1、頁(yè)眉目錄1. 概述 .21.1機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的 .21.2機(jī)床主要參數(shù) .22. 參數(shù)的擬定 .22.1確定極限轉(zhuǎn)速 .22.2主電機(jī)選擇 .23. 傳動(dòng)設(shè)計(jì).33.1主傳動(dòng)方案擬定 .33.2傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 .33.2.1確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目 .33.2.2傳動(dòng)式的擬定 .33.2.3結(jié)構(gòu)式的擬定 .錯(cuò)誤 ! 未定義書簽。3.3轉(zhuǎn)速圖的擬定 .錯(cuò)誤 ! 未定義書簽。4. 傳動(dòng)件的估算 .64.1三角帶傳動(dòng)的計(jì)算 .64.2傳動(dòng)軸的估算 .84.2.1傳動(dòng)軸直徑的估算 .84.3齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算 .94.3.1齒輪齒數(shù)的確定 .94.3.2齒輪模數(shù)的計(jì)算 .

2、104.4帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .115. 動(dòng)力設(shè)計(jì) .125.1主軸剛度驗(yàn)算 .125.2齒輪校驗(yàn) .145.3軸承的校驗(yàn) .156. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 .166.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 .166.2展開圖及其布置 .166.3齒輪塊設(shè)計(jì) .176.4傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) .186.5主軸組件設(shè)計(jì) .19總結(jié).22參考文獻(xiàn) .221 / 221頁(yè)眉1. 概述1.1 機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的 機(jī)床課程設(shè)計(jì)，是在金屬切削機(jī)床課程之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的在于通過機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使學(xué)生在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思，方案分析，結(jié)構(gòu)工藝性，機(jī)械制圖，零件計(jì)算，編寫技

3、術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，并培養(yǎng)學(xué)生具有初步的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力1.2 機(jī)床主要參數(shù)電動(dòng)機(jī)功率： 3.0KW工件材料： 45nmax2120rpmnmin125rpm2. 參數(shù)的擬定2.1 確定極限轉(zhuǎn)速nmaxRnznmin， Rn =1.262.2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(dòng)機(jī)的功率是 2.2KW，根據(jù)金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)選 Y100L-2，額定功率 3.0 kw ，滿載轉(zhuǎn)速 2840 r min ，最大額定轉(zhuǎn)距 2.2 。2 / 2

4、22頁(yè)眉3. 傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.1主 方案 定 定 方案，包括 型式的 以及開停、 向、制 、操 等整個(gè) 系 的確定。 型式 指 和 速的元件、機(jī)構(gòu)以及 成、安排不同特點(diǎn)的 型式、 速 型。 方案和型式與 構(gòu)的復(fù) 程度密切相關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。因此，確定 方案和型式，要從 構(gòu)、工 、性能及 等多方面 一考 。 方案有多種， 型式更是眾多，比如： 型式上有集中 ，分離 ； 大 速范 可用增加 數(shù)，也可用背 構(gòu)、分支 等型式； 速箱上既可用多速 機(jī)，也可用交 、滑移 、公用 等。 然，可能的方案有很多， 化的方案也因條件而異。此次 中，我 采用集中 型式的主 速箱。3.2 構(gòu)式、 構(gòu)網(wǎng)的 構(gòu)式、 構(gòu)

5、網(wǎng) 于分析和 的串 式的 不失 有用的方法， 但 于分析復(fù) 的 并想由此 出 的方案，就并非十分有效。3.2.1確定 及各 中 副的數(shù)目 數(shù) Z 的 系 由若干個(gè) 序的 成，各 分 有Z 、 Z、個(gè) 副。即 Z Z1Z 2 Z3 副中由于 構(gòu)的限制以2 或 3 合適，即 速 數(shù) Z 應(yīng)為 2 和 3 的因子：Zab ，可以有三種方案：12=32 2； 12=2 3 2； 12=2 2 3；3.2.2 式的 定12 速 系 的 ， 安排方式 ，考 到機(jī)床主 速箱的具體 構(gòu)、裝置和性能以及一個(gè)“前多后少”的原 。故離 機(jī)近的 的 副個(gè)數(shù)最好高于后面的 的 副數(shù)。3 / 223頁(yè)眉主軸對(duì)加工精度、表

