X6130型铣床总体布局及主轴箱设计（全套含CAD图纸）
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X6130
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X6130型铣床总体布局及主轴箱设计（全套含CAD图纸）,X6130,铣床,总体布局,主轴,设计,全套,CAD,图纸
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第1章 绪 论 1、铣床在国民经济中的地位金属切削机床使用切削的方法将金属毛坯加工成及机器零件的机器。铣床是用铣刀进行加工的机床。由于采用了多刃刀具连续切削，故生产效率较高，而且还可以获得较好的加工表面质量。铣床的工艺范围很广，在铣床上可以加工平面、沟槽、分齿零件、螺旋形表面等，因此在机器制造业中，铣床应用非常广泛，特别是卧式升降台铣床。在现代机械制造业中加工机器零件的方法有多种，如锻造、铸造、焊接、切削加工和各种特种加工等等，但切削加工是将金属毛坯加工成具有一定形状、尺寸和表面质量的零件的加工方法，在加工精密零件时，目前主要是依靠切削加工来达到所需的加工精度和表面质量。所以，金属切削机床使加工机器零件的主要设备，它所负担的工作量，约占机器总制造工作量的40%-60%，机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。铣床的母机属性决定了它在国民经济中的重要地位。机床工业为各种类型的机械制造厂提供先进的制造技术与优质高效的机床设备，促进机械制造工业的生产能力和工艺水平的提高。机械制造业肩负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，即为工业、农业、交通运输业、科研和国防部门提供各种机器、仪器和工具。为适应现代化建设的需要，必须大力发展机械制造工业。可见，机械制造工业是国民经济各部门赖以发展的基础，而机床（铣床）工业则是机械制造工业的基础。一个国家机床工业的技术水平在很大程度上标志着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。显然机床（铣床）在国民经济现代化建设zhon个起着重大的作用。2、铣床工业的发展概况和我国机床工业目前的水平金属切削机床是人类在改造自然的长期实践中，不断改进生产工具的基础上产生和发展起来的。最原始的机床是靠双手的往复运动，在工件上钻孔。最初的加工对象是木料，为加工回转体，出现了依靠人力使工件往复运动的原始车床，在原始加工阶段，人既是机床的原动力，又是机床的操纵者。当加工对象由木材逐渐过渡到金属时，切削要求增大动力，于是就逐渐出现了水力、风力和畜力等驱动的机床。随着生产的发展和需要，15-16世纪出现了铣床、磨床。我国明朝宋应星所著“天工开物”中就已有对天文仪器进行铣削和磨削加工的记载。18世纪末，蒸汽机的出现，提供了新型的巨大的能源，使生产技术发生了革命性的变化，由于在加工过程中逐渐产生了专业性分工，因而出现了各种类型的机床。19世纪末，机床以扩大到许多种类型，这些机床多采用天轴-皮带传动，性能很低。20世纪以来，齿轮变速箱的出现，使机床的结构和性能发生了根本性的变化。随着电气控制、液压件传动等科学技术的出现及其在机床上的普遍应用，使机床技术有了迅速的发展，除通用机床外又出现了许多各式各样的专用机床。在机床发展的这个阶段，机床的动力已由自然力代替了人力，人只需操纵机床，生产力已不受人的体力的限制。如本文介绍的万能卧式升降台铣床，还有立式铣床、万能工具铣床、龙门铣床、固定台座式铣床以及各种特种专用铣床（包括键槽铣床、曲轴铣床、凸轮铣床）等。近些年来，电子技术、计算机技术、信息技术、激光技术等的发展并在机床领域得到应用，使铣床开始了迅猛发展的新时代。多样化、精密化、高效化、自动化是这一时代铣床发展的基本特征。新技术的发展，数控机床以其加工精度高、生产率高、柔性高、适应中小批量生产而日益受到重视。由于数控铣床无需人工操作，而是靠数控程序完成加工循环，调整方便，适应灵活多变的产品。使得中、小批量自动化成为可能。从生产力发展的过程来看，铣床发展到数控化阶段，不仅铣床的动力无需人力，而且铣床的操纵也由机器本身完成了。人的工作只是编制加工程序，调整刀具等，为铣床的自动加工准备好条件。然后则由电脑控制铣床自动完成加工。我国的铣床工业已经取得了巨大的成就，但与世界先进水平相比，还有较大的差距。主要表现在：大部分高精度和超精密铣床性能还不能满足要求，精度保持性也较差，特别是高效自动化、技术水平和质量保证方面都明显落后。产量低下，机床数控化不足10%，至于航天、航空、冶金、汽车、造船和重型机器制造等工业部门所需要的多种类型的特种数控铣床基本上还是一片空白。技术性能方面落后，国外已做到15-19轴联动，分辨率达到0.1-0.01m，而我国目前只能做到5-6轴联动，分辨率为1m。国内产品的质量和可靠性也不够稳定，特别是先进数控系统的开发和研制还需作进一步的努力。3、铣床的类型和编号铣床的主要类型：万能卧式升降台式铣床、立式铣床、龙门铣床、仿形铣床、专门化铣床（包括键槽铣床、曲轴铣床、凸轮铣床）、数控铣床等。以本设计介绍的X6130型机床为例，大写的“X”表示的是机床的类别号，是铣床；“6”表示的是铣床的组号，此铣床为卧式升降台铣床；“1”是铣床系别号，表示的是万能升降台铣床；“30”是铣床的主参数，表示的是工作台面的宽为300mm。主参数的折算系数是1/10。X6130型万能卧式升降台铣床，主轴轴线与工作台平行，主轴呈横卧位置，其与卧式升降台铣床的区别是在纵向工作台之间增加一回转台。铣削时将铣刀安装在与主轴相连接的刀轴上，绕主轴作旋转运动，被切工件装夹在工作台面上对铣刀作相对进给运动，从而完成切削工作。主传动电机4KW，通过主轴变速箱能使主轴实现12种转速，工作台作垂直和横向运动。它可以加工平面、沟槽、特性面、分齿零件和螺旋槽灯工件。第2章 X6130型卧式铣床2.1 X6130型铣床概述 2.1.1X6130型铣床的用途、结构特点、主要数据1、X6130型铣床的用途X6130型万能升降台铣床是铣床类机床中应用最广泛的一种类型，结构完善合理，用途广泛。