400mm臥式銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)18級(jí)混合公比

1、 陜西理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)題目：最大加工直徑為400mm的臥式銑床主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)給出條件：z=18級(jí)（采用混合公比傳動(dòng)）1、 參數(shù)擬定：確定 、公比、主電機(jī)功率p。2、 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)：列出結(jié)構(gòu)式，繪出結(jié)構(gòu)網(wǎng)、轉(zhuǎn)速圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖，計(jì)算各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比及齒輪齒數(shù)。3、 強(qiáng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)：估算齒輪模數(shù)m和軸徑d，進(jìn)行強(qiáng)度剛度驗(yàn)算。4、 主軸變速箱裝配設(shè)計(jì)：用計(jì)算機(jī)繪出主軸箱剖視圖一張，主軸箱裝配圖一張，并標(biāo)注尺寸和配合。5、 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。如需 轉(zhuǎn)速圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖、主軸箱剖視圖、主軸箱裝配圖等cad圖紙，請(qǐng)聯(lián)系qq：1056703799. 課 程 設(shè) 計(jì) (論 文)

2、專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 課 題 400mm臥式銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（18級(jí)混合公比） 指導(dǎo)教師 如需 轉(zhuǎn)速圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖、主軸箱剖視圖、主軸箱裝配圖等cad圖紙，請(qǐng)聯(lián)系qq：1056703799.目錄引 言1一. 機(jī)床工藝范圍的確定及主電機(jī)功率21.1 機(jī)床的工藝范圍21.2 主要技術(shù)參數(shù)2二. 主傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)32.1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)與結(jié)構(gòu)式32.2 主要參數(shù)的擬定32.2.1 確定傳動(dòng)公比32.2.2 轉(zhuǎn)速圖42.2.3 擬定轉(zhuǎn)速圖的一般原則62.3 齒數(shù)和的確定9 2.3.1 齒數(shù)和的確定9 2.3.2 最小齒數(shù)的確定92.4. 帶輪及v帶設(shè)計(jì)112.4.1

3、選擇三角帶的型號(hào)112.4.2 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，112.4.3 驗(yàn)算帶速度v112.4.4 初定中心距122.4.5 三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度122.4.6 驗(yàn)算小帶輪包角122.4.7 確定三角帶根數(shù)122.4.8 計(jì)算預(yù)緊力132.4.9 計(jì)算作用在軸上的壓軸力132.5 傳動(dòng)設(shè)計(jì)142.5.1 齒輪模數(shù)的估算142.5.2 齒輪的校核152.5.3 齒輪模數(shù)的校核152.5.4齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的校核152.5.5 標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù)17三. 主傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)193.1 齒輪的布置193.1.1 滑移齒輪的軸向布置193.1.2 一個(gè)變速組內(nèi)齒輪軸向位置的排列193.1.3 縮小徑向尺寸20

4、3.1.4 滑移齒輪的結(jié)構(gòu)形式203.2 軸的空間布置213.2.1 主軸213.2.2 軸的位置223.2.3 中間各傳動(dòng)軸的位置223.3 各軸的布置233.3.1 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定233.3.2 傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定233.3.3 傳動(dòng)軸直徑的估算243.3.4 確定各軸最小直徑243.3.5 主要參數(shù)的確定253.3.6 主軸的構(gòu)造263.3.7 軸上零件的定位263.4 主軸的校核283.4.1 主軸按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核283.4.2 主軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核283.5 軸承的選取與校核303.5.1 軸承的選取303.5.2 各軸軸承的校核30四. 傳動(dòng)系統(tǒng)的潤(rùn)滑324.1 潤(rùn)滑系統(tǒng)的要求3

5、24.2 潤(rùn)滑劑的選擇324.3 潤(rùn)滑方式33致 謝34參考文獻(xiàn)35引 言 機(jī)床課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)這門(mén)課以后，進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的綜合性練習(xí)。通過(guò)設(shè)計(jì)，運(yùn)用所學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的理論知識(shí)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐知識(shí)，達(dá)到鞏固、加深和擴(kuò)大所學(xué)知識(shí)的目的。通過(guò)設(shè)計(jì)，分析比較機(jī)床主傳動(dòng)中某些典型機(jī)構(gòu)，進(jìn)行選擇和改進(jìn)，學(xué)習(xí)構(gòu)造設(shè)計(jì)，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和編寫(xiě)技術(shù)文件。完成機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)，達(dá)到學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)步驟和方法的目的。通過(guò)機(jī)床課程設(shè)計(jì)，獲得設(shè)計(jì)工作的基本技能的訓(xùn)練，提高分析和解決工程技術(shù)問(wèn)題的能力。并為進(jìn)行一般機(jī)械的設(shè)計(jì)創(chuàng)造一定的條件。金屬切削機(jī)床（以下簡(jiǎn)稱機(jī)床）是用刀具或磨具對(duì)金屬工件進(jìn)行

6、切削加工的機(jī)器。我國(guó)機(jī)床工業(yè)從無(wú)到有，從小到大，從修配到制造，從仿制到自行設(shè)計(jì)，從沿海到內(nèi)地，從通用機(jī)床到專用機(jī)床，從單機(jī)到配套，不斷發(fā)展壯大。目前，我國(guó)的機(jī)床工業(yè)體系已經(jīng)基本形成，并設(shè)計(jì)和制造了一些具有先進(jìn)水平的機(jī)床，逐步掌握了精密、高效、簡(jiǎn)短、重型等機(jī)床品種。許多工廠已試制和生產(chǎn)了數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床以及加工中心。機(jī)關(guān)技術(shù)、靜壓技術(shù)、數(shù)顯裝置、電子計(jì)算機(jī)等也成功地用到機(jī)床上。 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)因機(jī)床的類型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同，應(yīng)滿足的要求也不一樣。設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系時(shí)最基本的原則就是以最經(jīng)濟(jì)、合理的方式滿足既定的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合具體機(jī)床進(jìn)行具體分析，一般應(yīng)滿足的基本要求有

