車床主軸箱設(shè)計[共33頁]

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1、課程設(shè)計實驗報告課程名稱:中心高為200mm的專用車床的主軸箱部件設(shè)計 實驗（實踐）編號 實驗（實踐）名稱 實驗（實踐）學(xué)時 實驗（實踐）時間 5設(shè)計任務(wù)書機(jī)械制造裝備課程設(shè)計任務(wù)書姓名： 班級： 學(xué)號： 一、設(shè)計題目：中心高為200mm的專用車床的主軸箱部件設(shè)計(七)原始數(shù)據(jù)：主要技術(shù)參數(shù)題目主電動機(jī)功率P/kW3主電動機(jī)n電/(r/min)1500n1150n2250n3350n4450二、工藝要求：加工工件材料為棒料鋼材，要求正反轉(zhuǎn)。加工工件表面為外圓柱表面，加工直徑為100（加工零件圖略）。刀具采用硬質(zhì)合金刀。工件裝夾采用專用卡盤（不作設(shè)計內(nèi)容）。機(jī)床精度等級為普通級。三、設(shè)計內(nèi)容：1

2、）運動設(shè)計：根據(jù)給定的轉(zhuǎn)速確定主傳動的結(jié)構(gòu)網(wǎng)、轉(zhuǎn)速圖、傳動系統(tǒng)圖、計算齒輪齒數(shù)。2）動力計算：選擇電動機(jī)型號，對主要零件（如帶、齒輪、主軸、傳動軸、軸承等）進(jìn)行計算（初算和驗算）。3）繪制下列圖紙： 機(jī)床主傳動系統(tǒng)圖（畫在說明書上）。 主軸箱部件展開圖及主要剖面圖。 主軸零件圖。4）編寫設(shè)計說明書1份四、設(shè)計要求：1）設(shè)計圖樣必須用計算機(jī)繪制，圖樣正確清晰，結(jié)構(gòu)完整合理，尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求規(guī)范且符合生產(chǎn)實際。2）說明書條理清楚，內(nèi)容充實，分析透徹，計算準(zhǔn)確。3）說明書中引用的內(nèi)容、公式、數(shù)據(jù)必須注明出處。五、設(shè)計期限： 六、答辯日期： 指導(dǎo)教師： 2014年7月8日目 錄設(shè)計任務(wù)書2機(jī)械制造裝

3、備課程設(shè)計任務(wù)書2目 錄4第1章 機(jī)床用途、性能及結(jié)構(gòu)簡單說明6第2章 設(shè)計部分的基本技術(shù)特性和結(jié)構(gòu)分析72.1車床主參數(shù)和基本參數(shù)72.2 確定傳動公比72.3 結(jié)構(gòu)分析式7第3章 設(shè)計部分的運動設(shè)計93.2確定結(jié)構(gòu)式93.3 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)93.4 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖103.5 確定各變速組此論傳動副齒數(shù)113.6 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差13第4章 設(shè)計部分的動力計算134.1 帶傳動設(shè)計134.2選擇帶型144.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗證帶速144.4確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長度并驗算小輪包角154.5確定帶的根數(shù)z164.6確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸164.7確定帶的張緊裝置164.8 計算轉(zhuǎn)速的計

4、算184.9齒輪模數(shù)計算及驗算194.10 傳動軸最小軸徑的初定244.11 主軸合理跨距的計算244.12軸承的選擇254.13 鍵的規(guī)格264.14變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇264.15主軸合理跨距的計算264.16 軸承壽命校核27第5章 設(shè)計部分的調(diào)節(jié)、潤滑、維護(hù)保養(yǎng)、技術(shù)要求及其它29第6章 設(shè)計中的優(yōu)缺點，存在的問題及改進(jìn)意見32參考文獻(xiàn)33 第1章 機(jī)床用途、性能及結(jié)構(gòu)簡單說明機(jī)床技術(shù)參數(shù)有主參數(shù)和基本參數(shù)，他們是運動傳動和結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)，影響到機(jī)床是否滿足所需要的基本功能要求，參數(shù)擬定就是機(jī)床性能設(shè)計。主參數(shù)是直接反映機(jī)床的加工能力、決定和影響其他基本參數(shù)的依據(jù)，如車床的最大加工直徑，

