最大加工直徑為400mm的普通車床的主軸箱部件設(shè)計(jì)[4kw 56 25001.41]

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1、全套圖紙加扣3012250582機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)院 系：機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：姓 名：指導(dǎo)老師： 日 期： 題目要求1、 最大加工直徑為400mm的普通車床的主軸箱部件設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：主要技術(shù)參數(shù)題目主電動(dòng)機(jī)功率P/kw4最大轉(zhuǎn)速2500最小轉(zhuǎn)速56公比1.41工件材料：鋼鐵材料。刀具材料：硬質(zhì)合金。設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)：根據(jù)給定的轉(zhuǎn)速范圍及公比確定變速級(jí)數(shù)，繪制結(jié)構(gòu)網(wǎng)、轉(zhuǎn)速圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖，計(jì)算齒輪齒數(shù)。2）動(dòng)力計(jì)算：選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)及轉(zhuǎn)速，確定各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速，對(duì)主要零件（如帶、齒輪、主軸、傳動(dòng)軸、軸承等）進(jìn)行計(jì)算（初算和驗(yàn)算）。3）繪制下列圖

2、紙：機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)圖（畫在說(shuō)明書上）。主軸箱部件展開圖及主要剖面圖。主軸零件圖。4）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份。5全套圖紙加扣3012250582目 錄目 錄4第1章 機(jī)床用途、性能及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單說(shuō)明6第2章 設(shè)計(jì)部分的基本技術(shù)特性和結(jié)構(gòu)分析72.1車床主參數(shù)和基本參數(shù)72.2 確定傳動(dòng)公比72.3擬定參數(shù)的步驟和方法72.3.1 極限切削速度Vmax、Vmin72.3.2 主軸的極限轉(zhuǎn)速8第3章 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)93.1 主電機(jī)功率動(dòng)力參數(shù)的確定93.2確定結(jié)構(gòu)式93.3 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)103.4 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖103.5 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù)113.6 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差12第4章 設(shè)計(jì)部分的動(dòng)力計(jì)算

3、134.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)134.1.1計(jì)算設(shè)計(jì)功率Pd134.1.2選擇帶型144.1.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速144.1.4確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度并驗(yàn)算小輪包角154.1.5確定帶的根數(shù)z164.1.6確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸164.1.7確定帶的張緊裝置164.1.8計(jì)算壓軸力164.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算184.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算194.4 傳動(dòng)軸最小軸徑的初定244.5 主軸合理跨距的計(jì)算254.6 軸承的選擇264.7 鍵的規(guī)格264.8變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇264.9主軸合理跨距的計(jì)算264.10 軸承壽命校核274.11 摩擦離合器(多片式)的計(jì)算28第5章 設(shè)計(jì)部分的調(diào)節(jié)、潤(rùn)滑

4、、維護(hù)保養(yǎng)、技術(shù)要求及其它31第6章 設(shè)計(jì)中的優(yōu)缺點(diǎn)，存在的問(wèn)題及改進(jìn)意見(jiàn)34參考文獻(xiàn)35 全套圖紙加扣3012250582第1章 機(jī)床用途、性能及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單說(shuō)明機(jī)床技術(shù)參數(shù)有主參數(shù)和基本參數(shù)，他們是運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)，影響到機(jī)床是否滿足所需要的基本功能要求，參數(shù)擬定就是機(jī)床性能設(shè)計(jì)。主參數(shù)是直接反映機(jī)床的加工能力、決定和影響其他基本參數(shù)的依據(jù)，如車床的最大加工直徑，一般在設(shè)計(jì)題目中給定，基本參數(shù)是一些加工件尺寸、機(jī)床結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性有關(guān)的參數(shù)，可歸納為尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。通用車床工藝范圍廣，所加工的工件形狀、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬質(zhì)合金刀具又用高速鋼刀

5、具。因此，必須對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床工藝范圍和使用情況做全面的調(diào)研和統(tǒng)計(jì)，依據(jù)某些典型工藝和加工對(duì)象，兼顧其他的可能工藝加工的要求，擬定機(jī)床技術(shù)參數(shù)，擬定參數(shù)時(shí)，要考慮機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)和同國(guó)內(nèi)外同類機(jī)床的對(duì)比，使擬定的參數(shù)最大限度地適應(yīng)各種不同的工藝要求和達(dá)到機(jī)床加工能力下經(jīng)濟(jì)合理。機(jī)床主傳動(dòng)系因機(jī)床的類型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同，應(yīng)滿足的要求也不一樣。設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系時(shí)最基本的原則就是以最經(jīng)濟(jì)、合理的方式滿足既定的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合具體機(jī)床進(jìn)行具體分析，一般應(yīng)滿足的基本要求有：滿足機(jī)床使用性能要求。首先應(yīng)滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性，如機(jī)床主軸油足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)；滿足機(jī)床傳遞動(dòng)力的要求。主電動(dòng)機(jī)和