通过安装各种类型的铣刀，适宜对中小型零件进行各种铣削加工，如铣平面、沟槽、特性面、分齿零件和螺旋槽等工件。2、X6130型铣床的结构特点：（1）轴的启动，停止和工作台的快速移动均有按纽操纵，使操作简单方便；（2）工作台进给手柄与工作台移动的方向一致，操纵时不易出差错；（3）轴的转速和工作台的进给量均采用孔盘变速操纵机构变速，使操作简便，工作可靠；（4）轴能有效地立即制动，使操作迅速，安全，方便；（5）X6130型铣床的刚度好，更适宜高速铣削和强力铣削。3、X6130型铣床的主要数据工作台工作面积（宽长） 3001150mm工作台最大行程（制动/机动）纵向 700/680mm横向 255/235mm垂向 420/400mm工作台T型槽（宽度距离条数）1870mm3主轴孔锥度 7：24主轴轴向移动距离 100mm主轴端面至工作台面最小/最大距离 60/410mm主轴或床面中心至垂直导轨面距离 350mm主轴转速（12）级 35-1600r/min工作台工作进给量（14）级纵向、横向 23.5-925 mm/min垂向 8-310 mm/min工作台快速移动速度纵向、横向 2300mm/min垂向 770 mm/min主电动机（功率转速） 4kw1440r/min进给电动机（功率转速） 0.75kw1380r/min外形 169015351630mm2.1.2铣床的主要部分的名称和用途1、主传动部分 铣床主传动部分由主传动变速箱及主轴部件组成。主传动变速箱，主要通过调频变速电机和滑移齿轮的变速使主轴获得多级转速，以满足不同铣削加工的要求。(1)、主轴。主轴是变速箱内最重要的部件，它采用三支撑结构，由于轴承的间距短和主轴的直径比较大，因此能保证主轴具有必需的刚性和抗振性。前轴承是决定主要主轴回转的主要轴承，因此采用P5级精度的圆锥滚子轴承。主轴中部的轴承决定主轴工作的平稳性，因此采用P6级精度的圆锥滚子轴承。后轴承对铣削的加工精度影响不大，它主要是用来支持主轴的尾端，因此采用角接触球轴承。主轴左端飞轮在铣削过程中能储藏能量，能使主轴旋转均匀和铣削平稳。尤其是在用齿数少的铣刀进行铣削时，飞轮的作用就更加明显。也有用增加71齿大齿轮的质量来代替飞轮的。这种铣床的主轴上就不再另装飞轮。(2)、中间传动轴。主轴变速箱中轴-轴都是花键轴（轴上装有可沿轴向滑移的三联齿轮，轴上的齿轮之间用套圈隔开，故不能做轴向移动）。轴的左端装有制动主轴转速的控制继电器，其作用是：当按下主轴“停止”按钮时，能使主轴立即停止。轴右端装有带动润滑油泵的凸轮将润滑油输送到各个润滑部位。轴和轴上装有三联齿轮和双联齿轮，可轴向移动。主轴和轴较长，用三个轴承支撑，加强刚性和抗振性。主轴变速箱中各中间轴一端的深沟球轴承内外圈，用弹性挡圈固定在轴上和孔中，无轴向移动。另一端轴承内圈用弹性挡圈固定，外圈不固定。使各传动轴在温度变化时，有伸缩余地。也便于制造和装配。(3)、弹性联轴器。弹性联轴器是由两半部分组成，它的一半安装在电动机轴上，另一半安装在一轴上。电动机轴与一轴用弹性联轴器连接，两轴之间允许有少量的偏移和倾斜，在工作时能吸收振动和承受冲击。联轴器上的弹性挡圈经常受到启动和停止的冲击而容易磨损，当磨损严重时应及时更换。(4)、主轴变速操纵机构。X6130型铣床的主轴有12级转速，变速操纵机构的任务就是把变速箱内轴和轴上的滑移齿轮通过拨叉机构拨动到规定的位置，与轴和主轴上的齿轮啮合，以便使主轴得到需要的转速。变速箱内有三个滑移齿轮，需要用三个拨叉来分别操纵这三个滑移齿轮的轴向位置。这三个拨叉是通过变速操纵机构而集中控制的。变速时将手柄向下压，使手柄的榫块从定位槽内脱开，再向外拉并转动，带动扇形齿轮转动及齿条向右移动。经拨叉将轴固定在轴右端的孔盘推向右方，使三个齿条杆都脱离孔盘上的对应孔。转动转速盘，带动锥齿轮副及轴和孔盘旋转，并对准选取的转速箭头位置。孔盘上有几排按规律排列的定位孔，并有对应的成对齿条杆和齿轮啮合在一起，如果成对齿杆中的一根被孔盘推向回复的运动方向时，另一根就往相反的方向运动。所有齿条杆都能按照孔盘上的位置得到往复运动，并带动拨叉拨动齿轮轴向移动。在孔盘的不同直径圆周上，钻有直径不同的两种孔。齿条杆尾部有两个不同直径的台阶插销，可分别插入孔盘不同的相应孔中。孔盘上只有一个大孔与下面的齿条杆对应，当孔盘向左推动时，下面的两个齿条杆插销，全部插入孔盘的大孔中，上面的齿条杆连同拨叉被推倒最左位置。在中间的齿条杆位置处，孔盘上有两个小孔与之对应，使第一个销插入孔盘的小孔中，拨叉处在中间位置，在上面的齿条杆的位置，孔盘上只有一个大孔与之对应，当孔盘向左推动时，上面的齿条杆上的两个插销全部插入孔盘的大孔中，下面的齿条杆连同拨叉被推倒最右位置，使三联齿轮位于三个不同的位置，此齿条杆上的插销和孔盘上对应孔只有一个直径，故只有两种情况，使双联齿轮位于两个不同位置。凸轮与扇形齿轮连在一起，为了瞬时启动电动机用。手柄转动时，凸轮便撞击微动开关，使电动机瞬时接通（但立即有被切断）。这时各轴的齿轮被转过一个角度，使变速齿轮顺利的滑入啮合位置。2、铣床进给变速部分 由进给变速箱与变速操纵机构组成。工作进给和快速进给分别由不同的电磁离合器控制，运动经过变速箱变速后，可以得到不同的进给速度。工作进给时，由滚珠式安全离合器实现过载保护，变速操纵也采用孔盘集中变速。孔盘的轴向移动一般由一套螺旋差动机构实现。(1)、进给变速箱 进给变速箱安装在升降台的左边，除轴与双联齿轮和轴处，因转速较高而采用滚针轴承和深沟球轴承外，其他都采用滑动轴承。轴左端用凸轮带动润滑油泵，为本箱提供润滑油。安全离合器安装在轴左边，起到定扭矩作用，用来防止工作时超载而损坏零件。片式摩擦离合器安装在进给变速箱中轴轴右半边。用来接通工作台的快速移动的。(2)、进给变速操纵机构 X6130型铣床进给变速操作机构中，只要利用拨叉机构分别操纵轴上和轴上的三联齿轮，各拨到三个不同的啮合位置，把轴上的离合器拨在两个适当的位置就可以获得14种转速。进给变速操纵机构和主轴变速操纵机构一样，用三个拨叉来控制。其工作原理也与主轴变速时完全相同。操纵箱的前端是转换手柄及速度盘，盘上标有14种进给量的数值（垂直进给量等于盘上数值的1/3）。变速时先拉出转换手柄，再连同速度盘转到所需进给量的数值与箭头对准。此时变速孔盘也转到相应能得到这些进给量的位置。