T611鏜床主軸箱傳動系統(tǒng)的設計【含10張圖紙】,含10張圖紙,t611,鏜床,主軸,傳動系統(tǒng),設計,10,圖紙 四川大學錦城學院 本科畢業(yè)論文（設計） 題 目 T611鏜床主軸箱傳動系統(tǒng)設計 系 別 機械工程系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學生姓名 學 號 指導教師 教務部制表 二Ο一四年 九月 二十日 摘 要： 目前，在機械加工工業(yè)中，機械產(chǎn)品大批量生產(chǎn)中，組合機床已得到廣泛運用。一些復雜的殼體類零件，加工工藝復雜、定位夾緊困難的工件，要提高其加工精度、生產(chǎn)效率，單憑普通機床是很難辦到的，而在用普通機床加工復雜工件的過程中，對操作者的技術也提了較高的要求，這就迫切的要求生產(chǎn)一定數(shù)量的組合機床。這樣，不但可以提高零件的加工精度和生產(chǎn)率，而且成本低、生產(chǎn)周期斷，適合我國的經(jīng)濟水平、教育水平和生產(chǎn)水平。更能夠在激烈的競爭中為企業(yè)獲得更多利潤、提高企業(yè)核心競爭力。T611鏜床是一種主要用鏜刀在工件上加工孔的機床。通常用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求較高的孔，如各種箱體、汽鏜發(fā)動機缸體等零件上的孔。臥式鏜床的主軸水平布置并可軸向進給，主軸箱沿前立柱導軌垂向運動，工作臺可縱向或橫向運動，可鉆、擴、鉸、和鏜孔及鏜削內、外螺紋、攻螺紋、鏜外圓柱面、端面及用端面銑刀、圓柱銑刀銑平面等。 關鍵字：主軸 變速齒輪 齒輪模數(shù) 滾動軸承  Abstract： At present, in the machining industry, mechanical products for mass production, modular machine tool has been widely used. Some complex shell parts, machining process is complicated, positioning and clamping difficult, to improve the processing accuracy and production efficiency, ordinary machine alone is very difficult to do, and in the process with ordinary complex workpiece machining, the operator's technology has raised higher demands, this combination machine urgently request the production of a certain number of. In this way, not only can improve the machining accuracy and productivity, and the cost is low, production cycle is broken, suitable for China's economic level, education level and the level of production. More to the fierce competition for enterprises to get more profit, improve the core competitiveness of enterprises.T611鏜床是一種主要用鏜刀在工件上加工孔的機床。通常用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求較高的孔，如各種箱體、汽車發(fā)動機缸體等零件上的孔。臥式鏜床的主軸水平布置并可軸向進給，主軸箱沿前立柱導軌垂向運動，工作臺可縱向或橫向運動，可鉆、擴、鉸、和鏜孔及車削內、外螺紋、攻螺紋、車外圓柱面、端面及用端面銑刀、圓柱銑刀銑平面等。 The T611 boring machine is one of the main for boring holes in the processing of machine. Typically used for machining of large size, high precision hole, especially distribution in different surface, hole spacing and position accuracy requirement high hole, such as various body parts, automobile engine cylinder bore on the. Horizontal boring machine spindle horizontal and axial feed, spindle box to movement along the front column guide rail vertical, table can be vertical or horizontal movement, drilling, expanding, hinge, and bores and in the turning, external thread, thread, outside cylindrical surface, face and face milling cutter, cylindrical milling cutter milling plane etc.. 