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1、第一章 绪论第一节 机床设计计的目的的 机床课课程设计计是在学学完机床床课以后后，进行行一次学学习设计计的综合合性练习习。通过过设计，运运用所学学过的基基础课、技术基基础课和和专业课课的理论论知识，生生产实习习和实验验等实践践知识，达达到巩固固、加深深和扩大大所学知知识的目目的。通通过设计计，分析析比较机机床主传传动中某某些典型型机构，进进行选择择和改进进，学习习构造设设计，进进行设计计计算和和编写技技术文件件。完成成机床主主传动设设计，达达到学习习设计步步骤和方方法的目目的。通通过机床床课程设设计，获获得设计计工作的的基本技技能的训训练，提提高分析析和解决决工程技技术问题题的能力力。并为为进
2、行一一般机械械的设计计创造一一定的条条件。第二节 机床床课程设设计的内内容一运动动设计根据设计计题目给给定的机机床用途途、规格格、主轴轴极限转转速，拟拟定转速速图、传传动系统统图、计计算带轮轮直径和和齿轮齿齿数。 二二动力力设计 根据设计计题目给给定的机机床类型型、规格格及工作作条件，确确定主电电动机功功率；确确定主轴轴及各传传动件的的计算转转速；初初定传动动轴直径径、齿轮轮模数，确确定传动动带型号号及带根根数。在在结构机机构设计计之后，再再对机床床主要传传动件、零件，进进行应力力、变形形和寿命命的验算算，并修修改结构构设计。三结构构设计 完成成运动设设计和动动力设计计之后，还还要将主主传动方
3、方案“结构化化”。要设设计主轴轴变速箱箱装配图图及零件件工作图图，侧重重进行传传动轴组组件、主主轴组件件、变速速机构、操纵机机构、润润滑与密密封，以以及主轴轴、传动动轴、滑滑移齿轮轮、操纵纵元件、箱体等等零件的的设计。第二节 机床课程程设计的的步骤及及要求 一明明确目的的要求、查阅有有关资料料在接到题题目后，应应弄清给给定的条条件、数数据、所所设计机机床的类类型、性性能、应应用范围围和规定定的内容容与要求求。查阅阅资料时时，除本本书外还还应查阅阅机床床图册和和机床床设计手手册等等。必要要时还应应到实验验室进行行实地调调查，了了解同类类型机床床的使用用性能与与操作，主主传动部部件与相相邻部件件的
4、安装装关系等等。二传动动方案设设计传动方案案设计，包包括确定定主传动动的运动动参数，拟拟定转速速图、传传动比，确确定齿轮轮齿数和和带轮直直径，主主传动的的换向与与制动方方式，画画出主传传动的传传动系统统图。三计算算主要传传动件计算内容容如下：V带选择择型号和和计算所所需的根根数；传传动轴按扭扭转刚度要要求计算算轴受扭扭部分的的直径，从从而确定定轴的直直径；齿齿轮按变变动工作作用量计计算接触触强度和和弯曲强强度，取取二者中中的大值值确定齿齿轮的模模数，再再进行齿齿轮的几几何结构构计算。 四四结构构分析与与选择对于设计计中涉及及到的结结构，都都要经过过认真分分析后进进行选择择。结构构分析与与选择的
5、的主要内内容如下下： 1主主轴组件件的结构构主轴端部部已经标标准化。正确选选择主轴轴轴承的的类型及及其组合合、精度度和调整整轴承间间隙的方方法。计计算主轴轴组件的的合理跨跨距。合合理选择择润滑与与密封的的方式。注意主主轴组件件的拆装装。2传动动轴组件件的结构构根据轴承承的类型型，正确确选定轴轴的轴向向定位的的方法,轴上所所安装的的零件的的拆装与与固定。 3齿轮轮的结构构 正确确选择齿齿轮的精精度并考考虑相应应的加工工齿形的的方法。对于双双联和三三联齿轮轮，加工工方法决决定了相相邻齿轮轮的间距距，为缩缩短轴向向尺寸可可采用镶镶装结构构。轮毂毂的长度度按导向向的要求求确定，通常为轴直径的1.5倍左
