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C6140主軸箱的設(shè)計(jì) 前 言 普通車(chē)床是車(chē)床中應(yīng)用最廣泛的一種，約占車(chē)床類(lèi)總數(shù)的 65%，因其主軸以水平方式放置故稱(chēng)為臥式車(chē)床。 CA6140型普通車(chē)床的主要組成部件有：主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、 刀架、尾架、光杠、絲杠和床身。 （1）主軸箱。它固定在機(jī)床身的左端，裝在主軸箱中的主軸（主軸為中空，不僅可以用于更長(zhǎng)的棒料的加工及機(jī)床線路的鋪設(shè)還可以增加主軸的剛性），通過(guò)夾盤(pán)等夾具裝夾工件。主軸箱的功用是支撐并傳動(dòng)主軸，使主軸帶動(dòng)工件按照規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。 （2）床鞍和刀架部件。它位于床身的中部，并可沿床身上的刀架軌道做縱向移動(dòng)。刀架部件位于床鞍上，其功能是裝夾車(chē)刀，并使車(chē)刀做縱向、橫向或斜向運(yùn)動(dòng)。 （3）尾座。它位于床身的尾座軌道上，并可沿導(dǎo)軌縱向調(diào)整位置。尾座的功能是用后頂尖支撐工件。在尾座上還可以安裝鉆頭等加工刀具，以進(jìn)行孔加工。 （4）進(jìn)給箱。它固定在床身的左前側(cè)、主軸箱的底部。其功能是改變被加工螺紋的螺距或機(jī)動(dòng)進(jìn)給的進(jìn)給量。 （5）溜板箱。它固定在刀架部件的底部，可帶動(dòng)刀架一起做縱向、橫向進(jìn)給、快速移動(dòng)或螺紋加工。在溜板箱上裝有各種操作手柄及按鈕，工作時(shí)工人可以方便地操作機(jī)床。 （6）床身。床身固定在左床腿和右床腿上。床身是機(jī)床的基本支撐件。在床身上安裝著機(jī)床的各個(gè)主要部件，工作時(shí)床身使它們保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置。 目錄 前 言 1 摘 要 4 1.概述 6 1. 車(chē)床的規(guī)格系列和用處 6 2.參數(shù)的擬定 7 2.1 確定極限轉(zhuǎn)速 7 2.2 主電機(jī)選擇 7 3.傳動(dòng)設(shè)計(jì) 8 3.1 主傳動(dòng)方案擬定 8 3.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 8 3.2.1 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目 8 3.2.2 傳動(dòng)式的擬定 8 3.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定 9 3.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定 10 4. 傳動(dòng)件的估算 12 4.1 V帶傳動(dòng)的計(jì)算 12 4.2 傳動(dòng)軸的估算 14 4.2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速 14 4.2.2 傳動(dòng)軸直徑的估算 15 4.3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算 16 4.3.1 齒輪齒數(shù)的確定 16 4.3.2 齒輪模數(shù)的計(jì)算 17 4.3.4齒寬確定 20 4.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 4.5 軸承的選擇 20 4.6 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算 21 5. 動(dòng)力設(shè)計(jì) 23 5.1 軸驗(yàn)算 23 5.2 主軸驗(yàn)算 25 5.2 齒輪校驗(yàn) 28 6.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 6.1 I軸（輸入軸）的設(shè)計(jì) 29 6.2 齒輪塊設(shè)計(jì) 30 6.3其他問(wèn)題 31 6.4 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 31 6.5 主軸組件設(shè)計(jì) 32 6.5.1 各部分尺寸的選擇 33 6.5.2 主軸軸承 33 6.5.3 主軸與齒輪的連接 35 6.5.4 潤(rùn)滑與密封 35 6.5.5 其他問(wèn)題 35 總 結(jié) 37 參考文獻(xiàn) 38 外文資料 39 外文翻譯 45 致 謝 47 摘 要 普通中型車(chē)床主軸箱設(shè)計(jì)，主要包括三方面的設(shè)計(jì)，即：根據(jù)設(shè)計(jì)題目所給定的機(jī)床用途、規(guī)格、主軸極限轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速數(shù)列公比或級(jí)數(shù)，確定其他有關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，選定主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速值；通過(guò)分析比較，選擇傳動(dòng)方案；擬定結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)，擬定轉(zhuǎn)速圖；確定齒輪齒數(shù)及帶輪直徑；繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。其次，根據(jù)機(jī)床類(lèi)型和電動(dòng)機(jī)功率，確定主軸及各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速，初定傳動(dòng)軸直徑、齒輪模數(shù)，確定傳動(dòng)帶型號(hào)及根數(shù)，摩擦片尺寸及數(shù)目；裝配草圖完成后要驗(yàn)算傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、主軸、齒輪、滾動(dòng)軸承）的剛度、強(qiáng)度或壽命。最后，完成運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和動(dòng)力設(shè)計(jì)后，要將主傳動(dòng)方案“結(jié)構(gòu)化”，設(shè)計(jì)主軸變速箱裝配圖及零件圖，側(cè)重進(jìn)行傳動(dòng)軸組件、主軸組件、變速機(jī)構(gòu)、箱體、潤(rùn)滑與密封、傳動(dòng)軸及滑移齒輪零件的設(shè)計(jì)。 【關(guān)鍵詞】車(chē)床、主軸箱、變速系統(tǒng)、主軸組件。 Abstract Ordinary medium-sized lathe headstock design, including the three aspects of the design, namely: According to a design by the use of a given machine, specifications, spindle speed limit, speed series of common ratio or series, to determine other relevant motion parameters, the selected axis of the grade speed value; through analysis and comparison, select the drive scheme; proposed structure or structure network, development of speed diagram; determine gear and pulley diameter; drawing transmission system map. Secondly, according to machine type and motor power, and the transmission parts to determine the calculation of the spindle speed, an initial diameter of shaft, gear module to determine the belt type and root number, size and number of friction plate; Assembly Draft Checking transmission parts after completion of (shaft, spindle, gear, bearing) stiffness, strength or life. Finally, the complete design and dynamic design exercise, the main transmission scheme to the "structural", the design of spindle gearbox assembly drawing and part drawings, focusing on the drive shaft assembly, spindle assembly, transmission organizations, box, lubrication and sealing , drive shaft and the sliding gear with the design. Key words ：lathe, the spindle box, transmission, shaft components. 1.概述 1. 車(chē)床的規(guī)格系列和用處 普通機(jī)床的規(guī)格和類(lèi)型有系列型譜作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對(duì)這些基本知識(shí)和資料作些簡(jiǎn)要介紹。本次設(shè)計(jì)的是普通型車(chē)床CA6140主軸變速箱。主要用于加工回轉(zhuǎn)體。 車(chē)床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)（GB1582-79，JB/Z143-79） 工件最大回轉(zhuǎn)直徑 D(mm) 正轉(zhuǎn)最高轉(zhuǎn)速 ( ) 電機(jī)功率 N（kw） 公比 轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z 反轉(zhuǎn) 400 1450 7.5 1.41 12 級(jí)數(shù)Z反=Z正/2；n反max≈1.07n正max 2.參數(shù)的擬定 2.1 確定極限轉(zhuǎn)速 ， 又∵=1.41∴ 得=43.79. 取 =45； ，去標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速列. 所以正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速數(shù)列是 n1 =31.5r/min n2 =45r/min n3 =63r/min n4 =90r/min n5 =125r/min n6 =180r/min n7 =250r/min n8 =355r/min n9 =500r/min n10 =710r/min n11 =1000r/min n12 =1400r/min。 反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速最大為,則反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速數(shù)列是 n1 =47.5r/min n2 =95r/min n3 =190r/min n4 =375r/min n5 =750r/min n6 =1500r/min。 2.2 主電機(jī)選擇 合理的確定電機(jī)功率N，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿(mǎn)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。 已知電動(dòng)機(jī)的功率是7.5KW，根據(jù)《車(chē)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》附錄表2選Y132M-4，額定功率7.5，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速1440 ，最大轉(zhuǎn)距/額定轉(zhuǎn)矩2.2倍。 3.傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3.1 主傳動(dòng)方案擬定 擬定傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)型式的選擇以及開(kāi)停、幻想、制動(dòng)、操縱等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確定。傳動(dòng)型式則指?jìng)鲃?dòng)和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同特點(diǎn)的傳動(dòng)型式、變速類(lèi)型。 傳動(dòng)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，確定傳動(dòng)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。 傳動(dòng)方案有多種，傳動(dòng)型式更是眾多，比如：傳動(dòng)型式上有集中傳動(dòng)，分離傳動(dòng)；擴(kuò)大變速范圍可用增加傳動(dòng)組數(shù)，也可用背輪結(jié)構(gòu)、分支傳動(dòng)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。 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，我們采用集中傳動(dòng)型式的主軸變速箱。 3.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對(duì)于分析和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式的傳動(dòng)不失為有用的方法，但對(duì)于分析復(fù)雜的傳動(dòng)并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效。 3.2.1 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目 級(jí)數(shù)為Z的傳動(dòng)系統(tǒng)由若干個(gè)順序的傳動(dòng)組組成，各傳動(dòng)組分別有、、……個(gè)傳動(dòng)副。即 傳動(dòng)副中由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為合適， 可以有三種方案： 12=3×2×2；12=2×3×2；12=2×2×3； 3.2.2 傳動(dòng)式的擬定 12級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組，選擇傳動(dòng)組安排方式時(shí)，考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。 在Ⅰ軸如果安置換向摩擦離合器時(shí)，為減少軸向尺寸，第一傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù)不能多，以2為宜。 主軸對(duì)加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好。最后一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副常選用2。 綜上所述，傳動(dòng)式為12=2×3×2。 3.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定 對(duì)于12=2×3×2傳動(dòng)式，有6種結(jié)構(gòu)式。分別為： ， ， ， ， ， ， 根據(jù)傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致的原則，選的方案。 最后擴(kuò)大組變速范圍符合要求，其他變速組變速范圍也肯定符合要求。 3.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定 圖3-1 正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖 圖3-2 反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖 圖3-3主傳動(dòng)系圖 4. 傳動(dòng)件的估算 4.1 V帶傳動(dòng)的計(jì)算 V帶傳動(dòng)中，軸間距A可以加大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會(huì)有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。帶輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。 (1) 選擇V帶的型號(hào) 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式8.18 式中P---電動(dòng)機(jī)額定功率，--工作情況系數(shù)(此處取為1.1)。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖8.6，因此選擇A型帶，尺寸參數(shù)為頂寬，節(jié)寬，高度，槽角。 (2)確定帶輪的計(jì)算直徑， 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(guò)小，即。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑=125。 由公式 式中：-小帶輪轉(zhuǎn)速，-大帶輪轉(zhuǎn)速，-帶的滑動(dòng)系數(shù)，一般取0.02。 所以 ， 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》V帶帶輪基準(zhǔn)直徑的標(biāo)準(zhǔn)系列，取圓整為250mm。 實(shí)際傳動(dòng)比 傳動(dòng)比誤差相對(duì)值 一般允許誤差5%，所選大帶輪直徑可選。 (3)確定三角帶速度 按公式 在5～25m/s之間，滿(mǎn)足帶速要求。 初定中心距 (4)初定中心距 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)機(jī)械設(shè)計(jì)公式即，取=700mm. (5)三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度 (6)驗(yàn)算三角帶的撓曲次數(shù) ，符合要求。 (7)確定實(shí)際中心距 (8)驗(yàn)算小帶輪包角 ，主動(dòng)輪上包角合適。 (9)確定三角帶根數(shù) 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式8-22得 傳動(dòng)比 查表8.11，8.9得= 0.17KW,= 1.93KW 查表8.8，=0.973；查表8.3，=1.03 所以取Z=4根 (10)驗(yàn)算V帶的撓曲次數(shù) ，符合要求。 (11)計(jì)算帶的張緊力和軸上載荷 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8.5，q=0.1kg/m 單根帶的張緊力 帶輪軸的壓軸力 4.2 傳動(dòng)軸的估算 傳動(dòng)軸除應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿(mǎn)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(dòng)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(guò)大的變形。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。 4.2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速 (1) 確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速：主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 (2) 各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： 軸Ⅲ可從主軸90r/min找上去，軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 125r/min；軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為500r/min；軸Ⅰ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為710r/min。 4.2.2 傳動(dòng)軸直徑的估算 根據(jù)傳動(dòng)軸傳動(dòng)的功率大小，用扭轉(zhuǎn)剛度公式進(jìn)行初步的計(jì)算。 式中 d——受扭部分的最小直徑（mm），計(jì)算值應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列； K——鍵槽系數(shù)，按表選??； A——根據(jù)許用扭轉(zhuǎn)角確定的系數(shù)，按表2.1選??； d——傳動(dòng)軸受扭部分的直徑（mm）； P——電動(dòng)機(jī)額定功率 （kW）； η——從電動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的軸的機(jī)械效率，見(jiàn)表2 ——被估算的傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（）。 表2.1 估算軸徑時(shí)A和K值 [] 0.25 0.5 1 1.5 2 A 130 110 83 77 K 無(wú)鍵 單鍵 雙鍵 花鍵 1 1.04~1.05 1.07~1.1 1.05~1.09 表2.2各傳動(dòng)機(jī)械效率的概略值 類(lèi)別 傳動(dòng)件 平均機(jī)械效率 齒輪傳動(dòng) 直齒圓柱齒輪，磨齒 0.99 帶傳動(dòng) V帶 0.96 滾動(dòng)軸承 滾子軸承 0.99 電動(dòng)機(jī)的額定功率。 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速： （1）Ⅰ軸軸徑的估算 由于Ⅰ軸為花鍵軸，所以取 且 根據(jù)機(jī)械零件手冊(cè)取 （2）Ⅱ軸軸徑的估算 由于Ⅱ軸為花鍵軸，所以取 且 根據(jù)機(jī)械零件手冊(cè)取 （3）Ⅲ軸軸徑的估算 由于Ⅲ軸為花鍵軸，所以取 且 根據(jù)機(jī)械零件手冊(cè)取取 （4）主軸軸徑的估算 由于主軸為空心軸，根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表3-1確定主軸前軸頸直徑，后軸頸直徑,取 主軸內(nèi)孔直徑，取 4.3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算 4.3.1 齒輪齒數(shù)的確定 當(dāng)各變速組的傳動(dòng)比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。對(duì)于定比傳動(dòng)的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦的方法確定。對(duì)于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí)，變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和及小齒輪的齒數(shù)可以從表3-9（機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)）中選取。一般在主傳動(dòng)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。 第一組齒輪： 傳動(dòng)比：, 查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表3-9，齒數(shù)和取84 =42，=42，=35，=49； 第二組齒輪： 傳動(dòng)比：,， 齒數(shù)和取90： =45，=45，=30，=60，=18，=72； 第三組齒輪： 傳動(dòng)比：, 齒數(shù)和取110： =73，=37，=22，=88， 反轉(zhuǎn)齒輪： 傳動(dòng)比：， ， 4.3.2 齒輪模數(shù)的計(jì)算 （1）初步計(jì)算齒輪模數(shù)時(shí)，按簡(jiǎn)化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行。一般同一變速組中的齒輪取同一模數(shù)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪進(jìn)行計(jì)算。從等強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，可減小其它齒輪的寬度，使齒輪基本上處于在相近的接觸應(yīng)力或彎曲應(yīng)力狀態(tài)下工作。這樣一來(lái)，還可以縮短該傳動(dòng)組的軸向尺寸。 　　　　 式中 ——按接觸疲勞強(qiáng)度估算的齒輪模數(shù)（mm），應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值； P——電動(dòng)機(jī)額定功率（kW）； 　　　 ——被估算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； 　　　 u——大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比； 　　　 Z——小齒輪齒數(shù)； 　　　 φm——齒寬系數(shù)， φm=B/m=6～10，B為齒寬，m為模數(shù)； 　　　 [σj]——許用接觸應(yīng)力（）。 齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速：軸Ⅲ-Ⅳ，軸Ⅱ-Ⅲ，軸Ⅰ-Ⅱ 根據(jù)指導(dǎo)書(shū)表2.3選擇齒輪材料為45鋼（淬火處理），其接觸應(yīng)力σj，取 1）第一組齒輪： ；；； 取標(biāo)準(zhǔn)值 2）第二對(duì)齒輪： ； ；； 取標(biāo)準(zhǔn)值 3）第三對(duì)齒輪： ；；； 取標(biāo)準(zhǔn)值 (2) 標(biāo)準(zhǔn)齒輪： 從機(jī)械原理 表5-3查得以下公式： 齒頂圓 齒根圓 分度圓 齒頂高 齒根高 齒輪的具體值見(jiàn)表 齒輪尺寸表 齒輪 齒數(shù)z 模數(shù)m 分度圓d 齒頂圓 齒根圓 齒頂高 齒根高 1 42 3 126 132 118.5 3 3.75 2 42 3 126 132 118.5 3 3.75 3 35 3 105 111 97.5 3 3.75 4 49 3 147 153 139.5 3 3.75 5 18 3 54 60 46.5 3 3.75 6 72 3 216 222 208.5 3 3.75 7 45 3 135 141 127.5 3 3.75 8 45 3 135 141 127.5 3 3.75 9 30 3 90 96 82.5 3 3.75 10 60 3 180 186 172.5 3 3.75 11 73 3 219 225 211.5 3 3.75 12 37 3 111 117 103.5 3 3.75 13 22 3 66 72 58.5 3 3.75 14 88 3 264 270 256.5 3 3.75 15 42 3 126 132 118.5 3 3.75 16 25 3 75 81 67.5 3 3.75 4.3.4齒寬確定 由公式(6～10,m為模數(shù))得： 第一套嚙合齒輪 第二套嚙合齒輪 第三套嚙合齒輪 反轉(zhuǎn)嚙合齒輪 一對(duì)嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的載荷，設(shè)計(jì)上，應(yīng)主動(dòng)輪比小齒輪齒寬大 所以，，， 4.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-5確定參數(shù)得： 帶輪寬度： 大帶輪外徑： 小帶輪外徑： 4.5 軸承的選擇 Ⅰ軸： 深溝球軸承 Ⅱ軸： 圓錐滾子軸承 Ⅲ軸： 圓錐滾子軸承 深溝球軸承 Ⅳ軸： 雙向推力球軸承 雙列圓柱滾子軸承 4.6 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算 片式摩擦離合器目前在機(jī)床中應(yīng)用廣泛，因?yàn)樗梢栽谶\(yùn)轉(zhuǎn)中接通或脫開(kāi)，具有結(jié)合平穩(wěn)、沒(méi)有沖擊、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，部分零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，多用于機(jī)床主傳動(dòng)。 (1) 確定摩擦片的徑向尺寸： 摩擦片的外徑尺寸受到外形輪廓的限制，內(nèi)徑又由安裝它的軸徑d來(lái)決定，而內(nèi)外徑的尺寸決定著內(nèi)外摩擦片的環(huán)形接觸面積的大小，直接影響離合器的結(jié)構(gòu)與性能。表示這一特性系數(shù)是外片內(nèi)徑D1與內(nèi)片外徑D2之比，即 一般外摩擦片的內(nèi)徑可?。篋1=1.5d=1.536=42mm; 機(jī)床上采用的摩擦片值可在0.57～0.77范圍內(nèi)，此處取=0.67，則內(nèi)摩擦片外徑 ，取 (2) 按扭矩確定摩擦離合面的數(shù)目Z： Z≥ 其中T為離合器的扭矩； K——安全系數(shù)，此處取為1.3； [P]——摩擦片許用比壓，取為1.2MPa； f——摩擦系數(shù)，查得f=0.06； S——內(nèi)外片環(huán)行接觸面積， S（D22 — D12）=1730.93mm2; ——誘導(dǎo)摩擦半徑，假設(shè)摩擦表面壓力均勻分布，則=37.53mm； KV——速度修正系數(shù)，根據(jù)平均圓周速度查表取為1.08； ——結(jié)合次數(shù)修正系數(shù)，查表為1.5； ——摩擦結(jié)合面數(shù)修正系數(shù)， 查表取為1； 將以上數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算得Z=11.8≥11.1，圓整為整偶數(shù)12，離合器內(nèi)外摩擦片總數(shù)i=Z+1=13。 (3) 計(jì)算摩擦離合器的軸向壓力Q： (4) 摩擦片厚度b = 1，1.5，1.75，2毫米，一般隨摩擦面中徑增大而加大。內(nèi)外片分離時(shí)的最小間隙為（0.2～0.4）mm。 (5) 反轉(zhuǎn)時(shí)摩擦片數(shù)的確定： 普通車(chē)床主軸反轉(zhuǎn)時(shí)一般不切削，故反向離合器所傳遞的扭矩可按空載功率損耗確定。普通車(chē)床主軸高速空轉(zhuǎn)功率Pk一般為額定功率P的20～40%，取Pk = 0.4P，計(jì)算反轉(zhuǎn)靜扭矩為Pk = 2.2KW，代入公式計(jì)算出Z=6.98≥4.5，圓整為整偶數(shù)8，離合器內(nèi)外摩擦片總數(shù)為9。 根據(jù)JB/T9190-1999選用機(jī)械式多片雙聯(lián)離合器，因?yàn)榘惭b在箱內(nèi)，所以采取濕式。查表可得離合器參數(shù)H=2.5，模數(shù)m=2.5。查《離合器手冊(cè)》表1.2.6選用編號(hào)為2的離合器。 5. 動(dòng)力設(shè)計(jì) 5.1 軸驗(yàn)算 按彎扭合成校核 經(jīng)分析選危險(xiǎn)軸Ⅰ軸進(jìn)行校驗(yàn) （1）畫(huà)受力簡(jiǎn)圖 畫(huà)軸空間受力簡(jiǎn)圖，將軸上作用力分解為垂直面受力圖和水平面受力圖分別求出垂直面上的支反力和水平面內(nèi)的支反力。對(duì)于零件作用于軸上的分布載荷或轉(zhuǎn)矩當(dāng)作集中力作用于軸上零件的寬度中心。 （2）軸上受力分析 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： 齒輪的圓周力： 齒輪的徑向力：由機(jī)械設(shè)計(jì)取， (3)計(jì)算作用于軸上的支反力 水平面內(nèi)的支反力: , 垂直面內(nèi)的支反力 , (4)計(jì)算軸的彎、轉(zhuǎn)矩,并畫(huà)彎、轉(zhuǎn)矩圖 分別作出垂直面和水平面上的彎矩圖， 并按進(jìn)行彎矩合成.畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖。 （5）校驗(yàn)軸的強(qiáng)度 一般而言，軸的強(qiáng)度是否滿(mǎn)足只需對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行校驗(yàn)即可， 而軸的當(dāng)量彎矩較大且軸的直徑最小處。 截面處的當(dāng)量彎矩為 轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算，取，則 =128367 強(qiáng)度校合：考慮鍵槽的影響，查機(jī)械設(shè)計(jì)附表12.8計(jì)算， 選擇軸材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查機(jī)械設(shè)計(jì)表12.3 顯然，校驗(yàn)合格，故軸安全。 軸上受力分析及彎矩、轉(zhuǎn)矩圖 5.2 主軸驗(yàn)算 5.2.1 選定前端懸伸量a，參考《機(jī)械裝備設(shè)計(jì)》P121，根據(jù)主軸端部的結(jié)構(gòu)，前支承軸承配置和密封裝置的型式和尺寸，這里選定a=120mm. 5.2.2 主軸支承跨距L的確定 一般最佳跨距考慮到結(jié)構(gòu)以及支承剛度因磨損會(huì)不斷降低，應(yīng)取跨距L比最佳支承跨距大一些，再考慮到結(jié)構(gòu)需要，這里取L=540mm。 5.2.3 計(jì)算C點(diǎn)撓度 1）周向切削力的計(jì)算 其中 故，，， 軸上受力分析 ， 2）驅(qū)動(dòng)力Q的計(jì)算 參考《車(chē)床主軸箱指導(dǎo)書(shū)》， 其中 所以 3）軸承剛度的計(jì)算 這里選用雙列圓柱滾子軸承 根據(jù)求得： 4）確定彈性模量，慣性距I；；和長(zhǎng)度。 ①軸的材產(chǎn)選用45鋼，查《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P6，有 ②主軸的慣性距I為： 主軸a段的慣性距可近似地算： ③切削力P的作用點(diǎn)到主軸前支承支承的距離S=C+W，對(duì)于普通車(chē)床，W=0.4H，（H是車(chē)床中心高，設(shè)H=200mm)。 則： ④根據(jù)齒輪、軸承寬度以及結(jié)構(gòu)需要，取b=60mm ⑤計(jì)算切削力P作用在S點(diǎn)引起主軸前端C點(diǎn)的撓度 代入數(shù)據(jù)并計(jì)算得=0.1299mm。 ⑥計(jì)算驅(qū)動(dòng)力Q作用在兩支承之間時(shí)，主軸前端C點(diǎn)的撓度 計(jì)算得：=-0.0026mm ⑦求主軸前端C點(diǎn)的終合撓度 水平坐標(biāo)Y軸上的分量代數(shù)和為 ，計(jì)算得：=0.0297mm.。綜合撓度。綜合撓度方向角，又。因?yàn)?，所以此軸滿(mǎn)足要求。 5.2 齒輪校驗(yàn) 在驗(yàn)算算速箱中的齒輪應(yīng)力時(shí)，選相同模數(shù)中承受載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪進(jìn)接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算。這里要驗(yàn)算的是齒輪2，齒輪7，齒輪12這三個(gè)齒輪。 齒輪12的齒數(shù)為18，模數(shù)為4，齒輪的應(yīng)力： 1）接觸應(yīng)力： u----大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比； ---齒向載荷分布系數(shù)；----動(dòng)載荷系數(shù)；----工況系數(shù)；----壽命系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4及圖10-8及表10-2分布得 假定齒輪工作壽命是48000h，故應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18得，所以： 2） 彎曲應(yīng)力： 查《金屬切削手冊(cè)》有Y=0.378，代入公式求得：=158.5Mpa 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21e,齒輪的材產(chǎn)選45鋼（整淬處理），大齒輪、小齒輪的硬度為60HRC，故有，從圖10-21e讀出。因?yàn)椋? ，故滿(mǎn)足要求，另外兩齒輪計(jì)算方法如上，均符合要求。 6.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1 I軸（輸入軸）的設(shè)計(jì) 將運(yùn)動(dòng)帶入變速箱的帶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)軸的剛度或使軸部受帶的拉力（采用卸荷裝置）。I軸上裝有摩擦離合器，由于組成離合器的零件很多，裝配很不方便，一般都是在箱外組裝好I軸在整體裝入箱內(nèi)。我們采用的卸荷裝置一般是把軸承裝載法蘭盤(pán)上，通過(guò)法蘭盤(pán)將帶輪的拉力傳遞到箱壁上。 車(chē)床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時(shí)退刀。車(chē)螺紋時(shí)，換向頻率較高。實(shí)現(xiàn)政反轉(zhuǎn)的變換方案很多，我們采用正反向離合器。正反向的轉(zhuǎn)換在不停車(chē)的狀態(tài)下進(jìn)行，常采用片式摩擦離合器。由于裝在箱內(nèi)，一般采用濕式。 在確定軸向尺寸時(shí)，摩擦片不壓緊時(shí)，應(yīng)留有0.2～0.4的間隙，間隙應(yīng)能調(diào)整。 離合器及其壓緊裝置中有三點(diǎn)值得注意： 1） 摩擦片的軸向定位：由兩個(gè)帶花鍵孔的圓盤(pán)實(shí)現(xiàn)。其中一個(gè)圓盤(pán)裝 在花鍵上，另一個(gè)裝在花鍵軸上的一個(gè)環(huán)形溝槽里，并轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)花鍵齒，和軸上的花鍵對(duì)正，然后用螺釘把錯(cuò)開(kāi)的兩個(gè)圓盤(pán)連接在一起。這樣就限制了軸向和周向德兩個(gè)自由度，起了定位作用。 2） 摩擦片的壓緊由加力環(huán)的軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)，在軸系上形成了彈性力的封閉 系統(tǒng)，不增加軸承軸向復(fù)合。 3） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使加力環(huán)推動(dòng)擺桿和鋼球的運(yùn)動(dòng)是不可逆的，即操縱力撤 消后，有自鎖作用。 I軸上裝有摩擦離合器，兩端的齒輪是空套在軸上，當(dāng)離合器接通時(shí)才和軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。但脫開(kāi)的另一端齒輪，與軸回轉(zhuǎn)方向是相反的，二者的相對(duì)轉(zhuǎn)速很高（約為兩倍左右）。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這點(diǎn)。 齒輪與軸之間的軸承可以用滾動(dòng)軸承也可以用滑動(dòng)軸承。滑動(dòng)軸承在一些性能和維修上不如滾動(dòng)軸承，但它的徑向尺寸小。 空套齒輪需要有軸向定位，軸承需要潤(rùn)滑。 6.2 齒輪塊設(shè)計(jì) 齒輪是變速箱中的重要元件。齒輪同時(shí)嚙合的齒數(shù)是周期性變化的。也就是說(shuō)，作用在一個(gè)齒輪上的載荷是變化的。同時(shí)由于齒輪制造及安裝誤差等，不可避免要產(chǎn)生動(dòng)載荷而引起振動(dòng)和噪音，常成為變速箱的主要噪聲源，并影響主軸回轉(zhuǎn)均勻性。在齒輪塊設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮這些問(wèn)題。 齒輪塊的結(jié)構(gòu)形式很多，取決于下列有關(guān)因素： 1） 是固定齒輪還是滑移齒輪； 2） 移動(dòng)滑移齒輪的方法； 3） 齒輪精度和加工方法； 變速箱中齒輪用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。它的精度選擇主要取決于圓周速度。采用同一精度時(shí)，圓周速度越高，振動(dòng)和噪聲越大，根據(jù)實(shí)際結(jié)果得知，圓周速度會(huì)增加一倍，噪聲約增大6dB。 工作平穩(wěn)性和接觸誤差對(duì)振動(dòng)和噪聲的影響比運(yùn)動(dòng)誤差要大，所以這兩項(xiàng)精度應(yīng)選高一級(jí)。 為了控制噪聲，機(jī)床上主傳動(dòng)齒輪都要選用較高的精度。大都是用7—6—6，圓周速度很低的，才選8—7—7。如果噪聲要求很?chē)?yán)，或一些關(guān)鍵齒輪，就應(yīng)選6—5—5。當(dāng)精度從7—6—6提高到6—5—5時(shí)，制造費(fèi)用將顯著提高。 不同精度等級(jí)的齒輪，要采用不同的加工方法，對(duì)結(jié)構(gòu)要求也有所不同。 8級(jí)精度齒輪，一般滾齒或插齒就可以達(dá)到。 7級(jí)精度齒輪，用較高精度滾齒機(jī)或插齒機(jī)可以達(dá)到。但淬火后，由于變形，精度將下降。因此，需要淬火的7級(jí)齒輪一般滾（插）后要剃齒，使精度高于7，或者淬火后在衍齒。 6級(jí)精度的齒輪，用精密滾齒機(jī)可以達(dá)到。淬火齒輪，必須磨齒才能達(dá)到6級(jí)。 機(jī)床主軸變速箱中齒輪齒部一般都需要淬火。 6.3其他問(wèn)題 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(huà)法也不一樣，應(yīng)予注意。 選擇齒輪塊的結(jié)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。 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。 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，一般在裝配時(shí)最后調(diào)整確定。 6.4 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 機(jī)床傳動(dòng)軸，廣泛采用滾動(dòng)軸承作支撐。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。 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；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(huì)引起上述問(wèn)題。 傳動(dòng)軸可以是光軸也可以是花鍵軸。成批生產(chǎn)中，有專(zhuān)門(mén)加工花鍵的銑床和磨床，工藝上并無(wú)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。 花鍵軸承載能力高，加工和裝配也比帶單鍵的光軸方便。 軸的部分長(zhǎng)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(guò)濾部分。一般尺寸花鍵的滾刀直徑為65～85。 機(jī)床傳動(dòng)軸常采用的滾動(dòng)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(duì)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(kāi)，裝配方便，間隙容易調(diào)整。所以有時(shí)在沒(méi)有軸向力時(shí)，也常采用這種軸承。選擇軸承的型號(hào)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。 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(duì)于支撐跨距長(zhǎng)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(duì)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。 既要滿(mǎn)足承載能力的要求，又要符合孔加工工藝，可以用輕、中或重系列軸承來(lái)達(dá)到支撐孔直徑的安排要求。 兩孔間的最小壁厚，不得小于5～10，以免加工時(shí)孔變形。 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。 一般傳動(dòng)軸上軸承選用級(jí)精度。 傳動(dòng)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(dòng)件的位置正確性，不論軸是否轉(zhuǎn)動(dòng)，是否受軸向力，都必須有軸向定位。對(duì)受軸向力的軸，其軸向定位就更重要。 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： 二、 軸的長(zhǎng)度。長(zhǎng)軸要考慮熱伸長(zhǎng)的問(wèn)題，宜由一端定位。 三、 軸承的間隙是否需要調(diào)整。 四、 整個(gè)軸的軸向位置是否需要調(diào)整。 五、 在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈。 六、 加工和裝配的工藝性等。 6.5 主軸組件設(shè)計(jì) 主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。安裝工件（車(chē)床）或者刀具（銑床、鉆床等）的主軸參予切削成形運(yùn)動(dòng)，因此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。 6.5.1 各部分尺寸的選擇 主軸形狀與各部分尺寸不僅和強(qiáng)度、剛度有關(guān)，而且涉及多方面的因素。 