0143-X62W銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0143-X62W銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),x62w,銑床,傳動(dòng)系統(tǒng),設(shè)計(jì) 題 目 X62W主傳動(dòng)設(shè)計(jì) 任務(wù)書設(shè)計(jì)（論文）題目： X62W主傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1主要內(nèi)容及基本要求（1） 計(jì)算機(jī)繪制總裝圖一張、零件圖三張；（2） 主軸轉(zhuǎn)速范圍301500轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=18，公比，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分。（3） 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。2指定查閱的主要參考文獻(xiàn)（1） 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)（2） 機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè)（3） 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)（4） 機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)（5） 機(jī)械裝備設(shè)計(jì)3進(jìn)度安排設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱起 止 日 期1查閱資料，復(fù)習(xí)與設(shè)計(jì)相關(guān)的知識(shí)2進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，確定基本結(jié)構(gòu)形式3繪圖和主要的設(shè)計(jì)計(jì)算4完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編寫5畢業(yè)答辯準(zhǔn)備和畢業(yè)答辯摘 要機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)，它對(duì)機(jī)床的使用性能和結(jié)構(gòu)等都有明顯的影響。通過(guò)運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬訂設(shè)計(jì)方案，確定轉(zhuǎn)速圖，并擬訂傳統(tǒng)系統(tǒng)圖，在保證機(jī)床運(yùn)動(dòng)和使用要求的前提下，運(yùn)動(dòng)鏈盡量短而簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高，并設(shè)計(jì)反轉(zhuǎn)和制動(dòng)裝置，畫好裝配圖后，對(duì)主要零件進(jìn)行驗(yàn)算如齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算和主軸的驗(yàn)算，通常普通機(jī)床主軸只進(jìn)行剛度驗(yàn)算，根據(jù)演算結(jié)果和對(duì)裝配草圖進(jìn)行審查后，修改并完善裝配圖，編寫零件代號(hào)和制定整個(gè)部件的技術(shù)條件。最后繪制正確的零件圖，并編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。關(guān)鍵詞 ：機(jī)床，運(yùn)動(dòng)參數(shù)，轉(zhuǎn)速圖，傳動(dòng)系統(tǒng)圖，零件，ABSTRACTThe host who is used to realize a machine tool moves the machine tool host drive host drive , it all has obvious effect to machine tool use a function and structure etc.Working out a design plan , ascertain rotation rate picture by moving a parameter, work out tradition system picture, under premise moving and being put into use demanding in guarantee machine tool, motion chain is as short but simple as possible , drive is efficient, design reverse turn and arrester, after finishing drawing assembling picture, checking calculation carrying out checking calculation on main part if gear wheel intensity checking calculation composes in reply a chief axiss, the generally average machine tool chief axis carries out stiffness only checking calculation, carries out the queen who examines according to calculation result and to assembling draft , revises and perfects assembling picture, Compile and compose part code name and work out the entire component.Keywords: machine tool; host drive host drive; rotation rate picture; moving a parameter, tradition system picture; partI目 錄摘 要IABSTRACTII第一章 緒論11. 1 主傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求11. 2 主傳動(dòng)的組要設(shè)計(jì)程序1第二章 主運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)22.1 設(shè)計(jì)任務(wù)22.2 擬定轉(zhuǎn)速圖22.2.1確定變速組的數(shù)目22.2.2 確定變速的排列方案22.2.3 確定基本組和擴(kuò)大組22.2.4 確定是否增加加速傳動(dòng)22.2.5 分配降速比32.3 齒輪齒數(shù)的確定52.3.1 根據(jù)查表法確定齒輪齒數(shù)52.3.2 三聯(lián)滑移齒輪的齒數(shù)確定72.3.3 公用齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)7第三章 主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)93.1主傳動(dòng)的布局93.2 變速機(jī)構(gòu)93.3 齒輪的布置93.3.1 滑移齒輪的軸向布置93.3.2 一個(gè)變速組內(nèi)齒輪軸向位置的排列103.3.3 兩個(gè)變速組內(nèi)齒輪軸向位置的排列113.3.4 縮小徑向尺寸123.3.5 滑移齒輪的結(jié)構(gòu)形式133.4 計(jì)算轉(zhuǎn)速143.4.1 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定153.4.2 其他傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定163.5 主傳動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi)停裝置183.6主傳動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)裝置183.6.1 制動(dòng)裝置的類型183.6.2 制動(dòng)器的位置183.7 主傳動(dòng)系統(tǒng)的換向裝置193.7.1 換向裝置的類型193.7.2 換向裝置的設(shè)計(jì)原則203.7.3 典型結(jié)構(gòu)20第四章 主傳動(dòng)的零件設(shè)計(jì)254.1 主要零件的驗(yàn)算校核254.1.1 齒輪的校核計(jì)算254.1.2 軸的強(qiáng)度計(jì)算29第五章 主傳動(dòng)的潤(rùn)滑315.1 潤(rùn)滑系統(tǒng)的要求315.2 潤(rùn)滑劑的選擇315.3 潤(rùn)滑方式的選擇31第六章 結(jié)論32參考文獻(xiàn)33致謝34第一章 緒論1. 