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課程設(shè)計(jì) CA6140 機(jī)床普通車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 系 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 佳木斯大學(xué) 2010 年 04 月 02 日 目錄 1 概述 1 1 1 機(jī)床主軸箱課程設(shè)計(jì)的目的 1 1 2 設(shè)計(jì)參數(shù) 1 1 3 設(shè)計(jì)要求 1 2 參數(shù)的擬定在 1 2 1 確定極限轉(zhuǎn)速 1 2 2 主電機(jī)選擇 2 3 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2 3 1 主傳動(dòng)方案擬定 2 3 2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 2 3 3 轉(zhuǎn)速圖的擬定 3 4 傳動(dòng)件的估算 3 4 1 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算 3 4 2 傳動(dòng)軸的估算 5 4 3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算 7 4 4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 4 5 傳動(dòng)軸間的中心距 11 4 6 軸承的選擇 11 4 7 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算 12 5 動(dòng)力設(shè)計(jì) 13 5 1 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算 13 5 2 齒輪校驗(yàn) 18 5 3 軸承的校驗(yàn) 19 6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明 20 6 1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 技術(shù)要求和方案 20 6 2 展開(kāi)圖及其布置 20 6 3 I 軸 輸入軸 的設(shè)計(jì) 21 6 4 齒輪塊設(shè)計(jì) 21 6 5 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 22 6 6 主軸組件設(shè)計(jì) 23 7 總結(jié) 25 課程設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 1 概述 1 1 機(jī)床主軸箱課程設(shè)計(jì)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 2 綜合應(yīng)用所學(xué)的理論知識(shí) 提高理論聯(lián)系實(shí)際和綜合設(shè)計(jì)的能力 3 訓(xùn)練和提高設(shè)計(jì)的基本技能 1 2 設(shè)計(jì)參數(shù) 參數(shù) 分組 Dmax nmax r m in nmin r mi n N 電 kw 級(jí)數(shù) 400 1000 22 4 1 41 4 5 12 400 1600 40 1 58 2 9 320 1400 31 5 1 41 4 12 1 3 設(shè)計(jì)要求 1 主軸實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn) 逆時(shí)針為正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn)級(jí)數(shù)為正轉(zhuǎn)的一半 傳動(dòng)功率為正轉(zhuǎn)的 40 反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速值高出同級(jí)正轉(zhuǎn)的 10 2 主軸為空心軸 內(nèi)孔直徑按要求計(jì)算 d 內(nèi) D 平 70 1 2 D 前 D 后 70 3 主軸必須實(shí)現(xiàn)制動(dòng) 4 必須設(shè)計(jì)操縱機(jī)構(gòu) 5 必須考慮潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)置方案和具體的潤(rùn)滑部位 6 主軸距導(dǎo)軌的中心高 H 為 H D 0 5 7 導(dǎo)軌的跨距 B 為 B D 0 8 1 2 參數(shù)的擬定在 2 1 確定極限轉(zhuǎn)速 nR miax 課程設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 1 znR 因?yàn)?1 41 得 44 64 取 45nn r min 取標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 22 4r min 2 maxi 2 2 主電機(jī)選擇 合理的確定電機(jī)功率 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 已知異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有 3000 1500 1000 750 minr inr minr 已知 是 4KW 根據(jù) 車(chē)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 附錄表 2 選 Y132S 4 額定功率 minr額P 5 5 滿載轉(zhuǎn)速 