CA6140型車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【D=400mm 18級(jí) 公比1.26】【含CAD圖紙和說(shuō)明書(shū)】,D=400mm 18級(jí) 公比1.26,含CAD圖紙和說(shuō)明書(shū),CA6140型車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【D=400mm,18級(jí),公比1.26】【含CAD圖紙和說(shuō)明書(shū)】,ca6140,車(chē)床,傳動(dòng)系統(tǒng),設(shè)計(jì),mm,妹妹 課程設(shè)計(jì)(論文) 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 課 題 CA6140 型車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 年 月 日 第 2 頁(yè) 共 57 頁(yè) 摘要 CA6140 型車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)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。 第 3 頁(yè) 共 57 頁(yè) 目錄 目錄 3 1、緒論 6 2．設(shè)計(jì)計(jì)算 7 2.1 普通車(chē)床的規(guī)格 .7 2.1.1 車(chē)床的規(guī)格系列和用處 7 2.1.2 操作性能要求 .7 3.主動(dòng)參數(shù)參數(shù)的擬定 .8 3.1 確定傳動(dòng)公比 ?8 3.2 主電動(dòng)機(jī)的選擇 .8 4.變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .9 4.1 主變速方案擬定 .9 4.2 變速結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 .9 4.2.1 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目 .10 4.2.2 變速式的擬定 .10 4.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定 .10 4.2.4 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 .11 4.2.6 結(jié)構(gòu)式的擬定 .11 4.2.7 確定各變速組變速副齒數(shù) .12 4.3 驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差 .13 4.4 繪制變速系統(tǒng)圖 .13 第 5 章 動(dòng)力計(jì)算 14 5.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .14 5.2 計(jì)算設(shè)計(jì)功率 PD14 5.3 選擇帶型 .15 5.4 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 .16 5.5 確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度并驗(yàn)算小輪包角 .16 5.6 確定帶的根數(shù) Z 17 5.7 確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 .17 5.8 確定帶的張緊裝置 .18 5.9 計(jì)算壓軸力 .18 5.10 各傳動(dòng)軸的估算 .18 5.11 齒輪模數(shù)確定和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： .19 5.12 摩擦離合器的選擇與計(jì)算 .21 6、齒輪強(qiáng)度校核 22 6.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的 I 軸及軸上零件設(shè)計(jì) 22 第 4 頁(yè) 共 57 頁(yè) 6.1.1 齒輪的驗(yàn)算 22 6.1.2 傳動(dòng)軸 1 的驗(yàn)算 24 6.1.3 軸承疲勞強(qiáng)度校核 25 6.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的Ⅱ軸及軸上零件設(shè)計(jì) .26 6.2.1 齒輪的驗(yàn)算 26 6.2.2 傳動(dòng)軸 2 的驗(yàn)算 29 6.2.3 軸 2 組件的剛度驗(yàn)算 30 6.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的Ⅲ軸及軸上零件設(shè)計(jì) .32 6.3.1 齒輪的驗(yàn)算 32 6.3.2 傳動(dòng)軸 3 的驗(yàn)算 35 6.3.3 軸 3 組件的剛度驗(yàn)算 36 6.4 傳動(dòng)系統(tǒng)的Ⅳ軸及軸上零件設(shè)計(jì) .38 6.4.1 齒輪的驗(yàn)算 38 6.4.2 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算 40 6.4.3 軸 4 組件的剛度驗(yàn)算 41 6.5 傳動(dòng)系統(tǒng)的Ⅴ軸及軸上零件設(shè)計(jì) .43 6.5.1 齒輪的驗(yàn)算 43 6.5.2 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算 45 6.5.3 軸組件的剛度驗(yàn)算 47 7.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .49 7.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 .49 7.2 展開(kāi)圖及其布置 .49 7.3 I 軸（輸入軸）的設(shè)計(jì) .49 7.4 齒輪塊設(shè)計(jì) .50 7.5 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) .51 7.6 主軸組件設(shè)計(jì) .52 7.6.1 各部分尺寸的選擇 .52 7.6.2 主軸材料和熱處理 .52 7.6.3 主軸軸承 .53 7.6.4 主軸與齒輪的連接 .54 7.6.5 潤(rùn)滑與密封 .54 設(shè)計(jì)心得 55 結(jié) 論 56 參考文獻(xiàn) 57 致 謝 58 第 5 頁(yè) 共 57 頁(yè) CA6140 型車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1、緒論 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(mǎn)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(chē)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(chē)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(lèi)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(lèi)型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同，應(yīng)滿(mǎn)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(mǎn)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(mǎn)足的基本 要求有：滿(mǎn)足機(jī)床使用性能要求。