1 主傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求1 機(jī)床主軸必須有足夠的變速范圍和轉(zhuǎn)速，以滿足實(shí)際使用要求。2 主電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)必須供給和傳遞壯族夠的功率和扭矩，并具有較高的傳動(dòng)效率。3 執(zhí)行件必須有足夠的精度，剛度，抗震性和小于許可限度的熱變形和溫升。4 噪音應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。5 操縱要輕巧靈活，迅速，安全可靠，并必須便于調(diào)整和維修。6 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，潤(rùn)滑與密封良好，便于加工和裝配，成本底。1. 2 主傳動(dòng)的組要設(shè)計(jì)程序1 調(diào)查研究有足夠的設(shè)計(jì)原始資料，在明確機(jī)床滿足的要求的同時(shí)，還應(yīng)有同類型的機(jī)床設(shè)計(jì)圖紙及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。2 主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)要求，擬定可能的轉(zhuǎn)速圖，并從中選出合理的方案，然后計(jì)算齒輪齒數(shù)級(jí)及帶輪直徑，最后繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。3 主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)變速箱或主軸箱的部件裝配圖，并進(jìn)行必要計(jì)算。4 主傳動(dòng)的零件設(shè)計(jì)軸和齒輪機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度校核計(jì)算35第二章 主運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 主運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)是運(yùn)用轉(zhuǎn)速圖的基本原理，以擬定滿足給定的轉(zhuǎn)速的合理傳動(dòng)方案，主要包括選擇變速組及傳動(dòng)副數(shù)，確定各變速組中的齒輪傳動(dòng)比，以及計(jì)算齒輪齒數(shù)。2.2 擬定轉(zhuǎn)速圖X62W銑床的主軸轉(zhuǎn)速范圍為301500轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=18，公比 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 =1440轉(zhuǎn)/分。2.2.1確定變速組的數(shù)目大多數(shù)機(jī)床廣泛應(yīng)用滑移齒輪的變速方式，為滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和操縱方便的要求通常采用雙聯(lián)或三聯(lián)齒輪，所以18級(jí)轉(zhuǎn)速需要三個(gè)變速組，即Z=18=332。2.2.2 確定變速的排列方案變速組的排列方案可以有多種，如：18=33218=23318=323由于X62W銑床主傳動(dòng)私通裝在床身內(nèi)，結(jié)構(gòu)上沒(méi)有特殊要求，根據(jù)各變速組中傳動(dòng)副數(shù)應(yīng)遵循“前多后少”的原則，選擇18=332這種方案。2.2.3 確定基本組和擴(kuò)大組根據(jù)“前密后疏”的原則，選擇的方案。其中第一組為基本組，其級(jí)比指數(shù)=1；第二變速組為第一擴(kuò)大組，其級(jí)比指數(shù)=3；第三變速組為第二擴(kuò)大組，其級(jí)比指數(shù)=9。2.2.4 確定是否增加加速傳動(dòng)X62W銑床的總漿速比 ，若每一個(gè)變速組的最小降速比均取，則三個(gè)變速組總的降速比可達(dá)到，故無(wú)須增加降速傳動(dòng)，但是為了使中間兩個(gè)變速組作到降速緩慢，有利于減少變速箱的徑向尺寸，所以在-軸間增加一對(duì)降速傳動(dòng)齒輪（），同時(shí)也有利于設(shè)計(jì)變形機(jī)床，只要改變這對(duì)降速齒輪的傳動(dòng)比，在其他三個(gè)變速不便的情況下，就可以將主軸的18總轉(zhuǎn)速同時(shí)提高或降低，以滿足用戶的不同需求。2.2.5 分配降速比前面已確定，18=332共需3個(gè)變速組，并在-軸間增加一對(duì)降速傳動(dòng)齒輪，所以轉(zhuǎn)速圖上有五根傳動(dòng)軸，如圖2-1所示，畫五根距離相等的豎直直線（、）代表五根軸，畫18根距離相等的水平線代表18級(jí)轉(zhuǎn)速，這樣形成了轉(zhuǎn)速圖格線。2.2.5.1 在主軸上標(biāo)出18級(jí)轉(zhuǎn)速：301500轉(zhuǎn)/分，在軸上用A點(diǎn)代表電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=1450轉(zhuǎn)/分；最低轉(zhuǎn)速用E點(diǎn)標(biāo)出，因此A、E兩點(diǎn)連線相距17格，即代表總降速傳動(dòng)比。2.2.5.2 決定、軸間的最小降速傳動(dòng)比：一般銑床的工作特點(diǎn)是間斷切削，為了提高主軸運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，主軸上齒輪應(yīng)大一些，能起到飛輪的作用，所以最后一個(gè)變速組的降速傳動(dòng)比取。按公比=1.26，查表可知=4，即從E點(diǎn)向上數(shù)六格，在軸上找出D點(diǎn)，DE線即為軸間變速組的降速傳動(dòng)比。2.2.5.3 決定其余變速組的最小傳動(dòng)比：根據(jù)降速“前緩后急”的原則，-軸間變速組，取，即從D點(diǎn)向上數(shù)四格，在軸上找出C點(diǎn)，用CD連線表示；同理，-軸間取，用BC連線表示；-軸間取，用AB連線表示。2.2.5.4 畫出各變速組其他連線如圖2-2，-軸間有一對(duì)齒輪傳動(dòng)，轉(zhuǎn)速圖上為一條AB連線。-軸間為基本組，有三對(duì)齒輪傳動(dòng)，級(jí)比指數(shù)X0=1，故三條連縣在轉(zhuǎn)速圖上各相距一格，從C點(diǎn)向上每隔一格取C1、C2點(diǎn)，連線BC2和BC1得基本組三條連線，它們的傳動(dòng)比分別為，-軸間為第一擴(kuò)大組也有3對(duì)齒輪傳動(dòng)，級(jí)比指數(shù)=3，三條連線在轉(zhuǎn)速圖上各相距三格，即CD2，CD1和CD，它們的傳動(dòng)比分別為，-軸間為第二擴(kuò)大組有兩對(duì)齒輪傳動(dòng)，級(jí)比指數(shù)x2=9，兩條連線在轉(zhuǎn)速圖上應(yīng)相距九格即DE1和DE，它們的傳動(dòng)比分別為，和。2.2.5.5 畫出全部連線如圖2-3，即X62W銑床的主傳動(dòng)轉(zhuǎn)速圖，如前面所述，轉(zhuǎn)速圖兩軸之間的平行線代表一對(duì)齒輪傳動(dòng)，所以畫-軸間的連線時(shí)，應(yīng)從C1、C2 兩點(diǎn)分別畫CD、CD1、CD2的平行線使軸得到九種轉(zhuǎn)速，同理，畫出-軸間的連線時(shí)，應(yīng)畫九條與DE平行的線，九條與DE1平行的線，使主軸得到18種轉(zhuǎn)速。圖2-1 降速傳動(dòng)比連線圖2-2變速組連線圖2-3 X62W銑床主傳動(dòng)轉(zhuǎn)速圖2.3 齒輪齒數(shù)的確定擬定轉(zhuǎn)速圖后，根據(jù)各個(gè)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比確定齒輪齒數(shù)。2.3.1 根據(jù)查表法確定齒輪齒數(shù)轉(zhuǎn)速圖上的齒輪副傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方，變速組內(nèi)的齒輪模數(shù)相同時(shí)，可按照 3-1表中查出齒輪齒數(shù)，表中列出了傳動(dòng)比u=14.73，齒數(shù)和=40120及相應(yīng)的小齒輪實(shí)用齒數(shù)。大齒輪的齒數(shù)等于齒數(shù)和減去表中小齒輪的齒數(shù)。2.3.1.1 -軸間（基本組）的一對(duì)齒輪1）可查表中u=2的一行中查找。2）確定最小齒輪的齒數(shù)及最小齒數(shù)和：最小齒輪必須在的齒輪副中，根據(jù)結(jié)構(gòu)條件假設(shè)最小齒數(shù)，在的一行中找到時(shí)，查表得出其最小齒數(shù)和3）找出可能采用的齒數(shù)和諸數(shù)值：這些數(shù)值系根據(jù)表中能滿足傳動(dòng)必要求的齒輪齒數(shù)來(lái)確定，由開(kāi)始向右查表，滿足要求的齒輪齒數(shù)之齒數(shù)和有：69，72，75，78，81，84，4）確定合理的齒數(shù)和：根據(jù)前面所述，在具體結(jié)構(gòu)允許的情況下，選用較小的齒數(shù)和為宜，確定=81。