3232 盤絲車床床頭箱部件設(shè)計(jì)
3232 盤絲車床床頭箱部件設(shè)計(jì),車床,床頭,部件,設(shè)計(jì)
寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告課題名稱 盤絲車床床頭箱部件設(shè)計(jì)課題來源 課題類型 指導(dǎo)教師 常秋香學(xué)生姓名 藍(lán)玉英 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及 其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) 08141010407開題報(bào)告內(nèi)容：1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)資料準(zhǔn)備在寫畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，通過學(xué)校圖書館和數(shù)字圖書館進(jìn)行大量的查閱資料工作，還有通過網(wǎng)絡(luò)資源上的查詢，是我對(duì)這個(gè)課題有了初步的認(rèn)識(shí)，也閱讀了相關(guān)資料。如下：[1] 王力行. 專用機(jī)床夾具安裝精度分析[J]. 裝備制造技術(shù), 2008, (9): 163-164.[2] 王增新. 專用機(jī)床主傳動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 數(shù)控加工, 2009, (24): 92-95.[3] 宋建武, 楊麗. 軸類零件中心孔加工專用機(jī)床設(shè)計(jì) [J]. 機(jī)床與液壓, 2009, 37(8): 237-266.[4 濮良貴主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.8[5] 馮辛安主編 接卸制造裝備設(shè)計(jì) 第 2 版 大連理工大學(xué) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.12[6] 吳宗澤主編 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版 清華大學(xué) 北京：高等教育出版社，2006.12[7] pro/E wildfire4.0 零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程 韓玉龍 科學(xué)出版社[9] J.A. Canteli, J.L. Cantero, N.C. Marin et al. Cutting performance of TiCN-HSS cermet in dry machining[J]. Journal of Materials Processing Technology 2010, 210: 122-128.[10] M. Rogante. Wear characterisation and tool performance of sintered carbide inserts during automatic machining of AISI 1045 steel [J]. Journal of Materials Processing Technology, 2009, 209: 4776-4783.通過查閱資料大概了解到了，隨著我國(guó)機(jī)床工具行業(yè)的快速發(fā)展，整體競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力不斷增強(qiáng)，國(guó)際地位顯著提高。但是我國(guó)現(xiàn)在機(jī)床各個(gè)功能部件發(fā)展滯后，數(shù)控系統(tǒng)和功能部件發(fā)展滯后已成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。國(guó)產(chǎn)中檔數(shù)控系統(tǒng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率只有35%，而高檔數(shù)控系統(tǒng) 95%以上依靠進(jìn)口。功能部件國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總體占有率約為 30%，其中高檔功能部件市場(chǎng)占有率更低。2.設(shè)計(jì)目的與要求設(shè)計(jì)目的：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，車床在機(jī)械制造業(yè)越來越占有著重要地位，人們對(duì)各類車床的技術(shù)要求也越來越高。但是，我國(guó)數(shù)控機(jī)床功能部件的發(fā)展落后──品種少，單元技術(shù)水平低，性能質(zhì)量不夠穩(wěn)定，成本居高不下，交貨不夠及時(shí)等──滿足不了數(shù)控機(jī)床主機(jī)產(chǎn)品發(fā)展的需要。然而機(jī)床功能部件是是機(jī)床的重要組成部分，所以機(jī)床功能部件的生產(chǎn)與發(fā)展直接影響到車床的發(fā)展。根據(jù)我國(guó)數(shù)控機(jī)床功能部件當(dāng)前的基本情況：品種少，單元技術(shù)水平低，但一些產(chǎn)品已有一定的市場(chǎng)份額；欲發(fā)展新品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量水平，但缺乏先進(jìn)的技術(shù)。設(shè)計(jì)要求：1.床頭箱設(shè)計(jì)中需滿足，主軸前端裝液壓卡盤，由安裝在主軸后端的油缸控制工件的夾緊和松開。2.主軸正轉(zhuǎn)可進(jìn)行平面螺紋車削，主軸反轉(zhuǎn)可鏜孔和車端面，關(guān)鍵需保證車絲時(shí)多次走刀循環(huán)不會(huì)發(fā)生“亂扣”現(xiàn)象。3.運(yùn)用 AutoCAD、Pro/Engineer 或 UGS NX 繪圖軟件來繪制相應(yīng)的二維總裝配圖。3. 設(shè)計(jì)思路(1)與指導(dǎo)老師和小組同學(xué)進(jìn)行傳動(dòng)方案和運(yùn)動(dòng)方案的討論，在大體設(shè)計(jì)方向明確的情況下，正確選擇確定盤絲車床總床頭箱部件的設(shè)計(jì)方案。(2)做必要的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算，并運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行盤絲車床總床頭箱部件設(shè)計(jì)系統(tǒng)分析計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)完成機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝配草圖。(3)根據(jù)裝配草圖，完成自制零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行強(qiáng)度、剛度的計(jì)算校核，最后完成裝配圖和自制零件的計(jì)算機(jī)繪圖工作。(4)整理設(shè)計(jì)資料，完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。4. 預(yù)期成果結(jié)合我所要完成的課題，運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行盤絲車床總床頭箱部件設(shè)計(jì)系統(tǒng)分析計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成相應(yīng)的文獻(xiàn)綜述，并翻譯相關(guān)的英文文獻(xiàn)，繪制出成機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝配圖及一篇畢業(yè)論文。5. 任務(wù)完成階段1～4 周：查閱大量的文獻(xiàn)、查找相關(guān)資料并撰寫開題報(bào)告。 （4 周）5～8 周：資料整理、分析階段。 （4 周）8～12 周：分析、收集材料，根據(jù)裝配草圖，完成自制零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行強(qiáng)度、剛度的計(jì)算校核，最后完成裝配圖和自制零件的計(jì)算機(jī)繪圖工作并完成“論文初稿”（5 周）13～14 周：仔細(xì)閱讀論文初稿，繼續(xù)修訂，完善論文并完成“論文終稿” （1 周）15 周：完成 PPT 的制作、繼續(xù)熟悉論文并脫稿流利闡述論文所做的主要工作。 （1周）6. 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所具備的條件電腦、Pro/E 制圖軟件、MoldFlow 軟件、測(cè)繪工具、圖書館查資料、網(wǎng)絡(luò)上各種信息檢索系統(tǒng)中的相關(guān)文獻(xiàn)資料，指導(dǎo)老師的指導(dǎo)及同學(xué)的幫助解決難點(diǎn)。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日寧XX 學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )盤絲車床床頭箱部件設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 老 師年 月 日2誠(chéng) 信 承 諾我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《盤絲車床床頭箱部件設(shè)計(jì)說明書》均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。