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C6136 型機(jī)床主軸箱課程設(shè)計(jì)說明書系 別： 機(jī) 械 系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級： 機(jī)自 081 姓 名： 方志微 學(xué) 號： 08 指導(dǎo)老師： 季曉明 C6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)1目錄一、設(shè)計(jì)目的 2二、機(jī)床主要技術(shù)要求 2三、確定結(jié)構(gòu)方案 2四、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 24.1 確定極限轉(zhuǎn)速 24.2 擬訂結(jié)構(gòu)式 34.3 繪制轉(zhuǎn)速圖 34.4 確定齒輪齒數(shù) .44.5 驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差： .54.6 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 .5五、動(dòng)力設(shè)計(jì) 65.1 V 帶的傳動(dòng)計(jì)算 .65.2 各傳動(dòng)軸的估算 75.3 齒輪模數(shù)確定和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 85.4 摩擦離合器的選擇與計(jì)算： 95.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10六、齒輪強(qiáng)度校核 126.1、各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 .126.2、齒輪校核 .12七、主軸剛度校核 14八、主軸最佳跨度確定 158.1 計(jì)算最佳跨度 158.2 校核主軸撓度 158.2 主軸圖：（略）見附圖 2.15九、各傳動(dòng)軸支持處軸承選用 15十、鍵的選擇和校核 161）、軸 IV 的傳遞最大轉(zhuǎn)矩 16十一、潤滑與密封 16十二、總結(jié) 16十三、參考文獻(xiàn) 17十四、附 17C6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)2一、設(shè)計(jì)目的通過機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，并具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力?？墒刮覀儗W(xué)會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際的工作方法，培養(yǎng)獨(dú)立工作的能力；學(xué)會(huì)基本的設(shè)計(jì)的方法；熟悉手冊、標(biāo)準(zhǔn)、資料的運(yùn)用；加強(qiáng)機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫技術(shù)文件的能力，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)說明書的編寫。為接下去的畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文積累經(jīng)驗(yàn)。二、機(jī)床主要技術(shù)要求[1]車床類型為 C6136 型臥式車床。[2]床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑：360mm[3]刀架上的最大回轉(zhuǎn)直徑：190mm[4] 主軸通孔直徑：40mm[5]主軸前錐孔：莫式 5 號[6]最大加工工件長度：900mm[7]主電動(dòng)機(jī)功率為 5.5kw 改 4[8]確定公比： =1.26?[9]轉(zhuǎn)數(shù)級數(shù)：Z=18三、確定結(jié)構(gòu)方案[1] 主軸傳動(dòng)系統(tǒng)采用 V 帶、齒輪傳動(dòng)；[2]傳動(dòng)形式采用集中式傳動(dòng)；[3]主軸換向制動(dòng)采用雙向片式摩擦離合器和帶式制動(dòng)器；[4]變速系統(tǒng)采用多聯(lián)滑移齒輪變速。四、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)4.1 確定極限轉(zhuǎn)速根據(jù)工況，確定主軸最高轉(zhuǎn)速有采用 YT15 硬質(zhì)合金刀車削碳鋼工件獲得，主軸最低轉(zhuǎn)速有采用 W16Cr4V 高速鋼刀車削鑄鐵件獲得。= =maxninmax10dv?min159240r??1in??zR??i3.maxrn?