最大回轉(zhuǎn)直徑為320mm臥式機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)【P=5.5KW轉(zhuǎn)速范圍37.5-1700公比1.41】

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1、 課 程 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì) 系 別 班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱 起止日期：——至 年7 月15日止 機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表 系（部）： 班級(jí)： 學(xué)生姓名： 指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 審 意 見(jiàn) 評(píng)價(jià) 內(nèi)容 具 體 要 求 權(quán)重 評(píng) 分 加權(quán)分 調(diào)研 論證 能獨(dú)立查閱文獻(xiàn),收集資料；能制定

2、課程設(shè)計(jì)方案和日程安排。 0.1 5 4 3 2 工作能力 態(tài)度 工作態(tài)度認(rèn)真，遵守紀(jì)律，出勤情況是否良好，能夠獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作， 0.2 5 4 3 2 工作量 按期圓滿完成規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)，工作量飽滿，難度適宜。 0.2 5 4 3 2 說(shuō)明書(shū)的質(zhì)量 說(shuō)明書(shū)立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理，文字通順，技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn)確，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào)齊全，圖表完備，書(shū)寫(xiě)工整規(guī)范。 0.5 5 4 3 2 指導(dǎo)教師評(píng)審成績(jī) （加權(quán)分合計(jì)乘以12） 分 加權(quán)分合計(jì) 指 導(dǎo) 教 師 簽 名： 年 月 日 評(píng)

3、 閱 教 師 評(píng) 審 意 見(jiàn) 評(píng)價(jià) 內(nèi)容 具 體 要 求 權(quán)重 評(píng) 分 加權(quán)分 查閱 文獻(xiàn) 查閱文獻(xiàn)有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力 0.2 5 4 3 2 工作量 工作量飽滿，難度適中。 0.5 5 4 3 2 說(shuō)明書(shū)的質(zhì)量 說(shuō)明書(shū)立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理，文字通順，技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn)確，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào)齊全，圖表完備，書(shū)寫(xiě)工整規(guī)范。 0.3 5 4 3 2 評(píng)閱教師評(píng)審成績(jī) （加權(quán)分合計(jì)乘以8） 分 加權(quán)分合計(jì) 評(píng) 閱 教 師 簽 名： 年 月 日 課 程 設(shè) 計(jì) 總 評(píng)

4、 成 績(jī) 分 專業(yè)設(shè)計(jì)題目：機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)—第4組 一、題目：機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì) 二、主要技術(shù)參數(shù)： 1、臥式車床，最大回轉(zhuǎn)直徑為320mm。 2、原始數(shù)據(jù)： 電動(dòng)機(jī)功率 P/kw nmax （rmin-1） nmin （rmin-1） 公比 f 工件 材料 刀具 材料 5.5 1700 37.5 1.41 45 YT15 反轉(zhuǎn)： 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)：根據(jù)給定的轉(zhuǎn)速范圍及公比，擬定傳動(dòng)方案，確定結(jié)構(gòu)形式，畫(huà)轉(zhuǎn)速圖，畫(huà)傳動(dòng)系統(tǒng)圖（研究分析齒輪排列方案），計(jì)算帶輪直徑和齒輪齒數(shù)。 2、動(dòng)力計(jì)算：根據(jù)

5、電動(dòng)機(jī)功率，確定各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速，對(duì)主要零件（如帶、齒輪、主軸、傳動(dòng)軸、軸承等）進(jìn)行計(jì)算（初算和驗(yàn)算）。 3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：進(jìn)行傳動(dòng)軸系，變速機(jī)構(gòu)，主軸組件，操縱機(jī)構(gòu)，換向和制動(dòng)裝置，箱體，潤(rùn)滑和密封的布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 4、編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 四、應(yīng)完成的任務(wù) 本學(xué)期第15周課程設(shè)計(jì)，以設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)數(shù)據(jù)為依據(jù)，繪制： 2、展開(kāi)圖一張（A0）——計(jì)算機(jī)CAD繪圖，主軸零件圖1張。 五、要求 1、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)字體端正，層次分明，格式排版準(zhǔn)確。 2、圖紙圖面清潔，標(biāo)注準(zhǔn)確，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)； 六、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)主要內(nèi)容及裝訂順序 1、封皮 2、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)； 3、成

