滾絲機(jī)依然是現(xiàn)代工業(yè)施工滾絲機(jī)

1、1 緒論1.1選題目的和選題的背景跟據(jù)近幾年調(diào)查發(fā)現(xiàn)，滾絲機(jī)依然是現(xiàn)代工業(yè)施工滾絲機(jī)的主流,年銷售量甚至達(dá)到700億美元左右,可是滾絲機(jī)向著小型機(jī)械化和大型機(jī)械化兩邊延伸的趨勢(shì)是顯而易見的,隨著各國(guó)根底設(shè)施建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展 , 其中大規(guī)模根底設(shè)施建造工程每況愈下,而補(bǔ)葺維護(hù)和小型的工程項(xiàng)目卻是日益增多, 這可以節(jié)約大量的人力勞動(dòng),且提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,各種小微型滾絲機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。 現(xiàn)階段的機(jī)械加工中，加工螺紋型表面專用化機(jī)床，通常用于制造一些常用的器具，包括機(jī)器、量具、標(biāo)準(zhǔn)件等，螺紋原理已經(jīng)有了很長(zhǎng)的應(yīng)用歷史，從古時(shí)候就開始使用，大約在公元前220年。那時(shí)候由于人們?nèi)∷苜M(fèi)力，古希臘物理學(xué)家阿基米德

2、通過(guò)研究，發(fā)明了螺旋提水工具，意大利的學(xué)者達(dá)芬奇對(duì)螺紋加工裝置的草圖進(jìn)行了創(chuàng)造性的繪制，并給出了螺旋螺紋加工的設(shè)想，可以用于加工絲杠和交換齒輪。期間經(jīng)歷了兩千年的歷史發(fā)展，進(jìn)入20世紀(jì)以后，螺紋加工機(jī)床被發(fā)明出來(lái)，逐漸得到應(yīng)用。 本文設(shè)計(jì)的內(nèi)容是SJBS-191滾絲機(jī)主傳動(dòng)，通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，明確其所需要的內(nèi)部零件并設(shè)計(jì)相應(yīng)的加工工藝。在機(jī)械制造領(lǐng)域，變速箱發(fā)揮著重要的作用，其也可以對(duì)機(jī)械進(jìn)行控制，所以通過(guò)設(shè)計(jì)變速箱的實(shí)體，掌握CAD軟件的操作功能，明確各個(gè)零件的具體設(shè)計(jì)思路以及裝配思路，以此提高自己的CAD制圖能力，同時(shí)將機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中所使用的CAD軟件能力予以提升，確保對(duì)不同零件的

3、裝配原理以及工藝進(jìn)行分析，同時(shí)制定出合理的裝配過(guò)程和工藝。1.2滾絲機(jī)的功能SJBS-191滾絲機(jī)可以制作螺紋，本質(zhì)上屬于一個(gè)螺紋加工機(jī)床，對(duì)機(jī)械設(shè)備加工螺紋不需要進(jìn)行切削，而且效率較高，有效的節(jié)約了原材料，并可以保證具有較高的加工精度，操作上簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。SJBS即四級(jí)變速，通過(guò)不同的擋位操作來(lái)實(shí)現(xiàn)變速效果。其主要功能可以加工多種不同要求的滾光、外螺紋、滾花等多種不同的零件，這些零件已經(jīng)在很多機(jī)械制造領(lǐng)域中得以使用如標(biāo)準(zhǔn)件領(lǐng)域、摩托車領(lǐng)域、鐵路領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域等。這個(gè)機(jī)床使用的控制方式是電氣控制和液壓聯(lián)合控制，盡給部分采用液壓控制，主傳動(dòng)電機(jī)、液壓泵以及冷卻泵采用電氣進(jìn)行控制。1.3

4、SJBS-191滾絲機(jī)的總體布局這個(gè)機(jī)房采用的布局方式是臥式，其滾壓模具有兩個(gè)安裝刀頭于滾壓模具上，一個(gè)可以固定于床身的固定部位，一個(gè)可以放置于液壓的驅(qū)動(dòng)端部位，兩個(gè)模具都在水平面排列，而且呈現(xiàn)徑向排列，在兩個(gè)之間將帶加工的毛坯零件進(jìn)行放置，然后調(diào)整距離實(shí)現(xiàn)冷滾壓操作，變速箱可以對(duì)兩個(gè)模具的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，從而滿足相應(yīng)的變速要求。主軸電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及相應(yīng)的開關(guān)可以對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制。泵的開關(guān)首先要進(jìn)行冷卻，接著才能進(jìn)行泵的啟動(dòng)，根據(jù)需要的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。不僅如此，對(duì)于操作面板以及保護(hù)電路提前冷卻也是非常必要的。液壓控制系統(tǒng)用于對(duì)機(jī)床的進(jìn)給部分進(jìn)行有效的控制，與臥式車床非常相似，總體布局可以參照進(jìn)行。

