加工V帶輪的專(zhuān)用機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

《加工V帶輪的專(zhuān)用機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《加工V帶輪的專(zhuān)用機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】（32頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

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Ⅰ ........................................................... Ⅱ 第一章 總體設(shè)計(jì)方案擬定 ............................................... 1 定主運(yùn)動(dòng)參數(shù) ..................................................... 1 動(dòng)設(shè)計(jì) ........................................................... 2 力計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì) ............................................. 3 和齒輪驗(yàn)算 ....................................................... 4 第二章 V 帶輪加工工藝設(shè)計(jì) ............................................. 7 帶輪 的作用 ....................................................... 9 帶輪 的工藝分析 .................................................. 11 定 毛坯，繪制毛坯簡(jiǎn)圖 ............................................ 11 ..................................................... 12 、量具 ........................................ 15 第三章 參數(shù)擬定 ....................................................... 16 帶輪 參數(shù)和基本參數(shù) ................ 18 級(jí)轉(zhuǎn)速確定 ...................................................... 19 第四章 主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................ 20 定主傳動(dòng)方案 .................................................... 22 動(dòng)方案的比較 .................................................... 22 級(jí)傳動(dòng)比的計(jì)算 .................................................. 22 級(jí)轉(zhuǎn)速的確定方法 ................................................ 22 第 五 章 主軸的動(dòng)力計(jì)算 ................................................ 23 第 六 章 主軸的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算 .............................................. 23 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................... 23 軸的強(qiáng)度校核 .................................................... 26 結(jié)論 ........................................................................................................................................ 31 參考文獻(xiàn) ............................................................... 32 致謝 .................................................................... 33 一章 總體設(shè)計(jì)方案擬定 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中 ,我所從事設(shè)計(jì)的課題是皮帶輪 V 型槽加工專(zhuān)用車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 此類(lèi)車(chē)床屬于經(jīng)濟(jì)型中檔精度機(jī)床，這類(lèi)機(jī)床的傳動(dòng)要求采用手動(dòng)與電控雙操縱方式，在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)電控變速。總體的設(shè)計(jì)方案就是對(duì)傳動(dòng)方案進(jìn)行比較，繪出轉(zhuǎn)速圖，對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括軸和齒輪的設(shè)計(jì)、校核等。 