銑床主軸傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、PAGE PAGE 20銑床主軸傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要全套圖紙資料聯(lián)系，QQ：1047713170某銑床的主軸最低轉(zhuǎn)速=30r/min,轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=18 公比=1.26，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速=1440r/min,電機(jī)功率N=3kW.一擬訂傳動(dòng)系統(tǒng)及運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算給定的機(jī)床要求為：銑床公比，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)功率N=3.0（KW）二運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)由已知條件=1.06可知，此銑床的相應(yīng)轉(zhuǎn)速數(shù)分別為：30r/min，37.5r/min，47.5r/min，60r/mim，75r/min，95r/min，118r/min，150r/min ，190 r/min ，236 r/min，300r/min， 375 r/min

2、， 475r/min， 600r/min ，750r/min， 950r/min ，1180r/min ，1500r/min即 ，所以 1結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定（1）確定變速組的個(gè)數(shù)和傳動(dòng)副數(shù)。主軸轉(zhuǎn)速為18級(jí)的變速系統(tǒng)可采用3個(gè)變速組（2）確定傳動(dòng)順序方案。根據(jù)傳動(dòng)副“前多后少”傳動(dòng)線“前緊后松”的原則應(yīng)優(yōu)先選用18=332 （3）檢驗(yàn)最后擴(kuò)大組的變速范圍結(jié)構(gòu)式最后擴(kuò)大組的變速范圍為：因此，結(jié)構(gòu)方案確定為（5）畫結(jié)構(gòu)網(wǎng) 2擬訂轉(zhuǎn)速圖，畫傳動(dòng)系統(tǒng)圖A（1）選擇電動(dòng)機(jī) 已知P=3KW （2）確定軸的轉(zhuǎn)速 主軸=95r/min 軸轉(zhuǎn)速：若經(jīng)齒輪副/傳動(dòng)主軸，則118710r/min的9級(jí)轉(zhuǎn)速都能傳遞

3、全部功率，其中最底轉(zhuǎn)速118r/min是軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 軸轉(zhuǎn)速：若經(jīng)齒輪副/傳動(dòng)主軸，則224355r/min的3級(jí)轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率，其中最底轉(zhuǎn)速224r/min是軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 軸轉(zhuǎn)速：軸只有一個(gè)轉(zhuǎn)速，他的3級(jí)轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率。因此軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為710r/min （3）計(jì)算齒輪轉(zhuǎn)速 齒輪 的計(jì)算轉(zhuǎn)速 裝在軸上，共有118710r/min 9級(jí)轉(zhuǎn)速 ，經(jīng)/傳動(dòng)。主軸所得轉(zhuǎn)速為2241400r/min都能傳遞全部功率。故的9級(jí)轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率，其中最底轉(zhuǎn)速=118r/min 齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。裝在軸上，共有2241400r/min 9級(jí)轉(zhuǎn)速，他們都能傳遞全部功率，其中最底轉(zhuǎn)速為224r/m

4、in,即為的計(jì)算轉(zhuǎn)速 齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 裝在軸上，有118710r/min9級(jí)轉(zhuǎn)速，其中在255710r/min經(jīng)/能得到95180r/min才能傳遞全部功率。因此只有在355710r/min這4級(jí)轉(zhuǎn)速才能傳遞全部功率，其中最低轉(zhuǎn)速為355r/min即為的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 裝在軸上，共有30180r/min 9級(jí)轉(zhuǎn)速，只有95180r/min才能傳遞全部功率，其中最底轉(zhuǎn)速為95r/min,即為的計(jì)算轉(zhuǎn)速其余依此類推，得個(gè)齒輪轉(zhuǎn)速表：齒號(hào)Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z14Z15Z16轉(zhuǎn)速71022471028071035522411822422422445

5、035595118224B確定V帶傳動(dòng)確定計(jì)算功率 由1表8-6查得工作情況系數(shù)=1.4，故 .選取V帶帶型 根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速由圖8-8確定選用A型。.確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由表取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑。從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 根據(jù)1表8-7，取=179。驗(yàn)算帶的速度 帶的速度合適。.確定V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù)0.7（+）2（+）,初步確定中心距=340。計(jì)算代所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度1120。實(shí)際中心距 .驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 包角合適。.計(jì)算V帶的根數(shù)Z 由式查得 查表得則 取Z=4根。 C畫轉(zhuǎn)速圖 3齒輪齒數(shù)的確定A查表法確定齒輪齒數(shù)（1）找出各齒輪副的傳動(dòng)比值u?？刹楸?-5中