5、1.4 SJBS-191滾絲機(jī)的技術(shù)參數(shù)1.5國(guó)內(nèi)同款滾絲機(jī)的參數(shù)比較表生產(chǎn)廠商對(duì)應(yīng)型號(hào)滾壓力的大?。↘n）滾壓材料選擇的直徑（mm）滾絲輪的外直徑大?。╩m）轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大小滾絲輪對(duì)應(yīng)的最大寬度大?。╩m）中心距離的大小（mm）河北邢工集團(tuán)Z28-801505-4817034 43 57 72100120-240青島星辰機(jī)床ZPA28-15150-17828 35 45 56200Max=240青島生建機(jī)械廠Z28-12.5125Max=60-2 SJBS-191滾絲機(jī)變速箱設(shè)計(jì)2.1 方案設(shè)計(jì)分析2.1.1變速箱設(shè)計(jì)參數(shù)1、運(yùn)輸帶對(duì)應(yīng)的拉力大小是F=1500N2、電動(dòng)機(jī)的功率大小為是 P=5

6、.19kw3、大皮帶輪的直徑大小是D=350mm4、小皮帶輪的直徑大小是D=180mm變速箱的具體要求如下：傳動(dòng)方式采用的為齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)，所受的沖擊力較小，能夠少量生產(chǎn)，且工作年限需要5年以上。2.1.2傳動(dòng)方案分析1、采用V帶傳動(dòng)，這是因?yàn)閹鲃?dòng)有良好的平穩(wěn)性，并且能夠緩沖減振；2、傳動(dòng)筆要保證在較小的區(qū)間內(nèi)，結(jié)構(gòu)要滿足簡(jiǎn)單性要求；3、對(duì)于展開式中齒輪而言，其和軸承的位置往往處于非對(duì)稱關(guān)系，這種情況下，荷載的分布呈現(xiàn)出非集中情況，為了保證其處于集中情況就需要確保軸承具有較大的剛度；對(duì)于分流式的齒輪而言，齒輪和軸承的相對(duì)位置較為對(duì)稱，在一些功率較大的場(chǎng)合中經(jīng)常使用；對(duì)于同軸式齒輪而言在長(zhǎng)度

7、方向較小，但是順著軸向尺寸較大，所以中間軸較長(zhǎng)，而且剛度也較差。綜上所述，變速箱最終選擇為展開式，主要是經(jīng)過(guò)綜合考慮變速箱的傳動(dòng)方案以及變速箱的參數(shù)進(jìn)行選擇的，如圖2.1所示給出了具體的方案。圖2.1變速箱的傳動(dòng)方案圖2.2選擇電動(dòng)機(jī)2.2.1選擇類型這里將三相異步電動(dòng)機(jī)選擇進(jìn)來(lái)，主要是經(jīng)過(guò)綜合分析滾絲機(jī)的工作條件和變速箱的實(shí)際情況而選擇的。2.2.2電動(dòng)機(jī)功率選擇根據(jù)文獻(xiàn)11，8-9 V帶的大小為=2.25m/s （2.1）由于 （2.2）因此有 （2.3）進(jìn)而可以獲得電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)效率的關(guān)系： （2.4）注：用于表示電動(dòng)機(jī)相應(yīng)的V帶的效率，其大小為0.96 用于表示第一軸承的效率，其大小為

8、0.99 用于表示第一對(duì)齒輪嚙合的效率，其大小為0.97 用于表示第二軸的軸承效率，其大小為0.99。用于表示第二對(duì)齒輪嚙合的效率，其大小為0.97 用于表示第三軸的軸承效率，其大小為0.99。用于表示第三對(duì)齒輪嚙合的效率，其大小為0.97 用于表示第四軸的軸承效率，其大小為0.99。用于表示第四對(duì)齒輪嚙合的效率，其大小為0.97 用于表示皮帶輪軸承的效率，其大小為0.98.因此有： （2.4） （2.3）大皮帶輪工作轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大小為： （2.5）根據(jù)前文的結(jié)果，可以對(duì)傳動(dòng)比的大小進(jìn)行合理的選擇，這里最終選擇的V帶的傳動(dòng)比大小為。根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果，可以對(duì)同步轉(zhuǎn)速進(jìn)行選擇，最終選擇為1500r

9、/min，根據(jù)容量進(jìn)行推測(cè)可以得到電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)，具體如下表所示。表2.1 電動(dòng)機(jī)參數(shù)表型號(hào)額定功率(kw)滿載情況下對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度（r/min）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大小最大轉(zhuǎn)矩大小額定轉(zhuǎn)矩大小額定轉(zhuǎn)矩大小Y132S-45.514402.22.22.3傳動(dòng)比的分配傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比在計(jì)算時(shí)，需要依據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)動(dòng)速度和工作機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行確定，兩者分別記為和。 （2.6）結(jié)合表2-3，可以獲得V帶的傳動(dòng)比大小為1.25，并記為i0；因此可以得到變速箱的轉(zhuǎn)動(dòng)比大小，具體為/=11.80/1.25=9.5，對(duì)于齒輪而言，其浸油深度幾乎一致，所以對(duì)于與齒輪變速箱的高速傳動(dòng)比、可以進(jìn)行計(jì)算，三者分別如下：

