文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.【關鍵字】設計摘要本次畢業(yè)設計的題目是立式數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)設計。設計的目的是通過對立式銑床的主傳的機床設計的步驟，設計很大部分是利用一些經驗公式進行計算，并用類比法來選取合適的方案。配合理，布局美觀，并在一定程度上可以節(jié)約成本；傳動軸,花鍵與軸承的選擇與計算主要就是校核軸的剛度和強度，花鍵聯(lián)接部分的側擠壓力計算，軸承的計算預期壽命等。AbstractsionspeedchartGearteethset,splines’axiallayout;Geardesignismainlydeterminedbythemixtureofand1文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.為簡單，尺寸大小適中，能較好地符合設計教學要求，并能滿足機床結構設計基本訓練的要求[1]。在立式銑床中選定半自動型(包括萬能型、半自動型、輕型系列)。因為半自動型系列中的立2文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.式銑床適用于機械制造業(yè)的小批和成批生產部門，有較高的剛性，擴展性，功率和自動化程度，可銑削高強度合金鋼及耐熱合金鋼零件的平面，階梯面，溝槽等。能自銑參數(shù)的確定品參數(shù)的統(tǒng)一，提高有關工、夾、量具的標準化程度。有利于用戶合理選用機械。機基本參數(shù)除主參數(shù)外，機床的基本參數(shù)是指與被加工工件主要尺寸有關的及與工、夾、量具標準有關的一些參數(shù)。這些參數(shù)列入機床的參數(shù)標準，作為設計時依據。臺的長度L[mm]；工作臺三個方向的行程L,L,L[mm]；立銑主軸端面到工作臺面的最123小距離H[mm]，H規(guī)定以銑頭套筒(或滑枕)在最上位置時計算。與工、夾、量具有22B2.3其它主要技術參數(shù)3文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.2.4主軸極限轉速的確定確定主軸的最高轉速和最低轉速，應該在分析所設計幾種典型加工方式的切削用原，不同工序所采用的切削用量相差懸殊，而且加工零件的尺寸變化也很大，所以，要合理地確定其極限轉速是一個復雜的任務。必須對n=1000Vmax[rpm]maxdminn=1000Vmin[rpm]mindmax式中：n、n——主軸最高、最低轉速[rpm]maxminv、v——典型工序的最大、最小切削速度[m/min]maxmind、d——最大、最小計算直徑[mm]maxmin采用最大速度v的典型工序一般為用硬質合金端銑刀精加工或半精加工低強度max采用最小速度v的典型工序為用高速鋼端銑刀粗加工鑄鐵工件或用高速鋼圓片min最大計算直徑d可按下表確定；max最小直徑d=(0.2~0.25)d(升降臺銑床的最大直徑)；大計算直徑d[min]max必須注意，公式中的d并不是指所設計機床可以進行加工的最小直徑，而是在機min床全部工藝范圍可以用最大切削速度v進行加工的最小直徑。這個最小直徑多半取決max于刀具的強度(針對銑床和鉆鏜床)。同樣，公式中的d是機床全部工藝范圍內可以max用最低速度v進行加工的最大直徑。minmax與最低轉速n。minv通常用于半精加工，設v=235米/分，maxmax4文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.minv用于粗加工鑄鐵工作，設v=20米/分，minmin粗加工鑄鐵工件最大直徑：d=200mm。maxxmin合理地確定電機功率，使機床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產需要，又不致算削時的功率P。升降臺銑床，常以硬質合金端銑刀，對鋼質工件進行粗加工作為計算切zz(公斤力)zDnpS—每齒走刀量(mm/齒)；ZK—材料改變時的修正系數(shù)(見表9)。P5文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.ppppppzpK=KKPMPAP1NZ529KWP動的傳動和結構方案未確定之前，可用如下的估算法切主P主nP=切主n總式中，n為主傳動系統(tǒng)的總效率，對于通用機床一般可取n=0.7~0.85，當傳動總總總系統(tǒng)圖的擬定3.1機床的主傳動系統(tǒng)設計原則5.操作方便，輕巧，結構簡單，工藝性好。制動裝置。6文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.傳動方式傳動軸集中在一起，稱為集中傳動。優(yōu)點：結構緊湊，便于集中操縱，箱體數(shù)目少，可減少加工，裝配所需工時和制缺點：變速箱的傳動件在運轉中產生的振動和熱量將直接傳給主軸，因而降低機3變速形式有級變速：目前國內絕大多數(shù)的普通車床、升降臺銑床以及其它一些機床均采用滑移齒輪有級變速傳動方式。齒輪傳動結構可靠，工藝成熟，變速方便；有級變速的3.4傳動方案擬定由上一章討論，知機床的主軸轉速n=1496.8轉/分，n=31.8轉/分，轉速級數(shù)maxmin(1)確定變速組的數(shù)目大多數(shù)機床廣泛應用滑移齒輪的變速方式為滿足結構設計和(2)確定變速組的排列方案變速組的排列可以有多種方案。例如：則：我們知道，電動機的轉速一般比大部分傳動軸的轉速要高，從電n分)。7文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.(3)確定基本組和擴大組立式銑床主傳動系統(tǒng)應有三個變速組。根據前緊后松的原1391第一擴大組傳動比在轉速圖上相距三格)；第三變速組為第二擴大組，其級比級數(shù)x=9239 621 (4)確定是否增加降速傳動設計機床的主傳動系統(tǒng)時要考慮兩種情況：降速傳動應避免被動齒輪尺寸過大而增加變速箱的徑向尺寸，一般限制降速傳動比的最小值imin大值i≤2；斜齒輪比較平穩(wěn)，可取i≤2.5。maxmax8文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.8=3×3×2共需三個變速組，并在I-II軸間增加一速傳動齒輪，因此，轉速圖上已有七根傳動軸，如圖所示，畫五根距離相等的豎IIIIIIIVVIVII根傳動軸；畫18根距離相等的水平線代表軸運轉的平穩(wěn)性，主軸上的齒輪應大一些，能起到飛輪的作用所以最后一個變速組的條件速組④畫出各變速組其它傳動線I-II軸間只有一對齒輪傳動。II—III軸間有三對齒輪傳動，級比x。=1，從C點向上每隔一格取CC點，連線BC和BC得基本組3.5齒輪齒數(shù)的確定ZZZ⑵齒數(shù)和S盡可能小，但應考慮：Zin9文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.到鍵槽頂部的距離，至少應大于該齒輪模數(shù)的兩倍，最小齒數(shù)Z應滿足minZ④為保證三聯(lián)齒輪能在軸上順利地滑移，則相鄰兩齒輪(最大齒輪與次大齒輪之間)的齒數(shù)差應≥4。 (φ－1)%。1ZjZ,jj23jminZmin1結構條件假設最小齒輪數(shù)為Z=18，在i=2的一行中找到最小齒數(shù)S=54。minminZZ的齒數(shù)。如自S=54開始向右查表，同時存在滿足三個傳動比要求的齒輪齒數(shù)之齒數(shù)minZZZ11Z122Z210文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.33Z3ZZ123ZZ11Z122Z23131ZZ122Z1Z21Z12Z2可得Z1=可得Z1=2=2Sme設Z1設Z1=Z2=Kee21可得S=KeS=KeZ12Z2112212Sme4Z12SKe0Z1211文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.750119i=(兩傳動軸的轉速比較)計算Ⅴ—Ⅵ軸(錐齒數(shù))齒輪副的齒數(shù)：i==(此時傳遞的扭矩較大，故小齒輪齒數(shù)應取較大值)i=1=(主軸上齒輪應大一些，能起到飛輪的作用，保證切削平穩(wěn)，提高加3.6滑移齒輪的軸向布置初步確定了轉圖和齒輪齒數(shù)之后，合理地布置齒輪排列方式，是一個比較重要的進毫米)。所占的軸向長度較小。如齒12文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.3.6.2兩個變速組內齒輪軸向位置的排列。圖3.8兩個變速組的齒輪的并列排列的軸向布置錯排列的軸向布置輪的兩個齒輪組的軸向布置計算轉速設計機床時，為了使傳動件工作可靠，結構緊湊，須對傳動件進行動力計算，傳njminminmin6傳遞功率(KW)VIIVIIIIIVIIIV13文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.序序列齒數(shù)轉速轉速件裝配草圖。在完成裝配圖之后，零件的結構尺寸和受力狀況都已確定，再對主要零件進行精確的驗算[8]。4.1傳動軸直徑的估算按扭矩剛度對傳動軸直徑進行估算PP4nj[]P—P—該軸傳遞的功率[KW]n計算轉速[]—該軸準許的扭轉角[deg/mm]按表中數(shù)據選取 14文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.3選用IIIVIIVIVIIIIV4.2齒輪模數(shù)的估算一般同一變速組的齒輪模數(shù)相等，按簡化的接觸疲勞強度公式對負載最重的小齒輪的模數(shù)進行估算[9]。 mj算的齒輪模數(shù)[mm] ddi為大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比，即ii后面正號用于外嚙合)；nj輪的計算轉速[rpm]；BB15文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.m=163383(2+1)7.5=3.16[mm]取3mm。j838226002375j336m=1633819=3.33[mm]j336819257021440m=163383(1+1)7.5=4.3[mm]取4mmj855216002954.3齒輪的強度校核變速箱中的齒輪，不必都作強度校核，可在相同模數(shù)和材料的齒輪中，選取一個承受載荷最大的齒輪，驗算它的接觸強度和彎曲疲勞強度。一般來說，對高速傳動齒16文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.4.3.1IV-V軸齒輪組強度校核Z71：先按接觸強度計算模數(shù)齒輪的工作期限:T=xx=2N==8.891071表2.1-11查得[j]=8950公斤力厘米；故許可接觸應力[j]=[j]Ksj=89501.02=9129公斤力厘米k=kjk 偏載系數(shù)：取kj=1；a求速度變化系數(shù)kn：17文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.扭矩不變變速范圍R=nj=190=2nM=97500jn190jBB最后帶入公式(2.1-51)后，得Kj,ka,ka同前代入式(2.1-59)后，得(3)確定工作載荷(同前)18文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.代入公式(2.1-75)后，得=1==1788.5公斤力/=1==1788.5公斤力/厘米24.3.2VI-VII齒輪組強度校核在VI-VII齒輪組中承受扭矩最大，其齒輪對(輪傳遞功率6.46KW齒輪的工作期限：T=(1.3~1.6)T1xTN==4.451071由式(2.1-59)k=kjkakkaNkna速度變化系數(shù)kn：19文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.扭矩不變變速范圍R,=nj=95=1n9最后帶入公式(2.1-51)后，得代入式(2.1-59)后，得：(3)確定工作載荷(同前)代入公式(2.1-75)后，得=2MK1=266300.693=876.03公斤力/厘米2<1968公斤力/厘米2w1Bd1mY14(455)0.40.298故彎曲強度足夠。20文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.圓錐齒輪輪齒沿齒寬各處厚度不等，受力后不同剖面的彈性變形也不相等。厚度強度分析比較復雜[10]。為了簡化計算，假設一對圓錐齒輪和一對當量的圓柱齒輪的強度相等，當量齒輪齒形相當于圓錐齒輪齒寬中點處截面的齒形，當量齒輪的半徑等于該處背錐母線的長度，齒寬等于圓錐齒輪的齒寬。將該當量齒輪的參數(shù)尺寸代入圓柱齒輪強度公式，即輪所需的計算校核公式。=Ld1d1i2+1L——錐頂距=2sin121=2M齒輪的工作期限:T=xT21文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.21d21d文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.kkkk由式(2.1-59)kjakkkkk扭矩不變變速范圍Rnj1501.58最后帶入公式后，得i1Ji1Jlljl]2節(jié)錐角tan1sinu1524152432d2sin3.52sin錐頂距L1錐頂距L1112.2mm22文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.代入式(2.1-59)后，得：(3)確定工作載荷(同前)Z24Z=1==39.3Z38Z=2==87.5Y=0.3012=2MK1=24400.51.029=2108.5公斤力/厘米2<26w1Bd(10.5)2mY3.3712(10.50.3)20.50.2941L1w4.4傳動軸的設計與校核傳動軸應滿足強度和剛度方面的要求。強度方面的要求是，保證軸在反復彎曲載荷和扭曲載荷下不致產生過大的變形。如果剛度不足，則裝在軸中部的齒輪會因軸的撓度過大而破壞它們的正常嚙合，并產生振動；裝在軸兩端的齒輪和軸承，會因傾角過大而壓強分布不均，產生不均勻的磨損和過大的噪音。如果扭轉剛度不足，則會產處理方式無關，所以傳動軸通常取45鋼。本設計大部分軸都取45鋼。23文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.d1齒輪齒寬b=0.8418=57.6mm為簡單起見，取b=60mm。 參照前述的(3-6)齒輪的布置，我們在這里開始估算軸的各段長度和直徑。24文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.2225文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.26文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.12341234512327文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.567軸的結構設計是根據軸上零件的安裝,定位以及軸的制造工藝等方面的要求,合理地確的結構形式和尺寸。軸的結構設計不合理,會影響軸的工作能力和軸上零件的工作計中的重要內容[4]。軸的工作能力計算指的是軸的強度，剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強度，這時只需對軸進行強度計算，以防止斷裂或變形。而對剛度要求高的軸和受力大的細長軸,還應進行剛度計算，以防止工作時產生過大的彈性變形。對高速運轉的軸，還應進行振動穩(wěn)定性計算，以防止發(fā)生共振由于碳鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度,故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中常用的是減小尺寸與質量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸,常采用模量均相差各種熱處理(如高頻淬火,滲碳,氮化,氰化等)以及表面強化處理(如噴丸,滾壓等)，對提高軸的抗疲勞強度都有顯著的效果。28文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.高強度鑄鐵和球墨鑄鐵容易作成復雜的形狀，且具有價廉，良好的吸振性和耐磨性，以及對應力集中的敏感性較低等優(yōu)點。可用于制造外形復雜的軸。選擇軸的材料的首要條件，在這個確定之后，隨后我們要根據軸的工作載荷和有關的沖擊，等具體矩也較小，這里就不加以重復了。4.4.2.1III軸強度校核(15-5)及上式的數(shù)值，并取a=0.6，軸的計算應力為因此，<[]，故滿足設計要求。I一1V參見《材料力學(第二冊)》超靜定結構解法n一1nnnn+1n+1n+1llnn+1(15-5)及上式的數(shù)值，并取a=0.6，軸的計算應力為29文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.III一14.4.2.3V軸強度校核進行校核時，通常只校核該軸上承受最大彎矩和最大扭矩的截面，根據式(15-5)及上式的數(shù)值，并取a=0.6，軸的計算應力為III一14.4.2.4VI軸強度校核(15-5)及上式的數(shù)值，并取a=0.6，軸的計算應力為I一14.5齒輪的結構設計30文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.1a2a223331文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.4.6花鍵的選擇和校核H7H10H11f7a11d10H7H10H11f7a11d10對花鍵軸外，除了驗算軸的強度和剛度外，還要計算花鍵聯(lián)接部分的鍵側擠壓力，以確保聯(lián)接可靠[12]。jy=8Tmax[][MPa]jy(D2一d2)lZjy式中：T——花鍵傳遞的最大扭矩(Nmm)；max32文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.L——花鍵齒的工作長度(mm)；Zjyjyjyjy11jy4.7軸承的壽命估算滾動軸承是現(xiàn)代機器中廣泛應用的部件之一，它是依靠主要元件間的流動接觸來支承轉動零件的。與滑動軸承相比，滾動軸承具有磨擦阻力小，功率消耗少，起動容等優(yōu)點[4]。的或中等的載荷，故在載荷較小時，應優(yōu)先選用球軸承。根據載荷的方向選擇軸承類型時，對于純軸向載荷，一般選用推力軸承。較小的向時，還有不大的軸向載荷時，可選用深溝球軸承或接觸角不大的角接觸還應軸承或圓在一般轉速下，轉速的高低對類型的選擇不發(fā)生什么影響。只有在轉速較高時，才會有比較顯著的影響。從工作轉速對軸承的要求看，可以確定以下幾點：33文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為:從網絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.(2)在內徑相同的條件下，外徑越小，則滾動體就越小，同時滾動體加在外圈滾道上的離心慣性力也就越小，因而也就更適于在高更高的轉速下工作。故在高速時，宜選用(3)保持架的材料與結構對軸承轉速影響極大。實體保持架比沖壓保持架允許高一些的因為本設計傳動軸上大部分的齒輪為滑移直齒輪，這就決定了軸承主要承受徑向載荷，幾乎不承受軸向載荷，故選用深溝球軸承。但考慮到立式銑床主軸會受到軸向選用角接觸軸承。軸承常用的潤滑方式有油潤滑及脂潤滑兩類，