6、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)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副常選用2。綜上所述，傳動(dòng)式為12=322。3.2.3結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定對(duì)于 12=322 傳動(dòng)式，有 6 種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為：123123261232212612322621123126231234212212342221根據(jù) (1) 傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍（2）基本組擴(kuò)大組的排列順序，初選12 31 23 26 的方案。根據(jù)級(jí)比指數(shù)分配使傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致，方案 12312326 的結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下圖所示：12 31 23 26圖 1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)3.2.4 轉(zhuǎn)速圖的擬定4 / 224頁(yè)眉上述所選定的

7、結(jié)構(gòu)式共有三個(gè)傳動(dòng)組，變速機(jī)構(gòu)共需4 軸，加上電動(dòng)機(jī)共5 軸，故轉(zhuǎn)速圖需 5 條豎線，如下圖所示。主軸共12 速，電動(dòng)機(jī)軸與主軸最高轉(zhuǎn)速相近，故需12 條橫線。中間各軸的轉(zhuǎn)速可以從電動(dòng)機(jī)軸往后推， 也可以從主軸開始往前推。 通常以往前推比較方便，即先決定軸三的轉(zhuǎn)速。5 / 225頁(yè)眉上圖為主軸箱右視圖4. 傳動(dòng)件的估算4.1三角帶傳動(dòng)的計(jì)算三角帶傳動(dòng)中，軸間距 A 可以加大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會(huì)有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。帶輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。(1) 選擇三角帶的型號(hào)根據(jù)公式3.0=3.3KWPca KaP 1.1 2.2KW式中 P

8、- 電動(dòng)機(jī)額定功率， K a - 工作情況系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)圖，因此選擇A 型帶，尺寸參數(shù)為 B=80mm，40。bd =11mm h=10(2) 確定帶輪的計(jì)算直徑 D ， 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D 不宜過小，即D D min 。查機(jī)械設(shè)計(jì)表，取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 D =100mm。由公式 D2 n1D1 1n2式中：n - 小帶輪轉(zhuǎn)速， n - 大帶輪轉(zhuǎn)速，- 帶的滑動(dòng)系數(shù)，一般取 0.02 。由機(jī)械設(shè)計(jì)表，取園整為150mm。(3) 確定三角帶速度D1 n13.14 100 14007.48 m按公式 V60 100060 1000s(4) 初定中心距帶

9、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)經(jīng)驗(yàn)公式 0.7 D1D2A02 D1D2 mm 取 2100150500mm ，取 A0 =400mm.6 / 226頁(yè)眉(5)三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度LLAD DDDA3.141502L024001001192mm10015070024由機(jī)械設(shè)計(jì)表，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度L 1200mm(6) 驗(yàn)算三角帶的撓曲次數(shù)1000mv8.33 40次，符合要求。uLs(7) 確定實(shí)際中心距 ALL0400（12001192） 2 404mmA A02(8) 驗(yàn)算小帶輪包角1 180 0 D2 D1 57.5 017201200 ，主

10、動(dòng)輪上包角合適。A(9) 確定三角帶根數(shù) Z根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)得zpcap0p0k kl傳動(dòng)比iv11400 / 980 1.46v2查表得p0 = 0.3KW, p0 = 1.52KW查表， k =0.98 ；查表， kl =0.96Z6.053.40.30.981.521.01所以取 Z4 根(10) 計(jì)算預(yù)緊力查機(jī)械設(shè)計(jì)表， q=0.1kg/m7 / 227頁(yè)眉F0 500pca2.51qv2vzk5006.0542.510.17.54 27.540.98132.1N4.2傳動(dòng)軸的估算傳動(dòng)軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度的要求，強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機(jī)床主傳動(dòng)

11、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。4.2.1傳動(dòng)軸直徑的估算d KA 4 P mm N j其中： P-電動(dòng)機(jī)額定功率K- 鍵槽系數(shù)A- 系數(shù)- 從電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積；n j - 該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。計(jì)算轉(zhuǎn)速 n j 是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系確定。查機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 表取 I ，IV 軸的 K=1.05，A=100；II ，III軸是花鍵軸，取 K