10、=1.3，=1.3，=1.3。因此可以得到=3.5 ；=2.13；=1.66。1.各軸的轉(zhuǎn)速大小 2.4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 =93.74 r/min2.各軸輸入功率計(jì)算方法和結(jié)果 = = 3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算方法和結(jié)果 = = 通過(guò)計(jì)算可以獲得變速箱的動(dòng)力參數(shù)，如下表所示給出了變速箱的動(dòng)力參數(shù)：表2.2減速器的動(dòng)力參數(shù)匯總表 軸名稱相關(guān)參數(shù) V帶轉(zhuǎn)動(dòng)速度n/(r/min)1160331.43155.693.7493.74輸入功率的大小P/kw5.284.874.684.54.31輸入轉(zhuǎn)矩的大小T/(N/m)42.9144.2294.9470.15749.47各個(gè)傳動(dòng)比1.253.5

11、2.131.66傳動(dòng)效率0.94080.96030.96030.96032.5傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算2.5.1第一對(duì)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算1、齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)的相關(guān)選擇(1) 結(jié)合圖3.1，可以對(duì)齒輪傳動(dòng)形式進(jìn)行選擇；(2) 工作機(jī)的速度較小，所以綜合考慮選擇的精度為7級(jí)。(3) 結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的相關(guān)表格，可以對(duì)材料進(jìn)行選擇，具體如下。對(duì)于小齒輪所采用的制造材料為40Cr，均經(jīng)過(guò)了調(diào)質(zhì)和表面的淬火處理，相應(yīng)的硬度是55HRC。大齒輪材料對(duì)應(yīng)的為45鋼，均經(jīng)過(guò)了調(diào)質(zhì)和表面的淬火處理，相應(yīng)的硬度是52HRC。(4)小齒輪齒數(shù)的選擇 大齒輪齒數(shù)的選擇 2、結(jié)合齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)具體的計(jì)算公

12、式如下： （2.7）（1）相關(guān)數(shù)值 初步將載荷系數(shù)確定為 對(duì)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算 （2.8） 齒寬系數(shù)初步確定為 材料的彈性影響系數(shù)確定的方式如下 根據(jù)文獻(xiàn)11，10-21，在對(duì)齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限進(jìn)行確定時(shí)，需要以齒面硬度為基礎(chǔ)進(jìn)行查閱。 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 根據(jù)文獻(xiàn)11，式10-13，可以對(duì)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)進(jìn)行計(jì)算 （2.9） 根據(jù)文獻(xiàn)11，圖10-19，可以對(duì)接觸疲勞壽命系數(shù)進(jìn)行查找具體為 對(duì)接觸疲勞許用應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，將失效概率的大小選擇為1%，對(duì)應(yīng)的安全系數(shù)查閱相關(guān)文獻(xiàn)確定為S=1根據(jù)文獻(xiàn)11，式10-12 （2.10）（2）計(jì)算 小齒輪分度圓的直徑大

13、小（2.11） 圓周速度的計(jì)算 （2.12） 計(jì)算齒寬b的計(jì)算 （2.13） 齒寬與齒高比的計(jì)算模數(shù)的計(jì)算為 （2.14） （2.15）因此有: （2.16） K的計(jì)算由于v=1.1m/s，結(jié)合文獻(xiàn)11，10-8，并參考8級(jí)精度等級(jí)，可以得到。首先做一個(gè)假設(shè)： （2.17）根據(jù)文獻(xiàn)11，表10-3可以得到：根據(jù)文獻(xiàn)11，表10-2可以得到：根據(jù)文獻(xiàn)11，表10-4，8級(jí)精度小齒輪和軸承之間的關(guān)系呈現(xiàn)為不對(duì)稱分布的情況，因此有： 因?yàn)?，根?jù)文獻(xiàn)11，表10-13可以得到：因此有： （2.18） 分度圓的直徑選擇需要結(jié)合實(shí)際的載荷系數(shù)并進(jìn)行校正而獲得，根據(jù)10-10a，可以得到： （2.19） 模

14、數(shù) （2.20）3、齒根彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算需要結(jié)合式10-5進(jìn)行。 （2.21）（1）對(duì)公式中的相關(guān)數(shù)值進(jìn)行確定 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限的獲得需要查閱圖10-20e，具體的結(jié)果為：對(duì)于大齒輪而言，其彎曲疲勞強(qiáng)度極限的大小是： 彎曲疲勞壽命系數(shù)需要查閱圖10-18獲得，具體結(jié)果為： 對(duì)彎曲疲勞許用應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，這里首先要確定相應(yīng)的安全系數(shù)，具體為s=1.4。 （2.22） 載荷系數(shù)K的計(jì)算 （2.23） 齒形系數(shù)的查閱根據(jù)表10-5可以得到結(jié)果，具體如下： 大、小齒輪的的具體計(jì)算結(jié)果如下 （2.24）對(duì)比兩者可以發(fā)現(xiàn)，小齒輪大于大齒輪。（2）設(shè)計(jì) （2.25）因此最終選擇為分度圓的直徑