根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列數(shù)值表，選擇機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速為 1600r/min，最低轉(zhuǎn)速為 31.5r/min電動(dòng)機(jī)選用 Y132S-4 型電動(dòng)機(jī)額定功率為 5.5KW，額定轉(zhuǎn)速為 1440r/min。C6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)34.2 擬訂結(jié)構(gòu)式1）確定變速組傳動(dòng)副數(shù)目：傳動(dòng)副中由于結(jié)構(gòu)的限制以 2 或 3 為合適，即變速級數(shù) Z 應(yīng)為 2 和 3 的因子，為實(shí)現(xiàn) 18級主軸轉(zhuǎn)速變化的傳動(dòng)系統(tǒng)可以以下多種傳動(dòng)副組合：① 18=3ⅹ3ⅹ2 ②18=3 ⅹ2ⅹ3 ③18=2 ⅹ3ⅹ3 等18 級轉(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)床主軸箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置性能，應(yīng)滿足前多后少的原則，主軸上的傳動(dòng)副數(shù)主軸對加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上的齒輪少些為好。綜上所述，傳動(dòng)式為 18=3ⅹ3ⅹ22）確定變速組擴(kuò)大順序：18=3ⅹ3ⅹ2 的傳動(dòng)副組合，在降速傳動(dòng)中，為防止齒輪直徑過大而徑向尺寸，常限制最小傳動(dòng)比在升速時(shí)為防止產(chǎn)生過大的噪聲和震動(dòng)常限制最大轉(zhuǎn)速比 。在主傳動(dòng)鏈任2imax?一傳動(dòng)組的最大變速范圍 。根據(jù)前密后疏的原則，初選結(jié)構(gòu)式10~8)/(Rminax??如下：93128??在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間傳動(dòng)軸的變速范圍最小，根據(jù)中間傳動(dòng)軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下：檢查傳動(dòng)組的變速范圍時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組，第二擴(kuò)大組的變速范圍是:，其中??132R??Px?2P6X2.??，，?所以 ，符合要求10~86.-9??4.3 繪制轉(zhuǎn)速圖選擇電動(dòng)機(jī)一般車床若無特殊要求，多采用 Y 系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)，根據(jù)條件電動(dòng)機(jī)選用Y132S-4 型籠式三相異步電動(dòng)機(jī)，其滿載轉(zhuǎn)速 1440 r/min。分配總降速傳動(dòng)比總降速傳動(dòng)比 不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因而需增加一定傳 動(dòng)副 71.450.3min?dC6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)4確定傳動(dòng)軸軸數(shù)傳動(dòng)軸軸數(shù)=變速組數(shù)+ 定比傳動(dòng)副數(shù)+1=3+1+1=5確定各級轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖由 z = 18 確定各級轉(zhuǎn)速：min/5.31rnmi?26.1??1600、1250、1000、800、630、500、400、315、250、200、160、125、100、80、63、50、40、31.5r/min。93128??4.4 確定齒輪齒數(shù)在保證輸出的轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確的前提下，應(yīng)盡量減少齒輪齒數(shù)，是齒輪結(jié)構(gòu)尺寸緊湊。齒輪齒數(shù)的確定原則：實(shí)際轉(zhuǎn)速 與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 n 的相對轉(zhuǎn)速誤差 為：'nn???%101'' ????????n齒輪副的齒數(shù)和 ；120~z?S滿足結(jié)構(gòu)安裝要求，相鄰軸承孔德壁厚不小于 3mm。④當(dāng)變速組內(nèi)各齒輪副的齒數(shù)和不相等時(shí)，齒數(shù)和的差不能大于 3。利用查表法求出各傳動(dòng)組齒輪齒數(shù)如下表：變速組 第一變速組 第二變速組 第三變速組齒數(shù)和 72 90 95齒輪 1z23z45z67z89z10z123z145z16齒數(shù) 36 36 32 40 28 44 45 45 30 60 18 72 63 32 19 76C6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)54.5 驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差：主軸各級實(shí)際轉(zhuǎn)速值用下式計(jì)算： ??32121udnE????