任務(wù)書一、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目C616 主軸箱的設(shè)計(jì)二、畢業(yè)設(shè)計(jì)提供的原始數(shù)據(jù)資料C616 車床是適合加工各種材質(zhì)的軸類、套筒類和盤類等具有回轉(zhuǎn)表面零件的通用機(jī)床。在實(shí)際應(yīng)用中，如加工內(nèi)、外圓柱表面、圓錐面、各種常用螺紋以及鉆孔、鏜等。設(shè)計(jì)要求最大工件的回轉(zhuǎn)直徑 320mm，，主軸內(nèi)孔 30mm，主軸正轉(zhuǎn) 12 級(jí)，反轉(zhuǎn) 6 級(jí)。參考數(shù)據(jù)： φ=1.41min/r140nmax?kw4p?電 min/r1450n電三、畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成主要內(nèi)容：1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書：1）根據(jù)用途和功能，查閱相關(guān)手冊(cè)，計(jì)算最大切削力和功率，選用電機(jī)。計(jì)算總速比，并分配速比。2）繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖。3）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。4）關(guān)鍵部件的剛度、強(qiáng)度校核。2、畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙：1）主軸轉(zhuǎn)速圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖（A2 圖紙各 1 張）。2）主軸箱展開圖（A0 圖紙 1 張）、外形圖（A0 圖紙 1 張）以 表達(dá)所需主要剖面圖和向視圖三張。3）拆畫主軸零件圖（A1 圖紙 1 張）。四、畢業(yè)生應(yīng)提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料要求1、說明書：設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份2、圖紙：1）主軸轉(zhuǎn)速圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖（A2 圖紙各 1 張）。2）主軸箱展開圖（A0 圖紙 1 張）、外形圖（A0 圖紙 1 張）以 表達(dá)所需主要剖面圖和向視圖三張。3）拆畫主軸零件圖（A1 圖紙 1 張）。五、設(shè)計(jì)進(jìn)度安排（從第 6 周起）序號(hào) 時(shí)間 周次 設(shè)計(jì)任務(wù)完成的內(nèi)容及質(zhì)量要求1 3 月 31 日~4 月 6 日 第 6 周 收集資料、調(diào)研2 4 月 7 日~4 月 13 日 第 7 周 初定方案3 4 月 14 日~4 月 20 日 第 8 周 確定方案，進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，寫設(shè)計(jì)說明書4 4 月 21 日~4 月 27 日 第 9 周 繪制轉(zhuǎn)速圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖5 4 月 28 日~5 月 4 日 第 10 周 完成說明書粗稿，完成主軸箱展開圖、外形 圖6 5 月 5 日~5 月 11 日 第 11 周 完成說明書粗稿，完成主軸箱主要剖面圖和 向視圖7 5 月 12 日~5 月 18 日 第 12 周 說明書定稿，完成主軸箱主軸零件圖8 5 月 19 日~5 月 25 日 第 13 周 說明書定稿，修改各部件圖、零件圖9 5 月 26 日~6 月 1 日 第 14 周 檢查設(shè)計(jì)說明書及圖紙10 6 月 2 日~6 月 8 日 第 15 周 檢查設(shè)計(jì)說明書及圖紙11 6 月 9 日~6 月 15 日 第 16 周 打印和裝訂12 6 月 16 日~6 月 18 日 第 17 周 教師評(píng)閱和開始答辯六、主要參考文獻(xiàn)資料1、工具書：《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》2、參考資料：1）《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》 2）《機(jī)械裝備設(shè)計(jì)》3）《金屬切削機(jī)床概論》 4）《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》5）《理論力學(xué)》6）《機(jī)械設(shè)計(jì)》7）《材料力學(xué)》七、簽字欄簽 字 欄姓名 專業(yè) 班級(jí)畢業(yè)生 要求設(shè)計(jì)工作起止日期 20**年 4 月 1 日~~~20**年 6 月 9 日指導(dǎo)教師（簽字） 日期 20**年 月 日教研室主任審查（簽字） 日期 20**年 月 日教師審核系主任批準(zhǔn)（簽字） 日期 20**年 月 日外文資料Hardened gear reducer prices and AnalysisThe purpose of the pump ,to give pressure to the oil ; in other words, to give power to the machine .The purpose of the valves is to control the flow of oil and to apply the power when and where it may be needed .To illustrate as simply as possible how this is accomplished in a “circuit”, that is , in the run of oil from the reservoir ,through the pump , the valves , the driven unit , and back to the reservoir, references are made to the diagrams shown in Figs,11.1 and 11.2.Every fluid-power system used one or more pumps to pressurize the hydraulic fluid the fluid under pressure, in turn, performs work in the output section of the fluid-power system. Thus, the pressurized fluid may be used to move a piston in a in a cylinder or to turn the shaft of a hydraulic motor.So we find that find that every modern fluid –power system used at least one pump to pressurize the fluid.TYPES OF PUMPSThree types pumps find use in fluid-power systems: rotary , reciprocating, and centrifugal pumps .Simples hydraulic systems may use but one type of pump, The trend is to use pumps with the most satisfactory characteristics for the specific tasks involved . In matching the characteristics of the pump to the requirements of the hydraulic system, it is not unusual to find two types of pumps in series . For example , a centrifugal pump may be may be used to supercharge a reciprocating pump , or a rotary pump may be used to supply pressurized oil for the controls associated with a reversing variable-displacement reciprocating pump .ROTARY PUMPSThese are built in many different designs and are extremely popular in modern fluid-power system. The most common rotary-pump designs used today are spur gear , internal-gear , generated rotor , sliding-vane , and screw pump . Each type has advantages that make it most suitable for a given application. Spur-Gear Pumps. These pumps (Fig.11.3) have two mating gears are turned in a closely fitted casing. Rotation of one gear, the driver, causes the second , or follower gear , to turn . The driving shaft is usually connected to the upper gear of the pump . When the pump is first started , rotation of gears forces air out the casing and into the dis-charge pipe . This removal of air from the pump casing produces a partial vacuum on the suction side of the pump . Fluid from an external reservoir is forced by atmospheric pressure into the pump inlet . Here the fluid is trapped between the teeth of the upper and lower gears and the pump casing. Continued