太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院-----畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 第 1 頁 共 3 頁任務(wù)書一、畢業(yè)設(shè)計題目C6140 主軸箱的設(shè)計二、畢業(yè)設(shè)計提供的原始數(shù)據(jù)資料C6140 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。在實際應(yīng)用中，可用來加工內(nèi)、外圓柱表面、圓錐面、各種常用螺紋以及鉆孔、鏜孔等。設(shè)計要求最大工件的回轉(zhuǎn)直徑 400mm，主軸內(nèi)孔 48mm，主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 12 級，反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 6 級。參考數(shù)據(jù)： rpm140nmax?kw5.7?電 rpm1450n電 41.??三、畢業(yè)設(shè)計應(yīng)完成主要內(nèi)容：1、畢業(yè)設(shè)計說明書：1）根據(jù)用途和功能，查閱相關(guān)手冊，計算最大切削力和功率，選用電機(jī)。計算總速比，并分配速比。2）繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖。3）傳動系統(tǒng)設(shè)計。4）關(guān)鍵部件的剛度、強度校核。2、畢業(yè)設(shè)計圖紙：1）主軸箱轉(zhuǎn)速圖、傳動系統(tǒng)圖（A 圖紙各一張）。22）主軸箱展開圖（A 圖紙 1 張）、外形圖（A 圖紙 1 張）以及表達(dá)所需主要剖面圖0 0和向視圖三張。3）繪制主軸零件圖（A 圖紙 1 張）。四、畢業(yè)生應(yīng)提交的畢業(yè)設(shè)計資料要求太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院-----畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 第 2 頁 共 3 頁1、畢業(yè)設(shè)計說明書：根據(jù)主要內(nèi)容完成設(shè)計說明書，正文在 4000 字左右，說明書的具體格式和要求見校園網(wǎng)上。2、畢業(yè)設(shè)計圖紙：1）主軸箱轉(zhuǎn)速圖、傳動系統(tǒng)圖（A 圖紙各 1 張）。22）主軸箱展開圖（A 圖紙 1 張）、外形圖（A 圖紙 1 張）以及表達(dá)所需主要剖面圖0 0和向視圖三張。3）繪制主軸零件圖（A 圖紙 1 張）。五、設(shè)計進(jìn)度安排（從第五周起）序號 時間 周次 設(shè)計任務(wù)完成的內(nèi)容及質(zhì)量要求1 3 月 24 日~3 月 30 日 第 05 周 收集資料、調(diào)研2 3 月 31 日~4 月 06 日 第 06 周 初定方案3 4 月 07 日~4 月 13 日 第 07 周 確定方案，進(jìn)行相關(guān)的計算，寫設(shè)計說明書4 4 月 14 日~4 月 20 日 第 08 周 繪制轉(zhuǎn)速圖、傳動系統(tǒng)圖5 4 月 21 日~4 月 27 日 第 09 周 完成說明書粗稿，完成主軸箱展開圖、外形 圖6 4 月 28 日~5 月 04 日 第 10 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 05 日~5 月 11 日 第 11 周 說明書定稿，完成主軸箱主軸零件圖8 5 月 12 日~5 月 18 日 第 12 周 說明書定稿，修改各部件圖、零件圖9 5 月 19 日~5 月 25 日 第 13 周 檢查設(shè)計說明書及圖紙10 5 月 26 日~6 月 01 日 第 14 周 檢查設(shè)計說明書及圖紙11 6 月 02 日~6 月 08 日 第 15 周 打印和裝訂12 6 月 09 日~6 月 15 日 第 16 周 教師評閱和開始答辯太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院-----畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 第 3 頁 共 3 頁六、主要參考文獻(xiàn)資料1、工具書：機(jī)械設(shè)計手冊2、參考資料：1）金屬切削機(jī)床設(shè)計 2）機(jī)械裝備設(shè)計3）金屬切削機(jī)床概論 4）機(jī)械制造基礎(chǔ)5）理論力學(xué)6）機(jī)械設(shè)計7）材料力學(xué)七、簽字欄簽 字 欄姓名 專業(yè) 班級畢業(yè)生 要求設(shè)計工作起止日期 20**年 4 月 1 日~~~20**年 6 月 10 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，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)對硬齒面齒輪減速器的價格現(xiàn)狀進(jìn)行簡要的分析。 1．齒輪減速器產(chǎn)品的價格目前波動在 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，價格偏上限，通用產(chǎn)品價格偏下限應(yīng)當(dāng)說明的是，由于國內(nèi)目前市場秩序的不規(guī)范和個別生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)工藝的不嚴(yán)肅性，市場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)品以低價格沖擊市場，部分用戶由于對減速器產(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)重影響了一個成熟的減速器產(chǎn)品市場的發(fā)展和成長。 