X52K型立式銑床立銑頭畢業(yè)設(shè)計教學(xué)教材

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。X52K型立式銑床立銑頭畢業(yè)設(shè)計題目X52K型立式銑床立銑頭設(shè)計學(xué)生姓名ee學(xué)號ee所在學(xué)院機械工程學(xué)院專業(yè)班級ee指導(dǎo)教師ee_完成地點校內(nèi)_2012年6月18日X52K型立式銑床立銑頭設(shè)計ee（ee）指導(dǎo)教師：ee摘要隨著制造業(yè)的發(fā)展，高速度、高效率、高精度和高剛度已經(jīng)成為當(dāng)今機床發(fā)展的主要方向。為了滿足當(dāng)前機床市場的需要，銑床已經(jīng)成為了當(dāng)今機械行業(yè)一個重要的發(fā)展趨勢，特別是在工業(yè)制造，加工過程中有著舉足輕重的地位。設(shè)計的題目是設(shè)計x52k立式銑床立銑頭設(shè)計。其主要講述的是x52k立式銑床立銑頭的總

2、體設(shè)計。該銑床主軸是靠齒輪進(jìn)行傳動的。主軸傳動系統(tǒng)采用齒輪傳動，傳動形式采用集中式傳動，主軸變速系統(tǒng)采用多聯(lián)滑移齒輪變速。齒輪傳動具有傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠、壽命長，傳動比準(zhǔn)確等優(yōu)點，齒輪機構(gòu)是現(xiàn)代機械中應(yīng)用最廣泛的傳動機構(gòu)，用于傳遞空間任意兩軸或多軸之間的運動和動力。關(guān)鍵詞銑床進(jìn)給轉(zhuǎn)速圖傳動系統(tǒng)圖立銑頭裝配圖X52KverticalmillingmachinelegislationXitouee（ee）tutor:ee【Abstract】Withthedevelopmentofthemanufacturingsector,high-speed,highefficiency,highp

3、recisionandhighrigidityofthecurrentmachinehasbecomethemaindirection.Inordertomeettheneedsofthemarketatpresentmachine,millingmachinehasbecometodaysmachineryindustryanimportantdevelopmenttrend,especiallyintheindustrialmanufacturing,processingisapivotalposition.Designisthesubjectoflegislationdesignedx5

4、2kXitouverticalmillingmachinedesign.Themainx52kisontheverticalmillingmachinelegislationXitoutheoveralldesign.Themainaxismillingmachineisrelyingonthepowertransmissiongear.Spindledrivesystemusinggeartransmission,transmissionusingcentralizedformoftransmission,multi-spindletransmissionsystemofslidinggea

5、rtransmission.Geartransmissionwithhighefficiency,compact,reliable,longlifeandaccuratetransmissionthantheadvantagesofmodernmachineryisgearingtheapplicationofthemostextensivetransmissionmechanismforthetransferofspaceoranymulti-axisbetweenthetwoaxesofmovementandMomentum.【Keywords】MillingmachineProgress

6、iveplanstospeedTransmissionSystemplans目錄TOCo1-3hzuHYPERLINKl_Toc3274241501前言PAGEREF_Toc327424150h1HYPERLINKl_Toc3274241511.1.概述PAGEREF_Toc327424151h1HYPERLINKl_Toc3274241521.2.X52k立式升降臺銑床其主要組成部分PAGEREF_Toc327424152h1HYPERLINKl_Toc3274241531.2.1.銑頭PAGEREF_Toc327424153h1HYPERLINKl_Toc3274241541.2.2.主軸

7、PAGEREF_Toc327424154h2HYPERLINKl_Toc3274241551.2.3.工作臺PAGEREF_Toc327424155h2HYPERLINKl_Toc3274241561.2.4.床鞍PAGEREF_Toc327424156h2HYPERLINKl_Toc3274241571.2.5.升降臺PAGEREF_Toc327424157h2HYPERLINKl_Toc3274241581.3.X52K型立式銑床立銑頭設(shè)計PAGEREF_Toc327424158h2HYPERLINKl_Toc3274241591.4.國內(nèi)外機床的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢PAGEREF_Toc327

8、424159h3HYPERLINKl_Toc3274241601.4.1.發(fā)展現(xiàn)狀PAGEREF_Toc327424160h3HYPERLINKl_Toc3274241611.4.2.發(fā)展趨勢PAGEREF_Toc327424161h4HYPERLINKl_Toc3274241622.銑床與銑刀分類PAGEREF_Toc327424162h62.1.銑床分類HYPERLINKl_Toc327424163PAGEREF_Toc327424163h6HYPERLINKl_Toc3274241642.1.1.臥式銑床PAGEREF_Toc327424164h6HYPERLINKl_Toc327424