承諾人（簽名）： 年 月 日3摘 要作為主要的車削加工機(jī)床，盤絲車床廣泛的應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)中，本設(shè)計(jì)主要針對(duì)盤絲車床的床頭箱進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有機(jī)床主要參數(shù)的確定，傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定，對(duì)主要零件 進(jìn)行了計(jì)算和驗(yàn)算，利用三維畫圖軟件進(jìn)行了零件的設(shè)計(jì)和處理。盤絲車床主軸箱設(shè)計(jì)，主要包括三方面的設(shè)計(jì)，即：根據(jù)設(shè)計(jì)題目所給定的機(jī)床用途、規(guī)格、主軸極限轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速數(shù)列公比或級(jí)數(shù)，確定其他有關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，選定主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速值；通過分析比較，選擇傳動(dòng)方案；擬定結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)，擬定轉(zhuǎn)速圖；確定齒輪齒數(shù)及帶輪直徑；繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。其次，根據(jù)機(jī)床類型和電動(dòng)機(jī)功率，確定主軸及各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速，初定傳動(dòng)軸直徑、齒輪模數(shù)，確定傳動(dòng)帶型號(hào)及根數(shù)，摩擦片尺寸及數(shù)目；裝配草圖完成后要驗(yàn)算傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、主軸、齒輪、滾動(dòng)軸承）的剛度、強(qiáng)度或壽命。最后，完成運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和動(dòng)力設(shè)計(jì)后，要將主傳動(dòng)方案“結(jié)構(gòu)化” ，設(shè)計(jì)主軸變速箱裝配圖及零件圖，側(cè)重進(jìn)行傳動(dòng)軸組件、主軸組件、變速機(jī)構(gòu)、箱體、潤(rùn)滑與密封、傳動(dòng)軸及滑移齒輪零件的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：盤絲車床 床頭箱 零件 傳動(dòng)4AbstractAs the main turning machine, plate wire lathe widely used in mechanical processing industry, this design is mainly for threading lathe headstock design, design of machine tool main parameters, transmission and drive system diagram design of the main parts, the calculation and checking, using three-dimensional drawing software for parts design and processing.Threading lathe spindle box design, mainly includes three aspects of the design, namely: according to the design topic given machine uses, specifications, spindle speed, speed ratio or series series, identify other related movement parameters, the selected spindle velocity value; through analysis and comparison, selection of transmission scheme; drawing structures or structural net, develop speed diagram; determining tooth number of gear and belt wheel diameter; diagram. Secondly, according to the type of machine and electric motor power, identification of the spindle and the transmission parts of the calculation speed, initial diameter of the transmission shaft, the gear modulus, confirm the transmission belt type and number, friction plate size and number; Assembly Sketches after checking transmission ( transmission shaft, shaft, gear, rolling bearing stiffness, ) intensity or life. Finally, complete the kinematic design and dynamic design, will main drive system of" structured", the design of spindle gear box assembly drawing and parts drawing, emphasizes on the transmission shaft component, main components, transmission mechanism, box, lubrication and seal, the transmission shaft and the slip gear parts design.Key Words: Threading lathe， headstock， transmission ，parts5目 錄摘 要.........................................................................................................................................3Abstract.......................................................................................................................................4目 錄.........................................................................................................................................5第 1 章 緒論...............................................................................................................................7第 2 章 主要技術(shù)參數(shù)、傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定.......................................................82.1 擬定技術(shù)參數(shù) ..............................................................................................................82.1 細(xì)化技術(shù)參數(shù) ..............................................................................................................92.1.1.確定極限轉(zhuǎn)速 ....................................................................................................92.1.2 確定公比 ............................................................................................................92.1.3.求出主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) Z ........................................................................................92.