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緒論 設(shè)計(jì)的過程是通過分析、創(chuàng)造和綜合而達(dá)到滿足特定功能目標(biāo)的一種活動。在此過程中需不斷的對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評論，根據(jù)評價(jià)的結(jié)果進(jìn)行修改，在設(shè)計(jì)的過程中不斷地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。金屬切削機(jī)床是機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備，隨著社會不斷發(fā)展和科學(xué)不斷進(jìn)步對機(jī)床設(shè)計(jì)要求越來越高，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助工程應(yīng)用。使得機(jī)床的設(shè)計(jì)理論和方法由人工繪圖向計(jì)算機(jī)繪圖，由定性設(shè)計(jì)向定量設(shè)計(jì)。由表態(tài)和線性分析向動態(tài)和非線性分析，由可行性設(shè)計(jì)向最佳設(shè)計(jì)過度。 金屬切削機(jī)床的基本功能是提供切削加工所必需運(yùn)動和動力。機(jī)床基本工作原理是通過刀具與工件之間相對運(yùn)動，由刀具切除工件加工表面多余的金屬材料，形成工件加工表面的幾何形狀、尺寸，并達(dá)到其精度要求。X6132萬能升降臺銑床是一個(gè)十分典型的普通車床，廣泛的應(yīng)用在生產(chǎn)中。 主軸箱的設(shè)計(jì)不僅要滿足機(jī)床總體布局變速箱的形狀和尺寸的限制、達(dá)到18級轉(zhuǎn)速，還要便于裝配、調(diào)整、潤滑和維修。 根據(jù)指導(dǎo)教師的推薦、重點(diǎn)選用《金屬切削機(jī)床》以及輔助類書刊包括《材料力學(xué)》、《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》、《機(jī)械制圖》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》等圖書。 其中，《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》無疑是系統(tǒng)化介紹和設(shè)計(jì)車床的資料。它從機(jī)床設(shè)計(jì)的步驟，機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)化，機(jī)床的總體布局到主要參數(shù)的確定。在主要的傳動設(shè)計(jì)中，參考齒輪齒數(shù)和齒輪直徑的確定，是主軸箱的尺寸，軸的軸徑，以及傳動精度等一系列布局。在結(jié)構(gòu)式，結(jié)構(gòu)網(wǎng)確定之后，要對傳動件的結(jié)構(gòu)、材料、構(gòu)造等進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)及齒輪模數(shù)確定等。 傳動件包括齒輪、傳動軸、離合器、制動裝置等。其中齒輪的構(gòu)造中三聯(lián)滑移齒輪，對齒輪的拼裝，齒輪太窄或太寬時(shí)的處理，齒輪在軸上的定位問題都有比較全面的論述。 傳動軸在反復(fù)彎曲載荷和扭曲載荷下不發(fā)生疲勞破壞。在剛度方面，軸的彎曲和扭曲載荷下不致產(chǎn)生過大的變形。高速旋轉(zhuǎn)的軸還應(yīng)計(jì)算器臨界轉(zhuǎn)速，以免發(fā)生共振，傳動軸首先要估算直徑，然后再進(jìn)行剛度驗(yàn)算。提高剛度時(shí)可以采用加大軸的直徑縮短軸的長度，使軸上的主動和被動傳動件盡可能的靠近，使傳動件靠近軸。 文獻(xiàn)資料室一個(gè)設(shè)計(jì)者必備的工具，選擇全面的實(shí)用的工具是設(shè)計(jì)者必備的素質(zhì)。其實(shí)，整個(gè)設(shè)計(jì)的過程就是將大學(xué)四年學(xué)習(xí)的知識融會貫通的過程，很多當(dāng)時(shí)不會用的感覺泛泛的東西通過設(shè)計(jì)將變得更具體，可行，學(xué)會應(yīng)用資料，為我所用，能將那些規(guī)格化的鼓勵(lì)的零件經(jīng)過計(jì)算，設(shè)計(jì)成一臺可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械，就是我們設(shè)計(jì)的根本意圖所在了。 我們設(shè)計(jì)還是比較初級模型，在實(shí)踐中，只有不斷的改進(jìn)，才能達(dá)到高的生產(chǎn)效率，然而，基礎(chǔ)的知識和原理是設(shè)計(jì)的源頭，就我個(gè)人而言，我希望能通過這次專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)對自己未來從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作、學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限、設(shè)計(jì)中難免有許多不妥之處，懇請老師多多指教。 