6、u=3.16一行；可查u=2.51一行；即查u=2.00一行。（2）確定最小齒輪齒數(shù)及最小齒數(shù)和。該變速組內(nèi)的最小齒輪必在的齒輪副中，設(shè)選定=20，則在u=3.16一行中找到=20，順豎列向上查得其最小齒數(shù)和=84。（3）找出可能采用的齒數(shù)和S諸數(shù)值。自=84開(kāi)始向右查表，找出同時(shí)能滿三個(gè)傳動(dòng)比要求的齒輪齒數(shù)，其齒數(shù)和為S=87，92，95，99（4）確定適用的齒數(shù)和S 在允許的條件下取S=87（5）確定各齒輪副的齒數(shù)。由表中u=3.16一行查得，則；由u=2.51一行查得，則；由u=2.00一行查得，則。（6）三聯(lián)滑移齒輪的齒數(shù)關(guān)系，滿足此關(guān)系。同理取,;,;,; 滿足條件,；，. 滿足條件

7、三、主要傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算： （一）傳動(dòng)件的估算： 各傳動(dòng)軸應(yīng)該滿足強(qiáng)度和剛度兩方面的要求。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高，為保證軸上的零件（如齒輪、軸承等）正常工作，傳動(dòng)軸的變形應(yīng)小。通常，軸的剛度能滿足時(shí)強(qiáng)度也能滿足要求，在這里我們只進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核。 一般先按扭轉(zhuǎn)剛度估算軸的直徑，畫草圖后，再根據(jù)受力情況、結(jié)構(gòu)尺寸驗(yàn)算彎曲剛度。1.傳動(dòng)軸直徑d(單位為mm)的估算: 式中, P該傳動(dòng)軸的輸入功率,P=Pd ; Pd 為電動(dòng)機(jī)額定功率,為3kw; 為電動(dòng)機(jī)到該軸間的傳動(dòng)效率,查機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)）表2-4，皆取=0.97。P、Pd 單位都為kw； 每米長(zhǎng)度上允許的扭轉(zhuǎn)角，單位為/

8、m，根據(jù)傳動(dòng)軸的要求選取，查表取=。 nj 該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，單位為r/min； 算出的d值應(yīng)作修正。當(dāng)軸上有一個(gè)鍵槽時(shí)，d值增大4% 5%，同一斷面有兩個(gè)槽時(shí)，d值增大7% 10%；選用花鍵時(shí)，可減小7%作為花鍵的小徑，再查標(biāo)準(zhǔn)花鍵。 具體計(jì)算得到各軸的直徑值和圓整后的值如下表：軸軸軸軸0.960.970.97P/kw3.0722.982.89nj （r/min）710224118（）0.5d/mm27.7536.7542.8圓整后d/mm30.52540.42551.36表3 各軸直徑（二）齒輪模數(shù)的估算：2齒輪模數(shù)的驗(yàn)算： 驗(yàn)算時(shí)應(yīng)選相同模數(shù)中承受載荷最大、齒數(shù)最少的齒輪。一般對(duì)高速傳

9、動(dòng)的齒輪以驗(yàn)算接觸疲勞強(qiáng)度為主，對(duì)低速的齒輪以驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度為主，對(duì)硬齒面軟齒心的滲碳淬火齒輪，一定要驗(yàn)算彎曲疲勞強(qiáng)度?？紤]到變速范圍大，齒輪材料選用45鋼，淬火和回火，硬度4045HRC。1） 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的估算 ，單位為mm 。 其中Z、應(yīng)為同一齒輪的齒數(shù)和計(jì)算轉(zhuǎn)速，并取z乘積之小值代入上式計(jì)算，的單位為r/min 。2） 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度的估算 ，其中齒輪中心距A為： 。、A的單位均為mm；驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率，單位為；為齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，單位為r/min；、分別為主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)。根據(jù)估算的、取其較大者，并據(jù)此選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m，各齒輪的模數(shù)計(jì)算過(guò)程及結(jié)果表1：齒輪ZZ13710211.