最后将手柄先快速后慢速推回原位，变速孔盘就推动拨叉，拨叉也拨动齿轮和离合器，达到预定的位置，从而实现了变速的目的。 3、升降台部分 升降台铣床的升降台与铣床床身以矩形导轨，压板结构相互连接，提高了导轨的刚性，便于维修。在升降台内部，装有能完成升降台上下移，床鞍横向进给及工作台纵向进给的传动机构，各方向的进给运动由一套鼓轮机构及台面操纵集中操纵。4、工作台的传动和操纵机构 工作台主要供安装铣床夹具或工件用。上面有T形槽供T形螺钉连接使用。(1)、工作台的转动结构 根据升降时工作台的结构，运动自轴传给及下一个轴，通过离合器M垂和一对锥齿轮传导升降丝杆。升降丝杆旋转带动工作台上下移动，由于行程较大而空间位置又小，故采用双层丝杆，即内外有螺纹的丝杆套筒。其内螺纹孔与丝杆配合，外螺纹与固定的螺纹配合，扩大了行程距离。 根据纵向进给时工作台的传动结构，运动传到轴上的锥齿轮时，经拨叉将离合器M纵与锥齿轮啮合，由离合器内的滑键带动丝杆传动。两只丝杆螺母固定在工作台上，并可调节丝杆与螺母间的间隙。丝杆传动时带动工作台纵向进给。工作台随其底座可绕鞍座上的环形槽作左右45范围内转动，用销子将其固定(2)、工作台的操纵机构 纵向、横向和升降操作手柄都有两套，是联式的复式操作机构。在工作台横向进给和垂直进给操纵机构中，手柄控制横向和垂直两个进给运动。当工作台垂向升降时，将手柄向上提或向下压。向上提时，手柄以球形部位为支点，顶部就向下摆动，推动鼓轮逆时针转过一个角度，使支点沿斜面向鼓轮中心方向移动。同时另一个支点沿弧面向鼓轮外径方向推出。推动杠杆作顺时针方向转动，通过铰链带动另外两个杠杆，使M垂啮合。同时鼓轮的斜面将轴销下去压，接通进给电动机线路，工作台向上移动。若手柄向下压时，鼓轮就顺时针转过一个角度。另外两个支点的运动与上述相同，仍使M垂啮合。而斜面将轴销下压，接通电动机的另一条线路反转，工作台向下运动。当工作台横向进给时，将手柄向外拉或向内推，鼓轮就相应的向里或向外运动，支点向外径方向推动，杠杆作逆时针转动，使离合器M横啮合，当手柄向内推时，鼓轮向外移动，斜面将轴销压下，接通进给电动机线路，正转或反转，从而使工作台向外（或向里）进给。工作台纵向进给操纵机构。当手柄处于中间位置时，模板的凸出部位将杠杆板顶牢，杠杆板绕轴转动，其上的销子将另一根轴推向右边，并带动拨叉将离合器M纵脱开，工作台停止。若手柄向左或向右拨过一个位置后，通过三个杠杆的轴拨动模板向左或向右摆过一角度位置。杠杆板上的销于模板上的斜面间产生间隙，此时轴在弹簧力的作用下向左移动或带动拨叉和离合器使其啮合。由轴上的锥齿轮和离合器M纵带动丝杆，使工作台纵向进给运动。工作台的运动方向由手柄处的两个电器开关控制。手柄向左推时左边的开关接通，向右时右边的开关接通，分别使电动机正转或反转，控制了工作台的工作方向。手柄的三个位置，由定位板上的三个V 形缺口定位。在弹簧力的作用下，使定位块相对于销子有三个固定位置。定位杆与杠杆一起运动，通过模板使手柄稳定的处于三个固定的位置。当工作台作横向或升降机动进给时，为了防止因手柄旋转而造成工伤事故，进给机构设有安全装置，即在机动进给时，手柄一定会脱开而空套在轴上，就是使机动和手动产生连锁作用。X6130型机床。当拨叉将离合器M垂拨向与齿轮啮合时，则垂直机动进给。M垂向里移动时带动杠杆，被销挡住而转动，下端向外推动柱销，经套圈将手柄连同手动进给的离合器向外推动而脱开，使手柄空套在轴上不转。横向进给手柄的安全装置也是如此。纵向进给手柄在弹簧力的作用下处于脱开状态。5、进给变速箱的结构X6130型铣床进给变速箱的结构：进给变速箱在升降台内的左边，为了结构紧凑，变速箱内的轴III轴IV呈半环形排列。轴I为电机轴，轴II是一根悬臂短轴，其左端用过盈配合打入箱体孔中，右端装一双联空套齿轮，双联空套齿轮下轴II 之间装有滚针轴承，这是因为双联齿轮的转速较高，并且小齿轮的直径太小，孔径受到限制的缘故。轴III轴V的转速较低，均采用滑动轴承支撑。轴III的左端固定一个带动油泵的凸轮，以泵油润滑变速箱的轴承，齿轮等零部件。而VI的最高转速为1380，转速较高，因此轴的左端采用单列向心球轴承支撑；轴的右端，由于结构比较复杂，空间受到限制，所以采用圆头滚针轴承，轴的中间安装有安全离合器和片式摩擦离合器。安全离合器： 安装离合器是定扭距装置，用来防止工作进给超载时损坏传动零件。安全离合器的半齿离合器3空套在轴VI的套筒上，其端面齿与齿合器的端面齿结合（常态结合），宽齿轮2（Z=40）空套在半齿离合器3上。宽齿轮和半齿离合器3在半径的圆周上等分地钻有12个通孔，宽齿轮2的每一孔中装有钢球、弹簧和圆柱销。圆柱销的左端面紧靠螺母的右端面，而螺母与宽齿轮左端的外螺纹配合，通过圆柱销，弹簧将钢球压紧在半离合器3较小孔的端面上。故宽齿轮2的转动，通过钢球传给半齿离合器3和离合器，则在通过花键套筒和平键传给轴VI，最后由齿轮9（Z=28）传出。安全离合器所传递的扭距大小，可用螺母调整。调整时，先拧松螺母上的紧固螺钉，旋转螺母，改变其在宽齿轮外螺纹处的轴向位置，即调整弹簧对钢球的压力。螺母右移，压力冲大，则传递的扭矩大；螺母左移，压力减小，侧传递的扭矩小。其扭矩一般为160200N.m为宜。调整后，拧紧坚固螺钉，防止螺母松动。片式摩擦离合器 片式摩擦离合器用来接通工作台的快速移动，以便铣削加工时，使工件快速接近铣刀或快速退刀2.1.3卧式铣床的主要结构卧式升降台铣床主轴平行安装，可用各种面铣刀加工平面、斜面、台阶、沟槽等。主要结构：铣刀杆、主轴、工作台、床鞍、升降台。主轴可沿径线方向进行调整或作进给运动。2.2 铣床常用夹具2.2.1夹具的概念在机床上加工工件，要求将工件迅速准确的安装在机床上并保证工件与刀具之间有一个准确可靠的加工位置，这就需要用一种工艺装置来实现，这种用来使工件定位和夹紧的工艺装备，简称夹具。2.2.2夹具的作用（1） 保证加工精度。（2） 扩大机床使用范围。（3） 减少辅助时间，提高生产效率。（4） 减轻操作者劳动强度，有利于安全生产。2.2.3 铣床夹具的类型铣床夹具按使用范围可分为通用铣夹具、专用铣夹具和组合夹具三类。按工件在铣床上的加工运动特点，可分为直线进给夹具、圆周进给夹具、沿曲线进给夹具三大类。(1)通用夹具 能加工两种或两种以上的工件的同一夹具，一般是指已经规格化、标准化了的夹具。