6、績(jī)?cè)u(píng)審意見(jiàn)表 4、中文摘要和關(guān)鍵詞 5、目錄（標(biāo)題及頁(yè)次）； 6、機(jī)床用途和性能（簡(jiǎn)要）； 7、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和擬定（簡(jiǎn)要方案比較分析；畫(huà)傳動(dòng)系統(tǒng)圖要規(guī)范）； 8、主要零件的估算或計(jì)算和驗(yàn)算（主軸組件剛度計(jì)算）； 9、重要結(jié)構(gòu)的選擇分析； 10、設(shè)計(jì)小結(jié)； 11、參考文獻(xiàn)（列序號(hào)、作者、書(shū)名、出版社及年月）；至少6篇 目錄 1.機(jī)床用途和性能 1 2.參數(shù)的擬定 1 3.傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2 4.主要傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算估算 4 5.車床傳動(dòng)系統(tǒng)圖的確定 13 6.片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算 14 7.核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 15 8.主軸軸承的選擇 15 9.齒輪校

7、驗(yàn) 16 10.主軸的設(shè)計(jì)彎曲剛度驗(yàn)算 20 11.滾動(dòng)軸承的驗(yàn)算 27 12.潤(rùn)滑與密封 27 13.其他問(wèn)題 28 14．設(shè)計(jì)小結(jié) 29 15．參考文獻(xiàn) 30 1 1.機(jī)床用途和性能 機(jī)床（英文名稱：machine tool）是指制造機(jī)器的機(jī)器，亦稱工作母機(jī)或工具機(jī)，習(xí)慣上簡(jiǎn)稱機(jī)床。一般分為金屬切削機(jī)床、鍛壓機(jī)床和木工機(jī)床等?，F(xiàn)代機(jī)械制造中加工機(jī)械零件的方法很多：除切削加工外，還有鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓等，但凡屬精度要求較高和表面粗糙度要求較細(xì)的零件，一般都需在機(jī)床上用切削的

8、方法進(jìn)行最終加工。機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的建設(shè)中起著重大作用。 車床是主要用車刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床。在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。車床主要用于加工軸、盤(pán)、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床。 2.參數(shù)的擬定 2.1主運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定 因?yàn)橹鬏S變速范圍 ， 則 主軸正轉(zhuǎn)級(jí)數(shù)得z=12.04，取整的z=12 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求得主軸反轉(zhuǎn)級(jí)數(shù) 2.2主電機(jī)功率的確定 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。 根據(jù)已知參數(shù)選擇電動(dòng)機(jī)Y13

9、2S-4 額定功率5.5kw 滿載轉(zhuǎn)速1440r/min 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、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

10、。 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，即變速級(jí)數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子： ，可以有三種方案： 12=322；12=232；12=223； 3.2.2傳動(dòng)式的擬

11、定 傳動(dòng)副前多后少的原則。 按此原則， 因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求，需要在第一根軸上加入摩擦片離合器，來(lái)實(shí)行正反轉(zhuǎn)。軸的尺寸較長(zhǎng)，為使結(jié)構(gòu)緊湊，第一變速組采用了雙聯(lián)齒輪，而不是按照前多后少的原則采用三個(gè)傳動(dòng)副。因此選擇 3.2.3結(jié)構(gòu)式的擬定 變速組的降速要前慢后快，中間軸的轉(zhuǎn)速不宜超過(guò)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 第一根軸成為第一擴(kuò)大組，也不符合原則，但是，卻使結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，減少變速組和傳動(dòng)件數(shù)目。因此，確定結(jié)構(gòu)式。 3.2.4驗(yàn)算變速組變速范圍 主軸的變速范圍應(yīng)等于主傳動(dòng)變速系中各變速組變速范圍的乘積，即檢查變速組的變速范圍是否超過(guò)極限值時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。因?yàn)槠渌淖兯俳M的

12、變速范圍都比最后擴(kuò)大組的小，只要最后擴(kuò)大組的變速范圍不超過(guò)極限值，其他變速組更不會(huì)超出極限值。因此，只需檢查最后擴(kuò)大組的變速范圍，如下 符合要求，確定方案。 3.3車床正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖 圖一 4.主要傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算估算 4.1V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)公式 (正反轉(zhuǎn)時(shí)，K需再乘1.1） 式中P---電動(dòng)機(jī)額定功率，K --工作情況系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖8-11根據(jù)