目錄 一、 概述 4 1.1金屬切削機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 4 1.2機(jī)床畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 4 1.3車床的規(guī)格系列和用處 4 1.4 操作性能要求 5 二、傳動設(shè)計(jì) 5 2.1 主傳動方案擬定 5 2.2 傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 5 2.2.1 確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目 5 2.2.2 確定傳動順序 6 2.2.3 確定擴(kuò)大順序 6 2.2.4 確定變速組中的極限傳動比及變速范圍...............................................................................6 2.2.5 確定最小傳動比............................................................................................................................7 三、 傳動件的估算 9 3.1 帶輪設(shè)計(jì) 9 3.2 齒輪齒數(shù)的確定和計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 11 3.2.1 齒輪齒數(shù)的確定 11 3.2.2 齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 14 3.3 軸及傳動軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 16 3.4 齒數(shù)模數(shù)的確定 16 3.5 傳動軸直徑的確定.................................................................................................................................17 3.6 主軸軸徑的確定.....................................................................................................................................18 四、驗(yàn)算主要零件 18 4.1齒輪模數(shù)驗(yàn)算 18 4.2 傳動軸剛度驗(yàn)算 20 4.3 軸承壽命驗(yàn)算 22 五、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 24 5.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 24 六、總結(jié) 24 七、參考文獻(xiàn) 24 一、概述 1.1 金屬切削機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 金屬切削機(jī)床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器，它是制造機(jī)器的機(jī)器，又稱為“工作母機(jī)”或“工具機(jī)”。 在現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)中，金屬切學(xué)機(jī)床是加工機(jī)器零件的主要設(shè)備，它所擔(dān)負(fù)的工作量，約占機(jī)器總制造工作量的40%～60%。機(jī)床的技術(shù)水平直接影響機(jī)械制造工業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。 1.2機(jī)床畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)生學(xué)完相應(yīng)課程及先行課程之后進(jìn)行的實(shí)習(xí)性教學(xué)環(huán)節(jié)，是大學(xué)生的必修環(huán)節(jié)，其目的在于通過機(jī)床運(yùn)動機(jī)械變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使學(xué)生在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)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，并培養(yǎng)學(xué)生具有初步的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。 1.3車床的規(guī)格系列和用處 規(guī)格系列： 表1 X6132萬能升降臺銑床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù) 最低轉(zhuǎn)速 Nmin ( ) 最低轉(zhuǎn)速 Nmax ( ) 主電機(jī)轉(zhuǎn)速 ( ) 主電機(jī)功率 N（kw） 公比 轉(zhuǎn)速級數(shù)Z 30 1500 1450 7.5 1.26 18 1.4 操作性能要求 用處：該機(jī)床用于銑削平面、斜面、溝槽、齒輪等。工作臺可繞垂直軸在 水平面范圍整，如采用分度頭附件，還可加工螺旋表面。 