铣床上常用的平口虎钳、轴用虎钳、分度头、圆转肽等都属于通用夹具。(2)专用铣夹具 专用铣夹具是为某一特定工件的某一个工序加工要求而专门设计制造的，当工件或工序改变时就不能再使用了。种类夹具结构紧凑，使用维护方便，加工精度容易控制，产品质量稳定。(3)组合夹具 由可循环使用的标准夹具零部件组装成易于连接和拆卸的夹具。组合夹具拆卸迅速、周期短、能反复使用、减少制造成本。但生产效率和加工精度不如专用夹具，通常用于新产品试制等多品种加工。2.2.4 夹具的组成铣床夹具一般由以下部分组成。（1）定位件。在夹具上起定位作用的零部件。（2）加紧件。在夹具上起加紧作用的零部件。（3）夹具的主体。用以将夹具的各个元件和部件联合成一个整体，并通过夹具体使整个夹具体固定在机床上。（4）对刀件。在夹具上起对刀作用的零部件。用以迅速得到机床工作台及夹具与工件相对于刀具的正确位置。（5）导向件。在夹具上起引导刀具作用的零部件。（6）其他元件和装置。由于加工工件的要求不同，夹具中有时还需要增加一些元件。2.2.5 典型工件在铣床上的装夹方式1、工件直接装夹在工作台面上 对于尺寸较大、几何形状复杂的工件，如机床床身、工作台和箱体等，加工尺寸超过机床工作台行程，需要采用接刀法加工的工件，如沟槽加工、板料切断和标尺刻线等。使用夹具难以保证加工精度，需要精密量具找正的工件，如长齿条、长轴上加工180对称沟槽加工等。2、用通用夹具装夹工件 对于加工表面要求相互垂直的大而薄的工件可选用角铁装夹。相互平行垂直的矩形工件，可选用平口虎钳装夹。以外圆柱面固定的工件，可选用V形块定位，用压板将工件夹紧，也可选用轴用虎钳装夹。对于齿轮工件，精度要求高的轴、盘类工件上的角度面、沟槽、刀具齿槽和曲面加工，可选用分度头或回转台装夹。对于盘形工件和短轴轴端加工的工件，可选用三爪自定心卡盘装夹。对于加工部位比较复杂的工件，可把一些通用夹具组合起来装夹。3、用专用夹具装夹工件 专用夹具使专门加工某一加工部位或工序而专门设计的。其优点是工件定位准确，夹紧方便牢固，适用于大批量生产。4、用组合夹具装夹工件 选用时，可根据加工需要、定位要求、夹紧方式选用其中某些元件，能机动灵活的组合各种各样的夹具。组合夹具是有一套具有不同形状、不同尺寸规格的标准元件组合而成的专用夹具。这些标准元件具有完全的互换性和一定的耐磨性。使用时可以根据工件定位夹紧的不同需要选择标准元件进行组装，使用完毕将元件拆开清洗后存放起来以便再用。它特别适用于单件生产或新产品试制。组合夹具按其尺寸系列有小型、中型和大型三种，其区别主要在于元件的外形尺寸，T 形槽宽度和螺栓及螺孔的直径规格不同。小型系列组合夹具，主要适用于仪器、仪表和电信、电子工业，也可以用于较小工件的加工。这种系列元件的螺栓直径为M81.25mm，T形槽之间的距离为30mm。中型系列组合夹具，主要适用于机械制造工业，这种系列元件的螺栓直径为M121.5mm，T形槽之间的距离为60mm。这是目前应用最广泛的一个系列。大型系列组合夹具，主要适用于重型机械制造工业。这种系列元件的螺栓直径为M162mm，T形槽之间的距离为60mm。组合夹具的元件按其功用可分为：（1）基础件，包括各种规格尺寸的方形、矩形、圆形基础板和基础角铁等，使组合夹具中最大的元件，一般作为组合夹具的基件；（2）支承件。包括各种规格的垫片、垫板等，使组合夹具中的骨架元件，支承件通常在夹具中起承上启下的作用，即把其他元件通过支承件与基础件连成一体。支承件也可作定位件和基础件使用；（3）定位件。包括各种定位销、定位盘和定位键等，主要用于工件定位和组合夹具元件之间的定位。（4）导向件。包括各种钻模板、钻套、铰套和导向支承等，主要用来确定刀具与工件的相对位置，加工时起引导刀具的作用，也可做定位件使用；（5）夹紧件。包括各种形状的压板及垫圈等，主要用于将工件夹紧在夹具上，保证工件定位后的准确位置，也可做垫板和挡块用。（6）紧固件。包括各种螺栓、螺母和垫圈，主要用来连接组合夹具中的各种元件及紧固工件。组合夹具的紧固件所选用的材料、精度、表面粗糙度及热处理均比一般标准紧固件好，以保证组合夹具的连接强度、可靠程度和组合刚度。（7）其它件。包括弹簧、接头和扇形板等，这些元件无固定用途，如使用合适，在组装中可起到极有利的辅助作用。（8）合件是由若干零件装配而成的，在组装中不拆散使用的独立部件，按其用途分类，有定位合件、导向合件、分度合件以及必须的专用工具等。以上各类元件已形成标准化、系列化和通用化，整套组合夹具的元件约有1500-2500个。第3章 运动设计3.1 X6130型铣床的主轴传动系统轴传动结构式 主轴传动结构式，又称主轴传动链。它表示的是主电动机的转速传到主轴的传动路线。主电动机轴以1440r/min的转速旋转，经过弹性联轴器与轴I连接，则轴I具有与电动机轴相同的转速。通过传动比为 的三联齿轮传动，使轴II获得三种不同的转速。轴II上有五个齿轮，其中有四个与轴III上的齿轮啮合，轴II上的齿轮用轴套固定。轴III上有两个二联齿轮，有四种不同的啮合对，传动比分别为：。使轴III获得34=12种不同的转速。再经过一对传动比为：的齿轮传动，使变速箱的输出轴具有12种不同的转速，再通过皮带轮传动到主轴，最终使主轴也获得12种不同的转速。从而最终实现12级变速。其传动结构式如下：3.2 确定结构网及结构式转速图1、确定转速数列由7中表7-1中的转速范围为351600 r/ mm2，公比=1.41。取得主轴的转速数列值为：35；50；70；100；140；200；280；400；560；800；1120；1600 r/m共12级转速。2、确定传动副数及结构式12可分解为34，根据扩大组的顺序最好与传动顺序一致的原则，确定结构式为12=34。3、结构网：图（3-1） 图3-1结构网4、转速图（1）选定电动机一般金属切削机床的驱动，如无特殊性能要求，多采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机，Y系列电动机高效、节能、起动转矩大、噪声低，振动小，运行安全可靠，其型号，额定功率及其它技术数据见附录2，安装尺寸见附录3。根据所需功率选定电动机的型号及其同步转速nd。