6、右。 4操操纵机构构 操操纵机构构的类型型应与变变速要求相相适应，注注意选择择定位机机构和防防止操纵纵机构中中发生干干涉现象象。五绘制制部件的的装配图图 设设计图按按1：11的比例例绘制，必必须遵守守工程图图学所规规定的标标准和习习惯画法法，要求求尺寸准准确、线线条清晰晰、文字字工整，标标准件必必须按规规定绘图图。注意意布图的的匀称美美观，通通过径向向尺寸和和轴向尺尺寸的初初步计算算，安排排图形的的位置。可先通通过计算算画出草草图。展展开图与与剖视图图的绘制制，常需需交叉进进行，以以便相互互对照、全面检检查。1.展开开图展开图，基基本上是是按照传传动顺序序，将各各轴展开开画在一一个平面面上，他
7、他可以很很清楚地地表明主主轴变速速箱的传传动与结结构。根根据课程程设计的的要求，在在展开图图上应标标注下列内容容：轴号号、轴承承型号、主轴轴轴承型号号与精度度等级、齿轮的的齿数与与模数、轴间中中心距、各处的的配合尺尺寸与配配合性质质、主轴轴组件的的轴向联联系尺寸寸（即轴轴向尺寸寸链）和和对主轴轴组件中中各零件件（包括括标准件件）进行行编号、移动件件行程的的极限位位置、轴轴向轮廓廓尺寸和和与其它它部件有有关的联联接尺寸寸等。剖视视图 剖视视图，应应能表达达各传动动轴和主主轴的中中间位置置，一组组操纵机机构组件件的结构构，以及及在展开开图上难难以表达达或表达达不清楚楚的机构构。通过过剖视图图的设计
8、计，着重重表示各各机间的的空间关关系。剖剖视图中中应标注注轴号，展展开图中中没有的的轴承型型号、配配合尺寸寸和配合合性质，有有啮合关关系的齿齿轮轴的轴间距距和公差差，主轴轴中心到到主轴主主轴箱安安装基面面的距离离（例如如车床的的中心高高）等。设计中应应注意检检查可能能产生的的干涉现现象。例例如：轴轴上固定定齿轮之之间的间间距不够够长，在在滑移齿齿轮移动动时，原原啮合的的一对尚尚未完全全脱开，另另一对齿齿轮就要要进入啮啮合；由由于齿数数或传动动比确定定的不当当而引起起齿轮与与相邻轴轴干涉；因轴的的轴向定定位不足足而使轴轴产生轴轴向窜动动，或因因超定位位而引起起干涉；操纵机机构动作作的干涉涉；调整
9、整环节不不能或不不便于调调整；有有的零件件难以进进行装、拆等。还应注注意零件件的结构构工艺性性好。六传动动件的验验算在装配图图底图画画好后，传传动件的的尺寸和和位置均均已定，便便可验算算传动轴轴的弯曲曲刚度和滚滚动轴承承的寿命命。可选选出受载载严重的的一根（或或一对轴轴承）轴轴进行验验算。由由于滑移移齿论在在轴上有有几个啮啮合位置置，在各各啮合位位置上，轴轴和轴承承的受载载不同，因因此应首首先判断断和选定定受力后后使轴的的挠度最最大或一一对齿轮轮处倾角角最大的的工作状状态，再再验算轴轴的弯曲曲刚度。轴承寿寿命的验验算，可可在验算算的传动动轴上，选选择轴承承规格相相对较小小支反力力相对较较大处进
10、进行验算算。当验验算结果果不能满满足性能能要求时时，应修修改设计计。七绘制制主要零零件工作作图绘制一个个零件工工作图，可可选择主主轴或齿齿轮。零零件图上上应有足足够的视视图和剖剖面，标标全尺寸寸和公差差，注明明表面粗粗糙度、形位公公差和技技术要求求。八编写写设计说明书说明书的的编写应应与设计计同时进进行，在在图样工工作全部部完成后后，再继继续编写写未完部部分，并并整理，装装订成册册。说明明书叙述述要简明明扼要，层层次分明明，文字字通顺，书书写工整整，图表表清晰，计计算准确确。第二章 数控控机床主主传动系系统设计计第一节 主传传动系统统概述一主传传动的功功用机床主传传动是实实现机床床主运动动的传
11、动动，属于于外联系系传动链链，其功功用是：将一定定的动力力由动力力源传递递给执行行件（如如主轴或或工作台台）；保证执执行件具具有一定定的转速速（或速速度）和和足够的的转速范范围；能够实实现运动动的开停停、变速速、换向向和制动动等。二主传传动的组组成主传动一一般由动动力源（如如电动机机）、变变速装置置及执行行件（如如主轴、刀架、工作台台），以以及开停停、换向向和制动动机够等等组成部部分。动动力源给给执行件件提供动动力，并并使其得得到一定定的运动动速度和和方向；变速装装置传递递动力以以及变换换运动速速度；执执行件执执行机床床所需的的运动，完完成旋转转或直线线运动。开停机机构用来来实现机机床主轴轴的