6、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能提供足夠的功率和轉(zhuǎn)矩，具有較高的傳動(dòng)效率；滿足機(jī)床工作性能要求。主傳動(dòng)中所有零部件有足夠的剛度、精度和抗震性，熱變形特性穩(wěn)定；滿足產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性要求。傳動(dòng)鏈盡可能簡(jiǎn)短，零件數(shù)目要少，以便節(jié)約材料，降低成本。35全套圖紙加扣3012250582第2章 設(shè)計(jì)部分的基本技術(shù)特性和結(jié)構(gòu)分析2.1車床主參數(shù)和基本參數(shù)車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)如下：原始數(shù)據(jù)：主要技術(shù)參數(shù)題目主電動(dòng)機(jī)功率P/kw4最大轉(zhuǎn)速2500最小轉(zhuǎn)速56公比1.412.2 確定傳動(dòng)公比根據(jù)【1】公式（3-2）因?yàn)橐阎?，=1.41Z=+1=11 根據(jù)【1】表3-5 標(biāo)準(zhǔn)公比。這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系列=1.41因?yàn)?1.4

7、1=1.066，根據(jù)【1】表3-6標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首先找到最小極限轉(zhuǎn)速45，再每跳過(guò)5個(gè)數(shù)取一個(gè)轉(zhuǎn)速，即可得到公比為1.41的數(shù)列：56，80，112，160，224，315，450，630，900，1250,1800,25002.3擬定參數(shù)的步驟和方法2.3.1 極限切削速度Vmax、Vmin根據(jù)典型的和可能的工藝選取極限切削速度要考慮：允許的切速極限參考值如下：表 1.1加 工 條 件 Vmax(m/min)Vmin(m/min)硬質(zhì)合金刀具粗加工鑄鐵工件 3050硬質(zhì)合金刀具半精或精加工碳鋼工件150300螺紋加工和鉸孔382.3.2 主軸的極限轉(zhuǎn)速計(jì)算車床主軸極限轉(zhuǎn)速時(shí)的加工直徑，則主軸極限

8、轉(zhuǎn)速應(yīng)為結(jié)合題目條件，取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列數(shù)值，取考慮到設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度要適中，故采用常規(guī)的擴(kuò)大傳動(dòng)。各級(jí)轉(zhuǎn)速數(shù)列可直接從標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)列表中查出，按標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列為：56，80，112，160，224，315，450，630，900，1250,1800,2500第3章 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)3.1 主電機(jī)功率動(dòng)力參數(shù)的確定合理地確定電機(jī)功率N，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其性能，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。根據(jù)題設(shè)條件電機(jī)功率為4KW可選取電機(jī)為：Y112M-4額定功率為4KW，滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min.3.2確定結(jié)構(gòu)式可以按照Z(yǔ)=12進(jìn)行分配已知Z=x3ba，b為正整數(shù)，即Z應(yīng)可以分解為2和3的因子，以

9、便用2、3聯(lián)滑移齒輪實(shí)現(xiàn)變速。確定變速組傳動(dòng)副數(shù)目實(shí)現(xiàn)12級(jí)主軸轉(zhuǎn)速變化的傳動(dòng)系統(tǒng)可以寫成多種傳動(dòng)副組合：a）12=3 b）12=43 c）12=3 d）12=212=2在上述的方案中1和2有時(shí)可以省掉一根軸。缺點(diǎn)是有一個(gè)傳動(dòng)組內(nèi)有四個(gè)傳動(dòng)副。如果用一個(gè)四聯(lián)滑移齒輪的話則會(huì)增加軸向尺寸；如果用兩個(gè)滑移雙聯(lián)齒輪，則操縱機(jī)構(gòu)必須互梭以防止兩個(gè)滑移齒輪同時(shí)嚙合。所以一般少用。3，4，5方案可根據(jù)下面原則比較：從電動(dòng)機(jī)到主軸，一般為降速傳動(dòng)。接近電動(dòng)機(jī)處的零件，轉(zhuǎn)速較高從而轉(zhuǎn)矩較小，尺寸也較小。如使傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)組放在接近電動(dòng)機(jī)處，則可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可少些，就省材料了。這就是“前

