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XX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(論文)
立式數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級
姓 名
學(xué) 號
指導(dǎo)老師
2016 年 3 月 31 日
摘 要
車床主傳動的設(shè)計，包括設(shè)計的三個方面，即：在標(biāo)題之下設(shè)計具體使用的機(jī)器的規(guī)格，主軸轉(zhuǎn)速極限，速度或列數(shù)公比范圍，其他參數(shù)相關(guān)的建議確定選定的速度水平值機(jī)身;分析和比較，選擇傳輸;配制型或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，高速發(fā)展;其次，根據(jù)發(fā)動機(jī)的類型和發(fā)動機(jī)功率，則確定計算出的軸速度和不同的傳輸部件中，初始主軸速度米直徑模型的皮帶和確定摩擦片的數(shù)量，大小和數(shù)量;經(jīng)過控制傳動部件[軸，軸，齒輪，軸承]的剛度，強(qiáng)度和使用壽命的完整的裝配草圖。最后，設(shè)計完成和設(shè)計的動態(tài)運(yùn)動，尤其是“結(jié)構(gòu)性”節(jié)目盤，圖中單獨設(shè)計的組件裝配圖后。
關(guān)鍵詞：車床；數(shù)控；傳動系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)網(wǎng)；結(jié)構(gòu)式
V
Abstract
With the sophistication of today's industrial equipment have become increasingly demanding, the degree of precision machining processing equipment mechanical processing equipment has become increasingly demanding. Search, Now a lot of research on the basis of the information on the machine automation technology in-depth research and analysis, and describes the design of the machine control system. The whole process is mainly on the lathe main transmission design.
Lathe main transmission design, including the three aspects of the design, namely: according to the design of the title given machine use, specifications, spindle speed limit, the speed or the number of columns common ratio series, other relevant motion parameters to determine the selected spindle speed levels value; analysis and comparison, selecting transmission scheme; prepare formula or network structure, develop speed; determining a gear and pulley diameter; transmission drawn map. Secondly, according to the type of machine and motor power, determined that the calculated spindle speed and various transmission parts, an initial shaft diameter modulus gear, belt model and determine the number, size and number of friction plates; after the completion of assembly sketch to checking the transmission member (shaft, spindle, gear, bearing) stiffness, strength or lifetime. Finally, after the completion of design and dynamic design movement, to the main drive program "structured" designed spindle gearbox assembly drawings and part drawings, conduct focus drive shaft assembly, spindle assembly, transmission mechanism, box, lubrication and sealing, transmission slip gear shaft and parts of the design.
Keywords: lathe; transmission, network structure, structure; NC