5、一般在設(shè)計題目中給定，基本參數(shù)是一些加工件尺寸、機(jī)床結(jié)構(gòu)、運動和動力特性有關(guān)的參數(shù)，可歸納為尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)。通用車床工藝范圍廣，所加工的工件形狀、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬質(zhì)合金刀具又用高速鋼刀具。因此，必須對所設(shè)計的機(jī)床工藝范圍和使用情況做全面的調(diào)研和統(tǒng)計，依據(jù)某些典型工藝和加工對象，兼顧其他的可能工藝加工的要求，擬定機(jī)床技術(shù)參數(shù)，擬定參數(shù)時，要考慮機(jī)床發(fā)展趨勢和同國內(nèi)外同類機(jī)床的對比，使擬定的參數(shù)最大限度地適應(yīng)各種不同的工藝要求和達(dá)到機(jī)床加工能力下經(jīng)濟(jì)合理。機(jī)床主傳動系因機(jī)床的類型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同，應(yīng)滿足的要求也不一樣。設(shè)計機(jī)床主傳動系時最基本

6、的原則就是以最經(jīng)濟(jì)、合理的方式滿足既定的要求。在設(shè)計時應(yīng)結(jié)合具體機(jī)床進(jìn)行具體分析，一般應(yīng)滿足的基本要求有：滿足機(jī)床使用性能要求。首先應(yīng)滿足機(jī)床的運動特性，如機(jī)床主軸油足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級數(shù)；滿足機(jī)床傳遞動力的要求。主電動機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)能提供足夠的功率和轉(zhuǎn)矩，具有較高的傳動效率；滿足機(jī)床工作性能要求。主傳動中所有零部件有足夠的剛度、精度和抗震性，熱變形特性穩(wěn)定；滿足產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性要求。傳動鏈盡可能簡短，零件數(shù)目要少，以便節(jié)約材料，降低成本。33第2章 設(shè)計部分的基本技術(shù)特性和結(jié)構(gòu)分析2.1車床主參數(shù)和基本參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)題目主電動機(jī)功率P/kW3主電動機(jī)n電/(r/min)1500n1150n22

7、50n3350n44502.2 確定傳動公比主電動機(jī)功率P/kW=3 kW，主電動機(jī)n電/(r/min)=1500 r/min，n1=150 r/min，n2=250 r/min， ，n3=350 r/min， n4=450 r/min參考金屬切削機(jī)床設(shè)計指導(dǎo)書確定根據(jù)【1】表3-5 標(biāo)準(zhǔn)公比。這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系列=1.26, 轉(zhuǎn)速級數(shù)Z=4，2.3 結(jié)構(gòu)分析式圖2.1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖因為=1.26=1.064，根據(jù)【1】表3-6標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首先找到最大極限轉(zhuǎn)速450，(從后往前推算的方法），再每跳過3個數(shù)取一個轉(zhuǎn)速，即可得到公比為1.26的數(shù)列： 140,180,224，280，355，450.第

8、3章 設(shè)計部分的運動設(shè)計合理的確定電機(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。已知電動機(jī)的功率是3KW，根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊第3版，選Y100L2-4，額定功率3KW，滿載轉(zhuǎn)速1420r/min，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min (堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=2.2最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=2.33.2確定結(jié)構(gòu)式a，b為正整數(shù)，即Z應(yīng)可以分解為2和3的因子，以便用2、3聯(lián)滑移齒輪實現(xiàn)變速。設(shè)計車床主變速傳動系時，為避免從動齒輪尺寸過大而增加箱體的徑向尺寸，在降速變速中，一般限制限制最小變速比 ；為避免擴(kuò)大傳動誤差，減少震動噪聲，在升速時一般限制最大轉(zhuǎn)速比。斜齒圓柱齒輪傳

