(新)机床(磨床)主传动系统结构设计

1、所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。1绪论1.1磨床简介磨床(gri nder,gri nding machi ne)是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其 他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、 花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨 削等。十八世纪30年代，为了适应钟表、自行车、缝纫机和枪械等零件淬硬后的加工， 英国、德国和美国分别

2、研制出使用天然磨料砂轮的磨床。这些磨床是在当时现成的机床 如车床、刨床等上面加装磨头改制而成的，它们结构简单，刚度低，磨削时易产生振动， 要求操作工人要有很高的技艺才能磨出精密的工件。1876年在巴黎博览会展出的美国布朗-夏普公司制造的万能外圆磨床，是首次具有 现代磨床基本特征的机械。它的工件头架和尾座安装在往复移动的工作台上，箱形床身 提高了机床刚度，并带有内圆磨削附件。1883年，这家公司制成磨头装在立柱上、工作 台作往复移动的平面磨床。1900年前后，人造磨料的发展和液压传动的应用，对磨床的发展有很大的推动作用。 随着近代工业特别是汽车工业的发展，各种不同类型的磨床相继问世。例如20世纪

3、初,先后研制出加工气缸体的行星内圆磨床、曲轴磨床、凸轮轴磨床和带电磁吸盘的活塞环 磨床等。自动测量装置于1908年开始应用到磨床上。到了 1920年前后，无心磨床、双端面 磨床、轧辊磨床、导轨磨床，珩磨机和超精加工机床等相继制成使用；50年代又出现了可作镜面磨削的高精度外圆磨床；60年代末又出现了砂轮线速度达 6080米/秒的高速 磨床和大切深、缓进给磨削平面磨床；70年代，采用微处理机的数字控制和适应控制等 技术在磨床上得到了广泛的应用。随着高精度、高硬度机械零件数量的增加，以及精密铸造和精密锻造工艺的发展， 磨床的性能、品种和产量都在不断的提高和增长。1.2磨床的分类磨床可分为十余种：1、

4、外圆磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圆柱形和圆锥形外表面的磨 床。2、内圆磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圆柱形和圆锥形内表面的磨 床。3、座标磨床：具有精密座标定位装置的内圆磨床。4、无心磨床：工件采用无心夹持，一般支承在导轮和托架之间，由导轮驱动工 件旋转，主要用于磨削圆柱形表面的磨床。5、平面磨床：主要用于磨削工件平面的磨床。6、砂带磨床：用快速运动的砂带进行磨削的磨床。7、珩磨机：用于珩磨工件各种表面的磨床。8、研磨机：用于研磨工件平面或圆柱形内，外表面的磨床。9、导轨磨床：主要用于磨削机床导轨面的磨床。10、工具磨床：用于磨削工具的磨床。11、多用磨床：用于磨削圆柱、圆锥

5、形内、外表面或平面，并能用随动装置及 附件磨削多种工件的磨床。12、专用磨床：从事对某类零件进行磨削的专用机床。按其加工对象又可分为：花 键轴磨床、曲轴磨床、凸轮磨床、齿轮磨床、螺纹磨床、曲线磨床等。1.3国内外磨床的现状1.3.1机床的模块化设计从最早的德国在1930年首先提出的“模块化构造”的设计方法到本世纪5 0年代欧美一些国家正式提出所谓“模块化设计”的概念，机床的模块化设计愈来愈受到重视。并己形成较成熟的模块化系统，取得了很好的经济效益，因而采用模块化设计在世 界各地得到了迅速发展。采用模块化设计产品有下列优点：1、产品更新换代快；2、可以缩短设计和制造周期；3、可以降低成本；4、维

6、修方便；5、产品性能可靠。这种方法可以提高机床设计的柔性和可变性。1.3.2新型砂轮材料的应用带来磨削技术的变革刀具磨削加工是高速、高精度的成形磨削，这也是生产中的关键问题。成形磨削有 两个难题：一是砂轮质量，主要是砂轮必须同时具有良好的自砺性和形廓保持性，而这 两者往往是有矛盾的；二是砂轮修整技术，即高效、经济的获得所要求的砂轮形廓和锐 度，国外现己采用高精度金刚石滚轮来修整砂轮，并开发了连续修整成形磨削新工艺， 效果较好。磨削加工最基本的特点之一，是磨料粒度很小，由于磨料的内聚性，使用普通的方 法，难以制造出均匀一致的细粒度砂轮。 应用电泳沉积10-2 Onm超细粒度磨料形成磨料 粒，是值

7、得注意的新技术。近年来低压化学气相沉积（CVD ）金刚石膜，发展速度迅速。为了生产出质量更高的砂轮，各国都在积极改进传统的粘结剂，以便生产出适合不 同要求的CBN砂轮。同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!3所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。2磨床传动方案的分析确定机械传动装置位于原动机和工作机之间，用以用以传递运动和动力或改变运动方 式。传动方案设计是否合理，对整个机械的工作性能、尺寸、重量和成本等影响很大， 因此，传动方案的设计是整个机械设计中的关键环节。2.1磨床对传动方案的要求合理的传动方案，首先应满足工作机的功能要求，其次还应满足工作可靠、结构简 单、尺寸

8、紧凑、传动效率高、重量轻、成本低廉、工艺性好、使用和维护方便等要求。 任何一个方案，要同时满足以上所有要求是时分困难的，因此要统筹兼顾，满足最主要 的和最基本的要求。2.2磨床传动方案的拟定满足同一工作机功能要求，往往可采用不同的传动机构，不同的组合和布局，从而 可得出不同的传动方案。拟定传动方案时，应充分了解各种传动机构的性能及适用条件, 结合工作机所传递的载荷性质和大小、运动方式和速度以及工作条件等，对各种传动方 案进行分析比较，合理的选择。本次设计的任务主要是磨床主传动系统的结构设计。下面提出几个方案进行比较：1、齿轮传动 齿轮传动具有承载能力大、效率高、允许速度高、尺寸紧凑、寿命 长等

9、特点，因此在传动装置中一般应首先采用齿轮传动。由于斜齿圆柱齿轮传动的承载 能力和平稳性比直齿圆柱齿轮传动好，故在高速级或要求传动平稳的场合，常采用斜齿 圆柱齿轮传动。2、带传动 具有传动平稳、吸振等特点，且能起过载保护作用。但由于它是靠摩 擦力来工作的，在传递同样功率的条件下，传动结构尺寸较大。3、链传动 由于工作时链速和瞬时传动比呈周期性变化，运动不均匀、冲击振动 大，一般布置在传动系统的低速级。经过分析，决定采用斜齿圆柱齿轮传动，经过一级变速达到设计效果。3总体设计3.1电动机的选择3.1.1电动机类型的选择电动机的类型和结构形式应根据电源种类、工作条件、工作时间的长短及载荷的性质、大小、

10、启动性能和过载情况等条件来选择。工业上一般采用三相交流电动机。丫系列三相交流异步电动机由于具有结构简单、价格低廉、维护方便等优点，故其应用广泛。 本次设计采用丫系列三相异步电动机。3.1.2电动机功率的选择电动机的功率选择是否合适，对电动机的正常工作和经济性能都有影响。功率选得 过小，不能保证工作机的正常工作或使电动机长期过载而过早损坏；功率选得过大，则 电动机的价格高，且经常不在满载下运行，电动机效率和因数都较低，造成很大的浪费。电动机功率的确定，主要与其载荷大小、工作时间长短、发热多少有关。对于长期 稳定工作的机械，可根据电动机所需功率Pd来选择，而不必校验电动机的发热和启动力 矩。选定磨

11、床砂轮型号尺寸为 250X 25X 75,同时确定砂轮转速为1450r/min。工作机有效功率：FW=Fv/1000 n w根据砂轮转速及尺寸可确定v=18.84m/s ,其中F=250N n w=1，因此，FW=Fv/1000 n w=250X 18.84/1000 X 1=4.71kW计算电动机所需功率：首先确定传动装置的总效率n。设各效率分别为n1 （8级闭式齿轮传动）、n 2 （滚动轴承）、n 3 （弹性联轴器）。查机械设计课程设计表2-2得：n 1=0.97、n 2=0.98、n 3=0.99，总效率2n = n 1 n 2 n 3=0.97 X 0.98 X 0.99=0.92电动