12、启动动和停止止的装置置；换向向机构用用来变换换机床主主轴旋转转方向的的装置；制动机机构用来来控制机机床主轴轴迅速停停转的装装置，以以减少辅辅助时间间。三主传传动系统统的设计计要求数控机床床的主传传动系统统除应满满足普通通机床主主传动要要求外，还还提出如如下要求求：1.具有有更大的的调速范范围，并并实现无级调调速数控机床床为了保保证加工工时能选选用合理理的切削削用量，充充分发挥挥刀具的的切削性性能，从从而获得得最高的的生产率率、加工工精度和和表面质质量，必必须具有有最高的的转速和和更大的的调速范范围。 2.具有有较高的的精度和和刚度，传传动平稳稳，噪声声低数控机床床加工精精度的提提高，与与主传动
13、动系统的的刚度密密切相关关。为此此，应提提高传动动件的制制造精度度与刚度度，齿轮轮齿面进进行高频频感应加加热淬火火增加耐耐磨性；3.良好好的抗振振性和热热稳定性性数控机床床上一般般既要进进行粗加加工，又又要进行行精加工工；加工工时可能能由于断断续切削削、加工工余量不不均匀、运动部部件不平平衡以及及切削过过程中的的自激振振动等原原因引起起的冲击力力或交变变力的干干扰，使使主轴产产生振动动，影响响加工精精度和表表面粗糙糙度，严严重时甚甚至破坏坏刀具或或零件，使使加工无无法进行行。因此此在主传传动系统统中各主主要零部部件不但但要具有有一定的的 静刚刚度，而而且要求求具有足足够的抑抑制各种种干扰力力引
14、起振振动的能能力抗振性。机床在切切削加工工中主传传动系统统的发热热使其中中所有零零部件产产生热变变形，破破坏了零零部件之之间的相相对位置置精度和和运动精精度造成成的加工工误差，且且热变形形限制了了切削用用量的提提高，降降低传动动效率，影影响到生生产率。为此，要要求主轴轴部件具具有较高高的热稳稳定性，通通过保持持合适的的配合间间隙，并并进行循循环润滑滑保持热热平衡等等措施来来实现。第二节 主运动动系统的的参数机床主传传动系统统的参数数有动力力参数和和运动参参数。动动力参数数是指主主运动驱驱动电机机的功率率，运动动参数是是指主运运动的变变速范围围。 一一主传传动功率率机床主传传动的功功率可根根据切
15、削削功率与与主传动动传动链链的总效效率由下式式确定： (22.1)数控机床床的加工工范围一一般都比比较大，切切削功率率可根据据有代表表性的加加工情况况，由其其主切削削抗力按按下式确确定： (2.22)式中 主切切削力的的切向分分力() 切切削速度度()；切削削扭矩()； 主主轴转速速()。主传动的的总效率率一般取取，数控机床的主主传动多多用调速速电机和和有限的的机械变变速传动动来实现现，传动动链较短短，因此此，效率率可取较较大值。二运动动参数运动参数数是指机机床执行行件如主主轴、工工件安装装部件（工工作台、刀架）的的运动速速度。 1主轴转转速的确确定主运动为为旋转运运动的机床，主主轴转速速n
16、由由切削速速度v 和工件件或刀具具的直径径 d 来确定定： （22.3）2. 主主轴最高高转速和和最低转转速的确确定对于数控控机床，为为了适应应切削速速度和工工件或刀刀具直径径的变化化，主轴轴的最高高、最低低转速可可由下式式确定： （22.4） (22.5)式中 主轴轴的最高高、最低低转；最高高、最低低的切削削速度（）；相应应最大、最小计计算转径径(mmm)；3主轴轴的变速速范围主轴的最最高转速速与最低低转速之之比值，称称为主轴轴的变速速范围，用用表示,即： (22.6)4主轴轴的计算算转速 对于主主传动采采用无级级变速系系统的机机床，主主轴的计计算转速速可由下下式求出出： (2.7)5主轴轴