9、1652.1.2.立式銑床PAGEREF_Toc327424165h6HYPERLINKl_Toc3274241662.1.3.龍門銑床PAGEREF_Toc327424166h6HYPERLINKl_Toc3274241672.1.4.萬能工具銑床PAGEREF_Toc327424167h7HYPERLINKl_Toc3274241682.1.5.圓臺銑床PAGEREF_Toc327424168h7HYPERLINKl_Toc3274241692.1.6.順銑機構(gòu)PAGEREF_Toc327424169h8HYPERLINKl_Toc3274241702.2.銑刀分類PAGEREF_Toc3

10、27424170h9HYPERLINKl_Toc3274241712.2.1.按不同用途分類PAGEREF_Toc327424171h9HYPERLINKl_Toc3274241722.2.3.按刀齒數(shù)目分類PAGEREF_Toc327424172h11HYPERLINKl_Toc3274241732.2.4.按刀齒齒背形式分類PAGEREF_Toc327424173h11HYPERLINKl_Toc3274241743銑床附件及夾具PAGEREF_Toc327424174h13HYPERLINKl_Toc3274241753.1.銑床常用附件PAGEREF_Toc327424175h13HY

11、PERLINKl_Toc3274241763.1.1.平口鉗PAGEREF_Toc327424176h13HYPERLINKl_Toc3274241773.1.2.回轉(zhuǎn)工作臺PAGEREF_Toc327424177h13HYPERLINKl_Toc3274241783.1.3.立銑頭PAGEREF_Toc327424178h13HYPERLINKl_Toc3274241793.1.4.萬能分度頭PAGEREF_Toc327424179h13HYPERLINKl_Toc3274241803.2.銑床夾具PAGEREF_Toc327424180h14HYPERLINKl_Toc3274241813

12、.2.1.分度頭的結(jié)構(gòu)PAGEREF_Toc327424181h14HYPERLINKl_Toc3274241823.2.2.主軸PAGEREF_Toc327424182h14HYPERLINKl_Toc3274241833.2.3.本體PAGEREF_Toc327424183h14HYPERLINKl_Toc3274241843.2.4.支座PAGEREF_Toc327424184h14HYPERLINKl_Toc3274241853.2.5.端蓋PAGEREF_Toc327424185h15HYPERLINKl_Toc3274241863.2.6.分度盤PAGEREF_Toc3274241

13、86h15HYPERLINKl_Toc3274241873.2.7.蝸輪副間隙調(diào)整及蝸桿脫落機構(gòu)PAGEREF_Toc327424187h15HYPERLINKl_Toc3274241883.2.8.主軸鎖緊機構(gòu)PAGEREF_Toc327424188h15HYPERLINKl_Toc3274241893.3.分度頭的傳動系統(tǒng)PAGEREF_Toc327424189h15HYPERLINKl_Toc3274241903.3.1.分度頭的分度方法PAGEREF_Toc327424190h16HYPERLINKl_Toc3274241914.傳動件的設(shè)計PAGEREF_Toc327424191h2

14、0HYPERLINKl_Toc3274241924.1.傳動裝置的設(shè)計PAGEREF_Toc327424192h20HYPERLINKl_Toc3274241934.1.1.分析擬定傳動方案PAGEREF_Toc327424193h20HYPERLINKl_Toc3274241944.1.2.選擇電動機PAGEREF_Toc327424194h21HYPERLINKl_Toc3274241954.2.進(jìn)給轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖的設(shè)計PAGEREF_Toc327424195h22HYPERLINKl_Toc3274241964.2.1.設(shè)計步驟PAGEREF_Toc327424196h22HYPER

15、LINKl_Toc3274241974.2.2.確定極限轉(zhuǎn)速PAGEREF_Toc327424197h23HYPERLINKl_Toc3274241984.2.3.確定公比PAGEREF_Toc327424198h23HYPERLINKl_Toc3274241994.2.4.求出主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)PAGEREF_Toc327424199h23HYPERLINKl_Toc3274242004.2.5.應(yīng)該注意的問題PAGEREF_Toc327424200h23HYPERLINKl_Toc3274242014.3.銑削三要素與計算PAGEREF_Toc327424201h24HYPERLINKl_Toc

16、3274242024.3.1.銑削三要素PAGEREF_Toc327424202h24HYPERLINKl_Toc3274242034.3.2.進(jìn)給量PAGEREF_Toc327424203h24HYPERLINKl_Toc3274242044.3.3.切削深度PAGEREF_Toc327424204h24HYPERLINKl_Toc3274242054.4.軸PAGEREF_Toc327424205h25HYPERLINKl_Toc3274242064.4.2.軸的材料及熱處理PAGEREF_Toc327424206h26HYPERLINKl_Toc3274242074.4.3.計算軸的功率