9、動較平穩(wěn)，可取。因此在主變速鏈任一變速組的最大變速范圍。在設(shè)計時必須保證中間變速軸的變速范圍最小。3.3 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖 結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖因為=1.26=1.064，根據(jù)【1】表3-6標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首先找到最大極限轉(zhuǎn)速450，(從后往前推算的方法），再每跳過3個數(shù)取一個轉(zhuǎn)速，即可得到公比為1.26的數(shù)列： 140,180,224，280，355，450.3.4 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖（1）選擇電動機(jī)：采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機(jī)。（2）繪制轉(zhuǎn)速圖：（3）畫主傳動系統(tǒng)圖。根據(jù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖及已知的技術(shù)參數(shù)，畫主傳動系統(tǒng)圖如圖2-3：1-2軸最小中心距：A1_2min>1/2(Zmaxm+2m+

10、D)軸最小齒數(shù)和:Szmin>(Zmax+2+D/m)3.5 確定各變速組此論傳動副齒數(shù)(1)Sz100-124,中型機(jī)床Sz=70-100(2)直齒圓柱齒輪Zmin18-24,m40軸之間為帶傳動，傳動比為，其目的是為了防止中間變速組降速過快，縮小齒輪徑向尺寸。a變速組為軸之間傳動；b變速組為軸之間傳動； 圖2-3 主傳動系統(tǒng)圖（7）齒輪齒數(shù)的確定。變速組內(nèi)取模數(shù)相等，據(jù)設(shè)計要求Zmin1824,齒數(shù)和Sz100124，由表4.1，根據(jù)各變速組公比，可得各傳動比和齒輪齒數(shù)，各齒輪齒數(shù)如表2-2。 表2-2 齒輪齒數(shù)傳動比基本組第一擴(kuò)大組1:1.261:1.581:21:1.411:2.

11、53代號ZZZZZZZZZ5Z5齒數(shù)4050 35553060355526643.6 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差實際傳動比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過±10(-1),即10(-1)=2.6第4章 設(shè)計部分的動力計算4.1 帶傳動設(shè)計輸出功率P=3kW,轉(zhuǎn)速n1=1420r/min,n2=710r/min表4 工作情況系數(shù)工作機(jī)原動機(jī)類類一天工作時間/h10161016載荷平穩(wěn)液體攪拌機(jī)；離心式水泵；通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（）；離心式壓縮機(jī)；輕型運輸機(jī)1.01.11.21.11.21.3載荷變動小帶式運輸機(jī)（運送砂石、谷物），通風(fēng)機(jī)（）；發(fā)電機(jī)；旋轉(zhuǎn)式水泵；金屬切削機(jī)床；剪床；壓力機(jī)；印刷機(jī)；振動

12、篩1.11.21.31.21.31.4載荷變動較大螺旋式運輸機(jī)；斗式上料機(jī)；往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)；鍛錘；磨粉機(jī)；鋸木機(jī)和木工機(jī)械；紡織機(jī)械1.21.31.41.41.51.6載荷變動很大破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）；球磨機(jī)；棒磨機(jī)；起重機(jī)；挖掘機(jī)；橡膠輥壓機(jī)1.31.41.51.51.61.8根據(jù)V帶的載荷平穩(wěn)，兩班工作制（16小時），查機(jī)械設(shè)計P296表4，取KA1.1。即4.2選擇帶型普通V帶的帶型根據(jù)傳動的設(shè)計功率Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1按機(jī)械設(shè)計P297圖1311選取。根據(jù)算出的Pd3.3kW及小帶輪轉(zhuǎn)速n11420r/min ，查圖得：dd=80100可知應(yīng)選取A型V帶。4.3確定帶輪的基準(zhǔn)

13、直徑并驗證帶速由機(jī)械設(shè)計P298表137查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為80100mm則取dd1=100mm> ddmin.=75 mm（dd1根據(jù)P295表13-4查得）表3 V帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑槽型YZABCDE205075125200355500由機(jī)械設(shè)計P295表13-4查“V帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得=200mm 誤差驗算傳動比： （為彈性滑動率）誤差 符合要求 帶速 滿足5m/s<v<2530m/s的要求，故驗算帶速合適。4.4確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長度并驗算小輪包角由式可得0.7（100+200）2（100+200）即210600，選取=340mm 所以有： 由機(jī)械設(shè)計P293