1440 kwinr87 0 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(kāi)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(lèi)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)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 個(gè) Z 傳動(dòng)副 即 321 傳動(dòng)副中由于結(jié)構(gòu)的限制以 2 或 3 為合適 即變速級(jí)數(shù) Z 應(yīng)為 2 和 3 的因子 課程設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 可以有 3 種方案 baZ 12 3 2 2 12 2 3 2 12 2 2 3 3 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 在 軸如果安置換向摩擦離合器時(shí) 為減少軸向尺寸 第一傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù)不能多 以 2 為宜 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 2 3 2 3 2 3 結(jié)構(gòu)式的擬定 對(duì)于 12 2 3 2 傳動(dòng)式 有 6 種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng) 分別為 612 6132 1423 24 366 由于本次設(shè)計(jì)的機(jī)床 I 軸裝有摩擦離合器 在結(jié)構(gòu)上要求有一齒輪的齒根圓大于離合 器的直徑 初選 6213 3 3 轉(zhuǎn)速圖的擬定 4 傳動(dòng)件的估算 4 1 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算 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) 1 選擇三角帶的型號(hào) 根據(jù)公式 kwPKa05 61 式中 P 電動(dòng)機(jī)額定功率 工作情況系數(shù) aK 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 8 8 因此選擇 A 型帶 2 確定帶輪的計(jì)算直徑 D 課程設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 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 D 即 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 8 3 8 7 取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 125mm minD 由公式 12 式中 n 小帶輪轉(zhuǎn)速 大帶輪轉(zhuǎn)速 所以 由 n 45 28 0 1 257042 D 機(jī)械設(shè)計(jì) A 表 8 7 取園整為 250mm 3 確定三角帶速度 按公式 13 4519 6060DmVs 因?yàn)?5m min V 25 m min 所以選擇合適 4 初步初定中心距 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) 經(jīng)驗(yàn)公式 120120 7A 即 262 5mm 750mm 取 600mm 0A 5 三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 L ADL 20 5013 14262461795 m 由 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 8 2 圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度 180Lm 6 驗(yàn)算三角帶的撓曲次數(shù) 10 640svuL 次 符合要求 7 確定實(shí)際中心距 A002618795 2 m 課程設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 8 驗(yàn)算小帶輪包角 000211857 6812DA 主動(dòng)輪上包角合適 9 確定三角帶根數(shù) Z 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) 式 8 22 得 0calpzk 傳動(dòng)比 0 271 421 vi 查表 8 5c 8 5d 得 0 40KW 3 16KW0p 0 查表 8 8 0 97 查表 8 2 0 95k lk 7 18Z2 193 6049 5 所以取 根 10 計(jì)算預(yù)緊力 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 8 4 q 0 18kg m20 2 517 8 50 895932 capFqvvzkN 11 計(jì)算壓軸力 FZFp3 1282 168sin507i 0mimin 4 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(guò)大的變形 因此 必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度 4 2 1 主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速是低速第一個(gè)三分之一變速范圍的最高一級(jí)轉(zhuǎn)速 