7、：滿足機(jī)床工藝范圍柔性與物流系統(tǒng)的可接近性剛度精度噪聲生產(chǎn)率自動(dòng)化和成本等方面的要求。本文設(shè)計(jì)的為臥式銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)不同的生產(chǎn)要求，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求也不盡相同，例如包括：加工工件類型加工方法加工表面形狀材料工件和加工尺寸范圍毛坯類型等。以及依據(jù)某些典型工藝和加工對(duì)象，兼顧其他的可能工藝加工的要求，對(duì)于大批量生產(chǎn)模式，工序分散，一臺(tái)機(jī)床僅需對(duì)一種工件完成一道或幾道工序的加工，因而，范圍窄，但要求的加工效率高，可采用專用機(jī)床；當(dāng)單件小批量生產(chǎn)時(shí)，工序集中，要求機(jī)床有較大的加工范圍，應(yīng)采用普通機(jī)床或通用機(jī)床。所以在擬定機(jī)床技術(shù)參數(shù)時(shí)，要綜合考慮機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)以及應(yīng)用的領(lǐng)域和同國(guó)內(nèi)外同類機(jī)床的對(duì)

8、比，從而獲得最優(yōu)的參數(shù)，使機(jī)床設(shè)計(jì)的較為合理。 1. 機(jī)床工藝范圍的確定及主電機(jī)功率1.1 機(jī)床的工藝范圍臥式銑床質(zhì)量穩(wěn)定，操作方便，性能可靠。臥式銑床可用各種圓柱銑刀、圓片銑刀、角度銑刀、成型銑刀和端面銑刀加工各種平面、斜面、溝槽等。如果使用適當(dāng)銑床附件，可加工齒輪、凸輪、弧形槽及螺旋面等特殊形狀的零件，配置萬(wàn)能銑頭、圓工作臺(tái)、分度頭等銑床附件，采用鏜刀桿后亦可對(duì)中、小零件進(jìn)行孔加工。1.2 主要技術(shù)參數(shù) 根據(jù)金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)表5選取400mm臥式銑床的主要參數(shù)。主電機(jī)：功率11千瓦轉(zhuǎn)速1450轉(zhuǎn)/分主軸轉(zhuǎn)速范圍（混合公比，18級(jí)）20 1600轉(zhuǎn)/分主軸端孔錐度7:24工作臺(tái)尺寸（長(zhǎng)x

9、 寬）1700x400毫米工作臺(tái)最大行程：縱向1000毫米橫向375毫米垂直480毫米2. 主傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)是運(yùn)用轉(zhuǎn)速圖的基本原理，以擬定滿足給定的轉(zhuǎn)速數(shù)列的經(jīng)濟(jì)合理的傳動(dòng)系統(tǒng)方案。其主要的內(nèi)容包括選擇變速組及其傳動(dòng)副數(shù)，確定各變速組中的傳動(dòng)比，以及計(jì)算齒輪齒數(shù)和皮帶輪直徑等。 設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，一般應(yīng)滿足下面的幾項(xiàng)要求： a.機(jī)床的主軸須有足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)（對(duì)于主傳動(dòng)系統(tǒng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床則為直線速度的變速范圍和變速級(jí)），以便滿足實(shí)際使用要求。 b.主電動(dòng)機(jī)和全部機(jī)構(gòu)要能傳遞足夠的功率和扭矩，并具有較高的傳動(dòng)效率。 c.執(zhí)行部件（如主軸組件）須有足夠的精度、剛度

10、、抗震性以及小于許可限度的熱變形。 d.操縱要輕便靈活、迅速、安全可靠，必須便于調(diào)整和維修。 e.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、潤(rùn)滑與密封良好，便于加工和裝配，成本低。2.1結(jié)構(gòu)網(wǎng)與結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式可以用來(lái)分析和比較機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的方案。結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的主要差別是，結(jié)構(gòu)網(wǎng)只表示傳動(dòng)比的相對(duì)關(guān)系，而不表示傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)速的絕對(duì)值，而且結(jié)構(gòu)網(wǎng)上代表傳動(dòng)比的射線呈對(duì)稱分布。結(jié)構(gòu)網(wǎng)也可寫(xiě)成結(jié)構(gòu)式來(lái)表示：18=32·33·29 ，式中，l8表示變速級(jí)數(shù)；3、3、2分別表示各變速組的傳動(dòng)副數(shù)；腳標(biāo)中2、3、9則分別表示各變速組中相鄰傳動(dòng)比的比值關(guān)系，即變速組級(jí)比指數(shù)。顯然，變速組內(nèi)的相鄰傳動(dòng)比關(guān)系可以表述

11、于結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)上。一個(gè)結(jié)構(gòu)式對(duì)應(yīng)一個(gè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)，一個(gè)結(jié)構(gòu)式可以畫(huà)出不同的轉(zhuǎn)速圖(如改變中間軸的轉(zhuǎn)速)，但一個(gè)轉(zhuǎn)速圖只能表示出一個(gè)結(jié)構(gòu)式。 從上述的結(jié)構(gòu)式可以表示出：傳動(dòng)系統(tǒng)的組成情況，即主軸得到種公比為的等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速；各變速組的傳動(dòng)副數(shù)，即p0=3，p1=3，p2=2；各變速組中相鄰傳動(dòng)比之間的關(guān)系，可見(jiàn)結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式與轉(zhuǎn)速圖具有一致的變速特性。2.2 主要參數(shù)的擬定2.2.1 確定傳動(dòng)公比 根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)公式= 2-1因?yàn)?80 ， 所以=1.294式中：rn主軸變速范圍 主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比 z主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) 根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)公比。這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系列=1.26.參考機(jī)械制造