13、功率查表選得V帶，因此選擇A型帶。 (2)確定帶輪的計(jì)算直徑， 小帶輪直徑應(yīng)滿足d盡量選用較大的值，以減小V帶的彎曲應(yīng)力，從而提高V帶的使用壽命。 則取95mm， D取整得160mm (3)確定三角帶速度 按公式 (4)初定中心距 中心距過(guò)小，V帶短，因而增加V帶的單位時(shí)間彎曲次數(shù)，降低V帶的壽命；反之中心距過(guò)大，在帶速較高時(shí)易引起振動(dòng)。因此，取系數(shù)為1.7，則帶入公式=(0.6~2)(D+d)=1.7(95+160)=433.5mm (5)V帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2將得到的值圓整到標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算長(zhǎng)度L=1430mm (6)驗(yàn)算三角帶的撓曲次

14、數(shù) (7)確定實(shí)際中心距 代入數(shù)據(jù)得， (8)驗(yàn)算小帶輪包角 代入數(shù)據(jù)得，，符合條件。 (9) 確定V帶根數(shù) 單根V帶的額定功率 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表8-4可得 根據(jù)， 計(jì)算V帶的根數(shù)Z 故取V帶根數(shù)為5根。 (10)求作用在支承軸上的徑向力Q 查表1-17得 Q=2Szsin =21705sin(172.75/2)=1696.6(N) 4.2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

15、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各個(gè)傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 ⑴ 主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 主軸的計(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(jí)。 根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表2-9 (2)各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 變速組c 有兩個(gè)傳動(dòng)副， 是軸Ⅲ通過(guò)18/72 獲得，軸Ⅲ有6級(jí)轉(zhuǎn)速。軸Ⅲ的最低轉(zhuǎn)速為，通過(guò)雙聯(lián)齒輪獲得，主軸獲得轉(zhuǎn)速為，需傳遞全部功率。故也應(yīng)傳遞全部功率，是計(jì)算轉(zhuǎn)速，故 ，是經(jīng)軸Ⅱ的最低轉(zhuǎn)速獲得，故。 同理。 （3 ）、主軸各級(jí)實(shí)際轉(zhuǎn)速值用下式計(jì)算： n= n電機(jī)dd1 /dd2（1-

16、ε）iaibic 式中ia、ib、ic分別為變速組a、b、c的齒輪傳動(dòng)比。ε取0.02。 轉(zhuǎn)速誤差用主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速與理論轉(zhuǎn)速相對(duì)誤差的絕對(duì)值表示： 主軸轉(zhuǎn)速 n1 n2 n3 n4 n5 n6 理論轉(zhuǎn)速 37.5 53 75 106 150 212 實(shí)際轉(zhuǎn)速 37.16 53.09 74.32 104.74 149.63 209.48 轉(zhuǎn)速誤差% 0.009 0.0016 0.0068 0.0118 0.0024 0.0118 主軸轉(zhuǎn)速 n7 n8 n9 n10 n11 n12 理論轉(zhuǎn)速 300

17、 425 600 850 1180 1700 實(shí)際轉(zhuǎn)速 297.32 424.74 594.64 837.9 1097 1675.8 轉(zhuǎn)速誤差% 0.0089 0.0006 0.0089 0.0142 0.0144 0.0142 正轉(zhuǎn)速誤差 表1 轉(zhuǎn)速誤差均小于4.1%，滿足要求。 4.2.2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

18、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。則II，III軸是花鍵軸。 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。 4.2.3 傳動(dòng)軸及主軸直徑的估算 其中：P-

19、電動(dòng)機(jī)額定功率 K-鍵槽系數(shù) A-系數(shù) -從電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積； -該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 計(jì)算轉(zhuǎn)速是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系確定。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表2-3得 V帶傳動(dòng)效率 齒輪傳動(dòng)效率 一對(duì)球軸承傳動(dòng)效率 根據(jù)《機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》389頁(yè)公式，，并查表7-12得到取1。 ①Ⅰ軸的直徑：取 ②Ⅱ軸的直徑：取 ③Ⅲ軸的直徑：取 其中：P-電動(dòng)機(jī)額定功率（kW）； -從電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積； -該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)

20、速（）； -傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角（）。 查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表3-1，初選主軸前軸頸直徑為 主軸后軸頸直徑 ,取 主軸平均直徑 普通車床內(nèi)孔直徑 取d=57mm 主軸前端懸伸量 取a=105mm 此軸徑為平均軸徑，設(shè)計(jì)時(shí)可相應(yīng)調(diào)整。 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 利用查表法求出各齒輪齒數(shù)如下表2： 變速組 傳動(dòng)組a 傳動(dòng)組b 傳動(dòng)組c 齒數(shù)和 84 72 101 齒輪 Z1 Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 齒數(shù) 42 42 22 62 36