式子中 u1、u2、u3 分別為第一、第二、第三變速組齒輪傳動(dòng)比，ε 取 0.05。轉(zhuǎn)速誤差用主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速相對誤差的絕對值表示：其中 n'為主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速誤差表主軸轉(zhuǎn)速 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200實(shí)際轉(zhuǎn)速 31.8 40 50 63.6 80 100 127.3 160 200轉(zhuǎn)速誤差% 0.95 0 0 0.95 0 0 1.84 0 0主軸轉(zhuǎn)速 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600實(shí)際轉(zhuǎn)速 250.6 315 393.8 501.1 630 787.5 1002.3 1260 1575轉(zhuǎn)速誤差% 0.24 0 1.55 0.2 0 1.6 0.23 0.8 1.56轉(zhuǎn)速誤差滿足要求。4.6 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖??%10n'-?????C6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)6smn/3.106451.306DV1 ?????49.28.096)4.012(5K)P(La0c ????????????????120.75.aD18012?m806La00??865m1604)1527()10(24.3)L20220??????aDa?五、動(dòng)力設(shè)計(jì)5.1 V 帶的傳動(dòng)計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1440r/min,傳遞功率 P=5.5kw,傳動(dòng)比 i=1.8，兩班制，一天運(yùn)轉(zhuǎn) 16.1 小時(shí)，工作年數(shù) 10 年。1） 、選擇 V 帶型號 ， （P—電動(dòng)機(jī)額定功率， —工作情況系數(shù)）KWPKa05.6.1c ??? aK查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 ，得應(yīng)選擇 B 型帶確定帶輪的計(jì)算直徑 ， 2為了避免彎曲應(yīng)力過大，小帶輪的基準(zhǔn)直徑不能過小，即 ，min1D?查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 8-6 和表 8-8 得：小帶輪基準(zhǔn)直徑 =150mm,大帶輪基準(zhǔn)直徑 ，由表 8-8 取 =270mmi782 22） 、確定 V 帶速度按公式 ,5m/minV25m/min,故合適3） 、初步確定中心距根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 ，即 294mm 840mm）（）（ 21021a7. ???0a初步確定中心距 =60004） 、V 帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 8-2 選帶的基準(zhǔn)長度 L=2000mm。5） 、確定實(shí)際中心距 a6） 、驗(yàn)算小帶輪包角,主動(dòng)輪上的包角合適。7） 、確定 V 帶條數(shù)傳動(dòng)比： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 8-4a 和表 8-4b 得： .i,kw40P?k19.2查表 8-5 得： ，查表 8-2 得：8Ka 8.則：C6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)7NqvKzac17595.1809.523.061.P5F20???????????? 所以取 Z=3 根8） 、計(jì)算預(yù)緊力 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 8-3 得： q=0.18kg/m 9） 、計(jì)算壓軸力NZ7.10462.7sin152sinF10p ???5.2 各傳動(dòng)軸的估算傳動(dòng)軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度的要求，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)生過大的變形。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。