12、裝備設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速數(shù)列例子，再查表3-3標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列，找到最小極限轉(zhuǎn)速20，再每跳過(guò)3個(gè)數(shù)取一個(gè)轉(zhuǎn)速，即可得到公比為1.26的數(shù)列：20、25、31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600。即可畫(huà)出中間各級(jí)轉(zhuǎn)速的公比=1.26，兩端轉(zhuǎn)速的公比則為=1.58的轉(zhuǎn)速圖，這就是混合公比的一種機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列是公比所組成的雙公比的等比數(shù)列。 終上所述，采用混合公比之后的轉(zhuǎn)速數(shù)列為：20、31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、160

13、0。 采用混合公比可以根據(jù)機(jī)床的實(shí)際要求來(lái)安排轉(zhuǎn)速數(shù)列，將常用的排列的密一些，不常用的排列的疏一些，這樣既擴(kuò)大了機(jī)床的變速范圍，又滿足了使用要求，且結(jié)構(gòu)緊湊又不致復(fù)雜。 2.2.2轉(zhuǎn)速圖分析研究傳動(dòng)系統(tǒng)，僅有機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖是不夠的，因?yàn)樗荒苤庇^的表明主軸每一種轉(zhuǎn)速是通過(guò)哪些齒輪傳動(dòng)的，以及各對(duì)齒輪的傳動(dòng)比之間的內(nèi)在聯(lián)系，只有算出機(jī)床的每一種轉(zhuǎn)速，按轉(zhuǎn)速大小排成次序，畫(huà)出傳動(dòng)路線的轉(zhuǎn)速圖，才能搞清楚。轉(zhuǎn)速圖的概念: 確定主軸的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速，應(yīng)該在分析所設(shè)計(jì)機(jī)床幾種典型加工方式的切削用量和參考現(xiàn)有同類型機(jī)床的技術(shù)性能的基礎(chǔ)上，并按照“技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理”的原則進(jìn)行。 由于通用性機(jī)床加

14、工對(duì)象很廣，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(zhuǎn)速是一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，必須對(duì)有關(guān)加工工序和切削用量進(jìn)行分析，在分析切削用量的過(guò)程中，應(yīng)特別注意下列幾點(diǎn)： 考慮先進(jìn)加工方法，但所選的切削用量不應(yīng)該是個(gè)別記錄，而應(yīng)該具有普遍性。 應(yīng)考慮刀具材料的發(fā)展趨勢(shì)。例如普通車床，現(xiàn)在大多數(shù)情況下已經(jīng)采用硬質(zhì)合金，目前陶瓷刀具也已開(kāi)始應(yīng)用等。 最高和最低轉(zhuǎn)速不能僅用計(jì)算方法來(lái)確定。還應(yīng)該和先進(jìn)的同類機(jī)床比較，因?yàn)檫^(guò)大的轉(zhuǎn)速范圍不僅不能充分發(fā)揮其性能，而且還可能使結(jié)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。在傳動(dòng)系統(tǒng)擬定好以后，驗(yàn)算各主要傳動(dòng)件的最大圓周速度應(yīng)不超過(guò)允許值。 主軸最高和最低轉(zhuǎn)

15、速可按下式計(jì)算： 2-2 2-3其中： 、主軸最高、最低轉(zhuǎn)速（r/min）； 、典型工序的最大、最小切削速度（r/min）； 、最大、最小計(jì)算直徑。 采用最大速度vmax的典型工序一般為用硬質(zhì)合金銑刀精加工或半精加工低強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)鋼。根據(jù)金屬切削用量手冊(cè)查得vmax=250 r/min。采用最小速度vmin的典型工序?yàn)橛酶咚黉摱算姷洞旨庸よT鐵工件或用高速鋼圓片銑刀銑削深槽。根據(jù)金屬切削用量手冊(cè)查得vmin=15 r/min。最大計(jì)算直徑dmax=250mm，可按金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)表6查得，最小計(jì)算直徑dmin=（0.20.25）dmax,取dmin=0.2×250=50mm。 根據(jù)式

16、2-2，2-3得：=1592.36r/min， 取=1600r/min；=19.11 r/min， 取=20r/min； 與本次設(shè)計(jì)給定的參數(shù)相差不大，取計(jì)算值。2.2.3 擬定轉(zhuǎn)速圖的一般原則通過(guò)對(duì)銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的分析可知，擬定轉(zhuǎn)速圖是設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)的重要內(nèi)容。它對(duì)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)質(zhì)量有較大影響。a.變速組及其傳動(dòng)副數(shù)的確定 實(shí)現(xiàn)一定的主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)的傳動(dòng)系統(tǒng)，可由不同的變速組來(lái)組成。例如，主軸為18級(jí)轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)系統(tǒng)有下列幾種可能實(shí)現(xiàn)的方案；1)18=3×3×2 2)18=3×2×33)18=2×3×3 4)18=3×66)18=

17、6×3 6)18=2×9首先應(yīng)該確定，若使主軸得到18級(jí)轉(zhuǎn)速需要選擇幾個(gè)變速組，以及各變速組中的傳動(dòng)副數(shù)。由于機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)通常是采用雙聯(lián)或三聯(lián)滑移齒輪進(jìn)行變速，所以每個(gè)變速組的傳動(dòng)副數(shù)最好取為或3。這樣可使總的傳動(dòng)副數(shù)量最少，如采用第1)3)種方案時(shí)，需要3+3+2=8對(duì)齒輪；采用第4)及5)種方案時(shí)，需要3+6=9對(duì)齒輪；而第6)種方案要2+9=ll對(duì)齒輪。若一個(gè)變速組的傳動(dòng)副取時(shí)，不僅使變速箱的軸向尺寸增加，而且使操縱機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。根據(jù)機(jī)床性能的要求，一般主軸的最低轉(zhuǎn)速，要比電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低得多，須進(jìn)行降速，才能滿足主軸最低轉(zhuǎn)速的要求。如果采用或3時(shí)， 達(dá)到同樣的變速級(jí)

