C620普通車床主軸變速箱設(shè)計(jì)含開題及5張CAD圖,c620,普通,車床,主軸,變速箱,設(shè)計(jì),開題,cad
附件6
中期報(bào)告
（學(xué)生用表）
系（部）： 專業(yè)： 班級(jí)：
學(xué)生姓名
學(xué)號(hào)
指導(dǎo)教師
課題名稱
C620普通車床主軸變速箱設(shè)計(jì)
簡(jiǎn)述開題以來(lái)所做的具體工作和取得的進(jìn)展或成果：
1 收集和整理資料，查閱不分收集到的資料，對(duì)設(shè)計(jì)有了初步的認(rèn)識(shí)。
2 完成開題報(bào)告，并通過(guò)了指導(dǎo)老師的審查。
3 完成了主軸變速箱基本數(shù)據(jù)的計(jì)算。
4 繪制了主軸零件圖以及部分裝配圖。
存在的具體問(wèn)題與解決方法：
雖然主軸變速箱設(shè)計(jì)的大部分的工作已經(jīng)完成，但還有部分設(shè)計(jì)不合理的地方需要改進(jìn)和加強(qiáng)，在后面的時(shí)間編寫說(shuō)明書時(shí)，結(jié)合所查閱的資料檢驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的正確和合理性，進(jìn)行一些修改工作。
下一步工作的主要研究任務(wù)、具體設(shè)想與安排：
1 完成主軸變速箱設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編寫，檢查設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤和問(wèn)題。
2 繪制主軸變速箱相關(guān)的CAD圖紙。
指導(dǎo)教師對(duì)前期工作的評(píng)價(jià)：
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
注：1、本表可根據(jù)內(nèi)容續(xù)頁(yè)；2、指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)及簽名手寫，其他內(nèi)容電子版填寫。
附件3
任務(wù)書
（指導(dǎo)教師用表）
系（部）： 專業(yè)： 班級(jí)：
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師姓名
論文（設(shè)計(jì)）題目
C620普通車床主軸變速箱設(shè)計(jì)
下達(dá)任務(wù)日期
任務(wù)起止日期
主要研究?jī)?nèi)容及方法
課題研究的重點(diǎn)內(nèi)容：根據(jù)所給定的設(shè)計(jì)參數(shù)確定傳動(dòng)方案、傳動(dòng)系統(tǒng)圖，確定各傳動(dòng)齒輪的參數(shù)，傳動(dòng)比等，同時(shí)要考慮到傳動(dòng)效率等問(wèn)題。另外還要對(duì)主要零件進(jìn)行計(jì)算、研究，對(duì)主軸剛度、強(qiáng)度等進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算。
研究方法：
1 確定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖
根據(jù)所給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，確定主軸箱的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速圖，最終確定系統(tǒng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)圖。
2 進(jìn)行主軸變速箱內(nèi)各結(jié)構(gòu)計(jì)算及校核，完成主軸變速箱箱體、各傳動(dòng)軸軸上零件計(jì)算及校核。
主要任務(wù)及目標(biāo)
主要任務(wù)：本課題是以C620普通車床為研究目標(biāo)，從其主軸變速及其主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)入手，對(duì)其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)組成分析、傳動(dòng)件等幾個(gè)方面進(jìn)行研究。為了優(yōu)化傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和改善傳動(dòng)系統(tǒng)的精度及穩(wěn)定性提供必要的理論依據(jù)。
目標(biāo)：通過(guò)本課題的研究，使得C620普通車床結(jié)構(gòu)更加緊湊、性能更加優(yōu)越、生產(chǎn)更加精密。
主要參考文獻(xiàn)
[1] 戴曙著.[金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)]，大連理工出版社，1989.9第二版
[2] 曹金榜著.[機(jī)床主軸變速箱]，機(jī)械工業(yè)出版社，1987.5第五版
[3] 揚(yáng)可楨，程光蘊(yùn)著.[機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)]，高等教育出版社，1995.6第五版
[4] 柏松著.[AutoCAD]，電子科技大學(xué)出版社，2003.5第四版
[5] 曲東平，張劍澄著.[Windows97,Wordows98, Excel97]，電子科技出版社，1999.9第二版
[6] 陸大絢，李靜著.[機(jī)床電氣控制技術(shù)]，機(jī)械工業(yè)出版社，2003.4第二版
[7] 楊旭濤著.[低壓電氣手冊(cè)]，機(jī)械工業(yè)出版社，2001.4第四版
進(jìn)度安排
各階段工作任務(wù)
起止日期
查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告
第1-2周
設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)計(jì)算
第3-4周
部分作圖，中期檢查
第5-8周
完成作圖以及說(shuō)明書的編寫
第9-10周
與導(dǎo)師溝通，修改設(shè)計(jì)。準(zhǔn)備答辯
第11-12周
任務(wù)下達(dá)人簽名
任務(wù)接收人
簽名
教研室指導(dǎo)小組組長(zhǎng)簽名
系部領(lǐng)導(dǎo)小組組長(zhǎng)簽名
注：1、本表可根據(jù)內(nèi)容續(xù)頁(yè)； 2、本表一式兩份，學(xué)生、系部存檔各一份；3、簽名需手寫，其他內(nèi)容電子版填寫。
附件7
工作中期檢查記錄
系（部）： 專業(yè)： 班級(jí)：
姓名
學(xué)號(hào)
指導(dǎo)教師
檢
查
主
要
內(nèi)
容
1 畢業(yè)設(shè)計(jì)前三章基本完成，主要技術(shù)參數(shù)需要更加詳細(xì)的驗(yàn)算，如轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比參數(shù)、基本組和擴(kuò)大組的排列順序等。
2 傳動(dòng)系統(tǒng)圖和電動(dòng)機(jī)的選擇需要繼續(xù)完善。
1 每個(gè)星期指導(dǎo)老師都會(huì)檢查本組學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度和完成情況，并且都會(huì)指出不足之處，從而進(jìn)行詳細(xì)的講解。
2 通過(guò)詳細(xì)的記錄每次的檢查問(wèn)題，并列出下次的任務(wù)，保證畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)度。
存在的問(wèn)題主要是在設(shè)計(jì)工作機(jī)構(gòu)中，在選取具體參數(shù)時(shí)存在問(wèn)題，因?yàn)閰?shù)選取直接影響后續(xù)功能的實(shí)現(xiàn)，為了解決此問(wèn)題，計(jì)劃對(duì)各參數(shù)進(jìn)行多次選取，從而選取更加合適的數(shù)據(jù)，以便實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的功能。
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作領(lǐng)導(dǎo)小組意見
組長(zhǎng)簽名：
年 月 日
注：1、本表可根據(jù)內(nèi)容續(xù)頁(yè)；2、領(lǐng)導(dǎo)小組意見手寫，其他內(nèi)容電子版填寫。
附件5
開題報(bào)告
（學(xué)生用表）
系（部）： 專業(yè)： 班級(jí)：
課題名稱
C620普通車床主軸變速箱設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師
學(xué)生
學(xué)號(hào)
一．課題的來(lái)源及意義
本課題是以C620普通車床為研究目標(biāo)，從其主軸變速箱及其主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)入手，對(duì)其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)組成分析、傳動(dòng)件等幾個(gè)方面進(jìn)行研究。為了優(yōu)化傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和改善傳動(dòng)系統(tǒng)的精度及穩(wěn)定性提供必要的理論依據(jù)通過(guò)本課題的研究，使得普通車床結(jié)構(gòu)更加緊湊、性能更加優(yōu)越、生產(chǎn)更加精密。