17、恒功率率的变速速范围对于主传传动采用用无级变变速系统的的机床，主主轴恒功功率的调调速范围围可由下下式求出出 (22.8)6电动动机恒功功率的调调速范围围 对于主传传动采用用无级变变速系统统的机床床，电动动机恒功功率的调调速范围围可由下下式求出出： (2.9)式中 电动动机的额额定转速速。第三节 主传传动系统统的设计计数控机床床采用无无级变速速系统，以以利于在在一定的的调速范范围内选选择到理理想的切切削速度度，这样样既有利利于提高高加工精精度，又又有利于于提高切切削效率率。无级级变速是是指在一一定的范范围内，转转速（或或速度）能能连续地地变换，从从而获得得最有利利的切削削速度。机床主传传动和进进
18、给传动动中采用用无级变变速系统统的主要要优点是是： 1. 可进行行无级调调速，以以得到最最有利的的切削用用量和最小小的相对对生产率率损失； 2. 允许在在负载下下变速，可可随时修修改切削削用量，以以避免产产生振动动； 3. 缩短短变速时时间，便便于实现现遥控和和自动控控制； 4. 可实现现车端面面时保持持恒定的的切削速速度，换换向迅速速而平稳稳，可大大大简化化齿轮变变速箱，减减少制造造工作量量； 5. 缩短短传动链链，提高高传动平平稳性等等。缺点是有有些无级级变速系系统成本本较高。机床主传传动中采采用的无无级变速速装置有有三大类类：变速速电动机机、机械械无级变变速装置置和液压压无级变变速装置置
19、。 机械械无级变变速装置置是机床床主传动动中常用用的无级级变速装装置。 机械无无级变速速器有钢钢球式、宽带式式等多种种结构，它它们都是是利用摩摩擦力来来传递转转矩，通通过连续续地改变变摩擦传传动副工工作半径径来实现现无级变变速。由由于它的的变速范范围较小小，远远远不能满满足现代代机床变变速范围围的要求求。因此此，机械械无级变变速器须须串联有有级变速速箱，以以扩大其其变速范范围。一无级级变速主主传动设设计原则则 1尽量选选择功率率或扭矩矩特性符符合传动动系要求求的无级级变速装装置。如如执行件件作直线线主运动动的主传传动系，对对变速装装置的要要求是恒恒扭矩传传动；如如主传动动系要求求恒功率率传动，
20、就就应该选选择恒功功率无级级变速装装置。 2无级变速速系统装装置单独独使用时时，其调调速范围围较小，满满足不了了要求，尤尤其是恒恒功率调调速范围围往往远小小于机床床实际需需要的恒恒功率变变速范围围。为此此，常把把无级变变速装置置与机械械分级变变速箱串串联在一一起使用用，以扩扩大恒功功率变速速范围和和整个变变速范围围。如机机床主轴轴要求的的变速范范围为RRn，选取取的无级级变速装装置的变变速范围围为，串串联分级级变速箱箱的变速速范围应应为： （22.100） 式中中 机械分分级变速速箱的变变速级数数；机械械分级变变速箱的的公比。通常，无无级变速速装置作作为传动动系中的的基本组组，而分分级变速速作
21、为扩扩大组，其其公比理理论上应应等于无无级变速速装置的的变速范范围。实实际上由由于机械械无级变变速装置置属于摩摩擦传动动，有相相对滑动动现象，可可能得不不到理论论上的转转速。为为了得到到连续的的无级变变速，设设计时应应该使分分级变速速箱的公公比略小小于无级级变速装装置的变速范围围，即取取使转速速之间有有一小段段重叠，保保证转速速连续。二数控控机床主主传动系系设计特特点 1主主传动采采用直流流或交流流电动机机无级调调速数控控机床常常用变速速电机拖拖动运动动系统。常用的的电机有有直流电电动机和和交流调调频电机机两种。目前，中中小型数数控机床床中，交交流调频频电机占占优势，有有取代直直流电机机之势。