5）確定各齒輪副的齒數(shù)：由一行找出，則。2.3.1.2 -軸間（擴(kuò)大組）的三對(duì)齒輪1）可查表中的一行，可查表中的一行，可查表中的一行。2）確定最小齒輪齒數(shù)及最小齒數(shù)和最小齒輪必須在的齒輪副中，根據(jù)結(jié)構(gòu)條件假設(shè)最小齒數(shù)為24，在的一行中找到時(shí)，查表的去最小齒數(shù)和。3）找出可能采用的齒數(shù)和諸數(shù)值：這些數(shù)值系根據(jù)表中能同時(shí)存在滿足各傳動(dòng)比的要求的齒數(shù)來(lái)確定，自開(kāi)始向右查表，同時(shí)存在滿足三個(gè)傳動(dòng)必要求的齒輪齒數(shù)之齒數(shù)和有： 78，95，4）確定合理的齒數(shù)和：如前所述，在具體結(jié)構(gòu)允許的情況下，選用較小的齒數(shù)為宜，確定齒數(shù)和。5）確定各齒輪副的齒數(shù)：由一行找出=31，則=78-31=47；由1行找出，則；由一行找出， 則。2.3.1.3 -軸間（第二擴(kuò)大組）的兩對(duì)齒輪變速組內(nèi)的傳動(dòng)副的模數(shù)不同，必須計(jì)算各齒輪副的齒數(shù)和，按個(gè)齒輪副的傳動(dòng)比分配齒數(shù)。其傳動(dòng)比和，考慮實(shí)際受力情況相差較大，齒輪副的模數(shù)分別選擇為=4和。可得：為了使齒數(shù)和較小并滿足最小齒輪齒數(shù)的要求，選取K=30，則根據(jù)齒輪副的傳動(dòng)比齒數(shù)分配如下：同理， -軸間（第一擴(kuò)大組）三對(duì)齒輪，。2.3.2 三聯(lián)滑移齒輪的齒數(shù)確定變速組采用三聯(lián)滑移齒輪變速，在確定其齒數(shù)之后，還應(yīng)該檢查相鄰齒輪的齒數(shù)關(guān)系，以確保其左右移動(dòng)時(shí)能順利通過(guò)，不致相碰。如圖2-4： 圖 2-4 三聯(lián)齒輪的齒數(shù)關(guān)系三聯(lián)滑移齒輪從中間位置向左移動(dòng)時(shí)，齒輪要從固定齒輪上面越過(guò)，必須使與兩齒輪的齒頂圓半徑之和小于中心距A，向右移動(dòng)也是同樣的要求。在三聯(lián)齒輪中，最大和次大齒輪之間齒數(shù)差應(yīng)大于4，如果齒數(shù)等于4時(shí)，可將或的齒頂圓直徑略小一些也可使用。2.3.3 公用齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在傳動(dòng)系統(tǒng)中的某個(gè)齒輪，既是前變速組的從動(dòng)齒輪，又是后一變速組的主動(dòng)齒輪，這種同時(shí)可與前后傳動(dòng)軸上的兩個(gè)齒輪相嚙合的齒輪稱功用齒輪。采用公用齒輪 可以減少齒輪的個(gè)數(shù)，簡(jiǎn)化了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，縮短了軸向尺寸，但是采用公用齒輪后可能引起徑向尺寸增大，并且由于公用齒輪使用機(jī)會(huì)較多，齒輪磨損較快。在機(jī)床中，一般采用單公用和雙公用齒輪。在轉(zhuǎn)速圖上相鄰變速組之間，任意兩個(gè)傳動(dòng)比都可以選擇為公用齒輪的兩個(gè)傳動(dòng)比，采用單公用齒輪，兩個(gè)變速組的模數(shù)必須相同。 （2-1）式中：-前后兩個(gè)變速組的齒數(shù)和。為了防止采用單公用齒輪后徑向尺寸過(guò)大或兩軸中心距過(guò)小，應(yīng)取X62W銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)如圖（2-5） 圖 2-5 銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)圖在-軸之間采用單公用齒輪Z=39，其轉(zhuǎn)速圖仍和常規(guī)傳動(dòng)系統(tǒng)的一樣，符合“前多后少”、“前密后疏”的要求。單公用齒輪工作時(shí)的傳動(dòng)比為、，齒數(shù)和分別為，所以值為，滿足。第三章 主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1主傳動(dòng)的布局主傳動(dòng)的布局主有要集中傳動(dòng)式和分離式兩種，主傳動(dòng)的全部變速機(jī)構(gòu)和主軸組件裝在同一箱體內(nèi)，稱為集中傳動(dòng)布局；分別裝在變速箱和主軸箱兩種箱體內(nèi)，其間用膠帶、鏈條等傳動(dòng)時(shí)，稱為分離傳動(dòng)布局。X62W采用集中傳動(dòng)式布局，它的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，便于實(shí)現(xiàn)集中操縱，箱體數(shù)少，缺點(diǎn)是；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)中的震動(dòng)和發(fā)熱會(huì)直接影響主軸的工作精度。3.2 變速機(jī)構(gòu)大多數(shù)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)都需要進(jìn)行變速，可以是有級(jí)變速，也可以是 無(wú)級(jí)變速，有級(jí)變速應(yīng)用較廣，有級(jí)變速機(jī)構(gòu)包括交變齒輪變速機(jī)構(gòu)；滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)；離合器變速機(jī)構(gòu)。X62W銑床采用滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，它廣泛應(yīng)用于通用機(jī)床和一部分專用機(jī)床，其優(yōu)點(diǎn)是：變速范圍大；變速級(jí)數(shù)也較多；變速方便節(jié)省時(shí)間；在較大的變速范圍內(nèi)可傳遞較大的功率和扭矩；不工作的齒輪不嚙合，因而空載的功率損失較小，其缺點(diǎn)是：變速箱的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，為方便滑移齒輪容易進(jìn)入捏合，一般用直齒圓柱齒輪，傳動(dòng)平穩(wěn)性不如斜齒輪傳動(dòng)。3.3 齒輪的布置初步確定了轉(zhuǎn)速圖和齒輪齒數(shù)之后，合理地布置齒輪排列方式，是一個(gè)比較重要的問(wèn)題。它將直接影響到變速箱的尺寸、變速操縱的方便性以及結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可能性電因此設(shè)計(jì)機(jī)床變速箱時(shí)，要根據(jù)具體要求合理地加以布置。3.3.1 滑移齒輪的軸向布置變速組中的滑移齒輪一般布置雜主動(dòng)軸上，因其轉(zhuǎn)速一般比被動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速高，則其上的滑移齒輪的尺寸小，重量輕，操縱省力，但有時(shí)在結(jié)構(gòu)上考慮，必須將滑移齒輪放在被動(dòng)軸上，也有時(shí)為了操縱方便將兩個(gè)相鄰變速組的滑移齒輪放在同一根軸上。為了避免同一滑移齒輪變速組內(nèi)的兩對(duì)齒輪同時(shí)嚙合，兩個(gè)固定齒輪的間距應(yīng)大于滑移齒輪的寬度，一般留有間隙量為，如圖3-1圖3-1 滑移齒輪的軸向 3.3.2 一個(gè)變速組內(nèi)齒輪軸向位置的排列齒輪在軸向位置的排列，如果沒(méi)有特殊情況，應(yīng)盡量縮短軸向長(zhǎng)度?；讫X輪的軸向位置常有窄式排列和寬式排列兩種。一般采用窄式排列，它所占的軸向長(zhǎng)度較小。圖32所示的兩級(jí)變速組占用的軸向長(zhǎng)度L4b。其中L為齒輪變速組在軸上所占有的空間長(zhǎng)度，b為一個(gè)齒輪的齒部寬度。如圖33所示的寬式排列(即滑移齒輪的軸向尺寸寬)，則占用的軸向長(zhǎng)度較較大，以致在相同的負(fù)荷條件下，軸徑須加粗從而使軸上的小齒輪的齒數(shù)增加，相應(yīng)使齒數(shù)和及徑向尺寸加大，因此，一般不希望采用寬式排列。如前所述，二聯(lián)滑移齒輪的兩種排列方式，必須保證同軸上相鄰兩齒輪的齒數(shù)差大于4，才能使滑移齒輪在越過(guò)某個(gè)固定齒輪時(shí)避免齒頂相碰。若相鄰齒數(shù)差小于4，除了采用增加齒數(shù)和的方法(使相鄰兩齒輪的齒數(shù)差增加，此時(shí)徑向尺寸也加大)、或者采用變位齒輪的方法子以解決外，還可采用如圖3中圖所示的排列方案，讓滑移齒輪中的最小輪越過(guò)固定的小齒輪即最大齒輪與最小齒輪的齒數(shù)差大于4，而其他兩個(gè)齒輪的齒數(shù)差允許小些，但這種排列方法的軸向尺寸較大。 