12、机所需功率为：Pd=RJ n =4.71/0.92=5.12kW由机械设计课程设计表16-1选电动机额定功率5.5kW3.1.3电动机转速的选择同一功率的异步电动机有同步转速3000、1500、1000、750r/min 等几种。一般来说，电动机的同步转速愈高，磁极对数愈少，外轮廓尺寸愈小，价格愈低。反之，外轮 廓尺寸愈大，价格愈贵。当工作机转速较高时，选用高速电动机较经济。选电动机的同步转速 3000r/min，工作机转速nw=1450r/min，总传动比i=nn w表3.1电动机相关数据型号额定功率同步转速满载转速传动比Y132S1-25.5kW3000r/mi n2900r/mi n2查

13、机械设计课程设计表16-2知电动机机座中心高132mm外伸轴径38mm外伸轴长度80mm3.2传动装置运动和动力计算3.2.1各轴转速计算ni=n f2900r/mi nn n=nw=1450r/m in3.2.2各轴输入功率Pi=Pdn 2 n 3=4.92 X 0.99 X 0.98=4.77KwPn =Pi n 1 n 2=4.77 X 0.97 X 0.98=4.53Kw3.2.3各轴输入转矩Ti =9550Pi /n i =9550X 4.77/2900=15.71NmTn=9550R/n n =9550X 4.53/1450=29.84Nm表3.2各轴动力与运动参数轴号转速功率转矩

14、传动比I2900r/mi n4.77kW15.71Nm2n1450r/mi n4.53kW29.84Nm4传动零件的设计计算4.1齿轮的设计齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，形式很多，应用广泛，传递的功率可达 数十万千万，圆周速度可达200m/s。齿轮传动的主要特点有：1、 效率高在常用的机械传动中，以齿轮传动的效率为最高。2、 结构紧凑在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间尺寸一般较小。3、 工作可靠、寿命长设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分 可靠，寿命可长达一、二十年，这也是其他机械传动所不能比拟的。4、 传动比稳定传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动广泛应用

15、， 也是由于具有这一特点。4.1.1齿轮各参数的设计计算选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数由齿轮的失效形式可知，设计齿轮传动时，应使齿面具有较高的抗磨损、抗点蚀、 抗胶合及抗塑性变形的能力，而齿根要有较高的抗折断能力。因此，对齿轮材料性能的 基本要求为齿面要硬、齿芯要韧。1 、初选直齿圆柱齿轮试算2 、选定齿轮精度为7级精度3、材料的选择由机械设计表10-1选小齿轮材料为45钢，调质，硬度235HBS大齿轮材料45钢，正火，硬度190HBS硬度差为45HBS4 、初选小齿轮齿数 乙=24,则大齿轮齿数 乙=iZ1=24X 2=48,u=25、按齿面接触强度计算d1t >2.32 3 KJ

16、 u 1 zeY d uH(1) 确定公式内各数值1) 试选载荷系数K=1.32) 计算小齿轮传递的转矩Ti=Ti=15.71Nm=1.57lx 104Nmm3）由机械设计教材表10-7选齿宽系数d=14）由机械设计教材表10-6查得材料弹性影响系数Ze=189.8 MPa5）由机械设计教材图10-21d按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限（T Hiimi=550Mpa由图10-21C查得大齿轮接触疲劳强度极限c Hiim2=390Mpa6）计算应力循环次数9N=60nijL h=60X 2900X 1 X （10 X 8X 260）=3.62 X 10N=N/u=3.62 X 109/2=1