10、9Z23224661.92Z33710251.8Z43280621.82Z53710291.72Z63355581.72Z73224222.77Z83118442.72Z93224332.42Z103224332.42Z113224442.20Z123450222.10Z133355182.54Z14395712.47Z153118592.47Z163224302.5表2：Z1Z2AZ1+Z282.0687組23280256283.371.9287組33355295877.011.7787組431182244111.273.4066組53224333389.82.72

11、66組63224442289.82.7266組73951871119.572.6989組831183059111.272.589由兩表可得：-: m相同 m=2.06 查表：m=2-: m相同 m=3.4 查表：m=4-: m相同 m=2.69 查表：m=3（三） 主要傳動(dòng)件的驗(yàn)算 1齒輪模數(shù)的驗(yàn)算 驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)選相同模數(shù)中承受載荷最大、齒數(shù)最少的齒輪。一般對(duì)劉速傳動(dòng)的齒輪以驗(yàn)算接觸疲勞強(qiáng)度為主，對(duì)低速傳動(dòng)的齒輪以驗(yàn)算彎曲疲勞強(qiáng)度為主，對(duì)硬齒面軟齒心的滲碳淬火齒輪，一定要驗(yàn)算彎曲疲勞強(qiáng)度。按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)（單位為mm）： 按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)（單位為mm）： ，式中：P被驗(yàn)算齒輪

12、所傳遞的功率，、的單位均為。工作善系數(shù)，考慮到載荷沖擊的影響：沖擊性機(jī)床（刨床、插床）取1.61.8；主運(yùn)動(dòng)（中等沖擊）取1.21.6；輔助運(yùn)動(dòng)（輕微沖擊）取11.2。動(dòng)載荷系數(shù)，查表715。（簡(jiǎn)明手冊(cè)）齒向載荷分布系數(shù)，查表716，（簡(jiǎn)明手冊(cè)）壽命系數(shù)，的極限值、查表717。當(dāng)時(shí)，取=；當(dāng)時(shí)，取= 。（簡(jiǎn)明手冊(cè)）工作期限系數(shù)， ，其中為齒輪的最低轉(zhuǎn)速，單位為r/min；為交變載荷下的疲勞曲線指數(shù)，為基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，和均查表718；T為額定的齒輪工作期限，中型機(jī)床推薦取1500020000 h.。轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，查表719。（簡(jiǎn)明手冊(cè)）功率利用系數(shù)，查表720。（簡(jiǎn)明手冊(cè)）材料強(qiáng)化系數(shù)，查表721

13、。（簡(jiǎn)明手冊(cè)）大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比，外嚙合時(shí)取“+”，內(nèi)嚙合時(shí)取“”。Z 、被計(jì)算齒輪的齒數(shù)（一般取最小齒輪）和計(jì)算轉(zhuǎn)速（單位為r/min）。齒寬系數(shù)，=610，B為齒寬，m為模數(shù)，B和m的單位均為mm。、許用接觸、彎曲應(yīng)力，單位為，查表722。（簡(jiǎn)明手冊(cè)）Y齒形系數(shù)，查表723。（簡(jiǎn)明手冊(cè)）對(duì)于第一變速組內(nèi)同模數(shù)的三聯(lián)滑移齒輪 ，取齒數(shù)最少的進(jìn)行接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。對(duì)進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度演算。對(duì)于第二變速組（）同理進(jìn)行接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。對(duì)進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度演算。對(duì)于第三變速組（）則取進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。對(duì)進(jìn)行接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。結(jié)果如下表：P3.0722.982.89K11.61.61.61.

14、61.61.6K21.31.31.31.31.31.3K31.121.121.12KS0.450.460.420.460.30.46KT1.0031.0030.75u4.7123.9m888Z212218W/MPa385385385n71022445022435595Y0.4080.4810.378j/MPa125012501250Kn0.900.890.93Kp0.780.780.78Kq0.640.600.551) 1.63 1.54 適用2） 1.89 1.636 適用3） 1.97 2.0338 適用五結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 所有軸均為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理 1）展開(kāi)圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)草圖： 主軸設(shè)計(jì)主軸支承結(jié)