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，價格方面對通用產(chǎn)品一般在 3~6萬/噸左右，對于單臺重量輕的回轉(zhuǎn)類行星減速器，多以臺計價，價格略高于前者，總體而言，對行星齒輪減速器，由于制造裝配工藝均較為復(fù)雜，因此價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，則價格會更高些。 3．價格分析，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)價格競爭在一定范圍和時間內(nèi)仍會十分激烈。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，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)品競爭，包括價格競爭也會更趨激烈。 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)目前的價格競爭還多集中在一般層面的產(chǎn)品上，隨著用戶質(zhì)量意識的進(jìn)一步增強。行業(yè)競爭的進(jìn)一步分化及國內(nèi)知名品牌的崛起，市場競爭包括價格競爭將會農(nóng)步趨于理性和規(guī)范。縱觀該行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及對比，有兩點應(yīng)引起國內(nèi)業(yè)界的關(guān)注:（1）規(guī)?；a(chǎn)優(yōu)勢應(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爭力，因此有條件的企業(yè)可通過規(guī)模擴(kuò)張，資本運作等手段盡快提升企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，進(jìn)而增強市場競爭能力。（2）產(chǎn)品開發(fā)能力的加強，要特別注意研究市場的變化，及時調(diào)整產(chǎn)品的研發(fā)戰(zhàn)略，及時更新老一代產(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，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爭的企業(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，將對入世后我國傳動基礎(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、有序的競爭中健康地向前發(fā)展。減速器以固定的傳動比實現(xiàn)減速的齒輪傳動裝置。常安裝在箱體內(nèi)成為獨立部件。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運動準(zhǔn)確可靠、潤滑良好、使用壽命長、維護(hù)簡單且可成批生產(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；按傳動級數(shù)分，有 1級減速器、2 級減速器、 3級減速器和多級減速器；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質(zhì)量，一般用灰鑄鐵鑄成，少量生產(chǎn)時可用焊接結(jié)構(gòu)，大量生產(chǎn)小型減速器可采用板材沖壓而成。減速器中傳動的潤滑一般采用油池潤滑，對于重載或高速傳動宜采用噴油潤滑；軸承的潤滑一般采用飛濺潤滑(圓周速度在 2～3 米／秒以上)或刮油潤滑（圓周速度在 2～3 米／秒以下）等。另外，與減速器類似，在少數(shù)場合下也使用增速器，它是封閉在箱體內(nèi)具有固定傳動比的齒輪增速傳動裝置。1C6140 主軸箱的設(shè)計前 言 普通車床是車床中應(yīng)用最廣泛的一種，約占車床類總數(shù)的 65%，因其主軸以水平方式放置故稱為臥式車床。 CA6140型普通車床的主要組成部件有：主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、 刀架、尾架、光杠、絲杠和床身。（1）主軸箱。它固定在機(jī)床身的左端，裝在主軸箱中的主軸（主軸為中空，不僅可以用于更長的棒料的加工及機(jī)床線路的鋪設(shè)還可以增加主軸的剛性） ，通過夾盤等夾具裝夾工件。主軸箱的功用是支撐并傳動主軸，使主軸帶動工件按照規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。（2）床鞍和刀架部件。它位于床身的中部，并可沿床身上的刀架軌道做縱向移動。刀架部件位于床鞍上，其功能是裝夾車刀，并使車刀做縱向、橫向或斜向運動。（3）尾座。它位于床身的尾座軌道上，并可沿導(dǎo)軌縱向調(diào)整位置。尾座的功能是用后頂尖支撐工件。在尾座上還可以安裝鉆頭等加工刀具，以進(jìn)行孔加工。（4）進(jìn)給箱。它固定在床身的左前側(cè)、主軸箱的底部。其功能是改變被加工螺紋的螺距或機(jī)動進(jìn)給的進(jìn)給量。（5）溜板箱。它固定在刀架部件的底部，可帶動刀架一起做縱向、橫向進(jìn)給、快速移動或螺紋加工。在溜板箱上裝有各種操作手柄及按鈕，工作時工人可以方便地操作機(jī)床。（6）床身。床身固定在左床腿和右床腿上。床身是機(jī)床的基本支撐件。在床身上安裝著機(jī)床的各個主要部件，工作時床身使它們保持準(zhǔn)確的相對位置。2目錄前 言 .1摘 要 .41.概述 61. 車床的規(guī)格系列和用處 .62.參數(shù)的擬定 72.1 確定極限轉(zhuǎn)速 .72.2 主電機(jī)選擇 .73.