17、、轉(zhuǎn)速及軸頸PAGEREF_Toc327424207h27HYPERLINKl_Toc3274242084.4.4.軸的強度校核計算PAGEREF_Toc327424208h27HYPERLINKl_Toc3274242094.5.齒輪PAGEREF_Toc327424209h31HYPERLINKl_Toc3274242104.5.1.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)PAGEREF_Toc327424210h31HYPERLINKl_Toc3274242114.5.2.計算齒輪參數(shù)PAGEREF_Toc327424211h32HYPERLINKl_Toc3274242124.5.3.驗算齒

18、輪的彎曲強度PAGEREF_Toc327424212h32HYPERLINKl_Toc3274242134.5.4.計算主要幾何參數(shù)PAGEREF_Toc327424213h33HYPERLINKl_Toc3274242144.5.5.潤滑PAGEREF_Toc327424214h33HYPERLINKl_Toc3274242154.6.滾動軸承PAGEREF_Toc327424215h34HYPERLINKl_Toc3274242164.7.鍵的驗算PAGEREF_Toc327424216h34HYPERLINKl_Toc3274242175基于Pro/E對X52K型立式銑床立銑頭虛擬設(shè)計P

19、AGEREF_Toc327424217h36HYPERLINKl_Toc3274242185.1.主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計PAGEREF_Toc327424218h36HYPERLINKl_Toc3274242195.2.直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計PAGEREF_Toc327424219h36HYPERLINKl_Toc3274242205.3.箱體零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計PAGEREF_Toc327424220h36HYPERLINKl_Toc3274242215.4.立銑頭裝配圖結(jié)構(gòu)圖PAGEREF_Toc327424221h37HYPERLINKl_Toc3274242225.5.立銑頭裝配圖結(jié)構(gòu)分解圖PAGE

20、REF_Toc327424222h38HYPERLINKl_Toc3274242236.致謝PAGEREF_Toc327424223h39HYPERLINKl_Toc3274242247參考文獻(xiàn)PAGEREF_Toc327424224h401前言1.1.概述X52k立式升降臺銑床，它是銑床中應(yīng)用最多的一種。圖1所示為X52k型立式升降臺銑床。這類銑床與臥式升降臺銑床的主要區(qū)別，在于他的主軸是垂直安置的，可用各種端銑刀或立銑刀加工平面、斜面、溝槽、臺階、齒輪、凸輪以及封閉輪廓表面等。圖1為立式升降臺銑床中常見的一種。其工作臺3、床鞍4、及升降臺5的結(jié)構(gòu)與臥式升降臺銑床相同。立銑頭1可以根據(jù)加工要

21、求在垂直平面內(nèi)調(diào)整角度，主軸2并可沿軸線方向進(jìn)行調(diào)整或作進(jìn)給運動。圖1X52k型立式升降臺銑床綜上所述，升降臺式銑床的優(yōu)點是工藝范圍較廣泛，工作時切削加工的高低位置不變，有利于操作者的觀察加工情況，且機床的操縱手柄較集中，便于調(diào)整及操縱。其缺點是工作臺支承在成懸臂狀態(tài)的升降臺上，且層次多，因而剛性較差，不適合進(jìn)行重型切削及加工大型工件。1.2.X52k立式升降臺銑床其主要組成部分1.2.1.銑頭立銑頭安裝于臥式銑床主軸端，由銑床主軸以傳動比i=1驅(qū)動立銑頭主軸回轉(zhuǎn)，使臥式銑床起立式銑床的功用，從而擴大了臥式銑床的工藝范圍。立銑頭主軸在垂直平面內(nèi)最大轉(zhuǎn)動角度為45，其轉(zhuǎn)速與銑床主軸轉(zhuǎn)速相同。1.

22、2.2.主軸它是一根空心的階梯軸，前端內(nèi)部有錐度為7：24的錐孔，用來安裝銑刀刀桿。1.2.3.工作臺它可沿轉(zhuǎn)臺上面的燕尾導(dǎo)軌移動，帶動安裝在工作臺上的工件縱向進(jìn)給運動。1.2.4.床鞍它用來固定和支撐銑床上所有部件。其內(nèi)部安裝主軸、主軸變速箱、電器設(shè)備及潤滑油泵等部件。1.2.5.升降臺它可沿床身的垂直導(dǎo)軌移動，以調(diào)解工作臺臺面到主軸之間的距離，或者作垂直進(jìn)給運動。在升降臺的內(nèi)部裝有進(jìn)給運動電動機和進(jìn)給變速機構(gòu)。1.3.X52K型立式銑床立銑頭設(shè)計機床主要技術(shù)參數(shù)：工作臺尺寸（長X寬）：320X1250毫米工作臺最大行程：縱向機動680毫米；手動700毫米橫向機動240毫米；手動255毫米垂