15、構(gòu)： 確定軸的最小直徑：由前求得 D=49.335 去D=50 取d=50mm；表7-28，選用圓錐滾子軸承結(jié)構(gòu)，由表D-7，選擇的軸承規(guī)格列于表7：?jiǎn)挝唬簃mdDBCT型號(hào)后軸承408019.51821.7530208前軸承65120232024.7530213軸承精度和配合：主軸前軸承的精度比后軸承應(yīng)高一級(jí)。這里我們選用普通級(jí)，前軸承選擇P4，后軸承選P5。軸承配合精度內(nèi)圈j5，外圈H62）主軸校核：a:對(duì)其承載最危險(xiǎn)的情況進(jìn)行校核，考慮到Z16=40，Z14=72，這里只需要對(duì)Z16=40進(jìn)行校核即可：主軸上功率P16=3kw，由轉(zhuǎn)速圖，主軸上最少齒輪Z16的計(jì)算轉(zhuǎn)速：nc=95r/mi

16、n，其相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩： 。公式： ；，。b: 作用在齒輪上的力：按分度圓直徑計(jì)算： d16=3*18=54mm，=200，于是 Ft=2T1/d1 =11914N，F(xiàn)r=Ft*tan=4336.34N，=394448 =143567 =414000， d=54 =0.6 T=321680計(jì)算得=40.14MPa查表得-1=60MPa即CA-1,滿足要求,合適 受力圖和彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖如圖：2、輸入軸和傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)：（1）輸入軸（軸）結(jié)構(gòu)由已求得可知d=30.525mm 取d=35mm 選用的圓錐滾子軸承參數(shù)如下表（表12）：（單位：mm）dDBCT型號(hào)3572171518.2530207選擇花件結(jié)構(gòu)

17、第一軸上采用花鍵結(jié)構(gòu)，規(guī)矩軸的大小選用花鍵，花鍵的規(guī)格為N d D B=6 26 *30 6校核第一軸： 1）I軸的功率P、計(jì)算轉(zhuǎn)速分別為： PI=3kw，=710r/min； 扭矩T：T=9550000* PI/ =41697.18r/min。 2）作用在齒輪上的力：按分度圓最小的直徑計(jì)算： d1=2*21=42mm，=200，于是 Ft=2T1/d1 =1985.58N，F(xiàn)r=Ft*tan=722.55N=0.6 = 132637.5 =48267.9 M=141000 T=41697.18 ；， 解得=19.44M Pa查表得-1=60MPa即CA-1,滿足要求,合適 受力圖和彎矩圖、轉(zhuǎn)

18、矩圖如圖：3.第一傳動(dòng)軸（軸）的設(shè)計(jì)：（1）軸支承結(jié)構(gòu) 軸選用花鍵軸，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（高等教育出版社）表13-1，選用角接觸球軸承。 （2）軸承精度和配合：兩軸承皆用普通級(jí)，后軸承選P5，前軸承選P4，軸承的配合精度選為：內(nèi)圈j5，外圈H6。（3）該傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)： 由前面可知：d=40.425 取d=45在這里左右軸承根據(jù)最小尺寸選擇如下表（圖見(jiàn)機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)）附表D-2）：（單位：mm）型號(hào)dDB7209AC458519250 表15花鍵軸的上方開(kāi)有退刀槽，在齒輪之間放有兩個(gè)相同的彈簧墊圈，墊圈的規(guī)格如下：dSb=30.57.59（根據(jù)GB93-87），d為公稱直徑，b為墊圈

19、厚，S為墊圈寬。（4）第一傳動(dòng)軸（軸）上的功率為 P=2.98kw，左右兩部分齒輪齒輪分度圓最小為Z7 d=44mm，此齒輪最危險(xiǎn)。校核第二軸： 1）軸的功率P、計(jì)算轉(zhuǎn)速分別為： PI=2.98kw，=224r/min； 扭矩T：T=9550000* PI/ =127049/min。 2）作用在齒輪上的力：按分度圓最小的直徑計(jì)算： d1=2*22=44mm，=200，于是 Ft=2T1/d1 =5775N，F(xiàn)r=Ft*tan=2102N=0.6 = 132637.5 =48267.9 M=141000 T=41697.18 ；， 解得=19.44M Pa查表得-1=60MPa即CA-1,滿足要求,合適 受力圖和彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖如圖：3.第二傳動(dòng)軸（軸）的設(shè)計(jì)：（1）軸支承結(jié)構(gòu) 軸選用光軸，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（高