12、=1.06，A=2.0。所以 d1 (921.05) 42.20.96 mm18mm980d2(921.05) 4 2.20.96 0.990.98 mm20mm,250d3(92 1.05) 4 2.20.96 0.99 0.98 0.990.98mm24mm1258 / 228頁(yè)眉此軸徑為平均軸徑，設(shè)計(jì)時(shí)可相應(yīng)調(diào)整。4.3齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算第一組齒輪：傳動(dòng)比： ia111 ， ia 211,11011.29i a321.66查表，齒數(shù)和 Sz 取 72Z =36， Z2 =36， Z 3 =27， Z 4 =45， Z5 =31， Z 6 =41；第二組齒輪：11 , ib211傳

13、動(dòng)比： ib1021.66齒數(shù)和 Sz 取 78：， Z7 =39， Z8 =39， Z 9 =25， Z10 =53；第三組齒輪：11.66傳動(dòng)比： ic1, i c22.771齒數(shù)和 Sz 取 81：Z11 =51， Z12 =30， Z13 =21， Z14 =60，4.3.1 齒輪模數(shù)的計(jì)算m j 16338(i 1).N dmm3m .z12.i j 2.n j式中： m j 按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù)mm；N d 驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率 KW；n j 該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速i 大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比i1；9 / 229頁(yè)眉z1 小齒輪齒數(shù)；m 齒寬系數(shù)，mB （ B 為齒寬， m為模數(shù)），

14、 m 610；mj 許用接觸應(yīng)力 MPa，查表 26。(1) - 齒輪彎曲疲勞的計(jì)算：m j163383(1.661)31.67取 m26002627451265(2) - 齒輪彎曲疲勞的計(jì)算：m j 163383(2.141)360021.85取 m26 25 53980(3) - 齒輪彎曲疲勞的計(jì)算：m j163383(2.771)32.79取 m3600262262270(4) 標(biāo)準(zhǔn)齒輪：20度， h*1， c*0.25從機(jī)械原理表 10-2 查得以下公式齒頂圓 d a= (z1 + 2h* a ) m齒根圓 d f( z1 2h* a2c* )m分度圓 d = mz齒頂高 ha= h*

15、 a m齒根高 h f= (h* a + c*)m齒輪的具體值見表齒輪尺寸表齒輪齒數(shù)模數(shù)分度圓齒 頂 圓齒根圓齒頂高齒根高zmddad fhahf136272766722.5236272766722.5327254584922.5445290948522.5531262665722.510 / 2210頁(yè)眉641282867722.5739278827322.5839278827322.5925250544522.51053210611099.523.7511513153159145.533.7512303909682.533.7513213636955.533.751460318018617

16、2.533.754.3.2 齒寬的確定由公式 B mm m6 10, m為模數(shù) 得：第一套嚙合齒輪BI6 10212 20mm第二套嚙合齒輪 B6 10212 20mm第三套嚙合齒輪BIII6 10318 30mm一對(duì)嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的載荷，設(shè)計(jì)上，應(yīng)主動(dòng)輪比小齒輪齒寬大所以 B1 20mm, B225mm ， B320mm ， B425mm ，B520mm, B625mm, B720mm, B825mm, B9 20mm, B10 25mm ，B1125mm, B1230mm, B1325mm, B1430mm4.4帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)查機(jī)

17、械設(shè)計(jì) P156 頁(yè)，當(dāng) dd300mm時(shí) , 采用腹板式。D是軸承外徑，查機(jī)械零件手冊(cè)確定選用深溝球軸承6211， d=55mm,D=100mm。帶輪內(nèi)孔尺寸是軸承外徑尺寸100mm。齒機(jī)械設(shè)計(jì)表8-10 確定參數(shù)得：11 / 2211頁(yè)眉bd 8.5,ha2.0,hf9.0,e12, f8, min 5.5, 38o帶輪寬度： Bz1 e 2 f51827 64mm分度圓直徑：dd280mm，d11.9 D 1.8100mm 180mm, C 5 / 28B11.412mm ，LB 64 mm,5. 動(dòng)力設(shè)計(jì)5.1 主軸剛度驗(yàn)算5.1.1選定前端懸伸量C，參考機(jī)械裝備設(shè)計(jì)P121，根據(jù)主軸