關鍵字：主軸 變速齒輪 齒輪模數(shù) 滾動軸承 Keywords: spindle gear modulus gear rolling bearing 目錄 摘 要： 2 Abstract： 3 目錄 4 序言 4 第1章 緒 論 5 1.1 項目的研究意義 5 1.2 國內外的科技現(xiàn)狀 6 1.3設計產(chǎn)品的用途和應用領域 7 1.4主要研究內容以及基本要求 7 完成對T611型鏜床主軸箱體傳動設計 7 1.5實驗方案、實驗方法及預期達到的目標 7 1.6完成課題所需的條件、主要困難及解決辦法 7 第二章 主軸箱部分設計計算說明 8 2.1 主運動部分計算 8 2.1.1 參數(shù)的確定 8 2.1.2 傳動設計 10 2.1.3 轉速圖的擬定 12 2.1.4 帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定 15 2.1.5 傳動件的估算和驗算 21 設計小結 41 參考文獻 42  序言 現(xiàn)代工業(yè)技術的發(fā)展，特別是能源部門的需求，使高溫高壓水廣泛應用于相關的領域中，對國民生產(chǎn)和人民生活起著越來越重要的作用，例如： ?機床作為機械制造業(yè)的重要基礎裝備，它的發(fā)展一直引起人們的關注，由于計算機技術的興起，促使機床的控制信息出現(xiàn)了質的突破，導致了應用數(shù)字化技術進行柔性自動化控制的新一代機床－數(shù)控機床的誕生和發(fā)展。計算機的出現(xiàn)和應用，為人類提供了實現(xiàn)機械加工工藝過程自動化的理想手段。隨著計算機的發(fā)展，數(shù)控機床也得到迅速的發(fā)展和廣泛的應用，同時使人們對傳統(tǒng)的機床傳動及結構的概念發(fā)生了根本的轉變。數(shù)控機床以其優(yōu)異的性能和精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，并開創(chuàng)機械產(chǎn)品向機電一體化發(fā)展的先河。?? 數(shù)控機床是以數(shù)字化的信息實現(xiàn)機床控制的機電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對位置，機床電機的啟動和停止，主軸變速，工件松開和夾緊，刀具的選擇，冷卻泵的起停等各種操作和順序動作等信息用代碼化的數(shù)字記錄在控制介質上，然后將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置或計算機，經(jīng)過譯碼，運算，發(fā)出各種指令控制機床伺服系統(tǒng)或其它的執(zhí)行元件，加工出所需的工件。??? 數(shù)控機床與普通機床相比，其主要有以下的優(yōu)點：?? 1. 適應性強，適合加工單件或小批量的復雜工件；在數(shù)控機床上改變加工工件時，只需重新編制新工件的加工程序，就能實現(xiàn)新工件加工。?? 2. 加工精度高；?? 3. 生產(chǎn)效率高；?? 4. 減輕勞動強度，改善勞動條件；?? 5. 良好的經(jīng)濟效益；?? 6. 有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。?? 可以預料，今后，機床的經(jīng)濟型數(shù)控化改造將迅速發(fā)展和普及。所以說，本畢業(yè)設計實例具有典型性和實用性。 第1章 緒 論 1.1 項目的研究意義 在當今時代，任何一個具備完整工業(yè)體系的國家，都會有相當數(shù)量的制造業(yè)，如汽鏜、機鏜、電力、船舶、航空航天、冶金礦山、石油化工、機床工具、通信、輕工、建材、家電、食品、儀器、儀表等。上述這些部門大多與機械工業(yè)有關，有的是實質上就是機械工業(yè)，它們都是用機械設備制造各種各樣的產(chǎn)品。所以說機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的裝備部，是國民經(jīng)濟的先導，是國家重要的基礎工業(yè)。如果一個國家的機械工業(yè)水平不高，它生產(chǎn)的產(chǎn)品在國際市場上是很難有競爭力的，也是很難立于世界民族之林的！美國是世界工業(yè)強國，70年代美國曾認為制造業(yè)是“夕陽工業(yè)”，經(jīng)濟重心應由制造業(yè)轉向高科技產(chǎn)業(yè)及服務業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)?？蒲兄乩碚摮晒?，不重視實際應用，政府不支持產(chǎn)業(yè)技術，使美國制造業(yè)產(chǎn)生衰退。而同期日本重視制造技術，重視高素質人才的培養(yǎng)，注重將高科技成果應用于制造業(yè)，加之嚴密的社會組織，很快把原來美國占絕對優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)如汽鏜、照相機、家電、機床、復印機、半導體等變成自己的主導產(chǎn)業(yè)，占領了世界市場。這很快引起了美國政界、科技界、企業(yè)界有識之士的關注。為此，80年代后期，美國政府和企業(yè)迅速組織調查，MIT在調查報告中指出：“一個國家要想生活的好，必須生產(chǎn)的好。