課程設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) min 6341 2213minrjz 4 2 2 各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 軸 有 12 級(jí)轉(zhuǎn)速 其中 80r min 通過(guò)齒輪獲得 63r min 剛好能傳遞全部功率 所以 n V 80r min 同理可得 n 250r min n 630r min n 630r min n 800r min 4 2 3 各軸直徑的估算4jPdKAmN 其中 P 電動(dòng)機(jī)額定功率 K 鍵槽系數(shù) A 系數(shù) 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 jn 該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 計(jì)算轉(zhuǎn)速 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j 上 按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系確定 軸 K 1 06 A 120 所以 取 28mm417 5096 20 25 38dm 軸 K 1 06 A 120 42 8 6 7 430m 取 30mm 軸 K 1 06 A 110 43 985 9 10 38 56d 取 40mm 軸 K 1 06 A 100 課程設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 446 9850 98 0 10 227 d mm 取 30mm 此軸徑為平均軸徑 設(shè)計(jì)時(shí)可相應(yīng)調(diào)整 4 3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算 4 3 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)可以從表 3 6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 中zS 選取 一般在主傳動(dòng)中 最小齒數(shù)應(yīng)大于 18 20 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數(shù)差應(yīng)大于或等于 4 以保證滑移是 齒輪外圓不相碰 第一組齒輪 傳動(dòng)比 10u 41 2 u 查 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 表 3 6 齒數(shù)和 取 84zS Z 42 42 35 49 23Z4 第二組齒輪 傳動(dòng)比 10u 2143 u 齒數(shù)和 取 90 zS5Z 45 45 18 72 30 60 67Z89Z10 第三組齒輪 傳動(dòng)比 21u 41 齒數(shù)和 取 110 zS1Z 73 37 22 88 1213Z14 4 3 2 齒輪模數(shù)的計(jì)算 1 齒輪彎曲疲勞的計(jì)算 課程設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 1dN7 5096kw7 2 332 054jmzn 機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo) P36 為大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 可根據(jù)轉(zhuǎn)速圖確定 jn 齒面點(diǎn)蝕的計(jì)算 337 2700956jNAm 取 A 90 由中心距 A 及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù) 1292 453jmZ 根據(jù)計(jì)算選取兩個(gè)中的較大值 選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 取 所以取j 0 2 齒輪彎曲疲勞的計(jì)算 2N7 596 08 9kw6 1 33122 jmzn 齒面點(diǎn)蝕的計(jì)算 336 91707020 5NAmn 取 A 121 由中心距 A 及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù) 1212 563jmZ 根據(jù)計(jì)算選取兩個(gè)中的較大值 選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 取 j 75 所以取 3 3 齒輪彎曲疲勞的計(jì)算 3N 096 80 9 9kw71kw 33 7122 645jmzn 齒面點(diǎn)蝕的計(jì)算 課程設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 336 71700 98NAmn 取 A 162 由中心距 A 及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù) 122 65jZ 根據(jù)計(jì)算選取兩個(gè)中的較大值 選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 取 所以取 83m 3 4 標(biāo)準(zhǔn)齒輪 20h1c0 25 度 從機(jī)械原理 表 10 2 查得以下公式 齒頂圓 mzdaa 1 齒根圓 2fhc 分度圓 z 齒頂高 a 齒根高 mchf 齒輪的具體值見(jiàn)表 齒輪尺寸表 齒輪 齒數(shù)Z 模數(shù)M 分度圓 D 齒頂 圓 ad 1 42 3 126 132 2 42 3 126 132 3 35 3 105 111 4 49 