14、表132查得Ld1120mm實際中心距符合要求。表4. 包角修正系數(shù)包角220210200190180150170160140130120110100901.201.151.101.051.000.920.980.950.890.860.820.780.730.68表5. 彎曲影響系數(shù) 帶型ZABCDE4.5確定帶的根數(shù)z三角帶傳遞的功率N1=3 KW 其中： -時傳遞功率的增量； -按小輪包角，查得的包角系數(shù)； -長度系數(shù)； 為避免V型帶工作時各根帶受力嚴(yán)重不均勻，限制根數(shù)不大于10。 所以，所需帶輪的根數(shù)為3根4.6確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸根據(jù)V帶輪結(jié)構(gòu)的選擇條件，電機(jī)的主軸直徑為d=28mm

15、；由機(jī)械設(shè)計P293 ，“V帶輪的結(jié)構(gòu)”判斷：當(dāng)3ddd1(90mm)300mm，可采用H型孔板式或者P型輻板式帶輪，這次選擇H型孔板式作為小帶輪。由于dd2>300mm，所以宜選用E型輪輻式帶輪?？傊л嗊xH型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇E型輪輻式結(jié)構(gòu)。帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。4.7確定帶的張緊裝置 選用結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。3.8計算壓軸力由機(jī)械設(shè)計P303表1312查得，A型帶的初拉力F0125.35N，上面已得到=162.13，z=3，則對帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時要進(jìn)行動

16、平衡，對于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要小, 帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動帶，制有梯形輪槽。由于普通V帶兩側(cè)面間的夾角是40°，為了適應(yīng)V帶在帶輪上彎曲時截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通V帶輪槽角 為32°、34°、36°、38°（按帶的型號及帶輪直徑確定），輪槽尺寸見表7-3。裝在軸上的筒形部分稱為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱為輪幅（腹板），用來聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。表 普通V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92） 項目 符號 槽型 Y Z A B

17、C D E 基準(zhǔn)寬度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基準(zhǔn)線上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基準(zhǔn)線下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽間距 e 8 ± 0.3 12 ± 0.3 15 ± 0.3 19 ± 0.4 25.5 ± 0.5 37 ± 0.6 44.5 ± 0.7 第一槽對稱面至端面的距離 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小輪緣厚 5 5.5 67.5

18、10 12 15 帶輪寬 B B =( z -1) e + 2 f   z 輪槽數(shù) 外徑 d a 輪 槽 角 32° 對應(yīng)的基準(zhǔn)直徑 d d 60 - - - - - - 34° - 80 118 190 315 - - 36° 60 - - - - 475 600 38° - 80 118 190 315 475 600 極限偏差 ± 1 ± 0.5 V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式： （1） 實心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd(2.53)d時)，如圖7 -6a。 （2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd

19、300mm 時)，如圖7-6b。 （3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪(ddd) 100 mm 時)，如圖7 -6c 。 （4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd 500mm 時)，如圖7-6d。（a） （b） （c） （d）圖7-6 帶輪結(jié)構(gòu)類型根據(jù)設(shè)計結(jié)果，可以得出結(jié)論：小帶輪選擇實心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇腹板帶輪如圖（b）4.8 計算轉(zhuǎn)速的計算（1）主軸的計算轉(zhuǎn)速nj，由公式n=n得，主軸的計算轉(zhuǎn)速nj=180r/min，取180 r/min。(2). 傳動軸的計算轉(zhuǎn)速 軸2=450 r/min，軸1=710r/min。（2）確定各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速。各計算轉(zhuǎn)速入表3-1。表3-

20、1 各軸計算轉(zhuǎn)速軸 號 軸 軸 軸計算轉(zhuǎn)速 r/min 710450180（3） 確定齒輪副的計算轉(zhuǎn)速。齒輪裝在主軸上其中只有180r/min傳遞全功率，故Z5j=180 r/min。依次可以得出其余齒輪的計算轉(zhuǎn)速，如表3-2。 表3-2 齒輪副計算轉(zhuǎn)速序號ZZZZZn7104504501801804.9齒輪模數(shù)計算及驗算（1）模數(shù)計算。一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，選取負(fù)荷最重的小齒輪，按簡化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計算，即mj=16338可得各組的模數(shù)，如表3-3所示。根據(jù)和計算齒輪模數(shù)，根據(jù)其中較大值取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：=16338=16338mm齒輪的最低轉(zhuǎn)速r/min；頂定的齒輪工作