二、傳動設(shè)計(jì) 2.1 主傳動方案擬定 擬定傳動方案，包括傳動型式的選擇以及開停、幻想、制動、操縱等整個(gè)傳動系統(tǒng)的確定。傳動型式則指傳動和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同特點(diǎn)的傳動型式、變速類型。 傳動方案和型式與結(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。 傳動方案有多種，傳動型式更是眾多，比如：傳動型式上有集中傳動，分離傳動；擴(kuò)大變速范圍可用增加傳動組數(shù)，也可用背輪結(jié)構(gòu)、分支傳動等型式；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，我們采用集中傳動型式的主軸變速箱。 2.2 傳動結(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(fù)雜的傳動并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效。 2.2.1 確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目 一定變速組組數(shù)的變速系統(tǒng)可由不同數(shù)目的變速組組成。變速傳動裝置總變速級數(shù)應(yīng)等于各變速組變速級數(shù)的連乘積，即，式中Z—主軸總變速級數(shù)；p、q、r—各組變速機(jī)構(gòu)的變速級數(shù)（即為每組傳動副數(shù)）。 減少變速組的數(shù)目可以縮短傳動鏈，但在總變速級數(shù)不一定的情況下，勢必會增加各變速組內(nèi)傳動副數(shù)目P，并且降速過快，會導(dǎo)致齒輪的徑向尺寸增大。18級轉(zhuǎn)速的變速系統(tǒng)，其變速級和傳動副數(shù)的組合方案為： 首先應(yīng)該確定，預(yù)使主軸得到18級轉(zhuǎn)速需要幾個(gè)變速組，以及他們各需要幾個(gè)傳動副。 方案①②③：變速組數(shù)目為3個(gè)，傳動軸數(shù)最少為4根，但齒輪對數(shù)目為，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，同時(shí)由于機(jī)床結(jié)構(gòu)原因，通常采用雙聯(lián)或三聯(lián)齒輪進(jìn)行變速。 方案④~⑦：雖然變速組數(shù)目為2個(gè)，傳軸軸數(shù)最少為3根，但齒輪對數(shù)目為3+6=9、9+2=11，比方案①~③中多。同時(shí)使變速箱的軸向尺寸增加，使操縱機(jī)構(gòu)變得復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)。 綜上所述，主軸為18級轉(zhuǎn)速的變速系統(tǒng)，應(yīng)采用由3個(gè)變速組所組成的方案，即應(yīng)選擇方案①②③。 2.2.2確定傳動順序 在一般情況下，變速系統(tǒng)為降速的，電動機(jī)轉(zhuǎn)速往往比主軸變速范圍內(nèi)大多數(shù)轉(zhuǎn)速高，現(xiàn)對上述方案進(jìn)行分析。 方案①：變速組a有3對傳動副，在靠近主軸處為低速的變速組b為2對，變速組c也為2對。根據(jù)扭矩公式可知，當(dāng)傳動件傳遞的功率一定，轉(zhuǎn)速高時(shí)所傳遞的扭矩小，則軸、齒輪等傳動件尺寸相應(yīng)的可小一些。因此，從傳動順序來說，應(yīng)盡量使前面的傳動件多些，可節(jié)省材料，減輕重量，故第一方案為最佳方案。 2.2.3確定擴(kuò)大順序 當(dāng)傳動順序確定后，由于基本組、擴(kuò)大組的排列順序不同，可得出不同的排列方案，其結(jié)構(gòu)式為： 射線開口大勢必造成低轉(zhuǎn)速較低，其結(jié)果是使傳動件的尺寸較大。因此，在網(wǎng)上表現(xiàn)為前后傳動組的射線間開口笑，后面?zhèn)鲃咏M的射線間開口大，這時(shí)各變速組的變速范圍是逐漸增大的，故方案①為最佳方案。 2.2.4確定變速組中的極限傳動比及變速范圍 在主傳動系統(tǒng)中，對于降速，為了防止被動齒輪的直徑過大而使徑向尺寸太大，常應(yīng)限制最小傳動比。對于升速，為了防止產(chǎn)生過大的振動和噪聲，常應(yīng)限制最大傳動比。 由于齒輪副的極限傳動比有了限制，則變速組的最大變速范圍相應(yīng)地也應(yīng)有一定的限制。在主運(yùn)動中： 因此，一般只要最后擴(kuò)大組的變速范圍不超過限制范圍，則其余的變速組也不會超過。通常，最后擴(kuò)大組的傳動副數(shù)為2，可以減少最后擴(kuò)大組的變速范圍，以利于不超過限制范圍。因此，設(shè)計(jì)傳動系統(tǒng)時(shí)，Rn值的擴(kuò)大，由于受到值的限制，就不能通過無限增加變速組的數(shù)目來實(shí)現(xiàn)。 驗(yàn)算：方案，其最后擴(kuò)大組的變速范圍，合格。 2.2.5確定最小傳動比 在設(shè)計(jì)傳動系統(tǒng)時(shí)，電動機(jī)與主軸的轉(zhuǎn)速已經(jīng)確定。當(dāng)降速時(shí)，分配傳動比應(yīng)使各個(gè)中間傳動軸的最低轉(zhuǎn)速適當(dāng)?shù)馗咝?。因?yàn)閚高后，在傳遞一定功率下，傳遞的扭矩就小，相應(yīng)的使傳動件的尺寸也小。未來使更多的傳動件在相對高速下工作，減少變速箱的結(jié)構(gòu)尺寸，除了在傳動順序上前多后少，擴(kuò)大順序上前密后疏，對于降速運(yùn)動最小傳動比應(yīng)采取前緩后急的原則，即在傳動順序上，越靠前最小傳動比越小，最后變速組的最小傳動比常取1/4。 