銑床主軸箱設(shè)計(jì)

1、中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書（普通銑床主軸箱設(shè)計(jì)）目錄1.概述-12.參數(shù)的擬定-13.傳動(dòng)設(shè)計(jì)-24. 傳動(dòng)件的估算-55. 動(dòng)力設(shè)計(jì)-126.主軸空間位置圖-157.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明-168.總結(jié)-239.參考文獻(xiàn)-23 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、2機(jī)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(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對(duì)這些基本知識(shí)和資料作些簡(jiǎn)要介紹。本次設(shè)計(jì)的是普通銑床主軸變速箱。1.3 操作性能要求1）具有皮帶輪卸荷裝置2）主軸的變速由變速手柄，和滑移齒輪完成2.參數(shù)的擬定2.1 公比選擇 已知最低轉(zhuǎn)速nmin=125rpm，最高轉(zhuǎn)速nmax=1600rpm，變速級(jí)數(shù)Z=12，轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍: Rn=nmaxnmin=1600125=12.8 ,Rn=Z-1 算得 =1.26 2.2求出轉(zhuǎn)速系列按機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（陳易新編）表5選出標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列：1600 1250 1000 800 630 500 400 315 250

3、 200 160 125 2.3 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5.5KW，根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)選Y132S-4，額定功率5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速1440rpm，最大額定轉(zhuǎn)距2.2。3.傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.1 主傳動(dòng)方案擬定擬定傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)型式的選擇以及開停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確定。傳動(dòng)型式則指?jìng)鲃?dòng)和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同特點(diǎn)的傳動(dòng)型式、變速類型。傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)

4、方案有多種，傳動(dòng)型式更是眾多，比如：傳動(dòng)型式上有集中傳動(dòng)，分離傳動(dòng)；擴(kuò)大變速范圍可用增加傳動(dòng)組數(shù)，也可用背輪結(jié)構(gòu)、分支傳動(dòng)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(jì)中，我們采用集中傳動(dòng)型式的主軸變速箱。3.2 傳動(dòng)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(duì)于分析和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式的傳動(dòng)不失為有用的方法，但對(duì)于分析復(fù)雜的傳動(dòng)并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效。3.2.1 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目級(jí)數(shù)為Z的傳動(dòng)系統(tǒng)由若干個(gè)順序的傳動(dòng)組組成，各傳動(dòng)組分別有、傳動(dòng)副。即本設(shè)計(jì)中傳動(dòng)級(jí)數(shù)為Z=12。傳動(dòng)副中由于結(jié)

5、構(gòu)的限制以2或3為合適，本課程設(shè)選擇方案： 12=3×2×2；122×3×2；122×2×33.2.2 傳動(dòng)式的擬定 12級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組，選擇傳動(dòng)組安排方式時(shí)，考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能以及一個(gè)“前多后少”的原則。故離電動(dòng)機(jī)近的傳動(dòng)組的傳動(dòng)副個(gè)數(shù)最好高于后面的傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù)。主軸對(duì)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(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副常選用2。綜上所述，傳動(dòng)式為12=3×2×2。3.2.3 結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定對(duì)于12=3×2×2傳動(dòng)式，有6種結(jié)

6、構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為： 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，方案的結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下圖所示：圖1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)3.2.4轉(zhuǎn)速圖的擬定上述所選定的結(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。4. 傳動(dòng)件的估算4.1 三角帶傳動(dòng)4.1.1 確定計(jì)算功率Pca Pca=KNKWN主動(dòng)帶輪傳動(dòng)的功率=5.5K

7、WK工作情況系數(shù)工作時(shí)間為三班制 K=1.2故 Pca=1.2×5.5=6.6KW 4.1.2 選擇三角膠帶的型號(hào)小帶輪的轉(zhuǎn)速：n1=1400 rpm 選用A型V帶4.1.3 確定帶輪直徑小輪直徑D應(yīng)滿足條件: (mm)Dmin=75mm 故=100mm 大輪直徑D2=n2n1D1 為大輪的轉(zhuǎn)速=800rpmD2=1440800×100=180mm4.1.4 計(jì)算膠帶速度 =n1D1 60000=3.14×100×144060000=7.536m/s4.1.5 初定中心距兩帶輪中心距應(yīng)在A0=0.72(D1+D2)mm故A0=1×100+180

8、=280mm4.1.6 計(jì)算膠帶的長(zhǎng)度Ld0 Ld0=2A0+2(D1+D2)+(D2-D1)24A0=2×280+2×280+(180-100)24×280=1005.5mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)表82，選基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld。得到Ld=990mm4.1.7 計(jì)算實(shí)際中心距AAA0+Ld-Ld02=280+990-1005.52=272.5mm中心距的變動(dòng)范圍： Amin=A-0.015Ld=257.65 Amax=A+0.03Ld=302.2 4.1.8 定小帶輪的包角 1°180°-D2-D1A×180°120° 1°