rotation of the gears forces the fluid out of the pump discharge. Pressure rise in a spur-gear pump is produced by the squeezing action on the fluid as it is expelled from between the meshing gear teeth and casing . A vacuum is formed in the cavity between the teeth as they unmeshed , causing more fluid to be drawn into the pump . A spur-gear pump is a constant-displacement unit ;its discharge is constant at a given shaft speed . The only way the quantity of fluid discharged by a spur-gear pump of the type in Fig,11.3 can be regulated is by varying the shat speed . Modem gear pumps used in fluid-power systems develop pressure up to about 3000psi. SLIDING-VANE PUMPS SLIDING These pumps have a number of vanes which are free to slide into or out of slots in the pump rotor . When the rotor is turned by the pump driver , centrifugal force , springs , or pressurized fluid causes the vanes to move outwad in their slots and bear against the inner bore of the pump casing or against a cam ring . As the rotor revolves, fluid flows in between the vanes when they pass the suction port . This fluid is carried around the pump casin until the discharge port is reached . Here the fluid is forced out of the casing and into the discharge pipe.CONTROL VALVESPressure control valves are used in hydraulic circuits to maintain desired pressure levels in various parts o the circuits . A pressure-control valve maintains the desired pr4essure level by diverting higher-pressure fluid to a lower-pressure area , or restricting flow into another area . Valve that divert fluid can be safety , relief , counter-balance , sequence , and unloading types , Valves that restrict flow into another area can be of the reducing type . A pressure-control valve may also be defined as either a normally closed or normally open two-way valve . Relief , sequence , unloading and counterbalance valves are normally closed , two-way valves that are partially or fully open while performing their design function . A reducing valve is a normally open valve that restricts and finally blocks fluid flow into a secondary area . With either type of operation , the valve can be said to create automatically an orifice to provide the desired pressure control . An orifice is not always created when the valve is piloted from an external source .One valve of this type is the unloading valve –it is not self-operating ; it depends on a singal from an external source . Relief , reducing counterbalance , and sequence valves can be fully automatic in operation , with the operating signal taken from within the envelop . TYPE OF PRESSURE-CONTROL VALVES Some popular devices for pressure-control service are ;Safety valve . Usually a poppet-type two-way valve intended to release find to a secondary area when the fluid pressure approaches the set opening pressure of the valve. This type of valve protects piping and equipment from excessive pressure . Relief valve . Valve which limits the maximum pressure that can be applied in that protion of the circuit to which it is connected . Counterbalance valve . Valve which maintains resistance against flow in one direction but permits free flow in the other direction .Sequence valve .Valve which directs flow to more than one portion of a fluid circuit , in sequence .Unloading valve . Valve which allows pressure to build up to an adjustable setting , then by-passes the flows as long as remote source maintains the preset pressure on the pilot port . Ppressure-reducing valve . Valve which maintains a reduced pressure at its outlet regardless of the higher inlet pressure . CONTROLSVolume or flow control valves are used to regulate speed , As was developed in earlier chapters ,the speed of an actuator depends on how much oil is pumped into it per unit of time . It is possible to regulate flow with a variable displacement pump , but in many circuits it is more practical to use a fixed displacement pump and regulate flow with a volume control valve .FLOW CONTROL METHODS There are three basic methods of applying volume . control valves to control actuator speeds . They are meter-out and bleed-off .Meter-In Circuit In meter-in operation . the flow control valve is place between the pump and actuator . In the way , it control the amount of fluid going into the actuator . Pump delivery in excess of the metered amount is diverted to tank over the relief valve . With the flow control valve installed in the cylinder line as shown , flow is controlled in one direction . A check valve must he included in the flow control or placed in parallel with it for return flow . If it is desired to control speed in both directions . the flow control can be installed in the pump outlet line prior to the directional valve . The meter-in method is highly accurate. It is used in application s where the load continually resists movement o the actuator , such as raising a vertical cylinder under