由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個(gè)人掌握所有，一些專(zhuān)業(yè)知識(shí)是必不可少的。但是過(guò)度的專(zhuān)業(yè)知識(shí)分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項(xiàng)目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的太狹隘，考慮的問(wèn)題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì) 第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì)。人們?cè)絹?lái)越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對(duì)專(zhuān)業(yè)合并的分化。機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，并研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來(lái)，新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個(gè)超級(jí)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。機(jī)器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)?，F(xiàn)代機(jī)械工程機(jī)械和機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美的越來(lái)越復(fù)雜，很多幻想成為過(guò)去的現(xiàn)實(shí)。人類(lèi)現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細(xì)胞和分子。電 子計(jì)算機(jī)硬件和軟件，人類(lèi)的新興科學(xué)已經(jīng)開(kāi)始加強(qiáng)，并部分代替人腦科學(xué)，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來(lái)幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類(lèi)智慧的增長(zhǎng)并沒(méi)有減少手的效果，而是要求越來(lái)越精致，手工制作，更復(fù)雜的工作，從而促進(jìn)手功能。又一方面實(shí)踐促進(jìn)人腦智力。在人類(lèi)的進(jìn)化過(guò)程中，以及在每個(gè)人的成長(zhǎng)過(guò)程中，大腦和手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化。 大腦和手之間的人工智能和機(jī)械工程的近似關(guān)系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機(jī)械制造。在過(guò)去，各種機(jī)械離不開(kāi)人類(lèi)的操作和控制，反應(yīng)速度和運(yùn)算精度的進(jìn)化是非常 緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進(jìn)，計(jì)算機(jī)科學(xué)和機(jī)械工程進(jìn)展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開(kāi)始使機(jī)械工程。在第十九世紀(jì)，機(jī)械工程的知識(shí)總量仍然是有限的，大學(xué)在歐洲，它與一般的土木工程是一門(mén)綜合性的學(xué)科，稱(chēng)為土木工程，下半場(chǎng)的第十九個(gè)世紀(jì)成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科。在第二十世紀(jì)，隨著機(jī)械工程和知識(shí)增長(zhǎng)的發(fā)展開(kāi)始分解，機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)，有分支機(jī)構(gòu)。在第二十世紀(jì)中期趨勢(shì)分解，在時(shí)間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)達(dá)到的峰值。由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)從個(gè)人掌握所有，一些專(zhuān)業(yè)是必不可少的。但是過(guò) 度的專(zhuān)業(yè)知識(shí)使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術(shù)交流，縮小范圍，新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù)，外部條件變化的適應(yīng)能力差。封閉的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的專(zhuān)家太狹，考慮的問(wèn)題太特殊，在工作協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì)。人們?cè)絹?lái)越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域， V 對(duì)專(zhuān)業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識(shí)循環(huán)過(guò)程的合成，是合理和必要的。