9、;180°-180-100272.5×180°=163.17°120°4.1.9 確定三角膠帶的根數(shù)ZZ=Pca(P0+P0）KKL（包角系數(shù)）查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-8 =0.96（長(zhǎng)度系數(shù)）查表8-2 =0.89（單根V帶基本額定功率）8-4 小帶輪節(jié)圓直徑100 =1.32(8-5) 傳動(dòng)比 i=1.8 P0=0.15（計(jì)算功率） （工作情況系數(shù)）=1.2 Z=6.6（1.32+0.15）×0.96×0.89=5.25 故 Z=6根4.1.10 作用在支撐軸上的壓軸力壓軸力Fp=2ZF0sin12初拉力F0=5002.5-kP

10、cak2v+qv2=123.03N FP=2×6×sin163.17°2=1457.83N計(jì)算G值新安裝的V帶 G=1.5F0+F016=12.47N運(yùn)轉(zhuǎn)后的V帶 G=1.3F0+F016=10.93N最小極限值 G=F0+F016=8.62N4.2 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)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

11、.1 傳動(dòng)軸直徑的估算（1）.確定各變速齒輪傳動(dòng)副的齒數(shù)軸: ia1=1 ia2=11.26 ia3=11.58取SZ=52,則從表中查出小齒輪齒數(shù)分別為20,23,26ia1=2626 ia2=2329 ia3=2032 軸: ib1=1.26:1 ib2=11.58 取SZ=54 小齒輪齒數(shù)為21，24ib1=3024 ib2=2133 軸： ic1=1.58:1 ic2=12.36 取SZ=60 小齒輪齒數(shù)為 17, 23 ic1=3623 ic2=1742 為(V帶傳動(dòng)效率)=0.96 (深溝球軸承)=0.99 (7級(jí)精度的齒輪)=0.99為(十字滑塊聯(lián)軸器)=0.98軸：P=P12=

12、5.2272 KW n1=800rpm 軸：P=P1223=5.1230 KW n2=500rpm 軸：P=P12332=5.0211 KW n3=315rpm軸：P=P23=4.9209 KW n4=125rpm T=955×104×5.2272800=62339.7N·mmT=955×104×5.1230500=97849.3N·mmT=955×104×5.0211315=152224.0N·mmT=955×104×4.9209125=375964.4N·mm傳動(dòng)軸為,軸

13、, 一般傳動(dòng)軸取d=1.644T=1.64462339.70.5=30.82mm 取d=35 軸承6007d=1.644T=1.64497849.30.5=34.49mm 取d=35 軸承6007d=1.644T=1.644152224.00.5=38.52mm 取d=40 軸承6008d=1.644T=1.644375964.40.5=48.29mm 取d=50 軸承6007：D=35 d=52 B=146008：D=40 d=68 B=15 4.2.2齒輪模數(shù)的計(jì)算(1)I-齒輪彎曲疲勞的計(jì)算m323PcaZnj=3236.620×800=2.20mm齒面點(diǎn)蝕的計(jì)算: A3703

14、Pcanj=69.17由中心距A及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù) mj=2AZ1+Z2=2.66所以取mj=3(2)-齒輪彎曲疲勞的計(jì)算N2=5.1230KWm323PcaZnj=2.51A3703Pcanj=80.36 mj=2AZ1+Z2=2.97取mj=3 (3)-齒輪彎曲疲勞的計(jì)算N3=5.021 KW m323PcaZnj=3.13A3703Pcanj=93.11mj=2AZ1+Z2=3.15 取m=4(4)標(biāo)準(zhǔn)齒輪： ,齒輪參數(shù)表齒輪齒數(shù)模數(shù)m分度圓d齒頂圓齒根圓齒頂高齒根高1203606652.533.752233697561.533.753263788470.533.7543239610288

15、.533.755293879379.533.756263788470.533.757213636955.533.758303909682.533.7593339910591.533.7510243727864.533.75111746876584512364144152134451342416817615845142349210082454.2.3 齒寬的確定公式m （，m為模數(shù)）第一套嚙合齒輪:B=610×3=1830 mm 第二套嚙合齒輪:B=610×3=1830mm第三套嚙合齒輪:B=610×4=2440 mm B1=25 B2=20 B3=25 B4=25

16、 B5=20 B6=25 B7=20 B8=25 B9=20 B10=25 B11=25 B12=30 B13=25 B14=304.2.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)mm時(shí)，采用腹板式，D是軸承外徑，采用軸承 由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-10確定參數(shù) bd=11,ha=15,hf=8.7,e=15,fmin=9,帶輪寬度：B=(z-1)e+2f=(6-1)×15+2×9=93大帶輪：d=35, d1=2d=70 dd=180 B>1.5dL=2d=70小帶輪：d=38,d1=76 dd=100 B>1.5d L=2d=76 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

17、，參考機(jī)械裝備設(shè)計(jì)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C=120mm.5.1.2 主軸支承跨距L的確定 根據(jù)金屬切削機(jī)床表10-6前軸頸應(yīng)為6090mm。初步選取90mm.后軸頸（0.70.9），取80mm.根據(jù)設(shè)計(jì)方案，選前軸承為30218型，后軸承為30216型。根據(jù)結(jié)構(gòu)，定懸伸長(zhǎng)度a120mm。5.1.3求軸承剛度主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩（未考慮機(jī)械效率）T=9550Pn=9550×5.5125Nm=420.2Nm切削力： Fc=420.20.12=3501.67N背向力:Fp=0.5Fc=1750.83N 故總此作用力：F=Fc2+Fp2=39