二．國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及研究背景
（一）國(guó)內(nèi)外普通車床現(xiàn)狀
車床問(wèn)世后用於加工各種軸、盤類回轉(zhuǎn)體零件，在各類大小機(jī)器中，量大面廣，最為得用。在機(jī)器制造業(yè)中，車床的數(shù)目最多，用途最廣泛。在各類金切機(jī)床中，車床的比重最大。中國(guó)1995年金切機(jī)床擁有量498萬(wàn)臺(tái)中，共有122萬(wàn)臺(tái)車床，占41%；美國(guó)、日本約占22%。
在先進(jìn)產(chǎn)業(yè)國(guó)家如美國(guó)和日本，由於毛坯質(zhì)量好，加工余量小，有些可直接進(jìn)行磨削精加工，因此粗加工的車床數(shù)目較少，比重也相對(duì)較小，而磨床比重不斷增大（如中、日、美的磨床比重分別為13%、18%、23%）。隨著毛坯與工藝的改善，車床比重在同一國(guó)家逐漸減小。如日本1952年時(shí)車床占40%，1963年為30%，1973年為26%，1994年減至22%。由此可見，產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)少不了車床，而毛坯、工藝愈落后，車床數(shù)目就愈多。
發(fā)達(dá)國(guó)家車床技術(shù)水平較高。
車床本身有其技術(shù)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能加工回轉(zhuǎn)體的平面、內(nèi)外圓、螺紋、螺孔、凸臺(tái)、凹槽、曲面等，傳動(dòng)較簡(jiǎn)單，制造比磨床輕易，所用刀具也較簡(jiǎn)單。世界車床技術(shù)發(fā)展有三大階段∶手動(dòng)普通車床階段、高效自動(dòng)化車床階段和數(shù)控(NC)車床階段。目前，車床按控制分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、數(shù)顯、程控、數(shù)控；按結(jié)構(gòu)和用途分為∶普通車床、儀表車床、單軸/多軸自動(dòng)車床、活塞車床、曲軸/凸輪軸車床、立式車床、落地臥式車床、各種專用車床等。車床的品種、規(guī)格繁多，為各類機(jī)床之冠。在現(xiàn)今各國(guó)生產(chǎn)和使用中，手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、數(shù)顯、程控和數(shù)控并存，由於特點(diǎn)、功能和價(jià)格不同，使用場(chǎng)合不一，選用時(shí)應(yīng)從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)方面考慮。在發(fā)達(dá)國(guó)家，由於汽車、軸承、電機(jī)等大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，高效自動(dòng)化車床的數(shù)目多，NC車床發(fā)展快，中、高檔車床比重大，總體技術(shù)水平高，因此，生產(chǎn)率和勞動(dòng)生產(chǎn)率高（如美、日汽車年產(chǎn)量達(dá)1,000萬(wàn)輛以上）。在發(fā)展中國(guó)家，低檔手動(dòng)普通車床多，而中、高檔少，總體技術(shù)水平低，生產(chǎn)率和勞動(dòng)生產(chǎn)率也較低。
國(guó)外車床的技術(shù)水平與發(fā)展方向
目前國(guó)外車床生產(chǎn)中，NC車床占較大比重，日本2000年車床產(chǎn)量2.2萬(wàn)臺(tái)，NC車床2.09萬(wàn)臺(tái)，占95%，大量出口。在世界年產(chǎn)20萬(wàn)臺(tái)NC機(jī)床中，NC車床約6萬(wàn)臺(tái)，占30%。它是隨著微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步面迅速發(fā)展，是傳統(tǒng)機(jī)床技術(shù)與信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。也是今后努力發(fā)展的方向。目前國(guó)外NC車床的設(shè)計(jì)、制造、使用，在技術(shù)上已經(jīng)成熟，并不斷向縱、深發(fā)展。
（二）車床發(fā)展趨勢(shì)
高速、精密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)。主要表現(xiàn)在：
1 機(jī)床復(fù)合技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)步，復(fù)合加工技術(shù)日趨成熟，被更多人接受，復(fù)合加工機(jī)床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢(shì)。
2 智能化技術(shù)有新突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到較多體現(xiàn)。
3 機(jī)器人使柔性化組合效率更高，機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合得到廣泛應(yīng)用，使得柔性線更加靈活、功能進(jìn)一步擴(kuò)展。
4 精密加工技術(shù)已經(jīng)從原來(lái)的絲級(jí)（0.01mm）提升到目前的微米級(jí)（0.001mm），有些品種已經(jīng)達(dá)到0.05μm左右。
5 功能部件性能不斷提高，不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應(yīng)用。
三．研究目標(biāo)及內(nèi)容
課題研究的重點(diǎn)內(nèi)容：C620普通車床，適應(yīng)加工形狀復(fù)雜的軸、套、盤類零件。如車削內(nèi)、外圓柱面、圓錐面等，尤其適合多品種、中小批量的輪番加工。工藝適應(yīng)性強(qiáng)，加工效率高，廢品率低，成品一致性好，可降低對(duì)工人技術(shù)熟練程序的要求。此設(shè)計(jì)首先須對(duì)C620普通機(jī)床整體結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行了解。然后通過(guò)數(shù)據(jù)分析，校核計(jì)算，設(shè)計(jì)出機(jī)床主軸變速箱、傳動(dòng)系統(tǒng)及分級(jí)變速器系統(tǒng)等各單元部件的布置結(jié)構(gòu)。
四．本課題研究方法及進(jìn)度安排
查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告 第1-2周
設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)計(jì)算 第3-4周
部分作圖，中期檢查 第5-8周
完成作圖以及說(shuō)明書的編寫 第9-10周
與導(dǎo)師溝通，修改設(shè)計(jì)。準(zhǔn)備答辯 第11-12周
五．實(shí)驗(yàn)方案的可行性分析和已具備的實(shí)驗(yàn)條件
實(shí)驗(yàn)室科研條件和相關(guān)人員近年與之相關(guān)的科研成果，得出此項(xiàng)目是過(guò)去工作的持續(xù)
現(xiàn)有研究基礎(chǔ)及應(yīng)用現(xiàn)狀分析：已有相關(guān)研究報(bào)道，已有相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用
項(xiàng)目研究的關(guān)鍵問(wèn)題可否解決：可以解決
得出：方案可行
六． 具體參考文獻(xiàn)
[1] 戴曙著.[金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)]，大連理工出版社，1989.9第二版
[2] 曹金榜著.[機(jī)床主軸變速箱]，機(jī)械工業(yè)出版社，1987.5第五版
[3] 揚(yáng)可楨，程光蘊(yùn)著.[機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)]，高等教育出版社，1995.6第五版
[4] 柏松著.[AutoCAD]，電子科技大學(xué)出版社，2003.5第四版
[5] 曲東平，張劍澄著.[Windows97,Wordows98, Excel97]，電子科技出版社，1999.9第二版
[6] 陸大絢，李靜著.[機(jī)床電氣控制技術(shù)]，機(jī)械工業(yè)出版社，2003.4第二版
[7] 楊旭濤著.[低壓電氣手冊(cè)]，機(jī)械工業(yè)出版社，2001.4第四版
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
注：1、本表可根據(jù)內(nèi)容續(xù)頁(yè)；2、指導(dǎo)教師意見及簽名手寫，其他內(nèi)容電子版填寫。
附件4
指導(dǎo)記錄
（指導(dǎo)教師用表）
系（部）： 專業(yè)： 班級(jí)：
姓名
學(xué)號(hào)
指導(dǎo)教師
職稱/學(xué)位
畢業(yè)論文
（設(shè)計(jì)）題目
C620普通車床主軸變速箱設(shè)計(jì)
日 期
指導(dǎo)內(nèi)容
存在問(wèn)題
指導(dǎo)
學(xué)時(shí)數(shù)
2018.03.05
首次小組指導(dǎo)，課題下達(dá)，指導(dǎo)老師根據(jù)實(shí)際情況安排畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的分配，并詳細(xì)介紹了設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)，布置了開題報(bào)告。