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式 ........................................................................................92.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖 ........................................................................................................9第 3 章 主要設(shè)計(jì)零件的計(jì)算和驗(yàn)算.....................................................................................113.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的 I 軸及軸上零件設(shè)計(jì) .............................................................................113.1.1 普通 V 帶傳動(dòng)的計(jì)算 .....................................................................................113.1.2 多片式摩擦離合器的計(jì)算 ..............................................................................133.2.3 齒輪的驗(yàn)算 ......................................................................................................153.1.4 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算 ..................................................................................................173.1.5 軸承疲勞強(qiáng)度校核 ..........................................................................................183.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的Ⅱ軸及軸上零件設(shè)計(jì) ............................................................................193.2.1 齒輪的驗(yàn)算 ......................................................................................................193.2.2 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算 ..................................................................................................223.2.3 軸組件的剛度驗(yàn)算 ..........................................................................................233.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的Ⅲ軸及軸上零件設(shè)計(jì) ............................................................................243.3.1 齒輪的驗(yàn)算 ......................................................................................................243.3.2 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算 .................................................................................................27畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）63.3.3 軸組件的剛度驗(yàn)算 .........................................................................................293.4 傳動(dòng)系統(tǒng)的Ⅳ軸及軸上零件設(shè)計(jì) .............................................................................303.4.1 齒輪的驗(yàn)算 ......................................................................................................303.4.2 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算 ..................................................................................................333.4.3 軸組件的剛度驗(yàn)算 ..........................................................................................343.5. 傳動(dòng)系統(tǒng)的Ⅴ軸及軸上零件設(shè)計(jì) ...........................................................................363.5.1 齒輪的驗(yàn)算 ......................................................................................................363.5.2 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算 ..................................................................................................383.5.3 軸組件的剛度驗(yàn)算 ..........................................................................................40第 4 章 床頭箱的箱體設(shè)計(jì)...................................................................................................41總 結(jié)...................................................................................................................................44致 謝.....................................................................................................................................45參考資料...................................................................................................................................46寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7第 1 章 緒論普通車床是車床中應(yīng)用最廣泛的一種，約占車床類總數(shù)的 65%，因其主軸以水平方式放置故稱為臥式車床。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)。普通車床的主要組成部件有：床頭箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠和床身。床頭箱：又稱主軸箱，它的主要任務(wù)是將主電機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速，同時(shí)床頭箱分出部分動(dòng)力將運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱。床頭箱中等主軸是車床的關(guān)鍵零件。主軸在軸承上運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質(zhì)量，一旦主軸的旋轉(zhuǎn)精度降低，則機(jī)床的使用價(jià)值就會(huì)降低。進(jìn)給箱：又稱走刀箱，進(jìn)給箱中裝有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)，調(diào)整其變速機(jī)構(gòu)，可得到所需的進(jìn)給量或螺距，通過光杠或絲杠將運(yùn)動(dòng)傳至刀架以進(jìn)行切削。絲杠與光杠：用以聯(lián)接進(jìn)給箱與溜板箱，并把進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給溜板箱，使溜板箱獲得縱向直線運(yùn)動(dòng)。絲杠是專門用來車削各種螺紋而設(shè)置的，在進(jìn)行工件的其他表面車削時(shí)，只用光杠，不用絲杠。同學(xué)們要結(jié)合溜板箱的內(nèi)容區(qū)分光杠與絲杠的區(qū)別。溜板箱：是車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的操縱箱，內(nèi)裝有將光杠和絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成刀架直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，通過光杠傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀架的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，通過絲杠帶動(dòng)刀架作縱向直線運(yùn)動(dòng)，以便車削螺紋。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(jí)數(shù)；寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8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(jiǎn)短，零件數(shù)目要少，以便節(jié)約材料，降低成本。盤絲車床可進(jìn)行各種車削工作，并可加工公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋。主軸三支撐均采用滾動(dòng)軸承；進(jìn)給系統(tǒng)用雙軸滑移共用齒輪機(jī)構(gòu)；縱向與橫向進(jìn)給由十字手柄操縱，并附有快速電機(jī)。該機(jī)床剛性好、功率大、操作方便。第 2 章 主要技術(shù)參數(shù)、傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定2.1 擬定技術(shù)參數(shù)根據(jù)市場(chǎng)情況我們根據(jù)日常常用需求情況，特?cái)M定床頭箱的一些相關(guān)參數(shù)如下：工件最大回轉(zhuǎn)直徑：在床面上………………………………………………………-----……………400 毫米在床鞍上…………………………………………………………-----…………210 毫米工件最大長(zhǎng)度（四種規(guī)格）……………………………----…750、1000、1500、2000 毫米寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9主軸孔徑…………………………………………………-----……………………… 48 毫米主軸前端孔錐度 …………………………………………-----…………………… 400 毫米主軸轉(zhuǎn)速范圍：正傳（24 級(jí)）…………………………………………----…………… 10～1400 轉(zhuǎn)/ 分反傳（12 級(jí)）……………………………………---…-……………… 14～1580 轉(zhuǎn)/ 分主電機(jī)：功率………………………………………………----………………………… 7.5 千瓦轉(zhuǎn)速…………………………………………………----…………………… 1450 轉(zhuǎn)/ 分2.1 細(xì)化技術(shù)參數(shù)2.1.1.確定極限轉(zhuǎn)速假設(shè)主軸最低轉(zhuǎn)速 nmin 為 10mm/s,最高轉(zhuǎn)速 nmax 為 1400mm/s，轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍為 Rn=nmax/nmin=142.1.2 確定公比選定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比為 φ＝1.122.1.3.求出主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) ZZ=lgRn/lgφ+1= lg14/lg1.12+1=242.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式24=2×3×2×22.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖（1）選定電動(dòng)機(jī)一般金屬切削機(jī)床的驅(qū)動(dòng)，如無(wú)特殊性能要求，多采用 Y 系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。Y 系列電動(dòng)機(jī)高效、節(jié)能、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動(dòng)小、運(yùn)行安全可靠。根據(jù)機(jī)床所需功率選擇 Y160M-4，其同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min。（2）分配總降速傳動(dòng)比總降速傳動(dòng)比為 uII=nmin/nd=10/1500≈6.67×10 －3 ,nmin 為主軸最低轉(zhuǎn)速，考慮寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10是否需要增加定比傳動(dòng)副，以使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標(biāo)準(zhǔn)或有利于減少齒輪和及徑向與軸向尺寸，并分擔(dān)總降速傳動(dòng)比。然后，將總降速傳動(dòng)比按“先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速組中的最小傳動(dòng)比。（3）確定傳動(dòng)軸的軸數(shù)傳動(dòng)軸數(shù)＝變速組數(shù)+定比傳動(dòng)副數(shù)+1=6（4）繪制轉(zhuǎn)速圖先按傳動(dòng)軸數(shù)及主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)格距 lgφ 畫出網(wǎng)格，用以繪制轉(zhuǎn)速圖。在轉(zhuǎn)速圖上，先分配從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到主軸最低轉(zhuǎn)速的總降速比，在串聯(lián)的雙軸傳動(dòng)間畫上 u(k→k+1)min.再按結(jié)構(gòu)式的級(jí)比分配規(guī)律畫上各變速組的傳動(dòng)比射線，從而確定了各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11盤絲車床傳動(dòng)系統(tǒng)圖寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12第 3 章 主要設(shè)計(jì)零件的計(jì)算和驗(yàn)算3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的 I 軸及軸上零件設(shè)計(jì) 3.1.1 普通 V 帶傳動(dòng)的計(jì)算普通 V 帶的選擇應(yīng)保證帶傳動(dòng)不打滑的前提下能傳遞最大功率，同時(shí)要有足夠的疲勞強(qiáng)度，以滿足一定的使用壽命。設(shè)計(jì)功率 （kW）dAPK??——工況系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 （任殿閣，張佩勤 主編）表 2-5，取 1.1；故 1.2.dPkW??小帶輪基準(zhǔn)直徑 為 130mm；1d帶速 ；v ??1/(60)9.86/nmsv???大帶輪基準(zhǔn)直徑 為 230 mm；2d初選中心距 ＝1000mm, 由機(jī)床總體布局確定。 過小，增加帶彎曲次數(shù)；0a0a0a過大，易引起振動(dòng)。0a帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度210120()2()7.54dddnL m????查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 （任殿閣，張佩勤 主編）表 2-7，取 ＝2800mm;0dL帶撓曲次數(shù) ＝1000mv/ =7.04 40 ；?0d?1s?實(shí)際中心距 2aAB??12()8.74ddL???21508d故 10.7.23am???小帶輪包角 11sin54.092da????? ??寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13單根 V 帶的基本額定功率 ,查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 （任殿閣，張佩勤 主編）表 2-1P8，取 2.28kW；單根 V 帶的基本額定功率增量 1()buKn???——彎曲影響系數(shù)，查表 2-9，取bK3.01??——傳動(dòng)比系數(shù)，查表 2-10，取 1.12u故 ；10.6P??帶的根數(shù) 1()dLzK??——包角修正系數(shù)，查表 2-11，取 0.93；?——帶長(zhǎng)修正系數(shù)，查表 2-12，取 1.01；L故 12.3.89(.806)91.0z????圓整 z 取 4；單根帶初拉力 20.5()daPFqvvzK??q——帶每米長(zhǎng)質(zhì)量，查表 2-13，取 0.10；故 ＝58.23N0帶對(duì)軸壓力 10 154.092sin258.3sin3.82QFz N?????寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）143.1.2 多片式摩擦離合器的計(jì)算設(shè)計(jì)多片式摩擦離合器時(shí)，首先根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)確定離合器的尺寸，如為軸裝式時(shí)，外摩擦片的內(nèi)徑 d 應(yīng)比花鍵軸大 2～6mm，內(nèi)摩擦片的外徑 D 的確定，直接影響離合器的徑向和軸向尺寸，甚至影響床頭箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局，故應(yīng)合理選擇。摩擦片對(duì)數(shù)可按下式計(jì)算Z≥2MnK/ f b[p]?20D式中 Mn——摩擦離合器所傳遞的扭矩（N·mm） ；Mn＝955× η/ ＝955× ×11×0.98/800＝1.28× （N ·mm）;41djn410510Nd——電動(dòng)機(jī)的額定功率（kW） ；——安裝離合器的傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min） ；jnη——從電動(dòng)機(jī)到離合器軸的傳動(dòng)效率；K——安全系數(shù)，一般取 1.3～1.5；f——摩擦片間的摩擦系數(shù)，由于磨擦片為淬火鋼，查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表2-15，取 f=0.08；——摩擦片的平均直徑（mm）;0D寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15=（ D+d）/2＝67mm;0Db——內(nèi)外摩擦片的接觸寬度（mm） ；b=（D-d）/2=23mm；——摩擦片的許用壓強(qiáng)（N/ ） ；??p2m＝ ＝1.1×1.00×1.00×0.76＝0.8360t????vKmz——基本許用壓強(qiáng)（MPa） ，查《 機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 2-15，取 1.1；0t——速度修正系數(shù)v＝ n/6× =2.5（m/s）p?02D41根據(jù)平均圓周速度 查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 2-16，取 1.00；pv——接合次數(shù)修正系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 2-17，取 1.00；mK——摩擦結(jié)合面數(shù)修正系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 2-18，取 0.76。z所以 Z≥2MnK/ f b[p]＝2×1.28× ×1.4/（3.14×0.08× ×23×0.836＝11 ?0D510267臥式車床反向離合器所傳遞的扭矩可按空載功率損耗 確定，一般取kP＝0.4 ＝0.4×11＝4.4 kPdN最后確定摩擦離合器的軸向壓緊力 Q，可按下式計(jì)算：Q= b (N)＝1.1 ×3.14× ×23×1.00＝3.57×0tp?????2DvK267510式中各符號(hào)意義同前述。摩擦片的厚度一般取 1、1.5、1.75、2（mm） ，內(nèi)外層分離時(shí)的最大間隙為0.2～0.4（mm）,摩擦片的材料應(yīng)具有較高的耐磨性、摩擦系數(shù)大、耐高溫、抗膠合性好等特點(diǎn)，常用 10 或 15 鋼，表面滲碳 0.3～0.5（mm）,淬火硬度達(dá) HRC52～62。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）163.2.3 齒輪的驗(yàn)算驗(yàn)算齒輪強(qiáng)度，應(yīng)選擇相同模數(shù)承受載荷最大的齒數(shù)最小的齒輪，進(jìn)行接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力驗(yàn)算。一般對(duì)高速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒面接觸應(yīng)力，對(duì)低速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。對(duì)硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。接觸應(yīng)力的驗(yàn)算公式為（MPa）≤[ ]（3-1）??123j2081SjuKNZmBn??????? j?彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算公式為（3-2）??5123w208()SwjMPaYn?式中 N-齒輪傳遞功率（KW） ，N= ；dN??160TOKmC?T-齒輪在機(jī)床工作期限（ ）內(nèi)的總工作時(shí)間（h） ，對(duì)于中型機(jī)床的齒輪取ST=15000~20000h，同一變速組內(nèi)的齒輪總工作時(shí)間可近似地認(rèn)為 T= /P，PS ST為變速組的傳動(dòng)副數(shù)； -齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）;1n-基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)；查表 3-1（以下均參見《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 ）OCm—疲勞曲線指數(shù)，查表 3-1；—速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表 3-2；nK寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17—功率利用系數(shù)，查表 3-3；NK—材料強(qiáng)化系數(shù)，查表 3-4；Q—的極限值 ， 見表 3-5，當(dāng) ≥ 時(shí)，則取 = ；當(dāng) ＜SmaxSinSKSKmaxSKmaxS時(shí)，取 = ；minin—工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運(yùn)動(dòng)，取 =1.2~1.6；1K1—?jiǎng)虞d荷系數(shù)，查表 3-6；2—齒向載荷分布系數(shù)，查表 3-9；3Y—標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)，查表 3-8；[ ]—許用接觸應(yīng)力（ MPa）,查表 3-9；j?[ ]—許用彎曲應(yīng)力（ MPa） ，查表 3-9。w如果驗(yàn)算結(jié)果 或 不合格時(shí)，可以改變初算時(shí)選定的材料或熱處理方法，如仍jw?不滿足時(shí)，就得采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)及模數(shù)等措施。I 軸上的齒輪采用整淬的方式進(jìn)行熱處理傳至 I 軸時(shí)的最大轉(zhuǎn)速為：13082/mindnr??.9.51??????N= =5.625kwdN?820/injnr?3在離合器兩齒輪中齒數(shù)最少的齒輪為 50×2.25，且齒寬為 B=12mmu=1.05= ≤[ ]=1250MPj?32081(.051).23.04725.6108.55. 8MP???AAj?符合強(qiáng)度要求。驗(yàn)算 56×2.25 的齒輪：= ≤[ ]=1250MPj?32081(.051).2043.756291056. 8MP???AAj?寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18符合強(qiáng)度要求3.1.4 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算對(duì)于傳動(dòng)軸，除重載軸外，一般無(wú)須進(jìn)行強(qiáng)度校核，只進(jìn)行剛度驗(yàn)算。軸的抗彎斷面慣性矩（ ）4m花鍵軸 =424()()6dbNDdI?????A4 2432.6832.83.7.10m????式中 d—花鍵軸的小徑（mm） ；i—花軸的大徑（mm） ；b、N—花鍵軸鍵寬，鍵數(shù)；傳動(dòng)軸上彎曲載荷的計(jì)算，一般由危險(xiǎn)斷面上的最大扭矩求得：=4j9510(m)nM??A扭 445.62910.108Nm???A式中 N—該軸傳遞的最大功率（kw）;—該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/min） 。jn傳動(dòng)軸上的彎矩載荷有輸入扭矩齒輪和輸出扭矩齒輪的圓周力、徑向力，齒輪的圓周力4326.5102.NDtP????扭式中 D—齒輪節(jié)圓直徑（mm）,D=mZ。齒輪的徑向力 ：r()/cos()rtg????A式中 α—為齒輪的嚙合角，α＝20o；ρ—齒面摩擦角， ；5.72??β—齒輪的螺旋角；β＝0故 N3.51.0rtP???花鍵軸鍵側(cè)擠壓應(yīng)力的驗(yàn)算花鍵鍵側(cè)工作表面的擠壓應(yīng)力為： max28,()()njy jyMPaDdlNK?????????寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19式中 —花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（ ） ；maxnMNmAD、d—花鍵軸的大徑和小徑（mm） ；L—花鍵工作長(zhǎng)度；N—花鍵鍵數(shù)；K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8；4286.5103.620()(3)7jy jyMPaPa????????????故此花鍵軸校核合格3.1.5 軸承疲勞強(qiáng)度校核機(jī)床傳動(dòng)軸用滾動(dòng)軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。其額定壽命 的計(jì)算公式為：hLjhjFNnnj50()[]()CfKlP[]() Lh T105nFfThl????或 按 計(jì) 算 負(fù) 荷 的 計(jì) 算 公 式 進(jìn) 行 計(jì) 算 ：式 中 —額 定 壽 命 （ ;計(jì) 算 動(dòng) 載 荷工 作 期 限 （ ),對(duì) 一 般 機(jī) 床 取 —小 時(shí) 。C—滾動(dòng)軸承的額定負(fù)載（N）,根據(jù)《軸承手冊(cè)》 或《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》查取，單位用（kgf ）應(yīng)換算成（N） ；—速度系數(shù)， 為滾動(dòng)軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/mm） nf 103nif??—壽命系數(shù)， nf 5nnLf等 于 軸 承 的 工 作 期 限 ；—壽命系數(shù)，對(duì)球軸承 =3，對(duì)滾子軸承 = ；???103工作情況系數(shù)，對(duì)輕度沖擊和振動(dòng)的機(jī)床（車床、銑床、鉆床、磨床等Ff多數(shù)機(jī)床） ， ；1.~3?—功率利用系數(shù)，查表 3—3；NK寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20—速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表 3—2；nK—齒輪輪換工作系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ；lP—當(dāng)量動(dòng)載荷，按 《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 》 。124863[]nLhT??0395[]n故軸承校核合格3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的Ⅱ軸及軸上零件設(shè)計(jì)3.2.1 齒輪的驗(yàn)算驗(yàn)算齒輪強(qiáng)度，應(yīng)選擇相同模數(shù)承受載荷最大的齒數(shù)最小的齒輪，進(jìn)行接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力驗(yàn)算。一般對(duì)高速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒面接觸應(yīng)力，對(duì)低速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。對(duì)硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。接觸應(yīng)力的驗(yàn)算公式為（MPa）≤[ ]（3-1）??123j2081SjuKNZmBn??????? j?彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算公式為（3-2）??5123w()SwjMPaY?式中 N-齒輪傳遞功率（KW） ，N= ；d??-電動(dòng)機(jī)額定功率（KW） ；dN-從電動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的齒輪的機(jī)械效率；?-齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）;jnm-初算的齒輪模數(shù)（mm）;B-齒寬（mm）Z-小齒輪齒數(shù)；u-大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比，u≥1， “+”號(hào)用于外嚙合， “-”號(hào)用于內(nèi)嚙合；-壽命系數(shù)：SKTnNQ?-工作期限系數(shù)：寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21160TOnKmC?T-齒輪在機(jī)床工作期限（ ）內(nèi)的總工作時(shí)間（h） ，對(duì)于中型機(jī)床的齒輪取ST=15000~20000h，同一變速組內(nèi)的齒輪總工作時(shí)間可近似地認(rèn)為 T= /P，P 為變速S ST組的傳動(dòng)副數(shù)； -齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）;1n-基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)；查表 3-1（以下均參見《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 ）OCm—疲勞曲線指數(shù)，查表 3-1；—速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表 3-2；nK—功率利用系數(shù)，查表 3-3；N—材料強(qiáng)化系數(shù)，查表 3-4；Q—的極限值 ， 見表 3-5，當(dāng) ≥ 時(shí)，則取 = ；當(dāng) ＜SmaxSinSKSKmaxSKmaxS時(shí)，取 = ；minKin—工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運(yùn)動(dòng)，取 =1.2~1.6；1 1—?jiǎng)虞d荷系數(shù)，查表 3-6；2—齒向載荷分布系數(shù)，查表 3-9；3Y—標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)，查表 3-8；[ ]—許用接觸應(yīng)力（ MPa）,查表 3-9；j?[ ]—許用彎曲應(yīng)力（ MPa） ，查表 3-9。w如果驗(yàn)算結(jié)果 或 不合格時(shí)，可以改變初算時(shí)選定的材料或熱處理方法，如仍jw?不滿足時(shí)，就得采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)及模數(shù)等措施。Ⅱ軸上的雙聯(lián)滑移齒輪采用整淬的方式進(jìn)行熱處理傳至Ⅱ軸時(shí)的最大轉(zhuǎn)速為： 13056427.8/minnr???36.98.920?m=2.25N= =5.77kwdN?1207.8/minjnr?3在雙聯(lián)滑移齒輪中齒數(shù)最少的齒輪為 38×2.25，且齒寬為 B=14mmu=1.05寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22= ≤[ ]=1250MPj?32081(.051).23.04725.19.82. 8MP???AAj?故雙聯(lián)滑移齒輪符合標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)算 39×2.25 的齒輪：39×2.25 齒輪采用整淬1207.8/minjnr?3756.90.61???N= =5.71kw B=14mm u=1 dN?= ≤[ ]=1250MPj?32081().243.57102.949.5108MP???AAj?故此齒輪合格驗(yàn)算 22×2.25 的齒輪：22×2.25 齒輪采用整淬1207.8/minjnr?372569.0.90.684????N= =5.1kw B=14mm u=4dN?= ≤[ ]=1250MPj?32081()1.43.51927.4.52078MP??AAj?故此齒輪合格驗(yàn)算 30×2.25 齒輪：30×2.25 齒輪采用整淬1207.8/minjnr?3756.90.68???N= =5.1kw B=14mm u=1dN?= ≤[ ]=1250MPj?32081()1.243.51.24.5078MP???AAj?寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23故此齒輪合格3.2.2 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算對(duì)于傳動(dòng)軸，除重載軸外，一般無(wú)須進(jìn)行強(qiáng)度校核，只進(jìn)行剛度驗(yàn)算。軸的抗彎斷面慣性矩（ ）4m花鍵軸 =424()()6dbNDdI?????A4 243268(3).5310m?????