18、數(shù) ，變速組的數(shù)量相應(yīng)增加，這樣，可利用變速組的傳動(dòng)副兼起降速作用，以減少專門(mén)用于降速的定比傳動(dòng)副。綜上所述，主軸為l8級(jí)轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)采用由三個(gè)變速組所組成的方案，即選擇上述第l)3)種方案。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般比主軸大部分的轉(zhuǎn)速高，從電動(dòng)機(jī)到主軸之間，總的趨勢(shì)是降速傳動(dòng)。也就是說(shuō)，從電動(dòng)機(jī)軸起愈靠近主軸的軸的最低轉(zhuǎn)速就愈低。根據(jù)扭矩公式： 2-4式中：p傳動(dòng)件傳遞的功率(千瓦)； n傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)分)。當(dāng)傳遞功率為一定時(shí)，轉(zhuǎn)速n較高的軸所傳遞的扭矩m較小，在其他條件相同的情況下，傳動(dòng)件(齒輪、軸)的尺寸就可以小一些，這對(duì)于節(jié)省材料、減小機(jī)床重量及尺寸都是有利的。因此，在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)

19、使較多的傳動(dòng)件在高轉(zhuǎn)速下進(jìn)行工作，應(yīng)盡可能地使靠近電動(dòng)機(jī)的變速組中的傳動(dòng)副數(shù)多一些，而靠近主軸的變速組中傳動(dòng)副數(shù)少一些即所謂“前多后少”的原則，故要求 。按此原則，上述實(shí)例中1)3)的三種方案應(yīng)選用第1)種，即選用18=3×3×2的方案。b.基本組和擴(kuò)大組的確定 根據(jù)上述原則，傳動(dòng)系統(tǒng)的變速組及傳動(dòng)副數(shù)雖已確定，但基本組和擴(kuò)大組的排列次序不同，還可有許多方案。例如18=3×3×2，就可以得下列多種不同擴(kuò)大順序方案，其結(jié)構(gòu)式分別為： ； ；與上述結(jié)構(gòu)式相對(duì)應(yīng)的還有結(jié)構(gòu)網(wǎng)。一般情況下，各變速組的排列應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成基本組在前，第一擴(kuò)大組次之，最后擴(kuò)大組的順序。

20、也就是說(shuō)，各變速組的擴(kuò)大順序應(yīng)盡可能與運(yùn)動(dòng)的傳遞順序相一致。只要擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序一致，就能使中間傳動(dòng)軸的變速范圍縮小。這時(shí)，中間傳動(dòng)軸的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速的差值也就較小，這樣，便可縮小該軸上的傳動(dòng)件的尺寸。因此，各變速組的變速范圍應(yīng)逐漸增大，在轉(zhuǎn)速圖或結(jié)構(gòu)網(wǎng)中表現(xiàn)出前面變速組傳動(dòng)比的連線的分布較緊密，而后面變速組傳動(dòng)比連線的分布則較琉松，即所謂“前密后疏”原則。c.變速組中的極限傳動(dòng)比及變速范圍 設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)要考慮兩種情況：降速傳動(dòng)應(yīng)避免被動(dòng)齒輪尺寸過(guò)大而增加變速箱的徑向尺寸，一般限制降速傳動(dòng)比的最小值；升速傳動(dòng)應(yīng)避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差和減少振動(dòng)，一般限制直齒輪升速傳動(dòng)比的最大值；斜齒輪傳

21、動(dòng)比較平穩(wěn)，可取。所以，主傳動(dòng)各變速組的最大變速范圍為：。一般在設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，任何一個(gè)變速組的變速范圍都應(yīng)盡量滿足上述要求，當(dāng)然在條件許可或處理得當(dāng)時(shí)，也可以超出這個(gè)范圍。初步方案定出后，應(yīng)檢查變速范圍是否超出允許值。由于最后擴(kuò)大組的變速范圍最大，一般只要檢查最后擴(kuò)大組的變速范圍合乎要求，其他變速組也就不會(huì)超出上述允許值。d. 合理分配傳動(dòng)比的數(shù)值 確定了結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式方案后，擬定轉(zhuǎn)速圖，合理地分配各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，一般應(yīng)盡量注意以下幾點(diǎn)：a) 各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比應(yīng)盡可能不超出極限傳動(dòng)比和，即“升三降六”的原則。b) 各中間傳動(dòng)軸應(yīng)有適當(dāng)高的轉(zhuǎn)速。因?yàn)橹虚g傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速愈高，在一定的功率條件

22、下，傳遞的扭矩也愈小，相應(yīng)也減少了傳動(dòng)件的尺寸，因此，在傳動(dòng)順序上各變速組的最小傳動(dòng)比，應(yīng)采取逐漸降速的原則，即要求 這樣可使中間傳動(dòng)軸的最低轉(zhuǎn)速提高，即所謂“先慢后快”的原則。c) 為了便于設(shè)計(jì)及使用，傳動(dòng)比值最好取標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)冪次，即，其中e為整數(shù)。這樣，中間軸的轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖中直接讀出來(lái)，不必分別進(jìn)行計(jì)算；并可直接查表，確定齒輪齒數(shù)。 d）主變速傳動(dòng)系統(tǒng)從電動(dòng)機(jī)到主軸，通常為降速傳動(dòng)，接近電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)轉(zhuǎn)速較高， 傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩較小，尺寸小一些，反之，靠近主軸的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，尺寸就較大。因此在擬定主變速傳動(dòng)系時(shí)，應(yīng)盡可能將傳動(dòng)副較多的變速組安排在前面，傳動(dòng)副數(shù)少的變速組放

23、在后面，使主變速傳動(dòng)系中更多的傳動(dòng)件在高速范圍內(nèi)工作，尺寸小一些，以節(jié)省變速箱的造價(jià)，減小變速箱的外形尺寸，即“前多后少”。根據(jù)以上的原則我們最終確定的傳動(dòng)方案是：根據(jù)以上原則其結(jié)構(gòu)圖如下：圖2-1 銑床轉(zhuǎn)速圖2.3 齒輪齒數(shù)的確定擬定轉(zhuǎn)速圖后，可根據(jù)各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比確定齒輪齒數(shù)，皮帶輪的直徑等。確定齒輪齒數(shù)的原則和要求： 2.3.1 齒數(shù)和的確定 齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過(guò)大齒輪的齒數(shù)和過(guò)大會(huì)加大兩軸之間的中心距，使機(jī)床結(jié)構(gòu)龐大，一般推薦100200。 2.3.2 最小齒數(shù)的確定 最小齒輪的齒數(shù)要盡可能少；但同時(shí)要考慮： 1.最小齒輪不產(chǎn)生根切，機(jī)床變速箱中標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，一般最小齒數(shù)18； 2.