不確定自己的實(shí)際情況，不好定題。
2學(xué)時(shí)
2018.03.12
指導(dǎo)老師檢查每個(gè)同學(xué)的開題報(bào)告，指出各個(gè)同學(xué)的不足之處，提出修改意見。
沒(méi)有找到足夠的參考資料，不足以定題。
2學(xué)時(shí)
2018.03.19
指導(dǎo)老師再此檢查開題報(bào)告，確定沒(méi)有錯(cuò)誤以后，開始講解設(shè)計(jì)章節(jié)安排，布置下一階段的任務(wù)。
找不到足夠的參考文獻(xiàn)。
2學(xué)時(shí)
2018.03.26
聽取各個(gè)同學(xué)對(duì)自己課題設(shè)計(jì)思路的闡述，指導(dǎo)老師指出其中的不足之處并對(duì)每個(gè)同學(xué)的課題的重點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)解釋.
在剛剛開始的時(shí)候，好多東西都不懂，不好上手。
2學(xué)時(shí)
2018.04.02
對(duì)各個(gè)同學(xué)目前主要設(shè)計(jì)的東西進(jìn)行分析，讓同學(xué)們有了清晰的思路。
齒輪嚙合后，各級(jí)不能滿足要求。
2學(xué)時(shí)
2018.04.09
檢查已經(jīng)計(jì)算的部分，敦促同學(xué)盡快完成計(jì)算，指導(dǎo)老師對(duì)每個(gè)同學(xué)遇到的問(wèn)題進(jìn)行耐心的回答，并對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算提出了一些建議。
軸的設(shè)計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題，長(zhǎng)度不夠。
2學(xué)時(shí)
2018.04.16
本次指導(dǎo)過(guò)程主要針對(duì)的是各個(gè)設(shè)計(jì)中的計(jì)算，強(qiáng)調(diào)要嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)計(jì)算結(jié)果要嚴(yán)格檢查，不能出現(xiàn)差錯(cuò)，否則無(wú)法進(jìn)行下一步的工作。
對(duì)主軸變速箱不了解。
2學(xué)時(shí)
2018.04.23
本次主要檢查結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的制圖部分，對(duì)有問(wèn)題的地方進(jìn)行指導(dǎo)糾正，然后對(duì)同學(xué)們的疑惑進(jìn)行答疑。
對(duì)一些標(biāo)準(zhǔn)零件的型號(hào)和規(guī)格不清楚。
2學(xué)時(shí)
2018.04.26
對(duì)已經(jīng)繪制的零件圖進(jìn)行了查閱，并指出錯(cuò)誤。
齒輪的繪制存在疑問(wèn)。
2學(xué)時(shí)
2018.05.07
對(duì)已經(jīng)繪制的零件圖進(jìn)行了進(jìn)一步的查閱，并催促同學(xué)們進(jìn)行總裝圖的繪制。
對(duì)操縱系統(tǒng)不清楚。
2學(xué)時(shí)
2018.05.11
對(duì)繪制裝配圖的進(jìn)度進(jìn)行了檢查，并催促同學(xué)們完成裝配圖。
基本完成的裝配圖的繪制，但是還有一些細(xì)節(jié)問(wèn)題需要優(yōu)化。
2學(xué)時(shí)
2018.05.14
本次指導(dǎo)老師檢查了裝配圖，給出了一定的指導(dǎo)意見，對(duì)圖中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行仔細(xì)的講解。
裝配圖和零件圖中的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題還需要進(jìn)一步的優(yōu)化。
2學(xué)時(shí)
2018.05.18
本次指導(dǎo)時(shí)，在檢查圖紙的同時(shí)，還提到了說(shuō)明書的重要性，催促我們盡快完成說(shuō)明書。
說(shuō)明書內(nèi)摘要部分需要修改，同時(shí)還有格式部分也需要修改。
2學(xué)時(shí)
2018.05.21
本次檢查指導(dǎo)時(shí)，基本已經(jīng)完成了老師對(duì)其中的格式字體部分進(jìn)行檢查，進(jìn)一步加強(qiáng)了格式的重要性。
對(duì)說(shuō)明書內(nèi)一些細(xì)節(jié)性的格式還需要修改比如：行間距。
2學(xué)時(shí)
2018.05.25
打印初稿，并交給老師查閱，老師指出問(wèn)題，進(jìn)行指導(dǎo)。準(zhǔn)備答辯。
參考文獻(xiàn)中需要加上外文文獻(xiàn)。
2學(xué)時(shí)
注：本表可續(xù)頁(yè)，由指導(dǎo)教師根據(jù)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)工作方案和實(shí)際指導(dǎo)情況填寫（可電子版填寫）。
C620普通車床主軸變速箱設(shè)計(jì)
摘 要
機(jī)床設(shè)計(jì)和制造的發(fā)展速度是很快的。由原先的只為滿足加工成形而要求刀具與工件間的某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系和零件的一定強(qiáng)度和剛度，發(fā)展至今日的高度科學(xué)技術(shù)成果綜合應(yīng)用的現(xiàn)代機(jī)床的設(shè)計(jì)，也包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的應(yīng)用。但目前機(jī)床主軸變速箱的設(shè)計(jì)還是以經(jīng)驗(yàn)或類比為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)（經(jīng)驗(yàn)）設(shè)計(jì)方法。因此，探索科學(xué)理論的應(yīng)用，科學(xué)地分析的處理經(jīng)驗(yàn)，數(shù)據(jù)和資料，既能提高機(jī)床設(shè)計(jì)和制造水平，也將促進(jìn)設(shè)計(jì)方法的現(xiàn)代。
機(jī)床設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課及有關(guān)專業(yè)課的基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)床傳動(dòng)部件（主軸變速箱）設(shè)計(jì)進(jìn)行的綜合訓(xùn)練。我們畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是Φ320普通車床的主軸變速箱設(shè)計(jì)及主軸箱電氣控制線路設(shè)計(jì)。
在本設(shè)計(jì)中首先進(jìn)行參數(shù)擬定，運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，動(dòng)力計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)，軸和軸承的驗(yàn)算，主軸變速箱裝配設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書等內(nèi)容。
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，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)接件的結(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)限于時(shí)間，一般只畫展開圖及一或兩個(gè)截面圖。
關(guān)鍵詞：普通車床；變速箱;截面圖
Abstract
Machine design and manufacturing growth rate is fast. Instead of only to meet the processing requirements of forming tool and the workpiece with some relative movement between the parts and a certain intensity and just , to the development of today's highly scientific and technical achievements and integrated application of modern machine design, also including computer-aided design (CAD) applications. However, the machine tool spindle gearbox design is analogous to the experience or the basis of the traditional (experience) design method. Therefore, to explore the application of scientific theory, scientific analysis of the treatment experience, data and information, can improve the design and manufacture of machine tools, but also will promote modern methods of design.