振興經(jīng)濟的出路在于振興制造業(yè)”，當前國際間“經(jīng)濟的競爭歸根到底是制造技術和制造能力的競爭”。 鏜床是一種主要用鏜刀在工件上加工孔的機床。通常用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求較高的孔，如各種箱體、汽鏜發(fā)動機缸體等零件上的孔。所以對其進行合理設計，其意義十分重大。 1.2 國內外的科技現(xiàn)狀 國外現(xiàn)狀： 德國政府一貫重視機床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。特別講究“實際”與“實效”，堅持“以人為本”，師徒相傳，不斷提高人員素質。在發(fā)展大量大批生產(chǎn)自動化的基礎上，于1956年研制出第一臺數(shù)控機床后，一直堅持實事求是，講求科學精神，不斷穩(wěn)步前進。德國特別注重科學試驗，理論與實際相結合，基礎科研與應用技術科研并重。企業(yè)與大學科研部門緊密合作，對用戶產(chǎn)品、加工工藝、機床布局結構、數(shù)控機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質量上精益求精。德國的數(shù)控機床質量及性能良好、先進實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機床。德國特別重視數(shù)控機床主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質量、性能上居世界前列。如西門子公司之數(shù)控系統(tǒng)和Heidenhain公司之精密光柵，均為世界聞名，競相采用。 國內現(xiàn)狀： 在產(chǎn)品開發(fā)上，國內支柱企業(yè)重點放在數(shù)控機床上，年生產(chǎn)機床臺數(shù)和數(shù)控機床所占比例逐年上升。據(jù)不完全統(tǒng)計，2004年鉆鏜床行業(yè)共開發(fā)新產(chǎn)品81種，其中數(shù)控機床新產(chǎn)品61種，占開發(fā)新產(chǎn)品的近80%。數(shù)控產(chǎn)品中在國內具有領先水平的有36種，包括鏜銑鏜等復合加工中心，高速（最高轉速在15000r/min至36000r/min）立、臥式加工中心、高速銑削中心、大型臥式加工中心（工作臺尺寸2000mm×4000mm及以上）、龍門式加工中心（龍門五面、龍門五軸）、五軸聯(lián)動加工中心、高精度數(shù)控機床等。 1.3設計產(chǎn)品的用途和應用領域 該產(chǎn)品主要用于加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求較高的孔，如各種箱體、汽鏜發(fā)動機缸體等零件上的孔。臥式鏜床的主軸水平布置并可軸向進給，主軸箱沿前立柱導軌垂向運動，工作臺可縱向或橫向運動，可鉆、擴、鉸、和鏜孔及鏜削內、外螺紋、攻螺紋、鏜外圓柱面、端面及用端銑刀、圓柱銑刀銑平面等。 1.4主要研究內容以及基本要求 完成對T611型鏜床主軸箱體傳動設計 1.5實驗方案、實驗方法及預期達到的目標 選擇課題以后對相關資料進行了大量的查閱，對于T611型鏜床主軸箱有個初步認識并對自己需要設計的T611型鏜床主軸箱進行參數(shù)統(tǒng)計。 實驗方案： 1 對課題進行了解，上網(wǎng)查閱資料和圖書館借閱相關書籍。 2 了解T611型鏜床主軸箱類型作用及構成。 3 了解傳動裝置的組成和不同傳動方案的特點，合理擬定傳動方案。 4 初步確定T611型鏜床主軸箱結構和零件類型。 5 對所給的T611型鏜床主軸箱參數(shù)進行設計和計算。 6 繪制T611型鏜床主軸箱裝配圖和零件圖。 7 翻譯外文專業(yè)資料，對設計的T611型鏜床主軸箱進行改進、優(yōu)化，以完善不足之處。 8 最后撰寫T611型鏜床主軸箱的設計說明書。 1.6完成課題所需的條件、主要困難及解決辦法 所需的條件： CAD軟件、參考文獻及主要設計參數(shù)。 主要的困難： 對于T611型鏜床主軸箱的特點不熟悉，不能快速得出正確的尺寸。對于產(chǎn)品的設計缺乏經(jīng)驗，在設計時可能會過于理想化，在設計計算過程中比較容易出錯，對設計的內容不夠了解，在繪制裝配圖中箱體尺寸不好把握 解決方法： 在計算遇到困難時先自己通過查閱資料來解決，對自己查資料不能解決的問題征求所帶工程師的意見，再進行分析總結。同時結合公司所給資料，征求生產(chǎn)工藝人員的意見做進一步修改。相關的資料可以通過公司所給的類似型號資料可以獲得，設計中一些不懂的理論知識可以通過借閱圖書加以學習。 第二章 主軸箱部分設計計算說明 2.1 主運動部分計算 2.1.1 參數(shù)的確定 一. 了解T611型鏜床主軸箱的基本情況和特點---T611型鏜床主軸箱的規(guī)格系列和類型 1. 通用機床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設計時應該遵照的基礎。因此，對這些基本知識和資料作些簡要介紹。本次設計中的T611型鏜床主軸箱是普通型T611型鏜床主軸箱，其品種，用途，性能和結構都是普通型T611型鏜床主軸箱所共有的，在此就不作出詳細的解釋和說明了。 