10、多后少”的原則。從這個(gè)角度考慮，以取12=3的方案為好。在12=2中，又因基本組和擴(kuò)大組排列順序的不同而有不同的方案?？赡艿牧N方案，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式見(jiàn)下面的圖。在這些方案中可根據(jù)下列原則選擇最佳方案。1）傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍 在降速傳動(dòng)時(shí)，為防止被動(dòng)齒輪的直徑過(guò)大而使徑向尺寸太大，常限制最小傳動(dòng)比1/4。在升速時(shí)，為防止產(chǎn)生過(guò)大的震動(dòng)和噪聲，常限制最大傳動(dòng)比。因此主傳動(dòng)鏈任一傳動(dòng)組的最大變速范圍一般為。方案a b c d是可行的。方案d f是不可行的。同時(shí)，最后傳動(dòng)組與最后擴(kuò)大組往往是一致的，安裝在主軸與主軸前一傳動(dòng)軸的具有極限或接近極限傳動(dòng)比的齒輪副承受最大扭矩，在結(jié)構(gòu)

11、設(shè)計(jì)上可以獲得較為滿意的處理。這也就是最后傳動(dòng)組的傳動(dòng)副經(jīng)常為2的另一原因。設(shè)計(jì)車床主變速傳動(dòng)系時(shí)，為避免從動(dòng)齒輪尺寸過(guò)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(dòng)誤差，減少震動(dòng)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(dòng)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。綜合上述可得：主傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)參數(shù) ，=56，Z=12，=1.413.3 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)根據(jù)“前多后少” , “先降后升” , 前密后疏,結(jié)構(gòu)緊湊的原則易知第二擴(kuò)大組的變速范圍r=(P3-1)x=1.414=3.958 滿足要求 3.4 繪制轉(zhuǎn)速

12、圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖（1）選擇電動(dòng)機(jī)：采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。（2）繪制轉(zhuǎn)速圖： 轉(zhuǎn)速圖（3）畫主傳動(dòng)系統(tǒng)圖。根據(jù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖及已知的技術(shù)參數(shù)，畫主傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖2-3：1-2軸最小中心距：A1_2min1/2(Zmaxm+2m+D)軸最小齒數(shù)和:Szmin(Zmax+2+D/m)3.5 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù)(1)Sz100-124,中型機(jī)床Sz=70-100(2)直齒圓柱齒輪Zmin18-24,m4 圖2-3 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖（7）齒輪齒數(shù)的確定。變速組內(nèi)取模數(shù)相等，據(jù)設(shè)計(jì)要求Zmin1824,齒數(shù)和Sz100124，由表4.1，根據(jù)各變速組公比，可得各傳動(dòng)比和齒輪齒數(shù)，各齒輪

13、齒數(shù)如表2-2。 表2-2 齒輪齒數(shù)傳動(dòng)比基本組第一擴(kuò)大組第二擴(kuò)大組1:11:21:1.411:11:2.82:11：1代號(hào)ZZZZZZZZZ5Z5ZZZ7Z7齒數(shù)3030 204025354242 2262603018723.6 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差實(shí)際傳動(dòng)比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過(guò)10(-1),即10(-1)=4.1第4章 設(shè)計(jì)部分的動(dòng)力計(jì)算4.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)輸出功率P=4kW,轉(zhuǎn)速n1=1440r/min,n2=1250r/min4.1.1計(jì)算設(shè)計(jì)功率Pd表4 工作情況系數(shù)工作機(jī)原動(dòng)機(jī)類類一天工作時(shí)間/h10161016載荷平穩(wěn)液體攪拌機(jī)；離心式水泵；通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（）；離心式壓縮

14、機(jī)；輕型運(yùn)輸機(jī)1.01.11.21.11.21.3載荷變動(dòng)小帶式運(yùn)輸機(jī)（運(yùn)送砂石、谷物），通風(fēng)機(jī)（）；發(fā)電機(jī)；旋轉(zhuǎn)式水泵；金屬切削機(jī)床；剪床；壓力機(jī)；印刷機(jī)；振動(dòng)篩1.11.21.31.21.31.4載荷變動(dòng)較大螺旋式運(yùn)輸機(jī)；斗式上料機(jī)；往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)；鍛錘；磨粉機(jī)；鋸木機(jī)和木工機(jī)械；紡織機(jī)械1.21.31.41.41.51.6載荷變動(dòng)很大破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）；球磨機(jī)；棒磨機(jī)；起重機(jī)；挖掘機(jī)；橡膠輥壓機(jī)1.31.41.51.51.61.8根據(jù)V帶的載荷平穩(wěn)，兩班工作制（16小時(shí)），查機(jī)械設(shè)計(jì)P296表4，取KA1.1。即4.1.2選擇帶型普通V帶的帶型根據(jù)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)

15、速n1按機(jī)械設(shè)計(jì)P297圖1311選取。根據(jù)算出的Pd4.4kW及小帶輪轉(zhuǎn)速n11440r/min ，查圖得：dd=80100可知應(yīng)選取A型V帶。4.1.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速由機(jī)械設(shè)計(jì)P298表137查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為80100mm則取dd1=100mm ddmin.=75 mm（dd1根據(jù)P295表13-4查得）表3 V帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑槽型YZABCDE205075125200355500由機(jī)械設(shè)計(jì)P295表13-4查“V帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得=118mm 誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比： （為彈性滑動(dòng)率）誤差 符合要求 帶速 滿足5m/sv300mm，所以宜選用E型輪輻式帶輪?？傊л嗊x