该机床是一般的金属切削机床，无特殊的性能要求，采用丫系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电机具有高效低能耗起动转矩大，噪音低振动小，运行安全可靠的特点，由于主轴最高转速1600rpm，要求电机功率为4kw，选用丫112M-4型异步电机，其同步转速为1500rpm，满载时转速为1440rpm。（2）分配总降速比总降速传动比为，为主轴最低转速，考虑是否需要增加定比传动副，以使速数列符合标准或有利于减少齿数和及径向与轴向尺寸，并分担总降速传动比。然后，将总降速传动比按着“先缓后急”的递减原则分配给串联的各变速组中的最小传动比。由于电机的满载转速为1440rpm，不符合该铣床转速数列标准，为了减小齿数及径向与轴向尺寸，最前面采用一级带传动，为了不使从动带轮直径过大，以及最小降速比不小于1/4，以及减小传动轴直径的要求，通过弹性联轴器后，I轴转速为800rpm按“先缓后急”的原则，分配给各变速组中的最小传动比为：基本级1/2第一扩大组1/2.82，第二扩大组1/4（3）确定传动轴轴数传动轴轴数=变速组数+定比传动副数+1 =3+1 =4（4）绘制转速图：图（3-2） 图3-2转速图从转速图上，很容易找到主轴每一转速的传动路线。如主轴为280r/min时，其传动路线为： 。主轴的12种转速中的每一转速，需要经过哪些几对齿轮，从该图上可一目了然。因此当某一转速不正常时，可从图中看吹出是何处发生了故障。 根据转速图，可列出主轴12种转速的计算式，见表（3-1）：转速级别计算式转速（r/min）转速级别计算式转速（r/min）116007144020021440112081440140314408009144010041440560101440705400115061440 2801235 表3-1（5）确定各变速组齿数1)、基本组对于外联传动链，若传动比i采用标准公比的整数次方时，用查表法来确定齿数和小齿轮齿数，对于本机构而言，基本组传动毕业； 在1中查表4-1中查 为14故满足要求2)第一扩大组 采用1中相同的方法，查表得84，故且最大和次最大齿轮差为62-42=204故满足要求3)第二扩大组 采用1中相同方法查和小齿轮数分别为35和21，故且 最大和次大齿轮齿数差为84-70=1414故满足要求(6)、确定许用接触应力Ti齿轮选用40C1，热处理方法选用高频淬火，根据4中表514-79=1343MPQ(7)、确定齿宽系数 (8)、计算各变速组的模数一般同一交速量中的齿轮取同一模数，选择负荷最重的小齿轮，按简化的接触疲劳强度公式（8）进行计算：式中m1按接触疲劳强度计算的齿轮模数； Nd驱动电动机功率（kW）； nj计算齿轮的计算转速（r/min）； u大齿轮齿数与小齿轮齿数之比u1，外啮合取“十”号，内啮合取“一”号； z1小齿轮齿数； 齿宽系数，（B为齿宽，m为模数），； 选用接触应力（MPa）；其它传动件按机械零件或有关资料进行选择或计算，各个传动件的基本尺寸确定后，便可绘制部件装配图。为了节约合金钢材，初算时对大多数钢质传动零件可采用优质中碳钢进行适当的热处理。对个别工作条件较重的传动零件，当验算时发现其应力超过许用值，可改用较好的合金钢，考虑到我国资源情况尽可能用锰硼钢代替铬钢。1）基本组取m1=2.52)第一扩大组取m2=2.53）第二扩大组取m3=2.53.3带传动的计算及选定1、求计算功率由3中表10-3，查得 （2-2）由3中表10-4，由工作情况查得2、选择V带型根据 选A型带3、确定全动轮基准直径由7中表12-3和表12-11取主动轮基准直径 4、确定由从动轮基准直径由6中12-17得 5、验算速度带的速度，设计用应使，对于普通V带，6、初定中心距 取7、计算长度取1250mm8、实际中心距 中心距可调范围：9、计算小轮包角合适10、单根胶带所传递功率由 ，查表6中表12-8表12-9的 包角修正系数 11、确定胶带根数根3.4传动轴及轴的轴颈的直径初定3.4.1轴的概述1.轴的用途：轴是组成机器的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件，都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。因此轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。2.轴设计的主要内容轴的设计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、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。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，还会冲加轴的制造成本和轴上零件装配的困难等。轴的工作能力计算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等到方面的计算。多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。这时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，以防止工作时产生过大的弹性变形。对高速运转的轴，还应进行振动稳定性计算，以防止发生共振而破坏。3.轴的材料轴的材料种类很多，设计时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求，以及为实现这些要求而采取的热处理方式，同时考虑制造工艺问题加以选用，力求经济合理。轴的长用材料是35、45、50优质碳素钢，最常用的是45钢。对于受载较小或不太重要的轴也可用A3、A5等普通碳素钢。对于受力较大，轴的重量和尺寸受到限制，以及由某些特殊要求的轴，可采用合金钢。球墨铸铁和一些高强度铸铁，由于铸造性能好，容易铸成复杂形状，且解振性能好，应力集中敏感性低，支点位移的影响小，故常用于制造外形复杂的轴。特别是我国研制成功的稀土-镁球墨铸铁，冲击韧性好，同时具有减小摩擦、吸收振动和对应力集中敏感性小邓优点，已用于制造汽车、拖拉机、机床上的重要轴类零件。