最大加工直徑250mm車床主軸箱設(shè)計(jì)【4KW 50 1600 1.41 12級】（全套含CAD圖紙）

1實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱 機(jī)械裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）編號 1 實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）名稱 車床主傳動(dòng)變速箱設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）學(xué)時(shí) 2 周 實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）時(shí)間 2設(shè)計(jì)任務(wù)書題目 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)如下：工件最大回轉(zhuǎn)直徑D (mm)max正轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速nmin( )minr正轉(zhuǎn)最高 轉(zhuǎn)速nmin( )ir電機(jī)功率N（kw）公比 250 50 1600 4 1.414目 錄設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)公比 72.3 擬定參數(shù)的步驟和方法 .72.3.1 極限切削速度 Vmax、Vmin .72.3.2 主軸的極限轉(zhuǎn)速 .8第 3 章 設(shè)計(jì)部分的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì).93.1 主電機(jī)功率 動(dòng)力參數(shù)的確定 93.2 確定結(jié)構(gòu)式 93.3 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng) 103.4 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖 103.5 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù) 113.6 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 12第 4 章 設(shè)計(jì)部分的動(dòng)力計(jì)算.134.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 134.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 144.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算 144.4 傳動(dòng)軸最小軸徑的初定 204.5 主軸合理跨距的計(jì)算 204.6 軸承的選擇 214.7 鍵的規(guī)格 224.8 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 .224.9 主軸合理跨距的計(jì)算 224.10 軸承壽命校核 .235第 5 章 設(shè)計(jì)部分的調(diào)節(jié)、潤滑、維護(hù)保養(yǎng)、技術(shù)要求及其它.24第 6 章 設(shè)計(jì)中的優(yōu)缺點(diǎn)，存在的問題及改進(jìn)意見.26參考文獻(xiàn).276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(yùn)動(dòng)傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)。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，一般在設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性有關(guān)的參數(shù)，可歸納為尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)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(jì)的機(jī)床工藝范圍和使用情況做全面的調(diào)研和統(tǒng)計(jì)，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(shí)，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(dòng)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(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系時(shí)最基本的原則就是以最經(jīng)濟(jì)、合理的方式滿足既定的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)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(yùn)動(dòng)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(dòng)力的要求。主電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能提供足夠的功率和轉(zhuǎn)矩，具有較高的傳動(dòng)效率；滿足機(jī)床工作性能要求。主傳動(dòng)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(dòng)鏈盡可能簡短，零件數(shù)目要少，以便節(jié)約材料，降低成本。7第 2 章 設(shè)計(jì)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)車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)如下：工件最大回轉(zhuǎn)直徑D (mm)max正轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速nmin( )minr正轉(zhuǎn)最高 轉(zhuǎn)速nmin( )ir電機(jī)功率N（kw） 公比 250 50 1600 4 1.412.2 確定傳動(dòng)公比 根據(jù)【1】 公式（3-2）因?yàn)橐阎?， 78P 325016minaxRznR =1.41 Z= +1=11lgnR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 =1.41.7P因?yàn)?=1.41=1.06 ，根據(jù)【1】 表 3-6 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首先找到最小極限轉(zhuǎn)速 50，再每67P跳過 5 個(gè)數(shù)（1.261.06 ）取一個(gè)轉(zhuǎn)速，即可得到公比為 1.41 的數(shù)列： 50，71，100，140，200，200，400，560，800，1120,16002.3 擬定參數(shù)的步驟和方法2.3.1 極限切削速度 Vmax、Vmin根據(jù)典型的和可能的工藝選取極限切削速度要考慮：允許的切速極限參考值如下：表 1.1加 工 條 件 Vmax(m/min) Vmin(m/min)8硬質(zhì)合金刀具粗加工鑄鐵工件 3050硬質(zhì)合金刀具半精或精加工碳鋼工件150300螺紋加工和鉸孔 382.3.2 主軸的極限轉(zhuǎn)速計(jì)算車床主軸極限轉(zhuǎn)速時(shí)的加工直徑，則主軸極限轉(zhuǎn)速應(yīng)為結(jié)合題目條件，取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列數(shù)值，=50r/minmin取 41.