23、直機動350毫米；手動370毫米主軸孔徑:29毫米主軸端孔錐度：7：24主軸轉(zhuǎn)速范圍:（18級）30-1500轉(zhuǎn)/分進(jìn)給范圍（18級）：縱向23.5-1180毫米/分橫向15-786毫米/分垂直8-394毫米/分快速進(jìn)給量：縱向2300毫米/分橫向1540毫米/分垂直770毫米/分主軸軸向移動距離70毫米/分主軸端面到工作臺面間的距離30-40毫米主軸中心線到床身立柱導(dǎo)軌間距離70毫米床身垂直導(dǎo)軌到工作臺面中心距離215-515毫米刀桿直徑（三種）23、27、32毫米快速進(jìn)給量：縱向與橫向2300毫米/分垂直766.6毫米/分主電機：功率7.5千瓦轉(zhuǎn)速1450轉(zhuǎn)/分1.4.國內(nèi)外機床的發(fā)展現(xiàn)狀

24、與趨勢1.4.1.發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)人類社會最偉大的科技成果是計算機的發(fā)明與應(yīng)用，計算機及控制技術(shù)在機械制造設(shè)備中的應(yīng)用是世紀(jì)內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的最重大的技術(shù)進(jìn)步。自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已經(jīng)歷了50個年頭。數(shù)控設(shè)備包括：車、銑、加工中心、鏜、磨、沖壓、電加工以及各類專用機床，形成龐大的數(shù)控制造設(shè)備家族，每年全世界的產(chǎn)量有1020萬臺，產(chǎn)值上百億美元。世界制造業(yè)在20世紀(jì)末的十幾年中經(jīng)歷了幾次反復(fù)，曾一度幾乎快成為夕陽工業(yè)，所以美國人首先提出了要振興現(xiàn)代制造業(yè)。90年代的全世界數(shù)控機床制造業(yè)都經(jīng)過重大改組。如美國、德國等幾大制造商都經(jīng)過較大變動，從90年代初開始已出現(xiàn)明顯的回升，在全世

25、界制造業(yè)形成新的技術(shù)更新浪潮。如德國機床行業(yè)從2000年至今已接受3個月以后的訂貨合同，生產(chǎn)任務(wù)飽滿。我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展的階段，許多機床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。但總的來說，技術(shù)水平不高，質(zhì)量不佳，所以在90年代初期面臨國家經(jīng)濟由計劃性經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)移調(diào)整，經(jīng)歷了幾年最困難的蕭條時期，那時生產(chǎn)能力降到50，庫存超過4個月。從1995年“九五”以后國家從擴大內(nèi)需啟動機床市場，加強限制進(jìn)口數(shù)控設(shè)備的審批，投資重點支持關(guān)鍵數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)攻關(guān)，對數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)起到了很大的促進(jìn)作用，尤其是在1999年以后，國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)

26、備制造市場一派繁榮。從2000年8月份的上海數(shù)控機床展覽會和2001年4月北京國際機床展覽會上，也可以看到多品種產(chǎn)品的繁榮景象。但也反映了下列問題：（）低技術(shù)水平的產(chǎn)品競爭激烈，相互靠壓價促銷；（）高技術(shù)水平、全功能產(chǎn)品主要靠進(jìn)口；（）配套的高質(zhì)量功能部件、數(shù)控系統(tǒng)附件主要靠進(jìn)口；（）應(yīng)用技術(shù)水平較低，聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沒有完全推廣使用；（）自行開發(fā)能力較差，相對有較高技術(shù)水平產(chǎn)品主要靠引進(jìn)圖紙、合資生產(chǎn)或進(jìn)口件組裝。1.4.2.發(fā)展趨勢近10年數(shù)控機床為適應(yīng)加工技術(shù)發(fā)展，在以下幾個技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。(1)高速化由于高速加工技術(shù)普及，機床普遍提高各方面速度，車床主軸轉(zhuǎn)速由30004000r/min提

27、高到800010000r/min，銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由40008000r/min提高到12000r/min、24000r/min、40000r/min以上快速移動速度由過去的1020m/min提高到48m/min、60m/min、80m/min、120m/min在提高速度的同時要求提高運動部件起動的加速度，其已由過去一般機床的0.5G（重力加速度）提高到1.52G，最高可達(dá)15G，直線電機在機床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機。(2)高精度化數(shù)控機床的定位精度已由一般的0.010.02mm提高到0.008mm左右，亞微米級機床達(dá)到0.0005mm左右，納米級機床達(dá)到0.0050.0