傳動設(shè)計 83.1 主傳動方案擬定 .83.2 傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 .83.2.1 確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目 .83.2.2 傳動式的擬定 .83.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定 .93.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定 104. 傳動件的估算 124.1 V帶傳動的計算 124.2 傳動軸的估算 144.2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速 .144.2.2 傳動軸直徑的估算 154.3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計算 164.3.1 齒輪齒數(shù)的確定 164.3.2 齒輪模數(shù)的計算 174.3.4齒寬確定 204.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 204.5 軸承的選擇 .204.6 片式摩擦離合器的選擇和計算 215. 動力設(shè)計 2335.1 軸驗算 235.2 主軸驗算 .255.2 齒輪校驗 .286.結(jié)構(gòu)設(shè)計 .296.1 I軸（輸入軸）的設(shè)計 .296.2 齒輪塊設(shè)計 306.3其他問題 316.4 傳動軸的設(shè)計 316.5 主軸組件設(shè)計 326.5.1 各部分尺寸的選擇 336.5.2 主軸軸承 336.5.3 主軸與齒輪的連接 356.5.4 潤滑與密封 356.5.5 其他問題 35總 結(jié) .37參考文獻(xiàn) .38外文資料 .39外文翻譯 .45致 謝 .474摘 要普通中型車床主軸箱設(shè)計，主要包括三方面的設(shè)計，即：根據(jù)設(shè)計題目所給定的機(jī)床用途、規(guī)格、主軸極限轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速數(shù)列公比或級數(shù)，確定其他有關(guān)運動參數(shù)，選定主軸各級轉(zhuǎn)速值；通過分析比較，選擇傳動方案；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；繪制傳動系統(tǒng)圖。其次，根據(jù)機(jī)床類型和電動機(jī)功率，確定主軸及各傳動件的計算轉(zhuǎn)速，初定傳動軸直徑、齒輪模數(shù)，確定傳動帶型號及根數(shù)，摩擦片尺寸及數(shù)目；裝配草圖完成后要驗算傳動件（傳動軸、主軸、齒輪、滾動軸承）的剛度、強度或壽命。最后，完成運動設(shè)計和動力設(shè)計后，要將主傳動方案“結(jié)構(gòu)化” ，設(shè)計主軸變速箱裝配圖及零件圖，側(cè)重進(jìn)行傳動軸組件、主軸組件、變速機(jī)構(gòu)、箱體、潤滑與密封、傳動軸及滑移齒輪零件的設(shè)計。【關(guān)鍵詞】車床、主軸箱、變速系統(tǒng)、主軸組件。5AbstractOrdinary 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. 61.概述1. 車床的規(guī)格系列和用處普通機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設(shè)計時應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對這些基本知識和資料作些簡要介紹。本次設(shè)計的是普通型車床 CA6140主軸變速箱。主要用于加工回轉(zhuǎn)體。車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)（GB1582-79，JB/Z143-79）工件最大回轉(zhuǎn)直徑D (mm)max正轉(zhuǎn)最高轉(zhuǎn)速( maxN)inr電機(jī)功率N（kw）公比 ?轉(zhuǎn)速級數(shù) Z反轉(zhuǎn)400 1450 7.5 1.41 12級數(shù) Z反=Z 正/2；n 反max≈1.07n 正max72.參數(shù)的擬定2.1 確定極限轉(zhuǎn)速， nR?miax ???zn?又∵ =1.41∴ 得 =43.79. 取 =45；?nR，去標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速列 .mi/1.3i/4510/axin rrn min/5.31inr?所以正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速數(shù)列是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。反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速最大為 ,則反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速數(shù)列是mi/15040.7.1maxmax r???正反n1 =47.5r/min n2 =95r/min n3 =190r/min n4 =375r/min n5 =750r/min n6 =1500r/min。2.2 主電機(jī)選擇合理的確定電機(jī)功率 N，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。已知電動機(jī)的功率是 7.5KW，根據(jù)《車床設(shè)計手冊》附錄表 2選 Y132M-4，額定功率 7.5 ，滿載轉(zhuǎn)速 1440 ，最大轉(zhuǎn)距/額定轉(zhuǎn)矩 2.2倍。