2.T611型鏜床主軸箱的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)（GB1582-79，JB/Z143-79）： 刀架上最大工件回轉直徑D1大于或等于200；主軸通孔直徑d要大于或等于36；主軸頭號（JB2521-79）是6；最大工件長度L是750～2000；主軸轉速范圍是：32～1600；級數(shù)范圍是：18；縱向進給量mm/r0.03～2.5；主電機功率（kw）是5.5～10。 二. 參數(shù)確定的步驟和方法 1. 極限切削速度umax﹑umin 根據(jù)典型的和可能的工藝選取極限切削速度要考慮：工序種類 ﹑工藝要求 刀具和工件材料等因素。允許的切速極限參考值如《機床主軸變速箱設計指導書》。然而，根據(jù)本次設計的需要選取的值如下： 取umax=300m/min； umin=30m/min。 2. 主軸的極限轉速 計算T611型鏜床主軸箱主軸的極限轉速時的加工直徑，按經(jīng)驗分別?。?.1～0.2）D和（0.45～0.5）D。由于D=400mm，則主軸極限轉速應為： nmax=r/min ……………………………… 2.1 =2000r/min ； nmin=r/min …………………………… 2.2 =40r/min ； 3. 主電機功率—動力參數(shù)的確定 合理地確定電機功率N，使用的功率實際情況既能充分的發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機經(jīng)常輕載而降低功率因素。 目前，確定機床電機功率的常用方法很多，而本次設計中采用的是：估算法，它是一種按典型加工條件（工藝種類、加工材料、刀具、切削用量）進行估算。根據(jù)此方法，中型T611型鏜床主軸箱典型重切削條件下的用量： 根據(jù)設計書表中推薦的數(shù)值： 取 P=5.5kw 2.1.2 傳動設計 一.傳動結構式、結構網(wǎng)的選擇 結構式、結構網(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，但對于分析復雜的傳動并想由此導出實際的方案，就并非十分有效，可考慮到本次設計的需要可以參考一下這個方案。 確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目 級數(shù)為Z的傳動系統(tǒng)有若干個順序的傳動組組成，各傳動組分別有Z1、Z2、Z3…個傳動副。即 Z=Z1 Z2 Z3 ……………………………… 2.4 傳動副數(shù)由于結構的限制以2或3為合適，即變速級數(shù)Z應為2和3的因子: Z= ……………………………… 2.5 可以有幾種方案，由于篇幅的原因就不一一列出了，在此只把已經(jīng)選定了的和本次設計所須的正確的方案列出，具體的內容如下： 傳動齒輪數(shù)目 2x（3+3+2）+2x2+1=21個 軸向尺寸 19b 傳動軸數(shù)目 6根 圖2.1 總的傳動系統(tǒng) 二.組傳動順序的安排 18級轉速傳動系統(tǒng)的傳動組，可以安排成：3x3x2，2x3x3，或3x2x3 選擇傳動組安排方式時，要考慮到機床主軸變速箱的具體結構、裝置和性能。在Ⅰ軸上摩擦離合器時，應減小軸向尺寸，第一傳動組的傳動副不能多，以2為宜，本次設計中就是采用的2，一對是傳向正傳運動的，另一個是傳向反向運動的。 主軸對加工精度、表面粗糙度的影響大，因此主軸上齒輪少些為好，最后一個傳動組的傳動副選用2，或者用一個定比傳動副。 傳動系統(tǒng)的擴大順序的安排 對于18級的傳動可以有三種方案，準確的說應該不只有這三個方案，可為了使結構和其他方面不復雜，同時為了滿足設計的需要，選擇的設計方案是： 18=3［1］3［3］2［9］ 傳動方案的擴大順序與傳動順序可以一致也可以不一致，在此設計中，擴大順序和傳動順序就是一致的。這種擴大順序和傳動順序一致，稱為順序擴大傳動。 傳動組的變速范圍的極限植 齒輪傳動副最小傳動比umin≥，最大傳動比umax≤2，決定了一個傳動組的最大變速范圍rmax=umax/nmin≤8 因此，要按照參考書中所給出的表，淘汰傳動組變速范圍超過極限值的所有傳動方案。 極限傳動比及指數(shù)x，值為： 極限傳動比指數(shù) 1.26 x：umin== 6 值；umax==2 3 （x+）值：umin==8 9 2.1.3 轉速圖的擬定 運動參數(shù)確定以后，主軸各級轉速就已知，切削耗能確定了電機功率。在此基礎上，選擇電機型號，確定各中間傳動軸的轉速，這樣就擬定主運動的轉圖，使主運動逐步具體化。 主電機的選定 中型機床上，一般都采用三相交流異步電機為動力源，可以在系列中選用。在選擇電機型號時，應按以下步驟進行： 電機功率N： 根據(jù)機床切削能力的要求確定電機功率。但電機產(chǎn)品的功率已經(jīng)標準化，因此，按要求應選取相近的標準值。 N=5.5kw 2.電機轉速nd 異步電機的轉速有：3000、1500、1000、750r/min 在此處選擇的是： nd=1500r/min 這個選擇是根據(jù)電機的轉速與主軸最高轉速nmax和Ⅰ軸的轉速相近或相宜，以免采用過大的升速或過小的降速傳動。 3.雙速和多速電機的應用 根據(jù)本次設計機床的需要，所選用的是：雙速電機 4.電機的安裝和外形 根據(jù)電機不同的安裝和使用的需要，有四種不同的外形結構，用的最多的有底座式和發(fā)蘭式兩種。本次設計的機床所需選用的是外行安裝尺寸之一。具體的安裝圖可由手冊查到。 5.常用電機的資料 根據(jù)常用電機所提供的資料，選用： Y132S-4 圖2.2 電動機 Ⅰ軸從電機得到運動，經(jīng)傳動系統(tǒng)化成主軸各級轉速。電機轉速和主軸最高轉速應相接近。顯然，從傳動件在高速運轉下恒功率工作時所受扭矩最小來考慮，Ⅰ軸轉速不宜將電機轉速下降得太低。 但如果Ⅰ軸上裝有摩擦離合器一類部件時，高速下摩擦損耗、發(fā)熱都將成為突出矛盾，因此，Ⅰ軸轉速不宜太高。 Ⅰ軸裝有離合器的一些機床的電機、主軸、Ⅰ軸轉速數(shù)據(jù)： 參考這些數(shù)據(jù)，可見，T611型鏜床Ⅰ軸轉速一般取700～1000r/min。另外，也要注意到電機與Ⅰ軸間的傳動方式，如用帶傳動時，降速比不宜太大，否則Ⅰ軸上帶輪太大，和主軸尾端可能干涉。因此，本次設計選用： n1=960r/min 三.中間傳動軸的轉速 對于中間傳動軸的轉速的考慮原則是：妥善解決結構尺寸大小與噪音、震動等性能要求之間的矛盾。 中間傳動軸的轉速較高時（如采用先升后降的傳動），中間轉動軸和齒輪承受扭矩小，可以使用軸徑和齒輪模數(shù)小寫：d∝ 、 m∝，從而可以使用結構緊湊。但是，這將引起空載功率N空和噪音Lp（一般機床容許噪音應小于85dB）加大： N空=) KW ………………………… 2.6 式中： C---系數(shù)，兩支承滾動或滑動軸承C=8.5，三支承滾動軸承C=10； da---所有中間軸軸頸的平均直徑（mm）； d主—主軸前后軸頸的平均直徑（mm）； ∑n—主軸轉速（r/min）。 ……………… 2.7 （mz）a—所有中間傳動齒輪的分度圓直徑的平均值mm； （mz）主—主軸上齒輪的分度圓的平均值mm； q----傳到主軸所經(jīng)過的齒輪對數(shù)； β----主軸齒輪螺旋角； C1、K---系數(shù)，根據(jù)機床類型及制造水平選取。我國中型T611型鏜床、銑床C1=3.5。T611型鏜床K=54，銑床K=50.5。 從上訴經(jīng)驗公式可知：主軸轉速n主和中間傳動軸的轉速和∑n對機床噪音和發(fā)熱的關系。確定中間傳動軸的轉速時，應結合實際情況作相應修正： 1.功率教大的重切削機床，一般主軸轉速較低，中間軸的轉速適當取高一些，對減小結構尺寸的效果較明顯。 2.速輕載或精密T611型鏜床，中間軸轉速宜取低一些。 3.控制齒輪圓周速度u∠8m/s（可用7級精度齒輪）。在此條件下，可適當選用較高的中間軸轉速。 四.齒輪傳動比的限制 機床主傳動系統(tǒng)中，齒輪副的極限傳動比： 升速傳動中，最大傳動比umax≤2。過大，容易引起震動和噪音。 2.降速傳動中，最小傳動比umin≥1/4。過小，則使主動齒輪與被動齒輪的直徑相差太大，將導致結構龐大。 圖2.3 主運動的轉速圖 2.1.4 帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定 根據(jù)擬定的轉速圖上的各傳動比，就可以確定帶輪直徑和齒輪的齒數(shù)。 一. 帶輪直徑確定的方法、步驟 1.選擇三角型號 一般機床上的都采用三角帶。根據(jù)電機轉速和功率查圖即可確定型號（詳情見〈〈機床主軸變速箱設計指導〉〉4-1節(jié)）。但圖中的解并非只有一種，應使傳動帶數(shù)為3～5根為宜。 本次設計中所選的帶輪型號和帶輪的根數(shù)如下： B型帶輪 選取3根 2.確定帶輪的最小直徑Dmin（D?。? 各種型號膠帶推薦了最小帶輪直徑，直接查表即可確定。 根據(jù)皮帶的型號，從教科書〈〈機械設計基礎教程〉〉 查表可取： Dmin=140mm 3.計算大帶輪直徑D大 根據(jù)要求的傳動比u和滑功率ε確定D大。當帶輪為降速時： 三角膠帶的滑動率ε=2%。 三角傳動中，在保證最小包角大于120度的條件下，傳動比可取1/7 ≤u≤3。對中型通用機床，一般取1～2.5為宜。 因此， 137.2mm≤D大≤343mm 經(jīng)查表?。? D大=212mm 二. 確定齒輪齒數(shù) 用計算法或查表法確定齒輪齒數(shù)，后者更為簡單。根據(jù)要求的傳動比u和初步定出的傳動齒輪副齒數(shù)和Sz，查表即可求出小齒輪齒數(shù)。 在本次設計中采用的就是常用傳動比的適用齒數(shù)（小齒輪）表就見教科書〈〈機床簡明設計手冊〉〉。 不過在表中選取的時候應注意以下幾個問題： 1. 不產(chǎn)生根切。一般去Zmin≥18～20。 2. 保證強度和防止熱處理變形過大，齒輪齒根圓到鍵槽的壁厚δ≥2mm，一般取δ>5mm則zmin≥6.5+，具體的尺寸可參考圖。 3. 同一傳動組的各對齒輪副的中心距應該相等。若莫數(shù)相同時，則齒數(shù)和亦應相等。但由于傳動比的要求，尤其是在傳動中使用了公用齒輪后，常常滿足比了上述要求。機床上可用修正齒輪，在一定范圍內調整中心距使其相等。但修正量不能太大，一般齒數(shù)差不能超過3～4個齒。 4. 防止各種碰撞和干涉 三聯(lián)滑移齒輪的相鄰的齒數(shù)差應大于4。應避免齒輪和軸之間相撞，出現(xiàn)以上的情況可以采用相應的措施來補救。 5. 在同時滿足以上的條件下齒輪齒數(shù)的確定已經(jīng)可以初步定出，具體的各個齒輪齒數(shù)可以見傳動圖上所標寫的。 6. 確定軸間距： 軸間距是由齒輪齒數(shù)和后面計算并且經(jīng)驗算而確定的模數(shù)m而確定的，具體的計算值如下（模數(shù)和齒輪的齒數(shù)而確定的軸間距必須滿足以上的幾個條件）： Ⅰ軸與Ⅱ軸之間的距離： 取m=2.5mm，由轉速圖而確定 齒輪1與2之間的中心距： Ⅱ軸與Ⅲ軸之間的距離： 取m=2.5mm，由轉速圖而確定的傳動比見圖， 齒輪3與4之間的中心距： Ⅲ軸與Ⅳ軸之間的距離： 取m=3.5mm，由轉速圖而確定的傳動比 齒輪9與10之間的中心距： Ⅳ軸Ⅴ軸之間的中心距離： 取m=3.5mm，由轉速圖而確定的傳動比 . 