3 147 153 5 45 3 54 60 6 45 3 216 222 7 18 3 135 141 8 72 3 135 141 9 30 3 90 96 10 60 3 180 186 11 73 3 219 225 12 37 3 111 117 13 22 3 66 72 14 88 3 264 270 15 88 3 105 111 16 88 3 69 75 17 88 3 99 105 課程設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 齒輪 齒根圓fd齒頂高ah齒根高fh 1 118 5 3 3 75 2 118 5 3 3 75 3 97 5 3 3 75 4 139 5 3 3 75 5 46 5 3 3 75 6 198 5 3 3 75 7 127 5 3 3 75 8 127 5 3 3 75 9 82 5 3 3 75 10 172 5 3 3 75 11 211 5 3 3 75 12 103 5 3 3 75 13 58 5 3 3 75 14 256 5 3 3 75 15 97 5 3 3 75 16 61 5 3 3 75 17 91 5 3 3 75 4 3 4 齒寬確定 由公式 得 6 10 mB 為 模 數(shù) 第一套嚙合齒輪 2 5I m 第二套嚙合齒輪 380I 第三套嚙合齒輪 6 1IB 一對(duì)嚙合齒輪 為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增 大輪齒的載荷 設(shè)計(jì)上 應(yīng)主動(dòng)輪比小齒輪齒寬大 所以 127 5Bm 37m 415B5678910 8 112314 8 9B 4 3 5 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 當(dāng) 時(shí) 可做成腹板式結(jié)構(gòu) 再考慮到加工問(wèn)題 現(xiàn)敲定16050amd 把齒輪 14 做成腹板式結(jié)構(gòu) 其余做成實(shí)心結(jié)構(gòu) 齒輪 14 計(jì)算如下 0 14272anDM 486Ddm 31 6 813dm 030 5 21 103 20 DC 4 4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 查 機(jī)械設(shè)計(jì) P156 頁(yè) 當(dāng) D 是軸承外徑 查30dm 時(shí) 采 用 腹 板 式 機(jī)械零件手冊(cè) 確定選用深溝球軸承 6211 d 55mm D 100mm 帶輪內(nèi)孔尺寸是軸承外徑 尺寸 100mm 齒 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 8 10 確定參數(shù)得 min8 5 2 9 12 85 38dafbhef 帶輪寬度 18764Bze 分度圓直徑 0dm1 9 85 2142dDCB 6 L 4 5 傳動(dòng)軸間的中心距 md1025 9721 I 3dIV5 162805 4 6 軸承的選擇 軸 6208 D 80 B 18 深溝球軸承 課程設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 軸 7207C D 72 B 17 圓錐滾子軸承 軸 7207C D 72 B 17 圓錐滾子軸承 軸 7208C D 80 B 18 圓錐滾子軸承 4 7 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算 片式摩擦離合器目前在機(jī)床中應(yīng)用廣泛 因?yàn)樗梢栽谶\(yùn)轉(zhuǎn)中接通或脫開(kāi) 具有結(jié)合 平穩(wěn) 沒(méi)有沖擊 結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn) 部分零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 多用于機(jī)床主傳動(dòng) 4 7 1 摩擦片的徑向尺寸 摩擦片的外徑尺寸受到輪廓空間的限制 且受制于軸徑 d 而摩擦片的內(nèi)外徑又決定 著內(nèi)外摩擦片的環(huán)形接觸面積的大小 直接影響離合器的結(jié)構(gòu)和性能 一般外摩擦片的外徑可取 mdD 6 2 1 d 為軸的直徑 取 d 55 所以 1D 55 5 60mm 特性系數(shù) 是外片內(nèi)徑 與內(nèi)片外徑 D2 之比 1 取 0 7 則內(nèi)摩擦片外徑 m7 850612 4 7 2 按扭矩選擇摩擦片結(jié)合面的數(shù)目 一般應(yīng)使選用和設(shè)計(jì)的離合器的額定靜扭矩 和額定動(dòng)扭矩 滿足工作要求 由jMd 于普通機(jī)床是在空載下啟動(dòng)反向的 故只需按離合器結(jié)合后的靜負(fù)載扭矩來(lái)計(jì)算 即 2017 340 65 189nMKZfDbp 取 Z 9 4 7 3 離合器的軸向拉緊力 由 得 KpSQ N6 31594 029 查 機(jī)床零件手冊(cè) 摩擦片的型號(hào)如下 內(nèi)片 Dp 72 85 查表取 D 85mm d 55mm 課程設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) b 1 5mm B 9 7mm H 23 5mm 0 5mm 外片 Dp 72 85 查表取 D 87mm d 56mm b 1 5mm B 20mm H 48mm H1 42mm 0 5mm 內(nèi)外片的最小間隙為 0 2 0 4mm 4 7 4 反轉(zhuǎn)摩擦片數(shù) 49507 61 3 9882jnjNMKm 20 813 146753 40nKZfDbp 取 Z 4 5 動(dòng)力設(shè)計(jì) 5 1 