22、设计时时，必须须注意机机床主轴轴与电动动机在功功率特性性方面的的匹配。交流调调频电机机通常是是通过调调频进行行变速没没，一般般为笼式式感应电电动机结结构，体体积小，转转动惯性性小，动动态响应应快；无无电刷，因因而最高高转速不不受火花花限制；采采用全封封闭结构构，具有有空气强强冷，保保证高转转速和较较强的超超载能力力，具有有很宽的的调速范范围。2数控控机床驱驱动电动动机和主主轴功率率特性的的匹配设设计在设计数数控机床床主传动动时，必必须要考考虑电动动机与机机床主轴轴功率特特性匹配配问题。由于主主轴要求求的恒功功率变速速范围远远大于电电动机的的恒功率率变速范范围，所所以在电电动机与与主轴之之间要串
23、串联一个个分级变变速箱，以以扩大恒恒功率调调速范围围，满足足低速大大功率切切削时对对电动机机的输出出功率的的要求。在设设计分级级变速箱箱时，考考虑机床结构复复杂程度度，运转转平稳性性要求等等因素，变变速箱公公比的选选取有下下写列情情况：取变速速箱的公公比等于于电动机机的恒功功率调速速范围。即，功功率特性性图是连连续的，无无缺口和和无重合合。如变变速箱的的变速级级数为，则则主轴的的恒功率率变速范范围等于于变速速箱的变变速级数数可由下下式算出出 （22.111） 若要要简化变变速箱结结构，希希望变速速级数少少一些，则则不得不不取较大大的公比比。变速速箱公比比可取取大于电电动机恒恒功率的的调速范范围
24、，即即。这时时，变速箱每挡挡内有部部分转速速只能恒恒扭矩变变速，主主传动系系功率特特性图中中出现“缺口”，称之之功率降降低区。使用“缺口”范围内内的转速速时，为为限制扭扭矩过大大，得不不到电动动机输出出的全部部功率。为保证证缺口处处的输出出功率，电电动机的的功率应应相应增增大。这这就是说说，简化化变速箱箱是以选选择较大大功率的的电机作作为代价价的。若若级数取取小些，则则根据式式(2.12)计算出出公比： （22.122） 如果果数控机机床为了了恒线速速切削需需在运转转中变速速时，取取变速箱箱公比小小于电动动机恒功功率的调调速范围围，即，在在主传动动系功率率特性图图上有小小段重合合，这时时变速箱
25、箱的变速速级数仍仍可由式式(2.11）算算出。三主传动动的运动动设计 11转速速图的拟拟定 分分析和设设计主传传动系统统须应用用一种特特殊线图图，称为为转速图图。转速速图能够够清楚的的表达出出：传动动轴的数目，主主轴及各各传动轴轴的转速速级数、转速值值及其传传动路线线，变速速组的个个数、传传动顺序序及扩大大顺序，各各变速组组的传动动副数及及其传动动比数值值，变速速规律等等。首先先根据最最高转速速和最低低转速确确定变速速范围，选选择合适适的公比比后再确确定转速速级数，绘绘制转速速图。现现举例说说明：例2-11 ：已已知机床床的转速速范围在在10rr/miin118000r/mmin，电电动机的的
26、最高转转速为660000 r/minn，额定定转速为为15000 r/minn，电动动机的额额定功率率P=111kWW，确定定主轴箱箱结构（1）确确定主轴轴的变速速范围（2）确确定主轴轴的计算算转速由于数控控机床主主轴的变变速范围围大，计计算转速速应比计计算值高高些，所所以圆整整取计算算转速nnc=。（3）确确定主轴轴的恒功功率变速速范围（4）确确定电动动机所能能够提供供的恒功功率变速速范围由于RnnpRdp，电电动机直直接驱动动主轴不能能满足恒恒功率变变速要求求，因此此需要串串联一个个有级变变速箱，以以满足主主轴的恒恒功率调调速范围围。（5）确确定转速速级数取，则对于数控控车床，为为了加工工
27、端面时时满足恒恒线速度切削的的要求，应应使转速速有一些些重复，故取。（6）拟拟定转速速图和功功率特性性图如图图2.11所示图 2.1转速速图和主主轴功率率特性图图在设计主主传动系系统结构构时，需需要全面面考虑，特特别要注注意结构构尺寸和和传动性性能的影影响，以以便拟定定出更加加完善合合理的转转速图方方案。 2齿齿轮齿数数的确定定 确定定齿轮齿齿数应注注意的问问题： 齿轮轮的齿数数和不应应过大，以以免加大大两轴之之间的中中心距，使使机床的的机构庞庞大；同同时，增增加齿数数和，还还会提高高齿轮的的线速度度而加大大噪音。一般推推荐齿数数和。齿轮的的齿数和和不应过过小，应应考虑： aa.最小小齿轮不不