從不同的專(zhuān)業(yè)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的專(zhuān)家，也有綜合的知識(shí)了解不夠，看看其他學(xué)科和項(xiàng)目作為一個(gè)整體，從而形成一種相互強(qiáng)烈的集體工作。綜合和專(zhuān)業(yè)水平。有機(jī)械工程全面 而專(zhuān)業(yè)的沖突；在綜合性工程技術(shù)也有綜合和專(zhuān)業(yè)問(wèn)題。在人類(lèi)所有的知識(shí)，包括社會(huì)科學(xué)，自然科學(xué)和工程技術(shù)，有一個(gè)更高的水平，更廣泛的綜合性和專(zhuān)業(yè)性的問(wèn)題。 定主運(yùn)動(dòng)參數(shù) 機(jī)床設(shè)計(jì)的初始，首先需要確定有關(guān)參數(shù)，它們是傳動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)，影響到產(chǎn)品是否能滿(mǎn)足所需要的功能要求。根據(jù)擬定的參數(shù)、規(guī)格和其他特點(diǎn)，了解典型工藝的切削用量，了解極限轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) Z、主傳動(dòng)電機(jī)功率 N。 動(dòng)設(shè)計(jì) 根據(jù)擬定的參數(shù)，通 過(guò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖的分析，確定傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖。傳動(dòng)方案有多種，傳動(dòng)型式更是式樣眾多，比如：傳動(dòng)型式上有集中傳動(dòng)的主軸變速箱。分離傳動(dòng)的主軸箱與變速箱；擴(kuò)大變速范圍可以用增加傳動(dòng)組數(shù)，也可用背輪機(jī)構(gòu)、分支傳動(dòng)等型式；變速型式上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。然后計(jì)算各傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù)。 力計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì) 估算齒輪模數(shù) d，選擇和計(jì)算離合器。 將各傳動(dòng)件及其它零件在展開(kāi)圖和剖面圖上做初步的安排、布置和設(shè)計(jì)。 和齒輪的驗(yàn)算 在結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，對(duì)一根 傳動(dòng)軸和齒輪的剛度、強(qiáng)度進(jìn)行校核。 二章 帶輪 的作用 本次題目所給的零件是 面車(chē)有 作用是用來(lái)安裝 帶傳動(dòng)用。 帶輪 的工藝分析 以主視圖為主要加工表面的加工面。 這一組加工表面包括： V 帶輪的輪槽的車(chē)削加工， ∮ 45 外圓兩端面的車(chē)削加工 ， 內(nèi)孔的車(chē)削加工，寬 8鍵槽的插齒加工，帶輪寬度 52兩端面的車(chē)削加工，其中帶輪 輪槽、帶輪寬度 52 兩端面的粗糙度為 內(nèi)孔的表面粗糙度為 余加工表面的粗糙度均為 其零件圖和毛坯圖分別如下圖所示： 帶輪零件圖 V 帶輪毛坯圖 定 毛坯，繪制毛坯簡(jiǎn)圖 擇毛坯 V 帶輪零件材料采用 鑄造。法蘭材料為 產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 由于零件尺寸不大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此我們采用鑄造的形式，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本。 擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 由圖樣分析，該圖樣需要先用鑄造，然后粗車(chē)兩端面及外圓，精車(chē)各外圓及端面，鉆中心孔，粗車(chē)，精車(chē)內(nèi)孔，插齒等等工序 量具可選用 0 75徑千分尺，游標(biāo)深度卡尺等。 三章 參數(shù)擬定 皮帶輪 V 型槽加工專(zhuān)用車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)主參數(shù)和基本參數(shù) 此車(chē)床是大型皮帶輪 傳動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)任務(wù)書(shū)上提供的條件：此車(chē)床最大轉(zhuǎn)數(shù) 1800機(jī)滿(mǎn)載功率 此車(chē)床的主軸轉(zhuǎn)速可分高低兩檔 ,共有 12 級(jí)轉(zhuǎn)速：其中高低兩檔各有 6 級(jí)轉(zhuǎn)速，低速檔時(shí)40/, 45r/速檔時(shí)800 r/235 r/ 此車(chē)床床身上最大回轉(zhuǎn)直徑為 ? 400軸端部型式為 軸通孔直徑為 ? 20 主軸孔錐度為公制 70；其中 電機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率分別為 1000/1500 r/4/ 各級(jí)轉(zhuǎn)速的確定 已知主軸的轉(zhuǎn)速分為 12 級(jí)，又分為高低兩檔，其中高檔最大轉(zhuǎn)速 1800r/小轉(zhuǎn)速 235 r/ 1800/235== 1?z? [1] 當(dāng)機(jī)床處于低速檔時(shí) ,主軸共有 6級(jí)，轉(zhuǎn)速范圍nR=5340=1?z? ，即 ? = 1? ? =已知 45,查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表 (見(jiàn)參考文獻(xiàn) 1 第 6 頁(yè) )45,就可每隔六個(gè)數(shù)取得一個(gè)數(shù) ,得低速檔的 6級(jí)轉(zhuǎn)速分別為 45,67,103,154,230,340 r/當(dāng)車(chē)床處于高速檔時(shí) , 主軸共有 6級(jí)，轉(zhuǎn)速范圍nR=351800=1?z? ，即 ? = 1? ? =已知 1800 ,查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表 (見(jiàn)參考文獻(xiàn) 1第 6頁(yè) ). 