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算 由于變速箱各軸的應(yīng)力都比較小 驗(yàn)算時(shí) 通常都是用復(fù)合應(yīng)力公式 進(jìn)行計(jì)算 57 022bbWM MPa 為復(fù)合應(yīng)力 MPa b 為許用應(yīng)力 MPa W 為軸危險(xiǎn)斷面的抗彎斷面模數(shù) 實(shí)心軸 323md 空心軸 1 340D 課程設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 花鍵軸 32 32324 mdDZbdW d 為空心軸直徑 花鍵軸內(nèi)徑 D 為空心軸外徑 花鍵軸外徑 d0 為空心軸內(nèi)徑 b 為花鍵軸的鍵寬 Z 為花鍵軸的鍵數(shù) M 為在危險(xiǎn)斷面的最大彎矩 2yx N mm T 為在危險(xiǎn)斷面的最大扭矩 jN 41095 N 為該軸傳遞的最大功率 Nj為該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 齒輪的圓周力 DTPt2 齒輪的徑向力 tr5 0 5 1 1 軸的強(qiáng)度計(jì)算 軸 26 9 87 2 IP mN njI 408 2176 59 4 5 1 2 作用在齒輪上的力的計(jì)算 已知大齒輪的分度圓直徑 d mz 2 5 39 97 5mm 圓角力 NDFt 9 1532 97482 徑向力 tr 4 605 軸向力 ta 132 方向如圖所示 課程設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 由受力平衡 0Fr12 拉拉F 1759 2Nr 766 45N 所以 1759 2 766 45 2525 65N12 以 a 點(diǎn)為參考點(diǎn) 由彎矩平衡得 105 105 40 300 40 105 01Fr 2F 所以 2245 5N 2 280 1N 在 V 面內(nèi)的受力情況如下 受力平衡 021 FtE 課程設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 即 1759 2 1532 9 0 21F 以 a 點(diǎn)為參考點(diǎn) 由彎矩平衡 1F 105 105 40 300 105 40 0t 2 所以 3629N 2 3653N 在 V 面的彎矩圖如下 5 1 3 主軸抗震性的驗(yàn)算 1 支撐剛度 包括軸承的彈性變形和坐圈接觸變形 向心推力球軸承 0 7 0 002 d 圓錐孔雙列向力短圓柱滾子軸承 mm Rd 304 前軸承處 d 100 R 5400kgf 1 kgfR1250 所以 r 0 0108mm1r 0 0251mm 坐圓外變形 1 4Ddbrkr 對(duì)于向心球軸承 D 150 d 100 b 60 取 k 0 01 所以 mr 06 15 6014 3 5 對(duì)于短圓柱滾子軸承 D 150 d 100 b 37 取 k 0 01 R 12500kgf 所以 課程設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) mr 053 17 3104 25 所以軸承的徑向變形 r r 6 6 1r 0 05 0 053 0 103mm1r 支撐徑向剛度 k kgfRr 63 7052 4 fkr 19 1 2 量主要支撐的剛度折算到切削點(diǎn)的變形 2 8 9 LakAPYBz 其中 L 419mm K A 121359 2kg mm 所以 12 1 8 9 LakYBzm045 14925 89 7035 23 2 3 主軸本身引起的切削點(diǎn)的變形 FILPaYs2 其中 P 2940N a 125mm L 419mm E 2 10 7N cm D 91mm I 0 05 D 4 d4 0 05 91 4 464 3163377 25mm 2 所以 FILPaYs32 m372105 45 6499 課程設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 4 主軸部件剛度 mNYPKsz 36 360425 0 9 5 驗(yàn)算抗振性 cos 1 2lim bcd 則 cos lim dKb 所以 cs 1 2lim dmD102 6 28 o4 3 03ax 所以主軸抗振性滿足要求 5 2 齒輪校驗(yàn) 在驗(yàn)算算速箱中的齒輪應(yīng)力時(shí) 選相同模數(shù)中承受載荷最大 齒數(shù)最小的齒輪進(jìn) 接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算 這里要驗(yàn)算的是齒輪 2 齒輪 7 齒輪 12 這三個(gè)齒輪 1 接觸應(yīng)力公式 41208vasf jukNQzmBn u 大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比 k 齒向載荷分布系數(shù) 動(dòng)載荷系數(shù) 工況系數(shù) 壽命vkAksk 系數(shù) 查 機(jī)械裝備設(shè)計(jì) 表 10 4 及圖 10 8 及表 10 2 分布得1 5 20 1 5 2HBFBvAkk 假定齒輪工作壽命是 48000h 故應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 96051480 1hNnjL 次 查 機(jī)械裝備設(shè)計(jì) 圖 10 18 得 所以 9 FNHNK 課程設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 23 3721 501 297 506 98208 1 047148f MPa 2 彎曲應(yīng)力 52910vaswjkNQzmBYn 查 金屬切削手冊(cè) 有 Y 0 378 代入公式求得 158 5Mpa wQ 