主軸到脈沖軸的中心距： 取m=3.5mm，傳動比 Ⅰ軸到反轉軸Ⅵ軸的中心距： 取m=2.5mm，傳動比 由齒頂高 齒頂高和齒跟高只與所取的模數(shù)m有關。 可知取m=2.5mm時， 取m=3.5mm時： 三. 主軸轉速系列的驗算 主軸轉速在使用上并不要十分準確，轉速稍高或稍低并無太大影響。但標牌上標準數(shù)列的數(shù)值一般也不允許與實際轉速相差太大。 由確定的齒輪齒數(shù)所得的實際轉速與傳動設計理論值難以完全相符合，需要驗算主軸各級轉速，最大誤差不得超過正負10（ψ-1）%。即 ％或 按公式： Δn=-2%～+6% 如果超差，要根據(jù)誤差的正負以及引起誤差的主要環(huán)節(jié)，重新調整齒數(shù)，使轉速數(shù)列得到改善。 主運動傳動鏈的傳動路線表達式如下： 圖2.4 主傳動路線 所有主軸的詳細的校核如下： 校核后，合格。 四. 傳動系統(tǒng)圖的繪制 計算結果，用規(guī)定符號，以是適當比例方格紙上繪制出轉速圖和主傳動系統(tǒng)圖。 2.1.5 傳動件的估算和驗算 傳動方案確定后，要進行方案的結構化，確定個零件的實際尺寸和有關布置。為此，常對傳動件的尺寸先進行估算，如傳動軸的直徑、齒輪模數(shù)、離合器、制動器、帶輪的根數(shù)和型號等。在這些尺寸的基礎上，畫出草圖，得出初步結構化的有關布置與尺寸；然后按結構尺寸進行主要零件的驗算，如軸的剛度、齒輪的疲勞強度等，必要時作結構和方案上的修改，重新驗算，直到滿足要求，最后才能畫正式裝備圖。 對于本次設計，由于是畢業(yè)設計，所以先用手工畫出草圖，經(jīng)自己和指導老師的多次修改后，再用計算機繪出。 一. 三角帶傳動的計算 三角帶傳動中，軸間距A可以較大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會有打滑，亦可因而緩和沖擊及隔離震動，使傳動平穩(wěn)。帶傳動結構簡單，但尺寸，機床中多用于電機輸出軸的定比傳動。 1. 選擇三角帶的型號 根據(jù)計算功率Nj（kw）和小帶輪n1（r/min）查圖選擇帶的型號。 計算功率Nj=KWNd kW 式中 Nd—電機的額定功率， KW—工作情況系數(shù)。 T611型鏜床的起動載荷輕，工作載荷穩(wěn)定，二班制工作時，取：KW=1.1 帶的型號是： B型號 2. 確定帶輪的計算直徑D1、D2 1）.小帶輪計算直徑D1 皮帶輪的直徑越小，帶的彎曲應力就越大。為提高帶的使用壽命，小帶輪直徑D1不宜過小，要求大雨許用最小帶輪直徑Dmin，即D1≥Dmin。各型號帶對應的最小帶輪直徑Dmin可查表。 D1=140r/min 2）.大帶輪計算直徑D2 =212r/min 式中: n1--小帶輪轉速r/min; n2--大帶輪轉速r/min; ε--帶的滑動系數(shù),一般取0.02. 算后應將數(shù)字圓整為整數(shù)。 3）.確定三角帶速度u 具體的計算過程如下： = =10.6m/s 對于O、A、B、C型膠帶，5m/s≤u≤25m/s。 而u=5～10m/s時最為經(jīng)濟耐用。 此速度完全符合B型皮帶的轉速。 4）.初定中心距A0： 帶輪的中心距，通常根據(jù)機床總體布局初步選定，一般可以在下列范圍內選?。? A0=（0.6～2）（D1+D2） mm =352（0.6～2）mm =211.2mm～704mm 取 A0=704 mm 距過小，將降低帶的壽命；中心距過大時，會引起帶振動。中型T611型鏜床電機軸至變速箱帶輪的中心距一般為750～850mm。 5）.確定三角帶的計算長度L0及內周長LN。 三角帶的計算長度是通過三角帶截面重心的長度。 = =1960.67mm 圓整到標準的計算長度 L=2033 mm 經(jīng)查表 LN=2000 mm 修正值 Y=33 6）.驗算三角帶的擾曲次數(shù)u ≤40 次/s （則合格） 式中：m--帶輪個數(shù)。如u超限?？杉哟驦（加大A）或降低u（減少D2、D1）來解決。 代入數(shù)據(jù)得 =10.5 次/s ≤40 次/s 是合格的，不需作出任何修改。 7）.確定實際中心距A = 740 mm 8）.驗算小帶輪包角а1 如果а1過小，應加大中心距或加張緊裝置。 代入數(shù)值如下： =180°-5.6° =174.4°≥120° 經(jīng)校核合格。 9）.確定三角帶根數(shù)z 式中：N0--單根三角帶在 а1=180°、特定長度、平穩(wěn)工作情況下傳遞的功率值。 C1---包角系數(shù)。 參數(shù)的選擇可以根據(jù)書中的表差?。? N0=2.69 C1=0.98 Kw=1.1 帶入數(shù)值得： 所以，傳動帶根數(shù)選3根。 此公式中所有的參數(shù)沒有作特別說明的都是從〈〈機床主軸變速箱設計指導〉〉 二.傳動軸的估算和驗算 傳動軸除了應滿足強度要求外，還應滿足剛度要求。強度要求保證軸在反復載荷和扭轉載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機床主傳動系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大的變形。因此，疲勞強度不是主要矛盾。除了載荷很大的情況外，可以不必驗算軸的強度。剛度要求保證軸在載荷下不致產(chǎn)生過大的變形。