從表中找到800, 就可每隔六個(gè)數(shù)取得一個(gè)數(shù) ,得高速檔的 6級(jí)轉(zhuǎn)速分別為 236,354,543,815,1200,1800 r/ 四章 主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 擬定傳動(dòng)方案 擬定傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)型式的選擇以及開(kāi)停、換向、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)以及其組成、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)性等多方面統(tǒng)一考慮。 動(dòng)方案的比較 用單速電機(jī) 已知變速級(jí)數(shù)為 Z=12。 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 傳動(dòng)組分別有 .. Z= 傳動(dòng)副數(shù)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 Z= 3。 可以有兩種方案 方案一 12=2× 3× 2 傳動(dòng)齒輪數(shù)目 2× （ 2+3+2） =14。 X 軸向尺寸為 15b。 傳動(dòng)軸數(shù)目為 4根。 操縱機(jī)構(gòu)較為簡(jiǎn)單：兩個(gè)滑移齒輪和一個(gè)三聯(lián)滑移齒輪，可單獨(dú)也可集中操縱。 方案二 12=3× 4 傳動(dòng)齒輪數(shù)目 2× （ 3× 4） =14個(gè)。 軸向尺寸為 19b。 傳動(dòng)軸數(shù)目為 3根。 操縱機(jī)構(gòu)較復(fù)雜：四聯(lián)滑移齒輪作為整體式，滑移長(zhǎng)度為 12b；如拆為 2 個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪，需要有自鎖，以保證只有一個(gè)齒輪副嚙合。 相比之下，還是傳動(dòng)副數(shù)分別為 2， 3， 2的三個(gè)傳動(dòng)組方案為優(yōu)。 采用雙速電機(jī) 車(chē)床上，有時(shí)采用雙速電機(jī)，雙速電機(jī)的轉(zhuǎn)速比：電?=2，傳動(dòng)系統(tǒng)的公比 ? 應(yīng)當(dāng)是 2的整次方根，本設(shè)計(jì)中的雙速電機(jī)的公比 ? = 2 =時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變換起著系統(tǒng)中第一擴(kuò)大傳動(dòng)組的作用相應(yīng)基本組的傳動(dòng)級(jí)數(shù)應(yīng)為 2，這樣使傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。本設(shè)計(jì)是經(jīng)濟(jì)型皮帶輪 V 型槽加工專(zhuān)用車(chē)床 主傳動(dòng)系統(tǒng)，采用電控和手動(dòng)兩種方式，為了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，本設(shè)計(jì)采用雙速電機(jī)。 級(jí)傳動(dòng)比的計(jì)算 假設(shè)結(jié)構(gòu)如圖： 于已經(jīng)設(shè)計(jì)了各軸之間的相對(duì)位置關(guān)系，由傳動(dòng)系統(tǒng)草圖知共有六個(gè)傳動(dòng)比。 分別設(shè)齒輪 1和齒輪 4 之間的傳動(dòng)比 為 14i ,齒輪 2和齒輪 5之間的傳動(dòng)比為25i,齒輪 8和齒輪 9之間 的傳動(dòng)比為 89i,齒輪 3和齒輪 6之間的傳動(dòng)比為 36i ,齒輪 7和齒輪 10之間的傳動(dòng)比為710i,帶輪傳動(dòng)比為輪帶i。 設(shè)其中25i<14i <36i。 當(dāng)處于低檔時(shí)，手動(dòng)操作使得齒輪 8和齒輪 9嚙合。 當(dāng)中間的電磁離合 器得電，齒輪 2 和齒輪 5 之間嚙合，當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速最小，為45或 67 r/ 可得 25i×89i×輪帶i× 1000=45r/5i×89i×輪帶i× 1500=67 r/左側(cè)的電磁離合器得電，齒輪 3 和齒輪 6 之間嚙合，當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速最大，為226或 340 r/ 可得 36i×89i×輪帶i× 1000=230 r/6i×89i×輪帶i× 1500=340 r/右側(cè)的電磁離合器得電，齒輪 1 和齒輪 4 之間嚙合，當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為 100 或150 可得 14i ×89i×輪帶i× 1000=100 r/14i × 89i × 輪帶i × 1500=150 r/處于高檔時(shí)，手動(dòng)操作使得齒輪 7和齒輪 10嚙合 當(dāng)中間的電磁離合器得電，齒輪 2 和齒輪 5 之間嚙合，當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速最小，為236或 354 可得 25i×710i×輪帶i× 1000=235 r/5i×710i×輪帶i× 1500=354 r/左側(cè)的電磁離合器得電，齒輪 