17、.81 X 1097）由图10-19取接触疲劳寿命系数 Khn=0.9 K hn2=0.918）计算接触疲劳许用应力取失效概率1%安全系数S=1c H 1=Khn1c HlimS=0.9 X 550MPa=495MPac h 2=Khn2 c Hlim2/S=0.91 X 390MPa=354.9MPa计算1）试算小齿轮分度圆直径代入c h中较小的值K" u 1 Ze 21.3 1.571 104 3189.8 2du > 2.32 3t 1E =3 - =47.83mm d u h -12354.92）计算圆周速度v=n d1tn1/60 X 1000=3.14 X 47.8

18、3 X 2900/60000=7.26m/s由v>2m/s故改用斜齿圆柱齿轮&选齿轮精度等级、材料及齿数（1）精度等级仍选7级材料同上选小齿轮齿数乙=24,大齿轮齿数Z2=48（4）初选螺旋角B =14；7、按齿面接触强度计算' 2d1t爲血L生（1）确定公式内各计算数值1）试选 Kt=1.62）由机械设计教材图10-30选区域系数ZH=2.4333）由教材图 10-26 查得& a 1=0.765，£ a2=0.89，则£ a = £ a 1 + £ a 2=1 .6554）许用接触应力：（T h= （T h 1+ （T

19、h 2/2=495+354.9/2=424.95Mpa其余尺寸与上述直齿圆柱齿轮相同计算I422KtT； u 1 ZHZE1） d1t > 3 d u3 2 1.6 1.571 10432.433 189.81 1.6552424.95=37.75mm2）计算圆周速度v= n d1t m/60 X 1000=3.14 X 37.75 X 2900/60000=5.73m/s3）计算齿宽b及模数mtb= dd1t =1 X 37.75=37.75mmmt=dtcos B /Z 1=37.75 X cos14/24=1.526mmh=2.25 m nt =3.434）b/h=37.75/3.

20、43=10.9935）计算纵向重合度£ b =0.318 dZtan B =0.318 X 1 X 24X tan 14=1.9036）计算载荷系数K查机械设计教材表10-2选Ka=1.25,由v=5.73m/s,7级精度，查图10-8得动载荷系 数K=1.36,由表10-4查得Khb =1.342,由表10-3查得 心=KFa=1.4，由图10-13查得 后 =1.4,故载荷系数K=KKvKh Khb =1.25 X 1.36 X 1.4 X 1.342=3.1947）按实际载荷系数校正分度圆直径同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!11所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时

21、，你对梦想的偏执。=47.53mmdi=dit 3 K =37.75 X 3 3-194VKtV 1.68）计算模数mn同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!12所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!#所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。mn= dicos B /Zi=47.53 X cos14 /24=1.9228、按齿根弯曲强度计算m32KTY COS2YFaYsadZ；同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!#所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!#所

22、谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。（1）确定公式内各计算参数1）计算载荷系数CKAg 幺=1.25 X 1.35 X 1.4 X 1.4=3.3322）根据纵向重合度& b=1.903，从机械设计教材图10-28查得Yb=0.883）计算当量齿数33 人Zv1=Z/cos B =24/cos 14=26.25833Zv2=Z2/cos B =48/cos 14=52.5164）查取齿形系数由机械设计教材表10-5查得YFa1=2.590,Y Fa2=2.425）查应力校正系数： Wa1=1.598,Ysa2=1.7086）弯曲疲劳许用应力计算由机械设

23、计教材图10-2c查得小齿轮弯曲疲劳强度极限c FE1=410Mpa大齿轮弯曲疲 劳强度极限c FE2=245Mpa由图10-18取弯曲疲劳寿命系数 Kfn1=0.83,Kfn2=0.89。取弯曲疲劳安全系数S=1.4,则弯曲疲劳许用应力c f 1= Kfn1 c fe1/S=0.83 X 410/1.4=243.07Mpa c f2= KFN2C fe2/S=0.89 X 245/1.4=155.75Mpa7）计算大小齿轮汁，并加以比较YFa"sa1 =2.59 1.598 =o 071 f1 =243.07=.YFa2YSa2 = 2.42 1.708 =° °