根据工作条件要求，轴可在加工前或加工后经过整体或表面处理，以及表面强化处理（如喷丸、碾压等）和化学处理（如渗碳、渗氮、氮化等），以提高其强度（尤其疲劳强度）和耐磨、耐腐蚀等性能。在一般工作温度下，合金钢的弹性模量与碳素钢相近，所以只为了提高轴的刚度而使用合金钢是不合适的。轴一般由轧制圆钢或锻件经切削加工制造。轴的直径较小，可用圆钢棒制造；对于重要的，大直径或阶梯直径变化较大的轴，采用锻坯。为节约金属和提高工艺性，直径大的轴还可以制成空心的，并且带有焊接的或者锻造的凸缘。4.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。1）拟定轴上零件的装配方案 拟定轴上零件的装配方案是进行轴的结构设计的前提，它决定着轴的基本形式。所谓装配方案，就是预定出轴上方根零件的装配方向，顺序和相互关系。2）轴上零件的定位为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，轴上零件除了有游动或空转的要求者外，都必须进行轴向和周向定位，以保证其准确的工作位置零件的轴向定位轴上零件的轴向定位是以轴肩、套筒、轴端挡圈和圆螺母等来保证的。轴肩分为定位轴肩和非定位轴肩两类。利用轴肩定位是最方便可靠的方法，但采用轴肩就必然会使轴的直径加大，而且轴肩处将因截面突变而引起应力集中。因此，轴肩位多用于轴向力较大的场合。定位轴肩的高度h 一般取为h=（0.070.1）d, d 为与零件相配处的轴的直径，单位为mm。流动轴承的定位轴肩高度必须低于轴承内圈端面的高度，以便拆卸轴承。非定位轴肩是为了加工和装配方便而设置的，其高度一般取为12mm。零件的轴向定位周向定位的目的是限制轴上零件与轴发生相对转动。常用的周向定位零件键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等。5.轴的计算轴的计算准则是满足轴的强度或刚度要求，必要时还应校核轴的振动稳定性。1）轴的扭转强度条件计算：轴的扭转强度条件为:式中： 扭转切应力单位为MPa； T轴所受的扭矩，单位为N.mm;轴的抗扭截面系数，单位为mm3n轴的转速，单位为r/min;P轴传递的功率，单位为KW;d计算截面处轴的直径，单位为mm;许用扭转切应力，单位为MPa.由上式可得轴的直径d 式中A0= , 对于空心轴，则 式中, 即空心轴的内径d1与外径d之比，通常取=0.50.6。应当指出，当轴截面上开有键槽时，应增大轴径以考虑键槽对轴的强度的削弱。对于直径d100mm的轴，有一个键槽时，轴径增大3；有两个键槽时，应增大7.对于直径d100mm的轴，有一个键槽时，轴径增大5%7；有两个键槽时，应增大10%15.然后将轴径圆整为标准直径。2）按弯扭合成强度条件计算作出轴的计算简图（即力学模型）在作计算简图时，应先求出轴上受力零件的载荷（若为空间力系，应把空间力分解为圆周力，径向力和轴向力，然后把它们全部转化到轴上），并将其分解为水平分力和垂直分力。然后求出各支承处的水平反力和垂直反力。作出弯矩图根据上述简图，分别按水平面和垂直平面计算各力产生的弯矩，并按计算结果分别作出平面上弯矩 和垂直面上的弯矩 ；然后按下式计算总弯矩M，并作出扭矩图； 作出扭矩图3）校核轴的强度已知轴的弯矩和扭矩后，可针对某些危险截面作弯扭合成强度校核计算。按第三强度理论，计算应力 为了考虑循环特性的影响，引入折合系数a,则计算应力为： 对于直径为d圆轴，弯曲应力，扭转切应力，将代入上式中，则轴的弯扭合成强度条件为：式中： 轴的计算应力，单位为MPa；;M轴所承受的弯矩，单位为N.mm；T轴所受的扭矩，单位为N.mm;W轴的抗弯截面系数，单位为mm3;对称循环变应力时轴的许用弯曲应力。3.4.2传动轴直径的确定（1） 传动轴Id1=914 =30 mm（2） 传动轴 =32 mm（3） 传动轴3.4.3主轴轴颈直径的确定对通用机床的主轴尺寸参数，多由结构上的需要而定，故定轴前轴颈D1尺寸可按2表5.7所列的统计数据确定。后轴颈的直径D2，可按D2=（0.70.85）D1（mm）酌定，尽量使主轴截面变化要小，外面尺寸要缓减。近来车床主轴内孔直径d有增大趋势，参考书目1表5.7中车床主轴前轴颈尺寸下限有些偏低，选用时请注意。铣床主轴内孔直径按铣床主轴端部尺寸标准选取。 取3.5核算转速误差10(4-1)%验算各级转速误差：表（2-2）nNnN1600162014%20019714%1120112614%140141.81.4%800800010098.51.3%5605060.8%717104004051.4%505002802820.8%35350 表2-2由上图知主轴转速误差在允许范围内第4章 零部件的结构设计4.1活动轴上的轴承结构设计1、滑动轴承的结构 径向滑动轴承常见的有整体式、剖分式、间隙可调式以及多油楔式等；推力滑动轴承中的非液体润滑推力轴承是通过轴的端面或轴肩、肘换得端面，向推力支承面传递轴向载荷的，并在其间加有润滑剂，结构简单；液体动压润滑推力轴承也属于多油楔轴承：固定瓦推力轴承如同多油楔径向滑动轴承一样，因其楔形空间的收敛方向已经确定，故只能用于单向转动。摆动瓦推力轴承如同可倾瓦径向滑动轴承一样，能够随着工况的变化自动调节瓦块的倾斜度，从而使机器保持稳定的运转状态；若瓦块支点在其中央时，轴还可以双向转动。2、滚动轴承选用滚动轴承首先选择其类型。要合理选择轴承类型，则必须根据各类轴承的结构和性能的特点，综合考虑轴承的载荷、转速、刚度机调心性能要求、装配条件、经济性等各种因素来进行，简述如下：(1)轴承的载荷 轴承所受载荷的大小、方向和性质是选择轴承类型的主要依据，一般原则是：1）轴承受轻、中及较平稳的载荷时，宜选用球轴承；载荷大、有冲击时，则宜选用滚子轴承； 2）轴承受纯径向载荷时，可选用径向接触轴承，如渗沟球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承等；受纯轴向载荷时，一般选用轴向接触轴承，如推力球轴承、推力圆柱滚子轴承，但在高速时，可考虑用渗沟球轴承或角接触球轴承来代替； 3）轴承同时受径向和轴向载荷时，若轴向载荷相对较小，可选用深沟球轴承或小接触角的向心角接触轴承；若轴向载荷相对较大，则选用较大接触角的向心角接触轴承，或选用径向接触轴承和轴向接触轴承的组合，分别承担径向载荷和轴向载荷。