load or pushing a load at a controlled speed .Meter-Out Circuit . Meter-out control is used where the load might tend to “run away“ The flow control is located where it will restrict exhaust flow from the actuator .To regulate speed in both directions , the valve is installed in the tank line from the directional valve .More often control is needed in only one direction and it is placed in the line between the actuator and directional valve. Here too a bypass check valve would be required for a rapid return stroke.Bleed-Off Circuit. IN a bleed –off arrangement ,the flow control is bleed off the supply line from the pump and determines the actuator speed by metering a portion of the pump delivery to tank .The advantage is that the pump operates at the pressure required by the work , since excess fluid returns to tank through the flow control instead of through the relief valve.Its disadvantage s some less of accuracy because the measured flow is to tank rather than into the cylinder , making the latter subject to variations in the pump delivery due to changing work loads .Bleed-off circuits should not be used in applications where there is a possibility of the load running away. TYPES OF FLOW CONTROLSFlow control valves fall into two basic categories ;pressure compensated and non-pressure compensated , the latter being used where load pressures remain relatively constant and feed rates are not too critical .They may be as simple as a fixed orifice or an adjustable needle valve,although more sophisticated units may even include a check valve for free flow in the reverse direction.Use of non-pressure compensated valves is somewhat limited,since flow through an orifice is essentially proportional to the square rot of the pressure drop ( p) across it .This means that any appreciable change in the work load would load would affect the feed rate.THE APPLICATION OF HYDRAULIC POWER TO MACHINE TOOLSThe application of hydraulic power to the operation of machine tools is by no means new, though its adoption on such a wide scale as existe at present, is comparatively recent. It was infact the development of the modern self-contained pump unit that stimulated the growth of this form of machine tool operation.Hydraulic machine tool drive offers a great many advantages.one of them is that it can give infinitely-variable speed control over wide ranges.In addition they can change the direction of drive as easily as they can vary the speed.Asin many other types of machine,many complex mechanical linkages can be simplified or even wholly eliminated by the use of hydraulics.The flexibility and resilience of hydraulic of hydraulic power is another great virtue of this form of dirve.Apart from the smoothness of oreration thus obtained, a great improvement is usually found in the surface finish on the word and the tool can make heavier cuts without detriment and will will last considerably longer without regrinding. By far the greater proportion of machine tool hydraulic drives are confined to the linear motions ,a rotary pump being used to actuate one or more kinear hydraulic motors in the form of double-acting hydraulic rams, usually of the piston type. In some cases, as in certain hydraulic lathes both the linear motions of the cutting tool and the rotary motion of the work may be hydraulic.ally driven and /or controlled. Such rotary motions are produced by the use of a rotary hydraulic motor. 外文翻譯硬吃面齒輪減速取得價(jià)格狀況及分析齒輪類減速器包括了各類展開式圓柱齒輪減速器、同軸齒輪減速器、行星齒輪減速器各類專用齒輪裝置以及各類組派生產(chǎn)品，齒輪采用滲碳、淬火、磨齒工藝、精度 4~7級(jí)，廣泛應(yīng)用于冶金、起重、礦山、石化、建筑、建材、輕工及能源等行業(yè)?，F(xiàn)對(duì)硬齒面齒輪減速器的價(jià)格現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。 1．齒輪減速器產(chǎn)品的價(jià)格目前波動(dòng)在 2.5~6萬/噸之間，視單機(jī)重量、精度高低、材質(zhì)種類、配套件水平等而有所不同。一般平臺(tái)重量輕者、要求采用進(jìn)口配套件或材質(zhì)及精度要求較高者，價(jià)格偏上限，通用產(chǎn)品價(jià)格偏下限應(yīng)當(dāng)說明的是，由于國內(nèi)目前市場(chǎng)秩序的不規(guī)范和個(gè)別生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)工藝的不嚴(yán)肅性，市場(chǎng)上充斥著一定比例的未嚴(yán)格按硬齒面生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行生產(chǎn)的產(chǎn)品，其突出特征是壽命短，由于齒面未進(jìn)行磨削，噪聲也較大，該類產(chǎn)品以低價(jià)格沖擊市場(chǎng)，部分用戶由于對(duì)減速器產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝情況并不熟悉，或由于其它原因，采購中一味地只以價(jià)格作為主要采購依據(jù)，常導(dǎo)致正規(guī)廠家產(chǎn)品難以進(jìn)入采購視野，給用戶也造成了不應(yīng)有的損失，也給不法生產(chǎn)廠家以可乘之機(jī)，嚴(yán)重影響了一個(gè)成熟的減速器產(chǎn)品市場(chǎng)的發(fā)展和成長(zhǎng)。 2．行星齒輪減速器又包括了許多產(chǎn)品種類，如一般低速重載行星齒輪箱，各類專用回轉(zhuǎn)行星齒輪箱和行星傳動(dòng)裝置等，一般外齒輪滲碳淬火磨齒，內(nèi)齒輪調(diào)質(zhì)或氮化，價(jià)格方面對(duì)通用產(chǎn)品一般在 3~6萬/噸左右，對(duì)于單臺(tái)重量輕的回轉(zhuǎn)類行星減速器，多以臺(tái)計(jì)價(jià)，價(jià)格略高于前者，總體而言，對(duì)行星齒輪減速器，由于制造裝配工藝均較為復(fù)雜，因此價(jià)格較硬齒面圓柱齒輪減速器要高些。如要求配套件為進(jìn)口軸承，并采購優(yōu)質(zhì)齒輪鋼，則價(jià)格會(huì)更高些。 3．價(jià)格分析，根據(jù)國內(nèi)生產(chǎn)減速器企業(yè)的數(shù)量，現(xiàn)狀及水平，行業(yè)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)在一定范圍和時(shí)間內(nèi)仍會(huì)十分激烈。