21、36 24 48 30 42 67 34 20 81 表2 各齒輪齒數(shù) 齒數(shù)設(shè)計(jì)要求：（1）實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速的相對(duì)轉(zhuǎn)速誤差應(yīng)在允許范圍之內(nèi)。 （2）為使結(jié)構(gòu)緊湊，齒輪副的齒數(shù)和應(yīng)盡可能選得小一些，一般取60~90，最好不大于100，在極限情況下，齒數(shù)和也不應(yīng)超過(guò)120。 （3）最小齒輪齒數(shù)一定要大于最少齒數(shù)，對(duì)于直齒圓柱齒輪，在正常齒制時(shí)的最小齒數(shù)為17。 （4）為簡(jiǎn)化工藝，變速傳動(dòng)系內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過(guò)2～3種模數(shù)。 （5）三聯(lián)滑移齒輪的最大和次大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于4。 （6）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

22、3。 （7）一般來(lái)說(shuō)，主變速傳動(dòng)系是降速傳動(dòng)系，越后面的變速組傳遞的轉(zhuǎn)矩越大，因此中心距也越大。因此越后面的變速組的齒數(shù)和選擇較大值。 反轉(zhuǎn)齒輪齒輪齒數(shù)確定：由題可知在軸Ⅰ加入離合器作為換向機(jī)構(gòu)，Z反=Z正/2；離合器右側(cè)須有一種傳動(dòng)比。n反max ≈1.1n正max ；n反max 約為1540，因?yàn)閭鲃?dòng)的準(zhǔn)確和齒輪直徑盡量小，反轉(zhuǎn)齒輪傳動(dòng)到2軸的=30齒上，可知：，；z=30，取30；z=84.54，取85 計(jì)算可知反轉(zhuǎn)齒輪齒數(shù)為30，輔助齒輪齒數(shù)為85。 4.3.2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 變速

23、組c中，18/72只需計(jì)算z = 18 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為150r/min； ② 變速組b計(jì)算z = 24的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為300r/min； ③ 變速組a應(yīng)計(jì)算z = 22的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為850r/min。 4.3.3齒輪模數(shù)的計(jì)算 (1)Ⅰ-Ⅱ 齒輪彎曲疲勞的計(jì)算： P=5.50.96=5.28kw 按接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算中心距： 取A=69，由中心距A及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù)： 根據(jù)計(jì)算選取兩個(gè)中的較大值，選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。 取m=2.099，所以取m=3。 Ⅱ-Ⅲ齒輪彎曲疲勞的計(jì)算： P=5.50.960.980.99=5.13kw，

24、齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：可根據(jù)轉(zhuǎn)速圖確定 齒面中心距的計(jì)算：A，取A=96mm，由中心距A及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù)： 根據(jù)計(jì)算選取兩個(gè)中的較大值，選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。 取m=2.86 所以取m=3 Ⅲ-Ⅳ 齒輪彎曲疲勞的計(jì)算： P=5.50.960.980.990.980.99=4.99kw， 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：可根據(jù)轉(zhuǎn)速圖確定 齒面中心距的計(jì)算：A=119mm 取A=119，由中心距A及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù)： 根據(jù)計(jì)算選取兩個(gè)中的較大值，選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。 取m=3.93 所以取m=4。 (2)標(biāo)準(zhǔn)齒輪： 從機(jī)械原理 表10-2查得以下公式 齒頂圓

25、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 22

26、 3 66 72 58.5 3 3.75 4 62 3 186 192 178.5 3 3.75 5 36 3.5 126 133 117.25 3.5 4.375 6 36 3.5 126 133 117.25 3.5 4.375 7 24 3.5 84 91 75.25 3.5 4.375 8 48 3.5 168 175 159.25 3.5 4.375

27、9 30 3.5 105 112 96.25 3.5 4.375 10 42 3.5 147 154 138.25 3.5 4.375 11 67 4 268 276 258 4 5 12 34 4 136 144 126 4 5 13 20 4 80 88 70 4 5 14 81 4 324 332 314 4 5 反 30 2.5 75 80 68.75 2.5 3.125 輔 85 2.5 212.5 217.5 206.25 2.5 3.