首先應(yīng)滿(mǎn)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(mǎn)足機(jī)床傳遞動(dòng)力的要求。主電動(dòng)機(jī)和傳動(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(mǎn)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(mǎn)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。 本論文從資料查閱—總體設(shè)計(jì)－模塊設(shè)計(jì)—撰寫(xiě)論文歷時(shí)三個(gè)月，具體流 程如下所示： ? 資料查閱、熟悉課題 ? 繪制裝配草圖 ? 各零部件的尺寸確定 ? 校核各零件的強(qiáng)度 ? 繪制裝配圖和部分零件圖 ? 撰寫(xiě)論文、科技翻譯 第 6 頁(yè) 共 57 頁(yè) 2．設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1 普通車(chē)床的規(guī)格 2.1.1 車(chē)床的規(guī)格系列和用處 普通機(jī)床的規(guī)格和類(lèi)型有系列型號(hào)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)床主軸變速箱。主 要用于加工回轉(zhuǎn)體。 表 1.1 車(chē)床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)表 工件最大 回轉(zhuǎn)直徑 (mm)maxD 電機(jī)轉(zhuǎn)速 n ( )mir 最低轉(zhuǎn)速 ( min )r 電機(jī)功 率 P（kW ） 公比 ?轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) Z 400 1500 23.6 7.5 1.41 18 2.1.2 操作性能要求 1）具有皮帶輪卸荷裝置 2）手動(dòng)操縱雙向片式摩擦離合器實(shí)現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)及停止運(yùn)動(dòng)要求 3）主軸的變速由變速手柄完成 第 7 頁(yè) 共 57 頁(yè) 3.主動(dòng)參數(shù)參數(shù)的擬定 3.1 確定傳動(dòng)公比 ? 根據(jù)【1】 公式（3-2）因?yàn)橐阎?8P5.026.1????znR?1283minax?? 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 =1.26.7P?? 因?yàn)?=1.26= ，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?406.17P 23.6，再每跳過(guò) 3 個(gè)數(shù)（1.26～1.06）取一個(gè)轉(zhuǎn)速，即可得到公比為 1.26 的數(shù) 列： 23.6，30，37.5，47.5，60，75，95，118，150，190，236，300，375，475， 600，750，950，1180. 3.2 主電動(dòng)機(jī)的選擇 合理的確定電機(jī)功率 P，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。 現(xiàn)在以常見(jiàn)的中碳鋼為工件材料，取 45 號(hào)鋼，正火處理，車(chē)削外圓，表面 粗糙度 =3.2mm。采用車(chē)刀具，可轉(zhuǎn)位外圓車(chē)刀，刀桿尺寸：16mm 25mm。刀aR ? 具幾何參數(shù)： =15 ， =6 ， =75 ， =15 ， =0 ， =-0?o0?or?or?o?o01? 10 ， b =0.3mm，r =1mm。o1re 現(xiàn)以確定粗車(chē)是的切削用量為設(shè)計(jì)： ① 確定背吃刀量 和進(jìn)給量 f，根據(jù)【2】 表 8-50， 取 4mm，f 取 0.6pa4Ppa 。rm ② 確定切削速度，參【2】 表 8-57，取 V =1.7 。48Pcsm ③ 機(jī)床功率的計(jì)算， 主切削力的計(jì)算 根據(jù)【2】 - 表 8-59 和表 8-60，主切削力的計(jì)算4950 第 8 頁(yè) 共 57 頁(yè) 公式及有關(guān)參數(shù)： F =9.81 Z?Fcn60CFcZa?FcfcZvFcK =9.81 270 4 0.92 0.9515.?75.0615.0?? =3242（N） 切削功率的計(jì)算 = =3242 1.7 =5.5（kW）cPF?cv310??310? 依照一般情況，取機(jī)床變速效率 =0.8.? = =6.86(kW)Z8.5 根據(jù)【3】 表 12-1 Y 系列（IP44）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù),Y 系列167 （IP44）電動(dòng)機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型異步電動(dòng)機(jī)，具有防塵埃、 鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的特點(diǎn)，B 級(jí)絕緣，工業(yè)環(huán)境溫度不超過(guò) +40℃，相對(duì)濕度不超過(guò) 95%，海拔高度不超過(guò) 1000m，額定電壓 380V，頻 率 50Hz。適用于無(wú)特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床，泵，風(fēng)機(jī)，攪拌機(jī)，運(yùn)輸 機(jī)，農(nóng)業(yè)機(jī)械等。 根據(jù)以上要求，我們選取 Y132M-4 型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率 7.5kW,滿(mǎn) 載轉(zhuǎn)速 1440 ，額定轉(zhuǎn)矩 2.2，質(zhì)量 81kg。minr 至此，可得到上表 1.1 中的車(chē)床參數(shù)。 4.變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1 主變速方案擬定 擬定變速方案，包括變速型式的選擇以及開(kāi)停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè) 變速系統(tǒng)的確定。變速型式則指變速和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同 特點(diǎn)的變速型式、變速類(lèi)型。 變速方案和型式與結(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， 確定變速方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。 變速方案有多種，變速型式更是眾多，比如：變速型式上有集中變速，分 離變速；擴(kuò)大變速范圍可用增加變速組數(shù)，也可采用背輪結(jié)構(gòu)、分支變速等型 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 采用集中變速型式的主軸變速箱。 第 9 頁(yè) 共 57 頁(yè) 4.2 變速結(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)式的變速不失為有用的方法， 但對(duì)于分析復(fù)雜的變速并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效。 