28、1，最小分辨率為1nm（0.000001）的數(shù)控系統(tǒng)和機床已有產(chǎn)品。數(shù)控中兩軸以上插補技術(shù)大大提高，納米級插補使兩軸聯(lián)動出的圓弧都可以達(dá)到1的圓度，插補前多程序段預(yù)讀，大大提高插補質(zhì)量，并可進(jìn)行自動拐角處理等。(3)復(fù)合加工、新結(jié)構(gòu)機床大量出現(xiàn)如5軸5面體復(fù)合加工機床，5軸5聯(lián)動加工各類異形零件。也派生出各新穎的機床結(jié)構(gòu)，包括6軸虛擬軸機床，串并聯(lián)鉸鏈機床等。采用特殊機械結(jié)構(gòu)，數(shù)控的特殊運算方式，特殊編程要求。使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機床“如虎添翼”。如內(nèi)冷鉆頭由于使高壓冷卻液直接冷卻鉆頭切削刃和排除切屑，在鉆深孔時大大提高效率。加工鋼件切削速度能達(dá)1000m/min，加工鋁件能達(dá)50

29、00m/min。(5)數(shù)控機床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理，已是使用數(shù)控機床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機床開動率、生產(chǎn)率的必要手段，而且是企業(yè)合理化、最佳化利用這些制造手段的方法。因此，計算機集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造、異地診斷、虛擬制造、異行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個主要潮流。制造業(yè)是一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，機械制造是制造業(yè)的核心。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用使得傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，它對國民生計起著越來越重要的作用。2.電機選擇2.1電動機選擇2.1.1選擇電動機類型2.1.2選擇

30、電動機容量電動機所需工作功率為：；工作機所需功率為：；傳動裝置的總效率為：；傳動滾筒滾動軸承效率閉式齒輪傳動效率聯(lián)軸器效率代入數(shù)值得：所需電動機功率為：略大于即可。選用同步轉(zhuǎn)速1460r/min；4級；型號Y160M-4.功率為11kW2.1.3確定電動機轉(zhuǎn)速取滾筒直徑1.分配傳動比（1）總傳動比(2)分配動裝置各級傳動比取兩級圓柱齒輪減速器高速級傳動比則低速級的傳動比2.1.4電機端蓋組裝CAD截圖圖2.1.4電機端蓋2.2運動和動力參數(shù)計算2.2.1電動機軸2.2.2高速軸2.2.3中間軸2.2.4低速軸2.2.5滾筒軸3.齒輪計算3.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1按傳動方案，選用

31、斜齒圓柱齒輪傳動。2絞車為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度（GB10095-88）。3材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。4選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。取5初選螺旋角。初選螺旋角3.2按齒面接觸強度設(shè)計由機械設(shè)計設(shè)計計算公式（10-21）進(jìn)行試算，即3.2.1確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)1。（2）由機械設(shè)計第八版圖10-30選取區(qū)域系數(shù)。（3）由機械設(shè)計第八版圖10-26查得，則。（4）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。（5）由機械設(shè)計第八版表10-7選取齒寬系數(shù)（6）由機械設(shè)

32、計第八版表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)（7）由機械設(shè)計第八版圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限。13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。（9）由機械設(shè)計第八版圖（10-19）取接觸疲勞壽命系數(shù);。（10）計算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由機械設(shè)計第八版式（10-12）得（11）許用接觸應(yīng)力3.2.2計算（1）試算小齒輪分度圓直徑=49.56mm（2）計算圓周速度（3）計算齒寬及模數(shù)=2mmh=2.252.252=4.5mm49.56/4.5=11.01（4）計算縱向重合度0.318124tan=20.73（5）計算載荷系數(shù)K。已知使用系數(shù)根據(jù)

33、v=7.6m/s,7級精度，由機械設(shè)計第八版圖10-8查得動載系數(shù)由機械設(shè)計第八版表10-4查得的值與齒輪的相同，故由機械設(shè)計第八版圖10-13查得由機械設(shè)計第八版表10-3查得.故載荷系數(shù)11.111.41.42=2.2（6）按實際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，由式（10-10a）得（7）計算模數(shù)3.3按齒根彎曲強度設(shè)計由式（10-17）3.3.1確定計算參數(shù)（1）計算載荷系數(shù)。=2.09（2）根據(jù)縱向重合度，從機械設(shè)計第八版圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)（3）計算當(dāng)量齒數(shù)。（4）查齒形系數(shù)。由表10-5查得（5）查取應(yīng)力校正系數(shù)。由機械設(shè)計第八版表10-5查得（6）由機械設(shè)計第八版圖10

34、-24c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲強度極限；（7）由機械設(shè)計第八版圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，；（8）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.4,由機械設(shè)計第八版式（10-12）得（9）計算大、小齒輪的并加以比較。=由此可知大齒輪的數(shù)值大。3.3.2設(shè)計計算對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于由齒面齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取2，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度得的分度圓直徑100.677mm來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取，則取3.4幾何尺寸計算3.4.1計算中心距a=將中以距圓整為141mm.3.4.2按圓整后的中心距修