21、期限，中型機(jī)床推存：=1524轉(zhuǎn)速變化系數(shù)； 功率利用系數(shù)；材料強(qiáng)化系數(shù)。 （壽命系數(shù)）的極值齒輪等轉(zhuǎn)動件在接取和彎曲交邊載荷下的疲勞曲線指數(shù)m和基準(zhǔn)順環(huán)次數(shù)C0工作情況系數(shù)。中等中級的主運動： 動載荷系數(shù)；齒向載荷分布系數(shù)；齒形系數(shù)； 根據(jù)彎曲疲勞計算齒輪模數(shù)公式為： 式中：N計算齒輪轉(zhuǎn)動遞的額定功率N= 計算齒輪（小齒輪）的計算轉(zhuǎn)速r/min 齒寬系數(shù), Z1計算齒輪的齒數(shù)，一般取轉(zhuǎn)動中最小齒輪的齒數(shù)： 大齒輪與小齒輪的齒數(shù)比，=；（+）用于外嚙合，（-）號用于內(nèi)嚙合： 命系數(shù)； ：工作期限 ， =； =3.49=1.8=0.84 =0.58 =0.90 =0.55 =0.72 =3.49

22、 0.84 0.58 0.55=0.94=1.80.84 0.90 0.72=0.99 時，取=，當(dāng)<時，取=；=0.85 =1.5； =1.2 =1 =0.378 許用彎曲應(yīng)力，接觸應(yīng)力，() =354 =1750 6級材料的直齒輪材料選；24熱處理HRC591-2軸由公式mj=16338可得mj=3.28mm，取m=3.5mm2-3軸由公式mj=16338可得mj=2.85mm，取m=3.5mm由于一般同一變速組內(nèi)的齒輪盡量取同一模數(shù)，所以為了統(tǒng)一和方便如下?。焊鶕?jù)有關(guān)文獻(xiàn)，也為了便于統(tǒng)一，在這里傳動齒輪統(tǒng)一取m=3.5表3-3 模數(shù)組號基本組第一擴(kuò)大組模數(shù) mm 3.53.5（2）

23、基本組齒輪計算。 基本組齒輪幾何尺寸見下表齒輪Z1Z1Z2Z2Z3Z3齒數(shù)405035553060分度圓直徑140175122.5192.5105210齒頂圓直徑147182129.5199.5112217齒根圓直徑131.75166.25113.25183.7596.25201.25 齒寬242424242424按基本組最小齒輪計算。小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB246HB，平均取260HB，大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB246HB，平均取240HB。計算如下： 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算： 接觸應(yīng)力驗算公式為 彎曲應(yīng)力驗算公式為： 式中 N-傳遞的額定功率（kW），這里取N

24、為電動機(jī)功率，N=5kW; -計算轉(zhuǎn)速（r/min）. =710（r/min）; m-初算的齒輪模數(shù)（mm）, m=3.5（mm）; B-齒寬（mm）;B=24（mm）; z-小齒輪齒數(shù)；z=30; u-小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=2; -壽命系數(shù)； = -工作期限系數(shù)； T-齒輪工作期限，這里取T=15000h.; -齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, =500（r/min） -基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取=，彎曲載荷取= m-疲勞曲線指數(shù)，接觸載荷取m=3；彎曲載荷取m=6; -轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，查【5】2上，取=0.60 -功率利用系數(shù)，查【5】2上，取=0.78 -材料強(qiáng)化系數(shù)，查【5】2上，

25、 =0.60 -工作狀況系數(shù)，取=1.1 -動載荷系數(shù)，查【5】2上，取=1 -齒向載荷分布系數(shù)，查【5】2上，=1 Y-齒形系數(shù)，查【5】2上，Y=0.386；-許用接觸應(yīng)力（MPa）,查【4】，表4-7，取=650 Mpa；-許用彎曲應(yīng)力（MPa），查【4】，表4-7，取=275 Mpa；根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得：=635 Mpa =78 Mpa（3）第一擴(kuò)大組齒輪計算。 擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪Z4Z4Z5Z5齒數(shù)35552664分度圓直徑122.5192.591224齒頂圓直徑129.5199.598231齒根圓直徑113.25183.7582.25215.25齒寬24