24、受結(jié)構(gòu)限制的最小齒輪最小齒數(shù)應(yīng)大于1820； 3.齒輪齒數(shù)應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動(dòng)比的要求：實(shí)際傳動(dòng)比（齒數(shù)之比）與理論傳動(dòng)比（轉(zhuǎn)速圖上要求的傳動(dòng)比）之間有誤差，但不能過(guò)大，確定齒輪齒數(shù)所造成的轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過(guò)10×（-1）%。 齒輪齒數(shù)的確定，當(dāng)各變速組的傳動(dòng)比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。對(duì)于定比傳動(dòng)的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦的方法確定。對(duì)于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí)，變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和及小齒輪的齒數(shù)可以從機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)中選取。一般在主傳動(dòng)中，最小齒數(shù)應(yīng)大于1820。采用三聯(lián)滑移齒輪時(shí)，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

25、數(shù)差應(yīng)大于或等于4，以保證滑移時(shí)齒輪外圓不相碰。根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),查各種常用變速比的使用齒數(shù)。（1）變速組a傳動(dòng)比分別為：2-5 從查表所得的一系列分?jǐn)?shù)中，選齒數(shù)和z=752-6（2）變速組b的傳動(dòng)比分別為：2-7 從查表所得的一系列分?jǐn)?shù)中，選齒數(shù)和z=70即 2-8（3）變速組c的傳動(dòng)比分別為：2-9從查表所得的一系列分?jǐn)?shù)中，選齒數(shù)和z=89,即 2-10表2-1 齒輪齒數(shù)齒號(hào)12345678910111213141516齒數(shù)334218572550205043273139663320793. 帶輪及v帶設(shè)計(jì) 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

26、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)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/min,傳遞功率p=11kw,傳動(dòng)比i=1.26，兩班制，一天運(yùn)轉(zhuǎn)16小時(shí)，工作年數(shù)10年。3.1 選擇三角帶的型號(hào)由機(jī)械設(shè)計(jì)工作情況系數(shù),查得工作情況系數(shù)=1.4。故根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式 3-1 式中p電動(dòng)機(jī)額定功率， 工作情況系數(shù) 因此根據(jù)、由機(jī)械設(shè)計(jì) 普通v帶輪型圖選用b型。3.2 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大。為提高帶的壽命，小帶輪的直徑不宜過(guò)小，即。查機(jī)械設(shè)計(jì),取主動(dòng)小帶輪基準(zhǔn)直徑=140。由機(jī)械設(shè)計(jì): 3-2小帶輪轉(zhuǎn)速，大帶輪轉(zhuǎn)速，帶的滑動(dòng)系數(shù)，一般取0

27、.02。由轉(zhuǎn)速圖查得的轉(zhuǎn)速為630轉(zhuǎn)故：由機(jī)械設(shè)計(jì)取圓整為315mm。3.3 驗(yàn)算帶速度v按機(jī)械設(shè)計(jì)，驗(yàn)算帶的速度v= 3-3所以，故帶速合適。3.4 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)選取： 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì): 3-4 取mm3.5 三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由機(jī)械設(shè)計(jì),計(jì)算帶輪的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 3-5 =1730mm由機(jī)械設(shè)計(jì)，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度 l=1800mm由上式求得帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度的初算值,查表選取與之接近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，實(shí)際中心距a由下式近似確定。a=+=500+=535mm 3-6中心距的調(diào)整范圍為： =473mm 3-7 =554mm 3-83.6 驗(yàn)算小

28、帶輪包角 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì): 3-9故主動(dòng)輪上包角滿足條件。3.7 確定三角帶根數(shù)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)得 3-10 查表機(jī)械設(shè)計(jì),得1.1373,i=1.26和得=2.83kw 因?yàn)? 3-11查表得：則 =0.46kw 由機(jī)械設(shè)計(jì)查得帶長(zhǎng)度修正系數(shù)0.95,包角系數(shù)=0.97，得普通v帶根數(shù)為： =2.54 圓整得 z=3根。3.8 計(jì)算預(yù)緊力查機(jī)械設(shè)計(jì)得：q=0.17kg/m由機(jī)床設(shè)計(jì)得： 3-12其中：帶的變速功率,kw； v帶速,m/s； q每米帶的質(zhì)量，kg/m；取q=0.17kg/m。 所以 v = 1440r/min = 10.55m/s。 3.9 計(jì)算作用在軸上的壓軸力 3-13 4. 傳

29、動(dòng)設(shè)計(jì)4.1 齒輪模數(shù)的估算 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)度條件按金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)表7-17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)內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過(guò)23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)，查機(jī)械設(shè)計(jì)齒輪精度選用7級(jí)精度，再由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-1選擇小齒輪材料為40c(調(diào)質(zhì))，硬度為280hbs： 一般同一變速組中的齒輪模數(shù)相同，按簡(jiǎn)化的疲勞強(qiáng)度公式對(duì)負(fù)荷最重的小齒輪的模數(shù)進(jìn)行估算: 4-1式中： 解除疲勞強(qiáng)度