(2)轴承的转速 极限转速是指0级公差轴承在载荷不大（PC，C 为基本额定动载荷）、冷却条件正常时的最大允许转速。一般应使所选的轴承的工作转速不超过规定的极限转速。1）在尺寸、公差等级相同时，球轴承比滚子轴承有较高的极限转速，故高速时应优先选用球轴承；2）内径相同的同类轴承中，直径系列越轻的越适用于在更高转速下工作，故高速时应选用超速、特轻及轻系列轴承。重系列轴承宜用于低速重载的场合3）推力轴承的极限转速较低。当工作转速高尔轴向载荷不太大时，可采用角接触球轴承或深沟球轴承承受纯轴向力；4）若工作转速超过轴承规定的极限转速，可以选用公差等级更高的轴承，或者适当加大轴承的径向间隙，改善润滑和冷却条件等来提高轴承的高速性(3)轴承刚度及调心性能要求1）滚子轴承的刚度比球轴承高，故对轴承刚度要求高的场合宜选用滚子轴承；2）对支点跨距大、刚性小而易挠曲的轴，或多支点轴及轴承座分别独立安装而使座孔难以对中的场合，应选用具有自动调心性能的调心轴承。(4)轴承的安装和拆卸在轴承座不剖分而必须沿轴向安装和拆卸轴承时，应优先选用内、外圈可分离的轴承，如圆锥滚子轴承(30000)、分离型的角接触球轴承和圆柱滚子轴承（N0000、NU0000）等。当轴承在光轴上安装时，为便于定位和装拆，可以选用内圈孔为圆锥孔（用以安装在锥形的紧定套上）的轴承。本铣床功率不大，传动轴传递功率小，轴长度不大，可采用两端固定，考虑轴，上有一个处于箱体中间的壁上，可选用两端固定式，轴较长，应采用一端固定，一端浮动式。由于传动无径向力且转速高，选深沟球轴承。铣床加工时有较大的径向力故安装轴承，由于功率较大，采用两支承，前端采用双列圆柱轴承，后端采用深沟球轴承。42轴的结构设计轴的结构决定于受载情况，轴上的零件的布置和固定方式，轴承的类型和尺寸、轴的毛坯、制造和装配工艺及安装、运输等条件。轴的结构应是尽量减少应力集中，受力合理，又良好工艺性，并使轴上零件定位可靠，装拆方便。对于要求刚度大的轴，还应在结构上考虑减小轴的变形。由于影响轴的结构的因素较多，故轴部可能有标准的结构形式，必须根据情况具体分析比较，确定方案。1、轴上零件的固定零件和轴的固定和连接方式，随零件的作用而异。一般情况下，为了保证零件在轴上有固定的工作位置，需从轴向和周向加以固定。(1)轴上零件的轴向固定 轴上零件的轴向固定一般采用轴肩、轴环、轴伸、套筒、缩紧挡圈、圆锥面、圆螺母、轴端挡圈、轴端挡板、弹性挡圈、紧定罗丁等古代方法。(2)轴上零件的周向固定 轴上零件的周向固定一般采用平键、楔、且相间、滑键、滑键、半圆键、圆柱销、圆锥销、果盈配合等固定方法。2、采用合理的结构措施以提高轴的疲劳强度轴的破坏多属于疲劳破坏。在轴的截面变化处（如轴肩、键槽、环槽等），会产生应力集中，轴的疲劳破坏往往在此产生。因此在轴的结构设计中，应力求降低应力集中。提高轴的表面质量也是提高轴的疲劳强度的有力措施，因为轴的表面工作应力最大。在结构上为了保证轴的疲劳强度，轴肩处的过渡圆角半径不应过小。降低轴上应力集中可采取加大圆角半径，设中间环、假退刀圆角、底部加圆角、增大花键直径、压入弹性小的衬套、减小轮毂端部厚度、孔上倒角或滚珠碾压等措施。提高轴的表面质量包括降低轴的表面粗糙度，对轴的表面进行处理，如热处理，机械处理和化学处理等，都能达到提高轴的疲劳强度的目的。3、轴的加工和装配工艺性轴的结构应便于加工、测量、装配和维修。因此在轴的结构设计中，应考虑以下几个问题：(1) 考虑加工工艺所必须的架构要素（如中心孔、螺尾退刀槽、砂轮越程槽等）；(2) 合理确定轴与零件的配合性质，加工精度和表面粗糙度；(3) 轴的配合直径应按GB2822-81圆整为标准值；(4) 确定各轴段长度时，应尽可能使结构紧凑，同时要保证零件所需的滑动距离、装配或调整所需空间，转动不得与其他零件相碰撞，与轮毂装配的轴段长度，一般应略小于轮毂2-3mm，以保证轴向定位可靠；(5) 轴上所有零件，都应无过盈的到达配合的部位；(6) 为便于导向或避免擦伤配合表面，轴的两端及有过盈配合的台阶处都应制成倒角；(7) 为减少加工刀具种类和提高劳动生产率，轴上的倒角、圆角、键槽等应尽可能取相同尺寸。43滑移齿轮的轴向装置1、齿轮的概述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。(1)齿轮传动的主要特点有：效率高 在常用的机械传动中，以齿轮传动的效率为最高。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。工作可靠，寿命长。传动比移定 传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。但是，齿轮传动的制造及安装精度要求高、价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。齿轮传动可做成开式，半开式及闭式。闭式与开式或半开式的相比，润滑及防护等条件最好，多用于重要场合。(2)失效形式齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，而轮齿的失效形式又是多种多样的，较为常见的形式有：轮齿拆断、工作齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合及塑性变形。(3)设计准则所设计的齿轮传动在具体的工作情况下，必须具有足够的，相应的工作能力，以保证在整个工作寿命期间不致失效。因此，针对上述各种工作情况及失效形式，都应分别确立相应的设计准则。通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。在闭式齿轮传动中，通常以保证齿面接触疲劳强度为主。但对于齿面硬度很高，齿心硬度又低的齿轮（如用20，20Cr钢经渗碳后淬火的齿轮）或材质较脆的齿轮，通常则以保证齿根弯曲疲劳强度为主。滑移齿轮布置在主动轴上，因它的转速比从动轴低，则其上面的滑移齿轮的尺寸小，重量轻，持纵省力，本机床上基本组的配置及第二扩大组配置符合传动比原则，由于运用了公共齿轮，第一扩大组的滑移齿轮就布置在从动轴上。为了避免同一滑移齿轮变速组的两对齿轮同时齿合两个固定齿轮的问题，齿轮间的距离应大于滑移齿轮的宽度，一般留有剖隙量为12mm。