26、242424按擴(kuò)大組最小齒輪計算。小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB246HB，平均取260HB，大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB246HB，平均取240HB。 同理根據(jù)基本組的計算，查文獻(xiàn)【6】，可得 =0.62， =0.77，=0.60，=1.1，=1，=1，m=3.5，=355；可求得：=619 Mpa =135Mpa 4.10 傳動軸最小軸徑的初定由【5】式6，傳動軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下式計算： d=1.64（mm） 或 d=91（mm）式中 d-傳動軸直徑（mm） Tn-該軸傳遞的額定扭矩（N*mm） T=9550000； N-該軸傳遞的功率（KW） -該軸的計算轉(zhuǎn)速

27、-該軸每米長度的允許扭轉(zhuǎn)角，=。各軸最小軸徑如表3-3。 表3-3 最小軸徑軸 號 軸 軸最小軸徑mm 3540 4.11 主軸合理跨距的計算由于電動機(jī)功率P=3kw，根據(jù)【1】表3.24，前軸徑應(yīng)為6090mm。初步選取d1=80mm。后軸徑的d2=（0.70.9）d1，取d2=60mm。根據(jù)設(shè)計方案，前軸承為NN3016K型，后軸承為圓錐滾子軸承。定懸伸量a=124mm，主軸孔徑為30mm。軸承剛度，主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩T=9550=9550×=424.44N.m設(shè)該機(jī)床為車床的最大加工直徑為400mm。(床身上最常用的最大加工直徑200)，即經(jīng)濟(jì)加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的50%，這

28、里取45%，即180mm，故半徑為0.09m；切削力（沿y軸） Fc=4716N背向力（沿x軸） Fp=0.5 Fc=2358N總作用力 F=5272.65N此力作用于工件上，主軸端受力為F=5272.65N。先假設(shè)l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力RA和RB分別為RA=F×=5272.65×=7908.97NRB=F×=5272.65×=2636.325N根據(jù) 文獻(xiàn)【1】式3.7 得：Kr=3.39得前支承的剛度：KA= 1689.69 N/ ；KB= 785.57 N/；=2.15 主軸的當(dāng)量外徑de=(80+60)/2=70mm，故慣性

29、矩為 I=113.8×10-8m4 =0.14查【1】圖3-38 得 =2.0，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距=124×2.0=240mm合理跨距為（0.75-1.5），取合理跨距l(xiāng)=360mm。 根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，主軸的實際跨距大于合理跨距，因此需要采取措施增加主軸的剛度，增大軸徑：前軸徑D=100mm，后軸徑d=80mm。前軸承采用雙列圓柱滾子軸承，后支承采用背對背安裝的角接觸球軸承。4.12軸承的選擇I軸：與帶輪靠近段安裝雙列角接觸球軸承代號7007C 另一安裝深溝球軸承6012II軸：對稱布置深溝球軸承6009III軸：后端安裝雙列角接觸球軸承代號7015C 另一安裝端角

30、接觸球軸承代號7010C中間布置角接觸球軸承代號7012C4.13 鍵的規(guī)格 I軸安裝帶輪處選擇普通平鍵規(guī)格：BXL=10X56 II軸選擇花鍵規(guī)格：N× d×D×B =8X36X40X7 III軸選擇鍵規(guī)格：BXL=14X90 4.14變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇選用左右擺動的操縱桿使其通過桿的推力來控制II軸上的三聯(lián)滑移齒輪和二聯(lián)滑移齒輪。4.15主軸合理跨距的計算設(shè)機(jī)床最大加工回轉(zhuǎn)直徑為ø400mm,電動機(jī)功率P=3kw，,主軸計算轉(zhuǎn)速為180r/min。已選定的前后軸徑為:定懸伸量a=85mm。軸承剛度，主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩:TIII 設(shè)該車床的最大加工直徑2