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 10 21e 齒輪的材產(chǎn)選 大齒輪 小齒輪的硬度為 40Cr滲 碳 60HRC 故有 從圖 10 21e 讀出 因?yàn)?1650fMPa 920wMPa 故滿足要求 另外兩齒輪計(jì)算方法如上 均符合要求 ffw 5 3 軸承的校驗(yàn) 軸選用的是角接觸軸承 7206 其基本額定負(fù)荷為 30 5KN 由于該軸的轉(zhuǎn)速是定值 所以齒輪越小越靠近軸承 對(duì)軸承的要求越高 710 minr 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 應(yīng)該對(duì) 軸未端的滾子軸承進(jìn)行校核 齒輪的直徑 24 560d 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 PT9 7 9 31 Nm 齒輪受力 N3254260rFd 根據(jù)受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為 121 lRrv N 350642 v N 因軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷 又由于不受軸向力 按 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 10 5 查得 pf 為 1 2 到 1 8 取 則有 3 1 pf78062 11 RXfPp N 課程設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 6 45732 122 RXfPp N 軸承的壽命 因?yàn)?所以按軸承 1 的受力大小計(jì)算 P 1 3809 72 8506 016 CnLh h 故該軸承能滿足要求 6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明 6 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(kāi)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(huà)展開(kāi)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(wèn)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)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(guò) 反復(fù)思考和多次修改 在正式畫(huà)圖前應(yīng)該先畫(huà)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(wú)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) 6 2 展開(kāi)圖及其布置 展開(kāi)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(kāi)并將這些剖切 面平整展開(kāi)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 負(fù) 責(zé)齒輪無(wú)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(guò)空心軸中的拉桿來(lái)操縱離合器的結(jié)構(gòu) 總布置時(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 課程設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 6 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(pán)上 通過(guò)法蘭盤(pán)將帶輪的拉力傳遞到箱壁上 車(chē)床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時(shí)退刀 車(chē)螺紋時(shí) 換向頻率較高 實(shí)現(xiàn)政反轉(zhuǎn)的變 換方案很多 我們采用正反向離合器 正反向的轉(zhuǎn)換在不停車(chē)的狀態(tài)下進(jìn)行 常采用片式 摩擦離合器 由于裝在箱內(nèi) 一般采用濕式 在確定軸向尺寸時(shí) 摩擦片不壓緊時(shí) 應(yīng)留有 0 2 0 4 的間隙 間隙應(yīng)能調(diào)整 m 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(pán)實(shí)現(xiàn) 其中一個(gè)圓盤(pán)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(guò)一個(gè)花鍵齒 和軸上的花鍵對(duì)正 然后用螺 釘把錯(cuò)開(kāi)的兩個(gè)圓盤(pán)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 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(kāi)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 空套齒輪需要有軸向定位 軸承需要潤(rùn)滑 6 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(shuō) 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) 應(yīng)充分考慮這些問(wèn)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 