目 錄
摘 要 II
Abstract III
目 錄 IV
第1章 緒 論 1
1.1 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 1
1.1.1數(shù)控機(jī)床與發(fā)展趨勢 1
1.1.2數(shù)控技術(shù) 2
1.1.3數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢 4
1.1.4數(shù)控技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的進(jìn)展 5
1.2數(shù)控車床的工藝范圍及加工精度 6
1.2.1工藝范圍 6
1.2.2加工精度 6
第2章 傳動方案及傳動系統(tǒng)圖的擬定 7
2.1 電動機(jī)的選擇 7
2.2 傳動路線及轉(zhuǎn)速圖的擬定 7
第3章 主軸箱主要零件的設(shè)計及校核 13
3.1 主軸箱箱體尺寸的確定 13
3.2 傳動軸Ⅰ各主要零件的設(shè)計 13
3.2.1 軸徑的估算 13
3.2.2 V帶輪的設(shè)計 14
3.2.3 多片式摩擦離合器的計算 16
3.2.4 軸I上的一對齒輪的計算 18
3.2.5 齒輪的校核 22
3.2.6 軸的校核 23
3.2.7 軸承的選擇 25
3.3 傳動軸II各主要零件的設(shè)計 27
3.3.1 軸徑的估算 27
3.3.2 齒輪的校核 28
3.3.3 傳動軸的校核 28
3.3.4 軸承的校核 30
3.4 傳動軸III各主要零件的設(shè)計 31
3.4.1 軸徑的估算 31
3.4.2 齒輪的校核 31
3.4.3 傳動軸的校核 32
3.4.4 軸承的校核 34
3.5 傳動軸IV各主要零件的設(shè)計 35
3.5.1 軸徑的估算 35
3.5.2 齒輪的校核 36
3.5.3 傳動軸的校核 37
3.5.4 軸承的校核 39
3.6 傳動軸V各主要零件的設(shè)計 40
3.6.1 軸徑的估算 40
3.6.2 齒輪的校核 41
3.6.3 傳動軸的校核 42
3.6.4 軸承的校核 43
3.7 傳動軸VI各主要零件的設(shè)計 44
3.7.1 軸徑的估算 44
3.7.2 主軸上一對齒輪的計算 45
3.7.3 齒輪的校核 48
3.7.4 傳動軸的校核 49
3.7.5 軸承的校核 50
第4章 主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明 54
4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 54
4.2 展開圖及其布置 54
總結(jié) 56
參考文獻(xiàn) 57
致謝 58
第1章 緒 論
1.1 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展
1.1.1數(shù)控機(jī)床與發(fā)展趨勢
[1]數(shù)控機(jī)床：出生于1946年，是世界上第一臺計算機(jī)，這表明人類是為了加強(qiáng)和部分替代工具面試創(chuàng)建。使用這些工具只有提高農(nóng)業(yè)，工業(yè)和公民創(chuàng)造人類的體力勞動，從人類社會的基礎(chǔ)，有了質(zhì)的飛躍輸入的信息進(jìn)行比較。
①數(shù)字控制[NC]階段[1952年至1970年]
人們需要在一個特定的主機(jī)是被稱為連接NC材料[有線NC]數(shù)控系統(tǒng)，被稱為NC[NC]采用數(shù)字邏輯電路“搭”。隨著組件在1952年的發(fā)展，歷經(jīng)三代在這個階段，第一代 - 管，在1959年的第二代 - 晶體管，1965年，第三代 - 集成電路。
②計算機(jī)數(shù)控[CNC]階段[1970年 - 至今]
到1970年，通用汽車公司出現(xiàn)了小型機(jī)和批量生產(chǎn)。1974年微處理器的數(shù)控系統(tǒng)。這是因為一個小的電腦操作也有豐富的控制機(jī)器的能力[一次來控制多臺機(jī)器，稱為對照組]微處理器的經(jīng)濟(jì)邏輯，同樣采用。然后，介質(zhì)的可靠性是不理想的。速度和早期的微處理器的功能，盡管它是不夠高，然而，可以通過使用多處理器體系結(jié)構(gòu)解決。因為微處理器是通用計算機(jī)的一個基本組成部分，稱為數(shù)字計算機(jī)控制。
到1990年，PC攝像頭[PC，用來指你家的電腦]，在高性能系統(tǒng)如數(shù)控的階段，以滿足基本要素的要求開發(fā)的?；赑C的數(shù)控系統(tǒng)，現(xiàn)在進(jìn)入了一個階段。
總之，計算機(jī)數(shù)控階段經(jīng)歷了三代。 1970年，第四代 - 介質(zhì); 1974年，第五代--1990年和第六代微處理器 - 基于PC[國外稱為基于PC]。
1.1.2數(shù)控技術(shù)
隨著計算機(jī)，微電子，信息，自動控制，精密的檢測設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已取得顯著的進(jìn)展。近年來，一些相關(guān)的技術(shù)，如新材料和工具，伺服和超高速切削技術(shù)的發(fā)展主軸伺服電源發(fā)展要求和工程質(zhì)量更高的產(chǎn)品的開發(fā)正在增加，加速數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床目前正在朝著高速，高精度和工藝高濃度，高復(fù)雜和高可靠性方向發(fā)展。技術(shù)世界的發(fā)展趨勢，而數(shù)控設(shè)備，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