kwminr83.傳動設(shè)計3.1 主傳動方案擬定擬定傳動方案，包括傳動型式的選擇以及開停、幻想、制動、操縱等整個傳動系統(tǒng)的確定。傳動型式則指傳動和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同特點的傳動型式、變速類型。傳動方案和型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。因此，確定傳動方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。傳動方案有多種，傳動型式更是眾多，比如：傳動型式上有集中傳動，分離傳動；擴(kuò)大變速范圍可用增加傳動組數(shù)，也可用背輪結(jié)構(gòu)、分支傳動等型式；變速箱上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。顯然，可能的方案有很多，優(yōu)化的方案也因條件而異。此次設(shè)計中，我們采用集中傳動型式的主軸變速箱。3.2 傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對于分析和選擇簡單的串聯(lián)式的傳動不失為有用的方法，但對于分析復(fù)雜的傳動并想由此導(dǎo)出實際的方案，就并非十分有效。3.2.1 確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目級數(shù)為 Z的傳動系統(tǒng)由若干個順序的傳動組組成，各傳動組分別有 、?Z、……個傳動副。即 ? ??321Z?傳動副中由于結(jié)構(gòu)的限制以 2或 3為合適， 可以有三種方案： 12=3×2×2；12=2×3×2；12=2×2×3；3.2.2 傳動式的擬定12級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組，選擇傳動組安排方式時，考慮到機(jī)床主軸變速箱9的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。在Ⅰ軸如果安置換向摩擦離合器時，為減少軸向尺寸，第一傳動組的傳動副數(shù)不能多，以 2為宜。主軸對加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好。最后一個傳動組的傳動副常選用 2。綜上所述，傳動式為 12=2×3×2。3.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定對于 12=2×3×2傳動式，有 6種結(jié)構(gòu)式。分別為：， ， ，??????????????????， ， ，? ?? ?根據(jù)傳動順序與擴(kuò)大順序相一致的原則，選 的方案。1263最后擴(kuò)大組變速范圍 符合要求，其他變速組變速范圍也,0~841.)2(6??R肯定符合要求。103.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定圖 3-1 正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖圖 3-2 反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖11圖 3-3主傳動系圖124. 傳動件的估算4.1 V 帶傳動的計算V帶傳動中，軸間距 A可以加大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動，使傳動平穩(wěn)。帶輪結(jié)構(gòu)簡單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動。(1)選擇 V帶的型號根據(jù)機(jī)械設(shè)計公式 8.18 KWPKac 25.871.???式中 P---電動機(jī)額定功率， --工作情況系數(shù)(此處取為 1.1)。 查《機(jī)械設(shè)計》圖 8.6，因此選擇 A型帶，尺寸參數(shù)為頂寬 ，節(jié)寬m13b，高度 ，槽角 。m1bp?8h???40?(2)確定帶輪的計算直徑 ，?D?帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大。為提高帶的壽命，小帶輪的直徑 不?D宜過小，即 。查 《機(jī)械設(shè)計》取主動輪基準(zhǔn)直徑 =125 。min?? ?Dm由公式 ?????12式中： -小帶輪轉(zhuǎn)速， -大帶輪轉(zhuǎn)速， -帶的滑動系數(shù)，一般取 0.02。?n?n所以 ，??mD.50.157042?由《機(jī)械設(shè)計》V 帶帶輪基準(zhǔn)直徑的標(biāo)準(zhǔn)系列，取圓整為 250mm。實際傳動比 ???042.1502.12 ?????Di?傳動比誤差相對值 %9.4.??i一般允許誤差 5%，所選大帶輪直徑可選。(3)確定三角帶速度13按公式 smnDv /48.9106524.3106?????在 5～ 25m/s之間，滿足帶速要求。v初定中心距(4)初定中心距帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選?。焊鶕?jù)機(jī)械設(shè)計公式 即 ，取hDD???)(7.0A）（22121 263A750?=700mm.0A(5)三角帶的計算基準(zhǔn)長度 ?L??02121042ADDAL???????3.94755720 ???由 《機(jī)械設(shè)計》表 8-2，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計算長度 m20L(6)驗算三角帶的撓曲次數(shù)，符合要求。 10.3140smvuL??次(7)確定實際中心距 A2mm8-）D（4D-A???? ２ ＤＤ＝Ｄ １２ｍ ?２－ ＤＤ＝ １２?703195201952022???）