Machine design is the completion of students in basic subjects, the technical basis of the Specialty Group and on the basis of Drive with machine parts for the design of integrated training. We graduated a design is Φ320 ordinary lathe spindle axis gearbox design and boxes of electrical control circuit design.
In the first design parameters for the formulation, design movement, dynamic calculation of the draft structure and design, shaft and bearing checking, Spindle assembly gearbox design, brochures, and other design elements.
Spindle gearbox design the structure of pieces, including transmission (transmission shaft, bearings, pulley, clutch and brake, etc.), spindle components, manipulated bodies, lubrication system and the box sealed and connected pieces of the structure design and layout, start with a map and a number of cross-section map. Curriculum design time to the general plan and started painting one or two cross-section map.
Keywords: Lathe；Georbox；Isometric view
目 錄
第1章 緒 論 1
1.1 課題研究背景及選題的意義 1
1.1.1 課題背景 1
1.1.2 研究的意義 2
1.1.3 課題的目的 2
1.2 完成的內(nèi)容 2
第2章 機(jī)床主要參數(shù)的確定 2
2.1 尺寸參數(shù) 5
2.2 動(dòng)力參數(shù)的確定 6
2.3運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定 6
2.3.1 主軸最低和最高轉(zhuǎn)速的確定 6
2.3.2 主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的確定 7
第3章 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9
3.1 主傳動(dòng)方案擬定 9
3.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)擬定式的選擇 9
3.2.1 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 9
3.2.2 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目 9
3.2.3 分配總降速比 10
3.3 皮帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定及轉(zhuǎn)速圖擬定 10
3.3.1確定皮帶輪動(dòng)直徑 10
3.3.2 確定齒輪齒數(shù) 11
3.3.3 轉(zhuǎn)速圖擬定 12
3.3.4 主軸轉(zhuǎn)速系列的驗(yàn)算 13
3.3.5 傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定 14
3.4 確定各傳動(dòng)軸和齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 14
第4章 傳動(dòng)件的估算和驗(yàn)算 17
4.1齒輪模數(shù)的計(jì)算 17
4.1.1 各傳動(dòng)軸功率的計(jì)算 17
4.1.2齒輪模數(shù)的計(jì)算 17
4.1.3 計(jì)算各軸之間的中心距 19
4.2 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算 19
4.3 傳動(dòng)軸的估算和齒輪尺寸的計(jì)算 20
4.3.1確定各軸的直徑 20
4.3.2 計(jì)算各齒輪的尺寸 21
第5章 主軸部件的驗(yàn)算 23
5.1 驗(yàn)算主軸軸端的位移ya 23
5.2 前軸承的轉(zhuǎn)角及壽命的驗(yàn)算 25
5.2.1 驗(yàn)算前軸承處的轉(zhuǎn)角θβ 25
5.2.2 驗(yàn)算前支系壽命 25
第6章 主傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27
6.1 展開圖及其布置 27
6.2 皮帶輪設(shè)計(jì) 27
6.3 齒輪塊設(shè)計(jì) 28
6.4 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 28
6.5 主軸設(shè)計(jì) 29
6.5.1 各部分尺寸的選擇 30
6.5.2 主軸材料和熱處理 30
6.6 軸承 30
6.6.1 軸承類型選擇 30
6.6.2 軸承的配置 30
6.6.3 軸承的精度和配合 31
6.6.4 各軸承的選擇 31
6.7 箱體設(shè)計(jì) 31
6.8 操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 32
6.9 密封結(jié)構(gòu)及油滑 32
總結(jié) 33
參考文獻(xiàn) 35
致 謝 37
第1章 緒 論
1.1 課題研究背景及選題的意義
1.1.1 課題背景
所謂的金屬切削機(jī)床，也就是制造機(jī)械的機(jī)器，我們習(xí)慣稱之為“工作母機(jī)”，習(xí)慣上叫作機(jī)床。金屬切削機(jī)床主要是把金屬毛坯經(jīng)過(guò)加工，變成我們生活中機(jī)器的零件。
近年來(lái)，機(jī)械的水平隨著機(jī)床的精密程度日益增長(zhǎng)，機(jī)床的屬性決定了它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中至關(guān)重要的地位，機(jī)床的技術(shù)水平?jīng)Q定著機(jī)械制造工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)效率，一個(gè)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)水平和工業(yè)生產(chǎn)能力的高低，主要就是看機(jī)床的技術(shù)水平。由最初的只為滿足加工成形而要求刀具和工件間的某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)干系和零件的必然強(qiáng)度和剛度，成長(zhǎng)至如今的高度科技成果綜合利用的當(dāng)代機(jī)床的設(shè)計(jì)，也包含計(jì)算機(jī)輔助軟件的運(yùn)用。然而現(xiàn)在機(jī)床主軸變速箱的設(shè)計(jì)方式仍然是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式。所以，摸索科學(xué)理論的運(yùn)用，科學(xué)地解析處理經(jīng)驗(yàn)，數(shù)據(jù)和資料，既能提升機(jī)床設(shè)計(jì)和制造水平，也可以促進(jìn)設(shè)計(jì)方法向現(xiàn)代化前進(jìn)。
機(jī)床技術(shù)參數(shù)有主參數(shù)和基本參數(shù)，它們是運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的根據(jù)，影響到機(jī)床能否滿足基本功能需求，參數(shù)的制定就是機(jī)床性能的設(shè)計(jì)。主參數(shù)是直觀表現(xiàn)機(jī)床加工能力的高低，決定和影響著其他基本參數(shù)的依據(jù)，基本參數(shù)則是一些加工件尺寸、機(jī)床結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性有關(guān)的參數(shù)，一般，我們將其可劃分為尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。
機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)因?yàn)闄C(jī)床在類別、性能、規(guī)格以及尺寸等方面的要求不同，因此，需要達(dá)到的要求也不一樣。通常情況下，我們?cè)谠O(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)候，首先要考慮的基本原則就是以便宜，合理的方式來(lái)達(dá)到我們想要的效果。其次，我們還需要做到的就是要達(dá)到機(jī)床使用性能的要求，傳動(dòng)系統(tǒng)中，各零件都能有著足夠的性能，同時(shí)，傳動(dòng)鏈要少一些，零件的數(shù)目也要少一些，這樣做的目的是為了節(jié)約材料，降低成本。