據(jù)上所述，主運(yùn)動轉(zhuǎn)速圖為： 傳動系統(tǒng)圖為： 三、 傳動件的估算 3.1 帶輪設(shè)計(jì) 1、確定計(jì)算功率 查表8-6 知 = 2、選擇帶型 根據(jù)計(jì)算功率 和小帶輪轉(zhuǎn)速由圖8-9知選擇V帶B型。 3、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)8-11圖，取主動輪基準(zhǔn)直徑=150mm 根據(jù)式（8-15）從動輪基準(zhǔn)直徑 ==1.933112=290mm 根據(jù)表8-8取=290mm 按式（8-13）驗(yàn)算帶的速度 帶的速度合適 4確定A型V帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距 根據(jù)初步確定中心距：初定中心距 根據(jù)式（8-22）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度 由表8-2選帶的基本長度Ld=1600mm 按式（8-21）計(jì)算實(shí)際中心距 5、驗(yàn)算主動輪上的包角 由（8-6）得： 主動輪的包角合適 6、計(jì)算V型帶的根數(shù)Z 由式（8-22） 由 查表8-4a和表8-4b 得 查表8-5得： 查表8-2得 7、計(jì)算預(yù)緊力 由式8-27知 查表8-3得q=0.18kg/m 故： 8、計(jì)算作用在軸上的壓軸力式（8-28） =2Z 3.2 齒輪齒數(shù)以及計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 當(dāng)各變速組的傳動比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。對于定比傳動的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊推薦的方法確定。對于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí)，變速組內(nèi)每對齒輪的齒數(shù)和及小齒輪的齒數(shù)可以從表3-6（機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)）中選取。一般在主傳動中，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。 3.2.1齒輪齒數(shù)的確定 第一組齒輪：傳動比，查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表1.7可得相應(yīng)的齒數(shù)和的值可取60，78..........,我們可取的值為60，則各齒輪相對應(yīng)的齒數(shù)為 檢查主軸各級轉(zhuǎn)速誤差：檢驗(yàn)式為 式中 ★第一對齒輪 ① 符合要求 ★第二對齒輪 ② 符合要求 ★第三對齒輪 ③ 符合要求 第二組齒輪：傳動比，查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表1.7可得相應(yīng)的齒數(shù)和的值可取70,77..........,我們可取的值為70，則各齒輪相對應(yīng)的齒數(shù)為 檢查主軸各級轉(zhuǎn)速誤差：檢驗(yàn)式為 式中 ★第一對齒輪 ① 符合要求 ★第二對齒輪 ② 符合要求 ★第三對齒輪 ③ 符合要求 第三組齒輪：傳動比，查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表1.7可得相應(yīng)的齒數(shù)和的值可取85,89,90,95..........,我們可取的值為89，則各齒輪相對應(yīng)的齒數(shù)為 檢查主軸各級轉(zhuǎn)速誤差：檢驗(yàn)式為 式中 ★第一對齒輪 ① 符合要求 ★第二對齒輪 ② 符合要求 3.2.2齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 ①齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪裝在Ⅳ軸上，從轉(zhuǎn)速圖可以看出，共有118r/min~750r/min共9級轉(zhuǎn)速，經(jīng)齒輪/傳動主軸得到235r/min~1500r/min這9級轉(zhuǎn)速能傳遞全部功率，故齒輪的這9級轉(zhuǎn)速也能傳遞全部功率，其中最低轉(zhuǎn)速118r/min正好為齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 ②齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪裝在Ⅴ軸（主軸）上，有235r/min~1500r/min共9級轉(zhuǎn)速，都能傳遞全部功率，其最低轉(zhuǎn)速235r/min即為齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 ③齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪裝在Ⅳ軸上，有118r/min~750r/min共9級轉(zhuǎn)速。其中375r/min~750r/min的4級轉(zhuǎn)速能傳遞全部功率，而118r/min~300r/min的5級轉(zhuǎn)速不能傳遞全部功率。