31、50mm。床身上最常用的最大加工直徑，即經(jīng)濟(jì)加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的50%，這里取45%，即125mm切削力（沿y軸） Fc=250.346/0.125=2781N背向力（沿x軸） Fp=0.5 Fc=1390N總作用力 F=3109N此力作用于工件上，主軸端受力為F=3109N。先假設(shè)l/a=2，l=3a=255mm。前后支承反力RA和RB分別為RA=F×=3109×NRB=F×=3109×N根據(jù)主軸箱設(shè)計得：=3.39得前支承的剛度：KA= 1376.69 N/ ；KB= 713.73 N/；=1.93 主軸的當(dāng)量外徑de=(85+65)/2=75

32、mm，故慣性矩為 I=1.55×10-6m4 =0.38查主軸箱設(shè)計圖 得 =2.5，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距=85×2.5=212.5mm合理跨距為（0.75-1.5），取合理跨距l(xiāng)=250mm。 根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，主軸的實際跨距大于合理跨距，因此需要采取措施增加主軸的剛度，增大軸徑：前軸徑D=85mm，后軸徑d=55mm。后支承采用背對背安裝的角接觸球軸承。4.16 軸承壽命校核由軸最小軸徑可取軸承為7008c角接觸球軸承,=3；P=XFr+YFaX=1，Y=0。對軸受力分析得：前支承的徑向力Fr=2642.32N。 由軸承壽命的計算公式：預(yù)期的使用壽命 L10h=15

33、000hL10h=×=×=hL10h=15000h 軸承壽命滿足要求。第5章 設(shè)計部分的調(diào)節(jié)、潤滑、維護(hù)保養(yǎng)、技術(shù)要求及其它1、為了減少車床磨損，延長使用壽命，保證工件加工精度，應(yīng)對車床的所有摩擦部位進(jìn)行潤滑，并注意日常的維護(hù)保養(yǎng)。2、車床的潤滑形式常用以下幾種，（1）澆油潤滑：常用于外露的滑動表面，如導(dǎo)軌面和滑板導(dǎo)軌面等。（2）濺油潤滑：常用于密閉的箱體中。如車床的主軸箱中的傳動齒輪將箱底的潤滑油濺射到箱體上部的油槽中，然后經(jīng)槽內(nèi)油孔流到各潤滑點進(jìn)行潤滑。（3）油繩導(dǎo)油潤滑：常用于進(jìn)給箱和溜板箱的油池中。利用毛線即吸油又滲油的特性，通過毛線把油引入潤滑點，間斷地滴油潤滑。

34、（4）彈子油杯注油潤滑：常用于尾座、中滑板搖手柄及三杠（絲杠、光杠、開關(guān)杠）支架的軸承處。定期的用油槍端頭油嘴壓下油杯上的彈子，將油注入。油嘴撤去，彈子又回復(fù)原位，封住注油口，以防塵屑入內(nèi)。（5）黃油杯潤滑：常用于交換齒輪箱掛輪架的中間軸或不經(jīng)常潤滑處。事先在黃油杯中加滿鈣基潤滑脂，需要潤滑時，擰進(jìn)油杯蓋，則杯中的油脂就被擠壓到潤滑點中去。（6）油泵輸油潤滑：常用于轉(zhuǎn)速高、需要大量潤滑油連續(xù)強(qiáng)制潤滑的場合。如主軸箱內(nèi)許多潤滑點就是采用這種方式。3、車床的潤滑要求: （1）車床上一般都有潤滑系統(tǒng)圖，應(yīng)嚴(yán)格按照潤滑系統(tǒng)圖進(jìn)行潤滑。（2）換油時，應(yīng)先將廢油放盡，然后用煤油把箱體內(nèi)沖洗干凈后，在注入新

35、機(jī)油，注油時應(yīng)用網(wǎng)過濾，且油面不得低于油標(biāo)中心線。主軸箱內(nèi)零件用油泵潤滑或飛濺潤滑。箱內(nèi)潤滑油一般三個月更換一次。主軸箱體上有一個油標(biāo)，若發(fā)現(xiàn)油標(biāo)內(nèi)無油輸出，說明油泵輸油系統(tǒng)有故障，應(yīng)立即停車檢查斷油的原因，并修復(fù)。（3）進(jìn)給箱上部油繩導(dǎo)油潤滑的儲油槽，每班應(yīng)給該儲油槽加一次油。（4）交換齒輪箱中間齒輪軸軸承是黃油杯潤滑，每班一次，7天加一次鈣基脂。（5）彈子油杯潤滑每班潤滑一次。導(dǎo)軌工作前后擦凈用油槍加油。5、車床日常保養(yǎng)要求：（1）每天工作后，切斷電源，對車床各表面、各罩殼、導(dǎo)軌面、絲杠、光杠、各操縱手柄和操縱桿進(jìn)行擦拭，做到無油污、無鐵屑、車床外表整潔。（2）每周要求保養(yǎng)床身導(dǎo)軌面和中小