特別是隨著入世的迫近，國外產(chǎn)品也必將大舉進(jìn)入國內(nèi)市場(chǎng)，有的國外廠商也已開始了他們的本土化戰(zhàn)略，因而導(dǎo)致產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)，包括價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)更趨激烈。 然而不容回避的是，由于受生產(chǎn)手段、管理水平、企業(yè)規(guī)模及自主開發(fā)能力的制約，國內(nèi)企業(yè)目前的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)還多集中在一般層面的產(chǎn)品上，隨著用戶質(zhì)量意識(shí)的進(jìn)一步增強(qiáng)。行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的進(jìn)一步分化及國內(nèi)知名品牌的崛起，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)包括價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)農(nóng)步趨于理性和規(guī)范。縱觀該行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)比，有兩點(diǎn)應(yīng)引起國內(nèi)業(yè)界的關(guān)注:（1）規(guī)?；a(chǎn)優(yōu)勢(shì)應(yīng)不容忽視，只有達(dá)到一定規(guī)模才有可能形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模，才能降低成本和提升競(jìng)爭(zhēng)力，因此有條件的企業(yè)可通過規(guī)模擴(kuò)張，資本運(yùn)作等手段盡快提升企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，進(jìn)而增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。（2）產(chǎn)品開發(fā)能力的加強(qiáng)，要特別注意研究市場(chǎng)的變化，及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品的研發(fā)戰(zhàn)略，及時(shí)更新老一代產(chǎn)品，不斷地用適應(yīng)于規(guī)?；a(chǎn)的新產(chǎn)品取代老產(chǎn)品，用較高技術(shù)含量的產(chǎn)品占領(lǐng)市場(chǎng)，目前國內(nèi)齒輪減速器行業(yè)還沒有出現(xiàn)能有適應(yīng)規(guī)模及水平與國外同行競(jìng)爭(zhēng)的企業(yè)，在產(chǎn)品開發(fā)及更新?lián)Q代方面也步履蹣跚，產(chǎn)品規(guī)格、種類和總體水平較之國外同行們有一定差距，這一狀況如不盡快改變，將對(duì)入世后我國傳動(dòng)基礎(chǔ)件行業(yè)的生存發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此應(yīng)予高度重視，希望行業(yè)同仁團(tuán)結(jié)一致，共同努力，盡快改變上述狀況，使我國的減速器行業(yè)在公平、有序的競(jìng)爭(zhēng)中健康地向前發(fā)展。減速器以固定的傳動(dòng)比實(shí)現(xiàn)減速的齒輪傳動(dòng)裝置。常安裝在箱體內(nèi)成為獨(dú)立部件。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、潤(rùn)滑良好、使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)單且可成批生產(chǎn)，所以在現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用。減速器種類很多，按傳動(dòng)類型分，有齒輪減速器、蝸桿減速器、齒輪蝸桿減速器、行星齒輪減速器等；按傳動(dòng)級(jí)數(shù)分，有 1 級(jí)減速器、2 級(jí)減速器、 3 級(jí)減速器和多級(jí)減速器；按軸的位置分，有立式和臥式減速器；按功率傳遞路線分，有展開式、同軸式和分流式減速器。減速器的箱體應(yīng)具有足夠的剛度，以免受載后變形過大而影響傳動(dòng)質(zhì)量，一般用灰鑄鐵鑄成，少量生產(chǎn)時(shí)可用焊接結(jié)構(gòu)，大量生產(chǎn)小型減速器可采用板材沖壓而成。減速器中傳動(dòng)的潤(rùn)滑一般采用油池潤(rùn)滑，對(duì)于重載或高速傳動(dòng)宜采用噴油潤(rùn)滑；軸承的潤(rùn)滑一般采用飛濺潤(rùn)滑(圓周速度在 2～3 米／秒以上) 或刮油潤(rùn)滑（圓周速度在 2～3 米／秒以下）等。另外，與減速器類似，在少數(shù)場(chǎng)合下也使用增速器，它是封閉在箱體內(nèi)具有固定傳動(dòng)比的齒輪增速傳動(dòng)裝置。 iC616 主軸箱的設(shè)計(jì)前 言制造業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，其增加值約占我國國內(nèi)生產(chǎn)總值的 40%以上，而先進(jìn)的制造技術(shù)室振興制造業(yè)系統(tǒng)工程的重要組成部分。21 世紀(jì)時(shí)科學(xué)計(jì)數(shù)突飛猛進(jìn)、不斷取得新突破的世紀(jì)，它是機(jī)床技術(shù)全面發(fā)展的時(shí)代。機(jī)床代表一個(gè)民族制造工業(yè)現(xiàn)代化的水平，隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，制造技術(shù)和自動(dòng)化水平的高低已成為衡量一個(gè)國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。車床是目前使用最廣泛的機(jī)床之一。車床主要用于加工軸類等回轉(zhuǎn)體零件。通過數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成型表面、螺紋和斷面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等動(dòng)作。能夠在一次裝夾過程中完成更多的加工工序，提高加工進(jìn)度和生產(chǎn)效率，特別適合于復(fù)雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工。機(jī)床是制造工業(yè)的基本生產(chǎn)設(shè)備，機(jī)床工業(yè)是我國國計(jì)民生，國防建設(shè)的基礎(chǔ)工業(yè)和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，在世界范圍內(nèi)備受各方密切關(guān)注。我國機(jī)床工業(yè)在國家正確方針政策指引下。經(jīng)歷經(jīng)濟(jì)恢復(fù)時(shí)期及“十五”計(jì)劃階段，特別是改革開放 20年來的艱巨努力，建立起較大規(guī)模，較完整的體系，奠定了有力的技術(shù)基礎(chǔ)，具備相當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)實(shí)力。增加機(jī)床加工精度，提高機(jī)床加工效率。變速箱中包括的機(jī)構(gòu)大致有：作為傳動(dòng)鏈連接用的定比傳動(dòng)副，變速機(jī)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)和潤(rùn)滑裝置。而操縱機(jī)構(gòu)的選擇和設(shè)計(jì)對(duì)車床的構(gòu)造和性能的發(fā)揮有著直接影響。機(jī)床設(shè)計(jì)，是設(shè)計(jì)人員根據(jù)使用部門的要求和制造部門的可能，運(yùn)用有關(guān)科學(xué)技術(shù)知識(shí)，所進(jìn)行的創(chuàng)造性的勞動(dòng)。機(jī)床工業(yè)是機(jī)器制造業(yè)的重要部門，擔(dān)負(fù)著為農(nóng)業(yè)，工業(yè)，科學(xué)技術(shù)和國防現(xiàn)代化提供技術(shù)裝備的任務(wù)，在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。一個(gè)國家機(jī)床工業(yè)的技術(shù)水平，機(jī)床的擁有量和現(xiàn)代化程度是這個(gè)國家工業(yè)生產(chǎn)能力和技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。希望可以通過對(duì) C616普通車床變速箱及操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，來進(jìn)一步提高專業(yè)和理論知識(shí)水平，提高解決實(shí)際問題能力。ii摘 要普通中型車床主軸箱設(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】車床、主軸箱、變速系統(tǒng)、主軸組件。