1） 、主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速是第一個(gè)三分之一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高一級轉(zhuǎn)速，即：min/1026.531n38mi rZ??????2） 、其余各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速nⅢ=125r/min, nⅡ=500r/min, nⅠ=800r/min3） 、各軸最小直徑的確定：實(shí)心軸 ： 空心軸：mnP03Ad? ??4301Ad???nP其中： P——電動(dòng)機(jī)額定功率——系數(shù)，可查表得到0——該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速6.~5??Ⅰ軸： ,K=1.06,A=1209.1??。?22 m3.208.0d3???Ⅱ軸： ，996.2??。?58.23501d3???Ⅲ軸： 909.3??C6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)8?。?6m08.341259.0d3???Ⅳ軸： 75.4??取：40??16.30.-10d43?5.3 齒輪模數(shù)確定和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：參考《金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》中齒輪模數(shù)的初步計(jì)算公式初定齒輪的模數(shù)：m = 32 ZnNj3式中 N —— 該齒輪傳遞的功率（ KW） ；Z —— 所算齒輪的齒數(shù)；—— 該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/min） 。j同一變速組中的齒輪取同一模數(shù)，故?。?）最小的齒輪進(jìn)行計(jì)算，然后取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值Znj作為該變速組齒輪的模數(shù)。第一變速組中：，齒輪齒數(shù)為 36 的 值最小，其計(jì)算轉(zhuǎn)速為kw28.596.05N1????電 Znj?500r/min。計(jì)算得：m =2.13mm ，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2.5 mm。第二變速組中：,齒輪齒數(shù)為 45 的 值最小，其計(jì)k07.98212 j算轉(zhuǎn)速為 125r/min。計(jì)算得：m = 3.09 mm，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=3.5 mm；第三變速組中：，齒輪齒數(shù)為 19 的 值最小，其計(jì)算轉(zhuǎn)kw2.4.097.5N23 ???? Znj?速為 125r/min計(jì)算得：m = 3.96mm ,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=4 mm；C6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)9△標(biāo)準(zhǔn)齒輪： 25.0,1h20????ca，?齒輪具體參數(shù)見下表：齒輪 齒數(shù) Z 模數(shù) m分度圓 d齒頂圓 a齒根圓 fd齒寬 b1 36 2.5 90 95.5 83.75 252 36 2.5 90 95.5 83.75 203 32 2.5 80 85.5 73.75 254 40 2.5 100 105.5 93.75 205 28 2.5 70 75.5 63.75 256 44 2.5 110 115.5 103.75 207 45 3.5 157.5 164.5 148.75 358 45 3.5 157.5 164.5 148.75 309 30 3.5 105 112 96.25 3510 60 3.5 210 217 201.25 3011 18 3.5 63 70 54.25 3512 72 3.5 252 259 243.25 3013 63 4 252 260 242 3514 32 4 128 136 118 4015 19 4 76 84 66 4016 76 4 304 312 294 355.4 摩擦離合器的選擇與計(jì)算：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??21D?一般外摩擦片的內(nèi)徑可?。篋1=d+(2～6)=30+4=34mm;機(jī)床上采用的摩擦片 值可在 0.57～0.77 范圍內(nèi)，此處取 =0.6，則內(nèi)摩擦片外徑 D2=57mm。1D?6.034按扭矩確定摩擦離合面的數(shù)目 Z： mVKfPTK???)D-(][1023c?C6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)10其中 T 為離合器的扭矩 =9550 =9550 =84.9N·mm；KTc?nPjd3.1*805K——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；KV——速度修正系數(shù)，根據(jù)平均圓周速度查表取為 1.35；——結(jié)合次數(shù)修正系數(shù)，查表為 1；m將以上數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算得 =9.38 圓整為整偶數(shù) 12，離合器內(nèi)外摩擦片總數(shù)ZKi=Z+1=13。2） 、計(jì)算摩擦離合器的軸向壓力 Q：Q=S[P]KV =1256*1.2*1.3 =1959.36（N ）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。3） 、反轉(zhuǎn)時(shí)摩擦片數(shù)的確定：普通車床主軸反轉(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。普通車床主軸高速空轉(zhuǎn)功率 Pk 一般為額定功率 Pd 的 20～40%，取 Pk = 0.4Pd，計(jì)算反轉(zhuǎn)靜扭矩為 Pk = 2.2KW，代入公式計(jì)算出 Z≥5.7，圓整為整偶數(shù) 6，離合器內(nèi)外摩擦片總數(shù)為7。5.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：⑴、帶輪的材料常用的 V 帶輪材料為 HT150 或 HT200，轉(zhuǎn)速較高時(shí)可以采用鑄鋼或鋼板沖壓焊接而成，小功略時(shí)采用鑄鋁或塑料，本機(jī)床選用材料為 HT200。⑵、帶輪結(jié)構(gòu)形式根據(jù) V 帶計(jì)算，選用 3 根 A 型 V 帶。由于Ⅰ軸安裝摩擦離合器及傳動(dòng)齒輪，為了改善它們的工作條件，保證加工精度，采用卸荷式帶輪結(jié)構(gòu)。V 帶輪由輪緣、輪輻和輪轂組成，根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)的不同可以分為實(shí)心式、腹板式、孔板式、橢圓輪輻式。V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)，當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑 （d 為安裝d5.2?帶輪的軸的直徑，mm）時(shí)?？梢圆捎脤?shí)心式，當(dāng) 可以采用腹板式，md30?時(shí)可以采用孔板式，當(dāng) 時(shí)，可以采用mdDmd10,301???同 時(shí) ?輪輻式。帶輪寬度： 。fezB789215)(2)( ???????分度圓直徑： 。d4D=90mm 是深溝球軸承 6210 軸承外徑，其他尺寸見帶輪零件圖。⑶、V 帶輪的論槽V 帶輪的輪槽與所選的 V 帶型號向?qū)?yīng)，見【4】表 8-10mmd與 相對應(yīng)得 ?槽型 dbminahinfeminfo32?o4o36?o8?A 11.0 2.75 8.7 3.015?9 — 18?— 1?V 帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使 V 帶工作面夾角發(fā)生變化。為了使 V 帶的工作面C6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)11與大論的輪槽工作面緊密貼合，將 V 帶輪輪槽的工作面得夾角做成小于 。o40V 帶安裝到輪槽中以后，一般不應(yīng)該超出帶輪外圓，也不應(yīng)該與輪槽底部接觸。為此規(guī)定了輪槽基準(zhǔn)直徑到帶輪外圓和底部的最小高度 。minifah和輪槽工作表面的粗糙度為 。2.36.1R或⑷、V 帶輪的技術(shù)要求鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪輻及輪轂上不允許有傻眼、裂縫、縮孔及氣泡；鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對輪緣、凸臺(tái)、腹板及輪轂的表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ)；轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡，反之做動(dòng)平衡。其他條件參見中的規(guī)定。921.357?TGB2） 、主軸換向與制動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：本機(jī)床是適用于機(jī)械加工車間和維修車間的普通車床。主軸換向比較頻繁，才用雙向片式摩擦離合器。這種離合器由內(nèi)摩擦片、外摩擦片、止推片、壓塊和空套齒輪組成。離合器左右兩部門結(jié)構(gòu)是相同的。左離合器傳動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)，用于切削加工。需要傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，片數(shù)較多。右離合器用來傳動(dòng)主軸反轉(zhuǎn)，主要用于退回，片數(shù)較少。這種離合器的工作原理是，內(nèi)摩擦片的花鍵孔裝在軸Ⅰ的花鍵上，隨軸旋轉(zhuǎn)。外摩擦片的孔為圓孔，直徑略大于花鍵外徑。外圓上有 4 個(gè)凸起，嵌在空套齒輪的缺口之中。內(nèi)外摩擦片相間安裝。用桿通過銷向左推動(dòng)壓塊時(shí)，將內(nèi)片與外片相互壓緊。軸Ⅰ的轉(zhuǎn)矩便通過摩擦片間的摩擦力矩傳遞給齒輪，使主軸正傳。同理，當(dāng)壓塊向右時(shí)，使主軸反轉(zhuǎn)。壓塊處于中間位置時(shí)，左、右離合器都脫開，軸Ⅱ以后的各軸停轉(zhuǎn)。制動(dòng)器安裝在軸Ⅲ，在離合器脫開時(shí)制動(dòng)主軸，以縮短輔助時(shí)間。此次設(shè)計(jì)采用帶式制動(dòng)器。該制動(dòng)器制動(dòng)盤是一個(gè)鋼制圓盤，與軸用花鍵聯(lián)接，周邊圍著制動(dòng)帶。制動(dòng)帶是一條剛帶，內(nèi)側(cè)有一層酚醛石棉以增加摩擦。制動(dòng)帶的一端與杠桿連接。另一端與箱體連接。為了操縱方便并保證離合器與制動(dòng)器的聯(lián)鎖運(yùn)動(dòng)，采用一個(gè)操縱手柄控制。當(dāng)離合器脫開時(shí)，齒條處于中間位置，將制動(dòng)帶拉緊。齒條軸凸起的左、右邊都是凹槽。左、右離合器中任一個(gè)結(jié)合時(shí)，杠桿都按順時(shí)針方向擺動(dòng)，使制動(dòng)帶放松。3） 、齒輪塊設(shè)計(jì)：機(jī)床的變速系統(tǒng)采用了滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)。根據(jù)各傳動(dòng)軸的工作特點(diǎn)，基本組、第一擴(kuò)大組以及第二擴(kuò)大組的滑移齒輪均采用了整體式滑移齒輪。所有滑移齒輪與傳動(dòng)軸間均采用花鍵聯(lián)接。從工藝角度考慮，其他固定齒輪（主軸上的齒輪除外）也采用花鍵聯(lián)接。由于主軸直徑較大，為了降低加工成本而采用了單鍵聯(lián)接。軸采用的花鍵分別為：軸：6×26×30×6Ⅰ～Ⅲ軸間傳動(dòng)齒輪精度為 877—8b，Ⅲ～Ⅳ軸間齒輪精度為 766—7b。軸承的選擇：為了方便安裝，Ⅰ軸上傳動(dòng)件的外徑均小于箱體左側(cè)支承孔直徑，均采用深溝球軸承。為了便于裝配和軸承間隙調(diào)整，Ⅱ、Ⅲ軸均采用圓錐滾子軸承。滾動(dòng)軸承均采用 E 級精度。4） 、主軸組件：本車床為普通精度級的輕型機(jī)床，為了簡化結(jié)構(gòu)、主軸采用了軸向后端定位的兩支承主軸組件。前支承采用雙列圓柱滾子軸承，后支承采用角接觸球軸承和單向推力球軸承。為了保證主軸的回轉(zhuǎn)精度，主軸前后軸承均采用壓塊式防松螺母調(diào)整軸承的間隙。主軸前端采用短圓錐定心結(jié)構(gòu)型式。前軸承為 C 級精度，后軸承為 D 級精度5） 、潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)：主軸箱內(nèi)采用飛濺式潤滑，油面高度為 65mm 左右，甩油環(huán)浸油深度為 10mm 左右。潤滑油型號為：IIJ30。卸荷皮帶輪軸承采用脂潤滑方式。潤滑脂型號為：鈣質(zhì)潤滑脂。6） 、密封裝置設(shè)計(jì)：Ⅰ軸軸頸較小，線速度較低，為了保證密封效果，采用皮碗式接觸密封。而主軸直徑大、線速度較高，則采用了非接觸式密封。卸荷皮帶輪的潤滑采用毛氈式密封，以防止外界雜物進(jìn)入。C6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)12故 合 適,8.923.15.7081.6.24][37.509????bmKFYMpatsaF?78.124.051KF?????avA 4.1,/0.5,87013.62F FaHt4t ??? KmNbKNdTA 取 4.1,/102.8541F,40512.F FaHtt ??????? KmNbKNdTA 取六、齒輪強(qiáng)度校核6.1、各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速各變速組內(nèi)一般只計(jì)算組內(nèi)最小齒輪，也是最薄弱的齒輪，故也只需確定最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。1） 、第一變速組中，32/40 只需計(jì)算 z = 28 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 800r/min；2） 、第二變速組計(jì)算 z = 18 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 400r/min；3） 、第三變速組應(yīng)計(jì)算 z = 19 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 125r/min。6.2、齒輪校核校核 a 傳動(dòng)組齒輪，只需校核齒數(shù) 28 的強(qiáng)度。 mNn??????? 466 103.68/2.510.9/P105.9T由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得： dv 7b?，.,.??FH動(dòng)載系數(shù)：查表 10-5 得： 9.Y,62.sFa齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 pE取安全系數(shù) s=1.3校核 b 傳動(dòng)組齒輪：只需校核齒數(shù) 18 的強(qiáng)度 n??? 566 0.4/.5.9/P105.9由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得： dv?，8K,4??FHC6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)138.124.051KF?????avA動(dòng) 載 系 數(shù) ： 故 合 適,842.513408.1.927][34.50????bmKFYMpatsaF? 1.,/106.872130F,13072.4FFaHt5t ??????? KmNbKNdTA 取5.6.KF?avA動(dòng) 載 系 數(shù) ： 故 合 適,842.647130592][74.50?????bmKFYMpatsaF?查表 10-5 得 .Y,91.2sFa齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 pE4F取安全系數(shù) s=1.3校核 c 傳動(dòng)組齒輪：只需校核齒數(shù) 19 的強(qiáng)度 7./9.5.9/P105.9T 566 mNn????由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得： dv 2b01???，.,.??FH查表 10-5 得 5.Y,9.sFa齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 pE4F?取安全系數(shù) s=1.3C6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)14N170FP7.63.5218.620431.dW2trtrt??????DTm徑 向 力 ：圓 周 力 ：???Lj jPDTmNnd DdbDMPaWTM5.0,/2PMn P1095TTzb m32z32dWm-132d][ ][]5.0rt2yx 43243403bb22 ??????????????????????????：直 齒 圓 柱 齒 輪 的 徑 向 力 為 齒 節(jié) 圓 直 徑齒 輪 的 圓 周 力 ： 的 最 大 彎 矩圓 周 力 ， 徑 向 力 所 引 起該 軸 上 的 主 動(dòng) 被 動(dòng) 輪 的—該 軸 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速該 軸 傳 遞 的 最 大 功 率 矩 ：在 危 險(xiǎn) 斷 面 上 的 最 大 扭花 鍵 軸 鍵 數(shù)花 鍵 軸 鍵 寬 ；—花 鍵 軸 外 徑 ；花 鍵 軸 內(nèi) 徑 ；其 中 ： ）（：花 鍵 軸 的 抗 彎 斷 面 系 數(shù) ）（空 心 軸 ： ）（實(shí) 心 軸 ： 面 系 數(shù)軸 的 危 險(xiǎn) 斷 面 的 抗 彎 斷—素中 和 載 荷 循 環(huán) 特 性 等 因許 用 應(yīng) 力 ， 考 慮 應(yīng) 力 集 ????七、主軸剛度校核由于機(jī)床主軸箱中各軸的應(yīng)力都比較小，驗(yàn)算時(shí)，通常采用復(fù)合應(yīng)力公式進(jìn)行計(jì)算。軸材料選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表查得：軸許用應(yīng)力 ，][60][MaRbⅠ軸的校核： 0.6T41N??m36.8017LFM5???C6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)15故 該 主 軸 合 格,/2095.87.6.1K. /7.526910384.1038644.0.As 222B mNmNlaAB?????? ??????????????????????????????mNB ?85.4.6cos035.1.2964K??????????2091069153103K244244 ?????????? ?Aiesald根 據(jù) 公 式 ：??符 合 要 求],[51104.8736.W57.0M252b b?????????Ⅱ軸、Ⅲ軸的校核如上，經(jīng)校核符合要求。八、主軸最佳跨度確定8.1 計(jì)算最佳跨度前支撐為圓錐孔雙列圓柱滾子軸承和推力球軸承，后支撐為圓錐孔雙列圓柱滾子軸承。L=7808.2 校核主軸撓度 5.6905d?ei對于機(jī)床剛度要求，取阻尼比 0.?