36、滑板導(dǎo)軌面及轉(zhuǎn)動部位的整潔、潤滑。要求油眼暢通、油標(biāo)清晰，清洗油繩和護(hù)床油毛氈，保持車床外表清潔和工作場地整潔。6、車床一級保養(yǎng)要求：車場運行500小時后，須進(jìn)行一級保養(yǎng)。其保養(yǎng)以操作工人為主，在維修工人的配合下進(jìn)行。保養(yǎng)時必須先切斷電源，然后按下述順序和要求進(jìn)行。（1）主軸箱的保養(yǎng)：a、清洗濾油器、使其無雜物b、檢查主軸鎖緊螺母有無松動，緊定螺釘是否擰緊。c、調(diào)整制動器及離合器摩擦片間隙。（2）交換齒輪箱的保養(yǎng)：a、清洗齒輪、軸套，并在油杯中注入新油脂。b、調(diào)整齒輪嚙合間隙。c、檢查軸套有無晃動現(xiàn)象（3）滑板和刀架的保養(yǎng)：拆洗刀架和中、小滑板，洗凈擦干后重新組裝，并調(diào)整中、小滑板與鑲條的間隙

37、。（4）尾座的保養(yǎng)：搖出尾座套筒，并擦凈涂油，以保證內(nèi)外清潔。（5）潤滑系統(tǒng)的保養(yǎng)a、清洗冷卻泵、濾油器和成液盤。b、保證油路暢通，油孔、油繩、油氈清潔無鐵屑c、檢查油質(zhì)，保持良好，油杯齊全，油槽清晰。（6）電器的保養(yǎng)：a、清掃電動機(jī)、電氣箱上的塵屑。b、電器裝置固定整齊。（7）外表的保養(yǎng)：a、清洗車床外表及各罩蓋，保持其內(nèi)外整潔，無銹蝕、無油污。b、清洗三杠c、檢查并補(bǔ)齊各螺釘、手柄球、手柄。（8）其他部件的潤滑保養(yǎng)第6章 設(shè)計中的優(yōu)缺點，存在的問題及改進(jìn)意見經(jīng)過課程設(shè)計，使我和同伴對主軸箱設(shè)計這門課當(dāng)中許多原理公式有了進(jìn)一步的了解，并且對設(shè)計工作有了更深入的認(rèn)識。懂得了理論和實踐同等重要的

38、道理。理論能指導(dǎo)實踐，使你能事半功倍，實踐能上升成為理論，為以后的設(shè)計打下基礎(chǔ)。  從校門走出后,一定要重視實踐經(jīng)驗的積累,要多學(xué)多問。把學(xué)校學(xué)習(xí)的專業(yè)知識綜合的應(yīng)用起來，這非常重要。體會到把技術(shù)搞好就必須安心的學(xué)習(xí)，虛心向別人請教，耐心的對待每一個問題，不放過任何一個自己遇到的問題，要善于發(fā)現(xiàn)問題。在設(shè)計過程中，我們得到了老師們的精心指導(dǎo)和幫助，在此表示衷心的感謝！由于我們的經(jīng)驗尚淺，知識把握不熟練，設(shè)計中定有許多地方處理不夠妥當(dāng)，有些部分甚至可能存在錯誤，希望老師多提寶貴意見。參考文獻(xiàn)1.段鐵群.主軸箱設(shè)計，科學(xué)出版社；2.于惠力，向敬忠，張春宜.機(jī)械設(shè)計，科學(xué)出版社；3.潘承怡，蘇相國. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計，哈爾濱理工大學(xué)；4.戴署.金屬切削機(jī)床設(shè)計，機(jī)械工業(yè)出版社；5.陳易新，金屬切削機(jī)床課程設(shè)計指導(dǎo)書；