iiiAbstractOrdinary medium-sized lathe headstock design, including the three aspects of the design, namely: According to a design by the use of a given machine, specifications, spindle speed limit, speed series of common ratio or series, to determine other relevant motion parameters, the selected axis of the grade speed value; through analysis and comparison, select the drive scheme; proposed structure or structure network, development of speed diagram; determine gear and pulley diameter; drawing transmission system map. Secondly, according to machine type and motor power, and the transmission parts to determine the calculation of the spindle speed, an initial diameter of shaft, gear module to determine the belt type and root number, size and number of friction plate; Assembly Draft Checking transmission parts after completion of (shaft, spindle, gear, bearing) stiffness, strength or life. Finally, the complete design and dynamic design exercise, the main transmission scheme to the “structural“, the design of spindle gearbox assembly drawing and part drawings, focusing on the drive shaft assembly, spindle assembly, transmission organizations, box, lubrication and sealing , drive shaft and the sliding gear with the design. Key words ：lathe, the spindle box, transmission, shaft components. iv目 錄前 言 .i摘 要 ii第一篇 機(jī)床的參數(shù) 1第一章 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù) 1第一節(jié) 尺寸參數(shù) 1第二節(jié) 運(yùn)動(dòng)參數(shù) 1第三節(jié) 動(dòng)力參數(shù) 2第二章 結(jié)構(gòu)方案確定 2第二篇 機(jī)床運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì) 2第三章 主傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 3第一節(jié) 結(jié)構(gòu)式的擬訂 3第二節(jié) 分配降速比 3第三節(jié) 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 4第四章 齒輪齒數(shù)的確定 5第一節(jié) 確定齒輪齒數(shù) 6第二節(jié) 驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差 7第三節(jié) 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 8第三篇 機(jī)床動(dòng)力的設(shè)計(jì) 8第五章 傳動(dòng)件參數(shù)估算 9第一節(jié) 確定傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速 9第二節(jié) 估算主軸支承軸頸直徑 9第三節(jié) 估算傳動(dòng)軸直徑 9第四節(jié) 軸的校核 12第五節(jié) 鍵的選擇與校核 14第六節(jié) 花鍵的校核 15第七節(jié) 齒輪模數(shù)的確定和校核 15第八節(jié) 齒輪的校核 23第九節(jié) 軸承的選用與校核 28第六章 帶輪設(shè)計(jì) 30v第一節(jié) 型號(hào)的選擇 30第二節(jié) 帶輪節(jié)圓直徑的選擇 30第三節(jié) 帶速的驗(yàn)算 31第四節(jié) 確定帶的參數(shù) 31第七章 離合器的確定 32第一節(jié) 確定摩擦片的徑向尺寸 33第二節(jié) 確定摩擦片的數(shù)目 34第八章 換向與制動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 35第四篇 機(jī)床結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 36第九章 主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)軸系 36第十章 變速機(jī) 37第十一章 主軸組件 37第一節(jié) 主軸材料和熱處理 37第二節(jié) 主軸軸承 38第三節(jié) 主軸與齒輪的連接 39第四節(jié) 主軸組件設(shè)計(jì) 40第五節(jié) 支撐跨距 L.40第六節(jié) 主軸最佳跨距 的確定 .410第七節(jié) 主軸剛度驗(yàn)算 43第八節(jié) 主軸前支撐轉(zhuǎn)角的驗(yàn)算 44第九節(jié) 主軸前端位移的驗(yàn)算 45第十二章 主軸變速箱 47第十三章 展開圖及其布置 47第十四章 潤(rùn)滑與密封 48第十五章 其他問題 49參考文獻(xiàn) 50總 結(jié) 51外文資料 52外文翻譯 58致 謝 601第一篇 機(jī)床的參數(shù)第一章 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)普通機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型號(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)的是普通型車床主軸變速箱。主要用于加工回轉(zhuǎn)體。機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)包括尺寸參數(shù)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)。第一節(jié) 尺寸參數(shù)床身上最大回轉(zhuǎn)直徑： 320mm刀架上的最大回轉(zhuǎn)直徑： 200mm主軸通孔直徑： 30mm主軸前錐孔： 莫式 5號(hào)最大加工工件長(zhǎng)度： 1000mm第二節(jié) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)根據(jù)工況，確定主軸最高轉(zhuǎn)速有采用 YT15硬質(zhì)合金刀車削碳鋼工件獲得，主軸最低轉(zhuǎn)速有采用 W16Cr4V高速鋼刀車削鑄鐵件獲得。機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速為 1400r/min，公比 取 1.41，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) Z=12。?正轉(zhuǎn)各級(jí)轉(zhuǎn)速如下：n1 =31.5r/min n2 =45r/min n3 =63r/min n4 =90r/min n5 =125r/min n6 =180r/min n7 =250r/min n8 =355r/minn9 =500r/min n10 =710r/min n11 =1000r/min n12 =1400r/min．2第三節(jié) 動(dòng)力參數(shù)電動(dòng)機(jī)功率 4KW ， n 電 =1450r/min。電動(dòng)機(jī)的選定：一般金屬切削機(jī)床的驅(qū)動(dòng)，如無特殊性能要求，多采用 Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。Y 系列電動(dòng)機(jī)高效、節(jié)能、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動(dòng)小、運(yùn)行安全可靠。根據(jù)機(jī)床所需功率選擇 Y112M-4，其同步轉(zhuǎn)速為 1450r/min。第二章 結(jié)構(gòu)方案確定a) 主軸傳動(dòng)系統(tǒng)采用 V帶、齒輪傳動(dòng)；b) 傳動(dòng)形式采用集中式傳動(dòng)；c) 主軸換向制動(dòng)采用雙向片式摩擦離合器和帶式制動(dòng)器；d) 變速系統(tǒng)采用多聯(lián)滑移齒輪變速。e) 主軸的變速由變速手柄完成。第二篇 機(jī)床運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)根據(jù)給定的機(jī)床的用途、規(guī)格、極限轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速數(shù)列公比，通過分析比較擬定傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)方案（包括結(jié)構(gòu)式、轉(zhuǎn)速圖）和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，確定傳動(dòng)副的傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù)，計(jì)算主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速的相對(duì)誤差。3第三章 主傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)第一節(jié) 結(jié)構(gòu)式的擬訂一、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軸裝有雙向磨擦片式離合器，軸向尺寸較長(zhǎng)，為便于結(jié)構(gòu)緊湊，第一變速組采用雙聯(lián)齒輪不按前多后少的原則。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。根據(jù)以上的原則：可選擇以下兩種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)：12=2×3×2 12=2×2×3 二、按傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致的原則，變速組擴(kuò)大順序有以下兩種：（1） （2） 6213?? 4213??84.)(6?R 864.)3(??R三、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。又因?yàn)榈诙M最后擴(kuò)大組變速范圍超過極限值，所以最終確定結(jié)構(gòu)式為：6213??第二節(jié) 分配降速比該車床主軸傳動(dòng)系統(tǒng)共設(shè)有四個(gè)傳動(dòng)組，其中有一個(gè)是帶傳動(dòng)。根據(jù)降速比分配應(yīng)“前慢后快”的原則及摩擦離合器的工作速度要求，確定各傳動(dòng)組最小傳動(dòng)比。U= = 1/1.4111nmiax4= 1?3314?