圖3-2 雙聯(lián)滑移齒輪的軸向排列 圖3-3 三聯(lián)滑移齒輪的軸向排列圖3-4 三聯(lián)滑移齒輪軸向排列3.3.3 兩個(gè)變速組內(nèi)齒輪軸向位置的排列圖35上圖和圖36為兩個(gè)變速組的齒輪并行排列方式,其總長(zhǎng)度等于兩變速組的軸向長(zhǎng)度之和,兩個(gè)變速組的齒輪交諾排列,其總的軸向長(zhǎng)度較短，但對(duì)固定齒輪的齒數(shù)差有要求。由圖35可知，三軸四級(jí)變速機(jī)構(gòu)的并行排列方案，其總長(zhǎng)度為工8L，而中圖的交錯(cuò)排列只要入6b就夠了。X62W銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)(圖31)，從第軸到第軸的兩個(gè)變速組中，其固定齒輪就是采用相互交錯(cuò)排列,這樣可更好的利用空間,縮短軸向尺寸。若采用公用齒輪排列,其抽向長(zhǎng)度更為縮小。圖36所示的單公用齒輪的四級(jí)變速機(jī)構(gòu)，總長(zhǎng)度為工5b,采用雙公用齒輪的三軸四級(jí)變速機(jī)構(gòu)，總長(zhǎng)度可縮短為上4b。若不采用公用齒輪，其總長(zhǎng)度則為L(zhǎng)8b.由此可見(jiàn)，采用公用齒輪不僅減少了齒輪的數(shù)量，而且縮短了軸向尺寸。圖3-5 二級(jí)變速組的齒輪軸向排列 圖3-6 變速組的軸向排列3.3.4 縮小徑向尺寸為了減小變速箱的尺寸，既須縮短軸向尺寸，又要縮小徑向尺,它們之間往往是相互聯(lián)系的，應(yīng)該根據(jù)具體情況考慮全局，恰當(dāng)?shù)亟鉀Q齒輪布置問(wèn)題。有些機(jī)床(加臥式鏜床和龍門銑床)的變速箱須沿導(dǎo)軌移動(dòng)，為了減小變速箱對(duì)于導(dǎo)軌的顛覆力矩、提高機(jī)床的剛度和運(yùn)動(dòng)乎穩(wěn)性，變速箱的重心和主軸應(yīng)盡可能靠近導(dǎo)軌面這就須力求縮小變速箱的徑向尺寸。3.3.4.1 縮小軸間距離 在強(qiáng)度允許的條件下，盡量選用較小的齒數(shù)和，并使齒輪的降速傳動(dòng)比大于，以避免采用過(guò)大的齒輪。這錢既縮小了本變速組的軸間距離,又不致妨礙其他變速組軸間距離的減小。3.3.4.2 采用軸線相互重合 在相鄰變速組的軸間距離相等的情況下，可格其中兩根軸布置在同一軸線上，則徑向尺寸可大為縮小如圖3-7，而且減少了箱體上孔的排數(shù),箱體孔的加工工藝性也得到改善。3.3.4.3 合理安排變速箱內(nèi)各軸的位置 在不發(fā)生干涉的條件下，盡可能安排得緊湊一些。圖3-7 軸線重合的布置方式3.3.5 滑移齒輪的結(jié)構(gòu)形式機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中常見(jiàn)的滑移齒輪結(jié)構(gòu)形式有：整體式及裝配式，見(jiàn)圖38設(shè)計(jì)滑移齒輪結(jié)構(gòu)，一般應(yīng)考慮齒輪的工藝方法。整體式多聯(lián)齒輪在插齒、剃齒時(shí)，兩個(gè)齒輪間應(yīng)留有足夠的空刀槽，磨齒時(shí)則更大些；還要考慮變速時(shí)撥叉或滑塊的撥動(dòng)方式(圖中雙點(diǎn)劃線所示)；為了使滑移齒輪能夠順利嚙合，在其嚙合端面上沿全部齒高須倒成圓角；為了保證齒輪的導(dǎo)向性良好，滑移齒輪的輪轂長(zhǎng)度不應(yīng)小于(1.21.5)d，d為軸的直徑。 圖 3-8 滑移齒輪的結(jié)構(gòu)形式3.4 計(jì)算轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)，為了使傳動(dòng)件工作可靠,結(jié)構(gòu)緊湊，須對(duì)傳動(dòng)件進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算。主傳動(dòng)系統(tǒng)中主軸及傳動(dòng)件(如傳動(dòng)軸、齒輪)的尺寸，主要是根據(jù)它所傳遞的扭矩大小來(lái)決定，扭矩大，其結(jié)構(gòu)尺寸就大，扭短小，則結(jié)構(gòu)尺寸就可縮小。傳動(dòng)件傳遞扭矩大小與它所傳遞的功率N和轉(zhuǎn)速n兩個(gè)因素有關(guān)。對(duì)于專用機(jī)床，在特定購(gòu)工藝條件下各傳動(dòng)件所傳遞的功率N和轉(zhuǎn)速n是固定不變的，所傳遞的扭矩也是一定的。對(duì)于工藝范圍較廣的通用機(jī)床和某些專門化機(jī)床，由于使用條件復(fù)雜，變速范圍較大，傳動(dòng)件所傳遞的功率和轉(zhuǎn)速并不是固定不變的。這類機(jī)床，若將傳動(dòng)件的傳遞扭矩確定得偏小或過(guò)大，是不經(jīng)濟(jì)、不合理的。所以，對(duì)于這類機(jī)床傳動(dòng)件傳遞扭矩大小的確定，必須根據(jù)機(jī)床實(shí)際使用情況進(jìn)行周密地調(diào)查分析。通用機(jī)床在最低的一段轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，經(jīng)常用于切削螺紋、鉸孔、切斷、精鏜等工序，所消耗的功率較小，不需要使用電動(dòng)機(jī)的全部功率即便用于粗加工，由于受刀具、夾具和工件剛度的限制，不可能采用過(guò)大的切削用量，也不會(huì)使用到電動(dòng)機(jī)的全部功率。所以，這類機(jī)床只是以某一轉(zhuǎn)速開(kāi)始，才有可能使用電動(dòng)機(jī)的全部功率。當(dāng)傳動(dòng)件的功率為一定時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速的降低，傳遞的扭矩也就越大。綜上所述，按傳遞全部功率時(shí)的轉(zhuǎn)速中的最低轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算，即可得出該傳動(dòng)件需要傳遞的最大扭矩。傳遞全部功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速，則稱為該傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速。對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)件，其額定扭矩(即需要傳遞的最大扭矩)按下式計(jì)算： （牛米）式中： 傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)分)；傳動(dòng)件所傳遞的功率(千瓦)；主電動(dòng)機(jī)的額定功率(千瓦)；從主電動(dòng)機(jī)到該傳動(dòng)件間的傳動(dòng)效率。由上式可知，當(dāng)傳動(dòng)件的傳遞功率為一定時(shí)，若轉(zhuǎn)速取得偏底，則傳遞的扭矩就偏大，使傳動(dòng)件尺寸不必要的增大。因此，必須根據(jù)機(jī)床的實(shí)際工作情況，經(jīng)濟(jì)合理地確定計(jì)算轉(zhuǎn)速并計(jì)算傳動(dòng)件的尺寸是機(jī)床設(shè)計(jì)工作的一個(gè)重要問(wèn)題。3.4.1 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速是主軸傳遞全部功率(此時(shí)電動(dòng)機(jī)為滿載)時(shí)的最低轉(zhuǎn)速，從這一轉(zhuǎn)速起至主軸最高轉(zhuǎn)速間的所有轉(zhuǎn)速都能夠傳遞全部功率，扭矩則隨轉(zhuǎn)速的增加而減少，此為恒功率工作范圍；低于主軸計(jì)算 轉(zhuǎn)速的各級(jí)轉(zhuǎn)速所能傳遞的扭矩與計(jì)算轉(zhuǎn)速下的扭矩相等，它是該機(jī)床的最大傳遞扭矩(功率則隨轉(zhuǎn)速的降低而減少)。如圖3-9為恒扭矩工作范圍。專用機(jī)床的主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速是按特定的工藝中所需要的主軸轉(zhuǎn)速來(lái)確定。通用機(jī)床及專門化機(jī)床，根據(jù)對(duì)現(xiàn)有機(jī)床的調(diào)查分析和測(cè)定以及有關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析資料主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定見(jiàn)表32X62W銑床的主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=18，其轉(zhuǎn)速圖如圖3-10 。由表3-2可知，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： 轉(zhuǎn)/分在轉(zhuǎn)速圖上以黑點(diǎn)表示。圖3-9 通用機(jī)床主傳動(dòng)功率和扭矩變化情況 圖3-10 X62W銑床主傳動(dòng)轉(zhuǎn)速圖3.4.2 其他傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定如前所述，主軸從計(jì)算轉(zhuǎn)速起至最高轉(zhuǎn)速間的所有轉(zhuǎn)速都傳遞全部功率，因此，實(shí)現(xiàn)上述主軸轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)件的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速也傳遞全部功率，其他傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速就是其傳遞全部功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速。當(dāng)主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速確定后，就可以從轉(zhuǎn)速圖上確定其他各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速。確定的順序通常是由后往前，即先定出位于傳動(dòng)鏈后面(靠近主軸)的傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速，再順次由后往前定出傳動(dòng)鏈前面的傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速。一般可先找出該傳動(dòng)件共有幾級(jí)實(shí)際工作轉(zhuǎn)速，再找出其中能夠傳遞全部功率時(shí)的那幾級(jí)轉(zhuǎn)速，最后確定能夠傳遞全部功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速即為該傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速。如圖310。3.4.2.1 傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（1）IV軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：從轉(zhuǎn)速圖上可以看出，軸共有9級(jí)轉(zhuǎn)速為118、160、190、235、300、375、475、600、750轉(zhuǎn)分。主軸在96轉(zhuǎn)分(計(jì)算轉(zhuǎn)速)至1500轉(zhuǎn)分(最高轉(zhuǎn)速)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(dòng)主軸，它只有在375750轉(zhuǎn)分的那4級(jí)轉(zhuǎn)速時(shí)才能傳遞全部功率；若經(jīng)齒輪副傳動(dòng)主軸，則118750轉(zhuǎn)分的9級(jí)轉(zhuǎn)速都傳遞全部功率，因此，其最低轉(zhuǎn)118轉(zhuǎn)分即為IV軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。（2）軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：同理，軸上共有3級(jí)轉(zhuǎn)速為300，375，475。此時(shí)，經(jīng)齒輪副（）傳動(dòng)IV軸，所得到9級(jí)轉(zhuǎn)速都能夠傳遞全部功率。因此軸上的這3級(jí)轉(zhuǎn)速也都能遞全部功率，其最低轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)分即為軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。其余依次類推，各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下： 3.4.2.2齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速（1）齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速：齒輪裝在IV軸上，從轉(zhuǎn)速圖上可知，共有118750轉(zhuǎn)分9級(jí)轉(zhuǎn)速，經(jīng)齒輪副傳動(dòng)主軸得到的2351500轉(zhuǎn)分9級(jí)轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率，故齒輪的這9級(jí)轉(zhuǎn)速也都能傳遞全部功率，其中最低轉(zhuǎn)速118轉(zhuǎn)分即為齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。（2）齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速：齒輪裝在軸(主軸)上共有2351500轉(zhuǎn)分9級(jí)轉(zhuǎn)速，都能傳遞全部功電其最低轉(zhuǎn)速235轉(zhuǎn)分即為齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。（3）齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速：齒輪裝在軸上，共有118750轉(zhuǎn)分9級(jí)轉(zhuǎn)速，只有在375750轉(zhuǎn)分的4級(jí)轉(zhuǎn)速（經(jīng)齒輪副，使主軸得到的95190轉(zhuǎn)分的4級(jí)轉(zhuǎn)速）能夠傳遞全部功率，而該齒輪在118300轉(zhuǎn)分5級(jí)轉(zhuǎn)速時(shí)（經(jīng)齒輪副使主軸所得到的3075轉(zhuǎn)分5級(jí)轉(zhuǎn)速都低于主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速95轉(zhuǎn)分)，故不能傳遞全都功率，因此齒輪能夠傳遞全部功率的4級(jí)轉(zhuǎn)速為375、475、600、750轉(zhuǎn)分其中最低轉(zhuǎn)速375轉(zhuǎn)分即為的計(jì)算轉(zhuǎn)速。（4）齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速：齒輪裝在V軸(主軸)上，共有30190轉(zhuǎn)分9級(jí)轉(zhuǎn)速，其中只有在95190轉(zhuǎn)分4級(jí)轉(zhuǎn)速時(shí)，該齒輪才能傳遞全部功率。最低轉(zhuǎn)速95轉(zhuǎn)分即為齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。其余異詞類推，各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下：由前述已知，提高傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速，可使其尺寸縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，因此在傳動(dòng)系統(tǒng)中有某些重復(fù)轉(zhuǎn)速時(shí)，可由不同傳動(dòng)路線來(lái)實(shí)現(xiàn)這時(shí)，應(yīng)采用傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)路線，并由操縱機(jī)構(gòu)予以保證。3.5 主傳動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi)停裝置開(kāi)停裝置用來(lái)控制主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件(如主軸)的啟動(dòng)與停止?？芍苯娱_(kāi)停機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力源(如電動(dòng)機(jī)）或者用離合器接通、斷開(kāi)主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件與動(dòng)力源間的傳動(dòng)鏈。開(kāi)停裝置的基本要求是開(kāi)停方便省力、操作安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并能傳遞足夠的扭矩。X62W銑床主運(yùn)動(dòng)是靠直接開(kāi)停主電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)主軸的啟動(dòng)與停止。這種開(kāi)痛方式的優(yōu)點(diǎn)是：操作方便，可簡(jiǎn)化機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，因此，得到廣泛應(yīng)用。但在電動(dòng)機(jī)功率大、開(kāi)停頻繁的情況下，將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)發(fā)熱、燒壞，甚至因啟動(dòng)電流較大而影響車間電網(wǎng)正常供電時(shí)則不宜采用。另外，幾個(gè)運(yùn)動(dòng)公用一個(gè)電動(dòng)機(jī)且又不要求同時(shí)開(kāi)停的情況，也不能采用這種方式。3.6主傳動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)裝置某些機(jī)床在裝卸工件、測(cè)量被加工面尺寸、更換刀具及調(diào)整機(jī)床時(shí)，要求機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件(如主軸)盡快地停止運(yùn)動(dòng)。但是，當(dāng)開(kāi)停裝置斷開(kāi)主傳動(dòng)鏈后，由于傳動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)件具有慣性，運(yùn)動(dòng)中的執(zhí)行件是逐漸減速而停止的。為了減少這段時(shí)間，提高機(jī)床生產(chǎn)率對(duì)于經(jīng)常啟動(dòng)與停止、傳動(dòng)件慣性大、運(yùn)動(dòng)速度較高的主傳動(dòng)系統(tǒng)，須安裝制動(dòng)裝置。另外，機(jī)床能及時(shí)制動(dòng)，還可避免發(fā)生事故或防止工件報(bào)廢。制動(dòng)裝置的基本要求有：工作可靠、操縱方便、制動(dòng)時(shí)間短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊以及制動(dòng)器的磨損要小等。3.6.1 制動(dòng)裝置的類型X62W銑床是使用電磁制動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床主軸的制動(dòng)。3.6.2 制動(dòng)器的位置若要求電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)后才能制動(dòng)時(shí)，則制動(dòng)器可安裝在傳動(dòng)鏈中的任何傳動(dòng)件上，若電動(dòng)機(jī)不停止運(yùn)轉(zhuǎn)而進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，則必須斷開(kāi)主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件(如主袖)與電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系，此時(shí)制動(dòng)器只能安裝在被斷開(kāi)的傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)件上。制動(dòng)器若裝在轉(zhuǎn)速高的傳動(dòng)件(加傳動(dòng)軸、皮帶輪及齒輪等)上，所需要的制動(dòng)力矩較小，從而制動(dòng)器的尺寸也可減??；若裝在傳動(dòng)鏈前面的傳動(dòng)件上，制動(dòng)時(shí)的沖擊力較大。因此為了結(jié)構(gòu)緊湊、制動(dòng)平穩(wěn)，應(yīng)將制動(dòng)器放在接近執(zhí)行件且轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)件上。促在受到具體條件限制(如接近執(zhí)行件時(shí)的轉(zhuǎn)速一般較低或其他結(jié)構(gòu)條件等原因)的情況下，一般是將制動(dòng)器放在轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)件上。制動(dòng)器與開(kāi)停裝置的操縱，須有可靠的聯(lián)鎖關(guān)系，即停車時(shí)制動(dòng)器起作用，開(kāi)車時(shí)則制動(dòng)器須可靠地放松，以避免損壞傳動(dòng)件或造成過(guò)大的功率損失。X62W銑床是將制動(dòng)器裝在軸右端。3.7 主傳動(dòng)系統(tǒng)的換向裝置多數(shù)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件(如主軸、工作臺(tái))需要有正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。例如普通車床、鉆床等在加工螺紋時(shí)，主軸正轉(zhuǎn)用于切削，反轉(zhuǎn)用于退刀。此外，普通車床有時(shí)還利用反轉(zhuǎn)進(jìn)行切斷與切槽。又如銑床為了能夠使用左刃或右刃銑刀，主軸應(yīng)作正反兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床則更為明顯，工作行程結(jié)束后必須換向?yàn)榉祷匦谐?空程)。由此可見(jiàn)，機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的換向有兩種不問(wèn)情況：一種是正反兩個(gè)方向部用于切削，當(dāng)選用一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向后，工作過(guò)程中不需要改變(如銑床)，這時(shí)正反兩個(gè)方向所需要的運(yùn)動(dòng)速度、變速級(jí)數(shù)及傳遞功率應(yīng)該相同；另一種是正向用于切削而反向用于空程，在工作過(guò)程中領(lǐng)反復(fù)地變換方向(如車床、鉆床、刨床等)，這時(shí)為了提高生產(chǎn)率，反向運(yùn)動(dòng)應(yīng)比正向運(yùn)動(dòng)的速度高，反向的變速級(jí)數(shù)則可比正向少一些甚至有的機(jī)床只要求有一種固定速度，兩個(gè)方向傳遞動(dòng)力的大小也可以不同。主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件的換向，除了某些直線運(yùn)動(dòng)機(jī)床是由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(如曲柄連稈機(jī)構(gòu)等)本身實(shí)現(xiàn)外，多數(shù)機(jī)床須設(shè)置專門的換向裝置。換向裝置的基本要求是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，換向方便，操縱省力；需要在運(yùn)轉(zhuǎn)中換向時(shí)，應(yīng)減少?zèng)_擊及磨損，換向時(shí)間要短，換向要平穩(wěn)以及換向的能量損失要小等。 3.7.1 換向裝置的類型3.7.1.1電動(dòng)機(jī)換向 變換電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，使主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)方向改變，這種換向方式可簡(jiǎn)化機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、操作簡(jiǎn)單省力且容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，在可能的條件下應(yīng)采用這種方式，例如上述正反兩方向都用于切削的情況，即使是正向切削、反向空程的情況，有條件也應(yīng)采用。利用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的龍門刨床，由電動(dòng)機(jī)反向，并提高反向速度是很方便的。但是采用交流異步電動(dòng)機(jī)換向，若換向頻繁，尤其當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率較大時(shí)，易引起電動(dòng)機(jī)過(guò)熱，故不宜采用。3.7.1.2機(jī)械換向 日前，在主傳動(dòng)系統(tǒng)中主要采用圓柱齒多片磨擦離合器式換向機(jī)構(gòu)，它可以在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中平穩(wěn)地?fù)Q向，但結(jié)構(gòu)教復(fù)雜(沿移齒輪式、牙嵌離合器及錐齒輪換向機(jī)構(gòu)一般用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)的換向)。X62W銑床由于是正反兩個(gè)方向都用于切削，當(dāng)選用一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向后，工作過(guò)程中不需要改變，這時(shí)正反兩個(gè)方向所需要的運(yùn)動(dòng)速度、變速級(jí)數(shù)及傳遞功率應(yīng)該相同；另一種是正向用于切削而反向用于空程。所以X62W銑床應(yīng)選用電動(dòng)機(jī)換向。這樣就使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，換向方便，操縱省力；需要在運(yùn)轉(zhuǎn)中換向時(shí)，可以減少?zèng)_擊及磨損，換向時(shí)間短。3.7.2 換向裝置的設(shè)計(jì)原則為了提高正向傳動(dòng)的效率，減少其功率損失，換向機(jī)構(gòu)的中間齒輪放在反向傳動(dòng)中。