數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說明

1、 .數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要本文研究的主要是數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，這類主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可用于對普通車床的改造，以適應(yīng)當(dāng)前我國機(jī)床工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 本文完成的設(shè)計(jì)主要包括根據(jù)一些原始數(shù)據(jù)（其中包括機(jī)床的類型、規(guī)格等）結(jié)合實(shí)際條件和情況對車床一些參數(shù)進(jìn)行擬定，再根據(jù)擬定的參數(shù)，進(jìn)行傳動(dòng)方案的比較，確定傳動(dòng)方案。然后計(jì)算各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比與齒輪齒數(shù)，再估算齒輪的模數(shù)和各軸的軸徑，并對齒輪和軸的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行校核。除此之外，還要對箱體的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，一些零件的選型，如電磁離合器的選擇等，從而完成對整個(gè)主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞數(shù)控車床;主傳動(dòng)系統(tǒng);系統(tǒng)設(shè)計(jì)不要?jiǎng)h除行尾的

2、分節(jié)符，此行不會(huì)被打印26 / 28目錄摘要I第1章 緒論1第2章 總體設(shè)計(jì)方案擬定22.1 擬定主運(yùn)動(dòng)參數(shù)22.2 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)22.3 動(dòng)力計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)22.4 軸和齒輪的驗(yàn)算22.5 主軸變速箱裝配設(shè)計(jì)2第3章 參數(shù)擬定33.1 車床主參數(shù)(規(guī)格尺寸)和基本參數(shù)33.2 各級轉(zhuǎn)速的確定3第4章 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)44.1 主傳動(dòng)擬定方案44.2 傳動(dòng)方案的比較44.2.1 采用單速電機(jī)44.2.2 采用雙速電機(jī)54.3 各級傳動(dòng)比的計(jì)算64.4 各軸轉(zhuǎn)速的確定方法84.4.1軸的轉(zhuǎn)速84.4.2 中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速84.5 轉(zhuǎn)速圖擬定8第5章 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)105.1 帶輪與帶的計(jì)算105.2 齒

3、輪的計(jì)算115.2.1 確定齒輪齒數(shù)和模數(shù)（查表法）115.2.2 確定齒輪的齒數(shù)和模數(shù)（計(jì)算法）并校核135.2.3 齒輪的精度設(shè)計(jì)；15第6章 主軸變速箱的裝配設(shè)計(jì)196.1 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)196.2 設(shè)計(jì)的方法(以軸的布置為例)19結(jié)論22參考文獻(xiàn)23致24千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行第1章 緒論這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我所從事設(shè)計(jì)的課題是CA6140數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與典型零件的數(shù)控加工。此類數(shù)控車床屬于經(jīng)濟(jì)型中檔精度機(jī)床，這類機(jī)床的傳動(dòng)要求采用手動(dòng)與電控雙操縱方式，

4、在一定圍實(shí)現(xiàn)電控變速?？傮w的設(shè)計(jì)方案就是對傳動(dòng)方案進(jìn)行比較，繪出轉(zhuǎn)速圖，對箱體與部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括軸和齒輪的設(shè)計(jì)、校核等。為什么要設(shè)計(jì)此類數(shù)控車床呢？因?yàn)殡S著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國制造業(yè)領(lǐng)域涌現(xiàn)出了許多私營企業(yè)，這些企業(yè)的規(guī)模普遍不大，沒有太多的資本。一些全功能數(shù)控系統(tǒng)，其功能雖然豐富，但成本高，對于這些中小型企業(yè)來說購置困難，但是中小型企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn)，希望對原有機(jī)床進(jìn)行改造，進(jìn)行數(shù)控化、自動(dòng)化，以提高生產(chǎn)效率。我國機(jī)床工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀是機(jī)床擁有量大、工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，突出的任務(wù)就是用較少的資金迅速改變機(jī)械工業(yè)落后的生產(chǎn)面貌，使之盡可能提高自動(dòng)化程度，保證加工質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高經(jīng)濟(jì)