3 和齒輪 6 之間嚙合，當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速最大，為1200或 1800 可得 36i×710i×輪帶i× 1000=1200 r/6i×710i×輪帶i× 1500=1800 r/右側(cè)的電磁離合器得電，齒輪 1 和齒輪 4 之間嚙合，當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為 543 或816 可得 14i ×710i×輪帶i× 1000=543 r/4i ×710i×輪帶i× 1500=815 r/這 6各方程聯(lián)列可解得 25i≈ 14i ≈ 36i≈ 9i≈ 710i≈ 輪帶i≈ 動(dòng)比的選用時(shí)，應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題，充分使用齒輪副的極限傳動(dòng)比 1/4，， 雖然可以最大限度地獲得變速箱范圍或減少傳動(dòng)件數(shù)，但會(huì)導(dǎo)致齒輪和箱體尺寸過(guò)大，齒輪線速度增大，容易產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，要求精度提高。在實(shí)踐中，往往不采用降速很小、升速很大 的傳動(dòng)比，特別是中間軸的傳動(dòng)。因此，從系統(tǒng)的角度考慮， 可適當(dāng)增加串聯(lián)傳動(dòng)組的數(shù)目，或者用并聯(lián)式的分支傳動(dòng)滿(mǎn)足變速范圍的要求，而避免用極限傳動(dòng)比的傳動(dòng)副，以上幾個(gè)傳動(dòng)比都符合要求。 軸轉(zhuǎn)速的確定方法 由傳動(dòng)比和電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以計(jì)算出各軸的轉(zhuǎn)速； 軸的轉(zhuǎn)速 Ⅰ軸從電機(jī)得到運(yùn)動(dòng)，經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成各級(jí)轉(zhuǎn)速。電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速和主軸最高轉(zhuǎn)速應(yīng)相接近。顯然，從傳動(dòng)件在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下恒功率工作時(shí)所受扭矩最小來(lái)考慮，Ⅰ軸不宜將電機(jī)轉(zhuǎn)速降得太低。但如果Ⅰ軸上裝有摩擦離合器一類(lèi)部件時(shí)，高速下摩擦損耗、發(fā)熱都將成 為突出矛盾，因此，Ⅰ軸轉(zhuǎn)速也不宜太高車(chē)床的Ⅰ軸轉(zhuǎn)速一般取 700～1000 r/外也要注意到電機(jī)與Ⅰ軸的傳動(dòng)方式，如用帶輪傳動(dòng)時(shí)，降速比不宜太大，和主軸尾部可能干涉。 間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 對(duì)于中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速的考慮原則是：妥善解決結(jié)構(gòu)尺寸大小與噪音、振動(dòng)等性能要求之間的矛盾。 中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速較高時(shí)，中間傳動(dòng)軸和齒輪承受扭矩小，可以使軸徑和齒輪模數(shù)小些，從而可以使結(jié)構(gòu)緊湊。但是，這將引起空載功率和噪音加大。從經(jīng)驗(yàn)知：主軸轉(zhuǎn)速和中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況作相應(yīng)修正： 1、 對(duì)于功率較大的重切削機(jī)床，一般主軸轉(zhuǎn)速較低，中間軸的轉(zhuǎn)速適當(dāng)取高一些對(duì)減小結(jié)構(gòu)尺寸的效果較明顯。 2、對(duì)高速輕載或精密機(jī)床，中間軸轉(zhuǎn)速宜取低一些。 3、控制齒輪圓周速度 8? ，在此條件下，可適當(dāng)選用較高的中間軸轉(zhuǎn)速。 轉(zhuǎn)速圖擬定 運(yùn)動(dòng)參數(shù)確定以后，主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速就已經(jīng)知道了，而且根據(jù)設(shè)計(jì)出來(lái)的各級(jí)齒輪的傳動(dòng)比，這樣就可以擬定主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速圖，使主運(yùn)動(dòng)逐漸具體化。 車(chē)床集中傳動(dòng) :公比為 ,級(jí)數(shù) Z=12,變速范圍 R=1800/45=40。 五章 主傳動(dòng)動(dòng)力計(jì)算 輪的計(jì)算 定齒輪齒數(shù)和模數(shù)（查表法） 可以用計(jì)算法或查表法確定齒輪齒數(shù)，后者更為簡(jiǎn)便。根據(jù)上面計(jì)算的傳動(dòng)比和初步定出的小齒輪齒數(shù)，查表即可求出齒輪副齒數(shù)之和，再減得大齒輪的齒數(shù)。 用查表法求Ⅰ軸和Ⅱ軸上的齒輪的齒數(shù)和模數(shù) 常用傳動(dòng)比的適用齒數(shù)（小齒輪）（見(jiàn)參考書(shū) 1第 20頁(yè)）。 選取時(shí)應(yīng)注意： 不產(chǎn)生根切。一般取 18～ 20； 保證強(qiáng)度和防止熱變形過(guò)大，齒輪齒根圓到鍵槽的壁厚δ≥ 2m,一般取δ＞ 5T/m。 同一傳動(dòng)組的各對(duì)齒輪副的中心距應(yīng)當(dāng)相等。若模數(shù)相同，則齒數(shù)和亦應(yīng)相等。但由于傳動(dòng)比的要求，尤其是在傳動(dòng)中使用了公用齒輪后，常常滿(mǎn)足不了上述要求。機(jī)床上可用修正齒輪，在一定范圍內(nèi)調(diào)整中心距使其相等。