28、125 4.3.4齒寬確定 由公式得： 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)齒輪比從動(dòng)齒輪齒寬大 所以， 4.3.5齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通過(guò)齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度的計(jì)算，只能確定出齒輪的主要尺寸，如齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、螺旋角、分度圓直徑等，而齒圈、輪輻、輪轂等的結(jié)構(gòu)形式及尺寸大小，通常都由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定。當(dāng)齒頂圓直徑時(shí)，可以做成實(shí)心式結(jié)構(gòu)的齒輪。當(dāng)時(shí)，可做成腹板式結(jié)構(gòu)，再考慮到加工問(wèn)題，現(xiàn)決定把齒輪11和14做成腹板式結(jié)構(gòu)。其余做成實(shí)心結(jié)構(gòu)。

29、 ①齒輪11結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算， ； ； ；； ； ，C取7mm。 ?齒輪14結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算， ； ； ；； ； ，C取7mm。 5. 車床傳動(dòng)系統(tǒng)圖的確定 圖1 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)按扭矩選擇 一般應(yīng)使選用和設(shè)計(jì)的離合器的額定靜扭矩和額定動(dòng)扭矩滿足工作要求，由于普通機(jī)床是在空載下啟動(dòng)反向的，故只需按離合器結(jié)合后的靜負(fù)載扭矩來(lái)計(jì)算。即： 正轉(zhuǎn)靜負(fù)載扭矩 反轉(zhuǎn)靜負(fù)載扭矩

30、 (2)內(nèi)摩擦片內(nèi)徑直徑 軸裝式 套裝式 選取套裝式，取=57.5mm （3）選定系數(shù)值，確定內(nèi)摩擦片外徑 ，取0.6 按照通用型摩擦片尺寸系列，取 （4）計(jì)算摩擦面中徑及摩擦面平均圓周線速度 m/s (5)計(jì)算摩擦面對(duì)數(shù) 正轉(zhuǎn)摩擦片對(duì)數(shù) 正轉(zhuǎn)時(shí)，取z=12 反轉(zhuǎn)摩擦片對(duì)數(shù) 反轉(zhuǎn)時(shí)，取z=6 正轉(zhuǎn)主動(dòng)片（內(nèi)片）數(shù)i1=z/2+1=7 片，被動(dòng)片（外片）數(shù)i2=z/2=6 片 反轉(zhuǎn)主動(dòng)片（內(nèi)片）數(shù)i1=z/2+1=4片，被動(dòng)片（外片）數(shù)i1=z/2=3片 根據(jù)JB/T9190-1999選用機(jī)械式多片雙聯(lián)離合器，因?yàn)?，所以采取濕

31、式離合器。 計(jì)算軸向壓力 7.核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ∵ ∴ 所以合適。 8.主軸軸承的選擇 8.1軸承類型選擇 主軸前軸承有兩種常用的類型： 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，

32、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。 8.2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

33、，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。 8.3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

34、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。 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

35、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。 9.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3，齒輪7和齒輪13。 齒輪強(qiáng)度校核：計(jì)算公式：①?gòu)澢趶?qiáng)度; ②接觸疲勞強(qiáng)度 校核a變速組齒輪 ①?gòu)澢趶?qiáng)度；校核齒數(shù)為22的齒輪，確定各項(xiàng)參數(shù) ⑴ =5.28kw,n=850r/min,取1.5。 ⑵ 確定動(dòng)載系

36、數(shù) ∵v=2nπr=11.82m/s 齒輪精度為7級(jí)，由《機(jī)械工程及其自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-16查得動(dòng)載系數(shù)。 。 查表7-17得。 ⑶ ，計(jì)算得1.31，取0.95，取0.78，取0.77，則=0.75，=,0.75。 ⑷ =6.67，。 ⑸ 齒輪材料選取40Cr,進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，取275 =2.54小于3，所以合格. ②接觸疲勞強(qiáng)度 ⑴ =5.28kw,n=850r/min,取1.5。 ⑵ 確定動(dòng)載系數(shù) ∵v=2nπr=11.82m/s 齒輪精度為7級(jí)，由《機(jī)械工程及其自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-16查得動(dòng)載系數(shù).5。 。 查表7-17得。 ⑶ ，計(jì)

37、算得4.67，取0.95，取0.58，取0.64，則=1.67大于=0.6，=0.6。 ⑷ =6.67 ⑸ 齒輪材料選取40Cr,進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，取650 =2.61小于3。 故齒輪3合適。 校核b變速組齒輪 ①?gòu)澢趶?qiáng)度；校核齒數(shù)為24的齒輪，確定各項(xiàng)參數(shù) ⑴ =5.13kw,n=300r/min,取1.5。 ⑵ 確定動(dòng)載系數(shù) ∵v=2nπr=5.36m/s 齒輪精度為7級(jí)，由《機(jī)械工程及其自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-16查得動(dòng)載系數(shù)。 。 查表7-17得。 ⑶ ，計(jì)算得1.31，取0.85，取0.78，取0.6，則=0.0.52，=0.52。 ⑷ =5.71，