7 6 6 圓周速度很低的 才選 8 7 7 如果噪聲要求很?chē)?yán) 或一些關(guān)鍵齒輪 就應(yīng)選 6 5 5 當(dāng)精度從 7 6 6 提高到 6 5 5 時(shí) 制造費(fèi)用將顯著提高 不同精度等級(jí)的齒輪 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 課程設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 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 6 4 1 其他問(wèn)題 滑移齒輪進(jìn)出嚙合的一端要圓齒 有規(guī)定的形狀和尺寸 圓齒和倒角性質(zhì)不同 加工 方法和畫(huà)法也不一樣 應(yīng)予注意 選擇齒輪塊的結(jié)構(gòu)要考慮毛坯形式 棒料 自由鍛或模鍛 和機(jī)械加工時(shí)的安裝和定 位基面 盡可能做到省工 省料又易于保證精度 齒輪磨齒時(shí) 要求有較大的空刀 砂輪 距離 因此多聯(lián)齒輪不便于做成整體的 一 般都做成組合的齒輪塊 有時(shí)為了縮短軸向尺寸 也有用組合齒輪的 要保證正確嚙合 齒輪在軸上的位置應(yīng)該可靠 滑移齒輪在軸向位置由操縱機(jī)構(gòu)中的 定位槽 定位孔或其他方式保證 一般在裝配時(shí)最后調(diào)整確定 6 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(guò)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芯線間的 平行度等裝配及加工誤差也會(huì)引起上述問(wèn)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(zhuān)門(mén)加工花鍵的銑床和磨床 工 藝上并無(wú)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 花鍵軸承載能力高 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(guò)濾部分 一般尺寸花鍵的滾刀直徑 為 65 85 刀Dm 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(kāi) 裝配方便 間隙容易調(diào)整 所以有 時(shí)在沒(méi)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(lái)達(dá)到 支撐孔直徑的安排要求 兩孔間的最小壁厚 不得小于 5 10 以免加工時(shí)孔變形 m 花鍵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 G 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 課程設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 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(wèn)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 6 6 主軸組件設(shè)計(jì) 主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜 技術(shù)要求高 安裝工件 車(chē)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 6 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 車(chē)床主軸由于要通過(guò)棒料 安裝自動(dòng)卡盤(pán)的操縱機(jī)構(gòu)及通過(guò)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(chē)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 前錐孔用來(lái)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?一般推薦取 aL 3 5 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)aLL a 選大值 軸剛度差時(shí) 則取小值 跨距 的大小 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 6 6 2 主軸軸承 1 軸承類(lèi)型選擇 主軸前軸承有兩種常用的類(lèi)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 課程設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 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)要求箱體上三支撐孔具有良好的同心度 否則溫升和空載功率增 大 效果不一定好 三孔同心在工藝上難度較大 可以用兩個(gè)支撐的主要支撐 第三個(gè)為 輔助支撐 輔助支撐軸承 中間支撐或后支撐 保持比較大的游隙 約 0 03 0 07 m 只有在載荷比較大 軸產(chǎn)生彎曲變形時(shí) 輔助支撐軸承才起作用 軸承配置時(shí) 除選擇軸承的類(lèi)型不同外 推力軸承的布置是主要差別 推力軸承布置 在前軸承 后軸承還是分別布置在前 后軸承 影響著溫升后軸的伸長(zhǎng)方向以及結(jié)構(gòu)的負(fù) 責(zé)程度 應(yīng)根據(jù)機(jī)床的實(shí)際要求確定 