同時(shí)，在設(shè)計(jì)中各個(gè)方面都要考慮到實(shí)際問(wèn)題，從實(shí)際出發(fā)，這是至關(guān)重要的一點(diǎn)。從大的方面來(lái)說(shuō)，聯(lián)系實(shí)際就是要求我們分析到機(jī)床工藝的可能性。參數(shù)制定和方案敲定中，既要知道當(dāng)今的先進(jìn)生產(chǎn)水平和大概趨勢(shì)，更應(yīng)清楚我國(guó)實(shí)際生產(chǎn)水平，使設(shè)計(jì)的機(jī)床，機(jī)械在四化建設(shè)中得到最大的發(fā)揮。從小的方面來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)中要詳細(xì)的對(duì)機(jī)床零件的制造、裝配以及維修進(jìn)行考慮，選擇最合適的設(shè)計(jì)方法。
1.1.2 研究的意義
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，對(duì)機(jī)電產(chǎn)品有了更高更多的要求，尤其是質(zhì)量和生產(chǎn)率。本次設(shè)計(jì)對(duì)提升生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品的質(zhì)量，以及降低生產(chǎn)成本和改善勞動(dòng)力有著非常大的影響。
機(jī)床工業(yè)成長(zhǎng)到如今，其技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到一定的高度，自動(dòng)化、多樣化、高精度和高效率已經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)床發(fā)展的特性名詞。多樣化的發(fā)展已經(jīng)成為了機(jī)床的特點(diǎn)，技術(shù)的更新和產(chǎn)品的加速使得機(jī)床不近要求保證加工精度，還要有一定的剛度和柔性，使其更方便適應(yīng)加工。
1.1.3 課題的目的
(1) 掌握機(jī)床主傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)過(guò)程和方法，包括參數(shù)制定，傳動(dòng)設(shè)計(jì)，零件計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)的能力
(2) 培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題和獨(dú)立解決相關(guān)專業(yè)的一般性問(wèn)題的能力。擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。
(3) 培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)學(xué)生正確使用現(xiàn)有實(shí)體資料、網(wǎng)絡(luò)資料、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的手冊(cè)等來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)、運(yùn)算，正確的處理相關(guān)數(shù)據(jù)以及編寫說(shuō)明書的能力。
1.2 完成的內(nèi)容
(1) 參數(shù)擬定
按照機(jī)床的數(shù)據(jù)情況，分析典型工藝的切削用量，聯(lián)系相關(guān)的一些信息，并與同類機(jī)床進(jìn)行對(duì)比分析后確定：極限轉(zhuǎn)速和，公比或級(jí)數(shù)，主傳動(dòng)電機(jī)功率。
(2) 動(dòng)力設(shè)計(jì)
按照制定的參數(shù)，分析其結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖，確定轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)方案和轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)圖，然后計(jì)算各轉(zhuǎn)動(dòng)副的傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù)，并校核主軸的轉(zhuǎn)速偏差。
(3) 動(dòng)力計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)
估算齒輸模數(shù)m和軸徑d，選擇和計(jì)算反向離合器，制動(dòng)器。
把各傳動(dòng)件及其他零件在展開圖和剖面圖上做初步的計(jì)劃，放置和設(shè)計(jì)。
(4) 軸和軸承的驗(yàn)算
在結(jié)構(gòu)草圖的條件下，對(duì)其中某根傳動(dòng)軸的剛度和本軸系的軸承壽命進(jìn)行核算。
(5) 主軸變速箱裝配設(shè)計(jì)
主軸變速箱裝配圖是在結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪制的。要求在圖上可以清楚的表達(dá)出每一個(gè)零件，在關(guān)鍵地方還要標(biāo)注相關(guān)的尺寸和配合。
(6) 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書
說(shuō)明書是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的一個(gè)規(guī)劃，里面需要有參數(shù)的擬定，運(yùn)動(dòng)的分析，齒輪的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算，軸和軸承的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算等等。除此之外，對(duì)一些重要的機(jī)構(gòu)是如何正確確定的，需要做詳細(xì)的分析和說(shuō)明。
第2章 機(jī)床主要參數(shù)的確定
機(jī)床設(shè)計(jì)的開始，首先要做的就是確定必需參數(shù)，它們是傳動(dòng)設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，直接影響到產(chǎn)品能否達(dá)到所需要的功能要求。所以，參數(shù)制定是機(jī)床設(shè)計(jì)中的重要步驟。
機(jī)床的重要技術(shù)參數(shù)為主參數(shù)和基本參數(shù)。主參數(shù)是機(jī)床參數(shù)中最主要的，它必須滿足以下要求：
(1) 直接反映出機(jī)床的加工能力和特性；
(2) 決定其他基本參數(shù)值的大小；
(3) 作為機(jī)床設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)；
(4) 作為用戶選用機(jī)床的主要依據(jù)。
為了更加準(zhǔn)確地表示出機(jī)床的工作能力和加工規(guī)模，有的時(shí)候在主參數(shù)后面標(biāo)出另外一個(gè)參數(shù)值，學(xué)術(shù)上稱為第二主參數(shù)。
除主參數(shù)外，機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)還包括下列基本參數(shù)：
(1) 與工件尺寸有關(guān)的參數(shù)；
(2) 與工、夾、量具標(biāo)準(zhǔn)化有關(guān)的參數(shù)；
(3) 與機(jī)床結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)；
(4) 與機(jī)床運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力特性有關(guān)的參數(shù)。
這些基本參數(shù)可以歸納為尺寸參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)三種。
2.1 尺寸參數(shù)
機(jī)床主要尺寸參數(shù)內(nèi)容
工件的尺寸直接影響著機(jī)床的主參數(shù)的選擇。針對(duì)各類通用機(jī)床，已在調(diào)查研究各類工件的基礎(chǔ)上擬定出了機(jī)床的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)執(zhí)行。
主參數(shù)系列采用優(yōu)先數(shù)系，這樣做有如下好處：
(1) 優(yōu)先數(shù)系是按照等比級(jí)數(shù)去分級(jí)的，可以在大范圍內(nèi)通過(guò)比較少的種類，以最經(jīng)濟(jì)合理的方式達(dá)到用戶的要求。
(2) 優(yōu)先數(shù)系具備各類不同公比的系列，因此可以滿足較密和較疏的分級(jí)需求。如今形勢(shì)發(fā)展飛快，可以經(jīng)由插入中間值讓較疏的系列變?yōu)檩^密的系列，而本來(lái)的項(xiàng)值保持原來(lái)的樣子。在參數(shù)規(guī)模很大時(shí)，按照經(jīng)濟(jì)性和需要量等不一樣的條件，還可以分段選用最合適的基本系列，以復(fù)合系列的形式構(gòu)成最適合的系列。
剩余一些不重要的尺寸參數(shù)，我們根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般按照主參數(shù)來(lái)確定。
2.2 動(dòng)力參數(shù)的確定
根據(jù)估算法來(lái)確定主電機(jī)功率
已知給出C620普通車床由推存數(shù)據(jù)
主軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)/分。
主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)