①高速精密有效
②靈活
③復(fù)雜的過程和多軸
④實時智能
⑤新結(jié)構(gòu)
⑥編程自動化
⑦整合
⑧開環(huán)控制模式
1.1.3數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢
[1]科技與現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)和裝備產(chǎn)業(yè)是決定性的整個國民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化，數(shù)字化技術(shù)和新的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備發(fā)展[級別和范圍，如信息技術(shù)，生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，航空，航天和國防工業(yè)等]，使得技術(shù)和最基本的裝備。所謂的數(shù)字化裝備技術(shù)范圍覆蓋幾個方面：[1]工程機(jī)械的技術(shù); [2]信息處理，加工，傳輸技術(shù); [3]自動控制技術(shù); [4]伺服驅(qū)動技術(shù)：[5]傳感器技術(shù)[6]，該技術(shù)軟件。
[2]數(shù)字控制技術(shù)趨勢
根據(jù)數(shù)控技術(shù)與世界裝備發(fā)展觀，研究有以下幾個方面的重點目前的趨勢：
①高速，高精加工技術(shù)和加工設(shè)備是新的發(fā)展趨勢
②智能化，打開網(wǎng)絡(luò)，成為數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢
③設(shè)備CNC更加重視安全性，功能
數(shù)控設(shè)備是機(jī)電一體化產(chǎn)品，由于自動化程度高，所以他們對安全性和功能性的更高要求。
1.1.4數(shù)控技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的進(jìn)展
近年來，數(shù)控機(jī)床業(yè)務(wù)在中國市場的份額正在逐年增長，在中型和大型企業(yè)有更大
在中小型企業(yè)，甚至開始了一般個人使用。
2001年，國內(nèi)生產(chǎn)數(shù)控金屬切削機(jī)床達(dá)到18,000輛，比上年增長28.5％，17.4％，生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)在2000年的速度，上升至22.7％，2001年，河
2001年，機(jī)械行業(yè)在中國的產(chǎn)值進(jìn)入世界五機(jī)床消費世界
他站起身，從第3位，達(dá)$ 4.739十億美國$ 536700萬，食物
與去年同期相比，營業(yè)額增長了25％。但是，由于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床不能滿足市場的需求，從而使機(jī)床中國正在從逐年增長到一年，2001年的進(jìn)口，機(jī)床進(jìn)口躍居世界第二位，擁有24.06億$，27％，比去年同期的數(shù)值。
近年來，數(shù)控車床，銑床，數(shù)控機(jī)床，數(shù)控切割，數(shù)控折彎，數(shù)控機(jī)床，在普通機(jī)床出口鉆探顯著上升，鋸床，插床，拉床，組合機(jī)床，液壓沖床，木工工具。數(shù)控機(jī)床出口主要是中，低三檔。
1.2數(shù)控車床的工藝范圍及加工精度
1.2.1工藝范圍
數(shù)控車床是一種高精度，自動化工具效率高，而且還使用數(shù)控機(jī)床數(shù)量較多，占數(shù)控機(jī)床總數(shù)的25％左右。它主要用于在高精度，良好的表面粗糙度，外形輪廓軸組件，磁盤和身體的其他旋轉(zhuǎn)部件，圓柱形表面的制造，圓錐形表面可自動完成，弧形表面并穿過各種控制切割程序，并且可以使槽，鉆孔，擴(kuò)孔和其他加工。
1.2.2加工精度
由于高精密數(shù)控車床，可以做直線和圓弧插補(bǔ)功能，有的車床還設(shè)有自動變速器和其他功能的非圓函數(shù)曲線插補(bǔ)和編輯功能，所以它的技術(shù)的范圍比普通車床非常更廣。
1.高精密零件
從數(shù)控車床的剛度，施工，切割精度高，并且可以輕松，準(zhǔn)確地補(bǔ)償手動和自動補(bǔ)償，我們能夠處理高精度零件，甚至在車代磨。
2.車削表面的粗糙度
數(shù)控車床具有恒定線性速度的切割操作可以加工表面粗糙度均勻的部件。恒切削速度模式下，可以選擇刀錐和最終的最佳速度，使切割小型和一致后的表面粗糙度。數(shù)控車床，也適用于各種表面粗糙度不同的地方治療。大量食物的粗糙度大的部分被選擇，需要的食物少量的位置的一小部分。
3.圖輪廓是非常復(fù)雜和困難，以控制所述主體的旋轉(zhuǎn)部分的尺寸
車床具有直線和圓弧插補(bǔ)啟閉裝置有一些非圓曲線和平面曲線插值函數(shù)，從而使形狀可以加工特別復(fù)雜或難以控制的轉(zhuǎn)子區(qū)段的大小。
4.關(guān)于與特殊螺紋零件
螺紋車床類型相當(dāng)有限，只能導(dǎo)致直卡車，男性錐，螺紋螺桿英寸和螺紋車床加工數(shù)量有限。不僅NC車床任何鉛直，錐螺紋和面臨的問題，也是汽車可變螺距，還車可以非常精確螺紋。
47
第2章 傳動方案及傳動系統(tǒng)圖的擬定