30、計(jì)算的各齒輪模數(shù) 電動(dòng)機(jī)功率 齒輪對(duì)的傳動(dòng)比，為大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比 即;i后面的正號(hào)用于外嚙合 ，負(fù)號(hào)用于內(nèi)嚙合 小齒輪齒數(shù) 該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 齒寬系數(shù) 許用接觸應(yīng)力 考慮到機(jī)床所傳遞的功率，取齒輪材料為40，熱處理方式為：高頻淬火，接觸應(yīng)力。確定各變速組的模數(shù)如下：選取各變速組中最小的齒輪的模數(shù)：在a變速組中齒輪最小齒數(shù)為z=18 在b變速組中齒輪最小齒數(shù)為z=20 在c變速組中齒輪最小齒數(shù)為z=20查漸開(kāi)線齒輪模數(shù)表得：各齒輪組模數(shù)分別為： 綜上所述，a變速組模數(shù)取3，b、c變速組模數(shù)取4。4.2 齒輪的校核4.2.1 齒輪模數(shù)的校核 4-2 其中為彈性系數(shù) k為載荷系數(shù) 齒輪對(duì)的

31、傳動(dòng)比，為大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比即;i后面的正 號(hào)用于外嚙合 ，負(fù)號(hào)用于內(nèi)嚙合 分度圓的直徑 作用在主動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩4.2.2 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的校核 4-3 主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩 b 齒輪的接觸寬度 主動(dòng)輪齒數(shù) 查表得出40高頻淬火的接觸應(yīng)力為1370，彎曲應(yīng)力為385,取=188， 轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式 t= 4-4 對(duì)第一傳動(dòng)組z=22齒輪進(jìn)行校核 齒面接觸強(qiáng)度校核:根據(jù)4-54-2得： 取值1 =937.04 齒根彎曲強(qiáng)度校核: a 確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)，得非對(duì)稱齒向載荷分配系數(shù)；h=11.25mm；, 查機(jī)械設(shè)計(jì)得 b 確定齒間載荷分配系數(shù): 由機(jī)械設(shè)計(jì)查的使用， 由機(jī)械設(shè)

32、計(jì)查得齒間載荷分配系數(shù) c 確定載荷系數(shù): d 查機(jī)械設(shè)計(jì)得 齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù) 所以根據(jù)接觸應(yīng)力和疲勞校核該齒輪模數(shù)合適 對(duì)第二組中的z=20校核 mm 齒面接觸強(qiáng)度校核: 齒根彎曲強(qiáng)度校核: 所以根據(jù)接觸應(yīng)力和疲勞校核該齒輪模數(shù)合適 對(duì)第三組中的z=20校核 mm 齒面接觸強(qiáng)度校核: 齒根彎曲強(qiáng)度校核: 所以根據(jù)接觸應(yīng)力和疲勞校核該齒輪模數(shù)合適。 4.2.3 標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù) 從機(jī)械原理查得以下公式齒頂圓直徑 ； 4-5齒根圓直徑； 4-6分度圓直徑 ； 4-7 齒頂高 ； 4-9 齒根高 ； 4-9表4-1齒輪參數(shù)齒輪齒數(shù)z模數(shù)分度圓直徑d齒頂圓直徑齒根圓直52

33、183546046.53253758167.54423126132118.55573171177163.56503150156142.57204808870843417218016293141241321141050420020819011274108116981239415616414613664264272254142048088701533413214012216794316224 3065. 主傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 齒輪的布置初步確定了轉(zhuǎn)速圖和齒輪齒數(shù)之后，合理地布置齒輪排列方式，是一個(gè)比較重要的問(wèn)題。它將直接影響到變速箱的尺寸、變速操縱的方便性以及結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可能性等。5.1.1

34、滑移齒輪的軸向布置 變速組中的滑移齒輪最好布置在主動(dòng)軸上，因其轉(zhuǎn)速一般比被動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速高，因此，可使滑移齒輪的尺寸小，重量輕，操縱省力；但由于具體結(jié)構(gòu)要求，有時(shí)則須將滑移齒輪放在被動(dòng)軸上。為了變速操縱方便，還可以將兩個(gè)相鄰變速組的滑移齒輪放在同一根軸上。 在一個(gè)變速組內(nèi)，須注意當(dāng)一對(duì)齒輪完全脫開(kāi)嚙合之后，另一對(duì)齒輪才能開(kāi)始進(jìn)入嚙合，就是說(shuō)兩個(gè)固定齒輪的間距，應(yīng)大于滑移齒輪的寬度，如圖5-1所示，其間隙為14毫米(通常為12毫米)。 圖5-1 滑移齒輪軸向布置 圖5-2 雙聯(lián)滑移齒輪排列圖5-3三聯(lián)滑移齒輪軸向排列5.1.2 一個(gè)變速組內(nèi)齒輪軸向位置的排列齒輪軸向位置的排列，如沒(méi)有特殊情況，應(yīng)盡量

35、縮短軸向長(zhǎng)度?；讫X輪的結(jié)構(gòu)通常有窄式和寬式兩種，一般窄式排列(即滑移齒輪軸向尺寸窄小)所占用的軸向長(zhǎng)度較小。圖5-2左圖所示的兩級(jí)變速組占用的軸向長(zhǎng)度l>4b。其中l(wèi)為齒輪變速組在軸上所占有的空間長(zhǎng)度；b為一個(gè)齒輪的齒部寬度。圖5-3左上圖所示的三級(jí)變速組占用的軸向長(zhǎng)度l>7b。如按圖5-2右圖和圖5-3右上圖所示的寬式排列，則占用的軸向長(zhǎng)度較大，以致在相同的負(fù)荷條件下，軸頸須加粗，從而使軸上小齒輪的齒數(shù)增加，相應(yīng)使齒數(shù)和及徑向尺寸加大，因此，一般不希望采用寬式排列。 三聯(lián)滑移齒輪的兩種排列方式，必須保證同軸上相鄰兩齒輪的齒數(shù)差大于4，才能使滑移齒輪在越過(guò)某個(gè)固定齒輪時(shí)避免齒頂相