18、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C=120mm.5.1.2主軸支承跨距 L 的確定一般最佳跨距 L02 : 3C 240 : 420mm ，考慮到結(jié)構(gòu)以及支承剛度因磨損會(huì)不斷降低，應(yīng)取跨距 L 比最佳支承跨距 L0 大一些，再考慮到結(jié)構(gòu)需要，這里取 L=600mm。5.1.3計(jì)算 C點(diǎn)撓度1）周向切削力 Pt 的計(jì)算2 955 104NdptD j nj其中 Nd5.5KW ,0.960.987 ,D j0.5 :0.6D max0.5: 0.6400 200 240mm,取 D j 240, nj31.5r / min故 pt295510 40.825.51.151

19、04 N ，故 P1.12 Pt 1.736 104 N 。24035.5Pr0.45Pt 6.98103 N, Pf0.35Pt5.43 103N1）驅(qū)動(dòng)力 Q的計(jì)算參考車床主軸箱指導(dǎo)書 ，12 / 2212頁(yè)眉Q 2.12 107 N nzn其中NN d1.50.960.9874.58 KW , z72, m3, n35.5 r / min所以Q2.121074.581.13104 N47235.53）軸承剛度的計(jì)算這里選用 4382900 系列雙列圓柱子滾子軸承根據(jù) C 22.2221.50.103d 0.8 求得：CA22.2221.50.103700.88.48 105 N / mm

20、CB22.2221.50.1031000.89.224 105 N / mm4）確定彈性模量，慣性距I ； I c ；和長(zhǎng)度 a, b, s 。 軸的材產(chǎn)選用 40Cr，查簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)P6，有E2.1 105 MPa 主軸的慣性距 I 為：D 4外D 4內(nèi)I644.27 106 mm4主軸 C段的慣性距 Ic 可近似地算：D 410.64 D 416.25 106 mm4I c64 切削力 P 的作用點(diǎn)到主軸前支承支承的距離 S=C+W，對(duì)于普通車床， W=0.4H，（ H是車床中心高，設(shè) H=200mm)。則： S 1200.4 200200mm 根據(jù)齒輪、軸承寬度以及結(jié)構(gòu)需要，取b=6

21、0mm 計(jì)算切削力 P 作用在 S 點(diǎn)引起主軸前端C 點(diǎn)的撓度3sc2 c3LscL S L Cscycsp P6EI c3EICA L2CA L2 mm13 / 2213頁(yè)眉代入數(shù)據(jù)并計(jì)算得ycsp =0.1299mm。 計(jì)算驅(qū)動(dòng)力 Q作用在兩支承之間時(shí)，主軸前端C 點(diǎn)子的撓度 ycmqbc 2LbLbLCLbbcycmqQ6EILCB L2CA L2 mm計(jì)算得： ycmq =-0.0026mm 求主軸前端 C 點(diǎn)的終合撓度 yc水平坐標(biāo) Y 軸上的分量代數(shù)和為 ycy ycsp cos pycmq cosqycm cos m ,其中 p66o ,q270o, m180o ，計(jì)算得： yc

22、y =0.0297mm.ycz0.0928mm 。綜合撓度ycycy2ycz20.118mm。 綜 合 撓 度 方 向 角ycarc tg ycz72.25o ， 又ycyy0.0002L0.0002 6000.12mm。因?yàn)?ycy ，所以此軸滿足要求。5.2 齒輪校驗(yàn)在驗(yàn)算算速箱中的齒輪應(yīng)力時(shí)，選相同模數(shù)中承受載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪進(jìn)接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算。這里要驗(yàn)算的是齒輪2，齒輪 7，齒輪 12 這三個(gè)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：2088 104u1 k kvkaksNQ fuBn jzmu-大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比；k - 齒向載荷分