4.2.1 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目 數(shù)為 Z 的變速系統(tǒng)由若干個(gè)順序的變速組組成，各變速組分別有 、?Z ……個(gè)變速副。即 ? ??321Z? 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(jí)數(shù) Z 應(yīng)為 2 和 3 的因子，為實(shí)現(xiàn) 18 級(jí)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(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)床主軸箱的具體結(jié)構(gòu)、裝 置性能，應(yīng)滿(mǎn)足前多后少的原則，主軸上的傳動(dòng)副數(shù)主軸對(duì)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=3ⅹ3ⅹ2 4.2.2 變速式的擬定 12 級(jí)轉(zhuǎn)速變速系統(tǒng)的變速組，選擇變速組安排方式時(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，第一變速組的變速 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)變速組的變速副數(shù)常選用 2。 ① 18=3ⅹ3ⅹ2 ②18=3 ⅹ2ⅹ3 ③18=2 ⅹ3ⅹ3 等 4.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定 18 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)床主軸箱的具體結(jié)構(gòu)、裝 置性能，應(yīng)滿(mǎn)足前多后少的原則，主軸上的傳動(dòng)副數(shù)主軸對(duì)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=3ⅹ3ⅹ2 設(shè)計(jì)車(chē)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41min?u 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)2ax? 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5.2max?u 第 10 頁(yè) 共 57 頁(yè) 。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間變速軸的變??)10~8(25.)~(minaxma ???uR 速范圍最小。 4.2.4 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 2）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(guò)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(guò)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?? 4.2.6 結(jié)構(gòu)式的擬定 繪制轉(zhuǎn)速圖 ⑴、選擇 Y132M-4 型 Y 系列籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。 第 11 頁(yè) 共 57 頁(yè) ⑵、分配總降速變速比 總降速變速比 017.4/6.23/min??d 又電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因而增加一定比變速i140rd 副。 4.2.7 確定各變速組變速副齒數(shù) 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zS 小齒輪的齒數(shù)可以從【1】表 3-9 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 12 頁(yè) 共 57 頁(yè) 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(duì)轉(zhuǎn)速誤差 為：'nn???%101 '' ????????n 齒輪副的齒數(shù)和 ；120~z?S 滿(mǎn)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： 4.3 驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差 主軸各級(jí)實(shí)際轉(zhuǎn)速值用下式計(jì)算： ??3212 1udnE???? 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(duì)誤差的絕對(duì)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 26.5 30 37.5 47.5 60 75 95 118 150 實(shí)際轉(zhuǎn)速 26.8 30 37.5 47.6 60 75 97.3 118 150 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 190 236 300 375 475 600 750 950 1180 實(shí)際轉(zhuǎn)速 190.6 236 303.8 376.1 475 607.5 752.3 960 1185 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(mǎn)足要求。 4.4 繪制變速系統(tǒng)圖 根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動(dòng)機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖： 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) 32 40 24 48 28 44 45 45 30 60 18 72 63 32 19 76??%10n'-????? 第 13 頁(yè) 共 57 頁(yè) 第 5 章 動(dòng)力計(jì)算 5.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 輸出功率 P=7.5KW,轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min,n2=750r/min 5.2 計(jì)算設(shè)計(jì)功率 Pd edAdPK? 表 4 工作情況系數(shù) AK 原動(dòng)機(jī) ⅰ類(lèi) ⅱ類(lèi) 一天工作時(shí)間/h工作機(jī) 10? 10~16 16?0?10~16 16? 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7.5kW?1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3 第 14 頁(yè) 共 57 頁(yè) 心式壓縮機(jī)；輕型運(yùn)輸機(jī) 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)；7.5kW? 