5、效益。我國是擁有300多萬臺機(jī)床的國家，而這些機(jī)床又大量是多年累積生產(chǎn)的通用機(jī)床，自動(dòng)化程度低，要想在近幾年用自動(dòng)和精密設(shè)備更新現(xiàn)有機(jī)床，不論是資金還是我國機(jī)床廠的能力都是辦不到的。因此，普通機(jī)床的數(shù)控改造，大有可為。它適合我國的經(jīng)濟(jì)水平、教育水平和生產(chǎn)水平，已成為我國設(shè)備技術(shù)改造主要方法之一。總體的設(shè)計(jì)方案就是對傳動(dòng)方案進(jìn)行比較，繪出轉(zhuǎn)速圖，對箱體與部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括軸和齒輪的設(shè)計(jì)、校核等。設(shè)計(jì)時(shí)一要注意設(shè)計(jì)的科學(xué)性和條理性，另一點(diǎn)就是要注意和實(shí)際的結(jié)合。設(shè)計(jì)的依據(jù)主要是以經(jīng)驗(yàn)或類比為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)(經(jīng)驗(yàn))設(shè)計(jì)方法。作為一名尚未畢業(yè)的大學(xué)生，經(jīng)驗(yàn)自然是我們所欠缺的，所以除了老師的指導(dǎo)，最主要的

6、就是借鑒書上的設(shè)計(jì)方法。書上雖然不會(huì)有完全一樣的示例，但一些其他類型的主軸箱設(shè)計(jì)方法在這個(gè)課題上同樣適用，適用也只是大體上的適用，具體到一些細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)就需我們自己查設(shè)計(jì)手冊了。比如說其中涉與到電磁離合器的設(shè)計(jì)就需自己解決。從小處講，指對設(shè)計(jì)的機(jī)床零部件的制造、裝配和維修要進(jìn)行認(rèn)真的、切實(shí)的考慮和分析，對推薦的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和資料要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行取舍。通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，了解和掌握結(jié)合實(shí)際、綜合思考的設(shè)計(jì)方法。第2章 總體設(shè)計(jì)方案擬定2.1 擬定主運(yùn)動(dòng)參數(shù)機(jī)床設(shè)計(jì)的初始，首先需要確定有關(guān)參數(shù)，它們是傳動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)，影響到產(chǎn)品是否能滿足所需要的功能要求。根據(jù)擬定的參數(shù)、規(guī)格和其他特點(diǎn)，了解典型工藝

7、的切削用量，了解極限轉(zhuǎn)速、和級數(shù)Z、主傳動(dòng)電機(jī)功率N。2.2 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)根據(jù)擬定的參數(shù)，通過結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖的分析，確定傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖。傳動(dòng)方案有多種，傳動(dòng)型式更是式樣眾多，比如：傳動(dòng)型式上有集中傳動(dòng)的主軸變速箱。分離傳動(dòng)的主軸箱與變速箱；擴(kuò)大變速圍可以用增加傳動(dòng)組數(shù)，也可用背輪機(jī)構(gòu)、分支傳動(dòng)等型式；變速型式上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。然后計(jì)算各傳動(dòng)比與齒輪的齒數(shù)。2.3 動(dòng)力計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)估算齒輪模數(shù)m和軸頸d，選擇和計(jì)算離合器。將各傳動(dòng)件與其它零件在展開圖和剖面圖上做初步的安排、布置和設(shè)計(jì)。2.4 軸和齒輪的驗(yàn)算在結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，對一根傳動(dòng)軸和齒輪的

8、剛度、強(qiáng)度進(jìn)行校核。2.5 主軸變速箱裝配設(shè)計(jì)主軸變速箱裝配圖是以結(jié)構(gòu)草圖為“底稿”，進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪制的。圖上各零部件要表達(dá)清楚，并標(biāo)明尺寸和配合。第3章 參數(shù)擬定3.1 車床主參數(shù)(規(guī)格尺寸)和基本參數(shù)此經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床是由C6140普通車床改裝而來，此數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速可分高低兩檔,共有12級轉(zhuǎn)速：其中高低兩檔各有6級轉(zhuǎn)速，低速檔時(shí)=340/,=45r/min;高速檔時(shí)=1800 r/min，=235 r/min；此車床床身上最大回轉(zhuǎn)直徑為400mm,主軸端部型式為C6；主軸通孔直徑為65 mm；主軸孔錐度為公制70；采用雙速電機(jī):其中 電機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率分別為1000/1500 r/min，4