15、需要結(jié)合接觸強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，具體如下：小齒輪齒數(shù)計(jì)算如下：因此有：4、幾何尺寸的相關(guān)計(jì)算 分度圓直徑的大小 中心距的大小 齒輪寬度的大小因此選擇為：5、驗(yàn)算因此結(jié)果合適。2.5.2第二對(duì)齒輪設(shè)計(jì)(1) 根據(jù)圖3.1，可以對(duì)齒輪傳動(dòng)方式進(jìn)行選擇(2) 工作機(jī)的速度較小，所以綜合考慮選擇的精度為7級(jí)。(3) 結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的相關(guān)表格，可以對(duì)材料進(jìn)行選擇，具體如下。對(duì)于齒輪所采用的制造材料為40Cr，均經(jīng)過(guò)了調(diào)質(zhì)和表面的淬火處理，相應(yīng)的硬度是55HRC。(4)齒輪齒數(shù)的選擇 （5）齒輪模數(shù)的選擇(6)分度圓直徑大小為2.5.3第三對(duì)齒輪設(shè)計(jì)(1) 結(jié)合圖3.1，可以對(duì)齒輪傳動(dòng)形式進(jìn)行選擇；(2)

16、工作機(jī)的速度較小，所以綜合考慮選擇的精度為7級(jí)。(3) 結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的相關(guān)表格，可以對(duì)材料進(jìn)行選擇，具體如下。對(duì)于小齒輪所采用的制造材料為40Cr，均經(jīng)過(guò)了調(diào)質(zhì)和表面的淬火處理，相應(yīng)的硬度是55HRC。大齒輪材料對(duì)應(yīng)的為45鋼，均經(jīng)過(guò)了調(diào)質(zhì)和表面的淬火處理，相應(yīng)的硬度是52HRC。(4)齒輪齒數(shù)的選擇 （5）齒輪模數(shù)的選擇(6)分度圓直徑大小為, 2.5.4第四對(duì)齒輪設(shè)計(jì)（1）根據(jù)圖3.1，可以對(duì)齒輪傳動(dòng)方式進(jìn)行選擇(2) 工作機(jī)的速度較小，所以綜合考慮選擇的精度為7級(jí)。(3) 結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的相關(guān)表格，可以對(duì)材料進(jìn)行選擇，具體如下。對(duì)于齒輪所采用的制造材料為40Cr，均經(jīng)過(guò)了調(diào)質(zhì)和

17、表面的淬火處理，相應(yīng)的硬度是55HRC。(4)齒輪齒數(shù)的選擇 （5）齒輪模數(shù)的選擇(6)分度圓直徑大小為2.5.5第五對(duì)齒輪設(shè)計(jì)1、齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)的相關(guān)選擇(1) 結(jié)合圖3.1，可以對(duì)齒輪傳動(dòng)形式進(jìn)行選擇，最終選擇為硬齒面漸開線斜齒輪的形式。(2) 工作機(jī)的速度較小，所以綜合考慮選擇的精度為7級(jí)。(3) 結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的相關(guān)表格，可以對(duì)材料進(jìn)行選擇，具體如下。對(duì)于小齒輪所采用的制造材料為40Cr，均經(jīng)過(guò)了調(diào)質(zhì)和表面的淬火處理，相應(yīng)的硬度是55HRC。接著對(duì)圖進(jìn)行查閱，可以得到1200MPa，370Mpa。(4)齒輪齒數(shù)的選擇由于為硬齒面，因此可以選擇=19，21938傳動(dòng)比

18、的誤差大小為u/38/1920.285，所以滿足要求 （2.26）2、結(jié)合齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行有關(guān)設(shè)計(jì)對(duì)相關(guān)計(jì)算數(shù)值進(jìn)行確定(1) 初步選擇齒寬系數(shù)以非對(duì)稱的形式進(jìn)行布置，根據(jù)相關(guān)表格可以得到0.6(2) 初步選擇螺旋角 初步選擇螺旋角 13425(3) 載荷系數(shù)K的確定為了保證工作機(jī)的沖擊較輕，同時(shí)確保原動(dòng)機(jī)能夠均勻平穩(wěn)的運(yùn)行，就需要保證使用系數(shù)K滿足規(guī)定的要求，通過(guò)查閱相關(guān)表格，可以得到K1.25。在對(duì)齒輪的圓周速度進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要結(jié)合動(dòng)荷載系數(shù)，首先查閱相關(guān)圖形可以得到等于1.01，進(jìn)而可以得到圓周速度v0.443m/s，齒寬的大小需要結(jié)合齒向載荷分布系數(shù)進(jìn)行估計(jì)，首先查閱相關(guān)圖形，可以得到

19、為1.171，相應(yīng)的齒寬為b80mm，初步選擇b/h6，根據(jù)相關(guān)圖表1.14，查閱相關(guān)表格可以得到齒間載荷的分配系數(shù)大小，具體為KK1.1，載荷系數(shù)也可以根據(jù)相關(guān)表格查閱并通過(guò)計(jì)算獲得，具體為KK K=1.251.011.11.141.58。(4) 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)的確定當(dāng)量齒數(shù)的大小是 zz/19/cos1342520.65 （2.27） 進(jìn)而可以得到zz/ 38/ cos1342541.3通過(guò)查閱相關(guān)圖形可以得到2.452.15 1.65 1.83 (5) 重合度系數(shù)的計(jì)算端面重合度通過(guò)下面的方式進(jìn)行計(jì)算，具體為1.88-3.2（）1.883.2（1/191/38）cos134251