因此，齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速即為375r/min。 其余依次類推，各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下。 齒輪序號 計(jì)算轉(zhuǎn)速 1450 695 695 475 695 375 695 300 300 齒輪序號 計(jì)算轉(zhuǎn)速 475 300 235 300 118 118 235 375 95 齒輪的具體值見表 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 3 23 4 92 100 82 4 5 4 37 4 148 156 138 4 5 5 20 4 80 88 70 4 5 6 40 4 160 168 150 4 5 7 17 4 68 76 58 4 5 8 43 4 172 172 162 4 5 9 43 4 172 172 162 4 5 10 27 4 108 116 98 4 5 11 31 4 124 124 114 4 5 12 39 4 156 156 146 4 5 13 20 4 80 88 70 4 5 14 50 4 200 208 190 4 5 15 59 3 177 183 169.5 3 3.75 16 30 3 90 96 82.5 3 3.75 17 18 4 72 80 62 4 5 18 71 4 284 292 274 4 5 3.3軸及傳動軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 ①主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。由《械制造裝備設(shè)計(jì)》中表1.8可查出 ②傳動軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。從轉(zhuǎn)速圖上可以看出，Ⅳ軸共有9級轉(zhuǎn)速：118r/min~1500r/min之間的所有轉(zhuǎn)速都傳遞全部功率。此時(shí)，Ⅳ軸若經(jīng)齒輪副/傳動主軸，它只有在375r/min~750r/min的那4級轉(zhuǎn)速時(shí)才能傳遞全部功率；若經(jīng)過齒輪副/傳動主軸。則118r/min~750r/min的9級轉(zhuǎn)速能傳遞全部功率，因此，其中的最低轉(zhuǎn)速118r/min即為Ⅳ軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 其余，依次類推。各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下： 軸序號 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 計(jì)算轉(zhuǎn)速 1450 750 300 118 95 3.4齒數(shù)模數(shù)的確定 一般同一變速組中的齒輪取同一模數(shù)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪按簡化的接觸疲勞強(qiáng)度公式計(jì)算 式中：——按疲勞接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù) ——驅(qū)動電機(jī)功率 ——計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 ——大齒輪齒數(shù)和小齒輪齒數(shù)之比 ——小齒輪齒數(shù) ——齒寬系數(shù)，（B為齒寬，m為模數(shù)）， ——許用接觸應(yīng)力 傳動組1模數(shù)： 傳動組2模數(shù)： 傳動組3模數(shù)： 故選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 3.5傳動軸直徑的計(jì)算 傳動軸的直徑可按下列扭轉(zhuǎn)剛度公式進(jìn)行計(jì)算 取 取 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊3.19-3~17表知 取花鍵軸尺寸為 取 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表取花鍵軸尺寸為 取 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表3.19-3~17 取花鍵軸尺寸為 將計(jì)算結(jié)果列成表格形式， 如： 軸號 花鍵軸尺寸 備注 Ⅰ 7.2 1410 26 35 平鍵 Ⅱ 6.77 750 30.1 45 6-423610 花鍵 Ⅲ 6.374 30 37.3 45 6-484212 花鍵 Ⅳ 6 75 52 50 6-555014 花鍵 3.6主軸軸頸的確定 根據(jù)功率N=7.5kw 在5.5~7.5之間 知 主軸軸頸選75~100 取d=75mm 四、驗(yàn)算主要零件 4.1齒輪模數(shù)驗(yàn)算 一般按接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算，選取某軸上承受載荷最大的齒輪和同材料同模數(shù)齒輪中齒輪最少齒寬最小的齒輪進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算對象主軸前軸的小齒輪 即第IV軸 （1）、按接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 由258頁5.4-84材料彈性系數(shù) 由表5.4-85齒輪材料性能系數(shù) 由表5.4-80查得 --嚙合角影響系數(shù) 非變位齒輪 =14.84（2）按彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算（防止齒根折斷） --齒形系數(shù) 非變位外嚙合直齒輪圓柱齒輪 =1 =1.29 =0.85 259頁表5.4-85查得 =1.04 =1 =0.85 =30.65 所以 所以 合格 4.2傳動軸剛度驗(yàn)算（軸） （1）計(jì)算軸的平均直徑，畫出計(jì)算簡圖。 