當(dāng) v=50m/min,s=0.1mm/r 時(shí)， ??8.,/cb?D%20bmaxli取 0,73ax加 上 懸 伸 量 共 長L8.2 主軸圖：（略）見附圖 2九、各傳動(dòng)軸支持處軸承選用Ⅰ軸：30205-圓錐滾子軸承 30000 型 25、6205- 深溝球軸承 60000 型 25Ⅱ軸：30205-圓錐滾子軸承 30000 型 25Ⅲ軸：30207-圓錐滾子軸承 30000 型 35Ⅳ軸：前端：NN 3017 K-圓錐孔雙列圓柱滾子軸承 8551117-推力球軸承 51000 型 85后端：NN 3011 K-圓錐孔雙列圓柱滾子軸承 55C6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)16十、鍵的選擇和校核1） 、軸 IV 的傳遞最大轉(zhuǎn)矩 m107.58/9.02.4105.9/P05.9T66 Nn ????????由擠壓強(qiáng)度條件： []ppTdhl??式中：T——轉(zhuǎn)矩；d——軸徑；h——鍵的高度；l ——鍵的工作長度查表取許用擠壓應(yīng)力為2[]60/pNm?，采用 B 型鍵軸徑鍵處 d=63mm查表得 b=18mm h=10mm 取鍵長 L=45mm。滿 足 要 求],[/5.4910637.542p pdhlT??????十一、潤滑與密封主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充分潤滑，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 0.1～0.3m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)開一個(gè)或幾個(gè)并列的溝槽（圓弧形或 v形） ，效果比上一種好些。在軸上增開了溝槽（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。十二、總結(jié)機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)人員根據(jù)市場，社會(huì)和人們對機(jī)床的需要所進(jìn)行的構(gòu)思，計(jì)算，試驗(yàn)，選擇方案，確定尺寸，繪制圖紙以及編制技術(shù)文件等一系列創(chuàng)造性活動(dòng)的總稱，是機(jī)床產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的必要前提，是產(chǎn)品開發(fā)過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)的好壞，直接影響其成本，質(zhì)量，研制周期及市場的競爭能力。本文的設(shè)計(jì)主要是從車床主軸箱的角度入手，使設(shè)計(jì)產(chǎn)品在給定的數(shù)值要求下達(dá)到最合理的經(jīng)濟(jì)和性能。本次的課程設(shè)計(jì)是在反復(fù)的修改中完成的，鞏固和深化了課堂理論教學(xué)的內(nèi)容，鍛煉和培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)過的知識(shí)和理論的能力，是我獨(dú)立分析、解決問題的能力得到了強(qiáng)化. 在設(shè)計(jì)當(dāng)中，我也遇到了一些問題，比如在有些設(shè)計(jì)部分并沒有完全嚴(yán)格計(jì)算，參考的一些普遍車床的數(shù)據(jù)在保證安全可靠的基礎(chǔ)上做到了盡量滿足工藝要求。在此過程中不斷地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，使我加深了對大學(xué)所學(xué)課程理解、綜合應(yīng)用并得到進(jìn)一步的鞏固，設(shè)計(jì)過程培養(yǎng)了我認(rèn)真細(xì)心的態(tài)度，這對以后的學(xué)習(xí)和工作都有積極的意義，也會(huì)是我大學(xué)積累的一筆非常寶貴的財(cái)富。C6136 機(jī)床主軸傳動(dòng)箱課程設(shè)計(jì)17十三、參考文獻(xiàn)【1】陳立德主編 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 高等教育出版社 2007.11【2】李慶余、孟廣耀主編 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2008.7【3】 濮良貴、名紀(jì)剛主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版 高等教育出版社 2007.8【4】殷玉楓主編 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊 高等教育出版社 2006.6【5】張彤、樊紅麗主編 機(jī)械制圖 北京理工大學(xué)出版社 2006.7【6】何萍主編 金屬切削機(jī)床概論 北京理工大學(xué)出版社 2008.2【7】范思沖主編. 畫法幾何及機(jī)械制圖 機(jī)械工業(yè)出版社,2005.7十四、附1） 、機(jī)床主軸箱展開圖2） 、主軸零件圖3） 、反向齒輪零件圖