38、⑸ 齒輪材料選取40Cr,進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，取275 =,2.91小于3.5，所以合格. ②接觸疲勞強(qiáng)度 ⑴ =5.13kw,n=300r/min,取1.5。 ⑵ 確定動(dòng)載系數(shù) ∵v=2nπr=5.36m/s 齒輪精度為7級(jí)，由《機(jī)械工程及其自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-16查得動(dòng)載系數(shù)。 ，查表7-17得。 ⑶ ，計(jì)算得2.94，取0.85，取0.58，取0.6，則=0.86大于=0.6，=0.6。 ⑷ =6.8 ⑸ 齒輪材料選取40Cr,進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理， 取650 =3.30小于3.5 故齒輪7合適。 校核c變速組齒輪 ①?gòu)澢趶?qiáng)度；校核齒數(shù)為20的齒輪，確定各

39、項(xiàng)參數(shù) ⑴ =4.99kw,n=150r/min,取1.5。 ⑵ 確定動(dòng)載系數(shù) ∵v=2nπr=3.12m/s 齒輪精度為7級(jí)，由《機(jī)械工程及其自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-16查得動(dòng)載系數(shù).5。 。 查表7-17得。 ⑶ ，計(jì)算得4.97，取0.9，取0.78，取0.75，則=2.61大于=0.8，=0.8。 ⑷ =6.25，。 ⑸ 取275 =3.53小于4，所以合格. ②接觸疲勞強(qiáng)度 ⑴ =4.99kw,n=150r/min,取1.5。 ⑵ 確定動(dòng)載系數(shù) ∵v=2nπr=3.12m/s 齒輪精度為7級(jí)，由《機(jī)械工程及其自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-16查得動(dòng)

40、載系數(shù).5。 。 查表7-17得。 ⑶ ，計(jì)算得4.67，取0.86，取0.86，取0.58，則=1.28大于=0.6，=0.6。 ⑷ =6.25 ⑸ 取650 =3.94小于4 故齒輪13合適。 10. 主軸的設(shè)計(jì)彎曲剛度驗(yàn)算 10.1主軸的基本尺寸確定 10.1.1 外徑尺寸D 主軸的外徑尺寸，關(guān)鍵是主軸前軸頸的（前支撐處）的直徑。選定后，其他部位的外徑可隨之而定。一般是通過(guò)筒規(guī)格的機(jī)床類比分析加以確定。400mm車床，P=1.5KW查表3-1，初選,后軸頸取。 10.1.2 主軸孔徑d 中型臥式車床的主軸孔徑，已由d=34mm,增大到d=60-80mm,

41、當(dāng)主軸外徑一定時(shí)，增大孔徑受到一下條件的限制，1、結(jié)構(gòu)限制；對(duì)于軸徑尺寸由前向后遞減的主軸，應(yīng)特別注意主軸后軸頸處的壁厚不允許過(guò)薄，對(duì)于中型機(jī)床的主軸，后軸頸的直徑與孔徑之差不要小于，主軸尾端最薄處的直徑不要小于。2、剛度限制；孔徑增大會(huì)削弱主軸的剛度，由材料力學(xué)知，主軸軸端部的剛度與截面慣性矩成正比， 即： 式中： 據(jù)上式可得出主軸孔徑對(duì)偶剛度影響的 ，有圖可見(jiàn)， 當(dāng)時(shí)，，說(shuō)明空心主軸的剛度降低較小。當(dāng)時(shí)，，空心主軸剛度降低了24%，因此為了避免過(guò)多削弱主軸的剛度，一般取。主軸孔徑d確定后，可根據(jù)主軸的使用及加工要求選擇錐孔的錐度。錐孔僅用于定心時(shí)，則錐孔應(yīng)大些，若錐孔除