24、;265F 2155.75大齿轮的数值大(2) 设计计算m n> 32KTY cos2 YFaYsa = 3dZ；2 i12 3194 °88 cos 140.0265=1.322mm1 242 1.655对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 m大于齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取m=1.5，已可满足弯曲强度，但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触 疲劳强度算得的分度圆直径di=47.53mm来计算应有的齿数。于是由乙=d icos B /mn=47.53 x cos 14 =30.745，取 乙=30,则 Z2=uZi=609、几何尺寸计算(1) 计算中心距a=(Z

25、1+乙)mn/2cos B =(30+60) x 1.5/2cos 14 =69.588mm 取 a=70mm(2) 按圆整后的中心距修正螺旋角°(Z1 Z2)mn(30 60) 1.5 仆”fB =arccos - - =arccos=15.3592a2 70(3) 计算大小齿轮分度圆直径d1=Z1m/cos B =30x 1.5/cos 15.359 =46.667mmd2=乙m/cos B =60x 1.5/cos 15.359 =93.333mm(4) 计算齿轮宽度b=Odd1=1 x 46.667=46.667mm，圆整后取 b=47mm 则 B2=47mm,l1=52mm

26、由于乙、乙、d1、b、B发生变化,故相应的参数需要修正，然后再根据修正结果, 看齿轮强度是否足够。经过修正后发现齿轮强度足够，因此还用原来的数值。齿轮传动尺寸如表4.1。表4.1 齿轮传动尺寸名称计算公式结果法面模数m1.5法面压力角a n20：螺旋角15.359：齿数乙30Z260传动比i2d146.667mm分度圆直径d293.333mm齿顶圆直径da1=d+2ha * m49.667mmda2=ck+2ha * m96.333mm齿根圆直径df1 =d1-2(ha * +c *) m n42.167mmdf2=d2-2(ha * +c *) mn88.833mm中心距a=m(Z1+Z0/

27、2cos B70mm齿宽B152mmB247mm4.1.2齿轮的结构设计通过齿轮传动的强度计算，只能确定出齿轮的主要尺寸，如齿数、模数、齿宽、螺 旋角、分度圆直径等，而齿圈、轮辐、轮觳等的结构形式及尺寸大小，通常都由结构设 计而定。齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及经济性能 等因素有关。进行齿轮的结构设计时，必须综合考虑上述各方面的因素。小齿轮直径很小，故米用齿轮轴结构大齿轮的齿顶圆直径小于160mm因此做成实心结构的齿轮，具体结构见零件图 4.2轴的设计轴的设计和其他零件的设计相似，包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。 轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位

28、以及轴的制造工艺等方面的要求，合理的确 定轴的结构及尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠 性，还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难等。因此，轴的结构设计是轴设计中 的最重要的内容。轴的工作能力计算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算。多数情况下, 轴的工作能力主要取决于轴的强度。这事只需对轴进行强度计算，以防止断裂或塑性变 形。而对刚度要求高的轴和受力大的细长轴，还应进行刚度计算，以防止工作时产生较 大的弹性变形。421轴的材料的选择和最小直径估算轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件，有的则直接用 圆钢。由于碳钢比合金钢价廉，对应力

29、集中的敏感性较低，同时也可以用热处理和化学 热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故采用碳钢制造轴比较广泛，其中最常用的 是45钢。根据工作条件，初选轴的材料为 45钢，调质处理。按按扭转强度法进行最小直径估算。即：dmin=A3 P。初算轴径时，若最小轴径段开有键槽，还要考虑键槽对轴强度的影响。当该轴段截面上有一个键槽时，d增大5%-7%当有两个键槽时，d增大10%-15% A值由机械设计教材表15-3确定，高速轴 Ai=126,低速轴A）2=120。4.77高速轴：=14.873mmd1min=A01 3=126X 3V n1 2900因为该轴最小轴径处安装联轴器，设有一个键槽，故增大7%

30、则由此算得最小轴径d1min=15.915mm取整得 d1min=16mm低速轴：d2心讥=120X 仍53 =17542mm 取整的 d2min=18mm输入轴（高速轴）的最小轴径处安装联轴器，为了使轴径与联轴器的孔径相适应, 需同时选取联轴器的型号联轴器的计算转矩为Tca=KT：入，查机械设计课程设计表14-1，考虑到转矩的变化小， 故取Ka=1.3。则Tca=KTi入=1.3 xl5.71=20.423Nmo按照计算转矩小于公称转矩，查机械 设计课程设计表13-4，选用TL3型弹性套柱销联轴器，其公称转矩31.5Nm办联轴器孔径dn=20mm办联轴器长度L=52mm办联轴器与轴配合的穀孔

31、长度 L1=38mm 4.2.2轴的结构设计轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸。轴的结构主要取决于以下因素：轴在机器中的安装位置及形式；轴上安装的零件类 型、尺寸、数量以及轴连接的方式；载荷的性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工 艺等。由于影响轴的结构的因素较多，而且其结构形式又要随着具体情况不同而异，所 以轴没有标准的结构形式。设计时，必须针对不同的情况进行具体的分析。但是，不论 何种具体条件，轴的结构都应满足：轴和装在轴上的零件都要有准确的工作位置；轴上 的零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的工艺性等。1、高速轴结构设计(1) 各轴段直径的确定d1仁最小轴径处，装联轴器的外伸

32、轴段d n=20mmd12：密封处轴段定位轴肩的高度 h=(0.070.1)d 11,取h=0.1dn,则h=0.1d 11=0.1x 20=2mm 故 d12=dn+2h=20+4=24mn取 d12=25mrpd13 :滚动轴承处轴段取d13=30mm查机械设计课程设计表12-4，滚动轴承型号选取 30206,其尺寸为 dx Dx Tx B=30x 62 x 17.25 x 16mrpd14：过度轴段取d14=36mmd15： d15=d14=36mrpd16： d16=d13=30mm(2) 各轴段长度的确定l 11：办联轴器与配合穀孔长度L1=38mm为了保证轴端挡圈只压在办联轴器上不

33、压在轴端面上，故I 11略短于L1，取I 11=36mml 12：根据与轴承端盖的配合关系I 12=50mmI 13：由滚动轴承装配关系I 13=17mmI 14： I 14=40mrpI 15：由小齿轮齿宽决定 I 15=52mmI 16： I i6=40mml 17:由滚动轴承装配关系I i7=17mm2、低速轴的结构设计(1) 各轴段直径的确定d"：与滚动轴承配合由机械设计课程设计表12-4选滚动轴承的型号为30207,其尺寸为 dx DXTX B=35X 72X 18.25 X 17mm因此取 d21=35mmd22：过度轴段d 22=40mmd23 :低速齿轮段d 23=4

34、6mmd24 :轴环 d 24=54mmd25：过度轴段d 25=46mmd26 :与滚动轴承配合 d 26=35mmd27： d27=30mm(2) 各轴段长度的确定121 :由滚动轴承装配关系确定I 21=17mmI 22： I 22=44.5mm123 :略短于齿轮宽度I 23=45mmI 24 :轴环 I 24=10mr；125： 125=32.5mm126:由滚动轴承装配关系I 26=17mmI 27： I 27=50mm128 :圆锥轴段I 28=50mm129： 129=20mm8、细部结构参见零件图。4.2.3轴的校核轴的校核包括强度校核和刚度校核。进行轴的强度校核计算时，应根

35、据轴的具体受载及应力情况，采取相应的计算方法， 并恰当的选取其许用应力。对于仅仅承受扭矩的轴，应按扭转强度条件计算；对于只承 受弯矩的轴，应按弯曲强度条件计算，需要时还应按疲劳强度条件进行精确校核。轴在载荷作用下，将产生弯曲或扭转变形。若变形量超过允许的限度，就会影响轴上零件的正常工作，甚至会丧失机器应有的工作性能。因此，在设计有刚度要求的轴时， 必须进行刚度的校核计算。这里以低速轴为例。齿轮对轴的力作用点按简化原则应在齿轮宽度的中点，因此可决定低速轴上齿轮力的作用点的位置。轴上安装的 30207轴承，从机械设计课程设计表12-6可知，它的负 荷作用中心到到轴承外端面的距离 a=15.3mm故

36、可计算出支点跨距和轴上各力作用点的 相互位置尺寸。支点跨距=135mm据此可计算出轴上的作用力、支反力，从而来进行弯 曲合成强度校核。计算轴上的作用力圆周力：Ft=2T/d 2=2X 15.71 X 103/93.333=336.64N径向力：Fr=Fttan a n /cos B =336.64 X tan 20 /cos 15.359 =127.07N轴向力：Fa=Ftan B =336.64 X tan 15.359 =92.47N同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!18所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!19所谓的光辉岁月，并不是

37、以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。受力图如图6.1 :同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!#所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!#所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。水平面支反力：68Ft= 336.64N68 * 同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!#所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!#所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。Fhb=168.32N弯矩图：68 X 10=11.45Nm垂直面支反力

38、:Fr=127.07NFvb=53.54N弯矩图:最大弯矩 M=53.54 X 68 X 10 =4.32Nm图6.1轴的强度校核受力图合成弯矩:同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!20所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!#所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。=12.24NmMc .M 垂 M 水(11.45)2 (4.32)2同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!#所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。扭矩图如图6.2 :T2=29.84Nm图6.2轴的强度校核扭矩图当量弯矩:

39、=17.32NmMe . M o ( T2)2(12.24)2 (0.3 29.84)2a取0.3,为不变载荷截面C的强度为:同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!21所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!#所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。W因此轴的强度足够。Me 17.320.1d30.1 4630.002Mpa同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!22所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。5润滑与密封的设计齿轮在传动时，相啮合的齿面间有相对滑动，因此就要发生摩擦和磨损，增加动

40、 力消耗，降低传动效率。特别是高速传动，就更要考虑齿轮的润滑。通用的闭式齿轮传动，其润滑方式根据齿轮的圆周速度大小而定。当齿轮的圆周 速度小于12m/s时，常将大齿轮的轮齿进入油池中进行浸油润滑。本次设计采用机械油润滑，查机械设计课程设计表15-1选全损耗系统用油，其代号为L-AN15(GB/T 443-1998)，此润滑油一般用于小型机床齿轮箱、传动装置轴承、中 小型电动机、风动工具等。系统的密封设计详见传动系统装配图。同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!23所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。结论毕业设计是本科教学工作的最后一个环节，同时也是很重要的一个环节，是

41、对学 生整个大学生活中所学知识的综合检验。通过本次设计，对磨床及其主传动系统有了进一步的了解，充分的运用了本专业 所学的科目，将这些知识进行了综合运用，同时把这四年的学习中所学到的、看到的， 尽可能的运用到本次设计中。在对机械和机械传动零件的分析、设计、选用、正确使用 以及维护等方面有了更加深刻的理解。真正做到了理论与实践相结合。总结了过去四年 中学习到的机械设计制造的基本知识，进一步了解常用机构、常用传动方式、联接零部 件、轴系零部件的应用。通过对本课程的学习，使我对机械设计方面的基本内容有一个 总体了解，对机械设计制造及其自动化专业的认识上升到了一个新的高度，在机械传动综合实验台本体设计中

42、掌握典型的机械传动的组成、机构的运动学和动力学分析，理解轮系运动方式及动力传递，掌握传动部件效率测定和计算。进一步了解机构组成及其运动特性，了解确定机械产品设计方案的方法，根据给定 工程实际题目，设计最优方案，培养我在实际工程中的动手能力，培养了我创新意识及 综合设计能力。同是寒窗苦读，怎愿甘拜下风!24所谓的光辉岁月，并不是以后，闪耀的日子，而是无人问津时，你对梦想的偏执。致谢本次设计是在刘万福教授的悉心指导下完成的。刘教授在百忙之中还专门抽出时间给我们指导，在这课程设计的短短的几个月的时间里，使我巩固了以前所学的知识，通过这 次的毕业设计，使我对今后的工作更加充满了信心。刘主任以其严谨求实的治学态度、高 度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神将对我今后的工作 和学习