28、产生根根切现象象，对于于标准直直齿圆柱柱齿轮，一一般取最最小齿数数。 bb.受结结构限制制的各齿齿轮（尤尤其是最最小齿轮轮），应应能可靠靠地装到到轴上或或进行套套装；齿齿轮的齿齿槽到孔孔壁或键键槽的厚厚度 (为模数数），以以保证有有足够的的强度，避避免出现现变形或或断裂现现象。 cc.两轴轴间最小小中心距距应取得得适宜。若齿数和和太小，则则中心距距过小，将将导致两两轴上的的轴承及及其他结结构之间间的距离离过近或或相碰。确定齿齿轮齿数数时，应应符合转转速图上上传动比比的要求求。实际际传动比比（齿轮轮齿数之之比）与与理论传传动比（转转速图上上给定的的传动比比）之间间允许有有误差，但但不应过过大。由
29、由于确定定齿轮齿齿数所造造成的主主轴转速速相对误误差，一一般于允允许超过过。即 式式中 主轴轴的实际际转速；主轴轴的标准准转速；公比比。 确定定齿轮齿齿数（变变速组内内齿轮模模数相同同时齿轮轮齿数的的定）： 确定齿齿轮齿数数时，首首先必须须确定出出各变速速组内齿齿轮副的的模数，以以便根据据结构尺尺寸判断断其最小小齿轮齿齿数或齿齿数和是是否适宜宜。在同同一变速速组内的的齿轮可可取相同同的模数数，也可可取不同同的模数数。 后者只只有在一一些特殊殊的情况况下，如如最后扩扩大组或或背轮传传动中，因因各齿轮轮副的速速度变化化大，受受力情况况相差也也较大，在在同一变变速组内内才采用用不同的的模数。在本课课
30、程设计计中，同同一变速速组内的的齿轮取取相同的的模数。在同一变变速组内内，各对对齿轮的的齿数之之比，必必须满足足转速图图上已经经确定的的传动比比。计算算公式为为： （22.144） （2.15）式式中 分别别为齿轮轮副的主主动与从从动齿轮轮的齿数数；齿轮轮副的传传动比；齿轮轮副的齿齿数和。确定变速速组的齿齿数和时时，一般般地说主主要是受受最小齿齿轮的限限制。显显然最小小齿轮是是在变速速组内降降速比或或升速比比最大的的一对齿齿轮中，因因此可先先假定该该小齿轮轮的齿数数，根据传传动比求求出齿数数和，然然后按各各齿轮副副的传动动比，再再分配其其他齿轮轮副的齿齿数；如如果传动动比误差差较大，应应重新调
31、调整齿数数和，再再按传动动比分配配齿数。例：在例例2-11中，根根据转速速图确定定的传动动比可初初步确定定各轴的的齿轮的的齿数如如下： 根据转速速图确定定的传动动比可初初步确定定各轴的的齿轮如如下：（1）轴与轴的中中间齿轮轮的齿数数取 根据上式式求得 且，所以以满足要要求。（2）轴与轴之间间齿轮的的齿数取 根据上式式求得 且，所以以满足要要求。（3）轴与轴之间间齿轮的的齿数取 根据上式式求得 且，所以以满足要要求。（4）轴与轴之间间齿轮的的齿数 取 根据式求求得且，所以以满足要要求。联立上面面两式求求得：ZZ5=555, 。绘制制传动系系统图根据上述述求出的的齿轮齿齿数绘制制传动系系统图如如下
32、：图2.2传动系统图4主轴轴及各传传动轴计计算转速速的确定定： (1) 主轴轴计算转转速的确确定：根据转速速图得中中型车床床主轴的的计算转转速。(2) 各轴的的计算转转速的确确定主轴计算算转速确确定后，就就可以从从转速图图上得出出各传动动轴的计计算转速速，对于于上述转转速图可可得各传传动轴的的计算转转速如下下：轴的计计算转速速：轴的计计算转速速：轴的计计算转速速：轴的计计算转速速：5估算算各传动动轴轴径径：根据传动动轴传动动的功率率大小，用用扭转刚刚度公式式进行初初步的计计算。式中 d受扭扭部分的的最小直直径（mmm），计计算值应应圆整为为标准直直径系列列； KK键槽槽系数，按表选取； AA根