35、正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。3.4.3計算大、小齒輪的分度圓直徑3.4.4計算齒輪寬度圓整后取.低速級取m=3;由取圓整后取表1高速級齒輪：名稱代號計算公式小齒輪大齒輪模數(shù)m22壓力角2020分度圓直徑d=227=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h(yuǎn)齒頂圓直徑表2低速級齒輪：名稱代號計算公式小齒輪大齒輪模數(shù)m33壓力角2020分度圓直徑d=327=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h(yuǎn)齒頂圓直徑4.軸的設(shè)計4.1低速軸4.1.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩若取每級齒輪的傳動的效率,則4.1.2求作用在齒輪上的力因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為圓周力,徑向力及軸向力的4.1

36、.3初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)機械設(shè)計第八版表15-3,取,于是得輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時選取聯(lián)軸器型號.聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩,查表考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取,則:按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003或手冊,選用LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為2500000.半聯(lián)軸器的孔徑,故取,半聯(lián)軸器長度L=112mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度.4.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案圖4-1（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長

37、度1)根據(jù)聯(lián)軸器為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3段的直徑;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑D=65mm.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故1-2段的長度應(yīng)比略短一些,現(xiàn)取.2)初步選擇滾動軸承.因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游子隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30313。其尺寸為dDT=65mm140mm36mm，故；而。3）取安裝齒輪處的軸段4-5段的直徑；齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為90mm

38、，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。4）軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取低速軸的相關(guān)參數(shù)：表4-1功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩1-2段軸長84mm1-2段直徑50mm2-3段軸長40.57mm2-3段直徑62mm3-4段軸長49.5mm3-4段直徑65mm4-5段軸長85mm4-5段直徑70mm5-6段軸長60.5mm5-6段直徑82mm6-7段軸長54.5mm6-7段直徑

39、65mm（3）軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按查表查得平鍵截面b*h=20mm12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為L=63mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。4.2中間軸4.2.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩4.2.2求作用在齒輪上的力（1）因已知低速級小齒輪的分度圓直徑為：（2）因已知高速級大齒輪的分度圓直徑為：4.2.3初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的

40、材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取,于是得：軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑。圖4-24.2.4初步選擇滾動軸承.（1）因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游子隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為dD*T=35mm72mm18.25mm，故，；（2）取安裝低速級小齒輪處的軸段2-3段的直徑；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為95mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。（3）取

41、安裝高速級大齒輪的軸段4-5段的直徑齒輪的右端與右端軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為56mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。4.2.5軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按查表查得平鍵截面b*h=22mm14mm。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為63mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。中間軸的參數(shù)：表4-2功率10.10kw轉(zhuǎn)速362.2r/min轉(zhuǎn)

42、矩263.61-2段軸長29.3mm1-2段直徑25mm2-3段軸長90mm2-3段直徑45mm3-4段軸長12mm3-4段直徑57mm4-5段軸長51mm4-5段直徑45mm4.3高速軸4.3.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩若取每級齒輪的傳動的效率,則4.3.2求作用在齒輪上的力因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為4.3.3初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取,于是得：輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時選取聯(lián)軸器型號.聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩,查表,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取,則:按照計算

43、轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003或手冊,選用LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為560000.半聯(lián)軸器的孔徑,故取,半聯(lián)軸器長度L=82mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度.4.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.4.1擬定軸上零件的裝配方案圖4-34.4.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1)為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3段的直徑;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑D=45mm.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故段的長度應(yīng)比略短一些,現(xiàn)取.2)初步選擇滾動軸承.因軸承同時受有徑向力和

44、軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游子隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為d*D*T=45mm*85mm*20.75mm，故；而，mm。3）取安裝齒輪處的軸段4-5段,做成齒輪軸；已知齒輪軸輪轂的寬度為61mm，齒輪軸的直徑為62.29mm。4）軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取。5）軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按查表查得平鍵截面b*h=14mm*9mm，鍵槽用鍵槽銑刀

45、加工，長為L=45mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。高速軸的參數(shù)：表4-3功率10.41kw轉(zhuǎn)速1460r/min轉(zhuǎn)矩1-2段軸長80mm1-2段直徑30mm2-3段軸長45.81mm2-3段直徑42mm3-4段軸長45mm3-4段直徑31.75mm4-5段軸長99.5mm4-5段直徑48.86mm5-6段軸長61mm5-6段直徑62.29mm6-7段軸長26.75mm6-7段直徑45mm5.齒輪的參數(shù)化