36、碰。若相鄰齒數(shù)差小于4，除了采用增加齒數(shù)和的方法(使相鄰兩齒輪的齒數(shù)差增加，此時(shí)徑向尺寸也加大)、或者采用變位齒輪的方法予以解決外，還可采用如圖5-3中所示的排列方案，讓滑移齒輪中的最小齒輪越過(guò)同定的小齒輪，即最大齒輪與最小齒輪的齒數(shù)差大于4，而其他兩個(gè)齒輪的齒數(shù)差允許小些，但這種排列方法的軸向尺寸較大。5.1.3 縮小徑向尺寸為了減小變速箱的尺寸，既要縮短軸向尺寸，又要縮小徑向尺寸，它們之問(wèn)往往是相互聯(lián)系的。a.縮小軸間距離 在強(qiáng)度允許的條件下，盡量選用較小的齒數(shù)和，并使齒輪的降速傳動(dòng)比大于1/4，以避免采用過(guò)大的齒輪。這樣，既縮小了本變速組的軸間距離，又不致妨礙其他變速組軸間距離的減小。b

37、.采用軸線相互重合 在相鄰變速組的軸間距離相等的情況下，可將其中兩根軸布置在同一軸線上，則徑向尺寸可縮小很多，而且減少了箱體上孔的數(shù)目，箱體孔的加工工藝性也得到改善。 c.合理安排變速箱內(nèi)各軸的位置 在不發(fā)生干涉的條件下，盡可能要緊湊一些。5.1.4 滑移齒輪的結(jié)構(gòu)形式 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中常見(jiàn)的滑移齒輪結(jié)構(gòu)形式有：整體式及裝配式，設(shè)計(jì)滑移齒輪結(jié)構(gòu)，一般應(yīng)考慮齒輪的工藝方法。為了保證齒輪的導(dǎo)向性良好，滑移齒輪的輪轂長(zhǎng)度不應(yīng)小于(1.21.5)d，d為軸的直徑。如圖5-4所示。圖5-4 滑移齒輪的結(jié)構(gòu)形式5.2 軸的空間布置 軸系布置的一般順序是先確定主軸在變速箱中的位置，然后確定傳動(dòng)主軸以及與主軸

38、上的齒輪有嚙合關(guān)系的軸，再確定電動(dòng)機(jī)軸或輸入軸的位置，最后確定其他傳動(dòng)軸的位置。圖5-5 主軸的空間位置5.2.1 主軸 a.垂直方向（高度） b.水平方向 -主軸中心在尾架導(dǎo)軌中間，有偏向前導(dǎo)軌的，也有偏向后導(dǎo)軌的，為了降低床身導(dǎo)軌的變形，切削力的方向盡可能在前、后導(dǎo)軌之間。 主軸中心越往后越好，但從便于裝卸工件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度角度來(lái)講，主軸中心越往前越好。一般中型車床取在尾架導(dǎo)軌中央或稍偏后，這樣，即便于操作，又可使切削力均勻地作用于刀架的兩導(dǎo)軌面上，如圖5-5所示。5.2.2 軸的位置 a.軸上往往裝有摩擦離合器等機(jī)構(gòu)，這些部件的位置安排應(yīng)便于調(diào)整。 b.摩擦離合器工作時(shí)，考慮便于冷卻與潤(rùn)

39、滑，離主軸部件要遠(yuǎn)一些，以減少摩擦發(fā)熱對(duì)主軸部件熱變形的影響。 c.軸的軸端裝有皮帶輪，而主軸尾架端外伸，布置軸位置時(shí)，必須保證兩者不會(huì)相互碰撞。 綜合上述，臥式銑床軸一般多安排在變速箱后壁靠近箱蓋處。5.2.3 中間各傳動(dòng)軸的位置 a.裝有離合器的軸：要便于裝調(diào)，維修和潤(rùn)滑。 b.裝有制動(dòng)裝置的軸：布置在靠近箱蓋或箱壁處。 c.與相關(guān)部件有聯(lián)系的軸：銑床主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)間的聯(lián)系是通過(guò)變速箱內(nèi)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)輸出軸，它應(yīng)布置在主軸前下方靠近進(jìn)給箱處。6. 計(jì)算轉(zhuǎn)速 為了使傳動(dòng)件工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)傳動(dòng)件進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算。主傳動(dòng)系統(tǒng)中主軸及傳動(dòng)件的尺寸，主要是根據(jù)它所傳遞的扭矩大小來(lái)決定，扭矩大，結(jié)構(gòu)尺

40、寸就大；扭矩小，則結(jié)構(gòu)尺寸就可縮小。傳動(dòng)件傳遞扭矩的大小與它所傳遞的功率n和轉(zhuǎn)速n兩個(gè)因素有關(guān)。按傳遞全部功率時(shí)的轉(zhuǎn)速中的最低轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算，即可得出該傳動(dòng)件需要傳遞的最大扭矩。傳遞全部功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速，則稱為該傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速。6.1 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速是主軸傳遞全功率(此時(shí)電動(dòng)機(jī)為滿載)時(shí)的最低轉(zhuǎn)速，從這一轉(zhuǎn)速起至主軸最高轉(zhuǎn)速間所有轉(zhuǎn)速都能夠傳遞全部功率，而扭矩則隨轉(zhuǎn)速的增加而減少，此為恒功率工作范圍；低于主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的各級(jí)轉(zhuǎn)速所能傳遞的扭矩與計(jì)算轉(zhuǎn)速下的扭矩相等，它是該機(jī)床的最大傳遞扭矩(功率則隨轉(zhuǎn)速的降低而減少)，此為恒扭矩工作范圍(圖6-1)。圖6-1 主傳動(dòng)功率和扭矩變

41、化圖本銑床的主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)z=18，其轉(zhuǎn)速圖見(jiàn)圖2-1，則主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：nc=nminrn0.3=n6=74.46轉(zhuǎn)/分,取圓整為100。在轉(zhuǎn)速圖上以黑點(diǎn)表示。6.2 傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 主軸從計(jì)算轉(zhuǎn)速起至最高轉(zhuǎn)速間的所有轉(zhuǎn)速都傳遞全部功率，因此，實(shí)現(xiàn)上述主軸轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)件的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速也傳遞全功率，傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速就是其傳遞全功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速。當(dāng)主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速確定后，就可以從轉(zhuǎn)速圖上確定傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。確定的順序通常是由后往前，即先定出位于傳動(dòng)鏈后面(靠近主軸)的傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，再順次由后往前定出傳動(dòng)鏈前面的傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速。一般可先找出該傳動(dòng)軸共有幾級(jí)實(shí)際工作轉(zhuǎn)速，再找出其中能夠傳遞全