功率估算法的計(jì)算公式[1]。
(1) 確定電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速
刀具材料：YT15 工件材料：45號(hào)鋼
切削方式：車削外圓 切削深度：3.5mm
進(jìn)給量：0.35 切削深度：90
? 主切削力 （2-1）
? 切削功率 = （2-2）
==4.45kW
? 估算重電機(jī)功率 N= （2-3）
=
（2-3）式中：
N值為按我國(guó)生產(chǎn)的電機(jī)在Y系列的額定功率選取如下；
同步轉(zhuǎn)速1500r/min
額定功率
滿載轉(zhuǎn)速1440r/min
2.3運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定
2.3.1 主軸最低和最高轉(zhuǎn)速的確定
計(jì)算車床主軸極限轉(zhuǎn)速是加工直徑，按照我們現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)分別取（0.1～0.2）D和（0.45～0.5）D[1][2]。
主軸極限轉(zhuǎn)速應(yīng)為：
nmax=r/min=1800r/min
nmin=r/min=40r/min
2.3.2 主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的確定
(1) 確定轉(zhuǎn)速范圍Rn定公比確定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)例.
轉(zhuǎn)速范圍 R==45 （2-4）
Φ= （2-5）
考慮到設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度要適中，所以采取常規(guī)的擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)，并選級(jí)數(shù)。今以=1.41和代入R=z-1式，得R=12,因此取=1.41更為適合。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表給出以=1.06的從1～10000的數(shù)值，因，從表中找到，得：共級(jí)轉(zhuǎn)速。
第3章 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1 主傳動(dòng)方案擬定
傳動(dòng)方案的制定，主要是傳動(dòng)型式的選擇。傳動(dòng)型式指?jìng)鲃?dòng)和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及構(gòu)成、安排不同特點(diǎn)的傳動(dòng)型式、變速類型。
傳動(dòng)方案的型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有聯(lián)系。所以，確定傳動(dòng)方案和型式，需要考慮結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面。
傳動(dòng)方案有許多，傳動(dòng)型式更是多種多樣，例如：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；增大變速范圍可以用增加傳動(dòng)組數(shù)實(shí)現(xiàn)，也可用背輪結(jié)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[2][3][4][5][6]。
明顯，可用的方案有很多，優(yōu)化的方案也跟條件的不同而不同。在本次的設(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)擬定式的選擇
3.2.1 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)相對(duì)分析和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式的傳動(dòng)是比較有用的方法，但如果分析復(fù)雜的傳動(dòng)并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案計(jì)劃，就不見得有成效。
3.2.2 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目
傳動(dòng)副數(shù)分別及2，3，2的三個(gè)傳動(dòng)組方案12級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)高統(tǒng)傳動(dòng)組安排有2 3 2或3 2 2或2 2 3。從電動(dòng)機(jī)到主軸一般為降速傳動(dòng)，轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)矩小，尺寸也小，將使小尺寸零件多些，大尺寸零件小些，節(jié)省材料這是前多后小的規(guī)則。
主軸對(duì)加工精度，表面粗糙度有很大的影響，所以主軸上的齒輪小一些比較好，最后各傳動(dòng)組傳動(dòng)副的選用根據(jù)以上角度考慮，最后選用3 2 2。
其本組和擴(kuò)大組的確定。
椐據(jù)前松后緊之后原則確定有了以上基礎(chǔ)小確定結(jié)構(gòu)式。
(1) 主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z和公比
已知： （3-1）
Z=2a×3b
a和b均是正數(shù)，即Z應(yīng)可分解成2和3的因子，以便用2，3聯(lián)滑移齒輪實(shí)現(xiàn)變速。
普通型和輕型車床系列，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=8～18級(jí)為好。
由于Z為2和3的因子積，并且又為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列數(shù)列，因此，如果按串聯(lián)傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，在定后，Rn值已定，應(yīng)適當(dāng)?shù)刈儎?dòng)nmax或nmin，使之符合的關(guān)系。
這樣，就確定了主傳動(dòng)部件（主軸變速箱）的運(yùn)動(dòng)參數(shù)nmax,nmin,Z,。并與同類型車床進(jìn)行類比分析[2][3][6]。
3.2.3 分配總降速比
分配降速比時(shí)，需要注意的是，傳動(dòng)比的取值范圍步輪傳動(dòng)副中最大傳動(dòng)比umax2過(guò)大時(shí)，容易引起振動(dòng)和響音。最小傳動(dòng)比umin。過(guò)小時(shí)，是主動(dòng)齒輪與被動(dòng)齒輪的直徑相差太大，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)擴(kuò)大。
(1) 確定皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)比范圍i =1～2.5。取i=1.8
由于主電機(jī)額定轉(zhuǎn)速1440r/min
可知第Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速n1=1440 0.5=710r/min
(2) 確定最末一級(jí)傳動(dòng)比的
總的轉(zhuǎn)動(dòng)比為 i總= （3-2）
i總=i被iaminibminicmin
最小傳動(dòng)比 icmin=
12=3[1] 2[3] 2[6]
3.3 皮帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定及轉(zhuǎn)速圖擬定
3.3.1確定皮帶輪動(dòng)直徑
(1) 選擇三角帶的型號(hào)
Ni=KwNd
K—工作情況系數(shù)
Nd—電機(jī)額定功率
由于是車床，工作載穩(wěn)定，取Nd=1.1
Nj=5.5 1.1=6.05kw
查表3-1選擇型號(hào)得出B型。
表3-1三角帶型號(hào)
型號(hào)
b
bp
h
13
17
14
10.5
40o
(2) 帶輪直徑D1、D2
小帶輪計(jì)算直徑D1，小帶輪直徑D1不宜過(guò)小，要求大于許用值
Dmin=140， D1Dmin D1由表得取140mm
大帶輪計(jì)算直徑D2
根據(jù)要求的傳動(dòng)比u和滑動(dòng)率ε確定D大。當(dāng)帶傳動(dòng)為降速時(shí)：
D大=D小 (3-3)
或 D大= （3-4）
（3-3）（3-4）式中：n1——小帶輪轉(zhuǎn)速r/min
n2——大帶輪轉(zhuǎn)速r/min
ε——帶的滑動(dòng)系數(shù)，一般取0.02
取D2=220mm
三角膠帶的滑動(dòng)率=2%
3.3.2 確定齒輪齒數(shù)
確定齒輪齒數(shù)應(yīng)該注意以下幾類：
(1) 齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過(guò)大，以免加大中心距機(jī)床結(jié)構(gòu)龐大
一般推薦齒輪數(shù)和SZ為60～100。
(2) 最小齒輪不產(chǎn)生極切18～20。
(3) 三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪和次大齒輪的齒數(shù)差大于等于4。
避免齒輪右左移動(dòng)時(shí)齒輪右相碰，能順利通過(guò)。
由傳動(dòng)比已知，傳動(dòng)比的適用齒數(shù)表。
ia1=1 Sz=60,62,64,66,68,70,72,74,76,78.