46、建模5.1齒輪的建模（1）在上工具箱中單擊按鈕，打開“新建”對話框，在“類型”列表框中選擇“零件”選項，在“子類型”列表框中選擇“實體”選項，在“名稱”文本框中輸入“dachilun_gear”，如圖5-1所示。圖5-1“新建”對話框2取消選中“使用默認(rèn)模板”復(fù)選項。單擊“確定”按鈕，打開“新文件選項”對話框，選中其中“mmns_part_solid”選項，如圖5-2所示，最后單擊”確定“按鈕，進(jìn)入三維實體建模環(huán)境。圖5-2“新文件選項”對話框（2）設(shè)置齒輪參數(shù)1在主菜單中依次選擇“工具”“關(guān)系”選項，系統(tǒng)將自動彈出“關(guān)系”對話框。2在對話框中單擊按鈕，然后將齒輪的各參數(shù)依次添加到參數(shù)列表框中

47、，具體內(nèi)容如圖5-4所示，完成齒輪參數(shù)添加后，單擊“確定”按鈕，關(guān)閉對話框。圖5-3輸入齒輪參數(shù)（3）繪制齒輪基本圓在右工具箱單擊，彈出“草繪”對話框。選擇FRONT基準(zhǔn)平面作為草繪平面，繪制如圖5-4所示的任意尺寸的四個圓。（4）設(shè)置齒輪關(guān)系式，確定其尺寸參數(shù)1按照如圖5-5所示，在“關(guān)系”對話框中分別添加確定齒輪的分度圓直徑、基圓直徑、齒根圓直徑、齒頂圓直徑的關(guān)系式。2雙擊草繪基本圓的直徑尺寸，將它的尺寸分別修改為、修改的結(jié)果如圖5-6所示。圖5-4草繪同心圓圖5-5“關(guān)系”對話框圖5-6修改同心圓尺寸圖5-7“曲線：從方程”對話框（5）創(chuàng)建齒輪齒廓線1在右工具箱中單擊按鈕打開“菜單管理器

48、”菜單，在該菜單中依次選擇“曲線選項”“從方程”“完成”選項，打開“曲線：從方程”對話框，如圖5-7所示。2在模型樹窗口中選擇坐標(biāo)系，然后再從“設(shè)置坐標(biāo)類型”菜單中選擇“笛卡爾”選項，如圖5-8所示，打開記事本窗口。3在記事本文件中添加漸開線方程式，如圖5-9所示。然后在記事本窗中選取“文件”“保存”選項保存設(shè)置。圖5-8“菜單管理器”對話框圖5-9添加漸開線方程4選擇圖5-11中的曲線1、曲線2作為放置參照，創(chuàng)建過兩曲線交點的基準(zhǔn)點PNTO。參照設(shè)置如圖5-10所示。曲線1曲線2圖5-11基準(zhǔn)點參照曲線的選擇圖5-10“基準(zhǔn)點”對話框5如圖5-12所示，單擊“確定”按鈕，選取基準(zhǔn)平面TOP和

49、RIGHT作為放置參照，創(chuàng)建過兩平面交線的基準(zhǔn)軸A_1，如圖6-13所示。圖5-12“基準(zhǔn)軸”對話框圖5-13基準(zhǔn)軸A_16如圖5-13所示，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建經(jīng)過基準(zhǔn)點PNTO和基準(zhǔn)軸A_1的基準(zhǔn)平面DTM1,如圖5-14所示。55-15基準(zhǔn)平面對話框5-15基準(zhǔn)平面DTM17如圖5-16所示，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建經(jīng)過基準(zhǔn)軸A_1，并由基準(zhǔn)平面DTM1轉(zhuǎn)過“-90/z”的基準(zhǔn)平面DTM2，如圖5-17所示。圖5-16“基準(zhǔn)平面”對話框圖5-17基準(zhǔn)平面DTM28鏡像漸開線。使用基準(zhǔn)平面DTM2作為鏡像平面基準(zhǔn)曲線，結(jié)果如圖5-18所示。圖5-18鏡像齒廓曲線（6）創(chuàng)建齒根圓實體特征1在

50、右工具箱中單擊按鈕打開設(shè)計圖標(biāo)版。選擇基準(zhǔn)平面FRONT作為草繪平面，接收系統(tǒng)默認(rèn)選項放置草繪平面。2在右工具箱中單擊按鈕打開“類型”對話框，選擇其中的“環(huán)”單選按鈕，然后在工作區(qū)中選擇圖5-19中的曲線1作為草繪剖面。再圖標(biāo)中輸入拉伸深度為“b”，完成齒根圓實體的創(chuàng)建，創(chuàng)建后的結(jié)果如圖5-20所示。圖5-19草繪的圖形5-20拉伸的結(jié)果（7）創(chuàng)建一條齒廓曲線1在右工具箱中單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對話框，選取基準(zhǔn)平面FRONT作為草繪平面后進(jìn)入二維草繪平面。2在右工具箱單擊按鈕打開“類型”對話框，選擇“單個”單選按鈕，使用和并結(jié)合繪圖工具繪制如圖5-21所示的二維圖形。圖5-21草繪曲線圖5