23、布系數(shù)； kv - 動(dòng)載荷系數(shù)； kA - 工況系數(shù)； ks - 壽命系數(shù)查機(jī)械裝備設(shè)計(jì)表 10-4 及圖 10-8 及表 10-2分布得 kHB1.15, kFB 1.20;kv 1.05,kA 1.25假定齒輪工作壽命是 48000h，故應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為N 60njLh 60500 148000 1.4410 9次查機(jī)械裝備設(shè)計(jì)圖 10-18 得 K FN0.9, K HN0.9 ，所以：14 / 2214頁(yè)眉20881037211.151.051.250.97.50.960.982183024 10 MPa182）彎曲應(yīng)力：Qw191 105 k kvkaksNz

24、m2 BYnj查金屬切削手冊(cè)有Y=0.378，代入公式求得： Qw =158.5Mpa查機(jī)械設(shè)計(jì)圖 10-21e, 齒輪的材產(chǎn)選 40Cr滲碳，大齒輪、小齒輪的硬度為 60HRC，故有f1650MPa，從圖 10-21e 讀出w920MPa。因?yàn)椋篺f , ww ，故滿足要求，另外兩齒輪計(jì)算方法如上，均符合要求。5.3 軸承的校驗(yàn)軸選用的是角接觸軸承7206其基本額定負(fù)荷為30.5KN由于該軸的轉(zhuǎn)速是定值 n 710r / min 所以齒輪越小越靠近軸承， 對(duì)軸承的要求越高。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)該對(duì)軸未端的滾子軸承進(jìn)行校核。齒輪的直徑d242.560mm軸傳遞的轉(zhuǎn)矩TP9550nT7.50.96

25、955071059.3 Nm齒輪受力Fr2T259.31412Nd60103根據(jù)受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為Rv1Fr l 11060 Nl1l 2Rv 214121060352 N因軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，又由于不受軸向力，按機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5 查得 f p為 1.2 到 1.8 ，取 f p1.3，則有：15 / 2215頁(yè)眉P1f p X1 R11.310621378NP2f p X 2 R21.3352457.6N軸承的壽命因?yàn)镻1P2 ，所以按軸承1 的受力大小計(jì)算：Lh106( C )106(17200) 338309.1 h60nP1608501378故該軸承能滿足

26、要求。6. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明6.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動(dòng)器等） 、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤(rùn)滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間的限制，一般只畫展開圖。主軸變速箱是機(jī)床的重要部件。設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個(gè)方面的問題。精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動(dòng)效率要求，主軸前軸承處溫度和溫升的控制，結(jié)構(gòu)工藝性，操作方便、安全、可靠原則，遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則。主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)中不可避免要經(jīng)過反復(fù)思

27、考和多次修改。在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖。目的是：1）布置傳動(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案。2）檢驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無(wú)干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時(shí)改正。3）確定傳動(dòng)軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對(duì)位置，以確定各軸的受力點(diǎn)和受力方向，為軸和軸承的驗(yàn)算提供必要的數(shù)據(jù)。6.2展開圖及其布置展開圖就是按照傳動(dòng)軸傳遞運(yùn)動(dòng)的先后順序，假想將各軸沿其軸線剖開并將這些剖切面平整展開在同一個(gè)平面上?？偛贾脮r(shí)需要考慮制動(dòng)器的位置。制動(dòng)器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。制16 / 2216頁(yè)眉動(dòng)器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上，以免制動(dòng)扭矩太大，是制動(dòng)尺寸增大。齒輪在軸上布置很重要，關(guān)系到變速箱的軸向尺寸，減

28、少軸向尺寸有利于提高剛度和減小體積。6.3齒輪塊設(shè)計(jì)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

29、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 766，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 655。當(dāng)精度從 7 66 提高到 655 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

30、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。6.3.1 其他問題滑移齒輪進(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。17 / 2217頁(yè)眉選擇齒輪塊的結(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。滑移齒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

31、。6.4傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)軸，廣泛采用滾動(dòng)軸承作支撐。軸上要安裝齒輪、離合器和制動(dòng)器等。傳動(dòng)軸應(yīng)保證這些傳動(dòng)件或機(jī)構(gòu)能正常工作。首先傳動(dòng)軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。如撓度和傾角過大，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(wú)困難。所以裝滑移齒輪的軸都采用花鍵軸，不裝滑移齒輪的軸也常采用花鍵軸?；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