（(8)驗算小帶輪包角 ?，主動輪上包角合適。oo12o1 3.6AD-80??????(9)確定三角帶根數(shù) Z根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》式 8-22得0calpzk????傳動比.271452vi14查表 8.11，8.9 得 = 0.17KW, = 1.93KW0p?0p查表 8.8， =0.973；查表 8.3， =1.03k?lk9.30.17).0931(258???＝Z所以取 Z=4根(10)驗算 V帶的撓曲次數(shù)，符合要求。sLmvu次406.170??(11)計算帶的張緊力和軸上載荷查《機(jī)械設(shè)計》表 8.5，q=0.1kg/m單根帶的張緊力 NqvkvzPFca 1784.90198.524.50. 22?????????????帶輪軸的壓軸力 zF.3.6sin7sin210??4.2 傳動軸的估算傳動軸除應(yīng)滿足強度要求外，還應(yīng)滿足剛度的要求，強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)床主傳動系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。因此疲勞強度一般不失是主要矛盾，除了載荷很大的情況外，可以不必驗算軸的強度。剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過大的變形。因此，必須保證傳動軸有足夠的剛度。4.2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速 (1) 確定主軸計算轉(zhuǎn)速：主軸的計算轉(zhuǎn)速為 90r/min?IV(2) 各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速： 軸Ⅲ可從主軸 90r/min找上去，軸Ⅲ的計算轉(zhuǎn)速125r/min；軸Ⅱ的計算轉(zhuǎn)速為 500r/min；軸Ⅰ的計算轉(zhuǎn)速為 710r/min。154.2.2 傳動軸直徑的估算根據(jù)傳動軸傳動的功率大小，用扭轉(zhuǎn)剛度公式進(jìn)行初步的計算。4jnPKAd??式中 d——受扭部分的最小直徑（mm） ，計算值應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列；K——鍵槽系數(shù)，按表選取；A——根據(jù)許用扭轉(zhuǎn)角確定的系數(shù)，按表 2.1選??；d——傳動軸受扭部分的直徑（mm） ；P——電動機(jī)額定功率 （kW） ；η——從電動機(jī)到所計算的軸的機(jī)械效率，見表 2——被估算的傳動軸的計算轉(zhuǎn)速（ ） 。jn minr表 2.1 估算軸徑時 A和 K值[ ]???m?0.25 0.5 1 1.5 2A 130 110 83 77無鍵 單鍵 雙鍵 花鍵K1 1.04~1.05 1.07~1.1 1.05~1.09表 2.2各傳動機(jī)械效率的概略值類別 傳動件 平均機(jī)械效率齒輪傳動 直齒圓柱齒輪，磨齒 0.99帶傳動 V帶 0.96滾動軸承 滾子軸承 0.99電動機(jī)的額定功率 。kWP5.7?各軸計算轉(zhuǎn)速： min/90in,/125min,/0in,/10 ⅠⅠⅠⅠ rrrrn ??（1）Ⅰ軸軸徑的估算由于Ⅰ軸為花鍵軸，所以取 ,7?A9.K509.60軸 承帶1 ???且 min7rn16mnPkAd 6.271095.09.1441 ?????根據(jù)機(jī)械零件手冊取 d31（2）Ⅱ軸軸徑的估算由于Ⅱ軸為花鍵軸，所以取 ,7?A09.1K39.05齒軸 承12 ???且 min3rnmPkAd 9.2850.7.4422 ??根據(jù)機(jī)械零件手冊取 d32（3）Ⅲ軸軸徑的估算由于Ⅲ軸為花鍵軸，所以取 ,7?A09.1K9.03齒軸 承23 ???且 min18rnmPkAd 6.40125.7.4433 ??根據(jù)機(jī)械零件手冊取取 d3（4）主軸軸徑的估算由于主軸為空心軸，根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計表 3-1確定主軸前軸頸直徑，后軸頸直徑 ,取mD10?12)85.0~7(D?m802?主軸內(nèi)孔直徑 ，取d 54~65210 ???????? md482?4.3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計算4.3.1 齒輪齒數(shù)的確定當(dāng)各變速組的傳動比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。對于定比傳動的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊推薦的方法確定。對于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動比是標(biāo)準(zhǔn)公17比的整數(shù)次方時，變速組內(nèi)每對齒輪的齒數(shù)和 及小齒輪的齒數(shù)可以從表 3-9（機(jī)zS械制造裝備設(shè)計）中選取。一般在主傳動中，最小齒數(shù)應(yīng)大于 18～20。采用三聯(lián)滑移齒輪時，應(yīng)檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關(guān)系：三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于 4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。第一組齒輪：傳動比： , 10u??21.4u?查《機(jī)械制造裝備設(shè)計》表 3-9，齒數(shù)和 取 84zS=42， =42， =35， =49；?Z23Z4第二組齒輪：傳動比： , ，10u??21?241u??