ia2= Sz=60,63,65,67,68,70,72,73,75,77.
ia3= Sz=60,63,66,69,72,75,78.
由于可知選用Sz=72，從表查出小齒輪的齒數(shù)為36，30，24，大齒輪的齒數(shù)則為36，42，48。
ib1=1 Sz=60,62,64,66,68,70,72,74,76,78,80.
ib2= Sz=61,65,68,69,72,73,76,77
可選用Sz=84從表中查出小齒輪的齒數(shù)42，22，大齒輪的齒數(shù)則為42，62。
ic1=2=1.99 Sz=63,66,69,72,75,78,81,84,90….
ic2= Sz=80,84,85,89,90…..
可選用Sz=90 從表中查出小齒輪的齒數(shù)30，18 大齒輪的齒數(shù)則為60，72。
3.3.3 轉(zhuǎn)速圖擬定
3.3.4 主軸轉(zhuǎn)速系列的驗(yàn)算
由確定的齒輪所得的實(shí)際轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)設(shè)計(jì)理論值難以完全相符，需要驗(yàn)算主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速，最大誤差不得超過(guò)
(3-5)
n實(shí)際=N i皮 ia ib ic
=
=10(-1)%=0.041
第一級(jí)：
40-40/40〈4.1% （滿足）
第二級(jí)：
57-56/56〈4.1% （滿足）
第三級(jí)：
81-80/80〈4.1% （滿足）
第四級(jí)：
115-112/112〈4.1% （滿足）
第五級(jí)：
163-160/160〈4.1% （滿足）
第六級(jí)：
230-224/224〈4.1% （滿足）
第七級(jí)：
322-315/315〈4.1% （滿足）
第八級(jí)：
458-450/450〈4.1% （滿足）
第九級(jí)：
645-630/630〈4.1% （滿足）
第十級(jí)：
921-900/900〈4.1% （滿足）
第十一級(jí)：
1308-1250/1250〈4.1%（滿足）
第十二級(jí)：
1842-1800/1800〈4.1%（滿足）
3.3.5 傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定
3.4 確定各傳動(dòng)軸和齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速
(1) 確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速由
nj=nmin (3-6)
nⅣ=112r/min
(2) 各傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)速
Ⅲ軸Ⅲ=160r/min
Ⅱ軸Ⅱ=450r/min
Ⅰ軸Ⅰ=900r/min
(3) 傳動(dòng)組各軸上最小齒輪的轉(zhuǎn)速
a組Z=24時(shí)
b組Z=22時(shí)
c組Z=18時(shí)
第4章 傳動(dòng)件的估算和驗(yàn)算
4.1齒輪模數(shù)的計(jì)算
4.1.1 各傳動(dòng)軸功率的計(jì)算
由公式N=NdK (4-1)
N——傳動(dòng)軸的輸入功率
Nd——電機(jī)額定功率
k——工作情況系統(tǒng)
車床的起動(dòng)載荷頸，工作載荷穩(wěn)定，二班制工作時(shí)，取KW=1.1。
NⅠ=Nd n=n帶 軸=0.96
=
=
向心球軸承和向心短圓柱滾子0.995，斜齒圓柱齒輪=0.97
NⅡ=NⅡ
=
NⅢ= NⅡ
=
NⅣ=NⅢ
=
4.1.2齒輪模數(shù)的計(jì)算
結(jié)構(gòu)確定之后，齒輪的工作條件，空間放置，材料和精度等級(jí)等都已經(jīng)確定下來(lái)，才可以確定核心齒輪的接觸疲勞彎曲皮帶強(qiáng)度值能否達(dá)到要求。
根據(jù)接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式：
mj=16300 （4-2）
根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為：
mω=275 （4-3）
（4-2），（4-3）式中：
N——計(jì)算齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)遞的額定功率N=?·Ndk?