換向時(shí)先使運(yùn)動(dòng)減速或制動(dòng)，再接通另一方向的運(yùn)動(dòng)，可減少換向的能量損失，已為大多數(shù)機(jī)床所采用。換向機(jī)構(gòu)的安放位置，若裝于傳動(dòng)鏈前面的傳動(dòng)軸時(shí)，因轉(zhuǎn)速一般較高，其傳遞扭矩可以減小，故結(jié)構(gòu)緊湊，但傳動(dòng)鏈中的換向件較多，故折算到換向機(jī)構(gòu)傳動(dòng)軸上的效果慣性矩較大換向時(shí)的能量損失較大，將直接影響機(jī)構(gòu)的壽命(如離合器的磨損速度增加)、功率損耗及發(fā)熱等，有時(shí)也影響換向時(shí)間的長(zhǎng)短。由于傳動(dòng)鏈中存在間隙，換向時(shí)的沖擊也較大，因此有的機(jī)床傳動(dòng)鏈較前面的薄弱傳動(dòng)容易扭壞。若將換向機(jī)構(gòu)放在傳動(dòng)鏈的后面即接近被換向的執(zhí)行件時(shí)，可使能量損失小、換向平穩(wěn)，但因轉(zhuǎn)速一般較低，會(huì)增大換向機(jī)構(gòu)的尺寸。一般對(duì)于傳動(dòng)件少，慣性小的傳動(dòng)鏈，換向機(jī)構(gòu)宜放在前面；對(duì)于平穩(wěn)性要求較高、能量損失要小的，宜放在后面。3.7.3 典型結(jié)構(gòu)主軸組件通常是由主軸、主軸軸承和安裝在主軸上的傳動(dòng)件等三部分所組成。它是機(jī)床中最關(guān)鍵的一個(gè)部件，其工作性能對(duì)加工質(zhì)量相生產(chǎn)率有著直接的影響。主軸組件的設(shè)計(jì)包括主軸軸承的選擇，軸承的布置與調(diào)整，確定主軸的結(jié)構(gòu)、材料、技術(shù)要求及共潤(rùn)滑、密封等。3.7.3.1 兩支承的主軸組件前端定位的上的組件，熱變形對(duì)主軸前端伸長(zhǎng)影響小，主軸受壓區(qū)段短，軸向剛性較高。1前端定位的主軸，定位采們兩個(gè)推力球軸承，這種軸承發(fā)熱輪嚴(yán)重，成為熱源元件，并靠近的支承，故產(chǎn)生不利影響。螺母用來(lái)調(diào)整的支承雙列向心短圓柱滾子軸承的徑向間隙和調(diào)整推力軸承的間隙或預(yù)緊，徑向和軸向的間隙可分別調(diào)整故軸向剛度很高2主軸定位采用接觸角為60的雙向推力球軸承。它的承載能力、剛度和極限轉(zhuǎn)速都較高：通過(guò)修磨套，可以預(yù)緊或調(diào)整間隙。 軸承外徑為負(fù)公差與箱體孔間有間隙，因而不承受徑向裁荷；與雙列向心短圓柱滾子軸承配套使用，承載能力大，剛度高，極限轉(zhuǎn)速也高，適用于巾、高速的車床和銑床主軸組件。4.用法蘭壓緊前端軸承外環(huán)的凸緣實(shí)現(xiàn)軸向定位。軸承后列內(nèi)環(huán)孔徑比前列內(nèi)環(huán)孔徑大，以便于調(diào)整間隙。圓錐滾子做成空心的，冷卻潤(rùn)滑油從滾子的中孔流過(guò)，起著散熱降溫的作用。后軸承帶有預(yù)緊彈簧，以保持軸承的一定預(yù)緊。5后端定位的主軸組件，熱變形使主軸向前端伸長(zhǎng)，期間主軸端的軸向精度，主軸的受壓區(qū)段較長(zhǎng)。主軸后端采用單列圓錐滾子軸承，它承受徑向力和向前的軸向力，推力球軸承承受向后的軸向力，軸向剛度很高。前端支承采用雙列向心短圓柱滾子軸承，能調(diào)整徑向間隙，徑向剛度較高。主軸后端的圓錐滾子軸承及推力球軸承承受全部軸向力。前支承用兩個(gè)圓錐滾子軸承，它是外環(huán)寬端相對(duì)配置的，以增強(qiáng)支承剛性，它可以軸向移辦故只承受徑向力。3.7.3.2 三支承的主軸組如果主軸前后支承間距較大，可以加第三支承以提高剛度而成為三支承主軸組件。三支承有兩種情況1以前、后支承為主，中間支承為輔的三支承主軸組件，前后均為雙列向心短圓柱滾子軸承。中間支承為級(jí)精度的單列向心圓柱滾子軸承，這種軸承的徑向游隙較大這樣，當(dāng)主軸受力較小時(shí)，中間支承不起作用；當(dāng)主軸受力較大致使中間支示處的撓度較大時(shí)，中間支承就參加工作。2以前、中支承為主，后支承為輔的三支承主軸組件，前、中支承是圓錐滾子軸承，承受大部分徑向力和軸向力，后支承是單列向心球軸承，它在箱體孔內(nèi)軸向不需定位。3.7.3.3 傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)傳動(dòng)鈾通常都用普通級(jí)滾動(dòng)軸承。高精度和精密機(jī)床的高速軸可選用精密軸承(D級(jí)或E級(jí))。1一端固定傳動(dòng)鈾一端同定，軸的另一端為自由端，只需將軸承內(nèi)環(huán)固定在軸上軸受熱時(shí)可向自由期延仰，適用于較長(zhǎng)的軸。只需將軸承內(nèi)環(huán)固定在抽上即可，軸受熱變形一端固定的幾種方式有：a）用階梯孔套及法蘭盤固定， 箱體孔加工方便，但增加了一個(gè)孔套，降低了支承剛度，b）是在箱體上加工出臺(tái)階孔，用法蘭盤固定，箱體孔加工較復(fù)雜；c)用彈性擋圈及法蘭盤固定；d)軸承外環(huán)兩側(cè)均用彈性擋圈固定；e)選用外環(huán)有止動(dòng)槽的軸承，用法蘭盤壓住彈性擋圈固定，結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單。2兩端固定當(dāng)軸的兩端支承用圓錐滾子軸承或向心推力球軸承時(shí)，則必須用兩端固定法，一般適用于較短的軸。兩端固定的軸，其中一端的結(jié)構(gòu)應(yīng)能調(diào)整軸承外環(huán)的軸向位置，有幾種調(diào)整的方式為：a)是用改變法蘭盤的兩個(gè)內(nèi)側(cè)面或的厚度來(lái)調(diào)整軸承位置b)用改變墊片的厚度來(lái)調(diào)整軸向位置。c)用調(diào)節(jié)螺釘來(lái)調(diào)整位置，用螺釘固定。d)用改變墊圈的厚度來(lái)調(diào)整。 e)用調(diào)節(jié)螺釘推動(dòng)頂盤進(jìn)行調(diào)整。3.非傳動(dòng)物的軸向固定非傳動(dòng)軸幾種固定方法有：a)用擋片嵌裝在軸端槽內(nèi)， 通過(guò)螺釘固定在箱壁上。b)用騎縫螺釘固定，需在裝配時(shí)進(jìn)行鉆孔攻絲， 拆卸重裝通常要另行鉆孔攻絲。c)用緊定螺釘固定。d)用鋼球漲緊定價(jià)，在軸上鉆一橫孔，內(nèi)裝兩個(gè)鋼球，用螺釘調(diào)節(jié)另一個(gè)鋼球的軸向距離使徑向的兩個(gè)鋼球緊壓在孔壁上。這種結(jié)構(gòu)裝拆方便并能調(diào)整軸的軸向位置3.7.3.4 軸上的零件定位零件軸向定位的方式有許多種，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。1） 軸肩固定方式.簡(jiǎn)單可靠，常用于齒輪，軸承的軸向定位。2） 套筒固定方式.定位可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單不削弱軸向強(qiáng)度和剛度，但是零件數(shù)增加用于零件距離不大的軸段。3） 螺母定位方式.定位可靠，但零件數(shù)增加，采用細(xì)牙螺紋，常用雙螺母或單螺母和止動(dòng)墊圈，零件間的距離較大，軸上允許車螺紋的軸段。4） 彈性擋圈定位方式.結(jié)構(gòu)工藝性較好，但應(yīng)力集中較大削弱了軸的疲勞強(qiáng)度，于軸向力較小，或只用與防止軸向移動(dòng)的場(chǎng)合，常用于固定滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)齒輪的限位。5） 軸端擋圈定位方式。定位可靠拆卸方便，能比彈性擋圈承受更大的軸向力，只用于軸端定位。6） 圓錐面定位方式。定位精度高拆裝方便，但是加工較困難。常與擋圈螺母，和螺釘一起使用，根據(jù)力大小，可用鍵或不用鍵用于軸端。7） 緊定螺釘定位方式.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可兼做周向固定，用于作用力小的零件，可用鋼絲圈防松。8） 鎖緊擋圈定位方式.軸的加工簡(jiǎn)單，但不宜受較大的軸向力，引擋圈對(duì)中有偏心不宜用在高速，高精的傳動(dòng)。9） 圓錐銷固定方式.軸向結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可兼做周向固定，但是銷孔削弱軸的強(qiáng)度，不宜用于受較大的軸向力和扭矩。裝配時(shí)，需鉆，鉸，通常用于直徑不大的零件。10） 兩個(gè)半圈環(huán)固定方式.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠，裝配方便。利用2個(gè)半圓環(huán)做軸向固定，可減少相鄰軸徑差。11） 用彈簧及鑲珠定位方式。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，常用于滑移齒輪的軸向定位。3.7.3.5 機(jī)床常用滾動(dòng)軸承類型及工作特性1）雙列向心滾子軸承。能同時(shí)承受徑向力和軸向力。承載力小。允許極限轉(zhuǎn)速但不能調(diào)整間隙，一般用于后支承或中間輔助支承。