齒數(shù)和 取 90：zS=45， =45， =30， =60， =18， =72；5Z67Z89Z10第三組齒輪：傳動比： ,21u??241?齒數(shù)和 取 110：zS=73， =37， =22， =88，1Z1213Z14反轉(zhuǎn)齒輪：傳動比： ， 68.12071??nu 19.5022??nu，5/1916?Z4/2Z4.3.2 齒輪模數(shù)的計算（1）初步計算齒輪模數(shù)時，按簡化的接觸疲勞強度公式進(jìn)行。一般同一變速組中的齒輪取同一模數(shù)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪進(jìn)行計算。從等強度的觀點出發(fā)，可減小其它齒輪的寬度，使齒輪基本上處于在相近的接觸應(yīng)力或彎曲應(yīng)力狀態(tài)下工作。這樣一來，還可以縮短該傳動組的軸向尺寸。18式中 ——按接觸疲勞強度估算的齒輪模數(shù)（mm） ，應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值；jmP——電動機(jī)額定功率（kW） ；——被估算齒輪的計算轉(zhuǎn)速（r/min） ；jnu——大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比；Z——小齒輪齒數(shù)；φ m——齒寬系數(shù)， φ m=B/m=6～10，B 為齒寬，m 為模數(shù)；[σ j]——許用接觸應(yīng)力（ ） 。MPa齒輪計算轉(zhuǎn)速：軸Ⅲ-Ⅳ ，軸Ⅱ-Ⅲ ，軸Ⅰ-Ⅱin/35rnj?in/475rnj?in/670rnj?根據(jù)指導(dǎo)書表 2.3選擇齒輪材料為 45鋼（淬火處理） ，其接觸應(yīng)力 σ j， 取MPa1258m??1）第一組齒輪： ； ； ；?in6701rn301?Z4.1u??????1.26701.85.633222 ??????uPjm??取標(biāo)準(zhǔn)值 12）第二對齒輪： ； ； ；?in4752rn?182?Z42u??????7.24510.6301630 22?????uPmjm??取標(biāo)準(zhǔn)值 23）第三對齒輪： ； ； ；?min35rn?23?Z41u??????67.235108.6011603223233 ?????uPj??取標(biāo)準(zhǔn)值??32)1(160jmj nuZP????19(2) 標(biāo)準(zhǔn)齒輪： **20h1c0.25???度 ， ，從機(jī)械原理 表 5-3查得以下公式：齒頂圓 mzdaa)+(=*1齒根圓 ??chf ???2分度圓 z齒頂高 a*=齒根高 mchf)+(齒輪的具體值見表齒輪尺寸表齒輪 齒數(shù) z 模數(shù) m 分度圓 d 齒頂圓 a齒根圓 fd齒頂高 ah齒根高 f1 42 3 126 132 118.5 3 3.752 42 3 126 132 118.5 3 3.753 35 3 105 111 97.5 3 3.754 49 3 147 153 139.5 3 3.755 18 3 54 60 46.5 3 3.756 72 3 216 222 208.5 3 3.757 45 3 135 141 127.5 3 3.758 45 3 135 141 127.5 3 3.759 30 3 90 96 82.5 3 3.7510 60 3 180 186 172.5 3 3.7511 73 3 219 225 211.5 3 3.7512 37 3 111 117 103.5 3 3.7513 22 3 66 72 58.5 3 3.7514 88 3 264 270 256.5 3 3.7515 42 3 126 132 118.5 3 3.752016 25 3 75 81 67.5 3 3.754.3.4 齒寬確定由公式 ( 6～10,m 為模數(shù))得：mB??第一套嚙合齒輪 m25~1.0~Ⅰ??第二套嚙合齒輪 ??380I::第三套嚙合齒輪 6IB反轉(zhuǎn)嚙合齒輪 ??V10I??一對嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位時導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的載荷，設(shè)計上，應(yīng)主動輪比小齒輪齒寬大所以 ， ， ，128,1Bm?318Bm?418,20,5,20,5,05 1976 ?Bm, 1413121865?4.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計查《機(jī)械設(shè)計》表 8-5確定參數(shù)得：????? 38,6,10,5,7.8,5.2,1min??fehbfap帶輪寬度： ????ezB213????大帶輪外徑： Da460小帶輪外徑： hd7852??4.5 軸承的選擇Ⅰ軸： 深溝球軸承Ⅱ軸： 圓錐滾子軸承Ⅲ軸： 圓錐滾子軸承 深溝球軸承21Ⅳ軸： 雙向推力球軸承 雙列圓柱滾子軸承4.6 片式摩擦離合器的選擇和計算片式摩擦離合器目前在機(jī)床中應(yīng)用廣泛，因為它可以在運轉(zhuǎn)中接通或脫開，具有結(jié)合平穩(wěn)、沒有沖擊、結(jié)構(gòu)緊湊的特點，部分零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，多用于機(jī)床主傳動。(1) 確定摩擦片的徑向尺寸：摩擦片的外徑尺寸受到外形輪廓的限制，內(nèi)徑又由安裝它的軸徑 d來決定，而內(nèi)外徑的尺寸決定著內(nèi)外摩擦片的環(huán)形接觸面積的大小，直接影響離合器的結(jié)構(gòu)與性能。表示這一特性系數(shù) 是外片內(nèi)徑 D1與內(nèi)片外徑 D2之比，即??21?一般外摩擦片的內(nèi)徑可?。篋 1=1.5d=1.5 36=42mm;?機(jī)床上采用的摩擦片 值可在 0.57～0.77 范圍內(nèi)，此處取 =0.67，則內(nèi)摩擦片外徑 ，取2?1?m7.62.04632?(2) 按扭矩確定摩擦離合面的數(shù)目 Z：Z≥ ZmVfKrSPT?][其中 T為離合器的扭矩 ；mNnNj ????? 48.795.06950?K——安全系數(shù)，此處取為 1.3；[P]——摩擦片許用比壓，取為 1.2MPa；f——摩擦系數(shù)，查得 f=0.06；S——內(nèi)外片環(huán)行接觸面積，S （D 22 — D12）=1730.93mm 2;4??——誘導(dǎo)摩擦半徑，假設(shè)摩擦表面壓力均勻分布，則fr fr=37.53mm；)(3213?KV——速度修正系數(shù)，根據(jù)平均圓周速度查表取為 1.08；22——結(jié)合次數(shù)修正系數(shù)，查表為 1.5；mK——摩擦結(jié)合面數(shù)修正系數(shù)， 查表取為 1；Z將以上數(shù)據(jù)代入公式計算得 Z=11.8≥11.1，圓整為整偶數(shù) 12，離合器內(nèi)外摩擦片總數(shù) i=Z+1=13。(3) 計算摩擦離合器的軸向壓力 Q：??NKPSQv 3.2408.193.17???(4) 摩擦片厚度 b = 1， 1.5，1.75，2 毫米，一般隨摩擦面中徑增大而加大。內(nèi)外片分離時的最小間隙為（0.2～0.4）mm。(5) 反轉(zhuǎn)時摩擦片數(shù)的確定：普通車床主軸反轉(zhuǎn)時一般不切削，故反向離合器所傳遞的扭矩可按空載功率損耗確定。普通車床主軸高速空轉(zhuǎn)功率 Pk一般為額定功率 P的 20～40%，取 Pk = 0.4P，計算反轉(zhuǎn)靜扭矩為 Pk = 2.2KW，代入公式計算出 Z=6.98≥4.5，圓整為整偶數(shù) 8，離合器內(nèi)外摩擦片總數(shù)為 9。根據(jù) JB/T9190-1999選用機(jī)械式多片雙聯(lián)離合器，因為安裝在箱內(nèi)，所以采取濕式。查表可得離合器參數(shù) H=2.5，模數(shù) m=2.5。查《離合器手冊》表 1.2.6選用編號為 2的離合器。235. 動力設(shè)計5.1 軸驗算按彎扭合成校核經(jīng)分析選危險軸Ⅰ軸進(jìn)行校驗（1）畫受力簡圖畫軸空間受力簡圖，將軸上作用力分解為垂直面受力圖和水平面受力圖分別求出垂直面上的支反力和水平面內(nèi)的支反力。對于零件作用于軸上的分布載荷或轉(zhuǎn)矩當(dāng)作集中力作用于軸上零件的寬度中心。（2）軸上受力分析軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： ?1T NmnP7466095.15.905.96 ????齒輪的圓周力： NdFt 8.423齒輪的徑向力：由機(jī)械設(shè)計取 ，??20?tgFr32.516??(3)計算作用于軸上的支反力水平面內(nèi)的支反力:,NFRtHA84953?RHB56垂直面內(nèi)的支反力, rVA310VB20(4)計算軸的彎、轉(zhuǎn)矩,并畫彎、轉(zhuǎn)矩圖分別作出垂直面和水平面上的彎矩圖，并按 進(jìn)行彎矩合成 .畫轉(zhuǎn)矩圖。HVM??（5）校驗軸的強度一般而言，軸的強度是否滿足只需對危險截面進(jìn)行校驗即可，而軸的當(dāng)量彎矩較大且軸的直徑最小處。24截面處的當(dāng)量彎矩為 ??22HVMaT??轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)變化計算，取 ，則6.0??mNT??45676.0?=12836722213?? mN?強度校合：考慮鍵槽的影響，查機(jī)械設(shè)計附表 12.8計算，MPaW54.70.863??選擇軸材料為 45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查機(jī)械設(shè)計表 12.3??MPa60b1???顯然， 校驗合格，故軸安全。??b1??軸上受力分析及彎矩、轉(zhuǎn)矩圖255.2 主軸驗算5.2.1 選定前端懸伸量 a，參考《機(jī)械裝備設(shè)計》P121，根據(jù)主軸端部的結(jié)構(gòu)，前支承軸承配置和密封裝置的型式和尺寸，這里選定 a=120mm.5.2.2 主軸支承跨距 L的確定一般最佳跨距 考慮到結(jié)構(gòu)以及支承剛度因磨損會,420~)5.32(0 ma?不斷降低，應(yīng)取跨距 L比最佳支承跨距 大一些，再考慮到結(jié)構(gòu)需要，這里取LL=540mm。5.2.3 計算 C點撓度1）周向切削力 的計算tP429510dtjNpDn???其中 89.0.,5.3 ??????齒軸 承?KWNdmin/8,240 ,24~40)6.~()6~(axrDmjj ?取26故， ，Npt 341059.48520.19????，Pt 3.1 NPr 3310.214.504. ????軸上受力分析 mdpTt 96283?， 2trM??合 ???????223)(4)(ptzrrM2）驅(qū)動力 Q的計算參考《車床主軸箱指導(dǎo)書》 ， 72.10Nnz??其中27min/85,372,895.4.05 rZKWNd ?????所以 NQ37109.4852.1.2?3）軸承剛度的計算這里選用雙列圓柱滾子軸承根據(jù) 求得：0.13.82.5Cd??mNBA /102.97.2.058.13 ???4）確定彈性模量，慣性距 I； ；和長度 。c,abs①軸的材產(chǎn)選用 45鋼，查《簡明機(jī)械設(shè)計手冊》P6，有 52.10EMP??②主軸的慣性距 I為：??464.27106DI m?????外 內(nèi)主軸 a段的慣性距 可近似地算：c??446425106cI?????11③切削力 P的作用點到主軸前支承支承的距離 S=C+W，對于普通車床，W=0.4H， （H 是車床中心高，設(shè) H=200mm)。