51、-22顯示倒角半徑3打開“關(guān)系”對話框，如圖5-22所示，圓角半徑尺寸顯示為“sd0”，在對話框中輸入如圖5-23所示的關(guān)系式。圖5-23“關(guān)系“對話框（8）復(fù)制齒廓曲線1在主菜單中依次選擇“編輯”“特征操作”選項，打開“菜單管理器”菜單，選擇其中的“復(fù)制”選項，選取“移動”復(fù)制方法，選取上一步剛創(chuàng)建的齒廓曲線作為復(fù)制對象。圖5-24依次選取的菜單2選取“平移”方式，并選取基準(zhǔn)平面FRONT作為平移參照，設(shè)置平移距離為“B”，將曲線平移到齒坯的另一側(cè)。圖5-25輸入旋轉(zhuǎn)角度3繼續(xù)在“移動特征”菜單中選取“旋轉(zhuǎn)”方式，并選取軸A_1作為旋轉(zhuǎn)復(fù)制參照，設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度為“asin(2*b*tan(be

52、ta/d)”，再將前一步平移復(fù)制的齒廓曲線旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度。最后生成如圖5-26所示的另一端齒廓曲線。圖5-26創(chuàng)建另一端齒廓曲線（9）創(chuàng)建投影曲線1在工具欄內(nèi)單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對話框。選取“RIGUT”面作為草繪平面，選取“TOP”面作為參照平面，參照方向為“右”，單擊“草繪”按鈕進(jìn)入草繪環(huán)境。2繪制如圖5-27所示的二維草圖，在工具欄內(nèi)單擊按鈕完成草繪的繪制。圖5-27繪制二維草圖3主菜單中依次選擇“編輯”“投影”選項，選取拉伸的齒根圓曲面為投影表面，投影結(jié)果如下圖5-28所示。圖5-28投影結(jié)果（10）創(chuàng)建第一個輪齒特征1在主菜單上依次單擊“插入”“掃描混合”命令，系統(tǒng)彈出“掃描混合

53、”操控面板，如圖5-29所示。2在“掃描混合”操控面板內(nèi)單擊“參照”按鈕，系統(tǒng)彈出“參照”上滑面板，如圖6-30所示。圖5-29“掃描混合”操作面板圖5-30“參照”上滑面板3在“參照”上滑面板的“剖面控制”下拉列表框內(nèi)選擇“垂直于軌跡”選項，在“水平/垂直控制”下拉列表框內(nèi)選擇“垂直于曲面”選項，如圖5-30示。4在繪圖區(qū)單擊選取分度圓上的投影線作為掃描混合的掃引線，如圖5-31示。掃描引線圖5-31選取掃描引線5在“掃描混合”操作面板中單擊“剖面”按鈕，系統(tǒng)彈出“剖面”上滑面板，在上方下拉列表框中選擇“所選截面”選項，如圖5-32所示。圖5-32“剖面”上滑面板圖5-33選取截面6在繪圖區(qū)

54、單擊選取“掃描混合”截面，如圖5-33所示。7在“掃描混合”操控面板內(nèi)單擊按鈕完成第一個齒的創(chuàng)建，完成后的特征如圖5-34所示。圖5-34完成后的輪齒特征圖5-35“選擇性粘貼“對話框(11)陣列輪齒1單擊上一步創(chuàng)建的輪齒特征，在主工具欄中單擊按鈕，然后單擊按鈕，隨即彈出“選擇性粘貼”對話框，如圖5-35所示。在該對話框中勾選“對副本應(yīng)用移動/旋轉(zhuǎn)變換”，然后單擊“確定”按鈕。圖5-36旋轉(zhuǎn)角度設(shè)置圖5-37復(fù)制生成的第二個輪齒2單擊復(fù)制特征工具欄中的“變換”，在“設(shè)置”下拉菜單中選取“旋轉(zhuǎn)”選項，“方向參照”選取軸A_1，可在模型數(shù)中選取，也可以直接單擊選擇。輸入旋轉(zhuǎn)角度“360/z”,如圖6-36所示。最后單擊按鈕，完成輪齒的復(fù)制，生成如圖6-37所示的第2個輪齒。3在模型樹中單擊剛剛創(chuàng)建的第二個輪齒特征，在工具欄內(nèi)單擊按鈕，或者依次在主菜單中單擊“編輯”“陣列”命令，系統(tǒng)彈出“陣列”操控面板，如圖6-38所示。圖5-38“陣列”操控面板圖5-39完成后的輪齒圖5-40齒輪的最終結(jié)構(gòu)4在“陣列”操控面板內(nèi)選擇“軸”陣列，