(duì)尺寸系數(shù)，；軸經(jīng)磨削加工，由附表10-5查得表面質(zhì)量系數(shù)。則</p><p><b>　　彎曲應(yīng)力 </b></p><p><b>　　應(yīng)力幅 </b></p>

39、<p><b>　　平均應(yīng)力 </b></p><p><b>　　切應(yīng)力 </b></p><p><b>　　安全系數(shù)</b></p><p>　　查表10-6得許用安全系數(shù)，顯然，故，a-a截面安全,即整個(gè)軸都是安全的，其彎扭合成強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度均是足夠的。</p&

40、gt;<p>　　5.3 軸的剛度校核(以Ⅰ軸為例)</p><p>　　軸受載后要發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，如果變形過(guò)大，會(huì)影響軸上零件正常工作。</p><p>　　傳動(dòng)軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度要求。強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭轉(zhuǎn)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。剛度要求保證軸在（彎曲、軸向、扭轉(zhuǎn)）不致產(chǎn)生過(guò)大的變形（彎曲、失穩(wěn)

41、、轉(zhuǎn)角）。如果剛度不足，軸上的零件如齒輪、軸承等將由于軸的變形過(guò)大而不能正常工作，或者產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲、發(fā)熱、過(guò)早磨損而失效。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。通常，先按扭轉(zhuǎn)剛度估算軸的直徑，畫出草圖之后，再根據(jù)受力情況、結(jié)構(gòu)布置和有關(guān)尺寸，驗(yàn)算彎曲剛度。</p><p>　?、褫S的直徑按扭轉(zhuǎn)剛度估算，上文已完成，估算出的直徑為40mm.</p><p>　　車床傳動(dòng)軸的彎曲剛度驗(yàn)算，主要驗(yàn)

42、算軸上裝齒輪和軸承處的撓度y和傾角θ。各類軸的撓度y和傾角θ，應(yīng)小于彎曲剛度的許用值[Y]和[θ]值，即：</p><p>　　y≤[Y]；θ≤[θ]值，即：</p><p>　　軸的彎曲變形的允許值：</p><p>　　安裝齒輪的軸允許的撓度為（0.01～0.03）m</p><p>　　計(jì)算軸本身彎曲變形產(chǎn)生的撓度y和傾角θ時(shí),一般常將

43、軸簡(jiǎn)化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁,當(dāng)軸的直徑相差不大且計(jì)算精度要求不高時(shí),可把軸看作等徑軸,采用平均直徑（)來(lái)計(jì)算。計(jì)算公式為：圓軸：平均直徑</p><p><b>　　慣性矩 </b></p><p>　?、褫S為圓軸,其平均直徑</p><p><b>　　慣性矩 </b></p><p><

44、b>　　計(jì)算撓度:</b></p><p><b>　　a 段內(nèi): [1]</b></p><p>　　其中P----力載荷(N) I----截面慣性矩 M---彎矩載荷</p><p>　　θ----傾角 y----撓度 x----所求之點(diǎn)距離</p>

45、<p>　　E-----軸材料的彈性模量,鋼材E=</p><p><b>　　b段內(nèi): [1]</b></p><p><b>　　c段內(nèi): [1]</b></p><p><b>　　由圖分析得,</b></p><p><b>　　a 段內(nèi)撓度[

46、1]</b></p><p>　　x的值為0和97.1之間由求導(dǎo)得x的值為97.1時(shí),撓度最大,其撓度值為0.0025081,而軸的撓度的允許值為(0.01～0.03)m,其中m為齒輪模數(shù),</p><p>　　所以,[y]=0.03～0.09mm</p><p>　　可知a 段內(nèi)撓度<[y]</p><p><b&g

47、t;　　b段內(nèi)撓度</b></p><p><b>　　=[1]</b></p><p>　　對(duì)式子求導(dǎo),得到撓度為最大時(shí),</p><p>　　求得 其撓度值也<[y]</p><p>　　再由公式計(jì)算得到幾個(gè)受力端點(diǎn)處的撓度,由計(jì)算可得同樣<[y]</p><p>&l

48、t;b>　　所以,撓度符合要求</b></p><p><b>　　傾角的校核</b></p><p>　　由分析可知,最大傾角出現(xiàn)在左支承點(diǎn)處</p><p><b>　　其傾角為弧度</b></p><p>　　左支承處裝有深溝球軸承,其許用傾角為[θ]=0.0025rad&l

49、t;/p><p>　　可得最大傾角<許用傾角[θ]</p><p>　　所以軸的剛度符合要求.</p><p>　　6 主軸變速箱的裝配設(shè)計(jì)</p><p>　　箱體內(nèi)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì):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）。</p><p>　　6.1 箱體內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)<