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大而不能正常工作，或者產(chǎn)生振動和噪聲、發(fā)熱、過早磨損而失效。因此，必須保證傳動軸有足夠的剛度。通常，先按扭轉剛度估算軸的直徑，畫出草圖之后，再根據(jù)受力情況、結構布置和有關尺寸，驗算彎曲剛度。 1.傳動軸直徑的估算 傳動軸直徑按扭矩剛度用下列公式估算傳動軸直徑： 其中：N—該傳動軸的輸入功率 N=Ndη kw Nd—電機額定功率； η—從電機到該傳動軸之間傳動件的傳動效率的乘積（不計該軸軸承上的效率）。 nf—該傳動軸的計算轉速r/min。 計算轉速nf是傳動件能傳遞全部功率的最低轉速。各傳動件的計算轉速可以從轉速圖上，按主軸的計算轉速和相應的傳動關系而確定，而中型T611型鏜床主軸的計算轉速為： [ψ]—每米長度上允許的扭轉角（deg/m），可根據(jù)傳動軸的要求選取。 根據(jù)參考書中所給出的公式和本次設計所必須滿足的條件，在傳動過程中所有軸的直徑的估算如下： nj（主）=nminψz/3-1 =125 r/min Ⅴ主軸 nj=n6=125 r/min ； Ⅳ 軸 nj=n7=160 r/min ； Ⅲ 軸 nj=n11=400 r/min ； Ⅱ 軸 nj=n14=800 r/min ； Ⅰ 軸 nj=960 r/min ； 由 ： 則計算主軸Ⅴ和中間軸的直徑d如下： Ⅴ主軸 d5=64 mm ； Ⅳ 軸 d4=40 mm ； Ⅲ 軸 d3=40 mm ； Ⅱ 軸 d2=40 mm ； Ⅰ 軸 d1=30 mm ； 3. 傳動軸剛度的驗算： 1）.軸的彎曲變形的條件和允許值 機床主傳動的彎曲剛度驗算，主要驗算軸上裝齒輪和軸承處的橈度y和傾角θ。各類軸的橈度y和裝齒輪和軸承處傾角θ，應小于彎曲剛度的許用值[Y]和[θ]值，即： y≤[Y]； θ≤[θ] 由于書寫量比較大而篇幅不足的原因，所以在此就省了。 2）.軸的彎曲變形計算公式 計算軸本身變形產(chǎn)生的橈度y和傾角θ時，一般常將軸簡化為集中載荷下的簡支梁，按參考書中的表中的有關公式進行計算。 當軸的直徑相差不大且計算精度要求不高時，可把軸看作等徑軸，采用平均直徑來進行計算。計算花鍵軸的剛度時可采用直徑或當量直徑。 由于本次設計的說明書的篇幅和時間的關系就不在此詳細的列出了。但一般的計算公式為： 矩形花鍵軸：平均直徑 當量直徑 慣性距 本次設計機床中長采用矩形花鍵軸的： ` 花 鍵 軸 尺寸 （GB1144-74） 平均直徑 當量直徑 極慣性距 慣性距 28 27.84 58976 29488 37.5 37.78 200058 100029 61.5 61.76 1428706 714353 根據(jù)本次設計的情況，主軸的剛度要求必須進行校核，具體的剛度校核結果如下： a）.首先，把主軸上的軸承所能承受的載荷在《機械設計手冊3》中查出，見下： 深溝球軸承 其基本額定載荷為： 推力球軸承 其基本額定載荷為： 雙列圓錐滾子軸承 其基本額定載荷為： b）.計算軸上的載荷 圖2.5 軸的結構圖與彎矩扭矩圖 主軸上齒輪在高速轉動時所產(chǎn)生的載荷： 齒輪1： 齒輪2： c）.校核傾角和橈度 經(jīng)查表得： 安裝圓錐滾子軸承處 安裝深溝球軸承處 安裝推力球軸承處 計算主軸圓軸的平均直徑和慣性矩： 傾角： 對 對 在點C處的傾角 在點B處的傾角 在點A處的傾角 橈度： 對 對 根據(jù)表選用 由此可得在主軸上的剛度是完全合格的。 三.齒輪模數(shù)的估算和計算 按接觸疲勞和彎曲強度計算齒輪模數(shù)比較復雜，而且有些系數(shù)只有在齒輪個參數(shù)都已知道后方可確定，所以只在草圖畫完之后校核用。在畫草圖之前，先估算，再選用標準齒輪模數(shù)。 齒輪彎曲疲勞的計算： 齒面點蝕的估算： 其中nj為大齒輪的計算轉速，A為齒輪中心距。 由中心距A及齒數(shù)z1、z2求出模數(shù)： 根據(jù)估算所得mj的值，由標準的模數(shù)表查取相近的標準模數(shù)。 計算（驗算）： 結構確定后，齒輪的工作條件、空間安排、材料和精度等級等都已確定，才可能核驗齒輪的接觸疲勞和彎曲疲勞強度值是否滿足要求。 根據(jù)接觸疲勞計算齒輪模數(shù)公式為： 根據(jù)彎曲疲勞計算齒輪模數(shù)公式為： 式中：N---計算齒輪傳遞的額定功率； ---計算齒輪（小齒輪）的計算轉速r/min； ---齒寬系數(shù)=b/m，常取6～10； ---計算齒輪的齒數(shù)，一般取傳動中最小齒輪的齒數(shù)； i---大齒輪和小齒輪餓齒數(shù)比，“+”用于外嚙合，“-”用于內嚙合； ---壽命系數(shù)，； ---工作期限系數(shù)，； 齒輪等傳動件在接觸和彎曲腳變載荷下的疲勞曲線指數(shù)m和基準循環(huán)次數(shù)C0； n---齒輪的最低轉速r/min； T---預定的齒輪工作期限，中型機床推薦：T=15，000～20，000h； Kn---轉速變化系數(shù)； KN---功率利用系數(shù)； Kq---材料強化系數(shù)。幅值低的交變載荷可使金屬材料的晶粒邊界強化，起著阻止疲勞細縫擴展的作用； Ks（壽命系數(shù)）的及值Ksmax，Ksmin 當時，則取 K1---工作情況系數(shù)。中等沖擊的主運動：K1=1.2～1.6； K2---動載荷系數(shù)； K3---齒向載荷分布系數(shù)； Y---齒形系數(shù)； ---許用彎曲、接觸應力Mpa。 