但修正量不能太大，一般齒數(shù)差不能超過(guò) 3～ 4個(gè)齒。 防止各種碰撞和干涉。 三聯(lián)滑移齒輪的相鄰兩齒輪的齒數(shù)差應(yīng)大于 4。 所以，可以假設(shè)其中最小的齒輪 2齒數(shù)為 20，而且由上可知，齒輪 2和齒輪 5之間的傳動(dòng)比為 常用傳動(dòng)比的適用齒數(shù)（小齒輪）表，可找到最接近的傳動(dòng)比為 時(shí)的齒數(shù)之和為 82。可得大齒輪齒數(shù)為 62。 齒輪模數(shù)的估算 按接觸疲勞和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)比較復(fù)雜 ,而且有些系數(shù)只有在齒輪各參數(shù)都已經(jīng)知道后方可確定 ,所以只在草圖畫(huà)完之后校核用。在畫(huà)草圖之前，先估算，再選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)。 齒輪彎曲疲勞的估算： m≥ 323 1] 其中 =η× 齒輪點(diǎn)蝕的估算： A≥ 3703 ] 其中 大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 , 由中心距 212 ? [1] 根據(jù)估算所得?m和 較大得值 ,選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 以齒輪 2和齒輪 5 為例 輪帶i × n=1500× 01 r/=m≥ 323 ?≈ ≥ 3703 ≈ 220 ??以 ,根據(jù) 取 ,為了保證模數(shù)一定滿(mǎn)足要求 ,假設(shè)齒輪 2 和齒輪 5 的模數(shù)為 3 由此可知 ,輸入軸 1 和傳動(dòng)軸 2之間的中心距為 A=2 )52( ?=2 )3342(3 ??=理且根據(jù) 1軸和 2軸之間的距離始終為 得出 1軸和 2軸之間其余的齒輪的齒數(shù)和模數(shù) 分別為 0 8 4 7 確定齒輪的齒數(shù)和模數(shù)（計(jì)算法）并校核 以齒輪 8和 9為例 , 設(shè)計(jì)時(shí)采用最高轉(zhuǎn)速，即齒輪 10 的轉(zhuǎn)速為 1800r/知該組齒輪傳遞的功率為 知傳動(dòng)比為 89i ≈ 設(shè)齒輪對(duì)稱(chēng)布置 ,使用壽命為 8 年 ,每年以 300工作日計(jì) ,兩班制 ,中等沖擊 ,齒輪單向回轉(zhuǎn)。 1、齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇 因傳遞功率不大、轉(zhuǎn)速不高、材料按 表7采用 55鋼，鍛造毛坯，大齒輪正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。 齒輪精度用 6級(jí)，軟齒表面粗糙度為 軟齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為點(diǎn)蝕，考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性，，取齒輪 8 的齒數(shù)為 17，則齒輪 9為 17/6 2、設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 （ 2）、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 311 ][ )1(2 u ? ? ??[2] 1T =1 1 3 2 9 0 0 ? ?????由圖 7 ? , ? 由圖 7勞極限應(yīng)力為 : ? , ? 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7算 66/830016171 8 0 0601 ??????N = ?2N ?9 ??? 由圖 71 ??圖 71 ??2由表 7得接觸疲勞安全系數(shù) ?,彎曲疲勞安全系數(shù) ? 選 ?前面的式子求得許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力 80][ 1???[2] 7 1][ 2???[2] ? ? 3 2 2 3 01l i ml i ???? ?? [2] ? ? 3002l ? ?? [2] 將有關(guān)值代入式子 得 3 11 ][ )1(2 u ? ? ?? = 3266831 1 3 2 9 ???????? ?? =2] 則 ??? 100060 111 t? 查圖 7 09.1?由表 7得 K ;由表 7得 K;取1??K ;則 ????? ?? 修正 ???[2] 11 ??? 由表 7.3?m 3．校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由圖 77核大小齒輪的彎曲強(qiáng)度 ? ?1213211 3 2 9 I ??? ? ????????[2] ][?? ?????[2] 所以，初選的齒輪齒數(shù)和計(jì)算出的模數(shù)符合要求。 求得齒輪 8和 9的齒數(shù)和模數(shù)分別為 7 .5 6 中 齒輪 8的齒數(shù)為 17，有可能會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象，所以要修正齒輪，用變位修正法求得 8齒輪的變位系數(shù)為 +同樣的方法可以求得其他齒輪的變位系數(shù)。 列出各齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、和變位系數(shù) 編號(hào) 模數(shù) 齒數(shù) 齒形角 變位系數(shù) 1 3 30 ?20 + 3 42 ?20 + 3 24 ?20 0 4 3 48 ?20 3 33 ?20 0 6 3 47 ?20 0 7 3 27 ?20 0 8 3 54 ?20 + 3 21 ?20 0 10 3 59 ?20 +1 3 35 ?20 0 12 3 69 ?20 0 13 3 21 ?20 0 14 3 83 ?20 0 齒輪材料為 45鋼 ,熱處理為齒部淬火處理 齒輪的精度設(shè)計(jì) 齒輪精度設(shè)計(jì)的方法及步驟： 1、確定齒輪的精度等級(jí)； 2、齒輪誤差檢驗(yàn)組的選擇及其公差值的確定； 3、計(jì)算齒輪副側(cè)隙和確定齒厚極限偏差代號(hào)； 4、確定齒坯公差和表面粗糙度； 5、公法線平均長(zhǎng)度極限偏差的換算； 6、繪制齒輪零件圖。 