依據(jù)題目要求選級數(shù) =1.41=1.066考慮到設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度要適中，故采用常規(guī)的擴(kuò)大傳動(dòng)。各級轉(zhuǎn)速數(shù)列可直接從標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)列表中查出，按標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列為：50，71，100，140，200，200，400，560，800，1120,16009第 3 章 設(shè)計(jì)部分的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)3.1 主電機(jī)功率動(dòng)力參數(shù)的確定合理地確定電機(jī)功率 N，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其性能，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。根據(jù)題設(shè)條件電機(jī)功率為 4KW可選取電機(jī)為：Y112M-4 額定功率為 4KW，滿載轉(zhuǎn)速為 1440r/min.3.2 確定結(jié)構(gòu)式已知 Z= x3b2aa、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(shí)現(xiàn)變速。對于 Z=11 級 按照 Z=12 對于 12=232 傳動(dòng)式，有 6 種結(jié)構(gòu)式和對應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為：， ， ，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 的方案。1263從電動(dòng)機(jī)到主軸主要為降速變速，若使變速副較多的變速組放在較接近電動(dòng)機(jī)處可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材料，也就是滿足變速副前多后少的原則，因此取 12=232 方案為好。設(shè)計(jì)車床主變速傳動(dòng)系時(shí)，為避免從動(dòng)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(dòng)誤差，減少震動(dòng)噪41minu聲，在升速時(shí)一般限制最大轉(zhuǎn)速比 。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)較平穩(wěn)，可取2ax。因此在主變速鏈任一變速組的最大變速范圍5.2maxu。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間變速軸的變速范圍)108(5.)2(minaxuR最小。綜合上述可得：主傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)參數(shù) =50 Z=11 =1.41160maxmin103.3 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)根據(jù)“前多后少” , “先降后升” , 前密后疏,結(jié)構(gòu)緊湊的原則,選取傳動(dòng)方案,易知第二擴(kuò)大組的變速范圍 r= (P3-1)x=1.414=3.958 滿足要求，其1263結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖 2-1。圖 2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng) 12633.4 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖（1）選擇電動(dòng)機(jī)：采用 Y 系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。（2）繪制轉(zhuǎn)速圖：11（3）畫主傳動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)圖如圖 2-3：1-2 軸最小中心距：A 1_2min1/2(Zmaxm+2m+D)軸最小齒數(shù)和:S zmin(Zmax+2+D/m)3.5 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù)(1)Sz 100-120,中型機(jī)床 Sz=70-100(2)直齒圓柱齒輪 Zmin 18-20,m 412圖 2-3 主傳動(dòng)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(jì)要求 Zmin1820,齒數(shù)和Sz100120，由表 4.1，根據(jù)各變速組公比，可得各傳動(dòng)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)基本組 第一擴(kuò)大組 第二擴(kuò)大組傳動(dòng)比1:1.41 1:2 1:1.41 1:1 1:2 2.85：11：2.85代號 Z1Z Z 2Z Z3Z Z4Z Z5 Z5 Z6Z Z7 Z7齒數(shù) 30 42 24 48 44 62 53 53 35 71 115 41 41 1153.6 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差實(shí)際傳動(dòng)比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過10( -1),即10( -1)=4.1n標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 各級轉(zhuǎn)速誤差n 1600 1120 800 560 400 200 200 140 100 71 50n 1658 1121.2 798.20 558.6 401.2 200.7 198.8 141.3 101.1 72.3 51.3誤差 2.8 4.1 2.85 3.47 1.32 0.5 1.31 2.41 1.31 2.1 1.31一級轉(zhuǎn)速誤差小于 4.1，因此不需要修改齒數(shù)。13第 4 章 設(shè)計(jì)部分的動(dòng)力計(jì)算4.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)輸出功率 P=4kw,轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min,n2=400r/min（1）確定計(jì)算功率:按最大的情況計(jì)算 P=4kw ,K 為工作情況系數(shù)，查1表 3.5. 