50、/p><p>　　主軸變速箱是機(jī)床的主要部件。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(wèn)題:</p><p>　　(1)精度:車床主軸部件要求比較高的精度。如：主軸的徑向跳動(dòng)＜0.01mm;主軸的軸向竄動(dòng)＜0.01mm。</p><p>　　(2)剛度和抗振性:綜合剛度（主軸與刀架之間的作用力與相對(duì)變形之比）：</p><p>

51、;<b>　　N/mm;</b></p><p>　　其中D為最大回轉(zhuǎn)直徑mm。</p><p>　　(3)傳動(dòng)效率的要求：等級(jí)1 效率≥0.85</p><p>　　等級(jí)2 效率≥0.8</p><p>　　等級(jí)3 效率為0.75</p><p>　　(4)主軸前軸承處溫度和溫升應(yīng)控

52、制在一定范圍內(nèi)，噪音也應(yīng)控制在一定范圍之內(nèi)：</p><p>　　等級(jí)1 dB≤78</p><p>　　等級(jí)2 dB≤80</p><p>　　等級(jí)3 dB≤83</p><p>　　結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、緊湊，加工和裝配工藝性好，便于維修和調(diào)整。</p><p>　　操作方便，安全可靠。</p>

53、<p>　　遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則。</p><p>　　6.2 設(shè)計(jì)的方法(以軸的布置為例)</p><p>　　主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于是整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)中不可避免要經(jīng)過(guò)反復(fù)思考和多次修改。在畫正式圖之前，最好能先畫草圖。目的是：</p><p>　　布置傳動(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案。</p><p>　　檢

54、驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無(wú)相互干涉，碰撞或其它不合理的情況，以便及時(shí)改正。</p><p>　　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)。</p><p>　　為達(dá)到上述目的，草圖的主要輪廓尺寸和零件之間的相對(duì)位置尺寸一定要畫得準(zhǔn)確，細(xì)部結(jié)構(gòu)可不必畫出。</p><p>　　各部分結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)反復(fù)

55、推敲修改，經(jīng)過(guò)必要得驗(yàn)算，確定了結(jié)構(gòu)方案以后，才能開(kāi)始畫正式裝配圖。</p><p>　　展開(kāi)圖和橫截面圖應(yīng)該盡量交叉進(jìn)行，這樣容易及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。</p><p><b>　　傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)</b></p><p>　　特點(diǎn):機(jī)床的傳動(dòng)軸，廣泛采用滾動(dòng)軸承作支承。軸上要安排齒輪，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。</p

56、><p>　　首先傳動(dòng)軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。如撓度和傾角過(guò)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。</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也會(huì)引起上述問(wèn)題。</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　傳動(dòng)軸可以是光軸也可以是花鍵軸

57、。</p><p><b>　　軸的空間布置</b></p><p>　　軸系布置的一般程序是：先確定主軸在變速箱中的位置，在確定傳動(dòng)軸的軸以及與主軸上的齒輪有嚙合的關(guān)系的軸，第三步確定電動(dòng)機(jī)軸或運(yùn)動(dòng)輸入軸（1軸）的位置，最后確定其他各傳動(dòng)軸的位置。</p><p>　　車床主軸（圖6-20）</p><p>　　1、垂

58、直方向（高度）</p><p>　　H=1/2D---由車床主參數(shù)D決定。</p><p><b>　　2水平方向</b></p><p>　　a≤b－主軸中心在尾架導(dǎo)軌中間，也有稍偏向前導(dǎo)軌的，也有偏向后導(dǎo)軌的，為降低床身導(dǎo)軌的變形，切削力的方向盡可能在前、后導(dǎo)軌之間，主軸中心越往后越好；但從便于裝卸工件、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的角度講，主軸中心越往前

59、越好。一般中型車床取尾架導(dǎo)軌中央或稍偏后，這樣，既便于操作，又可使切削力均勻地作用于刀架地兩導(dǎo)軌面上。</p><p><b>　　傳動(dòng)主軸的軸</b></p><p>　　由于切削力P切和轉(zhuǎn)動(dòng)力P齒的作用，主軸及其軸承將產(chǎn)生變形。</p><p>　　從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析，中型車床主軸部件的變形及其組成比為：主軸本身變形約占45至65%，主軸軸軸

60、承的變形約占30至45%，軸承的支承件（箱體）變形很少。因此，可以認(rèn)為主軸部件的剛度主要取決于主軸及其軸承。然而，主軸傳動(dòng)齒輪與其嚙合的齒輪之間不同的位置，將致使主軸及其主軸軸承承受力有著很大上午變化。通過(guò)分析兩種極限情況，就可以了解一般情況下的主軸部件受力和變形方法，以選擇和確定合適的主軸上齒輪傳動(dòng)力的位置和方向。</p><p>　　Ⅰ軸（輸入軸）的位置1．Ⅰ軸上往往裝有摩擦離合器等機(jī)構(gòu)，這些部件的位置安排應(yīng)