第三節(jié) 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定正轉(zhuǎn)圖：31.545639012518025035550071010001400單 位 ： r/min電 動(dòng) 機(jī) I II III IV1450r/min反轉(zhuǎn)圖：531.5 63 1252505001000單 位 ： r/min電 動(dòng) 機(jī) I II III IV1450r/minII′45901803557101400第四章 齒輪齒數(shù)的確定齒輪是變速箱中的重要元件。齒輪同時(shí)嚙合的齒數(shù)是周期性變化的。也就是說，作用在一個(gè)齒輪上的載荷是變化的。同時(shí)由于齒輪制造及安裝誤差等，不可避免要產(chǎn)生動(dòng)載荷而引起振動(dòng)和噪音，常成為變速箱的主要噪聲源，并影響主軸回轉(zhuǎn)均勻性。在齒輪塊設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮這些問題。齒輪塊的結(jié)構(gòu)形式很多，取決于下列有關(guān)因素：1） 是固定齒輪還是滑移齒輪；2） 移動(dòng)滑移齒輪的方法；3） 齒輪精度和加工方法；變速箱中齒輪用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。它的精度選擇主要取決于圓周速度。采用同一精度時(shí)，圓周速度越高，振動(dòng)和噪聲越大，根據(jù)實(shí)際結(jié)果得知，圓周速度會(huì)增加一倍，噪聲約增大 6dB。工作平穩(wěn)性和接觸誤差對(duì)振動(dòng)和噪聲的影響比運(yùn)動(dòng)誤差要大，所以這兩項(xiàng)精度應(yīng)選高一級(jí)。為了控制噪聲，機(jī)床上主傳動(dòng)齒輪都要選用較高的精度。大都是用 7—6—6，6圓周速度很低的，才選 8—7—7。如果噪聲要求很嚴(yán)，或一些關(guān)鍵齒輪，就應(yīng)選 6—5—5。當(dāng)精度從 7—6—6提高到 6—5—5時(shí)，制造費(fèi)用將顯著提高。不同精度等級(jí)的齒輪，要采用不同的加工方法，對(duì)結(jié)構(gòu)要求也有所不同。8級(jí)精度齒輪，一般滾齒或插齒就可以達(dá)到。7級(jí)精度齒輪，用較高精度滾齒機(jī)或插齒機(jī)可以達(dá)到。但淬火后，由于變形，精度將下降。因此，需要淬火的 7級(jí)齒輪一般滾（插）后要剃齒，使精度高于 7，或者淬火后在衍齒。6級(jí)精度的齒輪，用精密滾齒機(jī)可以達(dá)到。淬火齒輪，必須磨齒才能達(dá)到 6級(jí)。機(jī)床主軸變速箱中齒輪齒部一般都需要淬火?；讫X輪進(jìn)出嚙合的一端要圓齒，有規(guī)定的形狀和尺寸。圓齒和倒角性質(zhì)不同，加工方法和畫法也不一樣，應(yīng)予注意。選擇齒輪塊的結(jié)構(gòu)要考慮毛坯形式（棒料、自由鍛或模鍛）和機(jī)械加工時(shí)的安裝和定位基面。盡可能做到省工、省料又易于保證精度。齒輪磨齒時(shí)，要求有較大的空刀（砂輪）距離，因此多聯(lián)齒輪不便于做成整體的，一般都做成組合的齒輪塊。有時(shí)為了縮短軸向尺寸，也有用組合齒輪的。要保證正確嚙合，齒輪在軸上的位置應(yīng)該可靠?；讫X輪在軸向位置由操縱機(jī)構(gòu)中的定位槽、定位孔或其他方式保證，一般在裝配時(shí)最后調(diào)整確定。第一節(jié) 確定齒輪齒數(shù)從機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)書中查表 3-9的基本組的傳動(dòng)比為：Ua1=1 Sz=……, 48，58，60，68，70, 72…… Ua2=1.41 Sz=……, 48，58，60，68，70, 72……取 Sz=70,兩個(gè)傳動(dòng)副的主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為 35、29。則可算出兩個(gè)傳動(dòng)副的齒輪齒數(shù)比分別為 Ua1=35/35，U a2=29/41 。第一擴(kuò)大組的傳動(dòng)比為： Ub1=1.41 Sz=……67,68,70,72,73,75.……,Ub2=1.41 Sz=……67,68,70,72,73,75……,Ub3=2.82 Sz=……68,69,72,73,76,77…7取 Sz=72,三個(gè)傳動(dòng)副的主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為 42、30、19.則可算出三個(gè)傳動(dòng)副的齒輪齒數(shù)比分別為：Ua1=42/30，U a2=30/42， U a3=19/53第二擴(kuò)大組的傳動(dòng)比為： Uc1=2 Sz=……,86,87,89,90,92,……,Uc2=3.98 Sz=……,86,89,90,91,94,……,取 Sz=90,一個(gè)傳動(dòng)副的主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為 60、18。則可算出三個(gè)傳動(dòng)副的齒輪齒數(shù)比分別為：Uc1=60/30，U c2=18/72。傳動(dòng)過程中，會(huì)采用三聯(lián)滑移齒輪，為避免齒輪滑移中的干涉，三聯(lián)滑移齒輪中最大和次大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于 4，上述所選齒輪的齒數(shù)符合設(shè)計(jì)要求。變速組 第一變速組 第二變速組 第三變速組齒數(shù)和 70 72 90齒輪 z1 z2 z3 z4 z5 z6 z7 z8 z9 z10 z11 z12 z13 z14齒數(shù) 35 35 29 41 42 30 30 42 19 53 60 30 18 72第二節(jié) 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：n = nE u1 u2 u3d式中 ：u1 u2 u3 分別為第一、第二、第三變速組齒輪傳動(dòng)比。d1 d2分別表示帶輪的直徑。nE 為電機(jī)轉(zhuǎn)速。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：n = | |≤10（ -1）% = 4.1%A''??其中：8主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速'n轉(zhuǎn)速誤差表主軸轉(zhuǎn)速 n1 n2 n3 n4 n5 n6標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 31.5 45 63 90 125 180實(shí)際轉(zhuǎn)速 31.06 44.98 63.39 89.63 124.25 175.67轉(zhuǎn)速誤差% 1.4 0.04 0.6 0.4 0.6 2.4主軸轉(zhuǎn)速 n7 n8 n9 n10 n11 n12標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 250 355 500 710 1000 1400實(shí)際轉(zhuǎn)速 254.55 359.87 507.17 717.03 994.04 1405.39轉(zhuǎn)速誤差% 0.18 1.4 1.4 0.99 0.59 0.39轉(zhuǎn)速誤差滿足要求。第三節(jié) 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖91 32 4685.5kw1440/min2659035352941195342303042ⅠⅡⅢⅥⅡ ′ 3030187230165710 1314121160 915第三篇 機(jī)床動(dòng)力的設(shè)計(jì)根據(jù)給定的電動(dòng)機(jī)的功率和傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速，初算傳動(dòng)軸直徑、齒輪模數(shù)；確定皮帶型號(hào)以及根數(shù)、摩擦片式離合器的尺寸和摩擦片數(shù)及制動(dòng)器尺寸。完成裝配圖草圖后，要驗(yàn)算傳動(dòng)件（軸、齒輪、軸承）的應(yīng)力；變形或者壽命是否在允許范圍內(nèi)，還要驗(yàn)算主軸組件的靜剛度。10第五章 傳動(dòng)件參數(shù)估算第一節(jié) 確定傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速一、 主軸：主軸計(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)轉(zhuǎn)速，即nj =90r/min；二、 各傳動(dòng)軸： 軸Ⅲ可從主軸為 90r/min按 72/18的傳動(dòng)副找上去，似應(yīng)為 355r/min。但是由于軸Ⅲ上的最低轉(zhuǎn)速 125r/min經(jīng)傳動(dòng)組 C可使主軸得到 31.5r/min和 250r/min兩種轉(zhuǎn)速。250r/min 要傳遞全部功率，所以軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速應(yīng)為 125r/min；軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速可按傳動(dòng)副 B推上去，得 355r/min；軸 I的計(jì)算轉(zhuǎn)速可按傳動(dòng)副 A推上去，得 500r/min。三、 各齒輪：傳動(dòng)組 C中，18/72 只需計(jì)算 z =18 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 355r/min；傳動(dòng)組 B中應(yīng)計(jì)算 z =19的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 355r/min。傳動(dòng)組 A中應(yīng)計(jì)算 z = 29的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 500r/min。第二節(jié) 估算主軸支承軸頸直徑參考《金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表 2，取通用機(jī)床鋼質(zhì)主軸前軸頸直徑D1 = 85mm，后軸頸直徑 D2 = （0.7～0.85）D 1，取 D2 = 55 mm，主軸內(nèi)孔直徑 d = 0.1 Dmax ±10 mm ，其中 Dmax為最大加工直徑。取 d = 30mm。第三節(jié) 估算傳動(dòng)軸直徑機(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。11首先傳動(dòng)軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。