9、/5.5KW。3.2 各級轉(zhuǎn)速的確定已知主軸的轉(zhuǎn)速分為12級，又分為高低兩檔，其中高檔最大轉(zhuǎn)速為1800r/min，最小轉(zhuǎn)速為235 r/min；R1=/=1800/235=7.66R=1當(dāng)機(jī)床處于低速檔時(shí),主軸共有6級，轉(zhuǎn)速圍=7.556=，即=1.499，取=1.449,已知=45,查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表(見參考文獻(xiàn)1第6頁).=45,就可每隔六個(gè)數(shù)取得一個(gè)數(shù),得低速檔的6級轉(zhuǎn)速分別為45,67,103,154,230,340 r/min;當(dāng)車床處于高速檔時(shí), 主軸共有6級，轉(zhuǎn)速圍 =7.659=，即=1.50,取=1.50,已知=1800 .=1800, 就可每隔六個(gè)數(shù)取得一個(gè)數(shù),得高速檔的6級轉(zhuǎn)

10、速分別為236,354,543,815,1200,1800 r/min。第4章 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)4.1 主傳動(dòng)擬定方案擬定傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)型式的選擇以與開停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確定。傳動(dòng)型式則指傳動(dòng)和變速的元件、機(jī)構(gòu)以與其組成、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、性能與經(jīng)濟(jì)性等多方面統(tǒng)一考慮。4.2 傳動(dòng)方案的比較4.2.1 采用單速電機(jī)已知變速級數(shù)為Z=12。確定傳動(dòng)組與各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目。級數(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Z1、Z2、Z3、.各傳動(dòng)副，即

11、Z=Z1Z2Z3傳動(dòng)副數(shù)由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為合適，即變速級數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子 Z=×3。方案一12=2×3×2傳動(dòng)齒輪數(shù)目2×（2+3+2）=14。軸向尺寸為15b。傳動(dòng)軸數(shù)目為4根。操縱機(jī)構(gòu)較為簡單：兩個(gè)滑移齒輪和一個(gè)三聯(lián)滑移齒輪，可單獨(dú)也可集中操縱。方案二 12=3×4傳動(dòng)齒輪數(shù)目2×（3×4）=14個(gè)。軸向尺寸為19b。傳動(dòng)軸數(shù)目為3根。操縱機(jī)構(gòu)較復(fù)雜：四聯(lián)滑移齒輪作為整體式，滑移長度為12b；如拆為2個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪，需要有自鎖，以保證只有一個(gè)齒輪副嚙合。相比之下，還是傳動(dòng)副數(shù)分別為2，3，2的三個(gè)傳動(dòng)組方案為優(yōu)

12、。4.2.2 采用雙速電機(jī)車床上，有時(shí)采用雙速電機(jī)，雙速電機(jī)的轉(zhuǎn)速比：=2，傳動(dòng)系統(tǒng)的公比應(yīng)當(dāng)是2的整次方根，本設(shè)計(jì)中的雙速電機(jī)的公比=1.41。這時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變換起著系統(tǒng)中第一擴(kuò)大傳動(dòng)組的作用相應(yīng)基本組的傳動(dòng)級數(shù)應(yīng)為2，這樣使傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡化。本設(shè)計(jì)是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，采用電控和手動(dòng)兩種方式，為了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，本設(shè)計(jì)采用雙速電機(jī)。4.3 各級傳動(dòng)比的計(jì)算假設(shè)結(jié)構(gòu)如圖：由于已經(jīng)設(shè)計(jì)了各軸之間的相對位置關(guān)系，由傳動(dòng)系統(tǒng)草圖知共有六個(gè)傳動(dòng)比。分別設(shè)齒輪1和齒輪4之間的傳動(dòng)比為,齒輪2和齒輪5之間的傳動(dòng)比為,齒輪8和齒輪9之間的傳動(dòng)比為 ,齒輪3和齒輪6之間的傳動(dòng)比為,齒輪7和齒輪10之間的傳