本次設計中的模數(shù)計算與選取如下： 1.Ⅰ軸傳到Ⅱ軸的模數(shù)： 齒輪接觸疲勞的計算： 齒輪彎曲疲勞的計算： 取A=72mm 計算（驗算） 核驗齒輪的接觸疲勞和彎曲疲勞強度值是否滿足要求。 根據(jù)接觸疲勞計算齒輪模數(shù)公式為： 經(jīng)查表取： 取N=5.5KW，，代入公式得： 根據(jù)彎曲疲勞計算齒輪模數(shù)公式為： 查表取 代入公式得： 經(jīng)校核和查表取m=2.5mm。 2.Ⅱ軸傳到Ⅲ軸的模數(shù)： 齒輪接觸疲勞的計算： 經(jīng)校核取m=2.5mm。 齒輪彎曲疲勞的計算： 取A=90mm 經(jīng)校核和查表?。喝j=2.5mm 3.Ⅲ軸傳到Ⅳ軸的模數(shù)： 齒輪接觸疲勞的計算： 齒輪彎曲疲勞的計算： 取A=122mm 經(jīng)校核和查表?。喝j=3.5mm 4.Ⅳ軸傳到Ⅴ軸的模數(shù)： 齒輪接觸疲勞的計算： 齒輪彎曲疲勞的計算： 取A=192mm 經(jīng)校核和查表?。喝=3.5mm 以上所有的模數(shù)的選取都是根據(jù)參考書《機械原理》所提供的模數(shù)表中選取的標準值。 四.電磁離合器的選擇 摩擦電磁離合器目前在數(shù)控機床中應用十分廣泛，因為它可以在運轉中自動的接通或脫開，且具有結合平穩(wěn)，沒有沖擊、構造緊湊的特點，部分零件已經(jīng)標準化，多用于機床主傳動。選用時應作必要的計算。 根據(jù)初步的計算可從《離合器的選擇與運用》一書中選取，所有的作圖和計算尺寸都見書中的表。 1.按扭距選擇 一般應使用和設計的離合器的額定靜扭距Mj和額定扭距Md滿足工作要求，由于普通T611型鏜床是在空載下啟動和反向的，故只需按離合器結合后的靜負載扭距來選。即： 對于需要在負載下啟動和變速，或啟動時間有特殊要求時，應按動扭距設計離合器。 2.步驟： 1）.決定外摩擦片的內徑d。 根據(jù)結構需要，如為軸裝式時，摩擦片的內徑d應比安裝軸的軸徑大2～6mm。 2）.選擇摩擦片尺寸： 可以在參考書中選擇，具體的型號見圖紙。 3）.計算摩擦面對數(shù)z 式中：f-摩擦片間的摩擦系數(shù)（有表可選）； -許用壓強MPa（有表可選）； D-摩擦片內片外徑mm（有表可選）； d-摩擦片外片內徑mm（有表可選）； Ku-速度修正系數(shù)（有表可選）； Kz-結合面數(shù)修正系數(shù)（有表可選）； Km-結合次數(shù)修正系數(shù)（有表可選）。 代入數(shù)值得：取Z=9。 設計小結 在本設計的開題論證、課題研究、論文撰寫和論文審校整個過程中，我學到許多新知識，但是也發(fā)現(xiàn)了不少存在的問題。在這次的畢業(yè)設計中，能否看懂圖紙是關鍵，要了解圖紙上所標注的是何含義，有何作用。 在這次畢業(yè)設計過程中，也犯了不少原本可以避免的錯誤，但在老師的精心指導下，逐漸糾正了這些錯誤，也說明了繪圖時規(guī)范性。編制工序對我來說，還處于理論方面的知識，在實踐中還是有所欠缺的。當拿到任務后，卻不知該從何下手了。使我感到十分困惑。但是在學校技工培訓實習期間已對各個方面都有了一定的認識。 這次畢業(yè)設計是我們在學校的最后一次課。它將我們平時所學相互結合起來，為我們將來進入工作做準備。它讓我們了解了更多的新知識。 感謝老師、系領導和學校的關心和指導，在設計過程中，結合工作體會和經(jīng)歷，為我完成設計給予了極大的幫助，為我們上了最后一次重要的課程。 參考文獻 [1] 徐旭東、周菊琪.現(xiàn)代組合機床技術及其發(fā)展.中國機械工程.1995年第6卷第3期：31—34 [2] 佟璞瑋. 組合機床行業(yè)概況及今后發(fā)展對策. 組合機床與自動化加工技術. 1996年第8期：2—8 [3] 許曉腸主編.專用機床設備設計.重慶：重慶大學出版社，2003 [4] 金振華主編.組合機床及其調整與應用.北京：機械工業(yè)出版社，1990 [5] 李慶余、張佳主編.機械裝備設計.北京：機械工業(yè)出版社，2003 [6] 顧維邦主編.金屬切削機床概論.北京：機械工業(yè)出版社，2002 [7] 戴曙主編.金屬切削機床設計.北京：機械工業(yè)出版社，1993 [8] 華東紡織工學院、哈爾濱工業(yè)大學、天津大學主編.機床設計圖冊.上海：上?？茖W技術出版社，1984 [9] 徐景輝等編.機床裝配.成都：四川人民出版社，1982 [10] 儲凱、許斌等主編.機械工程材料.重慶：重慶大學出版社，2002 [11] 邱宣懷主編.機械設計.北京：高等教育出版社，2003 [12] 吳宗澤主編.機械設計實用手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2000 [13] 龔桂主編.機械設計課程設計指導書.北京：高等教育出版社，1990 [14] 齊占慶、王振臣主編.電氣控制技術.北京：機械工業(yè)出版社，2002 [15] 常斗南主編.可編程序控制器原理·應用·實驗.北京：機械工業(yè)出版社，2004 [16] 殷洪義主編.可編程序控制器選擇設計與維護.北京：機械工業(yè)出版社，2004 [17] 張利平主編.液壓站設計與應用.北京：海軍出版社，2004 [18] 章宏甲、黃誼主編.液壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社，2003 [19] 左健民主編.液壓與氣壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社，200