花鍵軸： （2）計(jì)算該周傳遞的扭矩 6.374kw 375r/min =162324.533mm (3)、求作用在齒輪處B點(diǎn)的力 切向力： 徑向力： (4)、求作用在齒輪處C點(diǎn)的力 切向力： 徑向力： (5)、計(jì)算撓度應(yīng)用552頁表5.8公式 E=2.1N/mm I=81844mm 校： = =0.5=0.0164mm = =0.5=0.0207mm = =0.5=0.0316mm (6)、計(jì)算傾角，應(yīng)用【1】552頁表5.8-16公式 A: =rad =0.5=0.00028 rad =rad =0.5=0.00034 rad D: =rad =0.5=-0.00021 rad =rad =0.5=-0.00034 rad =+=0.0741 =+=0.0043 =+=0.1015 =+=0.012 =+=0.00126 rad =+=0.00006 rad =+=-0.00101 rad =+=-0.00009 rad =rad =rad 由551頁表5.8-14查得【Y】=（0.0003~0.0005）l=0.1032mm 故【Q】=0.0025 rad 所以 合格 4.3、軸承壽命的驗(yàn)算 軸承的壽命應(yīng)滿足 --額定壽命 T—工作期限 h ；通常取T=10000h 額定壽命的計(jì)算公式：= 式中：n--軸承（即軸）的計(jì)算轉(zhuǎn)速； --壽命指數(shù)，球軸承=3， 滾子軸承=10/3 C--額定動負(fù)荷 （N） P--當(dāng)量動負(fù)荷 --47.8(6212型) --71.5 P=x --徑向負(fù)荷（由支反力解出） --軸向負(fù)荷（該系統(tǒng)的軸向負(fù)荷為0） 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊584頁表5.9-18查得： X=1 y=0 所以 ：== == A端：6212型軸承： D端：6216型軸承： 校核合格 五、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 5.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動件（傳動軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動器等）、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。 主軸變速箱是機(jī)床的重要部件。設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個(gè)方面的問題。 精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動效率要求，主軸前軸承處溫度和溫升的控制，結(jié)構(gòu)工藝性，操作方便、安全、可靠原則，遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則。 主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)中不可避免要經(jīng)過反復(fù)思考和多次修改。 六、總結(jié) 在畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，我也遇到了一些問題。設(shè)計(jì)過程也是培養(yǎng)我們認(rèn)真細(xì)心的態(tài)度。 在此過程中不斷發(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，這對以后的學(xué)習(xí)和工作都有積極的意義。 總之，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多東西。 七、參考文獻(xiàn) [1] 顧熙棠，遲建山，胡寶珍.《金屬切削機(jī)床》（下冊）.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社 [2] 《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》編寫組編.《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》第二冊（上）.北京：機(jī)械工出版社，1979.4 [3] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈爾濱市教育局《專用機(jī)床設(shè)計(jì)與制造》編寫組.《專用機(jī)床設(shè)計(jì)與制造》. 哈爾濱：黑龍江人民出版社，1979. 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