第5章 零件的验算5.1直齿圆柱齿轮应力的计算在验算变速箱中的齿轮应力时，选相同模数中承受载荷最大的，齿数最小的齿轮进行接触应力和弯曲应力验算，一般对高速传动齿轮主要验算接触应力，对低速传动齿轮主要验算弯曲应力，对硬齿面软齿芯的渗碳淬火齿轮，一定要验算弯曲应力。接触应力验算公式为：弯曲应力验算公式为：式中N传递的额定功率（kw），；Na电动机功率（kw）；从电动机到所计算齿轮的传动效率；nj计算转速（r/min）；m初算的齿轮模数（mm）；B齿宽（mm）；Z小齿轮齿数；U大齿轮齿数与小齿轮齿数之比u1，“十”号用于外啮合，“一”号用于内啮合；寿命系数；工作期限系数：T齿轮在机床期限（Te）内的总工作时（h），对于中型机床的齿轮取Te=1500020000h，同一变速组内的齿轮总工作时间可近似地认为T=T0/P，P为该变速组的传动副数；N1齿轮的最低转速（r/min）；Cv基准循环次数，钢和铸铁件：接触载荷取Cv=107，弯曲载荷取CV=2106；M疲劳曲线指数，钢和铸铁件，接触载荷取m=3；弯曲载荷时，对正火、调质及载体淬硬件取m=8，对表面淬额（高频、渗炭、氮化等）取m=9；Ka转速变化系数，查4第2册上，第13页表5.1-12或14页表5.1-13；KN功率利用系数，查4第2册上，第9页表5.1-9；Kv材料强化系数，查4第2册上，第20页表5.1-20；变动工作用量交变载荷下，KV的极限值查4第2册上，第22页表5.1-21，当变动的交变载荷的总循环次数小于2104次时，可视为稳定的交变载荷，其Kmax查4第2册上第23页表5.1-22，Kmax查表5.1-21。高速传动件可能存在KKmax的情况，此时取K=Kmax；大载荷低速传动件可能存在KKmin的情况，此时应取K=Kmin；当KminKKmax时，取计算值，K3工作状况系数，考虑载荷有冲击的影响，主运动（中等冲击）取K3=1.21.6；K2动载荷系数，查4第2册上，260页表5.487；K1齿向载荷分布系数，查4第2册上，第259页表5.436；Y齿形系数，从表1选取；许用接触应力（MPa）查2，第177页表4-7；许用弯曲应力（MPa）查2，第177页表4-7；验算18：40齿轮副：= 适合弯曲应力验算5.2齿轮精度的确定齿轮精度等级的选择应根据它的用途、圆周速度、载荷状况和对振动、噪声、使用寿命等方面的要求确定（参照表2）。对渐开线圆柱齿轮的精度等级应按JB179-81新标准选定，齿轮副最小侧隙采用基中心距制，中心距极限偏差按第II公差组的精度等级确定16。选用T精度5.3传动轴验算5.3.1传动轴上的弯曲载荷齿轮传动轴同时受输入扭矩的齿轮驱动Qa和输出扭矩的齿轮驱动阻力Qb的作用而产生的弯曲变形。当齿轮为直齿圆柱齿轮，其啮合角，齿面摩擦角时，则式中：N该齿轮传递的全功率（kw）； m、z该齿轮的模数（mm）齿数；n该传动轴的计算式况转速（r/min）;(n=najnb或n=nbjnaj)；naj该轴输入扭矩的齿轮计算转速（r/min）；nbj该轴输出扭矩的齿轮计算转速（r/min）；Qa（或Qb）与齿轮圆周力Qa（或Qb）的夹角为（）。Qat的方向与齿轮的旋转方向相同，Qbt的方向与齿轮的旋转方向相反。验算第二根轴 (1)弯曲变形机床齿轮变速箱里的传动轴，如果抗弯刚度不足，将破坏轴及齿轮、轴承的正常工作条件，引起轴的横向振动，齿轮的轮齿偏载，轴承内，外圈相互倾余，加剧零件的磨损，降低寿命。基两支承的齿轮传动轴为实心的圆形钢轴，忽略其支承变形，在单一弯曲载荷作用下，基中点挠度为式中 l两支承间的跨距（mm）； D该轴的平均直径（mm）；X=ai/l，ai齿轮zi的工作位置至校近支承点的距离（mm），即ail/2 ； N、m、z、n同式（13）。在驱动力和的作用下，传动轴中点的最大跨度计算在驱动力Qa和驱动阻力Qb同时作用下，传动轴中点的合成挠度yh，可按余弦定理计算式中 yh被验算轴的中点合成挠度(mm)；ya输入扭矩的齿轮在轴的中点引起的挠度(mm)；yb输出扭矩的齿轮在轴的中点引起的挠度（mm）；驱动力Qa和阻力Qb在横剖面上，两向量合成时的夹角（deg），；在横剖面图上，被验算的轴与其前、后传动轴连心线的夹角（deg），按被验算轴的旋转方向计量，由剖面图上可得值。啮合角，齿面摩擦角。在驱动力和的作用下，传动轴中点的最大跨度 = =0.00045若令式中的（0.75xx3）/（mzn）=，当传动轴的结构参数D、L和传递功率N已定，在单一弯曲载荷作用下，其中点挠度将随值增加而加大，计算值时，其中的传动轴转速n，应符合n=nainbj或n=nnjnaj的条件,当角在范围内时，中点的合成挠度ya也可以按y值判定其大小，即将同一传动路线的输入与输出齿轮的y值之和进行比较，选大者计算其合成挠度yh，或直接计算各合成挠度值。在角小于或大于时，将分别计算在n值符合上述条件的各工况对轴，中点产生的合成挠度。总之看ymax是否超过允许值。传动轴在支承点A、B处的倾角、，可接下式（16）进行近似计算 当支承处（A、B），轴的倾角小于安载齿轮处的倾角允许值时，则齿轮处的倾角就不必再进行验算。当轴的各段直径相差不大，而且计算精度要求不高时，可按平均直径（各段直径之和除以各直径段）的等径轴进行计算。由于轴的弯曲变形引起齿轮齿向偏载，需要验算齿向压力分布状况时，则应计算轮齿齿向在法面的交角大小，因计算工作较繁，学生可不进行此项验算。传动轴在A、B处的角、：5.3.2主轴组件1主轴组件前端挠度 y c =23470 =5870NP=0.75. Pt=4402N轴承径向负荷（2）计算力偶矩作用产生的挠度（3）驱动的挠度（4）主轴前端（点的）综合挠度水平分量代数和 垂直分量代数和综合挠度综合挠度方向角5.3.3主轴的设计1、 已知：轴的最低转n=35r/min ，轴的功率P=5.4KW，转矩T=1750N.m2、 求作用在齿轮上的力： =2T/d=12.96KN =5.85KN 18.25KN3、 计算轴的直径、长度：取轴材料为45钢，调质处理由手册查得，取A0=110，由公式：代入数据：n=35r/min, P=5.4kw, 取n=0.
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