42、功率時(shí)的那幾級(jí)轉(zhuǎn)速，最后確定能夠傳遞全功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速，即為該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 （1) 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：從轉(zhuǎn)速圖上可以看出，軸共有9級(jí)轉(zhuǎn)速為801600轉(zhuǎn)分。主軸在80轉(zhuǎn)分(計(jì)算轉(zhuǎn)速)至1600轉(zhuǎn)分(最高轉(zhuǎn)速)之間的所有轉(zhuǎn)速都傳遞全功率。此時(shí)，軸若經(jīng)齒輪副傳動(dòng)主軸，它只有在250800轉(zhuǎn)分4級(jí)轉(zhuǎn)速時(shí)才能傳遞全功率；若經(jīng)齒輪副傳動(dòng)主軸， 80800轉(zhuǎn)分的9級(jí)轉(zhuǎn)速都傳遞全功率，因此，其最低轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)分即為軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 （2) 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：同理，軸上共有3級(jí)轉(zhuǎn)速為200,315,500。此時(shí)，經(jīng)齒輪副(、)傳動(dòng)軸，所得到9級(jí)轉(zhuǎn)速都能夠傳遞全功率。因此，軸上的這3級(jí)轉(zhuǎn)速也都能傳遞全功率，其最低轉(zhuǎn)速

43、160轉(zhuǎn)/分即為軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。其余依此類推，可得到表6-1。表6-1各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下軸序號(hào)計(jì)算轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）6302001256.3 傳動(dòng)軸直徑的估算6.3.1 確定各軸最小直徑 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)載荷和扭轉(zhuǎn)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(guò)大的變形。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表7-13，并查金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)表7-13得到取1. 軸的直徑：取 軸的直徑：取 軸的直徑：取 其中：

44、p電動(dòng)機(jī)額定功率（kw）；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；該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（）； 傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角（）。當(dāng)軸上有鍵槽時(shí)，d值應(yīng)相應(yīng)增大45%;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，b值見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表7-12。本設(shè)計(jì)中軸、軸、軸采用花鍵軸，根據(jù)文獻(xiàn)3,5-3-40矩形花鍵基本尺寸系列，選取軸花鍵軸尺寸為，軸花鍵軸尺寸為，軸花鍵軸尺寸為。各軸間的中心距的確定： ；6.3.2 主要參數(shù)的確定a. 主軸前軸頸直徑的選取 一般按機(jī)床類型、主軸傳遞的功率或最大加工直徑，由參數(shù)表選取。根據(jù)現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)表4-1-29，,當(dāng)銑床功率為7.4

45、11kw時(shí)，主軸前軸頸直徑約為90105mm，選為105mm。主軸后軸頸直徑取=80mm，則，取主軸平均直徑。b. 主軸內(nèi)孔直徑d的確定 很多機(jī)床的主軸是空心的，內(nèi)孔直徑與其用途有關(guān)，其中銑床主軸內(nèi)孔用來(lái)通過(guò)拉桿拉緊刀桿。確定孔徑d的原則是：為減輕主軸重量，在滿足工藝要求及不削弱主軸剛度的前提下，盡量取較大值。因此為了不過(guò)多的削弱主軸的剛度，銑床主軸孔徑d可比刀具拉桿直徑大510mm。根據(jù)現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)5圖4-1-30可知，當(dāng)時(shí)，內(nèi)孔d對(duì)主軸剛度幾乎無(wú)影響。當(dāng)時(shí)，若孔徑再增大，主軸剛度將急劇下降。在這里我們?nèi)?。c. 主軸前端懸伸量a的確定 主軸前端懸伸量a是指主軸前端面到前軸承徑向反力作

46、用中點(diǎn)（或前徑向支承中點(diǎn)）的距離。它主要取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)，前支承軸承配置和密封裝置的形式和尺寸，有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定。由于前端懸伸量對(duì)主軸部件的剛度、抗振性的影響很大，因此在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量縮短該懸伸量。此處我們根據(jù)50號(hào)主軸端部圓錐標(biāo)準(zhǔn)尺寸，選a為130mm.d. 主軸主要支承間跨距l(xiāng)的確定 合理確定主軸主要支承間的跨距l(xiāng)，是獲得主軸部件最大靜剛度的重要條件之一。支承跨距過(guò)小，主軸的彎曲變形固然較小，但因支承變形引起主軸前端的位移量增大；反之，支承跨距過(guò)大，支承變形引起主軸前端的位移量盡管減小了，但主軸的彎曲變形增大，也會(huì)引起主軸前軸端較大的位移。因此存在一個(gè)最佳跨距，在該跨

47、距時(shí)，因主軸彎曲變形和支承變形引起主軸前軸端的總位移量為最小。一般會(huì)不斷降低，主軸主要支承間的實(shí)際跨距l(xiāng)往往大于上述最佳跨距。通常,因此這里選l=320mm。6.3.3 主軸的構(gòu)造主軸的構(gòu)造和形狀主要取決于主軸上所安裝的刀具、夾具、傳動(dòng)件、軸承等零件的類型、數(shù)量、位置和安裝定位方法等。設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮主軸加工工藝性和裝配工藝性。框架式數(shù)控銑床主軸一般為空心階梯軸，前端徑向尺寸大，中間徑向尺寸逐漸減小，尾部徑向尺寸最小。主軸的前端形式取決于機(jī)床類型和安裝夾具或刀具的形式。主軸頭部的形狀和尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)遵照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。主軸的直徑和長(zhǎng)度的確定主要是根據(jù)軸上零件的裝配關(guān)系。軸上主要尺寸已在前面介紹，在確