則： 120.420Sm????④根據(jù)齒輪、軸承寬度以及結(jié)構(gòu)需要，取 b=60mm⑤計算切削力 P作用在 S點引起主軸前端 C點的撓度??23226cspcAALSsscy mEIIL?? ???? ?? ?代入數(shù)據(jù)并計算得 =0.1299mm。csp⑥計算驅(qū)動力 Q作用在兩支承之間時，主軸前端 C點的撓度 cmqy28????2226cmq BAbLbLCbcyQmEI L????? ??? ?? ?計算得： =-0.0026mmcq⑦求主軸前端 C點的終合撓度 cy水平坐標(biāo) Y軸上的分量代數(shù)和為 oscsos,pmqcmyy????，計算得： =0.0297mm. 。6,270,18pqm??????其 中 c0.928z?綜合撓度 。綜合撓度方向角.cycz?，又 。因為ar72.5zyccytg????0.2.06.12L??，所以此軸滿足要求。???5.2 齒輪校驗在驗算算速箱中的齒輪應(yīng)力時，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)力的驗算。這里要驗算的是齒輪 2，齒輪 7，齒輪 12這三個齒輪。齒輪 12的齒數(shù)為 18，模數(shù)為 4，齒輪的應(yīng)力：1）接觸應(yīng)力： ??4108vasf jukNQzmBn????u----大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比；---齒向載荷分布系數(shù)； ----動載荷系數(shù)； ----工況系數(shù)； ----壽命k? vkAksk系數(shù)查《機(jī)械設(shè)計》表 10-4及圖 10-8及表 10-2分布得1.5,.20;1.5,.2HBFBvAkk??假定齒輪工作壽命是 48000h，故應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 96051480.1hNnjL???次查《機(jī)械設(shè)計》圖 10-18得 ，所以：.9,.FHNK?2923 3721.501.297.506.98208 1.047148f MPa????????????? ??2）彎曲應(yīng)力：52190vaswjkNQzmBYn???查《金屬切削手冊》有 Y=0.378，代入公式求得： =158.5Mpa wQ查《機(jī)械設(shè)計》圖 10-21e,齒輪的材產(chǎn)選 45鋼（整淬處理） ，大齒輪、小齒輪的硬度為 60HRC，故有 ，從圖 10-21e讀出 。1650fMPa?????? ??920wMPa??因為：，故滿足要求，另外兩齒輪計算方法如上，均符合要求。??,ffw??????6.結(jié)構(gòu)設(shè)計6.1 I 軸（輸入軸）的設(shè)計將運動帶入變速箱的帶輪一般都安裝在軸端，軸變形較大，結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意加強軸的剛度或使軸部受帶的拉力（采用卸荷裝置） 。I 軸上裝有摩擦離合器，由于組成離合器的零件很多，裝配很不方便，一般都是在箱外組裝好 I軸在整體裝入箱內(nèi)。我們采用的卸荷裝置一般是把軸承裝載法蘭盤上，通過法蘭盤將帶輪的拉力傳遞到箱壁上。車床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時退刀。車螺紋時，換向頻率較高。實現(xiàn)政反轉(zhuǎn)的變換方案很多，我們采用正反向離合器。正反向的轉(zhuǎn)換在不停車的狀態(tài)下進(jìn)行，常采用片式摩擦離合器。由于裝在箱內(nèi)，一般采用濕式。在確定軸向尺寸時，摩擦片不壓緊時，應(yīng)留有 0.2～0.4 的間隙，間隙應(yīng)能m調(diào)整。離合器及其壓緊裝置中有三點值得注意：1） 摩擦片的軸向定位：由兩個帶花鍵孔的圓盤實現(xiàn)。其中一個圓盤裝30在花鍵上，另一個裝在花鍵軸上的一個環(huán)形溝槽里，并轉(zhuǎn)過一個花鍵齒，和軸上的花鍵對正，然后用螺釘把錯開的兩個圓盤連接在一起。這樣就限制了軸向和周向德兩個自由度，起了定位作用。2） 摩擦片的壓緊由加力環(huán)的軸向移動實現(xiàn)，在軸系上形成了彈性力的封閉系統(tǒng)，不增加軸承軸向復(fù)合。3） 結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)使加力環(huán)推動擺桿和鋼球的運動是不可逆的，即操縱力撤消后，有自鎖作用。I軸上裝有摩擦離合器，兩端的齒輪是空套在軸上，當(dāng)離合器接通時才和軸一起轉(zhuǎn)動。但脫開的另一端齒輪，與軸回轉(zhuǎn)方向是相反的，二者的相對轉(zhuǎn)速很高（約為兩倍左右） 。結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮這點。齒輪與軸之間的軸承可以用滾動軸承也可以用滑動軸承?；瑒虞S承在一些性能和維修上不如滾動軸承，但它的徑向尺寸小?？仗X輪需要有軸向定位，軸承需要潤滑。6.2 齒輪塊設(shè)計齒輪是變速箱中的重要元件。齒輪同時嚙合的齒數(shù)是周期性變化的。也就是說，作用在一個齒輪上的載荷是變化的。同時由于齒輪制造及安裝誤差等，不可避免要產(chǎn)生動載荷而引起振動和噪音，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)計時，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力和運動。它的精度選擇主要取決于圓周速度。采用同一精度時，圓周速度越高，振動和噪聲越大，根據(jù)實際結(jié)果得知，圓周速度會增加一倍，噪聲約增大 6dB。工作平穩(wěn)性和接觸誤差對振動和噪聲的影響比運動誤差要大，所以這兩項精度應(yīng)選高一級。為了控制噪聲，機(jī)床上主傳動齒輪都要選用較高的精度。大都是用 7—6—6，