16、H型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇E型輪輻式結(jié)構(gòu)。帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。4.1.7確定帶的張緊裝置 選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。4.1.8計(jì)算壓軸力 由機(jī)械設(shè)計(jì)P303表1312查得，A型帶的初拉力F0117.83N，上面已得到=172.63o，z=4，則對(duì)帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時(shí)要進(jìn)行動(dòng)平衡，對(duì)于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要小, 帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動(dòng)帶，制有梯形輪槽。由于普通V帶兩側(cè)面間的夾角是40，為了適應(yīng)V

17、帶在帶輪上彎曲時(shí)截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通V帶輪槽角 為32、34、36、38（按帶的型號(hào)及帶輪直徑確定），輪槽尺寸見(jiàn)表7-3。裝在軸上的筒形部分稱為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱為輪幅（腹板），用來(lái)聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。表 普通V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92） 項(xiàng)目 符號(hào) 槽型 Y Z A B C D E 基準(zhǔn)寬度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基準(zhǔn)線上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基準(zhǔn)線下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 2

18、3.4 槽間距 e 8 0.3 12 0.3 15 0.3 19 0.4 25.5 0.5 37 0.6 44.5 0.7 第一槽對(duì)稱面至端面的距離 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小輪緣厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15 帶輪寬 B B =( z -1) e + 2 f z 輪槽數(shù) 外徑 d a 輪 槽 角 32 對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)直徑 d d 60 - - - - - - 34 - 80 118 190 315 - - 36 60 - - - - 475 600 38 - 80 118 190 315 475 600 極限偏差 1 0.5 V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的

19、不同分為以下幾種型式： （1） 實(shí)心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd(2.53)d時(shí))，如圖7 -6a。 （2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd 300mm 時(shí))，如圖7-6b。 （3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪(ddd) 100 mm 時(shí))，如圖7 -6c 。 （4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd 500mm 時(shí))，如圖7-6d。（a） （b） （c） （d）圖7-6 帶輪結(jié)構(gòu)類型根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，可以得出結(jié)論：小帶輪選擇實(shí)心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇腹板帶輪如圖（b）4.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算（1）主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速nj，由公式n=n得，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速nj=140r/min，取160r

20、/min。(2). 傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 軸3=450r/min 軸2=1250 r/min，軸1=1250r/min。（2）確定各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。各計(jì)算轉(zhuǎn)速入表3-1。表3-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速軸 號(hào) 軸 軸 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 12501250450（3） 確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪Z裝在主軸上其中只有160r/min傳遞全功率，故Zj=180 r/min。依次可以得出其余齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，如表3-2。 表3-2 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號(hào)ZZZZZn1250125012504501604.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算（1）模數(shù)計(jì)算。一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，選取負(fù)荷最重的小齒輪，按簡(jiǎn)化的接觸疲勞強(qiáng)

21、度公式進(jìn)行計(jì)算，即mj=16338可得各組的模數(shù)，如表3-3所示。根據(jù)和計(jì)算齒輪模數(shù)，根據(jù)其中較大值取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：=16338=16338mm齒輪的最低轉(zhuǎn)速r/min；頂定的齒輪工作期限，中型機(jī)床推存：=1524轉(zhuǎn)速變化系數(shù)； 功率利用系數(shù)；材料強(qiáng)化系數(shù)。 （壽命系數(shù)）的極值齒輪等轉(zhuǎn)動(dòng)件在接取和彎曲交邊載荷下的疲勞曲線指數(shù)m和基準(zhǔn)順環(huán)次數(shù)C0工作情況系數(shù)。中等中級(jí)的主運(yùn)動(dòng)： 動(dòng)載荷系數(shù)；齒向載荷分布系數(shù)；齒形系數(shù)； 根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為： 式中：N計(jì)算齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)遞的額定功率N= 計(jì)算齒輪（小齒輪）的計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min 齒寬系數(shù), Z1計(jì)算齒輪的齒數(shù)，一般取轉(zhuǎn)動(dòng)中最小齒輪的齒數(shù)： 大

22、齒輪與小齒輪的齒數(shù)比，=；（+）用于外嚙合，（-）號(hào)用于內(nèi)嚙合： 命系數(shù)； ：工作期限 ， =； =3.49=1.8=0.84 =0.58 =0.90 =0.55 =0.72 =3.49 0.84 0.58 0.55=0.94=1.80.84 0.90 0.72=0.99 時(shí)，取=，當(dāng)時(shí)，取=；=0.85 =1.5； =1.2 =1 =0.378 許用彎曲應(yīng)力，接觸應(yīng)力，() =354 =1750 6級(jí)材料的直齒輪材料選；24熱處理S-C59 按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)m 1-2軸由公式mj=16338可得mj=2.7mm，取m=3mm2-3軸由公式mj=16338可得mj=2.4mm，取m=3m

23、m3-4軸由公式mj=16338可得mj=3.4mm，取m=4mm由于一般同一變速組內(nèi)的齒輪盡量取同一模數(shù)，所以為了統(tǒng)一和方便如下取：表3-3 模數(shù)組號(hào)基本組第一擴(kuò)大組第二擴(kuò)大組模數(shù) mm 334（2） 基本組齒輪計(jì)算?；窘M齒輪幾何尺寸見(jiàn)下表齒輪Z1Z1Z2Z2Z3Z3齒數(shù)303025352040分度圓直徑90907510560120齒頂圓直徑96968111166126齒根圓直徑82.582.567.597.552.5112.5 齒寬242424242424 按基本組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB246HB，平均取260HB，大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229H

24、B246HB，平均取240HB。計(jì)算如下： 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算： 接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式為 彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為： 式中 N-傳遞的額定功率（kW），這里取N為電動(dòng)機(jī)功率，N=5kW; -計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）; m-初算的齒輪模數(shù)（mm）, m=3（mm）; B-齒寬（mm）;B=24（mm）; z-小齒輪齒數(shù)；z=20; u-小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比; -壽命系數(shù)； = -工作期限系數(shù)； T-齒輪工作期限，這里取T=15000h.; -齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, =500（r/min） -基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取=，彎曲載荷取= m-疲勞曲線指數(shù)，接觸載荷取m=3；彎曲載荷取m=6; -轉(zhuǎn)

25、速變化系數(shù)，查【5】2上，取=0.60 -功率利用系數(shù)，查【5】2上，取=0.78 -材料強(qiáng)化系數(shù)，查【5】2上， =0.60 -工作狀況系數(shù)，取=1.1 -動(dòng)載荷系數(shù)，查【5】2上，取=1 -齒向載荷分布系數(shù)，查【5】2上，=1 Y-齒形系數(shù)，查【5】2上，Y=0.386；-許用接觸應(yīng)力（MPa）,查【4】，表4-7，取=650 Mpa；-許用彎曲應(yīng)力（MPa），查【4】，表4-7，取=275 Mpa；根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得：=635 Mpa =78 Mpa（3）第一擴(kuò)大組齒輪計(jì)算。 擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見(jiàn)下表 齒輪Z4Z4Z5Z5齒數(shù)42422262分度圓直徑1261266618

26、6齒頂圓直徑13213272192齒根圓直徑118.5118.558.5178.5齒寬24242424（4）第二擴(kuò)大組齒輪計(jì)算。 擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見(jiàn)下表 齒輪Z6Z6Z7Z7齒數(shù)60301872分度圓直徑24012072288齒頂圓直徑24812880296齒根圓直徑23011062278齒寬24242424按擴(kuò)大組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB246HB，平均取260HB，大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB246HB，平均取240HB。 同理根據(jù)基本組的計(jì)算，查文獻(xiàn)【6】，可得 =0.62， =0.77，=0.60，=1.1，=1，=1，m=3.5，=355

27、；可求得：=619 Mpa =135Mpa 4.4 傳動(dòng)軸最小軸徑的初定由【5】式6，傳動(dòng)軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下式計(jì)算： d=1.64（mm） 或 d=91（mm）式中 d-傳動(dòng)軸直徑（mm） Tn-該軸傳遞的額定扭矩（N*mm） T=9550000； N-該軸傳遞的功率（KW） -該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 -該軸每米長(zhǎng)度的允許扭轉(zhuǎn)角，=。各軸最小軸徑如表3-3。 表3-3 最小軸徑軸 號(hào) 軸 軸最小軸徑mm 3540 4.5 主軸合理跨距的計(jì)算由于電動(dòng)機(jī)功率P=4kw，根據(jù)【1】表3.24，前軸徑應(yīng)為6090mm。初步選取d1=80mm。后軸徑的d2=（0.70.9）d1，取d2=60mm。根據(jù)設(shè)計(jì)方案

28、，前軸承為NN3016K型，后軸承為圓錐滾子軸承。定懸伸量a=124mm，主軸孔徑為30mm。軸承剛度，主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩T=9550=424.44N.m設(shè)該機(jī)床為車床的最大加工直徑為250mm。床身上最常用的最大加工直徑，即經(jīng)濟(jì)加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的50%，這里取75%，即180mm，故半徑為0.09m；切削力（沿y軸） Fc=4716N背向力（沿x軸） Fp=0.5 Fc=2358N總作用力 F=5272.65N此力作用于工件上，主軸端受力為F=5272.65N。先假設(shè)l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力RA和RB分別為RA=F=5272.65=7908.97NRB=F=527

29、2.65=2636.325N根據(jù) 文獻(xiàn)【1】式3.7 得：Kr=3.39得前支承的剛度：KA= 1689.69 N/ ；KB= 785.57 N/；=2.15 主軸的當(dāng)量外徑de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為 I=113.810-8m4 =0.14查【1】圖3-38 得 =2.0，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距=1242.0=240mm合理跨距為（0.75-1.5），取合理跨距l(xiāng)=360mm。 根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，主軸的實(shí)際跨距大于合理跨距，因此需要采取措施增加主軸的剛度，增大軸徑：前軸徑D=100mm，后軸徑d=80mm。前軸承采用雙列圓柱滾子軸承，后支承采用背對(duì)背安裝的角接觸球軸承。4

30、.6 軸承的選擇I軸：與帶輪靠近段安裝雙列角接觸球軸承代號(hào)7007C 另一安裝深溝球軸承6012II軸：對(duì)稱布置深溝球軸承6009III軸：后端安裝雙列角接觸球軸承代號(hào)7015C 另一安裝端角接觸球軸承代號(hào)7010C中間布置角接觸球軸承代號(hào)7012C4.7 鍵的規(guī)格 I軸安裝帶輪處選擇普通平鍵規(guī)格：BXL=10X56 II軸選擇花鍵規(guī)格：N d =8X36X40X7 III軸選擇鍵規(guī)格：BXL=14X90 4.8變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇選用左右擺動(dòng)的操縱桿使其通過(guò)桿的推力來(lái)控制II軸上的三聯(lián)滑移齒輪和二聯(lián)滑移齒輪。4.9主軸合理跨距的計(jì)算設(shè)機(jī)床最大加工回轉(zhuǎn)直徑為250mm,電動(dòng)機(jī)功率P=3kw，,主

31、軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為800r/min。已選定的前后軸徑為:定懸伸量a=85mm。軸承剛度，主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩: 設(shè)該車床的最大加工直徑250mm。床身上最常用的最大加工直徑，即經(jīng)濟(jì)加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的50%，這里取45%，即125mm切削力（沿y軸） Fc=250.346/0.125=2781N背向力（沿x軸） Fp=0.5 Fc=1390N總作用力 F=3109N此力作用于工件上，主軸端受力為F=3109N。先假設(shè)l/a=2，l=3a=255mm。前后支承反力RA和RB分別為RA=F=3109NRB=F=3109N根據(jù)主軸箱設(shè)計(jì)得：=3.39得前支承的剛度：KA= 1376.69 N/ ；KB=

32、 713.73 N/；=1.93 主軸的當(dāng)量外徑de=(85+65)/2=75mm，故慣性矩為 I=1.5510-6m4 =0.38查主軸箱設(shè)計(jì)圖 得 =2.5，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距=852.5=212.5mm合理跨距為（0.75-1.5），取合理跨距l(xiāng)=250mm。 根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，主軸的實(shí)際跨距大于合理跨距，因此需要采取措施增加主軸的剛度，增大軸徑：前軸徑D=85mm，后軸徑d=55mm。后支承采用背對(duì)背安裝的角接觸球軸承。4.10 軸承壽命校核由軸最小軸徑可取軸承為7008c角接觸球軸承,=3；P=XFr+YFaX=1，Y=0。對(duì)軸受力分析得：前支承的徑向力Fr=2642.32N。

33、 由軸承壽命的計(jì)算公式：預(yù)期的使用壽命 L10h=15000hL10h=hL10h=15000h 軸承壽命滿足要求。4.11 摩擦離合器(多片式)的計(jì)算設(shè)計(jì)多片式摩擦離合器時(shí)，首先根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)確定離合器的尺寸，如為軸裝式時(shí)，外摩擦片的內(nèi)徑d應(yīng)比花鍵軸大26mm，內(nèi)摩擦片的外徑D的確定，直接影響離合器的徑向和軸向尺寸，甚至影響主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局，故應(yīng)合理選擇。摩擦片對(duì)數(shù)可按下式計(jì)算 Z2MnK/fbp式中 Mn摩擦離合器所傳遞的扭矩（Nmm）； Mn955/95530.98/8001.28（Nmm）; Nd電動(dòng)機(jī)的額定功率（kW）； 安裝離合器的傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； 從電動(dòng)機(jī)到離合器

34、軸的傳動(dòng)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)，由于磨擦片為淬火鋼，查機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)表2-15，取f=0.08； 摩擦片的平均直徑（mm）; =（D+d）/267mm; b內(nèi)外摩擦片的接觸寬度（mm）； b=（D-d）/2=23mm； 摩擦片的許用壓強(qiáng)（N/）；1.11.001.000.760.836 基本許用壓強(qiáng)（MPa），查機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)表2-15，取1.1； 速度修正系數(shù) n/6=2.5（m/s） 根據(jù)平均圓周速度查機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)表2-16，取1.00； 接合次數(shù)修正系數(shù)，查機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)表2-17，取1.00； 摩擦結(jié)合面數(shù)修正系數(shù)，查機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)表2-18，取0.76

35、。所以 Z2MnK/fbp21.281.4/（3.140.08230.83611 臥式車床反向離合器所傳遞的扭矩可按空載功率損耗確定，一般取0.40.4114.4 最后確定摩擦離合器的軸向壓緊力Q，可按下式計(jì)算：Q=b(N)1.13.14231.003.57式中各符號(hào)意義同前述。摩擦片的厚度一般取1、1.5、1.75、2（mm），內(nèi)外層分離時(shí)的最大間隙為0.20.4（mm）,摩擦片的材料應(yīng)具有較高的耐磨性、摩擦系數(shù)大、耐高溫、抗膠合性好等特點(diǎn)，常用10或15鋼，表面滲碳0.30.5（mm）,淬火硬度達(dá)HRC5262。圖4.1 多片式摩擦離合器第5章 設(shè)計(jì)部分的調(diào)節(jié)、潤(rùn)滑、維護(hù)保養(yǎng)、技術(shù)要求及其

36、它1、為了減少車床磨損，延長(zhǎng)使用壽命，保證工件加工精度，應(yīng)對(duì)車床的所有摩擦部位進(jìn)行潤(rùn)滑，并注意日常的維護(hù)保養(yǎng)。2、車床的潤(rùn)滑形式常用以下幾種，（1）澆油潤(rùn)滑：常用于外露的滑動(dòng)表面，如導(dǎo)軌面和滑板導(dǎo)軌面等。（2）濺油潤(rùn)滑：常用于密閉的箱體中。如車床的主軸箱中的傳動(dòng)齒輪將箱底的潤(rùn)滑油濺射到箱體上部的油槽中，然后經(jīng)槽內(nèi)油孔流到各潤(rùn)滑點(diǎn)進(jìn)行潤(rùn)滑。（3）油繩導(dǎo)油潤(rùn)滑：常用于進(jìn)給箱和溜板箱的油池中。利用毛線即吸油又滲油的特性，通過(guò)毛線把油引入潤(rùn)滑點(diǎn)，間斷地滴油潤(rùn)滑。（4）彈子油杯注油潤(rùn)滑：常用于尾座、中滑板搖手柄及三杠（絲杠、光杠、開關(guān)杠）支架的軸承處。定期的用油槍端頭油嘴壓下油杯上的彈子，將油注入。油嘴

37、撤去，彈子又回復(fù)原位，封住注油口，以防塵屑入內(nèi)。（5）黃油杯潤(rùn)滑：常用于交換齒輪箱掛輪架的中間軸或不經(jīng)常潤(rùn)滑處。事先在黃油杯中加滿鈣基潤(rùn)滑脂，需要潤(rùn)滑時(shí)，擰進(jìn)油杯蓋，則杯中的油脂就被擠壓到潤(rùn)滑點(diǎn)中去。（6）油泵輸油潤(rùn)滑：常用于轉(zhuǎn)速高、需要大量潤(rùn)滑油連續(xù)強(qiáng)制潤(rùn)滑的場(chǎng)合。如主軸箱內(nèi)許多潤(rùn)滑點(diǎn)就是采用這種方式。3、車床的潤(rùn)滑要求: （1）車床上一般都有潤(rùn)滑系統(tǒng)圖，應(yīng)嚴(yán)格按照潤(rùn)滑系統(tǒng)圖進(jìn)行潤(rùn)滑。（2）換油時(shí)，應(yīng)先將廢油放盡，然后用煤油把箱體內(nèi)沖洗干凈后，在注入新機(jī)油，注油時(shí)應(yīng)用網(wǎng)過(guò)濾，且油面不得低于油標(biāo)中心線。主軸箱內(nèi)零件用油泵潤(rùn)滑或飛濺潤(rùn)滑。箱內(nèi)潤(rùn)滑油一般三個(gè)月更換一次。主軸箱體上有一個(gè)油標(biāo)，若發(fā)現(xiàn)