33、据据许用扭扭转角确确定的系系数，按按表2.1选取取；d传传动轴受受扭部分分的直径径（mmm）； PP电动动机额定定功率 （kWW）；从从电动机机到所计计算的轴轴的机械械效率，见见表2被估估算的传传动轴的的计算转转速（）。表2.11 估算算轴径时时A和KK值0.2550.511.52A130110928377K无键单键双键花键轴内径11.0441.051.0771.10.933表2.22各传动动机械效效率的概概略值类别传动件平均机械械效率齿轮传动动直齿圆柱柱齿轮，磨磨齿0.999带传动V带0.966滚动轴承承滚子轴承承0.999由于各传传动轴属属于一般般传动轴轴，所以以取，所对对应的，电电动机的
34、的额定功功率。（1）轴轴径径的估算算由于轴轴上一平平键，所所以取且圆整后取取（2）轴轴径径的估算算由于轴轴上一平平键，所所以取且圆整后取取（3）轴轴径径的估算算由于轴轴为花键键轴，所所以取且圆整后取取（4） 轴轴径径的估算算由于轴轴为花键键轴，所所以取圆整后取取（5）轴轴径径的估算算轴为主主轴，其其前轴径径的尺寸寸，根据据电动机机的额定定功率，应在9001220之间间，取。则后轴轴径为：圆整后取取6. 齿齿轮模数数的估算算初步计算算齿轮模模数时，按按简化的的接触疲疲劳强度度公式进进行。一一般同一一变速组组中的齿齿轮取同同一模数数，选择择负荷最最重的小小齿轮进进行计算算。从等等强度的的观点出出发
35、，可可减小其其它齿轮轮的宽度度，使齿齿轮基本本上处于于在相近近的接触触应力或或弯曲应应力状态态下工作作。这样样一来，还还可以缩缩短该传传动组的的轴向尺尺寸。模模数的估估算公式式如式(2.117)式中 mmj按接接触疲劳劳强度估估算的齿齿轮模数数（mmm），应应圆整为为标准值值；P电电动机额额定功率率（kWW）；nj被估算算齿轮的的计算转转速（rr/miin）；u大大齿轮与与小齿轮轮齿数之之比，uu1,外啮合合为“+”号，内内啮合为为“-”号；Z小小齿轮齿齿数；m齿宽系系数，m=B/m=6610，BB为齿宽宽，m为模数数；j许用用接触应应力（MMPa）。查表2.3。表.许用用接触应力力j例：估算
36、算例2-1中各各齿轮的的模数：根据表22.3选选择钢（整整体淬火火），其其接触应应力，取取，由公公式来确确定各对对齿轮的的模数：（1）第第一对齿齿轮： ；取标准值值（2）第第二对齿齿轮： ； ；取标准值值（3） 第三对对齿轮： ；取标准值值（4）第第四对齿齿轮：； ；取标准值值（5）第第五对齿齿轮：； ；取标准值值第四节 皮带带轮的设设计带传动是是由带和和带轮组组成传递递运动和和动力的的传动。根据工工作原理理可分为为两类：摩擦带带传动和和啮合带带传动。摩擦带带传动是是机床主主要传动动方式之之一，常常见的有有平带传传动和VV带传动动；啮合合传动只只有同步步带一种种。普通V带带传动是是常见的的带传
37、动动形式，其其结构为为：承载载层为绳绳芯或胶胶帘布，楔楔角为440、相对对高度进进似为0.77、梯形形截面环环行带。其特点点为：当当量摩擦擦系数大大，工作作面与轮轮槽粘附附着好，允允许包角角小、传传动比大大、预紧紧力小。绳芯结结构带体体较柔软软，曲挠挠疲劳性性好。其其应用于于：带速速V2530mm/s;传动功功率P7000kW;传动比比i10轴间间距小的的传动。一主要要失效形形式 1带带在带轮轮上打滑滑，不能能传递动动力； 2带带由于疲疲劳产生生脱层、撕裂和和拉断； 3带带的工作作面磨损损。 保保证带在在工作中中不打滑滑的前提提下能传传递最大大功率，并并具有一一定的疲疲劳强度度和使用用寿命是是
38、V带传传动设计计的主要要依据，也也是靠摩摩擦传动动的其它它带传动动设计的的主要依依据。二设计计计算 普通通V带传传动的设设计计算算见表22-4。设计普普通V带带传动的的原始数数据为：传递的的功率PP(KWW）；小小、大带带轮的转转速n11、n22(r/minn)；传传动对外外廓尺寸寸的要求求；传动动的工作作条件。表2-44普通VV带的计计算续表2-4表2-55工况况系数KKA (摘自自GB/T1335755.1-19992)表2-66 普通通V带每每米长的的质量mm 摘自自(GBB/T1135775.11-19992)表2-77小带带轮包角角修正系系数摘自自GB/T1335755.1-1999