以齒輪 9為例：齒數(shù)為 66，模數(shù)為 位系數(shù)為 0。 確定齒輪的精度等級(jí) 由于該齒輪是主軸箱內(nèi)的齒輪，對(duì)傳動(dòng)精度和穩(wěn)定性的要求都比較高，主要要求的是傳動(dòng)平穩(wěn)性精度等級(jí)。據(jù)圓周速度 ??? 100060 00 34 ????對(duì)于如此要求高的齒輪采用 6級(jí)精度。 齒輪誤差檢驗(yàn)組的選擇及 其公差值的確定 該齒輪屬中等精度，且為批量生產(chǎn)查表 12、、?據(jù) 3 ??? 及 71 ? 查表 12 12 12 第Ⅰ公差組 36? 25??F 45?第Ⅱ公差組 9?11?差組 9?? 計(jì)算齒輪副的最小極限側(cè)隙2油池潤(rùn) 滑和 ???? nn ??? s 2 22112 tn ??? [6] 根據(jù)齒輪和箱體的材料，從材料手冊(cè)上查得，鋼和鑄鐵的線膨脹系數(shù)分別為c??? ? /1? ， c??? ? /2? 。 傳遞的中心距 1766(21( ?????[6] 所以， ? 定齒厚極限偏差代號(hào) 齒厚上偏差 由式（ 12 ???????? ??????? ?c a n' 2221221[6] 式中 ?F 前面已查得 9??F m? 表 12 級(jí)精度查得 mf 111 ? mf 92 ? 由表 126級(jí)精度查得 20?， 所 以，代入數(shù)據(jù)得 56' ??， 因?yàn)? ± 11???由圖 122，因此 666 ???? 齒厚下偏差 可知 22' ta ? ?[6] 查表 12 6 級(jí) 精 度 齒 輪 36? ，查表 12r ?? ??? ，所以 mT s ?22 ?????? 377166'' ??????? ????22，因此 mE 1 3 21112 ????? 至此，小齒輪的精度為： 6定齒坯公差、表面粗糙度 齒輪內(nèi)孔是加工、檢驗(yàn)及安裝的定位基準(zhǔn)，對(duì) 6級(jí)精度的齒輪，由表 12孔尺寸公差為 孔直徑為 85差按基準(zhǔn)孔 齒輪內(nèi)孔的下偏差為0，上偏差為 +孔的形狀公差按 6級(jí)決 定或遵守包容原則。 定位端面的端面圓跳動(dòng)公差由表 12 齒頂圓只作為切齒加工的找正基準(zhǔn)，不作為檢驗(yàn)基準(zhǔn)，故其公差選用 頂圓直徑 3 8211 ??? ?，偏差按基準(zhǔn)軸 即下偏差為 偏差為0。 齒輪的表面粗糙度按 7 級(jí)查表 12表面粗糙度面孔準(zhǔn)端面頂圓 公法線平均長(zhǎng)度極限偏差的換算 公法線的公稱(chēng)長(zhǎng)度 W 及其跨齒數(shù) k,可從機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)手冊(cè)中查得或按式 12式 12跨齒數(shù) ????? 16(2(????????? [6] 該齒輪為中模數(shù)齒輪，控制側(cè)隙的指標(biāo)宜采用公法線平均長(zhǎng)度極限偏差換算式 12 12 12m s ??? i o i o s ???????????? [6] s i ??? 520s i o 2s i o s ??????????? [6] 六章 主軸的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）初步確定軸的直徑 483 556551303 000 ???? （ 根據(jù)工作條件，取 90?d 2）傳動(dòng)軸受力分析 360 11 ?????mt （ 3 1062222co 4 4co s '''1 ????? ??? N （ 2062222s i 4 4062222s i n '''''' ????? ??? N （ （ 3）繪制傳動(dòng)軸的受力簡(jiǎn)圖，如圖所示，求支座反力 ①垂直面支反力： 由 ? ? 0得： 0257 032 ??? （ 12/3 6 3 12/3 6 023 ??????? 由 ? ?0Y ，得： 6 3 1 ????? （ ②水平面支反力： ? ? 0得： 032 ?? （ 6 4 423 ???? L 由 ? ?0Z ，得： 9 6 3 1 ????? （ （ 4）作彎矩圖： ①垂直面彎矩 ： 4 9 9 0 8 92 ???? · （ ②水平面彎矩 ： 8 0 3 6 02 ???? · （ ③合成彎矩 M 圖： 82 2222 ????? · （ （ 5）作轉(zhuǎn)矩 ?T N· 主軸的強(qiáng)度校核 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的 截面（即危險(xiǎn)截面 C）的強(qiáng)度。由文獻(xiàn) [1， 15知，取 ，軸的計(jì)算應(yīng)力 3252232 ????????? （ 定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn) [1]表 115? 可知， ? ? 601 ??? 此，? ?1?? ?? 故安全。 （ 7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 ①判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面 引起 的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，而V 受的彎矩較大；從受載的情況來(lái)看，截面 C 的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故 C 面不用校核。只需校核截面 V。 ②截面 抗彎截面系數(shù) 3 ???? dW （ 抗扭截面系數(shù) 5 4 8 8 0 01 4 3 ???? （ 截面 為 ??M （ 截面 為 32000001 ?T 截面上的彎曲應(yīng) 4 4 00 6 6 5 70 ??? （ 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 8 8 0 03 2 0 0 0 0 01 ???T? （ 軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn) [1]表 115? 可知， 640?B? 2751 ??? 551 ??? 由文獻(xiàn) [1] 附表 83? 可知，用插入法求出 ??k， ?????文獻(xiàn) [1] 附圖 43? 可知，表面質(zhì)量系數(shù)為： ?? ?? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化 處理， 1?q? 得綜合系數(shù)為 ?????????? ?? （ ?????????? ??由文獻(xiàn) [1] § 13? ，§ 23? 可知，碳鋼的特性系數(shù) ? 取 ? ? 取 ? 所以軸在截面 ?????? ??? ???? （ ?????? ??? ?????（ ??????? ??（ 故該軸在截面 ③截面 抗彎截面系數(shù) 3 ???? dW 抗扭截面系數(shù) 4 3 9 4 0 01 3 3 ???? 截面 為 ??M 面 為 3200000?T 截面上的彎曲應(yīng)力 9 7 00 6 6 5 70 ??? 面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 9 4 0 03 2 0 0 0 0 01 ???T?面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按文獻(xiàn) [1]附表 23? 查取。? ? ? ， ? 又由文獻(xiàn) [1]附圖 13? 可得軸的材料的敏感系數(shù)為 q ， q 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn) [1，附 43? ]為 (1 ???????? ??? ? （ (1 ???????? ??? ?由文獻(xiàn) [1]附圖 23? 可得軸的截面形狀系數(shù)為 ? 由文獻(xiàn) [1]附圖 33? 可得軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 ? 綜合系數(shù)為 ?????????? ???????????? ??所以軸在截面 51 ??????? ??? ???? ?????? ??? ???????????? ??故該軸在截面 論 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度本文所設(shè)計(jì)的是皮帶輪 V 型槽加工專(zhuān)用車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)初期的定稿，查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門(mén)學(xué)問(wèn)不易，需要 不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。 考文獻(xiàn) [1]張福學(xué)編著 型槽加工專(zhuān)用車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用 子工業(yè)出版社， 2000。 [2]何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著 型槽加工專(zhuān)用車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的原理 等教育出版社，1996。 [3]宋學(xué)義著 . 皮帶輪 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [4]陳奎 生著 . 氣與氣壓傳動(dòng) . 武漢：武漢理工大學(xué)出版社， [5]國(guó)）有限公司 . 皮帶輪 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 6]徐文燦著 . 車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1995。 [7]曾孔庚 型槽加工專(zhuān)用車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) . 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用論壇。 [8]壽慶豐 機(jī)械設(shè)計(jì) 1999年第 3期，第 3卷。 [9]高微 ,楊中平 ,趙榮飛等 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 [10]孫兵 ,趙斌 ,施永輝 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)。 [11]馬光 ,申桂英 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 2002年。 [12]李如松 型槽加工專(zhuān)用車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望 . 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 1994年第 4期。 [13]李明 型槽加工專(zhuān)用車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 005年第 7期。 [14]李杜莉，武洪恩，劉志海 煤礦機(jī)械 2007年 2月 [15]成大先主編 三版） 學(xué)工業(yè)出版社， 1994。 [16]Kazuo