2）單列向心滾子軸承。只承受徑向力，承載能力較大，允許極限轉(zhuǎn)速高，裝配方便，但不能調(diào)整間隙，多用在不需軸向定位的后支承和中間支承。3）向心推力球軸承。能同時(shí)承受徑向力和軸向力，承載能力較小，允許極限轉(zhuǎn)速高，通常成對(duì)使用，通過(guò)內(nèi)外圈的相對(duì)軸向移動(dòng)來(lái)調(diào)整徑向和軸向間隙，較為廣泛用于輕載高速的主軸組件中。4）單列圓錐滾子軸承能同時(shí)承受徑向力和軸向力，承載能力較大，但不宜單獨(dú)使用作承受純軸向載荷，允許的極限轉(zhuǎn)速較底，可調(diào)整徑向和軸向的間隙，一般用于中等轉(zhuǎn)速的主軸組件中。5）圓錐孔雙列向心短圓柱滾子軸承。只能承受徑向力。承受能力較大。剛度好。旋轉(zhuǎn)精度高通過(guò)軸向移動(dòng)內(nèi)圈位置得以調(diào)整間隙。允許極限轉(zhuǎn)速高，軸承徑向尺寸小，使用壽命長(zhǎng)，廣泛用于各類機(jī)床的主軸組件中。6）單向推力軸承只能承受軸向載荷，且載荷作用線必須與軸承線重合，不允許與角偏移。3.7.3.5選擇滾動(dòng)軸承的原則(1)在無(wú)特殊要求的情況下，可按軸承承受的載荷的方向大小性質(zhì)選擇軸承類型。如果承受純徑向載荷，可選用向心軸承；如果承受純軸向載荷且轉(zhuǎn)速不高時(shí)，可選用推力球軸承，宜選用向心推力球軸承或向心球軸承(徑向載荷不大時(shí))。如果同時(shí)承受較大的徑向載荷r和較大的軸向載荷r時(shí)可選用向心推力軸承(轉(zhuǎn)速高時(shí)選6000型，轉(zhuǎn)速低時(shí)近7000型）。對(duì)于的情況，可選們6000型，對(duì)于的情況，可選用推力軸承和內(nèi)心軸承的組合，使之分別承受軸向和徑向載荷。(2)在相同外形尺寸下，滾子軸承一般比球軸承輕載能力大。但今軸承內(nèi)徑d20mm時(shí)，這種優(yōu)點(diǎn)不顯著，出于球軸承價(jià)格低于滾子軸承，這時(shí)應(yīng)選擇球軸承。（3)尺寸、精度相同時(shí)，球軸承的極限轉(zhuǎn)速比滾子軸承高。(4)如果載荷有沖擊、振動(dòng)時(shí)，宜選用滾子軸承。(5)當(dāng)支承剛度要求較大時(shí)，可選用向心推力軸承，成對(duì)使用，并用預(yù)緊的方法提高剛度。(6)圓柱滾子軸承用于剛度大，且能嚴(yán)格保證同心度的場(chǎng)合，一般只用來(lái)承徑向載荷。當(dāng)需要承受一定量軸向載荷時(shí)，應(yīng)選擇內(nèi)外圈都有擋邊的類型，但允許軸向載荷a)o3r，(徑向載荷)，否則將對(duì)軸承的壽命有較大的影響。(7)需要調(diào)整軸承徑向游隙時(shí)，選擇帶內(nèi)錐孔的軸承；(8)支點(diǎn)跨距大，軸的彎曲變形大或多支點(diǎn)軸宜選樣調(diào)心型軸承。調(diào)心軸承不宜與其他類型軸承混合使用，以免失去調(diào)心作用。(9)當(dāng)需要減小徑向尺寸小時(shí)，可選擇輕、特輕、超輕系列軸承，或滾針軸承。需要減小軸向尺寸冰可選擇窄系列軸承。()精度愈高，軸承價(jià)格愈高，對(duì)與之相配合零件的制造精度要求也愈高。應(yīng)該指出的是，并不限于一個(gè)支點(diǎn)只選一個(gè)軸承，也可采用不同類型或同一類型的幾個(gè)軸承組合、這樣就可以同時(shí)有幾種方案都能滿足工作要求，此時(shí)，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)分析對(duì)比從中選出一種既能滿足工作要求，又經(jīng)濟(jì)合理的方案。第四章 主傳動(dòng)的零件設(shè)計(jì)對(duì)傳動(dòng)件的主要尺寸（傳動(dòng)軸的直徑，齒輪模數(shù)）進(jìn)行估算。便于繪制裝配草圖，在完成裝配圖后，零件的結(jié)構(gòu)尺寸和受力情況都已確定，再對(duì)主要零件進(jìn)行較精確的驗(yàn)算。4.1 主要零件的驗(yàn)算校核齒輪傳動(dòng)在機(jī)床中的作用: 機(jī)床中齒輪用以構(gòu)成機(jī)床各機(jī)件間的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系，改變機(jī)床各部分運(yùn)動(dòng)速度的大小及方向，以及改變所傳遞的力和扭矩，齒輪在機(jī)床傳動(dòng)中應(yīng)用是最廣的機(jī)件。尤其對(duì)于要求各傳動(dòng)機(jī)件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系嚴(yán)格保持一定時(shí)，還必須應(yīng)用齒輪傳動(dòng)才能獲得。機(jī)床中軸的作用是傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩并同時(shí)變其數(shù)值。根據(jù)軸的工作性質(zhì)及構(gòu)造，它上面受有扭矩、壓縮或拉伸應(yīng)力。大多數(shù)軸只回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，例如變速箱和進(jìn)給箱中的軸；也有一些軸或主軸，除作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，也作緩慢的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)(例如鉆床、鏜床的主軸)，或快速往返運(yùn)動(dòng)(如研磨機(jī)床、齒輪插床的主軸等)。機(jī)床的軸和主軸不僅要有足夠的強(qiáng)度，還應(yīng)有足夠的剛度：變速箱中的軸如發(fā)生過(guò)度的彎曲，將要影響裝在軸上的齒輪的嚙合正確性與平穩(wěn)性，同時(shí)使滑動(dòng)軸承上的壓力集中到一揣，而加速軸承與軸頸的磨耗或使?jié)L動(dòng)軸承形成過(guò)載，也使滑動(dòng)齒輪軸向移動(dòng)因難。運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確：達(dá)個(gè)要求一股是對(duì)主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而言。因?yàn)橹鬏S的跳動(dòng)將直接引起工件幾何精度的誤差。另一些情況中軸的軸向運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度也很重要，如銑短螺紋機(jī)床的主軸及傳動(dòng)絲桿等；軸工作表面的耐磨性：指在滑動(dòng)軸承中運(yùn)動(dòng)的軸頸、在側(cè)承中旋轉(zhuǎn)并作直線運(yùn)動(dòng)的主軸表面(如鉆床、鏜床和齒輪插床等)、以及有滑動(dòng)齒輪軸的表面等。軸的表面特別是軸頸磨損過(guò)快將影響軸的回轉(zhuǎn)精度；抗振性： 軸和主軸在工作中發(fā)生振動(dòng)將影響工件的表面質(zhì)量及刀具和機(jī)床的壽命4.1.1 齒輪的校核計(jì)算變速箱中的齒輪不必都作強(qiáng)度驗(yàn)算?？稍谙嗤?shù)和材料的齒輪中，選取一個(gè)承受載荷最大并且齒數(shù)最小的齒輪，驗(yàn)算它的接觸和彎曲疲勞強(qiáng)度。一般說(shuō)來(lái)，對(duì)高速傳動(dòng)齒輪以驗(yàn)算接觸強(qiáng)度為主，對(duì)低速傳動(dòng)齒輪主要考慮其彎曲強(qiáng)度，對(duì)硬齒面軟齒芯的滲碳淬火齒輪，必須驗(yàn)算其彎曲疲勞強(qiáng)度。齒輪材料都選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB286HB，平均取為260HB，承受荷最大和齒數(shù)最小的齒輪為軸=19的齒輪與它相連的齒輪為軸=71，傳動(dòng)比i=3.5，傳動(dòng)功率P=7.5KW，計(jì)算轉(zhuǎn)速=395r/min。預(yù)期使用壽命10年，每年300個(gè)工作日。4.1.1.1 齒面接觸疲勞強(qiáng)度（1）初步計(jì)算轉(zhuǎn)矩 mm齒寬系數(shù) 由表12.13 取=1.0 =1.0接觸疲勞極限 由圖12.17c 初步計(jì)算的許用 接觸應(yīng)力 0.9=0.9710 =639MP值 由表12.16，取=90 齒輪直徑d d=90 mm d=90 mm齒寬b b=90 mm（2）校核計(jì)算圓周速度 =1.86 m/s精度等級(jí) 由表12.6 選8級(jí)精度齒數(shù)和模數(shù) =4.7 由表12.3 取 使用系數(shù) 由表12.9 =1.25動(dòng)載系數(shù) 由圖12.9 =1齒間載荷分配系數(shù) 由表12.10 求 100N/m （式12.6） （式12.10） 由此得 齒向載荷分布系數(shù) 由表12.11 = 載荷系數(shù) 彈性系數(shù) 由表12.12 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由圖12.16 接觸最小安全系數(shù) 由表12.14 總工作時(shí)間