20、.58 （2.28）arctg（tg/）arctg（tg20/cos13425）20.3044（2.29）13.387 （2.30） 這里由于/，可以得到重合度系數(shù)的計(jì)算為Y0.25+0.75 /0.669(6) 螺旋角系數(shù)的計(jì)算軸向重合度的計(jì)算為 =1.34,這里選擇為1 （2.31）0.669 （2.32）(7)許用彎曲應(yīng)力的計(jì)算通過(guò)查閱相關(guān)表格，可以對(duì)安全系數(shù)進(jìn)行獲得，得到的數(shù)值為1.25，工作期間采用兩班制，時(shí)間為5年，一年的工作時(shí)間記為300天，對(duì)齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，具體為：小齒輪60nkth6043.0915300286.20510；大齒輪/u6.20510/23.1

21、10查閱相關(guān)圖形，可以得到壽命系數(shù)的大小為0.92，0.95，齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)可以通過(guò)相應(yīng)的查閱得到，具體為，查閱相關(guān)圖形可以得到尺寸系數(shù)的大小，具體為。許用彎曲應(yīng)力的計(jì)算如下： （2.33） 比較, ,選擇 (8) 模數(shù)的計(jì)算 =2.79根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可以對(duì)模數(shù)進(jìn)行確定，最終確定為。(9) 主要尺寸的初步計(jì)算 中心距的初步計(jì)算，選擇為a=88mm （2.34） 螺旋角的修正 （2.35） 分度圓直徑的計(jì)算 （2.36） 齒寬的計(jì)算 ,取, 齒寬系數(shù)的計(jì)算為 (10)載荷系數(shù)的計(jì)算圓周速度的計(jì)算 （2.37）可以得到 K=1.01根據(jù)=0.61，b=1224mm，查閱相關(guān)表格K=1.183，

22、由于 ， 查閱相關(guān)圖形可以得到K=1.16，K=1.25，K= K=1.1因此有K1.610，由于=0.886，=0.667，確定為1，。因此有：和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的結(jié)果是滿足的。(11) 載荷系數(shù)的選擇，(12) 各系數(shù)的確定材料彈性系數(shù) 可以查閱相關(guān)表格得到，具體為節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)可以查閱相關(guān)圖形得到，具體為重合度系數(shù)可以查閱相關(guān)圖形得到，具體為=0.76螺旋角系數(shù)可以查閱相關(guān)圖形得到，具體為(13) 許用接觸應(yīng)力的計(jì)算試驗(yàn)齒輪的齒面接觸疲勞極限的具體計(jì)算為壽命系數(shù)可以查閱相關(guān)圖形得到，具體為=0.98，=1.07；工作硬化系數(shù)的大小選擇為 =1；安全系數(shù)可以查閱相關(guān)表格得到，具體為=1.05

23、；尺寸系數(shù)可以查閱相關(guān)表格得到，具體為=1，許用接觸應(yīng)力大小計(jì)算如下： , 確定為 (14) 校核齒面接觸強(qiáng)度的計(jì)算 ，所以，齒面的接觸疲勞強(qiáng)度和規(guī)定的要求是滿足的。2.5.6第六對(duì)齒輪設(shè)計(jì)1、齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)的相關(guān)選擇(1) 結(jié)合圖3.1，可以對(duì)齒輪傳動(dòng)形式進(jìn)行選擇；(2) 工作機(jī)的速度較小，所以綜合考慮選擇的精度為7級(jí)。(3) 結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的相關(guān)表格，可以對(duì)材料進(jìn)行選擇。由于第三軸和第四軸之間存在有傳動(dòng)作用，不存在變速作用，因此結(jié)合第二對(duì)齒輪中的大齒輪，可以對(duì)第三對(duì)齒輪進(jìn)行選擇，相應(yīng)的材料為40Cr，首先也要進(jìn)行表面淬火處理，保證紙面的硬度滿足規(guī)定的要求，通常要在405

24、0HRC范圍內(nèi)。2.6軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算2.6.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)前文的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算結(jié)果對(duì)變速箱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)可以對(duì)軸的類型進(jìn)行確定，最終選擇的主導(dǎo)類型為階梯軸形式，在設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)時(shí)需要考慮下面兩個(gè)方面，首先要對(duì)軸的外部形狀進(jìn)行合理的確定，然后對(duì)其他全部結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行確定。1. 對(duì)軸上各個(gè)零件的裝配方案進(jìn)行初步確定首先要對(duì)軸00上的零件裝備方案進(jìn)行確定，接著才能進(jìn)行軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過(guò)程中要根據(jù)變速箱軸的裝配方向以及相互之間的關(guān)系進(jìn)行合理的制定，在安裝齒輪軸承以及套筒端蓋式，需要按照相應(yīng)的順序進(jìn)行，通常從統(tǒng)一從一邊開始，向另一邊安裝，然后對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)。2.軸上零件的定位如果軸

25、上零件在外力的作用下，由于固定的原因可能會(huì)出現(xiàn)四周運(yùn)動(dòng)和軸向運(yùn)動(dòng)，因此為避免這樣的情況發(fā)生，就需要采用周向定位和軸向定位進(jìn)行固定，軸向定位可以采用套筒，端蓋等形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。鍵槽、銷釘、螺釘可以用于周向定位操作。因此在對(duì)軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要結(jié)合這些定位操作，確保變速箱設(shè)計(jì)和裝配的合理性。變速箱的軸結(jié)構(gòu)在后面章節(jié)中進(jìn)行詳細(xì)的介紹，并將給出具體的加工工藝。2.6.2 軸的計(jì)算及校核1.計(jì)算齒輪所承受的力按照下述公式來(lái)計(jì)算大齒輪的分度圓直徑： （2.38） （2.39） （2.40） （2.41）3.先確定其直徑的最小值在前文中已經(jīng)對(duì)其直徑的最小值進(jìn)行了初步估算，然后決定將其材料選擇為45號(hào)鋼，

26、面積確定為105平方毫米，那么進(jìn)一步確定其直徑的最小值如下： （2.42）4.通過(guò)彎曲合成應(yīng)力來(lái)檢驗(yàn)軸的強(qiáng)度是否滿足要求一般來(lái)說(shuō)校核兩種受力狀態(tài)，一種是抗彎，一種是抗扭，由(15-5) （2.43）查閱表格15-1，所以，顯然符合強(qiáng)度要求。5.對(duì)疲勞強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算因?yàn)槠涫艿綉?yīng)力集中效應(yīng)的影響，所以對(duì)應(yīng)力集中效應(yīng)最大的截面進(jìn)行校核如下： （2.44） （2.45） （2.46） （2.47） （2.48） （2.49）其制作材料為45號(hào)鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)以后：查閱相關(guān)表格可以得知： （2.50） （2.51）S=1.5 （2.52）顯然疲勞強(qiáng)度符合要求2.6.3、軸的計(jì)算及校核（1）I用45號(hào)鋼所制作而

27、成，進(jìn)行調(diào)質(zhì)后，硬度不低于217HBS，不超過(guò)255HBS，查閱規(guī)范可以得知。取橫截面積為105平方毫米，那么有下式：由于開鍵槽會(huì)強(qiáng)度帶來(lái)一定的影響，因此要考慮一定的放大量，這里?。?）II用45號(hào)鋼所制作而成，進(jìn)行調(diào)質(zhì)后，硬度不低于217HBS，不超過(guò)255HBS，查閱規(guī)范可以得知。取橫截面積為105平方毫米，那么有下式：由于開鍵槽會(huì)強(qiáng)度帶來(lái)一定的影響，因此要考慮一定的放大量，這里?。?）III用45號(hào)鋼所制作而成，進(jìn)行調(diào)質(zhì)后，硬度不低于217HBS，不超過(guò)255HBS，查閱規(guī)范可以得知。取橫截面積為105平方毫米，那么有下式：由于開鍵槽會(huì)強(qiáng)度帶來(lái)一定的影響，因此要考慮一定的放大量，這里取。

28、2.7軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算2.7.1第一對(duì)軸承 （2.53）受力如圖2.2（1）計(jì)算IV所承受的力圓周方向 （2.54）直徑方向 （2.55） 軸向 （2.56） （2）支座處的受力 圖2.2 （3）對(duì)軸承進(jìn)行驗(yàn)算初步確定的型號(hào)為32014， 徑向力 附加軸向力查閱表格可以得知那么 ， 軸向載荷因?yàn)椋簿褪荁軸承處于放松狀態(tài)，A軸承處于壓力狀態(tài)所以 當(dāng)量載荷A e=0.43,那么 ,B e=0.43,那么 由于，所以考慮B2.7.2第二對(duì)軸承根據(jù)下述公式計(jì)算轉(zhuǎn)矩 受力如圖2.3（1）計(jì)算III所承受的力圓周方向 直徑方向軸向（2）計(jì)算支座處所受到的力 （3）對(duì)軸承進(jìn)行驗(yàn)算初步選擇的型號(hào)為329

29、28， 徑向力 附加軸向力查閱相關(guān)表格可以得知那么 ， 軸向載荷因?yàn)?，也就是B軸承處于放松狀態(tài)，A軸承處于壓緊狀態(tài)所以有 當(dāng)量載荷A e=0.36,那么 ,B e=0.36,那么 由于，考慮A：圖2.32.7.3第三對(duì)軸承受力如圖2.4（1）計(jì)算II所承受的力圓周方向直徑方向軸向（2）計(jì)算支座處所受到的力 （3）對(duì)軸承進(jìn)行驗(yàn)算初步選擇的型號(hào)為32928，徑向力 附加軸向力查閱相關(guān)表格可以得知?jiǎng)t 軸承A ，軸承B 計(jì)算軸承所受軸向載荷那么，也就是B軸承處于放松狀態(tài)，A軸承處于壓緊狀態(tài)所以有 當(dāng)量載荷A e=0.48,那么 ,B e=0.48,那么 由于，考慮B圖2.42.7.4IV軸與III一致

30、。3 滾絲機(jī)零件的工藝設(shè)計(jì)3.1零件的分析3.1.1零件的作用軸在滾絲機(jī)中起到著非常重要的作用，包括支撐作用，傳動(dòng)作用等等。3.1.2技術(shù)上應(yīng)該滿足的主要要求（1）一般來(lái)說(shuō)，所設(shè)計(jì)的軸徑質(zhì)量越好，那么其精度越高，這里的軸最高能夠到IT6；（2）各級(jí)階梯比前一級(jí)階梯的直徑增加量不低于0.015毫米，不超過(guò)0.02毫米；（3）考慮=1.6；（4）T235熱處理； 3.2零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.2.1擬定其生產(chǎn)類型首先是生產(chǎn)綱領(lǐng)，根據(jù)下述公式進(jìn)行計(jì)算： N零=Qn(1+) （3.1）在這個(gè)公式中：N零表示零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)； Q表示的是預(yù)計(jì)每年要生產(chǎn)的臺(tái)數(shù)； n：在一個(gè)產(chǎn)品中有幾個(gè)此種零件，那么這個(gè)值就等于

31、幾； ：零件備品率，一般其值不低于3%，不超過(guò)5%，這里取其中間值4%； ：平均一臺(tái)產(chǎn)品一年中所要報(bào)廢的零件的數(shù)量，這里將其值取為1；將各項(xiàng)參數(shù)的值帶入到公式之中，可以計(jì)算得出 N零=501（1+4%+1%） =52.5件/年查閱相關(guān)資料可以得知，此種規(guī)模為單件小批量生產(chǎn)。3.2.2確定零件毛坯的制造形式在選擇毛坯的型號(hào)的時(shí)候，需要考慮到很多因素，一般情況下包括下述幾項(xiàng)：1、 工藝性要滿足設(shè)計(jì)要求，材料組織要滿足使用的要求；2、 要選擇一個(gè)合理的結(jié)構(gòu)形式以及適宜的外形尺寸。3、 在精度以及粗糙度等方面需要滿足的一些條件；4、 每年要生產(chǎn)的數(shù)量；5、 現(xiàn)在每年能夠生產(chǎn)的數(shù)量以及將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。齒

32、輪軸對(duì)強(qiáng)度和剛度的要求比較高，對(duì)其耐磨性也有不低的要求，還要有一定的抗疲勞能力，這里在考慮各種條件以后選擇型號(hào)為45號(hào)鋼。這種鋼材價(jià)格并不高，而且加工難度也低，最重要的是能夠滿足所需要的機(jī)械性能，其各方面的性能都不差，比方說(shuō)均勻性，可塑性等等。 因?yàn)辇X輪軸中的哥哥臺(tái)階之間的外形尺寸相差比較小，所以這里決定使用圓棒料。3.2.3零件的熱處理輪軸所使用的鋼材需要經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理。為保證軸的尺寸精度和消除殘余應(yīng)力，調(diào)質(zhì)時(shí)安排在粗車之后、精車之前。3.3工藝路線的制定3.3.1工藝過(guò)程的安排在加工的時(shí)候，必須按照加工的精細(xì)程度對(duì)加工的流程進(jìn)行劃分，按照出粗、半精、精的順序來(lái)逐漸完成加工工作。之所以如此布置

33、是因?yàn)榇旨庸さ倪^(guò)程會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的切削余量，在完成以后還會(huì)承受不小的切削力，產(chǎn)生變形的難度并不高。粗糙整理分離后，在半整加工中可以糾正粗糙加工產(chǎn)生的變形，在精整加工中可以糾正半整加工產(chǎn)生的變形。如此的話，各項(xiàng)不利參數(shù)的值都會(huì)降低。這里選擇精度為IT6，在加工完成以后，對(duì)變形進(jìn)行一定的修正，即可滿足其技術(shù)要求。3.3.2軸的工藝路線 （1） 進(jìn)行下料操作；（2） 鉆中心孔以及打出階梯軸外圓； （3） 粗車各外圓； （4） 進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理；（5） 精車各外圓； （6） 進(jìn)行劃線操作； （7） 銑鍵槽； （8） 研兩端中心孔； （9） 對(duì)圓進(jìn)行磨削； （10）人為的將處理后的各種雜質(zhì)進(jìn)行清理；（11）在所

34、有工作完成之后再整體上檢驗(yàn)一次，然后入庫(kù)；3.4確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸在設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)相關(guān)資料或者技術(shù)手冊(cè)中的表格查找確定各項(xiàng)參數(shù)，包括加工余量以及毛坯尺寸等。使用45號(hào)鋼來(lái)制作階梯軸，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度為HB235，毛坯4.5千克。加工余量對(duì)加工有一定的影響。不足以保證零件的質(zhì)量。過(guò)高的余量不僅會(huì)增加機(jī)械加工過(guò)程中所需要產(chǎn)生的工作量，還提高了所使用材料以及所消耗能源的量，以至于成本大幅提高。(1)粗車外圓毛坯直徑為48毫米，那么：1=44.8 =117 =1.62=41.8 =105 =1.53=38.8 =57 =1.54=31.8 =32 =3.5如此便可以確定其精度為9