13、動(dòng)比為,帶輪傳動(dòng)比為。設(shè)其中<<。當(dāng)處于低檔時(shí)，手動(dòng)操作使得齒輪8和齒輪9嚙合。當(dāng)中間的電磁離合器得電，齒輪2和齒輪5之間嚙合，當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速最小，為45或67 r/min。可得 ×××1000=45r/min×××1500=67 r/min當(dāng)左側(cè)的電磁離合器得電，齒輪3和齒輪6之間嚙合，當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速最大，為226或340 r/min?？傻?×××1000=230 r/min×××1500=340 r/min當(dāng)右側(cè)的電磁離合器得電，齒輪1和齒輪4之間嚙合，當(dāng)時(shí)的

14、主軸轉(zhuǎn)速為100或150可得 ×××1000=100 r/min×××1500=150 r/min當(dāng)處于高檔時(shí)，手動(dòng)操作使得齒輪7和齒輪10嚙合當(dāng)中間的電磁離合器得電，齒輪2和齒輪5之間嚙合，當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速最小，為236或354可得 ×××1000=235 r/min×××1500=354 r/min當(dāng)左側(cè)的電磁離合器得電，齒輪3和齒輪6之間嚙合，當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速最大，為1200或1800可得 ×××1000=1200 r/min×

15、15;×1500=1800 r/min當(dāng)右側(cè)的電磁離合器得電，齒輪1和齒輪4之間嚙合，當(dāng)時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為543或816可得 ×××1000=543 r/min×××1500=815 r/min由這6各方程聯(lián)列可解得0.3226 0.7447 1.64520.2576 1.3659 0.534傳動(dòng)比的選用時(shí)，應(yīng)注意的幾個(gè)問題，充分使用齒輪副的極限傳動(dòng)比=1/4，=2，雖然可以最大限度地獲得變速箱圍或減少傳動(dòng)件數(shù)，但會(huì)導(dǎo)致齒輪和箱體尺寸過大，齒輪線速度增大，容易產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，要求精度提高。在實(shí)踐中，往往不采用降速很小、升速很大的

16、傳動(dòng)比，特別是中間軸的傳動(dòng)。因此，從系統(tǒng)的角度考慮，寧可適當(dāng)增加串聯(lián)傳動(dòng)組的數(shù)目，或者用并聯(lián)式的分支傳動(dòng)滿足變速圍的要求，而避免用極限傳動(dòng)比的傳動(dòng)副。4.4 各軸轉(zhuǎn)速的確定方法由傳動(dòng)比和電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以計(jì)算出各軸的轉(zhuǎn)速。4.4.1 軸的轉(zhuǎn)速軸從電機(jī)得到運(yùn)動(dòng)，經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成各級轉(zhuǎn)速。電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速和主軸最高轉(zhuǎn)速應(yīng)相接近。顯然，從傳動(dòng)件在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下恒功率工作時(shí)所受扭矩最小來考慮，軸不宜將電機(jī)轉(zhuǎn)速降得太低。但如果軸上裝有摩擦離合器一類部件時(shí)，高速下摩擦損耗、發(fā)熱都將成為突出矛盾，因此，軸轉(zhuǎn)速也不宜太高車床的軸轉(zhuǎn)速一般取7001000 r/min左右比較合適。另外也要注意到電機(jī)與軸的傳動(dòng)方式，如用帶輪

