立式車(chē)床改立式磨床工作臺(tái)大體設(shè)計(jì)

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1、摘要I AbstractH 第1章結(jié)論2 1.1 引言2 1.2 研發(fā)的背景及意義2 1.3 立式車(chē)床改立式磨床工作臺(tái)大體設(shè)計(jì)思路及關(guān)鍵技術(shù)3 1.3.1 設(shè)計(jì)要求3 1.3.2 立式車(chē)床改立式磨床工作臺(tái)大體設(shè)計(jì)思路3 1.3.3 技術(shù)關(guān)鍵分析4 1.4 論文的研究?jī)?nèi)容5 笫2章參數(shù)擬定6 主軸極限轉(zhuǎn)速6 主電動(dòng)機(jī)的選擇7 第3章運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)7 主傳動(dòng)方案擬定7 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、機(jī)構(gòu)網(wǎng)的選擇8 傳動(dòng)比、帶輪及齒輪齒數(shù)確信9 3.3.1 各齒輪齒數(shù)確信9 3.3.2 驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差9 第4章動(dòng)力計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)11 動(dòng)力計(jì)算12 -A 18 第5

2、章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明19 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案19 展開(kāi)圖及其布置20 齒輪塊設(shè)計(jì)20 其他問(wèn)題20 總結(jié)21 參考文獻(xiàn)22 致謝23 附錄24 第1章緒論 1.1 引言 古代的車(chē)床是靠手拉或腳踏，通過(guò)繩索使工件旋轉(zhuǎn)，并手持刀具而進(jìn)行切削的。1797年，英國(guó)機(jī)械發(fā)明家莫茲利創(chuàng)制了用絲杠傳動(dòng)刀架的現(xiàn)代車(chē)床，并于1800年采納互換齒輪，可改變進(jìn)給速度和被加工螺紋的螺距。1817年，另一名英國(guó)人羅伯茨采納了四級(jí)帶輪和背輪機(jī)構(gòu)來(lái)改變主軸轉(zhuǎn)速。 為了提高機(jī)械化自動(dòng)化程度，1845年，美國(guó)的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車(chē)床；1848年,美國(guó)乂顯現(xiàn)回輪車(chē)床；1873年，美國(guó)的斯潘塞制成一臺(tái)單軸

3、自動(dòng)車(chē)床，不久他乂制成三軸自動(dòng)車(chē)床；20世紀(jì)初顯現(xiàn)了由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶有齒輪變速箱的車(chē)床。 第一次世界大戰(zhàn)后，由于軍火、汽車(chē)和其他機(jī)械工業(yè)的需要，各類(lèi)高效自動(dòng)車(chē)床和專(zhuān)門(mén)化車(chē)床迅速進(jìn)展。為了提高小批量工件的生產(chǎn)率，40年代末，帶液壓仿形裝置的車(chē)床取得推行，與此同時(shí)，多刀車(chē)床也取得進(jìn)展。50年代中，進(jìn)展了帶穿孔卡、插銷(xiāo)板和撥碼盤(pán)等的程序操縱車(chē)床。數(shù)控技術(shù)于60年代開(kāi)始用于車(chē)床，70年代后取得迅速進(jìn)展。 1.2 研發(fā)的背景及意義 在中國(guó)中小型工廠企業(yè)里，立式車(chē)床承擔(dān)著較多的工作任務(wù)，而磨削是車(chē)床不能完成的任務(wù)之一，為了改良此缺點(diǎn)，并從經(jīng)濟(jì)方面考慮，改造立式車(chē)床工作臺(tái)為立式磨床，以便完成磨削任務(wù)

4、，從而節(jié)約了買(mǎi)專(zhuān)用磨床的花費(fèi)，提高了車(chē)床的工作范圍及效率，并節(jié)約了車(chē)間空間。 通過(guò)設(shè)計(jì)后的立式磨床將是集環(huán)保型、高工作性、高耐久性于一體的改裝設(shè)備。 眾所周知，企業(yè)要在猛烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得生存、取得進(jìn)展,就必需在最短的時(shí)刻內(nèi)以優(yōu)良的質(zhì)量、低廉的本錢(qián)，制造出知足市場(chǎng)需求、性能適合的產(chǎn)品。 此課題主若是解決立式車(chē)床不能完成的磨削任務(wù)，并在特定情形下能夠合理利用資源，改裝立式車(chē)床工作臺(tái)完成立式磨床的工作臺(tái)。通過(guò)采納改裝技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)立式磨床，能夠省去購(gòu)買(mǎi)新機(jī)械的大筆本錢(qián)，因此降低生產(chǎn)本錢(qián)，有效的利用現(xiàn)有資源。同時(shí)通過(guò)此課題的設(shè)計(jì)培育咱們對(duì)車(chē)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改造的素養(yǎng)。專(zhuān)門(mén)是變速箱的設(shè)計(jì)、查找資料自主創(chuàng)