取 K=1.1pd=kAP=1.1X4=4.4kw（2）選擇 V 帶的型號:根據(jù) pd,n1=1440r/min 參考1 圖表 3.16 及表 3.3 選小帶輪直徑，查表選擇 A 型 V帶 d1=100mm（3）確定帶輪直徑 d1,d2小帶輪直徑 d1=100mm驗(yàn)算帶速 v= d1n1/(60X1000)= X100X1440/(60X1000)=7.13m/s從動(dòng)輪直徑 d2=n1d1/n2=1440X100/400=360mm 取 d2=355mm 查1表 3.3計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比 i=d2/d1=355/100=3.55（4）定中心矩 a 和基準(zhǔn)帶長 Ld1初定中心距 a00.7(d1+d2) a0 2(d1+d2)318.5 a0 910 取 ao=500mm2帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度Ld02a0+ /2(d1+d2)+(d2-d1)2/4a02x500+ /2(100+3550)+(355-100)2/4X5001320mm查1表 3.2 取 Ld0=1300mm3計(jì)算實(shí)際中心距aa0+(Ld-Ld0)/2=500+(1320-1300)/2=510mm（5）驗(yàn)算包角: 1=1800-（d 2-d1）/aX57.3 0=1800-(180-90)/290X57.30=17201200（6）確定 V 帶根數(shù)：14確定額定功率：P 0由查表并用線性插值得 P0=0.15kw查1表 37 得功率增量 P0=0.13kwA查1表 38 得包角系數(shù) K =0.99查1表 3 得長度系數(shù) Kl=0.81確定帶根數(shù)：Z=P /（P +P ）K K C0L=4/(1.05+0.13)X0.99X0.81=2.89 取 Z=34.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算（1）主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速n j，由公式n =n 得，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速n j=124.99r/min，jmin)13/(z取140 r/min。(2). 傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 軸3=200 r/min，軸2=560 r/min，軸1=400r/min。（2）確定各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。軸共有 3 級轉(zhuǎn)速：560r/min、200 r/min。若經(jīng)傳動(dòng)副 Z / Z 傳動(dòng)主軸，則只有 560r/min 傳遞全功率；若經(jīng)傳動(dòng)副 Z / Z 傳動(dòng)主軸，全6 5部傳遞全功率，其中 140r/min 是傳遞全功率的最低轉(zhuǎn)速， 故其計(jì)算轉(zhuǎn)速 n j=140 r/min； 軸有 1 級轉(zhuǎn)速，且都傳遞全功率，所以其計(jì)算轉(zhuǎn)速 n j=140 r/min。各計(jì)算轉(zhuǎn)速入表 3-1。表 3-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速（3） 確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪 Z 裝在主軸上其中只有 200r/min 傳遞全功率，6故 Z j=200 r/min。6依次可以得出其余齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，如表 3-2。表 3-2 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號 Z1Z 2Z3Z 4Z5軸 號 軸 軸 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 400 560 20015n j400 560 200 200 1404.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算（1）模數(shù)計(jì)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(jì)算，即 mj=16338 可得各組的模數(shù)，如321)(jjmnuzP表 3-3 所示。根據(jù) 和 計(jì)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)：jmw=16338 =16338 mmj321)(jjnuzP3213JmsniZKu齒輪的最低轉(zhuǎn)速 r/min；N頂定的齒輪工作期限，中型機(jī)床推存： =1520T T轉(zhuǎn)速變化系數(shù)； nk功率利用系數(shù)；N材料強(qiáng)化系數(shù)。 q（壽命系數(shù)）的極值skmaxinssk，齒輪等轉(zhuǎn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)： 1動(dòng)載荷系數(shù)；2k齒向載荷分布系數(shù)；3齒形系數(shù)； Y根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為： 式中：N計(jì)算齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)遞的額定功率 N= dwNk計(jì)算齒輪（小齒輪）的計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/minjn齒寬系數(shù) ,mmb/8Z1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)：16大齒輪與小齒輪的齒數(shù)比， = ；（+）用于外嚙合， （-）號用i i12Z于內(nèi)嚙合： 命系數(shù)； sTNnqkk：工作期限 ， = ； TTmCn06= =3.49Tk接 310256= =1.8T彎 96=0.84 =0.58 nknk接=0.90 =0.55 =0.72 彎 q接 qk彎=3.49 0.84 0.58 0.55=0.94sk接 =1.8 0.84 0.90 0.72=0.99 時(shí)，取 = ，當(dāng) 時(shí)，取 = ；sminskmaxskminskmin= =0.85 =1.5； kax1=1.2 =1 =0.378 23Y許用彎曲應(yīng)力，接觸應(yīng)力，( )paM=354 =1750 WpaJ6 級材料的直齒輪材料選；20 熱處理 S-C59irTC3=16338 mmjm213JmsniZK=16338 =3.1 mm j3 22705.04849.5. =275 mmw313wcMsnNK=275 =2.2mm 33547108.0246.2.5根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)系數(shù)選用模數(shù)為:主軸齒輪模數(shù)為 3.5，17中間軸齒輪模數(shù) m=2.5，傳動(dòng)軸齒輪模數(shù) m=3.5; 表 3-3 模數(shù)（2）基本組齒輪計(jì)算?