17、傳動(dòng)時(shí)，降速比不宜太大，和主軸尾部可能干涉。4.4.2 中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速對于中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速的考慮原則是：妥善解決結(jié)構(gòu)尺寸大小與噪音、振動(dòng)等性能要求之間的矛盾。中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速較高時(shí)，中間傳動(dòng)軸和齒輪承受扭矩小，可以使軸徑和齒輪模數(shù)小些，從而可以使結(jié)構(gòu)緊湊。但是，這將引起空載功率和噪音加大。從經(jīng)驗(yàn)知：主軸轉(zhuǎn)速和中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況作相應(yīng)修正：1、對于功率較大的重切削機(jī)床，一般主軸轉(zhuǎn)速較低，中間軸的轉(zhuǎn)速適當(dāng)取高一些對減小結(jié)構(gòu)尺寸的效果較明顯。2、對高速輕載或精密機(jī)床，中間軸轉(zhuǎn)速宜取低一些。3、控制齒輪圓周速度，在此條件下，可適當(dāng)選用較高的中間軸轉(zhuǎn)速。4.5 轉(zhuǎn)速圖擬定運(yùn)動(dòng)參數(shù)確定以

18、后，主軸各級轉(zhuǎn)速就已經(jīng)知道了，而且根據(jù)設(shè)計(jì)出來的各級齒輪的傳動(dòng)比，這樣就可以擬定主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速圖，使主運(yùn)動(dòng)逐漸具體化。第5章 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 帶輪與帶的計(jì)算選用V帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的額定功率P = 4/5.5 KW,轉(zhuǎn)速n1 = 1000/1500r/min傳動(dòng)比i =1.9一天的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間10h.現(xiàn)以P=5.5KW和n1=1500r/min進(jìn)行計(jì)算。1.確定計(jì)算功率P d由機(jī)械設(shè)計(jì)表76工作情況系數(shù)查得工作情況系數(shù)K A = 1.3,故：P d = K A P = 1.3 × 5.5 = 7.15 KW2.選取V帶帶型根據(jù)P d、n 1由機(jī)械設(shè)計(jì)圖7.11窄V帶選型圖確定選用B型。3

19、.確定帶輪基準(zhǔn)直徑由機(jī)械設(shè)計(jì)表7.7帶輪的最小基準(zhǔn)直徑和7.2帶輪的基準(zhǔn)直徑系列取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑d d1 = 125 mm從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑d d2。d d2 = i d d1 = 1.9 × 125 =237.5 mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表7.3V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列，取d d2 = 250 mm,其傳動(dòng)誤差. 故可用4.驗(yàn)算帶的速度所以帶的速度合適。5.確定窄V帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距min = 0.7（d d1 + d d2）= 0.7 ×（125 + 250） = 262.5mmmax = 2 (d d1 + d d2 ) = 2 ×（125 +250） = 750 m

20、m因要求結(jié)構(gòu)緊湊,初步確定中心距0 =400 mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式（7.4）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度由機(jī)械設(shè)計(jì)7.2V帶的基準(zhǔn)長度系列選帶的基準(zhǔn)長度 Ld = 1400mm按機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)際中心距a6.計(jì)算窄V帶的根數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)式（7.23）知取單根V帶所能傳遞的功率為計(jì)算功率增量得得故得5.2 齒輪的計(jì)算5.2.1 確定齒輪齒數(shù)和模數(shù)（查表法）可以用計(jì)算法或查表法確定齒輪齒數(shù)，后者更為簡便。根據(jù)上面計(jì)算的傳動(dòng)比和初步定出的小齒輪齒數(shù)，查表即可求出齒輪副齒數(shù)之和，再減得大齒輪的齒數(shù)。用查表法求軸和軸上的齒輪的齒數(shù)和模數(shù)常用傳動(dòng)比的適用齒數(shù)（小齒輪）（見參考書1第20頁）。選取時(shí)應(yīng)注意：不產(chǎn)生根切。一