1） 內(nèi)孔直徑 車(chē)床主軸由于要通過(guò)棒料，安裝自動(dòng)卡盤(pán)的操縱機(jī)構(gòu)及通過(guò)卸頂尖的頂桿，必須是空心軸。為了擴(kuò)大使用范圍，加大可加工棒料直徑，車(chē)床主軸內(nèi)孔直徑有增大的趨勢(shì)。 2） 軸頸直徑 前支撐的直徑是主軸上一主要的尺寸，設(shè)計(jì)時(shí)，一般先估算或擬定一個(gè)尺寸，結(jié)構(gòu)確定后再進(jìn)行核算。 3） 前錐孔直徑 前錐孔用來(lái)裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏錐孔。 4） 支撐跨距及懸伸長(zhǎng)度 為了提高剛度，應(yīng)盡量縮短主軸的外伸長(zhǎng)度。選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇?，一般推薦?。?=3～5，跨距小時(shí)，軸承變形對(duì)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。 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(mǎn)足以上要求。安排結(jié)構(gòu)時(shí)力求接近上述要求。 6.5.2 主軸軸承 1）軸承類(lèi)型選擇 主軸前軸承有兩種常用的類(lèi)型： 雙列短圓柱滾子軸承。承載能力大，可同時(shí)承受徑向力和軸向力，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低一些。 與雙列短圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的軸承有三種： 600角雙向推力向心球軸承。是一種新型軸承，在近年生產(chǎn)的機(jī)床上廣泛采用。具有承載能力大，允許極限轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)。外徑比同規(guī)格的雙列圓柱滾子軸承小一些。在使用中，這種軸承不承受徑向力。 推力球軸承。承受軸向力的能力最高，但允許的極限轉(zhuǎn)速低，容易發(fā)熱。 向心推力球軸承。允許的極限轉(zhuǎn)速高，但承載能力低，主要用于高速輕載的機(jī)床。 2）軸承的配置 大多數(shù)機(jī)床主軸采用兩個(gè)支撐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但為了提高主軸剛度也有用三個(gè)支撐的了。三支撐結(jié)構(gòu)要求箱體上三支撐孔具有良好的同心度，否則溫升和空載功率增大，效果不一定好。三孔同心在工藝上難度較大，可以用兩個(gè)支撐的主要支撐，第三個(gè)為輔助支撐。輔助支撐軸承（中間支撐或后支撐）保持比較大的游隙（約0.03～0.07），只有在載荷比較大、軸產(chǎn)生彎曲變形時(shí)，輔助支撐軸承才起作用。 軸承配置時(shí)，除選擇軸承的類(lèi)型不同外，推力軸承的布置是主要差別。推力軸承布置在前軸承、后軸承還是分別布置在前、后軸承，影響著溫升后軸的伸長(zhǎng)方向以及結(jié)構(gòu)的負(fù)責(zé)程度，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的實(shí)際要求確定。 在配置軸承時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ① 每個(gè)支撐點(diǎn)都要能承受經(jīng)向力。 ② 兩個(gè)方向的軸向力應(yīng)分別有相應(yīng)的軸承承受。 ③ 徑向力和兩個(gè)方向的軸向力都應(yīng)傳遞到箱體上，即負(fù)荷都由機(jī)床支撐件承受。 3）軸承的精度和配合 主軸軸承精度要求比一般傳動(dòng)軸高。前軸承的誤差對(duì)主軸前端的影響最大，所以前軸承的精度一般比后軸承選擇高一級(jí)。 普通精度級(jí)機(jī)床的主軸，前軸承的選或級(jí)，后軸承選或級(jí)。選擇軸承的精度時(shí)，既要考慮機(jī)床精度要求，也要考慮經(jīng)濟(jì)性。 軸承與軸和軸承與箱體孔之間，一般都采用過(guò)渡配合。另外軸承的內(nèi)外環(huán)都是薄壁件，軸和孔德形狀誤差都會(huì)反映到軸承滾道上去。如果配合精度選的太低，會(huì)降低軸承的回轉(zhuǎn)精度，所以軸和孔的精度應(yīng)與軸承精度相匹配。 一、 軸承間隙的調(diào)整 為了提高主軸的回轉(zhuǎn)精度和剛度，主軸軸承的間隙應(yīng)能調(diào)整。把軸承調(diào)到合適的負(fù)間隙，形成一定的預(yù)負(fù)載，回轉(zhuǎn)精度和剛度都能提高，壽命、噪聲和抗震性也有改善。預(yù)負(fù)載使軸承內(nèi)產(chǎn)生接觸變形，過(guò)大的預(yù)負(fù)載對(duì)提高剛度沒(méi)有明顯的小果，而磨損發(fā)熱量和噪聲都會(huì)增大，軸承壽命將因此而降低。 軸承間隙的調(diào)整量，應(yīng)該能方便而且能準(zhǔn)確地控制，但調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不能太復(fù)雜。雙列短圓柱滾子軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈可以移動(dòng)，當(dāng)內(nèi)圈向大端軸向移動(dòng)時(shí)，由于1：12的內(nèi)錐孔，內(nèi)圈將脹大消除間隙。 其他軸承調(diào)整也有與主軸軸承相似的問(wèn)題。特別要注意：調(diào)整落幕的端面與螺紋中心線的垂直度，隔套兩個(gè)端面的平行度都由較高要求，否則，調(diào)整時(shí)可能將軸承壓偏而破壞精度。隔套越長(zhǎng)，誤差的影響越小。 螺母端面對(duì)螺紋中心線垂直度、軸上和孔上套簡(jiǎn)兩端平行度等均有嚴(yán)格的精度要求。 6.5.3 主軸與齒輪的連接 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(duì)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(guó)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(wèn)題。 6.5.4 潤(rùn)滑與密封 主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充分潤(rùn)滑，一般常用單獨(dú)的油管將油引到軸承處。 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： 1）堵——加密封裝置防止油外流。 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（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(kāi)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(kāi)了溝槽（矩形或鋸齒形），效果又比前兩種好。 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。 2）疏導(dǎo)——在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐?，使油能順利地流回到油箱? 6.5.5 其他問(wèn)題 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。 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(kāi)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(chē)床上加工，保證高的端面與孔德垂直度。 