61、便于調(diào)裝。2． 摩擦離合器或摩擦式制動(dòng)器，需要考慮便于冷卻與潤(rùn)滑，離主軸部件要遠(yuǎn)一些，以減少由于摩擦發(fā)熱對(duì)主軸部件熱變形的影響。3．Ⅰ軸的端部常裝有皮帶輪，而主軸尾端外伸，有可能裝自動(dòng)卡盤的操縱氣缸或油缸，布置Ⅰ軸位置時(shí)，必須保證兩者不會(huì)相碰，Ⅰ軸上帶輪外緣不能高出箱體，以免影響外觀。</p><p>　　綜述以上各點(diǎn)，車床上Ⅰ軸一般多安排在變速箱后壁靠近箱蓋處。</p><p>　　中間

62、各傳動(dòng)軸的位置:主軸和Ⅰ軸位置既定，中間各傳動(dòng)軸位置即可按傳動(dòng)順序進(jìn)行安排，應(yīng)考慮滿足以下要求：</p><p>　　(1)裝有離合器的軸：要便于裝調(diào)、維修和潤(rùn)滑。</p><p>　　(2)裝有制動(dòng)裝置的軸：要便于裝調(diào)、維修，該軸應(yīng)布置在靠近箱蓋或箱壁處，同時(shí)還應(yīng)考慮與起、停裝置的互鎖。</p><p>　　(3)裝有潤(rùn)滑油泵的軸：要有足夠的空間安裝潤(rùn)滑油泵，其高

63、度要便于油泵吸油和排油，并便于裝卸和調(diào)整油泵，裝有濺油輪或?yàn)R油齒輪的軸應(yīng)注意圓周速度和浸入油面的深度。</p><p>　　(4)與相關(guān)部件有聯(lián)系的軸：車床主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)間的內(nèi)在聯(lián)系是通過(guò)變速箱內(nèi)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)輸出軸聯(lián)系，它應(yīng)布置在主軸前下方靠近進(jìn)給箱處。</p><p>　　(5)其他：使箱體截面尺寸緊湊、比例協(xié)調(diào)，各操縱機(jī)構(gòu)安排得當(dāng)?shù)鹊取?lt;/p><p><

64、b>　　:</b></p><p><b>　　7 結(jié)論 </b></p><p>　　通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，完成了對(duì)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這類主傳動(dòng)系統(tǒng)是應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)型中檔精度數(shù)控車床的。這類車床共有12級(jí)轉(zhuǎn)速，分高低兩檔，高低兩檔的切換是通過(guò)手柄來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而在同一檔內(nèi)的6級(jí)轉(zhuǎn)速，是通過(guò)電磁離合器來(lái)實(shí)現(xiàn)的電動(dòng)控制。</p><

65、;p>　　此類數(shù)控車床既不同于一般的數(shù)控車床,也不同于普通車床,是兩者的結(jié)合。這類數(shù)控車床比一般的全功能數(shù)控機(jī)床便宜，能節(jié)約成本，其性能價(jià)格比適中。相對(duì)于普通車床，用此類主傳動(dòng)裝置，其加工的精度更高，能提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品損失。因?yàn)榇藗鲃?dòng)系統(tǒng)部分采用電控，還能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。所以，此類主傳動(dòng)設(shè)計(jì)適應(yīng)我國(guó)國(guó)情。</p><p>　　由于這次設(shè)計(jì)時(shí)間較為倉(cāng)促，沒(méi)有對(duì)所有重要部件進(jìn)行校核，有的只是進(jìn)行了簡(jiǎn)單

66、的選型，而不是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算得到。而且由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，設(shè)計(jì)的很多方面都缺乏工藝性。</p><p><b>　　致謝 </b></p><p>　　我進(jìn)行了將近一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，不但包括一些設(shè)計(jì)的方法，更重要的是，我學(xué)會(huì)了如何獨(dú)立思考，解決問(wèn)題。在設(shè)計(jì)中，會(huì)不斷地遇到問(wèn)題，這是就要我們?nèi)ハ朕k法解決，讓我們?nèi)ゲ橘Y料，查手冊(cè)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我

67、學(xué)會(huì)的一個(gè)解決問(wèn)題的重要方法就是查設(shè)計(jì)手冊(cè)。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)的過(guò)程，通過(guò)這個(gè)過(guò)程，我們學(xué)會(huì)了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的一些基本的方法，讓我們系統(tǒng)回顧了大學(xué)四年學(xué)過(guò)的知識(shí)，也為我們將來(lái)的工作打下了基礎(chǔ)。</p><p>　　指導(dǎo)我們?cè)O(shè)計(jì)的是鹽城市機(jī)床廠的沙愛(ài)民高級(jí)工程師，沙老師雖然不是我們學(xué)校的老師，但為了指導(dǎo)我們?cè)O(shè)計(jì)，沙老師一個(gè)星期三次過(guò)來(lái)給我們指導(dǎo)。沙老師家離我們學(xué)校又