18、14.99N此力主軸頸和后軸頸個(gè)承受一般，故主軸端受力為F/2=1957.5N。在估算時(shí)，先假設(shè)初值l/a=3,l=3120=360mm。前后支承的支反力和: RA=F2l+al=2610N RB=F2al=652.5N根據(jù)式（106）可求出前、后軸承的剛度： ;5.1.4 求最佳跨距初步計(jì)算時(shí)，可假定主軸的當(dāng)量外徑為前、后軸承頸的平均值，。故慣性矩為： 查線圖。計(jì)算出的與原假定不符。經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)算得仍接近1.8?？梢钥闯?，這是一個(gè)迭代過程，很快收斂于正確值。最佳跨距。5.2 齒輪校驗(yàn)(以齒輪1為例)m=3,Z=20,B=25 5.2.1齒根彎曲強(qiáng)度的計(jì)算：（應(yīng)力校正系數(shù)）=1.54（齒形系數(shù)）

19、=2.83K（載荷系數(shù)）=（使用系數(shù)）=1.25（動(dòng)載系數(shù)）=1.1（齒間載荷分配系數(shù)）=1.1（齒向載荷分布系數(shù)）=1.1K=1.66 b=25 m=3 Ft=2T1d1=2079.99F=1.66×2079.99×2.83×1.5425×3=200.6250HBS 合金調(diào)質(zhì)(250HBS)齒輪9的齒數(shù)z=20,模數(shù)m=2.55.2.2軸的校核45#鋼 調(diào)質(zhì) 毛土坯直徑 硬度 抗拉強(qiáng)度極限 屈服強(qiáng)度極限彎曲疲勞極限 剪切疲勞極限許用彎曲應(yīng)力按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校驗(yàn)T=955×104Pn0.2d3=8.7<t n=125 P=4.921KW d=6

20、0mm故軸符合，軸選用45#鋼調(diào)質(zhì)處理。6.主軸空間位置圖7.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明7.1 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)

21、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)。7.2 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。I軸上裝的摩擦離合器和變速齒輪。有兩種布置方案，一是將兩級(jí)變速齒輪和離合器做成一體。齒輪的直徑受到離合器內(nèi)徑的約束，齒根圓的直徑必須大于離合器的外徑

22、，負(fù)責(zé)齒輪無法加工。這樣軸的間距加大。另一種布置方案是離合器的左右部分分別裝在同軸線的軸上，左邊部分接通，得到一級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，右邊接通得到三級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大。我們采用第一種方案，通過空心軸中的拉桿來操縱離合器的結(jié)構(gòu)?？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，減少軸向尺寸有利于提高剛度和減小體積。7.3 I軸（輸入軸）的設(shè)計(jì)將運(yùn)動(dòng)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(qiáng)軸的剛度或使軸部受帶的拉力（采用卸荷裝置）。I軸

23、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。離合器及其壓緊裝置中有三點(diǎn)值得注意：1） 摩擦片的軸向定位：由兩個(gè)帶花鍵孔的圓盤實(shí)現(xiàn)。其中一個(gè)圓盤裝在花鍵上，另一個(gè)裝在花鍵軸上的一個(gè)環(huán)形溝槽里，并轉(zhuǎn)過一個(gè)花鍵齒，和軸上的花鍵對(duì)正，然后用螺釘把錯(cuò)開的兩個(gè)圓盤連接在一起。這樣就限制了軸向和周向德兩個(gè)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(dòng)實(shí)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(jì)時(shí)應(yīng)使加力環(huán)推動(dòng)擺桿和鋼球的運(yùn)動(dòng)是不可逆的，

24、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(shí)才和軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。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(duì)轉(zhuǎn)速很高（約為兩倍左右）。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這點(diǎn)。齒輪與軸之間的軸承可以用滾動(dòng)軸承也可以用滑動(dòng)軸承。滑動(dòng)軸承在一些性能和維修上不如滾動(dòng)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(rùn)滑。7.4 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)

25、，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877。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766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，

26、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。7.5 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

27、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)的過濾部分。一般尺寸花鍵的滾刀直徑為6585。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

28、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、中或重系列軸承來達(dá)

29、到支撐孔直徑的安排要求。兩孔間的最小壁厚，不得小于510，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。7.6 主軸組件設(shè)計(jì)

30、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。7.6.1 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。1） 內(nèi)孔直徑銑床床主軸由于要夾緊刀柄，安裝自動(dòng)卡緊機(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

31、孔用來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。選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇?，一般推薦?。?=35，跨距小時(shí)，軸承變形對(duì)軸端變形的影響大。所以，軸承剛度小時(shí)，應(yīng)選大值，軸剛度差時(shí)，則取小值?？缇嗟拇笮?，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。7.6.2 主軸軸承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。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