；窘M齒輪幾何尺寸見下表齒輪 Z1 Z1 Z2 Z2齒數(shù) 30 42 24 48分度圓直徑 105 147 84 168齒頂圓直徑 108.5 150.5 87.5 171.5齒根圓直徑 100.6 142.6 79.6 163.6齒寬 20 20 20 20按基本組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度 241HB206HB，平均取260HB，大齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 229HB206HB ，平均取 240HB。計(jì)算如下： 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式為jfsj MPauBnNKzm)()1(02832彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為：wswPaBYnz)(109235組號 基本組 第一擴(kuò)大組 第二擴(kuò)大組模數(shù) mm 3.5 2.5 3.518式中 N-傳遞的額定功率（kW） ，這里取 N 為電動(dòng)機(jī)功率，N=5kW;-計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/min）. =500（r/min）;jnjnm-初算的齒輪模數(shù)（mm）, m=3.5（mm）;B-齒寬（mm）;B=20（mm）;z-小齒輪齒數(shù)；z=24;u-小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=2;-壽命系數(shù)；sK=sTnNKq-工作期限系數(shù)；TmTC016T-齒輪工作期限，這里取 T=15000h.;-齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, =500（r/min）1n1n-基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取 = ，彎曲載荷取 =0C0C70C612m-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 =0.60nKnK-功率利用系數(shù)，查 【5】2 上，取 =0.78N N-材料強(qiáng)化系數(shù)，查【5】2 上， =0.60q q-工作狀況系數(shù)，取 =1.13K3K-動(dòng)載荷系數(shù)，查【5】2 上，取 =12-齒向載荷分布系數(shù)，查【5】2 上， =1 1 1KY-齒形系數(shù)，查 【5】2 上，Y=0.386；19-許用接觸應(yīng)力（ MPa）,查【4】 ，表 4-7，取 =650 Mpa；j j-許用彎曲應(yīng)力（ MPa） ，查【4】 ，表 4-7，取 =275 Mpa；w w根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得：=635 Mpa jj=78 Mpaww（3）第一擴(kuò)大組齒輪計(jì)算。擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪 Z3 Z3 Z4 Z4 Z5 Z5齒數(shù) 44 62 53 53 35 71分度圓直徑 110 155 132.5 132.5 87.5 177.5齒頂圓直徑 115 160 137.5 137.5 92.5 182.5齒根圓直徑 103.75 148.75 126.25 126.25 81.25 171.25齒寬 20 20 20 20 20 20（4）第二擴(kuò)大組齒輪計(jì)算。擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪 Z6 Z6 Z7 Z7齒數(shù) 115 41 52 104分度圓直徑 402.5 153.5 182 364齒頂圓直徑 409.5 150.5 189 371齒根圓直徑 393.75 134.75 173.25 355.25齒寬 20 20 20 20按擴(kuò)大組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度 241HB206HB，平均取 260HB，大齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 229HB206HB ，平均取 240HB。20同理根據(jù)基本組的計(jì)算，查文獻(xiàn)【6】 ，可得 =0.62， =0.77， =0.60， =1.1，nKNqK3=1， =1，m=3.5， =355；2K1j可求得：=619 Mpa jj=135Mpa ww4.4 傳動(dòng)軸最小軸徑的初定由【5】式 6，傳動(dòng)軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下式計(jì)算：d=1.64 （mm）4Tn或 d=91 （mm）4njN式中 d-傳動(dòng)軸直徑（mm）Tn-該軸傳遞的額定扭矩（N*mm） T=9550000 ；JnNN-該軸傳遞的功率（KW）-該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速jn-該軸每米長度的允許扭轉(zhuǎn)角， = 。01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 35 40214.5 主軸合理跨距的計(jì)算由于電動(dòng)機(jī)功率 P=4kw，根據(jù)【1】表 3.20，前軸徑應(yīng)為 6090mm。初步選取d1=80mm。后軸徑的 d2=（ 0.70.9）d 1，取 d2=60mm。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，前軸承為NN3016K 型，后軸承為圓錐滾子軸承。定懸伸量 a=120mm，主軸孔徑為 30mm。軸承剛度，主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩 T=9550 =9550 =424.44N.mnP904設(shè)該機(jī)床為車床的最大加工直徑為 250mm。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 75%，即 180mm，故半徑為 0.09m；切削力（沿 y 軸） Fc= =4716N09.42背向力（沿 x 軸） Fp=0.5 Fc=2358N總作用力 F= =5272.65N2pC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 =7908.97Nla2401RB=F =5272.65 =2636.325Nl根據(jù) 文獻(xiàn)【1】式 3.7 得：Kr=3.39 得前支承的剛度：K A= 1.0Fr8.La9.0)(iza.1cos1689.69 N/ ；K B= 785.57 N/ ； = =2.15mmBAK57.6主軸的當(dāng)量外徑 de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為I= =113.810-8m464)03.7.(= = =0.143aKEA6381.980.2查【1】圖 3-38 得 =2.0，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距 =1202.0=240mml0 0l合理跨距為（0.75-1.5） ，取合理跨距 l=360mm。0l根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，主軸的實(shí)際跨距大于合理跨距，因此需要采取措施22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。