32、濾部分。一般尺寸花鍵的滾刀直徑 D 刀 為 65 85 mm 。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

33、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(lái)達(dá)到支撐孔直徑的安排要求。18 / 2218頁(yè)眉兩孔間的最小壁厚，不得小于5 10 mm ，以免加工時(shí)孔變形?；ㄦI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G 級(jí)精度。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

34、向定位就更重要。回轉(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：1）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。6.5主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。安裝工件（車床）或者刀具（銑床、鉆床等）的主軸參予切削成形運(yùn)動(dòng)，因此它的精度和性能直接影響加工質(zhì)量（加工精度和表面粗糙度） ，設(shè)計(jì)時(shí)主要圍繞著保證精度、剛度和抗振性，減少溫升和熱變形等幾個(gè)方面考慮。各部分尺寸的選擇主軸形狀與各部分尺寸不僅和強(qiáng)度、剛度有關(guān)，而且涉及多方面的因素。

35、1） 內(nèi)孔直徑車床主軸由于要通過棒料，安裝自動(dòng)卡盤的操縱機(jī)構(gòu)及通過卸頂尖的頂桿，必須是空心軸。為了擴(kuò)大使用范圍，加大可加工棒料直徑，車床主軸內(nèi)孔直徑有增大的趨勢(shì)。2） 軸頸直徑前支撐的直徑是主軸上一主要的尺寸，設(shè)計(jì)時(shí)，一般先估算或擬定一個(gè)尺寸，結(jié)構(gòu)確定后再進(jìn)行核算。3） 前錐孔直徑前錐孔用來(lái)裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏錐孔。4） 支撐跨距及懸伸長(zhǎng)度為了提高剛度，應(yīng)盡量縮短主軸的外伸長(zhǎng)度a 。選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇郘 ，一般推薦?。?La=35，跨距 L 小時(shí)，軸承變形對(duì)軸端變形的影響大。所以，軸承剛度小時(shí)，L a 應(yīng)選大值，19 / 2219頁(yè)眉軸剛度差時(shí)，則取小值。跨距 L 的

36、大小，很大程度上受其他結(jié)構(gòu)的限制，常常不能滿足以上要求。安排結(jié)構(gòu)時(shí)力求接近上述要求。軸承問題1）軸承類型選擇主軸前軸承有兩種常用的類型：雙列短圓柱滾子軸承。承載能力大，可同時(shí)承受徑向力和軸向力，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低一些。與雙列短圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的軸承有三種：600 角雙向推力向心球軸承。是一種新型軸承，在近年生產(chǎn)的機(jī)床上廣泛采用。具有承載能力大，允許極限轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)。外徑比同規(guī)格的雙列圓柱滾子軸承小一些。在使用中，這種軸承不承受徑向力。推力球軸承。承受軸向力的能力最高，但允許的極限轉(zhuǎn)速低，容易發(fā)熱。向心推力球軸承。允許的極限轉(zhuǎn)速高，但承載能力低，主要用于高速輕載的機(jī)床

37、。2）軸承的配置大多數(shù)機(jī)床主軸采用兩個(gè)支撐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但為了提高主軸剛度也有用三個(gè)支撐的了。三支撐結(jié)構(gòu)要求箱體上三支撐孔具有良好的同心度，否則溫升和空載功率增大，效果不一定好。三孔同心在工藝上難度較大，可以用兩個(gè)支撐的主要支撐，第三個(gè)為輔助支撐。輔助支撐軸承（中間支撐或后支撐）保持比較大的游隙（約 0.03 0.07 mm ），只有在載荷比較大、軸產(chǎn)生彎曲變形時(shí)，輔助支撐軸承才起作用。軸承配置時(shí)，除選擇軸承的類型不同外，推力軸承的布置是主要差別。推力軸承布置在前軸承、后軸承還是分別布置在前、后軸承，影響著溫升后軸的伸長(zhǎng)方向以及結(jié)構(gòu)的負(fù)責(zé)程度，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的實(shí)際要求確定。在配置軸承時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：每個(gè)支撐點(diǎn)都要能承受經(jīng)向力。兩