如撓度和傾角過大，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，有專門加工花鍵的銑床和磨床，工藝上并無困難。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?；ㄦI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)的過濾部分。一般尺寸花鍵的滾刀直徑 為 65～85 。刀Dm機(jī)床傳動(dòng)軸常采用的滾動(dòng)軸承有球軸承和滾錐軸承。在溫升、空載功率和噪聲等方面，球軸承都比滾錐軸承優(yōu)越。而且滾錐軸承對(duì)軸的剛度、支撐孔的加工精度要求都比較高。因此球軸承用的更多。但是滾錐軸承內(nèi)外圈可以分開，裝配方便，間隙容易調(diào)整。所以有時(shí)在沒有軸向力時(shí)，也常采用這種軸承。選擇軸承的型號(hào)和尺寸，首先取決于承載能力，但也要考慮其他結(jié)構(gòu)條件。同一軸心線的箱體支撐直徑安排要充分考慮鏜孔工藝。成批生產(chǎn)中，廣泛采用定徑鏜刀和可調(diào)鏜刀頭。在箱外調(diào)整好鏜刀尺寸，可以提高生產(chǎn)率和加工精度。還常采用同一鏜刀桿安裝多刀同時(shí)加工幾個(gè)同心孔的工藝。下面分析幾種鏜孔方式：對(duì)于支撐跨距長(zhǎng)的箱體孔，要從兩邊同時(shí)進(jìn)行加工；支撐跨距比較短的，可以從一邊（叢大孔方面進(jìn)刀）伸進(jìn)鏜桿，同時(shí)加工各孔；對(duì)中間孔徑比兩端大的箱體，鏜中間孔必須在箱內(nèi)調(diào)刀，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能避免。既要滿足承載能力的要求，又要符合孔加工工藝，可以用輕、中或重系列軸承來達(dá)到支撐孔直徑的安排要求。兩孔間的最小壁厚，不得小于 5～10 ，以免加工時(shí)孔變形。m花鍵軸兩端裝軸承的軸頸尺寸至少有一個(gè)應(yīng)小于花鍵的內(nèi)徑。一般傳動(dòng)軸上軸承選用 級(jí)精度。G傳動(dòng)軸必須在箱體內(nèi)保持準(zhǔn)確位置，才能保證裝在軸上各傳動(dòng)件的位置正確性，不論軸是否轉(zhuǎn)動(dòng)，是否受軸向力，都必須有軸向定位。對(duì)受軸向力的軸，其軸向定位就更重要?；剞D(zhuǎn)的軸向定位（包括軸承在軸上定位和在箱體孔中定位）在選擇定位方式時(shí)應(yīng)注意：121） 軸的長(zhǎng)度。長(zhǎng)軸要考慮熱伸長(zhǎng)的問題，宜由一端定位。2） 軸承的間隙是否需要調(diào)整。3） 整個(gè)軸的軸向位置是否需要調(diào)整。4） 在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈。5） 加工和裝配的工藝性等。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)生過大的變形。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。一、按扭轉(zhuǎn)剛度初步計(jì)算傳動(dòng)軸直徑：，??mnPdj491??式中：d —— 傳動(dòng)軸直徑（mm） ；N —— 該軸傳遞功率（KW） ；——該軸計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/min） ；jn[ ]—— 該軸每米長(zhǎng)度允許扭轉(zhuǎn)角?這些軸都是一般傳動(dòng)軸，?。篬 ]=10/m。a)、Ⅰ軸的直徑：取 11.96,5/minjnr????440.962.31jd????b)、Ⅱ軸的直徑：取 21 20.98.90.,5/minjnr???13??440.9291.5351jdmn??????c)、Ⅲ軸的直徑：取 3230.89.,2/injnr???440817.15jdmn??????當(dāng)軸上有鍵槽時(shí)，d 值應(yīng)相應(yīng)增大 4～5%;當(dāng)軸為花鍵軸時(shí)，可將估算的 d值減小 7%為花鍵軸的小徑;空心軸時(shí)，d 需乘以計(jì)算系數(shù) b。Ⅰ和Ⅳ為由鍵槽并且軸Ⅳ為空心軸，Ⅱ和Ⅲ為花鍵軸。根據(jù)以上原則各軸的直徑取值： ， 軸采用28dm???光軸， 軸和 軸因?yàn)橐惭b滑移齒輪所以都采用花鍵軸。因?yàn)榫匦位ㄦI定心精度??高，定心穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理變形，定心直徑尺寸公差和位置公差都能獲得較高的精度，故我采用矩形花鍵連接。按 規(guī)定，矩形花19874?TGB鍵的定心方式為小徑定心。查矩形花鍵的基本尺寸系列， 軸花鍵軸的規(guī)格?； 軸花鍵軸的規(guī)格836427NdDB??為 2837NdDB??為 6。為二、各軸間的中心距的確定：；(35)1052dm??????；48?；(6)3V??第四節(jié) 軸的校核按照抗彎剛度驗(yàn)算軸的直徑需要驗(yàn)算傳動(dòng)軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。驗(yàn)算傾角時(shí)，若支撐類型相同則只需驗(yàn)算支反力最大支撐處傾角；當(dāng)此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時(shí)，則齒輪處傾角不必驗(yàn)算。驗(yàn)算撓度時(shí)，要求驗(yàn)算受力最大的齒輪處，但通常可驗(yàn)算傳動(dòng)軸中點(diǎn)處撓度（誤差%3）.當(dāng)軸的各段直徑相差不大，計(jì)算精度要求不高時(shí)，可看做等直徑，采用平均直徑 進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算花鍵軸傳動(dòng)軸一般只驗(yàn)算彎曲剛度，花鍵軸還應(yīng)進(jìn)行鍵側(cè)擠壓1d14驗(yàn)算。彎曲剛度驗(yàn)算；的剛度時(shí)可采用平均直徑 或當(dāng)量直徑 。一般將軸化為集1d2d中載荷下的簡(jiǎn)支梁，根據(jù)撓度或者傾角計(jì)算公式分別求出各載荷作用下所產(chǎn)生的撓度或者傾角，然后疊加，注意方向符號(hào)，在同一平面上進(jìn)行代數(shù)疊加，不在同一平面上進(jìn)行向量疊加。一、Ⅰ軸的校核：通過受力分析，在一軸的三對(duì)嚙合齒輪副中，中間的兩對(duì)齒輪對(duì)Ⅰ軸中點(diǎn)處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來進(jìn)行校核 6639.510/9.5104.9/5073.42/73(8)8rTPnNmFd???????最大撓度： ????2max 42234948163761084.01.275blEI????????9444.10;32856.;6EEMPadII m????式 中 ；材 料 彈 性 模 量 ；軸 的 ；查表得：許用撓度為 ??(0.1~.3)0.~.9y???。所 以 合 格,YB?二 、Ⅱ軸的校核：通過受力分析，在二軸的五對(duì)嚙合齒輪副中，中間的兩對(duì)齒輪對(duì)二軸中點(diǎn)處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來進(jìn)行校核 6639.510/9.5104.92/5.2/2()7rTPnNmFd???????最大撓度：15????2max 422349348157061034FblEI????????查表得：許用撓度為 ??(0.1~.3)0.~.9ym??所 以 合 格,YB?三、 Ⅲ軸的校核：通過受力分析，在二軸的五對(duì)嚙合齒輪副中，中間的兩對(duì)齒輪對(duì)二軸中點(diǎn)處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來進(jìn)行校核 6639.510/9.5104.92/5.2/2()7rTPnNmFd???????最大撓度： ????2max 422349348157061034blEI????????查表得許用撓度為 ??(0.1~.)0.3~.9ym???。??所 以 合 格,yYB?第五節(jié) 鍵的選擇與校核一、鍵的選擇選擇軸 上的鍵，根據(jù)軸的直徑 ，鍵的尺寸選擇 ，? 30~2?d 78?取鍵 高鍵 寬 hb鍵的長(zhǎng)度 L取 22。二、鍵的校核鍵和軸的材料都是鋼，查表的許用擠壓應(yīng)力 ,取其中間值，MPap120~][??。鍵的工作長(zhǎng)度 ，鍵與輪榖鍵槽的接MPap10][?? mbLl 682??16觸高度 ?？傻胢hk5.37.05.??? MPaPaMldT pp 10][3.10216.823 ????式 中 ： ；】 表鍵 【，弱 材 料 的 許 用 擠 壓 應(yīng) 力鍵 、 軸 、 輪 轂 三 者 中 最；鍵 的 直 徑 ， ；為 鍵 的 寬 度 ，為 鍵 的 公 稱 長(zhǎng) 度 ，， 圓 頭 平 鍵鍵 的 工 作 長(zhǎng) 度 ， 為 鍵 的 高 度此 處度鍵 與 輪 轂 鍵 槽 的 接 觸 高傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 264,][ ,,,5.0,;,p ?????? MPamd mbmLbll hkkN?可見連接的擠壓強(qiáng)度足夠了，鍵的標(biāo)記為： 20319680??TGB鍵第六節(jié) 花鍵的校核驗(yàn)算花鍵鍵側(cè)壓應(yīng)力花鍵鍵側(cè)工作表面的擠壓應(yīng)力為：≤[ ] [MPa]??lzdDTjy)(82max??jy?式中：——花鍵傳遞的最大扭矩；maxD、d —— 花鍵的外徑和內(nèi)徑；z —— 花鍵的齒數(shù)；—— 載荷分布不均勻系數(shù)，通常取為 0.75。?使用上述公式對(duì)三傳動(dòng)軸上的花鍵校核，結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。第七節(jié) 齒輪模數(shù)的確定和校核齒輪模數(shù)的估算。通常同一變速組內(nèi)的齒輪取相同的模數(shù)，如齒輪材料相同時(shí)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪，根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度條件，進(jìn)行估算模數(shù) 和 ，并按其中較大者選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，為簡(jiǎn)化工藝變速傳動(dòng)系統(tǒng)HmF內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過 2～3 種模數(shù)。