68、很遠(yuǎn)，但她為了我們的設(shè)計(jì)還是每次都過(guò)來(lái)。沙老師不但有機(jī)械的理論知識(shí)，更有非常豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，回答我們問(wèn)題都能聯(lián)系實(shí)際，給我們以啟示。</p><p>　　通過(guò)指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)，我覺(jué)得在設(shè)計(jì)過(guò)程中自己積累了不少的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，但同樣存在著很多不足。設(shè)計(jì)過(guò)程中有一些很簡(jiǎn)單的問(wèn)題我有時(shí)也解決不了，需要老師幫助才能解決。有時(shí)看見(jiàn)老師在，一些自己能解決的問(wèn)題，也懶于去思考，都拿去問(wèn)老師。</p><p&g

69、t;　　通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了不少東西，也發(fā)現(xiàn)了自身很大的不足。感謝我們指導(dǎo)老師的幫助，也感謝系部給我們提供了這么多的便利條件。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 曹金榜，易錫麟，張玉峰，陳田養(yǎng)，王長(zhǎng)春.機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1987</p><p>　　2 徐錦康,蔡慧官,蔣同洋

70、.機(jī)械設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001</p><p>　　3 張新義.經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1993</p><p>　　4 北京航空學(xué)院機(jī)械加工教研室.北京:國(guó)防工業(yè)出版社館</p><p>　　5 王愛(ài)玲.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì).北京:兵器工業(yè)出版社</p><p>　　6 王伯平.互換性與測(cè)量技術(shù)基

71、礎(chǔ).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999</p><p>　　7 吳宗澤,羅建國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:高等教育出版社</p><p>　　8 機(jī)械工業(yè)出版社編輯組編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　9 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院編.實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:農(nóng)業(yè)機(jī)械出版</p><p><b>　　社,1

72、989</b></p><p>　　10 楊黎明.機(jī)械零件簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:兵器工業(yè)出版社,1992</p><p><b>　　附件清單 </b></p><p>　　1 數(shù)控車床總裝圖 CK-000 A3 一張</p><p>　　2

73、主傳動(dòng)系統(tǒng)裝配圖 CK-001 A0 一張 </p><p>　　3 內(nèi)隔套零件圖 CK-101 A4 一張</p><p>　　4 齒輪零件圖 CK-102 A3 一張</p

74、><p>　　5 齒輪零件圖 CK-103 A3 一張</p><p>　　6 齒輪零件圖 CK-108 A3 一張</p><p>　　7 擋油環(huán)零件圖 CK-114

75、 A4 一張</p><p>　　8 擋油環(huán)零件圖 CK-115 A3 一張</p><p>　　9 主軸零件圖 CK-116 A1 一張</p><p>　　10 軸承透蓋零件圖 CK-

76、117 A3 一張</p><p>　　11 齒輪零件圖 CK-118 A3 一張</p><p>　　12 齒輪零件圖 CK-120 A3 一張</p><p>　　13 Ⅰ軸零件

77、圖 CK-121 A3 一張</p><p>　　14 內(nèi)隔套零件圖 CK-122 A4 一張</p><p>　　15 內(nèi)隔套零件圖 CK-123 A4 一張</p>

78、<p>　　16 帶輪零件圖 CK-124 A3 一張</p><p>　　17 軸承透蓋零件圖 CK-125 A4 一張</p><p>　　18 外隔套零件圖 CK-126 A4

79、 一張 </p><p>　　19 齒輪零件圖 CK-127 A4 一張 </p><p>　　20 內(nèi)隔套零件圖 CK-129 A4 一張</p><p>　　21 齒輪零件圖 CK-13

80、1 A3 一張</p><p>　　22 內(nèi)隔套零件圖 CK-132 A4 一張</p><p>　　23 齒輪零件圖 CK-133 A3 一張</p><p>　　24 外隔套零件圖

81、 CK-134 A4 一張</p><p>　　25 內(nèi)隔套零件圖 CK-135 A4 一張</p><p>　　26 床頭箱零件圖 CK-139 A0 一張</p><

82、p>　　27 端蓋零件圖 CK-140 A4 一張</p><p>　　28 外隔套零件圖 CK-143 A4 一張</p><p>　　29 軸承透蓋零件圖 CK-146 A3 一

83、張</p><p>　　30 傳動(dòng)鍵零件圖 CK-147 A4 一張</p><p>　　31 卡口墊零件圖 CK-148 A3 一張</p><p>　　32 甩油環(huán)零件圖 CK-150