[1]極限轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的設(shè)定
已知主軸最低轉(zhuǎn)速mm每秒，最高轉(zhuǎn)速mm每秒，轉(zhuǎn)速調(diào)整區(qū)間是：
[2.1]
[2]公比數(shù)據(jù)的設(shè)定
選定公比為
[3]算出主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)Z
[2.2]
[4]結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式的設(shè)定
[5]畫出轉(zhuǎn)速圖
2.1 電動機(jī)的選擇
普通車床，選Y-132M-4 Y型三相異步電動機(jī)系列。在與老師一起給打開了可選的發(fā)動機(jī)參數(shù)一杯提交設(shè)計文檔參數(shù)：
功率： 7.5Kw 滿載轉(zhuǎn)速： 1450 r/min
2.2 傳動路線及轉(zhuǎn)速圖的擬定
[1]減速的速度分布的比率
綜合索引加速度，低速軸，考慮需要加速或電池標(biāo)準(zhǔn)比例，以增加額外的固定的浮雕延遲和徑向和軸向尺寸的數(shù)量，和整體指數(shù)的比例下降。然后明智遞減到每個班次的范圍內(nèi)的最小比率“的原則，第一個緊急救援后”的總體傳動比。
[2]固定在驅(qū)動軸的車軸數(shù)
軸數(shù)=號+固定比例組號副傳動齒輪+ 1 ，統(tǒng)計是6根軸
[3]速度圖繪制
然后，比變速箱內(nèi)畫在各組的傳動比的分配模式更高數(shù)量級的類型，以確定各齒輪對的傳動比。對于在附近的公比F 為1.25的設(shè)計速度，檢查機(jī)械設(shè)計建議手動的速度為：F =1.26，則速度如圖2.1所示。
[4]確定系統(tǒng)傳動方案圖
主軸箱系統(tǒng)傳動方案圖如圖2.2所示。
圖2.1 轉(zhuǎn)速圖
[5]傳輸線
[A]主傳動傳輸系統(tǒng)
經(jīng)由V型帶軸電機(jī)帶動傳播我的頭，配備了雙向多片式摩擦離合器軸我，主軸線的歷史作用，逆轉(zhuǎn)或停止。當(dāng)按下磁帶摩擦片軸我通過M1和相應(yīng)的一對半軸齒輪的左部通過二，則前進(jìn)軸上。當(dāng)M1為在中間位置，主軸將停止。二驅(qū)動軸通過軸第三發(fā)送。機(jī)身結(jié)構(gòu)的動力總成下面的表達(dá)式：
初設(shè)定傳動系統(tǒng)圖，見圖2.3。
圖2.3 立式車床主傳動系統(tǒng)圖
[b) 車削米制螺紋時傳動鏈的傳動路線
[c) 加工螺紋時的傳動路線表達(dá)式可歸納如下：
第3章 主軸箱主要零件的設(shè)計及校核
3.1 主軸箱箱體尺寸的確定
材料選擇HT20-40。鑄造，最低吊柜，根據(jù)外形的長寬高，從表3.1選擇。
表3.1 輪廓尺寸
長×寬×高()
壁厚(mm)
< 500 × 500 × 300
8-12
> 500 × 500 × 300-800 × 500 × 500
10-15
> 800 × 800 × 500
12-20
3.2 傳動軸Ⅰ各主要零件的設(shè)計
3.2.1 軸徑的估算
查閱相關(guān)引用書目中表格3.10—2列出計算式： [3.13]，查閱相關(guān)引用書目中表格列出計算式：=0.96 ，設(shè)
由轉(zhuǎn)速圖可列出計算式：
∴ 轉(zhuǎn)速：(r/min)
效率：
功率：(kw)
∴(mm) 取mm
3.2.2 V帶輪的設(shè)計
[1]計算V帶功率 = [3.14]
查閱相關(guān)引用書目中表格，列出=1.1 =7.5 kw
所以 ==7.5 1.1 = 8.25 (kw)
[2]設(shè)定V帶樣式
按功率及小帶輪轉(zhuǎn)速r每分鐘，從相關(guān)書目中圖，設(shè)定A型帶型，尺寸區(qū)于 [112～140mm]
[3]設(shè)定基準(zhǔn)直徑并且驗證帶速
[a]初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑
按V帶樣式，翻閱相關(guān)書目表格8—6、8—8定小帶輪的的基準(zhǔn)直徑，應(yīng)使≥，設(shè)得為132mm， 適當(dāng)整圓成為130毫米。
[b]驗算帶速
[3.15]
設(shè)=10m/s
[c)算出大帶輪的基準(zhǔn)尺寸
從轉(zhuǎn)速圖看出，帶輪傳動比得值為 ,再根據(jù)表8—8，來整圓 ，算出
進(jìn)行適當(dāng)整圓得=230(mm)
[4]設(shè)出中心距，并且選取V帶的基準(zhǔn)長度
[a]聯(lián)合式子[8—20]初定中心距 ++
式子： 設(shè)=450(mm)
[b)算出帶長
++ [3.16]
=(mm)
帶的基準(zhǔn)長度根據(jù)設(shè)得 =1600 (mm)
[c)計算中心距及其變動范圍
傳動的實際中心距約是 [3.17]
=(mm)
中心距的變化范圍：
=(mm)
(mm)
[5]驗算小帶輪包角
應(yīng)使：
[3.18]
(6]設(shè)出帶的根數(shù) [3.19]
翻閱相關(guān)表格得=0.99
∴ 需要=5[根]
(7]設(shè)定初拉力
從相關(guān)引用書目得出每根V帶的最小初拉力公式是：
[3.20]
=137.595[N]
(8)算出帶傳動的壓軸力
從相關(guān)書目，列出式子：[N] [3.21]
圖3.2 V帶輪的結(jié)構(gòu)示意圖
3.2.3 多片式摩擦離合器的計算
磨損板可以從數(shù)來計算：
[3.22]
式子里， T-傳遞的扭矩[]
——電動機(jī)的額定功率[kw]
(Nmm) [3.23] ——安裝離合器的傳動軸的計算轉(zhuǎn)速[r/min]
—傳動效率
K——安全系數(shù)，一般取1.31.5
f——摩擦片間的摩擦系數(shù)，由摩擦片為淬火鋼，設(shè)得f設(shè)值為0.08
——摩擦片的平均直徑[mm]
mm [3.24]b——內(nèi)外摩擦片的接觸寬度[mm]
mm [3.25]
——摩擦片的許用壓強(qiáng)[]
——基本許用壓強(qiáng)，找出相關(guān)引用書目表格，設(shè)得1.1
——速度修正系數(shù)
[3.26]
(m/s) [3.27]
根據(jù)平均圓周速度設(shè)
=1.00
——P1004表3.14-23取1.00
——P1004表3.14-22取0.76
所以
[3.28]
設(shè)
設(shè)定軸向壓緊力，其式子為：
[3.29]
式子里，每個符號如先前所述。
摩擦板的厚度，并且通常1-2 [毫米]時，最大分隔間隙是0.2-0.4[毫米]。摩擦片應(yīng)具有通常為10或鋼15的電阻，表面滲碳0.3-0.5[毫米]，淬火硬度HRC52-62。
圖3.3 多片式摩擦離合器的示意圖
3.2.4 軸I上的一對齒輪的計算
[1]齒數(shù)值是 ，設(shè)
[a]預(yù)設(shè)載荷
[b]算出扭矩 [3.30]，算出：r/min，kw
∴ (Nmm)
[c]找出相關(guān)引用書目表格，設(shè)得齒寬系數(shù)是
[d]找出相關(guān)引用書目表格，設(shè)得彈性影響系數(shù)是
[e]找出相關(guān)引用書目圖10-21,設(shè)出 ,
[f]算出應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，找出相關(guān)書目列出以下式子：：
[3.31]
[3.32]
[g]找出相關(guān)書目圖，10-19，設(shè)得，
[h]算出接觸疲勞許用應(yīng)力，找出相關(guān)書目公式，列得式子如下：：
MPa [3.33]
MPa [3.34]
(2)算出小齒輪分度圓，找出
， [3.35]
代到中較小的值
∴ (mm) [3.36]
(a)算出圓周速度：
從相關(guān)書目，列出式子： [3.37]代到已計算的數(shù)據(jù)得
(m/s)
(b]算出齒寬b ：
從相關(guān)書目，列出式子：(mm) [3.38]
(c)算出齒寬與齒高之比：
從相關(guān)書目，列出式子：模數(shù) [3.39]
齒高(mm)
∴
(d]算出載荷：
，是七級別精度，從相關(guān)書目 動載系數(shù)，又直齒輪 ，又從找到，使用系數(shù)，又從找到，非對稱的公式是，由，及找出相關(guān)書目圖，10-13得
因而載荷系數(shù)式子為：
(e]分度圓直徑：
從相關(guān)書目式子中找到并列出計算式：[3.40]，代到已有數(shù)據(jù)列出計算式：
(mm)
(f]算出模數(shù)[m] ：
[3.41]
(3]齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計算式：
從相關(guān)書目找出彎曲強(qiáng)度式子是： [3.42]
[a) 從相關(guān)書目中圖10-20c，找出
彎曲強(qiáng)度極限，
[b)從相關(guān)書目中系數(shù)是：，
[c)算出彎曲疲勞許用應(yīng)力，設(shè)它的安全系數(shù)是 ，從相關(guān)書目式子10-12列出計算式：
(MPa) [3.43]
(MPa) [3.44]
[d] 算出載荷：
[3.45]
[e] 設(shè)齒形系數(shù)：
從相關(guān)引用書目表格是 ，
[f]設(shè)出應(yīng)力校正系數(shù)：
從相關(guān)書目表格10-5，設(shè)其值為： ，
[g] 計算大、小齒輪的 ，并加以比較：
∴ 比較得大齒輪的數(shù)據(jù)大
[h) 設(shè)計計算:
從彎曲強(qiáng)度式子 ：
，整圓成 ，找出機(jī)床書目得到，本文設(shè)為齒輪的模數(shù)。
由于,大、小齒輪的齒數(shù)分別為：
，整圓成
(4]算以下幾何：：
(a]分度圓直徑 (mm) [3.47]
(mm)
(b]中心距 (mm) [3.48]
(c]齒輪寬度 (mm) [3.49]
(mm)
3.2.5 齒輪的校核
從相關(guān)書目找出驗證齒輪需要符合的公式是： ， [3.50]
(1]驗證齒數(shù)為51的齒輪
∴
列出計算式：
比較列出計算式： 故該齒輪符合要求。
同理校核其它軸上的齒輪，都驗證OK。
綜上該齒輪副符合要求。
圖3.4 齒輪副示意圖
3.2.6 軸的校核
傳動軸僅需要剛度驗算。
[]
花鍵軸 [3.51]
=
式子里，d—花鍵軸的小徑[mm]；
D—花軸的大徑[mm]；
b、N—；
彎曲載荷擺式子如下：
=[Nmm] [3.52]
式子里，—最大功率[kw];
—該軸的計算最小轉(zhuǎn)速[r/min]。
齒輪的圓周力
[3.53]
式子里， D—齒輪節(jié)圓直徑[mm],D=mZ。
齒輪的徑向力：
[3.52]
式子里， α—為齒輪的嚙合角，α＝20o；
ρ—齒面摩擦角，；
β—齒輪的螺旋角；β＝0
∴ (N) [3.53]
:
擠壓應(yīng)力的式子列得如下：：
(MPa) [3.54]
式子里， —最大轉(zhuǎn)矩[]；
D、d—花鍵軸的大徑和小徑[mm]；
L—花鍵工作長度；
N—花鍵鍵數(shù)；
K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8；
(MPa)
花鍵軸驗證合格
圖3.5 花鍵軸示意圖
3.2.7 軸承的選擇
選軸承所要考慮的因素：
(1)軸承所受的載荷
(2)軸承的轉(zhuǎn)速
(3)軸承的調(diào)心性能
(4)軸承的安裝和拆卸
總上所述，本人選擇的軸承型號如下：
軸I 從左至右分別為深溝球軸承 61808(2對) 61807[6對]
3.2.8 軸承的校核
滾動軸承的使用時長
從相關(guān)書目得出： [3.55]
把值代到以下式子：
軸I上的深溝球軸承的校核：
(h)
∵ ∴ 故該軸承符合要求。
圖3.6 軸I裝配示意圖
3.3 傳動軸II各主要零件的設(shè)計
3.3.1 軸徑的估算
查閱相關(guān)引用書目中表格3.10—2列出計算式： ，查閱相關(guān)引用書目中表格列出算式：=0.96 ， 取
由轉(zhuǎn)速圖可列出計算式：
∴ 轉(zhuǎn)速：(r/min)
(r/min)
效率： 查閱相關(guān)引用書目中表格列出計算式：
，
功率：[kw]
由軸徑確定的公式可知：。
∴(mm) 取[mm]
3.3.2 齒輪的校核
從相關(guān)書目找出驗證齒輪需要符合的公式是： ，
驗證齒數(shù)為43的齒輪
∴
列出計算式：
比較列出計算式： 故該齒輪符合要求。
同理，其它齒輪驗證OK。
3.3.3 傳動軸的校核
傳動軸僅需要剛度驗算。
[]
花鍵軸
=
式子里， d—花鍵軸的小徑[mm]；
D—花軸的大徑[mm]；
b、N—；
彎曲載荷擺式子如下：：
=(Nmm)
式子里， N—最大功率[kw];
—該軸的最小轉(zhuǎn)速[r/min]。
齒輪的圓周力：
式子里， D—齒輪節(jié)圓直徑[mm],D=mZ。齒輪的徑向力：(N)
式子里， α—為齒輪的嚙合角；
ρ—齒面摩擦角；
β—齒輪的螺旋角；
=20mm，結(jié)果符合。。
擠壓應(yīng)力的式子列得如下：：
式子里， —最大轉(zhuǎn)矩[]；
D、d—花鍵軸的大徑和小徑[mm]；
L—花鍵工作長度；
N—花鍵鍵數(shù)；
K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8；
(MPa)
花鍵軸驗證合格
圖3.7 軸II裝配示意圖
3.3.4 軸承的校核
滾動軸承的使用時長,
從相關(guān)書目得出：
將代到下列出式：
軸II上的圓錐滾子軸承的校核：
(h)
∵ ∴所選軸承符合要求。
3.4 傳動軸III各主要零件的設(shè)計
3.4.1 軸徑的估算
查閱相關(guān)引用書目中表格3.10—2列出計算式： ，查閱相關(guān)引用書目中表格列出計算式：=0.96 ， 取
由轉(zhuǎn)速圖可列出計算式：
∴ 轉(zhuǎn)速：[r/min]
效率： 查閱相關(guān)引用書目中表格列出計算式：圓錐滾子軸承效率=0.98
功率：[kw]
∴[mm] 取[mm]
3.4.2 齒輪的校核
從相關(guān)書目找出驗證齒輪需要符合的公式是： ，
驗證齒數(shù)為63的齒輪
∴
列出計算式：
比較列出計算式： 故該齒輪符合要求。
同理，其它齒輪驗證OK。
圖3.8 三聯(lián)滑移齒輪圖
3.4.3 傳動軸的校核
傳動軸僅需要剛度驗算。
[]
花鍵軸
=
式子里， d—花鍵軸的小徑[mm]；
D—花軸的大徑[mm]；
b、N—；
彎曲載荷擺式子如下：：
=(Nmm)
式子里， N—最大功率[kw];
—該軸的最小轉(zhuǎn)速[r/min]。
齒輪的圓周力：
式子里， D—齒輪節(jié)圓直徑[mm],D=mZ。
齒輪的徑向力：(N)
式子里， α—為齒輪的嚙合角；
ρ—齒面摩擦角；
β—齒輪的螺旋角；
=20mm，結(jié)果符合。
擠壓應(yīng)力的式子列得如下：：
式子里， —最大轉(zhuǎn)矩[]；
D、d—花鍵軸的大徑和小徑[mm]；
L—花鍵工作長度；
N—花鍵鍵數(shù)；
K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8；
(MPa)
花鍵軸驗證合格。
圖3.9 軸III花軸圖
3.4.4 軸承的校核
滾動軸承的使用時長
從相關(guān)書目得出：
將代到以下式：
軸III上深溝球軸承的校核：
(h)
軸III上圓錐滾子軸承的校核：
(h)
∵ ∴軸III上的軸承校核符合要求。
圖3.10 軸III裝配示意圖
3.5 傳動軸IV各主要零件的設(shè)計
3.5.1 軸徑的估算
查閱相關(guān)引用書目中表格3.10—2列出計算式： ，查閱相關(guān)引用書目中表格列出計算式：=0.96 ， 取
由轉(zhuǎn)速圖可列出計算式：
∴ 轉(zhuǎn)速：(r/min)
效率：
功率：(kw)
∴(mm) 取(mm)
3.5.2 齒輪的校核
從相關(guān)書目找出驗證齒輪需要符合的公式是： ，
驗證齒數(shù)為50的齒輪：
∴
列出計算式：
比較列出計算式： 故該齒輪符合要求。
同理，其它齒輪驗證OK。
圖3.11 軸IV雙聯(lián)滑移齒輪1
圖3.12 軸IV雙聯(lián)滑移齒輪2
3.5.3 傳動軸的校核
傳動軸僅需要剛度驗算。
[]
花鍵軸
=
式子里， d—花鍵軸的小徑[mm]；
D—花軸的大徑[mm]；
b、N—；
彎曲載荷擺式子如下：：
=[Nmm]
式子里， N—最大功率[kw];
—該軸的最小轉(zhuǎn)速[r/min]。
齒輪的圓周力：
(N)
式子里， D—齒輪節(jié)圓直徑[mm],D=mZ。
齒輪的徑向力：(N)
式子里， α—為齒輪的嚙合角；
ρ—齒面摩擦角；
β—齒輪的螺旋角；
=22.32mm，結(jié)果符合。。
擠壓應(yīng)力的式子列得如下：：
式子里， —最大轉(zhuǎn)矩[Nmm]；
D、d—花鍵軸的大徑和小徑[mm]；
L—花鍵工作長度；
N—花鍵鍵數(shù)；
K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8；
(MPa)
花鍵軸驗證合格。
圖3.13 軸IV花軸圖
3.5.4 軸承的校核
滾動軸承的使用時長
從相關(guān)書目得出：
將代到下列式子：
驗證角接觸球軸承：
(h)
軸IV上的圓錐滾子軸承的校核：
(h)
∵ ∴軸IV上的軸承校核符合要求。
圖3.14 軸IV裝配示意圖
3.6 傳動軸V各主要零件的設(shè)計
3.6.1 軸徑的估算
查閱相關(guān)引用書目中表格3.10—2列出計算式： ，查閱相關(guān)引用書目中表格列出計算式：=0.96 ， 取
由轉(zhuǎn)速圖可列出計算式：
∴ 轉(zhuǎn)速：(r/min)
效率：
功率：[kw]
∴[mm] 取[mm]
3.6.2 齒輪的校核
從相關(guān)書目找出驗證齒輪需要符合的公式是： ，
驗證齒數(shù)為50的齒輪：
∴
列出計算式：
比較列出計算式： 故該齒輪符合要求。
同理，其它齒輪驗證OK。
圖3.15 齒數(shù)為80的齒輪
3.6.3 傳動軸的校核
傳動軸僅需要剛度驗算。
[]
花鍵軸
=
式子里， d—花鍵軸的小徑[mm]；
D—花軸的大徑[mm]；
b、N—；
彎曲載荷擺式子如下：：
=(Nmm)
式子里， N—最大功率[kw];
—該軸的最小轉(zhuǎn)速[r/min]。
齒輪的圓周力：
(N)
式子里， D—齒輪節(jié)圓直徑[mm],D=mZ。
齒輪的徑向力：(N)
式子里，α—為齒輪的嚙合角；
ρ—齒面摩擦角；
β—齒輪的螺旋角；
=31.43mm，結(jié)果符合。。
擠壓應(yīng)力的式子列得如下：：
式子里， —最大轉(zhuǎn)矩[]；
D、d—花鍵軸的大徑和小徑[mm]：
L—花鍵工作長度；
N—花鍵鍵數(shù)；
K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8；
(MPa)
花鍵軸驗證合格。
圖3.16 花鍵軸
3.6.4 軸承的校核
滾動軸承的使用時長
從相關(guān)書目得出：
將代到下列式子：
軸V上的圓錐滾子軸承的校核：
(h)
∵ ∴軸V上的軸承校核符合要求。
圖3.17 軸V 示意圖
3.7 傳動軸VI各主要零件的設(shè)計
3.7.1 軸徑的估算
查閱相關(guān)引用書目中表格3.10—2列出計算式： ，查閱相關(guān)引用書目中表格列出計算式：=0.96 ， 取
由轉(zhuǎn)速圖可列出計算式：
∴ 轉(zhuǎn)速：(r/min)
效率：
功率：kw
∴(mm) 取(mm)
3.7.2 主軸上一對齒輪的計算
[1]齒數(shù)值是 取
[a]預(yù)設(shè)載荷
[b]算出扭矩 從相關(guān)引用書目，得出：r/min kw
∴ (Nmm)
[c]找出相關(guān)引用書目表格，設(shè)齒寬系數(shù)是
[d]找出相關(guān)引用書目表格，設(shè)彈性影響系數(shù)是
[e]找出相關(guān)引用書目圖10-21,設(shè)出 ,
[f]算出應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，找出相關(guān)書目列得以下式子：：
[g]找出相關(guān)書目圖，10-19，設(shè)得，
[h]算出接觸疲勞許用應(yīng)力，找出相關(guān)書目公式，列得式子如下：：
(MPa)
(MPa)
[2]算出小齒輪分度圓尺寸，從相關(guān)書目找出，代到中較小的值
∴ (mm)
[a]算出圓周速度：
從相關(guān)書目，列出式子： ，代到已計算的數(shù)據(jù)得
(r/min)
[b]算出齒寬b ：
從相關(guān)書目，列出式子：(mm)
[c]算出齒寬與齒高之比：
從相關(guān)書目，列出式子：模數(shù)
齒高(mm)
∴
[d]算出載荷：
由，及找出相關(guān)書目圖，10-13設(shè)得
因而載荷系數(shù)式子為：
[e]分度圓直徑：
從相關(guān)書目式子中找得列出計算式：，代到已有數(shù)據(jù)列出計算式：
(mm)
[f]算出模數(shù)[m] ：
[3]齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計算式：
從相關(guān)書目找出彎曲強(qiáng)度式子是：
[a] 從相關(guān)書目中圖10-20c，找出
彎曲強(qiáng)度極限，
[b]從相關(guān)書目中系數(shù)是：，
[c]算出彎曲疲勞許用應(yīng)力，設(shè)它的安全系數(shù)是 ，從相關(guān)書目式子10-12列出計算式：
(MPa)
(MPa)
[d] 算出載荷：
[e] 設(shè)齒形系數(shù)：
從相關(guān)引用書目表格是 ，
[f]設(shè)出應(yīng)力校正系數(shù)：
從相關(guān)書目表格10-5，設(shè)其值為： ，
[g] 算出大齒輪、小齒輪的 ，再進(jìn)行比較：
∴ 比較得大齒輪的數(shù)據(jù)大
[h]設(shè)計計算:
從彎曲強(qiáng)度式子 ，代到數(shù)據(jù)列出計算式：
，整圓成 ，找出機(jī)床書目得到，本文設(shè)作為齒輪的模數(shù)。
由于,大、小齒輪的齒數(shù)分別為：
，整圓成
[4]算以下幾何：：
a]分度圓直徑式子 (mm)
(mm)
b]中心距式子 (mm)
c]齒輪寬度式子 (mm)
(mm)
3.7.3 齒輪的校核
從相關(guān)書目找出驗證齒輪需要符合的公式是： ，
驗證齒數(shù)為50的齒輪：
∴
又從計算齒輪時的數(shù)據(jù)列出計算式：
比較計算式： 因此這齒輪符合要求。
同理，模數(shù)為5.75的齒輪也驗證OK。
圖3.18 齒數(shù)為50的齒輪示意圖
3.7.4 傳動軸的校核
傳動軸僅需要剛度驗算。
[]
花鍵軸
=
式子里， d—花鍵軸的小徑[mm]；
D—花軸的大徑[mm]；
b、N—；
彎曲載荷擺式子如下：：
=(Nmm)
式子里， N—最大功率[kw];
—該軸的最小轉(zhuǎn)速[r/min]。
齒輪的圓周力：
(N)
式子里， D—齒輪節(jié)圓直徑[mm],D=mZ。
齒輪的徑向力：(N)
式子里， α—為齒輪的嚙合角；
ρ—齒面摩擦角；
β—齒輪的螺旋角；
=35.17(mm)，結(jié)果符合。。
擠壓應(yīng)力的式子列得如下：：
式子里， —最大轉(zhuǎn)矩[]；
D、d—花鍵軸的大徑和小徑[mm]；
L—花鍵工作長度；
N—花鍵鍵數(shù)；
K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8；
(MPa)
花鍵軸驗證合格。
3.7.5 軸承的校核
滾動軸承的使用時長
從相關(guān)書目得出：
將代到下列式子：
軸VI上的圓柱滾子軸承的驗證：
(h)
軸VI上的推力球軸承的驗證：
(h)
∵ ∴軸VI上的軸承校核驗證合格。
圖3.19 主軸裝配示意圖
第4章 主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明
4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案
結(jié)構(gòu)設(shè)計包括齒輪箱軸的傳動件[軸，軸承，滑輪，齒輪，離合器和制動器等]，一軸組件，轉(zhuǎn)向，潤滑和密封系統(tǒng)耦合構(gòu)件和設(shè)計殼體和設(shè)備，以張展開圖并示出了一系列張衡的剖面圖。課程設(shè)計，由于時間的限制，只有10畫一般擴(kuò)展視圖。
除了檢查的相關(guān)要求的機(jī)械傳動的總體設(shè)計，可以考慮側(cè)重于以下幾個方面。
精度，剛性及抗震性要求，傳輸性能的要求，主軸軸承溫度前和過程的控制結(jié)構(gòu)中的溫度，操作方便，安全可靠的原則，堅持標(biāo)準(zhǔn)化，通用的原則。
工具齒輪軸的設(shè)計著重于整體建筑設(shè)計，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難免設(shè)計經(jīng)過反復(fù)思考和許多變化。官方計劃必須先草圖之前。這樣做的目的是：
1被布置為選擇部分和傳輸?shù)某绦蚪Y(jié)構(gòu)。
2結(jié)果是否存在干擾，碰撞或其他不合理的條件，為及時修正運(yùn)動規(guī)劃的考驗。
3支撐軸的長度，以確定齒輪在軸上的位置和各軸的相對位置，以確定
4.2 展開圖及其布置
展開圖，根據(jù)驅(qū)動軸的布局來傳遞運(yùn)動，沿軸線的假想軸和刨在同一水平，開始采取的切口。
有兩種布局方案，第一檔位速度和兩個離合器單個部件。限制齒輪離合器的內(nèi)徑的直徑，根圓的直徑應(yīng)比離合器的外徑大，變速箱不能負(fù)責(zé)處理。這樣的軸球場增加。另一種系統(tǒng)是安裝在所述軸的軸向部分的離合器組件的左側(cè)和右側(cè)部分轉(zhuǎn)向左，得到主反向旋轉(zhuǎn)，反向獲得的右三圈旋轉(zhuǎn)。這種小尺寸，但大的軸向尺寸。我們使用第一個選項，通過離合器桿的空心軸來操縱的結(jié)構(gòu)。
它將使制動時，大會應(yīng)予以考慮。制動器可安裝在后軸可被安裝在另一軸上。不要把制動軸轉(zhuǎn)速過低，以避免過度制動力矩，剎車尺寸增大。
它在齒輪相對軸沉降到變速器的軸向尺寸，減小的軸向尺寸，以幫助改善勁度和降低音量是重要。
總結(jié)
我的論文辛苦了一天一夜后最終敲定，因此多，看了看我的文章，我覺得表面上很興奮，似乎這只是一個人的過去幾個月的努力，事實并非如此，在我全力支持的背后我的整個團(tuán)隊，沒有的支持和鼓勵，我不可能做到這么好。這讓我深深體會到團(tuán)隊合作的力量。
這個項目就可以完成，它指出，在成長的大學(xué)。該項目是由老師的研究課題和我的論文指導(dǎo)過程指明了方向支持。在規(guī)劃過程中，老師多次為我提供幫助，讓設(shè)計過程中，幫助開發(fā)研究思路，我的細(xì)心指導(dǎo)，鼓勵面臨的困難。老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度和精神意義，不僅給我的文字，但我學(xué)會了處理問題的態(tài)度，雖然時間短，壽命變。研究了啟閉傳輸系統(tǒng)的基本設(shè)計，以確定傳輸圖，圖速度，那么每車床齒輪軸和車軸，軸承和設(shè)計計算等關(guān)鍵部件，最終齒輪草案，軸承與軸花鍵被檢查和，最后，以滿足要求。
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致謝
這篇文章是老師的精心指導(dǎo)。在超過三個月的時間本次畢業(yè)設(shè)計，老師很關(guān)心研究的進(jìn)展，并總是問研究過程中，文檔或信息的收集無論是在完成的過程中，老師給我?guī)椭椭笇?dǎo)在百忙??之中。我誤導(dǎo)，時間混亂和開導(dǎo)我，幫助我開拓研究思路;我有抑郁癥，跌幅低迷的時候，熱情和細(xì)心的指導(dǎo)和鼓勵，給了我勇氣繼續(xù)探索進(jìn)一步的研究。在這家高貴致敬教師的工資和衷心的感謝榮譽(yù)。
同時，感謝室友，同學(xué)和朋友聚集在四年的大學(xué)生涯，是幫助你給了我無盡的和無限的歡樂，我學(xué)到了很多你。
最后，感謝感謝我的爸爸媽媽，謝謝你們多年來在我的無微不至的關(guān)懷和學(xué)習(xí)無條件支持的生命，沒有鼓勵和支持，我也不會完成。