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(hào)鋼材的彈性模量基本一樣，對(duì)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。 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程．”千里之行始于足下”，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開(kāi)這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)． 在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，體現(xiàn)出自己?jiǎn)为?dú)設(shè)計(jì)的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。 在此感謝我們的老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪；這次設(shè)計(jì)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開(kāi)老師您的細(xì)心指導(dǎo)。而您開(kāi)朗的個(gè)性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很順利的完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 同時(shí)感謝對(duì)我?guī)椭^(guò)的同學(xué)們，謝謝你們對(duì)我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。 由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師們多多指教,我十分樂(lè)意接受你們的批評(píng)與指正，本人將萬(wàn)分感謝。 參考文獻(xiàn) 【1】關(guān)慧貞 《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社.2013 【2】安琦 顧大強(qiáng) 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 科學(xué)出版社.2008 【3】李樹(shù)金 《機(jī)械原理》 科學(xué)出版社.2009 【4】呂明 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 武漢理工大學(xué)出版社.2001 【5】吳宗澤 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社.2003 【6】毛平淮 《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》 機(jī)械工業(yè)出版社.2010 【7】毛昕 《畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖》 高等教育出版社.2010 【8】張普禮 《機(jī)械加工設(shè)備》 機(jī)械工業(yè)出版社.2007 【9】鄧文英 《金屬工藝學(xué)》 高等教育出版社.2008 【10】曾令宜 《工程繪圖技能訓(xùn)練教程》 高等教育出版社.2004 外文資料 Hardened gear reducer prices and Analysis The purpose of the pump ,to give pressure to the oil ; in other words, to give power to the machine .The purpose of the valves is to control the flow of oil and to apply the power when and where it may be needed .To illustrate as simply as possible how this is accomplished in a “circuit”, that is , in the run of oil from the reservoir ,through the pump , the valves , the driven unit , and back to the reservoir, references are made to the diagrams shown in Figs,11.1 and 11.2. Every fluid-power system used one or more pumps to pressurize the hydraulic fluid the fluid under pressure, in turn, performs work in the output section of the fluid-power system. Thus, the pressurized fluid may be used to move a piston in a in a cylinder or to turn the shaft of a hydraulic motor. So we find that find that every modern fluid –power system used at least one pump to pressurize the fluid. TYPES OF PUMPS Three types pumps find use in fluid-power systems: rotary , reciprocating, and centrifugal pumps . Simples hydraulic systems may use but one type of pump, The trend is to use pumps with the most satisfactory characteristics for the specific tasks involved . In matching the characteristics of the pump to the requirements of the hydraulic system, it is not unusual to find two types of pumps in series . For example , a centrifugal pump may be may be used to supercharge a reciprocating pump , or a rotary pump may be used to supply pressurized oil for the controls associated with a reversing variable-displacement reciprocating pump . ROTARY PUMPS These are built in many different designs and are extremely popular in modern fluid-power system. The most common rotary-pump designs used today are spur gear , internal-gear , generated rotor , sliding-vane , and screw pump . Each type has advantages that make it most suitable for a given application. Spur-Gear Pumps. These pumps (Fig.11.3) have two mating gears are turned in a closely fitted casing. Rotation of one gear, the driver, causes the second , or follower gear , to turn .