21、般取Zmin1820；保證強(qiáng)度和防止熱變形過大，齒輪齒根圓到鍵槽的壁厚2m,一般取5mm則 Zmin6.5+2T/m。同一傳動(dòng)組的各對齒輪副的中心距應(yīng)當(dāng)相等。若模數(shù)一樣，則齒數(shù)和亦應(yīng)相等。但由于傳動(dòng)比的要求，尤其是在傳動(dòng)中使用了公用齒輪后，常常滿足不了上述要求。機(jī)床上可用修正齒輪，在一定圍調(diào)整中心距使其相等。但修正量不能太大，一般齒數(shù)差不能超過34個(gè)齒。防止各種碰撞和干涉。三聯(lián)滑移齒輪的相鄰兩齒輪的齒數(shù)差應(yīng)大于4。所以，可以假設(shè)其中最小的齒輪2齒數(shù)為20，而且由上可知，齒輪2和齒輪5之間的傳動(dòng)比為3.1，查常用傳動(dòng)比的適用齒數(shù)（小齒輪）表，可找到最接近的傳動(dòng)比為3.15，當(dāng)時(shí)的齒數(shù)之和為82。

22、可得大齒輪齒數(shù)為62。齒輪模數(shù)的估算按接觸疲勞和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)比較復(fù)雜,而且有些系數(shù)只有在齒輪各參數(shù)都已經(jīng)知道后方可確定,所以只在草圖畫完之后校核用。在畫草圖之前，先估算，再選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)。齒輪彎曲疲勞的估算：32mm 其中N-計(jì)算齒輪傳遞的額定功率N=×N齒輪點(diǎn)蝕的估算：A370mm其中為大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速,A為齒輪中心距。由中心距A與齒數(shù)z1、z2求出模數(shù)：根據(jù)估算所得和中較大得值,選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)以齒輪2和齒輪5為例=×n=1500×0.534=801 r/minN=5.5×0.95=5.225kw321.509A37069.133mm

23、1.686 所以,根據(jù) 選取,為了保證模數(shù)一定滿足要求,假設(shè)齒輪2和齒輪5的模數(shù)為3由此可知,輸入軸1和傳動(dòng)軸2之間的中心距為A=123mm 同理且根據(jù)1軸和2軸之間的距離始終為123mm,可得出1軸和2軸之間其余的齒輪的齒數(shù)和模數(shù) 分別為 z1=35 m1=3z4=47 m4=3z3=51 m3=3z6=31 m6=35.2.2 確定齒輪的齒數(shù)和模數(shù)（計(jì)算法）并校核設(shè)計(jì)時(shí)采用最高轉(zhuǎn)速，即齒輪10的轉(zhuǎn)速為1800r/min,已知該組齒輪傳遞的功率為5.5KW,已知傳動(dòng)比為0.2576,假設(shè)齒輪對稱布置,使用壽命為8年,每年以300工作日計(jì),兩班制,中等沖擊,齒輪單向回轉(zhuǎn)。1、齒輪的材料、精度和

24、齒數(shù)選擇因傳遞功率不大、轉(zhuǎn)速不高、材料按表7-1選取，都采用55鋼，鍛造毛坯，大齒輪正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。齒輪精度用6級，軟齒表面粗糙度為1.6。軟齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為點(diǎn)蝕，考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性，取齒輪8的齒數(shù)為17，則齒輪9為17/0.2576=662、設(shè)計(jì)計(jì)算（1）、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。（2）、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)=9.55選取材料的接觸疲勞極限應(yīng)力為:,選取材料的彎曲疲勞極限應(yīng)力為:,應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由式(7-3)計(jì)算=接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù),1.02彎曲疲勞壽命系數(shù),1,接觸疲勞安全系數(shù)1,彎曲疲勞安全系數(shù)1.4,又=2.0,試選1.3由