在配置軸承時(shí) 應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 每個(gè)支撐點(diǎn)都要能承受經(jīng)向力 兩個(gè)方向的軸向力應(yīng)分別有相應(yīng)的軸承承受 徑向力和兩個(gè)方向的軸向力都應(yīng)傳遞到箱體上 即負(fù)荷都由機(jī)床支撐件承受 3 軸承的精度和配合 主軸軸承精度要求比一般傳動(dòng)軸高 前軸承的誤差對(duì)主軸前端的影響最大 所以前軸 承的精度一般比后軸承選擇高一級(jí) 普通精度級(jí)機(jī)床的主軸 前軸承的選 或 級(jí) 后軸承選 或 級(jí) 選擇軸承的精CDE 度時(shí) 既要考慮機(jī)床精度要求 也要考慮經(jīng)濟(jì)性 軸承與軸和軸承與箱體孔之間 一般都采用過(guò)渡配合 另外軸承的內(nèi)外環(huán)都是薄壁件 軸和孔德形狀誤差都會(huì)反映到軸承滾道上去 如果配合精度選的太低 會(huì)降低軸承的回轉(zhuǎn) 精度 所以軸和孔的精度應(yīng)與軸承精度相匹配 1 軸承間隙的調(diào)整 為了提高主軸的回轉(zhuǎn)精度和剛度 主軸軸承的間隙應(yīng)能調(diào)整 把軸承調(diào)到合適的負(fù)間 隙 形成一定的預(yù)負(fù)載 回轉(zhuǎn)精度和剛度都能提高 壽命 噪聲和抗震性也有改善 預(yù)負(fù) 載使軸承內(nèi)產(chǎn)生接觸變形 過(guò)大的預(yù)負(fù)載對(duì)提高剛度沒(méi)有明顯的小果 而磨損發(fā)熱量和噪 聲都會(huì)增大 軸承壽命將因此而降低 軸承間隙的調(diào)整量 應(yīng)該能方便而且能準(zhǔn)確地控制 但調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不能太復(fù)雜 雙列短圓柱滾子軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈可以移動(dòng) 當(dāng)內(nèi)圈向大端軸向移動(dòng)時(shí) 由于 1 12 的內(nèi) 錐孔 內(nèi)圈將脹大消除間隙 其他軸承調(diào)整也有與主軸軸承相似的問(wèn)題 特別要注意 調(diào)整落幕的端面與螺紋中心 線的垂直度 隔套兩個(gè)端面的平行度都由較高要求 否則 調(diào)整時(shí)可能將軸承壓偏而破壞 精度 隔套越長(zhǎng) 誤差的影響越小 螺母端面對(duì)螺紋中心線垂直度 軸上和孔上套簡(jiǎn)兩端平行度等均有嚴(yán)格的精度要求 6 6 3 主軸與齒輪的連接 齒輪與主軸的連接可以用花鍵或者平鍵 軸做成圓柱體 或者錐面 錐度一般取 1 15 左右 錐面配合對(duì)中性好 但加工較難 平鍵一般用一個(gè)或者兩個(gè) 相隔 180 度布 置 兩國(guó)特鍵不但平衡較好 而且平鍵高度較低 避免因齒輪鍵槽太深導(dǎo)致小齒輪輪轂厚 度不夠的問(wèn)題 6 6 4 潤(rùn)滑與密封 主軸轉(zhuǎn)速高 必須保證充分潤(rùn)滑 一般常用單獨(dú)的油管將油引到軸承處 主軸是兩端外伸的軸 防止漏油更為重要而困難 防漏的措施有兩種 1 堵 加密封裝置防止油外流 主軸轉(zhuǎn)速高 多采用非接觸式的密封裝置 形式很多 一種軸與軸承蓋之間留 課程設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 0 1 0 3 的間隙 間隙越小 密封效果越好 但工藝?yán)щy 還有一種是在軸承蓋的孔m 內(nèi)開(kāi)一個(gè)或幾個(gè)并列的溝槽 圓弧形或 形 效果比上一種好些 在軸上增開(kāi)了溝槽 矩v 形或鋸齒形 效果又比前兩種好 在有大量切屑 灰塵和冷卻液的環(huán)境中工作時(shí) 可采用曲路密封 曲路可做成軸向 或徑向 徑向式的軸承蓋要做成剖分式 較為復(fù)雜 2 疏導(dǎo) 在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐?使油能順利地流回到油箱 6 6 5 其他問(wèn)題 主軸上齒輪應(yīng)盡可能靠近前軸承 大齒輪更應(yīng)靠前 這樣可以減小主軸的扭轉(zhuǎn)變形 當(dāng)后支承采用推力軸承時(shí) 推力軸承承受著前向后的軸向力 推力軸承緊靠在孔的 內(nèi)端面 所以 內(nèi)端面需要加工 端面和孔有較高的垂直度要求 否則將影響主軸的回轉(zhuǎn) 精度 支承孔如果直接開(kāi)在箱體上 內(nèi)端面加工有一定難度 為此 可以加一個(gè)杯形套孔 解決 套孔單獨(dú)在車(chē)床上加工 保證高的端面與孔德垂直度 主軸的直徑主要取決于主軸需要的剛度 結(jié)構(gòu)等 各種牌號(hào)鋼材的彈性模量基本一 樣 對(duì)剛度影響不大 主軸一般選優(yōu)質(zhì)中碳鋼即可 精度較高的機(jī)床主軸考慮到熱處理變 形的影響 可以選用 或其他合金鋼 主軸頭部需要淬火 硬度為 50 55 其他Cr40 RC 部分處理后 調(diào)整硬度為 220 250 HB 7 總結(jié) 在課程設(shè)計(jì)當(dāng)中 我也遇到了一些問(wèn)題 設(shè)計(jì)過(guò)程也是培養(yǎng)我們認(rèn)真細(xì)心的態(tài)度 在此過(guò)程中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題 使我加深了對(duì)大學(xué)所學(xué)課程理解 綜合應(yīng) 用 并得到進(jìn)一步的鞏固 這對(duì)以后的學(xué)習(xí)和工作都有積極的意義 總之 這次的課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多東西 課程設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè)