普通車床主軸箱設計-wenkub

　

【正文】 ric motor power, make sure that principal axis and each calculation which spread to move a piece turn soon, the beginning certainly spreads to move a stalk diameter, wheel gear mold number, make sure to spread to move to take model number and number, friction slice size and number。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；用硬質合金刀具又用高速鋼刀具。在設計時應結合具體機床進行具體分析，一般應滿足的基本要求有：滿足機床使用性能要求。傳動鏈盡可能簡短，零件數目要少，以便節約材料，降低成本。主要用于加工回轉體。現在以常見的中碳鋼為工件材料，取 45 號鋼，正火處理，車削外圓，表面粗糙度 =。rm② 確定切削速度，參【2】 表 857，取 V = 。minr 至此，可得到上表 中的車床參數。因此，確定變速方案和型式，要從結構、工藝、性能及經濟等多方面統一考慮。 變速結構式、結構網的選擇結構式、結構網對于分析和選擇簡單的串聯式的變速不失為有用的方法，但對于分析復雜的變速并想由此導出實際的方案，就并非十分有效。主軸對加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好。分別為：， ， ，?????????????????? ????由于本次設計的機床 I 軸裝有摩擦離合器，在結構上要求有一齒輪的齒根圓大于離合器的直徑。斜齒圓柱齒輪傳動2ax?較平穩，可取 。從而確定結構網如下：普通車床主軸箱設計第 11 頁 共 69 頁 結構式的擬定主軸的變速范圍應等于住變速傳動系中各個變速組變速范圍的乘積，即： inR?210?檢查變速組的變速范圍是否超過極限值時，只需檢查最后一個擴大組。⑵、分配總降速變速比 總降速變速比 ??d 又電動機轉速 不符合轉速數列標準，因而增加一定比變速i140rd副。Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ軸之間的變速組分別設為a、b、c。由此也可確定加在電動機與主軸之間的定變速比 。對于變速組內齒輪的齒數，如傳動比是標準公比的整數次方時，變速組內每對齒輪的齒數和 及zS小齒輪的齒數可以從【1】表 39 中選取。94P⑴、變速組 a:∵ ， ； 2/1/1??ia41./??ia時： ……560、6667778……2i zS時：4./2i……560、666670、7777……?zS可取 84,于是可得軸Ⅰ齒輪齒數分別為：235。⑶、變速組 c:根據【1】 ,查表 39 各種常用變速比的使用齒數,94P普通車床主軸箱設計第 14 頁 共 69 頁,4/1?ic2ci時： ……、8890、99108……i zS時： ……88890、108……2cz可取 108.?z為降速變速，取軸Ⅲ齒輪齒數為 22；4/1ic為升速變速，取軸Ⅳ齒輪齒數為 36。設計時除考慮一般機械傳動的有關要求外，著重考慮以下幾個方面的問題：精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動效率要求，主軸前軸承處溫度和溫升的控制，結構工藝性，操作方便、安全、可靠原則，遵循標準化和通用化的原則。2） 檢驗傳動設計的結果中有無干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時改正。有兩種布置方案，一是將兩級變速齒輪和離合器做成一體。這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大。制動器不要放在轉速太低軸上，以免制動扭矩太大，使制動器尺寸增大。我們采用的卸荷裝置一般是把軸承裝載法蘭盤上，通過法蘭盤將普通車床主軸箱設計第 16 頁 共 69 頁帶輪的拉力傳遞到箱壁上。正反向的轉換在不停車的狀態下進行，常采用片式摩擦離合器。其中一個圓盤裝在花鍵上，另一個裝在花鍵軸上的一個環形溝槽里，并轉過一個花鍵齒，和軸上的花鍵對正，然后用螺釘把錯開的兩個圓盤連接在一起。I 軸上裝有摩擦離合器，兩端的齒輪是空套在軸上，當離合器接通時才和軸一起轉動?；瑒虞S承在一些性能和維修上不如滾動軸承，但它的徑向尺寸小。也就是說，作用在一個齒輪上的載荷是變化的。它的精度選擇主要取決于圓周速度。大都是用 7—6—6，圓周速度很低的，才選 8—7—7。8 級精度齒輪，一般滾齒或插齒就可以達到。6 級精度的齒輪，用精密滾齒機可以達到。圓齒和倒角性質不同，加工方法和畫法也不一樣，應予注意。有時為了縮短軸向尺寸，也有用組合齒輪的。軸上要安裝齒輪、離合器和制動器等。傳動軸可以是光軸也可以是花鍵軸。軸的部分長度上的花鍵，在終端有一段不是全高，不能和花鍵空配合。在溫升、空載功率和噪聲等方面，球軸承都比滾錐軸承優越。所以有時在沒有軸向力時，也常采用這種軸承。在箱外調整好鏜刀尺寸，可以提高生產率和加工精度。兩孔間的最小壁厚，不得小于 5～10 ，以免加工時孔變形。對受軸向力的軸，其軸向定位就更重要。3） 整個軸的軸向位置是否需要調整。安裝工件（車床）或者刀具（銑床、鉆床等）的主軸參予切削成形運動，因此它的精度和性能直接影響加工質量（加工精度和表面粗糙度） ，設計時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方面考慮。2） 軸頸直徑前支撐的直徑是主軸上一主要的尺寸，設計時，一般先估算或擬定一個尺寸，結構確定后再進行核算。所以，aLL軸承剛度小時， 應選大值，軸剛度差時，則取小值。提高主軸有關表面硬度，增加耐磨性，在長期使用中不至于喪失精度，這是對主軸熱處理的根本要求。 主軸軸承1）軸承類型選擇主軸前軸承有兩種常用的類型：雙列短圓柱滾子軸承。具有承載能力大，允許極限轉速高的特點。承受軸向力的能力最高，但允許的極限轉速低，容易發熱。三支撐結構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。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方向以及結構的負責程度，應根據機床的實際要求確定。3）軸承的精度和配合主軸軸承精度要求比一般傳動軸高。軸承與軸和軸承與箱體孔之間，一般都采用過渡配合。把軸承調到合適的負間隙，形成一定的預負載，回轉精度和剛度都能提高，壽命、噪聲和抗震性也有改善。其他軸承調整也有與主軸軸承相似的問題。 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） 。 主軸是兩端外伸的軸，防止漏油更為重要而困難。在軸上增開了溝槽（矩形或鋸齒形） ，效果又比前兩種好。 其他問題 主軸上齒輪應盡可能靠近前軸承，大齒輪更應靠前，這樣可以減小主軸的扭轉變形。 主軸的直徑主要取決于主軸需要的剛度、結構等。主軸頭部需要淬Cr40火，硬度為 50～55。帶輪結構簡單，但尺寸大，機床中常用作電機輸出軸的定比傳動。caP1n157P(2)、確定帶輪的基準直徑 ，?D?帶輪的直徑越小帶的彎曲應力就越大。?n??∴ ，由【4】 表 88 ).1(258042 ???? 157P普通車床主軸箱設計第 22 頁 共 69 頁224mm。 ?????(9)、確定三角帶根數 Z普通車床主軸箱設計第 23 頁 共 69 頁根據【4】 式（826）得158P0calpzk????查表【4】 表 84d 由 i= 和 得 = ,153 min14rn0查表【4】表 85， =；查表【4】表 82，長度系數 =? lk ).(????Z∴取 根5(10)、計算預緊力查【4】表 83，q=由【4】式（827） 20)(qvkvZpFca????其中： 帶的變速功率 ,KW；ca v帶速,m/s； q每米帶的質量，kg/m；取 q=。因此疲勞強度一般不失是主要矛盾，除了載荷很大的情況外，可以不必驗算軸的強度。各jn傳動件的計算轉速可以從轉速圖上，按主軸的計算轉速和相應的傳動關系確定。⑷、核算主軸轉速誤差 ∵ min/?????實 mi/2r標∴ %)57(%10)( ????標 標實 n 所以合適。空心軸時，d 需乘以計算系數 b，b 值見【5】表 712。按 規定，矩形花鍵的19874?TGB定心方式為小徑定心。162取鍵 高鍵 寬 傳動軸的校核需要驗算傳動軸薄弱環節處的傾角荷撓度。一般將1d2d軸化為集中載荷下的簡支梁，其撓度和傾角計算公式見【5】表 各載荷作用下所產生的撓度和傾角，然后疊加，注意方向符號，在同一平面上進行代數疊加，不在同一平面上進行向量疊加。??所 以 合 格,yYB?②Ⅱ軸、Ⅲ軸的校核同上。,p ?????? MPamd mbmLbll hkkNT?可見連接的擠壓強度足夠了，鍵的標記為： 20319680??TGB鍵 各變速組齒輪模數的確定和校核 齒輪模數的確定：齒輪模數的估算。 計算齒輪計算轉速。 jnK載荷系數取 。；； ddaa 1403528421 ????軸Ⅱ上三聯從動輪齒輪的直徑分別為： ；； aa 965639。 計算齒輪計算轉速。 jnK載荷系數取 。150390185 32 ??????； 軸Ⅲ上三聯從動輪齒輪的直徑分別為： bbb 6367239。mn5?o14??計算中心距 a， )()6(cos)(21mzn?????∴圓整為 280mm。239。當齒頂圓直徑 時，可以做成實心式結構的mda160?齒輪。9,82111 m???，C 取 12cm。.)1( 00 mDmdDna ??????普通車床主軸箱設計第 33 頁 共 69 頁；mD42?；mD68,. 33 取???；mD80,.7)4(0))(50~( 2302 取????；,1962831D???，C 取 12cm。V 帶輪的結構形式與。).~20(?? 帶輪結構設計⑴、帶輪的材料常用的 V 帶輪材料為 HT150 或 HT200，轉速較高時可以采用鑄鋼或鋼板沖壓焊接而成，小功略時采用鑄鋁或塑料。；。其余做成實心結構。所以： ， ，mb321?mb243?， ，40765 1098， 。???KHZ所以軸Ⅲ上兩聯動主動輪齒輪的直徑分別為： mdmd ococ ???； 軸Ⅳ上兩從動輪齒輪的直徑分別為： 。239?！?所以2FHm?2于是變速組 b 的齒輪模數取 m = 5mm，b = 40mm。=650MPa，limH?∴ ???∴ mH ??? 根據【6】表 104 將齒輪模數圓整為 5mm 。1⑵、b 變速組：確定軸Ⅱ上另兩聯齒輪的模數，先計算最小齒數 18 的齒輪。∵ 所以1FH?1于是變速組 a 的齒輪模數取 m = 4mm，b = 32mm。=650MPa，limH????∴ ??? 根據【6】表 104 將齒輪模數圓整為 4mm 。先計算最小齒數齒輪的模數，齒輪選用直齒圓柱齒輪及斜齒輪傳動，查【4】表 108 齒輪精度選用 7 級精度，再由【4】表 101 選擇小齒輪材料為40C (調質)，硬度為 280HBS：r根據【5】表 717；有公式：普通車床主軸箱設計第 28 頁 共 69 頁①齒面接觸疲勞強度： 32)1(1602???HPjmHznK??②齒輪彎曲疲勞強度： 34FPjF⑴、a 變速組：分別計算各齒輪模數，先計算最小齒數 28 的齒輪。鍵的工作長度MPap120~][?? MPap10][??，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度mbLl 168??。.。驗算撓度時，要求驗算受力最大的齒輪處，但通常可驗算傳動軸中點處撓度（誤差%3）.當軸的各段直徑相差不大，計算精度要求不高時，可看做等直徑，采用平均直徑 進行計算，計算花鍵軸傳動軸一般只驗算彎曲剛度，花鍵軸還應進行鍵側1d擠壓驗算。42?為④各軸間的中心距的確定：；)(1684)58()(21 mmzd??????；)(7?；)86(doV??普通車床主軸箱設計第 26 頁 共 69 頁 鍵的選擇查【4】表 61 選擇軸 上的鍵，根據軸的直徑 ，鍵的尺寸選擇? 30~2?d，鍵的長度 L 取 22。根據以上原則各軸的直徑取值： ， 和 在后文給定， 軸采用光軸， 軸和 軸m30???d? ???因為要安裝滑移齒輪所以都采用花鍵軸。???mo當軸上有鍵槽時，d 值應相應增大 4～5%。1j⑶、各齒輪的計算轉速各變速組內一般只計算組內最小齒輪，也是最薄弱的齒輪，故也只需確定最小齒輪的計算轉速。因此，必須保證傳動軸有足夠的剛度。 NF )( ??????⑾、計算作用在軸上的壓軸力 ZQ .???傳動比 1240/??查表【4】 表 84a 由 和 得 = 152PmD51 in1rn0p 傳動軸的直徑估算傳動軸除應滿足強度要求外，還應滿足剛度的要求，強度要求保證軸在反復載荷和扭載荷作用下不發生疲勞破壞。smvs?(4)、初定中心距帶輪的中心距，通常根據機床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內選?。?根據【4】 經驗公式（820）152P)()(???取