25、前面的式子求得許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力將有關(guān)值代入式子 得=59.17 則1.44得;由表7-3查得;由表7-4查得;取;則修正取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)3校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度得取校核大小齒輪的彎曲強(qiáng)度所以，初選的齒輪齒數(shù)和計(jì)算出的模數(shù)符合要求。求得齒輪8和9的齒數(shù)和模數(shù)分別為z8=17 m8=3.5 z9=66 m9=3.5其中齒輪8的齒數(shù)為17，有可能會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象，所以要修正齒輪，用變位修正法求得8齒輪的變位系數(shù)為+0.218。用同樣的方法可以求得其他齒輪的變位系數(shù)。5.2.3 齒輪的精度設(shè)計(jì)；1、確定齒輪的精度等級；2、齒輪誤差檢驗(yàn)組的選擇與其公差值的確定；3、計(jì)算齒輪副側(cè)隙和確定齒厚極限偏差代號；

26、4、確定齒坯公差和表面粗糙度；5、公法線平均長度極限偏差的換算；6、繪制齒輪零件圖。以齒輪9為例：齒數(shù)為66，模數(shù)為3.5,變位系數(shù)為0。確定齒輪的精度等級對于如此要求高的齒輪采用6級精度。齒輪誤差檢驗(yàn)組的選擇與其公差值的確定該齒輪屬中等精度，且為批量生產(chǎn)查表12-3選定、組成檢驗(yàn)方案。根據(jù)與得公差值：第公差組 第公差組 ±第公差組 計(jì)算齒輪副側(cè)隙和確定齒厚極限偏差代號代號 計(jì)算齒輪副的最小極限側(cè)隙 由表12-10按油池潤滑和查得6 根據(jù)齒輪和箱體的材料，從材料手冊上查得，鋼和鑄鐵的線膨脹系數(shù)分別為 ， 。傳遞的中心距所以，確定齒厚極限偏差代號齒厚上偏差 由式（12-15）式中前面已

27、查得由表12-14按6級精度查得由表12-17按145.5，6級精度查得 ，所以，代入數(shù)據(jù)得，因?yàn)?±得齒厚的上偏差代號為G，因此齒厚下偏差可知查表12-13，6級精度齒輪，查表12-11，所以由圖12-29或表12-9查得齒厚下偏差代號為K，因此至此，小齒輪的精度為：6GK GB10095-88確定齒坯公差、表面粗糙度齒輪孔是加工、檢驗(yàn)與安裝的定位基準(zhǔn)，對6級精度的齒輪，由表12-18查得：孔尺寸公差為IT7，孔直徑為85mm,偏差按基準(zhǔn)孔H選取，即齒輪孔的下偏差為0，上偏差為+0.022。孔的形狀公差按6級決定或遵守包容原則。定位端面的端面圓跳動(dòng)公差由表12-19查得為0.014

28、mm。齒頂圓只作為切齒加工的找正基準(zhǔn)，不作為檢驗(yàn)基準(zhǔn)，故其公差選用IT11，齒頂圓直徑，偏差按基準(zhǔn)軸h選取,即下偏差為-0.290，上偏差為0。齒輪的表面粗糙度按7級查表12-20，各表面粗糙度分別為：齒面=1.6,孔=1.6,基準(zhǔn)端面=3.2,齒頂圓=6.3。第6章 主軸變速箱的裝配設(shè)計(jì)箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì):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）。6.1 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)主軸變速箱是機(jī)床的主要部件。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:(1)精度:車床主軸部件要求比較高的精度。如：主軸的徑向跳動(dòng)0.01mm;主軸的軸向竄動(dòng)0.01

29、mm。(2)剛度和抗振性:綜合剛度（主軸與刀架之間的作用力與相對變形之比）： N/mm;其中D為最大回轉(zhuǎn)直徑mm。(3)傳動(dòng)效率的要求：等級1 效率0.85 等級2 效率0.8 等級3 效率為0.75(4)主軸前軸承處溫度和溫升應(yīng)控制在一定圍，噪音也應(yīng)控制在一定圍之： 等級1 dB78 等級2 dB80 等級3 dB83結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單、緊湊，加工和裝配工藝性好，便于維修和調(diào)整。操作方便，安全可靠。遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則。6.2 設(shè)計(jì)的方法(以軸的布置為例)主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于是整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。由于結(jié)構(gòu)比較復(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。在畫正式圖之前，最好能先畫草圖。目的是

30、：布置傳動(dòng)件與選擇結(jié)構(gòu)方案。檢驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無相互干涉，碰撞或其它不合理的情況，以便與時(shí)改正。確定傳動(dòng)軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以與各軸的相對位置，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)。為達(dá)到上述目的，草圖的主要輪廓尺寸和零件之間的相對位置尺寸一定要畫得準(zhǔn)確，細(xì)部結(jié)構(gòu)可不必畫出。各部分結(jié)構(gòu)經(jīng)過反復(fù)推敲修改，經(jīng)過必要得驗(yàn)算，確定了結(jié)構(gòu)方案以后，才能開始畫正式裝配圖。展開圖和橫截面圖應(yīng)該盡量交叉進(jìn)行，這樣容易與時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)特點(diǎn):機(jī)床的傳動(dòng)軸，廣泛采用滾動(dòng)軸承作支承。軸上要安排齒輪，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

31、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心線間的平行度等裝配與加工誤差也會(huì)引起上述問題。軸的結(jié)構(gòu)傳動(dòng)軸可以是光軸也可以是花鍵軸。軸的空間布置軸系布置的一般程序是：先確定主軸在變速箱中的位置，在確定傳動(dòng)軸的軸以與與主軸上的齒輪有嚙合的關(guān)系的軸，第三步確定電動(dòng)機(jī)軸或運(yùn)動(dòng)輸入軸（1軸）的位置，最后確定其他各傳動(dòng)軸的位置。車床主軸1、垂直方向（高度）H=1/2D-由車床主參數(shù)D決定。2水平方向ab主軸中心在尾架導(dǎo)軌中間，也有稍偏向前導(dǎo)軌的，也有偏向后導(dǎo)軌的，為降低床身導(dǎo)軌的變形，切削力的方向盡可能在前、后導(dǎo)軌之間，

32、主軸中心越往后越好；但從便于裝卸工件、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的角度講，主軸中心越往前越好。一般中型車床取尾架導(dǎo)軌中央或稍偏后，這樣，既便于操作，又可使切削力均勻地作用于刀架地兩導(dǎo)軌面上。傳動(dòng)主軸的軸由于切削力P切和轉(zhuǎn)動(dòng)力P齒的作用，主軸與其軸承將產(chǎn)生變形。從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析，中型車床主軸部件的變形與其組成比為：主軸本身變形約占45至65%，主軸軸軸承的變形約占30至45%，軸承的支承件（箱體）變形很少。因此，可以認(rèn)為主軸部件的剛度主要取決于主軸與其軸承。然而，主軸傳動(dòng)齒輪與其嚙合的齒輪之間不同的位置，將致使主軸與其主軸軸承承受力有著很大上午變化。通過分析兩種極限情況，就可以了解一般情況下的主軸部件受力和變

33、形方法，以選擇和確定合適的主軸上齒輪傳動(dòng)力的位置和方向。軸（輸入軸）的位置1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)裝。2 摩擦離合器或摩擦式制動(dòng)器，需要考慮便于冷卻與潤滑，離主軸部件要遠(yuǎn)一些，以減少由于摩擦發(fā)熱對主軸部件熱變形的影響。3軸的端部常裝有皮帶輪，而主軸尾端外伸，有可能裝自動(dòng)卡盤的操縱氣缸或油缸，布置軸位置時(shí)，必須保證兩者不會(huì)相碰，軸上帶輪外緣不能高出箱體，以免影響外觀。綜述以上各點(diǎn)，車床上軸一般多安排在變速箱后壁靠近箱蓋處。中間各傳動(dòng)軸的位置:主軸和軸位置既定，中間各傳動(dòng)軸位置即可按傳動(dòng)順序進(jìn)行安排，應(yīng)考慮滿足以下要求：(1)裝有離合器的軸：要便于裝調(diào)、維修和潤滑。(2)裝有制動(dòng)裝置的軸：要便于裝調(diào)、維修，該軸應(yīng)布置在靠近箱蓋或箱壁處，同時(shí)還應(yīng)考慮與起、