35、級(jí)。(2)精車外圓查閱相關(guān)表格， 精車a=1.4，那么：1=42 =1172=39 =1053=36 =574=29 =32如此便可以確定其精度為8級(jí)。(3)磨削外圓查閱相關(guān)表格，磨削a=0.5，那么，1=42 =1172=38 =483=35 =254=28 =32如此便可以確定其精度為6級(jí)。(4)粗車另一端外圓根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，經(jīng)過(guò)計(jì)算之后得到如下數(shù)據(jù):1=44.8 =177 粗車=1.62=41.6 =166 粗車=1.63=38.6 =22 粗車=1.5如此便可以確定其精度為9級(jí)。(5)精車另一端外圓查閱相關(guān)表格， 精車a=1.4，那么：1=42 =1772=38.8 =1663=35

36、.8 =22如此便可以確定其精度為8級(jí)。 (6)磨削另一端外圓查閱相關(guān)表格，磨削a1=0.4，那么：2=38 =166 3=35 =22如此便可以確定其精度為6級(jí)。(7)銑鍵槽查閱相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)或者技術(shù)手冊(cè)以后選擇的相關(guān)參數(shù)為：D=8，d=8，L=50，l=14；走刀長(zhǎng)度 =37，=173.5各項(xiàng)設(shè)備型號(hào)和切削用量工序1、粗車一端端面及外圓（1）機(jī)床：所選擇的型號(hào)為CA6140（2）夾具：通過(guò)三爪卡盤來(lái)完成夾取工作（3）量具：通過(guò)游標(biāo)卡尺或者鋼板尺來(lái)測(cè)算長(zhǎng)度 （4）刀具：外圓車刀 YT15（5）切削用量： =2毫米 =0.6毫米每轉(zhuǎn) =1米每秒 n=398轉(zhuǎn)每分鐘 （3.2） 取=320轉(zhuǎn)每分鐘

37、 =0.80米每秒 （3.3） =1.6毫米 =0.6毫米每轉(zhuǎn) =1米每秒 n=398轉(zhuǎn)每分鐘 取=320轉(zhuǎn)每分鐘 =0.80米每秒 =1.5毫米 =0.5毫米每轉(zhuǎn) =1米每秒 n=398轉(zhuǎn)每分鐘 取=320轉(zhuǎn)每分鐘 =0.80米每秒 =1.5毫米 =0.5毫米每轉(zhuǎn) =1米每秒 n=398轉(zhuǎn)每分鐘 取=320轉(zhuǎn)每分鐘 =0.80米每秒 =3.5毫米 =0.6毫米每轉(zhuǎn) =1米每秒 n=398轉(zhuǎn)每分鐘 取=320轉(zhuǎn)每分鐘 =0.80米每秒 工序2、粗車另一端端面及外圓（1）機(jī)床：這里所選擇的型號(hào)為 CA6140（2）夾具：通過(guò)三爪卡盤來(lái)完成夾取工作（3）量具：通過(guò)鋼板尺或者游標(biāo)卡尺來(lái)測(cè)算長(zhǎng)度（4）

38、刀具：外圓車刀 YT15（5）切削用量： =2毫米 =0.6毫米每轉(zhuǎn) =1米每秒 n=398轉(zhuǎn)每分鐘 取=320轉(zhuǎn)每分鐘 =0.80米每秒 =1.6毫米 =0.6毫米每轉(zhuǎn) =1米每秒 n=398轉(zhuǎn)每分鐘 取=320轉(zhuǎn)每分鐘 =0.80米每秒 =3.1毫米 =0.6毫米每轉(zhuǎn) =1米每秒 n=398轉(zhuǎn)每分鐘 取=320轉(zhuǎn)每分鐘 =0.80米每秒 =1.6毫米 =0.5毫米每轉(zhuǎn) =1米每秒 n=398轉(zhuǎn)每分鐘 取=320轉(zhuǎn)每分鐘 =0.80米每秒 工序4. 精車外圓（1）機(jī)床：這里所選擇的型號(hào)為 CA6140（2）夾具：通過(guò)撥盤或者雙頂尖來(lái)完成夾取工作（3）量具：通過(guò)游標(biāo)卡尺來(lái)測(cè)算長(zhǎng)度 （4）刀具：外圓車刀 YT15（5）切削用量：=1.4毫米 =0.36毫米每轉(zhuǎn) =1.5米每秒 n=682轉(zhuǎn)每分鐘 取=710轉(zhuǎn)每分鐘 =1.56米每秒 工序6. 銑鍵槽（1）機(jī)床：這里所選擇的型號(hào)為X62W（2）量具：通過(guò)游標(biāo)卡尺來(lái)測(cè)算長(zhǎng)度（3）夾具：通過(guò)虎鉗或者其他工具來(lái)完成夾取工作（4）刀具：直柄鍵槽銑刀YT15 D=8，d=8，L=50，l=14。手銼。（5）切削用量：=4毫米 =0.1毫米每轉(zhuǎn) =1米每秒 n=503轉(zhuǎn)每分鐘 取=475轉(zhuǎn)每分鐘 =0.80米每秒 工序8. 磨外圓（1）機(jī)床：這里所選擇的型號(hào)為M120 （2）夾具：通過(guò)撥盤以及雙頂尖來(lái)完成夾取工作