42、用于定心，還要求自鎖，借以傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，錐度應(yīng)小些，我這里選用莫氏六號(hào)錐孔。初步設(shè)定主軸孔徑d=60mm，主軸孔徑與外徑比為0.6。 10.1.3 主軸懸伸量a 主軸懸伸量的大小往往收結(jié)構(gòu)限制，主要取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)形式及尺寸、刀具或夾具的安裝方式、前軸承的類型及配置、潤(rùn)滑與密封裝置的結(jié)構(gòu)尺寸等。主軸設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足結(jié)構(gòu)的前提下，應(yīng)最大限度的縮短主軸懸伸量a。根據(jù)結(jié)構(gòu),定懸伸長(zhǎng)度。 10.1.4 支撐跨距L 支撐跨距L，當(dāng)前，多數(shù)機(jī)床的主軸采用前后兩個(gè)支撐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、裝配方便，容易保證精度，但是，由于兩支撐主軸的最佳支距一般較短，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難于實(shí)現(xiàn)，故采用三支撐結(jié)構(gòu)。如圖所示，三

43、支撐主軸的前中支距，對(duì)主軸組件剛度和抗震性的影響， 要比前后支距地影響大得多，因此，需要合理確定。為了使主軸組件獲得很高的剛度可抗震性，前中之距可按兩支撐主軸的最佳只距來(lái)選取。 由于三支撐的前后支距對(duì)主軸組件的性能影響較小，可根據(jù)結(jié)構(gòu)情況適當(dāng)確定。如果為了提高主軸的工作平穩(wěn)性，前后支距可適當(dāng)加大，如取。取5.5D1=577.5mm。采用三支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，一般不應(yīng)該把三個(gè)支撐處的軸承同時(shí)預(yù)緊，否則因箱孔及有關(guān)零件的制造誤差，會(huì)造成無(wú)法裝配或影響正常運(yùn)作。因此為了保證主軸組件的剛度和旋轉(zhuǎn)精度，在三支撐中，其中兩個(gè)支撐需要預(yù)緊，稱為緊支撐；另外一個(gè)支撐必須具有較大的間隙，即處于“浮動(dòng)”狀態(tài)，稱為

44、松支撐，顯然，其中一個(gè)緊支撐必須是前支撐，否則前支撐即使存有微小間隙，也會(huì)使主軸組件的動(dòng)態(tài)特性大為降低。試驗(yàn)表明，前中支撐為緊支撐、后支撐位松支撐，要比前后支撐位緊支撐、中支撐為松支撐的結(jié)構(gòu)靜態(tài)特性顯著提高。 10.1.5 主軸最佳跨距的確定 =262.5mm 10.2 主軸剛度驗(yàn)算 機(jī)床在切削加工過(guò)程中，主軸的負(fù)荷較重，而允許的變形由很小，因此決定主軸結(jié)構(gòu)尺寸的主要因素是它的變形大小。對(duì)于普通機(jī)床的主軸，一般只進(jìn)行剛度驗(yàn)算。通常能滿足剛度要求的主軸，也能滿足強(qiáng)度要求。只有重載荷的機(jī)床的主軸才進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。對(duì)于高速主軸，還要進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算，以免發(fā)生共振。 一彎曲變形

45、為主的機(jī)床主軸(如車床、銑床)，需要進(jìn)行彎曲剛度驗(yàn)算，以扭轉(zhuǎn)變形為主的機(jī)床（如鉆床），需要進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剛度驗(yàn)算。當(dāng)前主軸組件剛度驗(yàn)算方法較多，沒(méi)能統(tǒng)一，還屬近似計(jì)算，剛度的允許值也未做規(guī)定?？紤]動(dòng)態(tài)因素的計(jì)算方法，如根據(jù)部產(chǎn)生切削顫動(dòng)條件來(lái)確定主軸組件剛度，計(jì)算較為復(fù)雜?，F(xiàn)在仍多用靜態(tài)計(jì)算法，計(jì)算簡(jiǎn)單，也較適用。 主軸彎曲剛度的驗(yàn)算；驗(yàn)算內(nèi)容有兩項(xiàng)：其一，驗(yàn)算主軸前支撐處的變形轉(zhuǎn)角，是否滿足軸承正常工作的要求；其二，驗(yàn)算主軸懸伸端處的變形位移y，是否滿足加工精度的要求。對(duì)于粗加工機(jī)床需要驗(yàn)算、y值；對(duì)于精加工或半精加工機(jī)床值需驗(yàn)算y值；對(duì)于可進(jìn)行粗加工由能進(jìn)行半精的機(jī)床（如臥式車床），需要驗(yàn)算值