式中 d—花鍵軸的小徑（mm） ；i—花軸的大徑（mm） ；b、N—花鍵軸鍵寬，鍵數(shù)；傳動(dòng)軸上彎曲載荷的計(jì)算，一般由危險(xiǎn)斷面上的最大扭矩求得：=4j9510(m)nM??A扭 445.2910.1086Nm???A式中 N—該軸傳遞的最大功率（kw）;—該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/min） 。jn傳動(dòng)軸上的彎矩載荷有輸入扭矩齒輪和輸出扭矩齒輪的圓周力、徑向力，齒輪的圓周力 ：tP432.510.81NDtM????扭 （ ）式中 D—齒輪節(jié)圓直徑（mm）,D=mZ。齒輪的徑向力 ：r()/cos()902rtPgN??????A式中 α—為齒輪的嚙合角；ρ—齒面摩擦角；β—齒輪的螺旋角；=27.86mm22()0.1[MTdm?????符合校驗(yàn)條件花鍵軸鍵側(cè)擠壓應(yīng)力的驗(yàn)算花鍵鍵側(cè)工作表面的擠壓應(yīng)力為：寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24max28,()()njy jyMPaDdlNK?????????式中 —花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（ ） ；axn NmAD、d—花鍵軸的大徑和小徑（mm） ；L—花鍵工作長(zhǎng)度；N—花鍵鍵數(shù)；K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8；428.5102.20()(36)7jy jyMPaPa????????????A故此花鍵軸校核合格3.2.3 軸組件的剛度驗(yàn)算兩支撐主軸組件的合理跨距主軸組件的跨距對(duì)其剛度的影響很大，在繪制主軸組件的結(jié)構(gòu)草圖后，可以對(duì)合理跨距 L。進(jìn)行計(jì)算，以便修改草圖，當(dāng)跨距遠(yuǎn)大于 L。時(shí)，應(yīng)考慮采用三支撐結(jié)構(gòu)。《機(jī)床設(shè)計(jì)》的教科書中的主軸組件柔度方程系在主軸端部 C 點(diǎn)家在時(shí)主軸和軸承兩相柔度的迭加，其極值方程為： 3610oBOBAEIlC?????????式中 L。—合理跨距；C —主軸懸伸梁；﹑ —后﹑前支撐軸承剛度AB該一元三次方程求解可得為一實(shí)根：3321()()1BOABAOEILmCLC????并 且機(jī)床傳動(dòng)軸用滾動(dòng)軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。其額定壽寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25命 的計(jì)算公式為：hLjhjFNnnj50()[]()CfKlP[]() Lh T105nFfThl????或 按 計(jì) 算 負(fù) 荷 的 計(jì) 算 公 式 進(jìn) 行 計(jì) 算 ：式 中 —額 定 壽 命 （ ;計(jì) 算 動(dòng) 載 荷工 作 期 限 （ ),對(duì) 一 般 機(jī) 床 取 —小 時(shí) 。C—滾動(dòng)軸承的額定負(fù)載（N）,根據(jù)《軸承手冊(cè)》 或《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》查取，單位用（kgf ）應(yīng)換算成（N） ；—速度系數(shù)， 為滾動(dòng)軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/mm） nf 103nif??—壽命系數(shù)， nf 5nnLf等 于 軸 承 的 工 作 期 限 ；—壽命系數(shù)，對(duì)球軸承 =3，對(duì)滾子軸承 = ；???103工作情況系數(shù)，對(duì)輕度沖擊和振動(dòng)的機(jī)床（車床、銑床、鉆床、磨床等Ff多數(shù)機(jī)床） ， ；1.~3?—功率利用系數(shù)，查表 3—3；NK—速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表 3—2；n—齒輪輪換工作系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ；lP—當(dāng)量動(dòng)載荷，按 《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 》 。124863[]nLhT??0395[]n故軸承校核合格寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）263.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的Ⅲ軸及軸上零件設(shè)計(jì)3.3.1 齒輪的驗(yàn)算驗(yàn)算齒輪強(qiáng)度，應(yīng)選擇相同模數(shù)承受載荷最大的齒數(shù)最小的齒輪，進(jìn)行接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力驗(yàn)算。一般對(duì)高速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒面接觸應(yīng)力，對(duì)低速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。對(duì)硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。接觸應(yīng)力的驗(yàn)算公式為（MPa）≤[ ]（3-1）??123j2081SjuKNZmBn??????? j?彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算公式為（3-2）??5123w208()SwjMPaYn?式中 N-齒輪傳遞功率（KW） ，N= ；dN??-電動(dòng)機(jī)額定功率（KW） ；dN-從電動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的齒輪的機(jī)械效率；?-齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）;jnm-初算的齒輪模數(shù)（mm）;B-齒寬（mm）Z-小齒輪齒數(shù)；u-大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比，u≥1， “+”號(hào)用于外嚙合， “-”號(hào)用于內(nèi)嚙合；-壽命系數(shù)：SKTnNQ?-工作期限系數(shù)： 160TOKmCT-齒輪在機(jī)床工作期限（ ）內(nèi)的總工作時(shí)間（h） ，對(duì)于中型機(jī)床的齒輪取ST=15000~20000h，同一變速組內(nèi)的齒輪總工作時(shí)間可近似地認(rèn)為 T= /P，PS ST為變速組的傳動(dòng)副數(shù)； 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27-齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）;1n-基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)；查表 3-1（以下均參見《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 ）OCm—疲勞曲線指數(shù)，查表 3-1；—速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表 3-2；nK—功率利用系數(shù)，查表 3-3；N—材料強(qiáng)化系數(shù)，查表 3-4；Q—的極限值 ， 見表 3-5，當(dāng) ≥ 時(shí)，則取 = ；當(dāng) ＜SmaxSinSKSKmaxSKmaxS時(shí)，取 = ；minKin—工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運(yùn)動(dòng)，取 =1.2~1.6；1 1—?jiǎng)虞d荷系數(shù)，查表 3-6；2—齒向載荷分布系數(shù)，查表 3-9；3Y—標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)，查表 3-8；[ ]—許用接觸應(yīng)力（ MPa）,查表 3-9；j?[ ]—許用彎曲應(yīng)力（ MPa） ，查表 3-9。w如果驗(yàn)算結(jié)果 或 不合格時(shí)，可以改變初算時(shí)選定的材料或熱處理方法，如仍jw?不滿足時(shí)，就得采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)及模數(shù)等措施。三軸上的三聯(lián)滑移齒輪采用整淬的方式進(jìn)行熱處理傳至三軸時(shí)的最大轉(zhuǎn)速為： 1305694148.6/min2nr???3 7.0.238?N= =5.42kwdN?14.6/injnr?3在三聯(lián)滑移齒輪中齒數(shù)最少的齒輪為 41×2.25，且齒寬為 B=12mmu=1.05= ≤[ ]=1250MPj?32081(.051).23.04725.1894. 86MP???AAj?故三聯(lián)滑移齒輪符合標(biāo)準(zhǔn)寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）28驗(yàn)算 50×2.5 的齒輪：50×2.5 齒輪采用整淬 148.6/minjnr?372059.0.90.682????N= =5.1kw B=15mm u=1 dN?= ≤[ ]=1250MPj?3081()1.43.519052.86MP??AAj?故此齒輪合格驗(yàn)算 63×3 的齒輪：63×3 齒輪采用整淬 148.6/minjnr?72059.0.90.682????N= =5.1kw B=10mm u=4dN?= ≤[ ]=1250MPj?3081(4)1.43.5186086MP??AAj?故此齒輪合格驗(yàn)算 44×2 齒輪：44×2 齒輪采用整淬 148.6/minjnr?372059.0.90.68????N= =5.1kw B=10mm u=1dN?= ≤[ ]=1250MPj?32081()1.43.5129486MP??AAj?故此齒輪合格寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）293.3.2 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算對(duì)于傳動(dòng)軸，除重載軸外，一般無(wú)須進(jìn)行強(qiáng)度校核，只進(jìn)行剛度驗(yàn)算。軸的抗彎斷面慣性矩（ ）4m花鍵軸 =424()()6dbNDdI?????A4 243268(3).5310m?????式中 d—花鍵軸的小徑（mm） ；i—花軸的大徑（mm） ；b、N—花鍵軸鍵寬，鍵數(shù)；傳動(dòng)軸上彎曲載荷的計(jì)算，一般由危險(xiǎn)斷面上的最大扭矩求得：=4j9510(m)nM??A扭 445.2910.1086Nm???A式中 N—該軸傳遞的最大功率（kw）;—該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/min） 。jn傳動(dòng)軸上的彎矩載荷有輸入扭矩齒輪和輸出扭矩齒輪的圓周力、徑向力，齒輪的圓周力 ：tP432.510.81NDt ????扭 （ ）式中 D—齒輪節(jié)圓直徑（mm）,D=mZ。齒輪的徑向力 ：r()/cos()902rtgN????A式中 α—為齒輪的嚙合角；ρ—齒面摩擦角；β—齒輪的螺旋角；=27.86mm22()0.1[MTdm?????符合校驗(yàn)條件花鍵軸鍵側(cè)擠壓應(yīng)力的驗(yàn)算花鍵鍵側(cè)工作表面的擠壓應(yīng)力為： max28,()()njy jyMPaDdlNK?????????式中 —花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（ ） ；axnMNmA寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）30D、d—花鍵軸的大徑和小徑（mm） ；L—花鍵工作長(zhǎng)度；N—花鍵鍵數(shù)；K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8；428.5102.20()(36)7jy jyMPaPa????????????A故此三軸花鍵軸校核合格3.3.3 軸組件的剛度驗(yàn)算兩支撐主軸組件的合理跨距主軸組件的跨距對(duì)其剛度的影響很大，在繪制主軸組件的結(jié)構(gòu)草圖后，可以對(duì)合理跨距 L。進(jìn)行計(jì)算，以便修改草圖，當(dāng)跨距遠(yuǎn)大于 L。時(shí)，應(yīng)考慮采用三支撐結(jié)構(gòu)?！稒C(jī)床設(shè)計(jì)》的教科書中的主軸組件柔度方程系在主軸端部 C 點(diǎn)家在時(shí)主軸和軸承兩相柔度的迭加，其極值方程為： 3610oBOBAEIlC?????????式中 L?！侠砜缇?；C —主軸懸伸梁；﹑ —后﹑前支撐軸承剛度AB該一元三次方程求解可得為一實(shí)根：3321()()1BOABAOCEILmLC????并 且機(jī)床傳動(dòng)軸用滾動(dòng)軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。其額定壽命 的計(jì)算公式為：h寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31jhjFNnnj50()[]()CfKlP[]() Lh T105nhFfLThl????或 按 計(jì) 算 負(fù) 荷 的 計(jì) 算 公 式 進(jìn) 行 計(jì) 算 ：式 中 —額 定 壽 命 （ ;計(jì) 算 動(dòng) 載 荷工 作 期 限 （ ),對(duì) 一 般 機(jī) 床 取 —小 時(shí) 。C—滾動(dòng)軸承的額定負(fù)載（N）,根據(jù)《軸承手冊(cè)》 或《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》查取，單位用（kgf ）應(yīng)換算成（N） ；—速度系數(shù)， 為滾動(dòng)軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/mm） nf 103nif??—壽命系數(shù)， nf 5nnLf等 于 軸 承 的 工 作 期 限 ；—壽命系數(shù)，對(duì)球軸承 =3，對(duì)滾子軸承 = ；???103工作情況系數(shù)，對(duì)輕度沖擊和振動(dòng)的機(jī)床（車床、銑床、鉆床、磨床等Ff多數(shù)機(jī)床） ， ；1.~3?—功率利用系數(shù)，查表 3—3；NK—速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表 3—2；n—齒輪輪換工作系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ；lP—當(dāng)量動(dòng)載荷，按 《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 》 。124863[]nLhT??0395[]n故軸承校核合格寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）323.4 傳動(dòng)系統(tǒng)的Ⅳ軸及軸上零件設(shè)計(jì)3.4.1 齒輪的驗(yàn)算驗(yàn)算齒輪強(qiáng)度，應(yīng)選擇相同模數(shù)承受載荷最大的齒數(shù)最小的齒輪，進(jìn)行接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力驗(yàn)算。一般對(duì)高速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒面接觸應(yīng)力，對(duì)低速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。對(duì)硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。接觸應(yīng)力的驗(yàn)算公式為（MPa）≤[ ]（3-1）??123j2081SjuKNZmBn??????? j?彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算公式為（3-2）??5123w208()SwjMPaYn?式中 N-齒輪傳遞功率（KW） ，N= ；dN??-電動(dòng)機(jī)額定功率（KW） ；dN-從電動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的齒輪的機(jī)械效率；?-齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）;jnm-初算的齒輪模數(shù)（mm）;B-齒寬（mm）Z-小齒輪齒數(shù)；u-大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比，u≥1， “+”號(hào)用于外嚙合， “-”號(hào)用于內(nèi)嚙合；-壽命系數(shù)：SKTnNQ?-工作期限系數(shù)： 160TOKmCT-齒輪在機(jī)床工作期限（ ）內(nèi)的總工作時(shí)間（h） ，對(duì)于中型機(jī)床的齒輪取ST=15000~20000h，同一變速組內(nèi)的齒輪總工作時(shí)間可近似地認(rèn)為 T= /P，PS ST為變速組的傳動(dòng)副數(shù)； 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）33-齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）;1n-基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)；查表 3-1（以下均參見《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 ）OCm—疲勞曲線指數(shù)，查表 3-1；—速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表 3-2；nK—功率利用系數(shù)，查表 3-3；N—材料強(qiáng)化系數(shù)，查表 3-4；Q—的極限值 ， 見表 3-5，當(dāng) ≥ 時(shí)，則取 = ；當(dāng) ＜SmaxSinSKSKmaxSKmaxS時(shí)，取 = ；minKin—工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運(yùn)動(dòng)，取 =1.2~1.6；1 1—?jiǎng)虞d荷系數(shù)，查表 3-6；2
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