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 1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4 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 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 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) 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8 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)》P 296表 4， 取 KA＝1.1。即 1.7.kWdAedP??? 5.3 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)速 n1 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P297 圖 13－11 選取。 根據(jù)算出的 Pd＝7.7kW 及小帶輪轉(zhuǎn)速 n1＝1440r/min ，查圖得：d d=80～100 可知應(yīng) 選取 A 型 V 帶。 第 15 頁(yè) 共 57 頁(yè) 5.4 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P 298表 13－7 查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為 80～100mm 則取 dd1= 95mm ddmin.=75 mm（d d1根據(jù) P295表 13-4 查得） 表 3. V 帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑 mind 槽型 Y Z A B C D Emind 20 50 75 125 200 355 50021 240=1.9,=951.82.475d d??所 以 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P 295表 13-4 查“V 帶輪的基準(zhǔn)直徑” ，得 =180mm2d ① 誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比： （ 為彈性滑動(dòng)率）21180=.934()95(%)di?????誤 ? 誤差 ，符合要求1.34.0%.65i???誤 ＜ ② 帶速 19510v=7./66dnms?? 滿(mǎn)足 5m/s0.5mm,可避免滲氮層穿透剝落。 7.6.3 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m 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 第 53 頁(yè) 共 57 頁(yè) 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CDE 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。 1） 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(xiàn)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(xiàn)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。 7.6.4 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。 7.6.5 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m 第 54 頁(yè) 共 57 頁(yè) 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v 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?設(shè)計(jì)心得 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(mén)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(mén)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(zhuān)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)。 第 55 頁(yè) 共 57 頁(yè) 結(jié) 論 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)及部分計(jì)算，到這里基本結(jié)束了，由于筆者水平有限， 加之時(shí)間倉(cāng)促，僅對(duì)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)主要部分進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核，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，望老師多提寶貴意見(jiàn)。 經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)這門(mén)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)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，得到 XX 老師的精心指導(dǎo)和幫助，在 此表示衷心的感謝。 第 56 頁(yè) 共 57 頁(yè) 參考文獻(xiàn) 【1】候珍秀.《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，修訂版； 【2】 、于惠力 主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 科學(xué)出版社 第一版 【3】 、戴 曙 主編 《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社 【4】 、戴 曙 主編 《金屬切削機(jī)床》 機(jī)械工業(yè)出版社 第一版 【4】 、趙九江 主編 《材料力學(xué)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 第一版 【6】 、鄭文經(jīng) 主編 《機(jī)械原理》 高等教育出版社 第七版 【7】 、于惠力 主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 科學(xué)出版社 第 57 頁(yè) 共 57 頁(yè) 致 謝 在設(shè)計(jì)成過(guò)程中，感謝很多人的幫助和指點(diǎn)，首先我要感謝我的母校的辛勤培育，感 謝院系各位老師四年來(lái)的諄諄教誨，感謝他們默默的栽培我。 本次設(shè)計(jì)是在我的導(dǎo)師 XX 教授的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度， 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的 最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，在此，謹(jǐn)向教師表示衷心的感謝 和崇高的敬意！。 此外，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，也得到了其他老師和同學(xué)的幫助，設(shè)計(jì)任務(wù)一直在很好的 氛圍中進(jìn)行，在這里，也向他們表示真誠(chéng)的感謝！ 再次向設(shè)計(jì)中所有提供過(guò)幫助的人表示感謝！