46、，同時(shí)還需要按不同加工條件驗(yàn)算y值。 支撐主軸組件的剛度驗(yàn)算，可按兩支撐結(jié)構(gòu)近似計(jì)算。如前后支撐為緊支撐、中間支撐位松支撐，可舍棄中間支撐不計(jì)（因軸承間隙較大，主要起阻尼作用，對(duì)剛度影響較?。?；若前中支撐位緊支撐、后支撐為松支撐時(shí)，可將前中支距當(dāng)做兩支撐的之距計(jì)算，中后支撐段主軸不計(jì)。 10.2.1 主軸前支撐轉(zhuǎn)角的驗(yàn)算 機(jī)床粗加工時(shí)，主軸的變形最大，主軸前支撐處的轉(zhuǎn)角有可能超過(guò)允許值，故應(yīng)驗(yàn)算此處的轉(zhuǎn)角。因主軸中(后)支撐的變形一般較小，故可不必計(jì)算。 主軸在某一平面內(nèi)的受力情況如圖 在近似計(jì)算中可不計(jì)軸承變形的影響，則該

47、平面內(nèi)主軸前支撐處的轉(zhuǎn)角用下式計(jì)算； 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，當(dāng)量切削力 N 主軸慣性矩 ； 式中： ∴ ∵ ∴主軸前支撐轉(zhuǎn)角滿足要求。 10.2.2 主軸前端位移的驗(yàn)算 計(jì)算C點(diǎn)撓度 ⑴、當(dāng)量切削力F的計(jì)算,見(jiàn)上文。 ⑵、驅(qū)動(dòng)力Q的計(jì)算 =1238.79N ⑶、軸承剛度的計(jì)算 R-徑向載荷 Z-滾動(dòng)體個(gè)數(shù) L-滾動(dòng)體有限接觸長(zhǎng)度 B-滾動(dòng)體接觸角 ⑷、確定彈性模量E、慣性距I、和長(zhǎng)度a、b、s。 ①軸的材產(chǎn)選用40Cr， ②主軸的慣性距I為：

48、 主軸C段的慣性距Ic可近似地算： ④根據(jù)齒輪、軸承寬度以及結(jié)構(gòu)需要，取b=54mm ⑸、只考慮F力作用在主軸前端時(shí)軸端的位移， ∴ ⑹、只考慮驅(qū)動(dòng)力Q作用在主軸兩支撐間時(shí)，軸端的位移； ∴⑺、求主軸前端C點(diǎn)的終合撓度 綜合撓度； 又； 因?yàn)?，所以此軸滿足要求。 11.滾動(dòng)軸承的驗(yàn)算 機(jī)床的一般傳動(dòng)軸用的滾動(dòng)軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應(yīng)進(jìn)行疲勞壽命驗(yàn)算。其額定壽命Lh的計(jì)算公式應(yīng)為 Lh=≥[T] (h) 式中 n — 軸承的轉(zhuǎn)速（r/min） ft — 溫度系數(shù) C — 滾動(dòng)軸承尺寸表

49、所載的額定動(dòng)負(fù)荷 ε — 指數(shù)，對(duì)于球軸承，ε=3，對(duì)于滾子軸承，ε=10/3 [T] — 工作期限，取[T]=20000～30000 h IV軸前端上使用的是型號(hào)為234421的雙向推力角接觸球軸承，查表查得，C=236.1kN LhIV==3100000h > [T] 主軸滾動(dòng)軸承驗(yàn)算通過(guò)。 12.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～

50、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? 13.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，

51、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。 30 14、設(shè)計(jì)小結(jié) 機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)人員根據(jù)市場(chǎng)，社會(huì)和人們對(duì)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)

52、的總稱，是機(jī)床產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的必要前提，是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)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(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)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(guò)的知識(shí)和理論的能力，是我獨(dú)立分析、解決問(wèn)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(wèn)題，比如在有些設(shè)計(jì)部分并沒(méi)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(guò)程中不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，使我加深了對(duì)大學(xué)所學(xué)課程理

53、解、綜合應(yīng)用并得到進(jìn)一步的鞏固，設(shè)計(jì)過(guò)程培養(yǎng)了我認(rèn)真細(xì)心的態(tài)度，這對(duì)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。 15、參考文獻(xiàn) 1、 關(guān)慧貞。機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)。4版。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014 2、 關(guān)慧貞、徐文驥。機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)。北京：機(jī)械工業(yè)出版 社，2013 3、 王大康、盧頌峰。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)。2版。北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社， 2010 4、《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 第二版 大連理工大學(xué) 馮辛安 主編 5、《機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 機(jī)械工業(yè)出版社 曹金榜 主編 6、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 第五版 楊可楨 程光蘊(yùn) 李仲生 主編 7、《機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè)》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 8、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 第三版 清華大學(xué)/北京科技大學(xué) 吳宗澤 羅圣國(guó) 主編 31