先計(jì)算最小齒數(shù)齒輪的模數(shù)，齒輪選用直齒圓柱齒輪及斜齒輪傳動(dòng)，查表齒輪17精度選用 7級(jí)精度，選擇小齒輪材料為 40C (調(diào)質(zhì))，硬度為 280HBS。r根據(jù)下列公式：① 齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 32)1(1602???HPjmHznK??②齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 340FPjmFzn?一、a 變速組：分別計(jì)算各齒輪模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù) 29的齒輪。a)、齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 32)1(1602???HPjmHznK??其中: -公比 ； = 1.41；?P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.96 4=3.84KW；?-齒寬系數(shù) = ；m?m105??b-齒輪許允接觸應(yīng)力 ；HP?lim9.HP?按 MQ線查取 ;li-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;jnK-載荷系數(shù)取 1.2。=650MPa，limH?31221.84.160.8950H m???將齒輪模數(shù)圓整為 3mm 。b)、齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 340FPjmFznK???其中: 18P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.96 3.84=3.68KW；?-齒寬系數(shù) = ；m?m105??b-齒輪許允齒根應(yīng)力 ；FP?lim4.FP?按 MQ線查?。籰i-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; jnK-載荷系數(shù)取 1.2。，MPaF30lim??∴ aP420.1?∴ 316841.795F m??將齒輪模數(shù)圓整為 2mm ?！?； 1FHm?所以 。3?于是變速組 a的齒輪模數(shù)?。簃 = 3mm。軸Ⅰ上主動(dòng)輪齒輪的直徑：12329873510aaddm????；軸Ⅱ上從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為：' '12504aam；二、b 變速組：確定軸Ⅱ上三聯(lián)齒輪的模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù) 19的齒輪。a)、齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 32)1(1602???HPjmHznK??其中: -公比 ； =2.78；?P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.922 3.84=3.54KW；?-齒寬系數(shù) = ；m?m105??b-齒輪許允接觸應(yīng)力 ；HP?lim9.HP?19按 MQ線查取 ;limH?-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;jnK-載荷系數(shù)取 1.2。=800MPa，limH?∴ 80.9720PMaPa???∴ 1.1.42AvFHK???將齒輪模數(shù)圓整為 3mm 。b)、齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 340FPjmFznK???其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P =0.922 3.84=3.54KW；?-齒寬系數(shù) = ；m?m105??b-齒輪許允齒根應(yīng)力 ；FP?lim4.FP?按 MQ線查取；li-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; jnK-載荷系數(shù)取 1.2。，MPaF30lim??∴ P42.1?∴ 3254.390F m??將齒輪模數(shù)圓整為 3mm ?！?所以2HFm?2于是變速組 b的齒輪模數(shù)?。簃 = 3mm軸Ⅱ上主動(dòng)輪齒輪的直徑：1233957309;4216bbbddmdm??????；20軸Ⅲ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為：。' ' '12330935194216bbbdmdmdm??????； ；三、c 變速組：確定軸Ⅲ上齒輪的模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù) 18的齒輪。a)、齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 32)1(1602???HPjmHznK??其中: -公比 ； =4；?P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.89 3.54=3.15KW；?-齒寬系數(shù) = ；m?m105??b-齒輪許允接觸應(yīng)力 ；HP?lim9.HP?按 MQ線查取 ;li-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;jnK-載荷系數(shù)取 1.2。=900MPa，limH?∴ 90.810PMaPa???∴ 3122.56.9543H m???將齒輪模數(shù)圓整為 3mm 。b)、齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 340FPjmFznK???其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P = P = 0.89 3.54=3.15KW；?-齒寬系數(shù) = ；mm105??b-齒輪許允齒根應(yīng)力 ；FP?lim4.FP?按 MQ線查取；li21-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; jnK-載荷系數(shù)取 1.2。，lim40FMPa??∴ 1.560P?∴ 3222.8F m??齒輪模數(shù)為 2mm ?！?所以2HFm?3于是變速組 c的齒輪模數(shù)取：m = 3mm軸Ⅲ上主動(dòng)輪齒輪的直徑：；12360831854c cddm????；主軸上從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為：。' '12976c c；4、齒輪參數(shù)的確定由以下公式：齒頂圓直徑 ； mhzdaa)+(=*1齒根圓直徑 ；cf 2???分度圓直徑 ；z齒頂高 ；ha*=齒根高 ； mcf)+(標(biāo)準(zhǔn)齒輪： **201c0.25???度 ， ，可得齒輪的具體參數(shù)見下表：（單位：mm）22齒輪齒數(shù)z模數(shù) nm分度圓直徑 d齒頂圓直徑 a齒根圓直徑 fd齒頂高 ah齒根高 f⒈ 35 3 105 111 97.5 3 3.75⒉ 29 3 87 93 79.5 3 3.75⒊ 35 3 105 111 97.5 3 3.75⒋ 41 3 123 129 115.5 3 3.75⒌ 19 3 57 63 49.5 3 3.75⒍ 30 3 90 96 82.5 3 3.75⒎ 42 3 126 132 118.5 3 3.75⒏ 30 3 90 96 82.5 3 3.75⒐ 53 3 159 165 151.5 3 3.75⒑ 42 3 126 132 118.5 3 3.75⒒ 60 3 180 186 172.5 3 3.75⒓ 18 3 54 60 46.5 3 3.75⒔ 30 3 90 96 82.5 3 3.75⒕ 72 3 216 222 208.5 3 3.75五、齒寬的確定：23按照公式 ，選取小齒輪的齒寬，大齒輪的齒寬比小齒輪小 5-10mm。mbd???此處取 =0.35.齒 數(shù) 分度圓直徑 齒 寬35 105 36.7529 87 30.4535 105 3641 123 25.4519 57 18.930 90 31.542 126 26.530 90 31.553 159 13.942 126 26.560 180 2718 54 4830 90 3272 216 43六、齒輪 14結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算242o1250.6;.();05.3asndmDdcb?????1時(shí) ，則： 124;896.5;31oDmbd?第八節(jié) 齒輪的校核在驗(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 2，齒輪 5，齒輪 12這三個(gè)齒輪。齒輪強(qiáng)度校核：計(jì)算公式：① 彎曲疲勞強(qiáng)度：;??FSaFtbmYK????②接觸疲勞強(qiáng)度： ??HtEHubdZ??15.2一、校核 a變速組齒輪a)、彎曲疲勞強(qiáng)度 ；校核齒數(shù)為 28的齒輪，確定各項(xiàng)參??FSaFtFbmYK????數(shù)⑴、 ,n=500r/min,0.963.84PkW??6 551/.5103.84/50.731TnNm??????⑵、確定動(dòng)載系數(shù) VK25∵ 87502.3/601dnvms????齒輪精度為 7級(jí)，查得動(dòng)載系數(shù) 。由【4】 使用系數(shù)。08.1vK0.1?AK⑶、 。3.45bm⑷、確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù) .?d?查表得：非對(duì)稱齒向載荷分配系數(shù) ；417.?HK,/30.45/(2.).6bh???得 71?FK⑸、確定齒間載荷分配系數(shù): 由表查得：使用 ，0.1?A由表查得：齒間載荷分配系數(shù) 1??FHK⑹、確定載荷系數(shù): 37208.????FvAK⑺、 查表得齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)；5.2FaY61.Sa⑻、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限：。 aFEMp540??查得壽命系數(shù)：,9.NK取疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)：S = 1.3aFMp374.1509][???，1.6.2SaFY