4.6 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 另一安裝端角接觸球軸承代號7010C中間布置角接觸球軸承代號7012C4.7 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 =8X36X40X7 III軸選擇鍵規(guī)格：BXL=14X90 4.8 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇選用左右擺動(dòng)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。4.9 主軸合理跨距的計(jì)算設(shè)該車床的最大加工直徑為 250mm。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 180mm，故半徑為 0.09m；切削力（沿 y 軸） F c=250.346/0.09=2781N23背向力（沿 x 軸） F p=0.5 Fc=1390N總作用力 F= =3109N2pC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 Nla852415RB=F =3109 Nl036根據(jù)主軸箱設(shè)計(jì)得： =3.39 得前支承的剛度：K A= rK1.0F8.La0.91.()cosiz1376.69 N/ ；K B= 713.73 N/ ； = =1.93mmBA376.主軸的當(dāng)量外徑 de=(85+65)/2=75mm，故慣性矩為I= =1.5510-6m440.756= = =0.383aKEA16325098查主軸箱設(shè)計(jì)圖 得 =2.5，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距 =852.5=212.5mml0 0l合理跨距為（0.75-1.5） ，取合理跨距 l=250mm。0l根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，主軸的實(shí)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。4.10 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=XF r+YFaX=1，Y=0 。對軸受力分析24得：前支承的徑向力 Fr=2642.32N。由軸承壽命的計(jì)算公式：預(yù)期的使用壽命 L10h=15000hL10h= = = hL 10hn1670)PC(180673)28.10(367.10()284.9524=15000h軸承壽命滿足要求。第 5 章 設(shè)計(jì)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(dòng)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(dòng)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(diǎn)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(diǎn)，間斷地滴油潤滑。（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(shí)，擰進(jìn)油杯蓋，則杯中的油脂就被擠壓到潤滑點(diǎn)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(diǎn)就是采用這種方式。253、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(shí)，應(yīng)先將廢油放盡，然后用煤油把箱體內(nèi)沖洗干凈后，在注入新機(jī)油，注油時(shí)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(gè)月更換一次。主軸箱體上有一個(gè)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(chǔ)油槽，每班應(yīng)給該儲(chǔ)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、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)軌面和中小滑板導(dǎo)軌面及轉(zhuǎn)動(dòng)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(yùn)行 500 小時(shí)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(shí)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(dòng)，緊定螺釘是否擰緊。c、調(diào)整制動(dòng)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(dòng)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。（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。26（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(dòng)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(jì)中的優(yōu)缺點(diǎn)，存在的問題及改進(jìn)意見經(jīng)過課程設(shè)計(jì)，使我和同伴對主軸箱設(shè)計(jì)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(jì)工作有了更深入的認(rèn)識。懂得了理論和實(shí)踐同等重要的道理。理論能指導(dǎo)實(shí)踐，使你能事半功倍，實(shí)踐能上升成為理論，為以后的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。 從校門走出后,一定要重視實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(huì)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(gè)問題，不放過任何一個(gè)自己遇到的問題，要善于發(fā)現(xiàn)問題。在設(shè)計(jì)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(yàn)尚淺，知識把握不熟練，設(shè)計(jì)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(cuò)誤，希望老師多提寶貴意見。27參考文獻(xiàn)1.段鐵群.主軸箱設(shè)計(jì) ，科學(xué)出版社；2.于惠力，向敬忠，張春宜.機(jī)械設(shè)計(jì) ，科學(xué)出版社；3.潘承怡，蘇相國. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) ，哈爾濱理工大學(xué)；4.戴署.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) ，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(jì)指導(dǎo)書 ；