39、2表2-88 带长长修正系系数KLL(普通通V带摘摘自GBB/T1135775.11-19992,JB/ZQ441755-19997)表2-99普通通带轮和和窄带轮轮直径系系列(摘摘自GBB/T1104112-220022)表2-110 普普通带的的基准长长度系列列(摘自自GB/T1115444-19997)表2-111 V带的的额定功功率(摘摘自GBB/T1135775-119922) Y型V带带的额定定功率(摘自GGB/TT135575-19992) （KWW） 续表（22-111）表2-112 V带轮轮槽截面面尺寸图2-11普通VV带选型型图V带轮设设计实例例：设计例-的的皮带轮轮： (
40、1)设计功功率的确确定：查得工况况系数(2) 选定带带型：根据和确定为BB型。(3)传传动比：根据转速速图知,传动比比为(4)确确定小带带轮基准准直径：参考表取取(5)确确定大带带轮直径径：取标准值值(6) 验算带带速：因为在之之间，所所以经济济耐用。(7)初初定带轮轮轴中心心距：得： 即： 初取 (8)确确定带基基准长度度： 选选取基准准长度(9)计计算实际际轴间距距：取标准值值。安装时所所需最小小轴间距距：张紧或补补偿伸长长所需最最大轴间间距：(10)验算小小带轮包包角：所以小带带轮包角角合适。(11)单根VV带的基基本额定定功率：根据和查查得B型型V带的的基本额额定功率率。(12)单根V
41、V带的额额定功率率增量：考虑到传传动比的的影响，额额定功率率的增量量由表查查得：(13)计算带带的根数数：取 根。(14)单根VV带的预预紧力：(15)作用在在轴上的的力：(16)带轮的的结构和和尺寸：由表可查查得， ， ，第三章 主轴轴组件主轴组件件是机床床的重要要组件之之一。它它通常由由主轴、主轴支支轴和安安装在主主轴上的的传动件件等组成成。主轴轴是机床床的执行行件，由由它带动动工件或或刀具直直接参加加表面成成形运动动，主轴轴组件的的工件性性能直接接影响加加工质量量（包括括几何精精度、表表面粗糙糙度等）和和机床生生产率。因此，对对于机床床主轴组组件，除除应满足足一般传传动轴的的要求外外，还
42、应应满足有有别于一一般传动动轴的特特殊要求求。第一节 主轴轴组件的的基本要要求为了了保证主主轴组件件在规定定的条件件下获得得要求的的工作性性能，应应满足以以下要求求：一旋转精精度主轴的旋旋转精度度是指主主轴前端端夹持工工件或刀刀具部分分的径向向跳动、端面跳跳动和轴轴向窜动动的大小小。旋转转精度通通常是在在机床不不受载荷荷的情况况下，用用手动或或低速空空转主轴轴时进行行测量的的。主轴轴旋转精精度直接接影响工工件的加加工精度度，例如如在车床床上，安安装卡盘盘的定心心轴颈与与安装顶顶尖的锥锥孔中心心线的径径向跳动动，直接接影响加加工表面面的圆度度，而轴轴向窜动动则影响响端面加加工以及及所加工工的螺纹
43、纹螺距精精度。 二刚度主轴轴组件的的刚度是是指承受受切削力力时，主主轴抵抗抗变形的的能力。如果主主轴刚度度不足，在在切削力力和传动动力的作作用下，主主轴将产产生过大大的变形形，会使使装在主主轴上的的齿轮啮啮合不好好，轴承承的工作作条件恶恶化，从从而加快快磨顺损损。三抗振性性主轴轴组件的的抗振性性性是指指机床工工作时，主主轴组件件保持平平稳地运运转而不不发生振振动的能能力。主主轴组件件的振动动，影响响被加工工表面的的质量，限限制机床床的生产产率；此此外，还还降低刀刀具耐用用度和机机床零件件的寿命命，发出出噪声，影影响工作作环境等等。生产产上常以以对加工工表面质质量、精精度和生生产率的的影响来来衡量主主轴组件件的抗震