38、油標(biāo)內(nèi)無(wú)油輸出，說(shuō)明油泵輸油系統(tǒng)有故障，應(yīng)立即停車檢查斷油的原因，并修復(fù)。（3）進(jìn)給箱上部油繩導(dǎo)油潤(rùn)滑的儲(chǔ)油槽，每班應(yīng)給該儲(chǔ)油槽加一次油。（4）交換齒輪箱中間齒輪軸軸承是黃油杯潤(rùn)滑，每班一次，7天加一次鈣基脂。（5）彈子油杯潤(rùn)滑每班潤(rùn)滑一次。導(dǎo)軌工作前后擦凈用油槍加油。5、車床日常保養(yǎng)要求：（1）每天工作后，切斷電源，對(duì)車床各表面、各罩殼、導(dǎo)軌面、絲杠、光杠、各操縱手柄和操縱桿進(jìn)行擦拭，做到無(wú)油污、無(wú)鐵屑、車床外表整潔。（2）每周要求保養(yǎng)床身導(dǎo)軌面和中小滑板導(dǎo)軌面及轉(zhuǎn)動(dòng)部位的整潔、潤(rùn)滑。要求油眼暢通、油標(biāo)清晰，清洗油繩和護(hù)床油毛氈，保持車床外表清潔和工作場(chǎng)地整潔。6、車床一級(jí)保養(yǎng)要求：車場(chǎng)運(yùn)行

39、500小時(shí)后，須進(jìn)行一級(jí)保養(yǎng)。其保養(yǎng)以操作工人為主，在維修工人的配合下進(jìn)行。保養(yǎng)時(shí)必須先切斷電源，然后按下述順序和要求進(jìn)行。（1）主軸箱的保養(yǎng)：a、清洗濾油器、使其無(wú)雜物b、檢查主軸鎖緊螺母有無(wú)松動(dòng)，緊定螺釘是否擰緊。c、調(diào)整制動(dòng)器及離合器摩擦片間隙。（2）交換齒輪箱的保養(yǎng)：a、清洗齒輪、軸套，并在油杯中注入新油脂。b、調(diào)整齒輪嚙合間隙。c、檢查軸套有無(wú)晃動(dòng)現(xiàn)象（3）滑板和刀架的保養(yǎng)：拆洗刀架和中、小滑板，洗凈擦干后重新組裝，并調(diào)整中、小滑板與鑲條的間隙。（4）尾座的保養(yǎng)：搖出尾座套筒，并擦凈涂油，以保證內(nèi)外清潔。（5）潤(rùn)滑系統(tǒng)的保養(yǎng)a、清洗冷卻泵、濾油器和成液盤。b、保證油路暢通，油孔、油繩

40、、油氈清潔無(wú)鐵屑c、檢查油質(zhì)，保持良好，油杯齊全，油槽清晰。（6）電器的保養(yǎng)：a、清掃電動(dòng)機(jī)、電氣箱上的塵屑。b、電器裝置固定整齊。（7）外表的保養(yǎng)：a、清洗車床外表及各罩蓋，保持其內(nèi)外整潔，無(wú)銹蝕、無(wú)油污。b、清洗三杠c、檢查并補(bǔ)齊各螺釘、手柄球、手柄。（8）其他部件的潤(rùn)滑保養(yǎng)第6章 設(shè)計(jì)中的優(yōu)缺點(diǎn)，存在的問(wèn)題及改進(jìn)意見(jiàn)經(jīng)過(guò)課程設(shè)計(jì)，使我和同伴對(duì)主軸箱設(shè)計(jì)這門課當(dāng)中許多原理公式有了進(jìn)一步的了解，并且對(duì)設(shè)計(jì)工作有了更深入的認(rèn)識(shí)。懂得了理論和實(shí)踐同等重要的道理。理論能指導(dǎo)實(shí)踐，使你能事半功倍，實(shí)踐能上升成為理論，為以后的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。 從校門走出后,一定要重視實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累,要多學(xué)多問(wèn)。把學(xué)校學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)綜合的應(yīng)用起來(lái)，這非常重要。體會(huì)到把技術(shù)搞好就必須安心的學(xué)習(xí)，虛心向別人請(qǐng)教，耐心的對(duì)待每一個(gè)問(wèn)題，不放過(guò)任何一個(gè)自己遇到的問(wèn)題，要善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們得到了老師們的精心指導(dǎo)和幫助，在此表示衷心的感謝！由于我們的經(jīng)驗(yàn)尚淺，知識(shí)把握不熟練，設(shè)計(jì)中定有許多地方處理不夠妥當(dāng)，有些部分甚至可能存在錯(cuò)誤，希望老師多提寶貴意見(jiàn)。參考文獻(xiàn)1.段鐵群.主軸箱設(shè)計(jì)，科學(xué)出版社；2.于惠力，向敬忠，張春宜.機(jī)械設(shè)計(jì)，科學(xué)出版社；3.潘承怡，蘇相國(guó). 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，哈爾濱理工大學(xué)；4.戴署.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社；5.陳易新，金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書；