nj____計(jì)算齒輪（小齒輪）的計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min
——齒寬系數(shù),
Z1——計(jì)算齒輪的齒數(shù)，一般取轉(zhuǎn)動(dòng)中最小齒輪的齒數(shù)：
i——大齒輪與小齒輪的齒數(shù)比，i=；（+）用于外齒合，（-）號(hào)用于內(nèi)嚙合；
KS——KS=KTKNKnKq壽命系數(shù);
KT—工作期限系數(shù)
Kt=
T---齒輪工作期限，T=15000h
n1---齒輪最低轉(zhuǎn)速
C0---基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷C0=107，彎曲載荷C0=2x106
M---疲勞曲線指數(shù)，接觸載荷m=3，彎曲載荷m=6
K1---齒向載荷分布系數(shù)，K1=1
K2---動(dòng)載荷系數(shù)，K2=1
K3---工作狀況系數(shù)，K3=1.1
基本組的接觸疲勞齒輪模數(shù): mj=16300mm=2.3
彎曲疲勞齒輪模數(shù): mω=275mm=1.8
所以標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5
第一擴(kuò)大組:i=2.82 nⅡ=900r/min
mj=16300mm=2.18
mω=275mm=2.4
所以標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3
第二擴(kuò)大組: i=4 nⅡ=160r/min
mj=16300mm=2.78
mω=275mm=3.5
所以標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3.5
4.1.3 計(jì)算各軸之間的中心距
根據(jù)中心距公式a=(z1+z2) （4-4）
(1) Ⅰ～Ⅱ軸a=
(2) Ⅱ～Ⅲ軸a=mm
(3) Ⅲ～Ⅳ軸a=
4.2 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算
(1) 確定三角帶速度
已知選用三角形B型帶輪
確定帶的速度
=m/s= （4-5）
(2) 初定中心距A0
帶輪的中心距，通過(guò)機(jī)床總體布局初步選定，一般可以在下列范圍內(nèi)選取；
A0=
中心距過(guò)小，將降低帶的壽命；中心距過(guò)大時(shí)，會(huì)引起帶振動(dòng)。
(3) 確定三角帶的計(jì)算長(zhǎng)度L0只內(nèi)周長(zhǎng)LN
三角帶的計(jì)算長(zhǎng)度是通過(guò)三角帶截面重心的長(zhǎng)度。
L0=2A0+(D1+D2)+mm =1432.9mm （4-6）
(4) 確定實(shí)際中心距A
A的精確值為
A=A0+mm=
(5) 驗(yàn)算小帶輪包角α1
α1=180°-57.3°≥120°
如果α1過(guò)小，應(yīng)加大中心距或加張緊裝置。
(6) 確定三角帶根數(shù)Z
Z= （4-7）
（4-7）式中：N0——單根三角帶在α=180°，特定長(zhǎng)度，平穩(wěn)工作情況下傳遞的功率值
C1——包角系數(shù)
Z==2.1
所以取根數(shù)Z=3
4.3 傳動(dòng)軸的估算和齒輪尺寸的計(jì)算
4.3.1確定各軸的直徑
公式mm （4-8）
(1) 轉(zhuǎn)動(dòng)軸的直徑
（4-8）式中： N=NdηkW
Nd__電機(jī)額定功率；
η——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
n1——該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min
計(jì)算轉(zhuǎn)速nJ是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速，各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸得計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系而確定，而中型車，銑床主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為；
[]——每米長(zhǎng)度上的轉(zhuǎn)角（deg/m），可根據(jù)傳動(dòng)軸的要求選取。
N=
mm=91=
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選d=30mm
[] 由表可知道1.4
(2) Ⅱ軸的直徑
mm=24.96mm
選d=35mm
(3) Ⅲ軸的直徑
mm=37.87mm
選d=40mm
(4) 主軸的直徑根據(jù)書中范圍選擇75mm
4.3.2 計(jì)算各齒輪的尺寸
齒輪分度圓直徑公式d=mz
ha=ha*m
齒頂圓直徑 da=d+zha
齒根圓直徑 df=d-2hf
(1) Ⅰ～Ⅱ軸間的齒輪尺寸
m=2.5 a=90mm 齒頂高h(yuǎn)a=ha*m =2.5mm 齒根高度 hf=(ha*+c*)m=3.1mm
經(jīng)常齒制ha*=1 c*=0.25
? z1=z2=36
d1=d2=90mm
b=20mm
齒頂圓直徑 da1=95mm=da2
齒根圓直徑 df1=84mm=df2
? z1=24 z2=48
d1 =60mm d2 =120mm
b=20mm
da1=65mm da2=125mm
df1=54mm df2=114mm
? z1=30 z2=42
d1 =75mm d2 =105mm
b=20mm
da1=80mm da2=110mm
df1=69mm df2=99mm
(2) Ⅱ～Ⅲ軸間的齒輪尺寸
m=3 a=126mm ha=3 hf=3.75
? z3=42 z4=42
d1=d2=mz=3 42=126mm
b=20mm
da1=da2=126+7=132mm
df1=df2=126-8.8=118.5
? z3=22 z4=62
d1=223=66mm d2=623=186mm
b=20mm
da1=72mm da2=192mm
df1=58.5mm df2=178.5mm
(3) Ⅲ～Ⅳ軸間的齒輪尺寸
m=3.5 a=157.5mm
? z5=60 z6=30 ha=3.5 hf=4.4
d1=210mm d2=105mm b=25mm
da1=217mm da2=112mm
df1=202mm df2=97mm
? z5=18 z6=72
d1=mz1=63mm d2=mz2=252mm
ha=35 hf=4.4
da1=d1+2ha=70mm da2=259mm
df1=d1-2hf=54mm df2=250mm b=25mm
第5章 主軸部件的驗(yàn)算
在設(shè)計(jì)主軸組件時(shí)，主軸的跨距希望是合理跨距，但由于結(jié)構(gòu)，限制，主軸的實(shí)際跨距往往不等于合理跨距，為此要對(duì)主軸組件進(jìn)行驗(yàn)算，對(duì)一般的機(jī)床全部軸主要進(jìn)行剛度驗(yàn)算，通常如果能滿足剛度要求也就能滿足強(qiáng)度要求[6][11]。
5.1 驗(yàn)算主軸軸端的位移ya
(1) 主軸的支承簡(jiǎn)化
跨距 L=e++L+=13+652+20=685mm
(2) 主軸的受力分析
主軸受到切削力，傳動(dòng)力的作用。
切削力是一個(gè)空間力,有Px,Py,Pz等分力，設(shè)總的切削力為P1傳動(dòng)力也定空間力有ax，ay，az，主軸上連有一個(gè)齒輪，主要把主軸運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱，
這齒輪主要是傳遞運(yùn)動(dòng)而不是傳遞動(dòng)力，因此可以忽略不計(jì)。
根據(jù)上述各力的作用，主要受彎矩和扭矩的作用。除此之外還受運(yùn)動(dòng)拉力和壓力作用，但這個(gè)時(shí)候彎矩和扭矩要小的多，可以忽略不計(jì)，所以通常靠考慮到以上受力情況，可以簡(jiǎn)化，以下的受力圖。
Q為傳動(dòng)力
P為總切削力
M是力矩曲PX引起
為了計(jì)算方便，認(rèn)為Q和P車同一個(gè)平面
x=13+491.5+17.5=522mm
(3) 確定切削力和傳動(dòng)力的作用類
前支承到主軸端部的距離，切削力的作用點(diǎn)，與前支承之間的距離
S=a+0.4H
H為普通車床的中心高 a=100mm
從以上受力圖以看出主軸端部的彎形由三部分組成。
第一部分 Px=引起的變形
第二部分 Q力引起的變形
第三部分 M力引起的變形
由三部分增加起來(lái)，以得出齒輪A點(diǎn)總的度yA為
yA= （5-1）
? 確定P的大小
主軸計(jì)算傳遞
N主軸傳遞的功率
P=
D最大切削力估算直徑為320mm
P==3356N
e確定a力
a=1.12圓周
a圓周= M扭=
d分度=252mm
a圓周==4261N
a=1.12圓周=4687N
E:主軸材料的彈性模量，一般用鋼
E=20.6 104N/mm2
J：主軸載面慣性
J==4344037
M=（0.3～0.35）Pa=0.3 3356 100=100680
yA=
==0.0058
要求[yA,ymax]
ymax=0.0002L=0.0002*685=0.137yA<[ymax]符合要求
5.2 前軸承的轉(zhuǎn)角及壽命的驗(yàn)算
5.2.1 驗(yàn)算前軸承處的轉(zhuǎn)角θβ
θβ= （5-2）
= =
要求aB
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