5、新、及CAD制圖識(shí)圖的能力。 1.3 立式車(chē)床改立式磨床工作臺(tái)大體設(shè)計(jì)思路及關(guān)鍵技術(shù) 1.3.1 設(shè)計(jì)要求 本課題主若是改造立式車(chē)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)和工作臺(tái)，使其能完成磨床的任務(wù)，即改造成立式磨床工作臺(tái)。設(shè)計(jì)后的機(jī)床將達(dá)到以下要求： 1 .達(dá)到磨床的利用精度，能生產(chǎn)出符合要求的成品； 2 .改立式車(chē)床工作臺(tái)為立式磨床工作臺(tái)，使其達(dá)到密封要求，要求潤(rùn)滑液不下漏到工作臺(tái)下箱，為操作者帶來(lái)極大的方便； 3 .把握機(jī)床主傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)進(jìn)程和方式，包括參數(shù)擬定、傳動(dòng)設(shè)計(jì)、零件計(jì)算、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等，培育機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)能力； 4 .綜合運(yùn)用過(guò)去所學(xué)的理論知識(shí)，提高聯(lián)系實(shí)際和綜合分析的能力； 1.3.2

6、立式車(chē)床改立式磨床工作臺(tái)大體設(shè)計(jì)思路 1. 參數(shù)擬定 依照機(jī)床類(lèi)型、規(guī)格和其他特點(diǎn)，了解典型工藝的切削用量，結(jié)合實(shí)際條件和情形，并與同類(lèi)機(jī)床對(duì)照分析后確信：極限轉(zhuǎn)速和七八公比小、主傳 動(dòng)電機(jī)功率N。 2. 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 依照擬定的參數(shù)，通過(guò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖分析，確信傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，計(jì)算各傳動(dòng)別的傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù)，并驗(yàn)算主軸的轉(zhuǎn)速誤差。 3. 動(dòng)力計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì) 估算齒數(shù)模數(shù)m和軸徑d,選擇和計(jì)算正反向聚散器、制動(dòng)器。 4. 主軸變速箱裝配設(shè)計(jì) 主軸變速箱裝配圖是以結(jié)構(gòu)圖為“草稿”，進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪制的。圖上各零部件要表達(dá)清楚，并標(biāo)注尺寸和配合。 5. 改造立式車(chē)床工作

7、臺(tái) 工作臺(tái)注意密封，和改動(dòng)壓導(dǎo)軌為靜壓導(dǎo)軌。由于靜壓導(dǎo)軌具有一系列的特點(diǎn)，加上乂采納了恒流量供油方式，因此使得磨床的摩擦阻力小，工作靠得住，動(dòng)態(tài)特性好，抗振性強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)剛度好，運(yùn)動(dòng)精度高，從而磨削工件精度高。結(jié)構(gòu)如以下圖： 圖靜壓導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)尺寸圖 1.3.3技術(shù)關(guān)鍵分析 1 .加工范圍 工件最大回轉(zhuǎn)直徑①1700mm,最小磨削內(nèi)徑①50mm,最大磨削外徑01200mm,園環(huán)寬度100?200mm,磨削高度有效行程100mm,最大磨削平面 017OOmmo 2 .加工工件的精度要求 尺寸精度IT5,形位精度IT5?IT6內(nèi)圓表面粗糙度。工件及端面粗糙度。 3 .加工的材料及

8、硬度 ⑴材料CN2,9CrWMn,45#,3Cr2W8V。 ⑵硬度范圍:HRC25?62。 4 .機(jī)床結(jié)構(gòu)尺寸及功能要求 (1)機(jī)床采納單柱立式結(jié)構(gòu)。 (2)機(jī)床采納手動(dòng)及電動(dòng)兩種結(jié)構(gòu)。 (3)手動(dòng)微量進(jìn)給每次不得大于0.005mm,最大切削進(jìn)給量f=0.2mm/r,最大切削深度0.1mm。 (4)機(jī)床導(dǎo)軌要求全防護(hù)。 (5)機(jī)床應(yīng)具有干磨和濕磨兩種功能。 (6)磨床臺(tái)面具有?！毙筒邸? (7)磨頭電機(jī)要求密封、防潮、不得進(jìn)霧狀水汽。 (8)磨頭安裝砂輪:選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的圓柱，砂瓦結(jié)構(gòu)。 (9)要求機(jī)床操作維修方便，簡(jiǎn)單。 (10)磨頭刀架回轉(zhuǎn)角度±40。 (11)機(jī)床

9、工作臺(tái)面為中1600mm。 (12)最大工件重量噸。 1.4論文的研究?jī)?nèi)容 1設(shè)計(jì)立式車(chē)床的主軸變速箱； 2設(shè)計(jì)立式車(chē)床的工作臺(tái)； 3改良改良立式車(chē)床的工作臺(tái)為立式磨床工作臺(tái)。 第2章參數(shù)擬定 依照機(jī)床類(lèi)型、規(guī)格和其他特點(diǎn)，了解典型工藝的切削用量，結(jié)合實(shí)際條件和情形，并與同類(lèi)機(jī)床對(duì)照分析后確信：極限轉(zhuǎn)速Nw和必，、公比小、主傳動(dòng)電機(jī)功率果 主軸極限轉(zhuǎn)速 、，100

10、（yinix1000x300 ?皿一（0?1~0.2帥-0.15x^x1600 100% . 1000 x8 0.1 冠）0.1 x 4 x 1600 =16 N398 轉(zhuǎn)速范圍：R二—二一六25 Nmin16 考慮到設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度要適中，故采納常規(guī)的擴(kuò)大傳動(dòng)，并選級(jí)數(shù)Z=16。今以。二和代入R二外一1式，得R=32和173,因此取。二更適合。 各級(jí)轉(zhuǎn)速數(shù)列能夠直接從標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表中查出。 16級(jí)轉(zhuǎn)速如下（二400；315；250;200；160；125;100；80；63；50;40； 32；25；20；16；=Nxin 主電動(dòng)機(jī)的選擇 用類(lèi)比法選擇電動(dòng)機(jī)功率

11、P=22kw滿載轉(zhuǎn)速為1470r/min 第3章運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 依照擬定的參數(shù)，通過(guò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖分析，確信傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，計(jì)算各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù)，并驗(yàn)算主軸的轉(zhuǎn)速誤差。 主傳動(dòng)方案擬定 擬定傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)型式的選擇和開(kāi)停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確信。傳動(dòng)型式那么指?jìng)鲃?dòng)和變速的元件、機(jī)構(gòu)和組成、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)雜程度緊密相關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。因此，確信傳動(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

12、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)，也可用互換齒輪、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。這次設(shè)計(jì)中，咱們采納集中傳動(dòng)型式的主軸變速箱。 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、機(jī)構(gòu)網(wǎng)的選擇 16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。 主軸對(duì)加工精度、表面粗糙度的阻礙專(zhuān)門(mén)大，因此主軸上齒輪少些為宜。最后一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副常選用2。 綜上所述，結(jié)構(gòu)式：16=2mX2[2]x2[4]x2[8] 結(jié)構(gòu)網(wǎng)： 125010008006］。 500400地25020016012510080⑨ 50 2

13、0 16 125 40 圖轉(zhuǎn)速圖 傳動(dòng)比、帶輪及齒輪齒數(shù)確信 3.3.1各齒輪齒數(shù)確信 山轉(zhuǎn)速圖得每對(duì)齒輪相應(yīng)的傳動(dòng)比如下表: 各軸轉(zhuǎn)速圖表 各軸傳動(dòng)比 * 11 ? 12 ? 13 i4 ? 15 i6 i7 is 19 iio ill 數(shù)值 2 2 1 選取齒數(shù)應(yīng)注意： 1 .不產(chǎn)生根切。一樣取ZminN18—20。 2 .保證強(qiáng)度和避免熱處置變形過(guò)大，齒輪齒根圓到鍵槽壁厚3之2m,一樣取8A5mm則之+2T/m。 3 .同一傳動(dòng)組的各對(duì)齒輪副的中心距應(yīng)當(dāng)相等。假設(shè)模數(shù)相同時(shí):那么齒數(shù)和也要相同

14、。 查表可得個(gè)齒輪齒數(shù)如下表： 齒輪齒數(shù)表 齒輪代號(hào) ZI Z2 Z3 Z.1 z5 Z6 z- Zs Z9 Zio Zh 齒數(shù) 34 30 47 37 47 28 24 56 20 19 52 齒輪代號(hào) ZJ ZJ z3° z.° z5° 4° z；。 Zs° Zg。 Z10° Zn° 齒數(shù) 43 47 37 47 37 56 60 28 64 19 165 4 .3.2驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差 主軸轉(zhuǎn)速在利用上并非要求十分準(zhǔn)確，轉(zhuǎn)速稍高或稍低并無(wú)太大阻礙。但標(biāo) 牌上標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列的數(shù)值一樣也不許

15、諾與實(shí)際轉(zhuǎn)速相差太大。山確信的齒輪齒數(shù)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)土即 Anl= 34 1250x--100C 43 1000 An2= 30 1250x--800 47 800 An3= An4= An5= △n6二 An7= An8= An二 〃實(shí)際-n理論 n理論 () =%<10(1.26-1)%=% =%<10(1.58-1)%=% 47 lOOOx--125C 37 1250 37 lOOOx--800 47 800 =%<10(1.26—1)%=% =%<10

16、(1.26-1)%=% 47 lOOOx—-125C 37 1250 24 315x--125 60 125 =%<10(1.26-1)%=% =%<10(2-D%=10% 630x--1250 28 1250 =%<10(2.51-1)%=% 20 125x--40 64 40 =%<10(2-l)%=10% 40x--40

17、△n9二————=0%<10(1-1)%=0%40 40x--12.5 Anl0= =%< 10(3.16-1)%=% 156 12.5 綜上驗(yàn)算，符合要求。 第4章動(dòng)力計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì) 估算齒數(shù)模數(shù)m和軸徑d,選擇和計(jì)算正反向聚散器、制動(dòng)器。 傳動(dòng)軸除知足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)知足剛度要求。強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭轉(zhuǎn)教荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高，不許諾有較大的變形。因此疲勞強(qiáng)度一樣不是要緊矛盾。除載荷專(zhuān)門(mén)大的情形外，能夠沒(méi)必要驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。剛度要求保證軸在載荷（彎曲、軸向、扭轉(zhuǎn)）不致產(chǎn)生過(guò)大的變形（彎曲、失穩(wěn)、轉(zhuǎn)角）。若是剛度不足，軸上的零件如齒輪、

18、軸承等將由于周的變形過(guò)大而不能正常工作，或產(chǎn)生振動(dòng)和噪音、發(fā)燒、過(guò)早磨損而失效。因此，必需保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。通常，先按扭轉(zhuǎn)剛度估算軸的直徑，畫(huà)出草圖以后，再依照受力情形、結(jié)構(gòu)布置和有關(guān)尺寸，驗(yàn)算彎曲剛度。 動(dòng)力計(jì)算 軸的最小直徑計(jì)算公式: 式中:n「計(jì)算轉(zhuǎn)速； P-各軸輸入功率； ［?。菀幻棵组L(zhǎng)度上許諾的扭轉(zhuǎn)角，I軸［巾］取2；傳動(dòng)軸取；主軸取 lo 計(jì)算轉(zhuǎn)速力是傳動(dòng)件能傳遞全數(shù)功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動(dòng)件的沖算轉(zhuǎn)速能夠從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系確信。 各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速圖可知如下表： 計(jì)算轉(zhuǎn)速表 計(jì)算轉(zhuǎn)速nj 1 II III 1\ \

19、VI \11 VIII 數(shù)值 1250 800 630 315 125 10 40 40 效率計(jì)算: 〃帶=096；=0,995；〃推齒=0?97；77承推力=°幽〃內(nèi)=0?99 I軸：〃1=〃帶= 1【軸：口承"XX軸：〃3=〃2〃尚〃軸承二xx軸：14=773〃齒〃軸承二xx軸: 775=〃4%/〃軸承=乂*軸：〃6=，75〃齒％自承=xx軸：47=776〃軸承2"帕為=xx軸： D8=〃7〃齒〃軸承二XX各軸效率表 各軸效率 71 72 73 〃4 15 76 "7 〃8 數(shù)值 .946 已知各軸效

20、率，用公式Pi?7"2〃iP可知各軸輸入功率計(jì)算。 各軸輸入功率表 各軸輸入功率 P1 P) P3 P4 「5 1,6 P7 P8 數(shù)值 I軸最小直徑: °minl =9 怖= 91^36 擴(kuò)大 10%~15%,得 Dminl=W35. H軸最小直徑: 儡3 °min 2 得 Dmin2=,取 40. 11【軸最小直徑: °min 3 ="徐=91 襦Ml 擴(kuò)大 10%~15%,得 Dmin3二 取 45. IV軸最小直徑： ￡> =91J-^-=9b/ l7-l-~ 加網(wǎng) V315xl.5 擴(kuò)大 1

21、0%~15% 得 Dmin4=取 50 V軸最小直徑： O =91J-^=91J 153_ ［丐曲］ 1125x1.5 擴(kuò)大 10%~15% 得 Dmin5=取 50 VI軸最小直徑： 0 = 91= 91J 囤 V 40x1.5 擴(kuò)大 10%~15% 得 Dmin6=取 75 VII軸最小直徑： 擴(kuò)大10%~15%得Dmin7=取70. VDI軸最小直徑: O=91J-^=91］—^ X%仲］\40xl 擴(kuò)大10%~15%得Dmin8=取110 主軸內(nèi)外徑之比為時(shí)，其強(qiáng)度和剛度接近實(shí)軸，一樣把主軸做成空心，減輕其重 量并便于送料。因此VIII軸內(nèi)徑為x=66

22、取70 得各軸最小直徑如下表： 各軸最小直徑Dmin表 各軸最小直徑Dmin I n III IV V VI vn VIU 數(shù)值 35 40 45 50 50 75 70 75 齒輪模數(shù)的計(jì)算 一樣同一變速組中的齒輪取同一模數(shù)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪按簡(jiǎn)化的接觸 () 疲勞強(qiáng)度公式計(jì)算叫=1633&J——"±1）1'二—[mm] 式中：勺一一按疲勞接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù)上”可 Nd——驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率[KW] n.——計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速[伊川 /——大齒輪齒數(shù)和小齒輪齒數(shù)之比后1 Z,——小齒輪齒數(shù) _B 外一一齒寬系數(shù)，%=而（B為

23、齒寬，m為模數(shù)），%=6 [%]——許用接觸應(yīng)力Mpa 傳動(dòng)組a模數(shù): 取大值m=4o 傳動(dòng)組b模數(shù): 16338)__2.26 x 22.(二 V6x34-xl.26x600-xl250 = 3.81 “2 =16338； = 16338? 2.58x22.0 6x3O2xl.58x6OO2xl25O =4 2.26x22,0 6x372xl.26x6OO2x8OO = 4.17  傳動(dòng)組C模數(shù): % =16338； 2.26x22.0 6x472xl.26x6002x630 = 3.85 傳動(dòng)組d模數(shù): ，% = 16338g 3x22.0

24、 6x282x2x6002x630 = 5.13 c 3x22.0 163383/ ； ； V6x562x2x600-x125 = 5.54 為保證傳動(dòng)軸之間中心距一致，取大值但inL?二5 齒輪參數(shù)的確信 a=20?,ha=l,c*=Q25 依照《機(jī)械原理》表6-3查得以下公式? 齒頂圓4“二(4+2h\,)m齒根圓df=(芍+2h\+2c 分度圓d=mz齒頂高h(yuǎn)a-!iam 齒根高h(yuǎn)f=(Jia+c*)/n 得： 齒輪參數(shù)表 齒輪 齒數(shù) z 模數(shù)m 分度圓d 齒頂圓 齒根圓% 齒頂高h(yuǎn) 齒根高h(yuǎn)f Zi 34 4 136 14

25、0 131 4 5 ZJ 43 4 172 176 167 4 5 Z二 30 4 120 124 115 4 5 4。 47 4 188 192 183 4 5 z3 47 5 235 240 5 Z3° 37 5 185 190 5 z. 37 5 185 190 5 8,參見(jiàn)《機(jī)械原理》P165頁(yè)表6?3。高等教育出版社.朱理主編.  47 5 235 240 5 z5 47 5 235 240 5 Z5° 37 5 1

26、85 190 5 z6 28 5 140 145 5 z6° 56 5 280 285 5 Z： 24 5 120 125 5 z；。 60 5 300 305 5 Zs 56 5 280 285 5 Z3° 28 5 140 145 5 z9 20 5 100 105 5 z/ 64 5 320 325 5 Z10 19 10 190 200 10 Z10° 19 10 190 200

27、10 Zh 52 8 416 424 406 8 10 Zh° 165 8 1320 1328 1310 8 10 齒輪校核 在驗(yàn)算算速箱中的齒輪應(yīng)力時(shí)，選相同模數(shù)中經(jīng)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。那個(gè)地址要驗(yàn)算的是齒輪2,齒輪7,齒輪12這三個(gè)齒輪。 齒輪Z9的齒數(shù)為20,模數(shù)為5,齒輪的應(yīng)力： 4.4.1 接觸應(yīng)力： () 八2088xlO4 Qt= uBnj zm U一一大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比； 即一齒向載荷散布系數(shù)； kv一一動(dòng)載荷系數(shù)； kA一—工況系數(shù)； X——壽命系數(shù)。 查《機(jī)械設(shè)

28、計(jì)》表6-2及圖及得勺超=1.15,即g=1.20;%=1。5,&=1.25假定齒輪工作壽命是48000h,故應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 N=60叫=60x40x1x48000=1.17x1()8次 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖和得Km=0.9,K〃n=0.9,因此： 641 2088x10 % = 20x5 —+1xl.l5x1.05x1.25x1.20x22x0.895 = 1.551x1()3 MPa () 20) 64 —x55x40 20 4.4.2 彎曲應(yīng)力: "wfBYnj 查《金屬切削手冊(cè)》有Y二，代入公式求得：Q二 大齒輪、小齒輪的硬度為60HRC,故有[b/=1

29、650MPa,從表讀出 [o;]=920M/%。因?yàn)椋汗手阋螅硗恺X輪計(jì)算方式如上，均符合要求。 主軸強(qiáng)度校核 主軸的受力分析: 圖主軸受力圖 由直齒輪傳過(guò)來(lái)的扭矩可知：齒輪上所受切向力Ft和徑向力Fr別離為: 2x9.55xl0“x凡2x9.55x106x— Fi工m=3.4x1。小 dd1320 "=旦=止*.6，心 cos 20 0.9396 對(duì)B點(diǎn)求矩: "" = J°x3.6xU=7733n 419 419 尸4 ="2=660x3.4xU=36.79x?N 61 61 對(duì)A點(diǎn)求矩: 一竺”—93.36x1?！? 419 419

30、 …660xFr660x3.4xl04 81 81 FBt===27.7xlO4// 那么Mr=90FBr=509FAr=x Mt=81FBt=61Fat=x 因此：M=yjMr+Mt1=V3.92+22.42x106=22.74x106Mpa 則Mca=^M2+(aT)2=^22.742+(O.6x2.24)2x106=22.78x10“Mpa Mca O.k/3(1-7?4) 比74.87小于㈤ 22.78xlO6 0.1x1423(1-0,4934) 其中夕=必=2=0.493,強(qiáng)度知足要求。d142 第5章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要

31、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、聚散器和制動(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)圖和假設(shè)干張橫截面圖表示。課程設(shè)計(jì)由于時(shí)刻的限制，一樣只畫(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)除考慮一樣機(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操縱，結(jié)構(gòu)工藝性，操作方便、平安、靠得住原那么，遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原那么。 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)中不可幸 免要通過(guò)反復(fù)試探和多次修改。在正式畫(huà)圖前應(yīng)

32、該先畫(huà)草圖。 展開(kāi)圖及其布置 展開(kāi)圖確實(shí)是依照傳動(dòng)軸傳遞運(yùn)動(dòng)的前后順序，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。 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。 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)是周期性轉(zhuǎn)變的。也確實(shí)是說(shuō)，作用在一個(gè)齒輪上的載荷是轉(zhuǎn)變的。同時(shí)由于齒輪制造及安裝誤差等，不可幸免要產(chǎn)生動(dòng)載荷而引發(fā)振動(dòng)和噪音，常成為變速箱的要緊噪聲源，并阻礙主軸回轉(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，取決于以下有關(guān)因素： 1 .是固定齒輪仍是滑移齒輪； 2 .移動(dòng)滑移齒輪

33、的方式； 3 .齒輪精度和加工方式； 變速箱中齒輪用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。它的精度選擇要緊取決于圓周速度。采納同一精度時(shí)，圓周速度越高，振動(dòng)和噪聲越大，依如實(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)和噪聲的阻礙比運(yùn)動(dòng)誤差要大，因此這兩項(xiàng)精度應(yīng)選高一級(jí)。 不同精度品級(jí)的齒輪，要采納不同的加工方式，對(duì)結(jié)構(gòu)要求也有所不同 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，加工方式和畫(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、省料乂易于保證精度。

34、 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，一樣都做成組合的齒輪塊。有時(shí)為了縮短軸向尺寸，也有效組合齒輪的。 總結(jié) 立式車(chē)床跟立式磨床盡管是不同的機(jī)床，可是它們并非是沒(méi)有一起點(diǎn)的這就奠定了將立式車(chē)床改成立式磨床的基礎(chǔ)，在了解了二者的特點(diǎn)后，結(jié)合它們的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，將發(fā)覺(jué)改造的進(jìn)程并非復(fù)雜。目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)定型的立式磨床產(chǎn)品,而入口大規(guī)模立式磨床費(fèi)用很高，因此將車(chē)床改造成磨床這將減少生產(chǎn)需要的本錢(qián)，經(jīng)濟(jì)有效，是很值得研究和進(jìn)展的一項(xiàng)技術(shù)。 改裝進(jìn)程中變更壓導(dǎo)軌為靜壓導(dǎo)軌時(shí)，需要在下箱體和大齒輪上開(kāi)圓形槽，以使得潤(rùn)滑油不至于過(guò)量流入軸承，進(jìn)而發(fā)生宣泄。改裝注意油

35、路的密封。因?yàn)殪o壓潤(rùn)滑油要比動(dòng)壓的油多的多，而且磨床工作臺(tái)也需要密封，保證磨削時(shí)，冷卻液不至于流進(jìn)箱體。 在變速箱設(shè)計(jì)的進(jìn)程中，由于體會(huì)的不足，致使設(shè)計(jì)出來(lái)的轉(zhuǎn)速圖不符合實(shí)際要求，顯現(xiàn)了帶齒輪軸的結(jié)構(gòu)，而次結(jié)構(gòu)最大的不足確實(shí)是當(dāng)齒輪損壞時(shí)，要改換零件需要把整根軸一路換掉，如此即不方便也不經(jīng)濟(jì)，通過(guò)改良后的轉(zhuǎn)速圖顯現(xiàn)新的問(wèn)題，軸間距過(guò)小，這就造成了齒輪直徑超出軸與軸之間中心距的長(zhǎng)度,顯然這種設(shè)計(jì)也是錯(cuò)誤的，通過(guò)反復(fù)試探，終于找到解決方案：增大模數(shù)，以加大中心距，從而幸免了軸與齒輪相碰的現(xiàn)象。 參考文獻(xiàn) [1]馮辛安主編..機(jī)械工業(yè)出版社.北京. [2]周開(kāi)勤主編.2001 [3]曹玉榜

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37、械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》（修訂版）.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.侯珍秀主編 [3]《機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè)》.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.華東紡織工學(xué)院等主編. 通過(guò)半年的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，在那個(gè)地址第一要感激胡競(jìng)湘教師。胡教師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每一個(gè)時(shí)期，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確信和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配圖紙等整個(gè)進(jìn)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。使我接觸到了許多理論和事實(shí)上的新問(wèn)題，做了許多有利的試探。這將會(huì)對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作起到很重要的作用。在此表示真摯的感激和由衷的敬意。 再有要感激一路學(xué)習(xí)生活的同窗們，與他們的一次次交流使我得以不斷進(jìn)步和提高。 我能夠?qū)Ｐ膶W(xué)習(xí)，順利完成學(xué)業(yè)，與我的父母的培育、鼓舞和支持是分不開(kāi)的，在此向他們表示最真摯的感激！ 感激文中所引用文獻(xiàn)的所有作者們！再次感激所有關(guān)切、支持和幫忙過(guò)我的教師、同窗和朋友們！ 立式車(chē)床原理圖: