機(jī)床尾座-說(shuō)明書臥式銑床變速箱設(shè)計(jì)

一 設(shè)計(jì)目 二 設(shè)計(jì)內(nèi) 三 設(shè)計(jì)題 四 設(shè)計(jì)步 運(yùn)動(dòng)設(shè) 結(jié)構(gòu)分析 繪制轉(zhuǎn)速 動(dòng)力設(shè) 選取電動(dòng) 帶傳動(dòng)設(shè) 傳動(dòng)軸II的驗(yàn)證計(jì) 五 齒輪塊設(shè) 六 總 七 參考文 一、設(shè)計(jì)目二、設(shè)計(jì)內(nèi)傳動(dòng)件的應(yīng)力，變形或是否在允許范圍內(nèi)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：傳動(dòng)系統(tǒng)、變速機(jī)構(gòu)、主軸組件、箱體、機(jī)構(gòu)、制動(dòng)裝置、以上面的內(nèi)容要具體體現(xiàn)在設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書上工工序內(nèi)刀工工序內(nèi)刀轉(zhuǎn)速兩工作YG6合銑[1]主軸最小轉(zhuǎn)速：nmin=[2]轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)[3]公比：φ=四、設(shè)計(jì)步(一 運(yùn)動(dòng)設(shè)23①12=41× ②12=31×③12=31×23× ④12=21×32×⑤12=21×22×①確定變速組及其傳動(dòng)副數(shù)時(shí)，從電動(dòng)機(jī)到主軸，一般為降速傳動(dòng)，即基于以上原則，?、?2=32×2??0=??1=??2=

??0=??1=結(jié)構(gòu)式為12=31×23×

??2=2×3=?4 12=31×23×1結(jié)構(gòu)網(wǎng)及結(jié)構(gòu)式其中φ=

??2=所以??2=1.263×2×(2?1)=1.266=4<8一般銑床若無(wú)特殊要求，多采用Y主軸最高轉(zhuǎn)速：????????=?????????????1=80×1.2612?1=1017??/??????,故選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速????=1440??/???????？偨邓賯鲃?dòng)比i=????????=80=0.056,因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

=1440??/?????? 傳動(dòng)軸軸數(shù)=變速組數(shù)+定比傳動(dòng)副數(shù)+1=3+1+1=5由n??????=80，z=12，φ=1.26確定各級(jí)轉(zhuǎn)速（r/min80100125160200250315400500630800Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ之間的傳動(dòng)組分別設(shè)為a、b、c?，F(xiàn)由Ⅳ（主軸）開始，傳動(dòng)組c取????1=???5=1.26?5=0.315，????2=??1=1.26，其變速范圍為φ??0×??1×(??2?1)=1.263×2×(2?1)=1.266=4<8，Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速為（r/min250315400500630傳動(dòng)組b的級(jí)比指數(shù)為3，希望中間軸轉(zhuǎn)速較小，因而為了避免升速，又不????1=???3=1.26?3=0.5，????2=（r/min5006301,可取????1=???2=0.63，????2=???1=0.8，????3=1800r/min。由此也可確定加在電動(dòng)機(jī)與主軸之間的定傳動(dòng)比??=

=0.56圖 6-4①傳動(dòng)組????1=??1=1.26時(shí)，??????1=72，74，75，77，79，81，82，83????2=??2=1.58時(shí)，??????2=72，73，75，77，78，80，82????3=1時(shí)，??????3=72，74，76，78，80，82，84取??????=82，可得軸Ⅰ齒輪齒數(shù)分別為：36、32、于是

=36=

=32=

=41=可得軸Ⅱ上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：46、50、41②傳動(dòng)組????1=??3=2時(shí)，??????1=72，75，78，81，84，86????2=1時(shí)，??????2=72，74，76，78，80，82，84取??????=78，可得軸Ⅱ齒輪齒數(shù)分別為：26、于是

=26=

=39=可得軸Ⅲ上兩齒輪的齒數(shù)分別為：52、39③傳動(dòng)組????1=??5=3.16時(shí)，??????1=75，79，80，83，84????2=??1時(shí)，??????2=72，74，75，77，79，81，82，83取??????=79，可得軸Ⅲ齒輪齒數(shù)分別為：19、于是

=19=

=44=可得軸Ⅳ上兩齒輪的齒數(shù)分別為：60、353傳動(dòng)系統(tǒng)圖(二 動(dòng)力設(shè)選取電動(dòng)每齒進(jìn)給量????0.18mm/z，切削深度????2mmD=125mm，銑削B=53mm，n=200r/min。F9.8154.5a10a074a09zd1 ae53mm,af0.18mm/z,ap2.5mm,z14,d0zF9.8154.553100.180742.5091412510z切削功率（兩側(cè)面同時(shí)銑，功率加倍??0=1000×2

2035.2×1000× ×2=5.33??1

??

0.8=6.661500r/min，1440r/min。帶傳動(dòng)設(shè)1610取工作情況系數(shù)????=1.1，則??ca=??????=1.15.33=選取v11.15A11.6A75mm，取??1②驗(yàn)算帶速v=60×其中，??1為小帶輪轉(zhuǎn)速，r/min；??1為小帶輪直徑v=3.14×150×1440=11.3m/s∈[5，30]??2=(1?ε)??1i=(1?0.01)×150×1.8=11.4，取??2=0.7(??1+??2)≤a≤2(??1+即取??0=

290.5≤a≤??0=2??0+2(??1+??2)

(??2???1)2=2×550

(150+265)2

(265?4×=11.4，取相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度????=帶傳動(dòng)實(shí)際中心距a=1√(???

)2?

?

)2+4

=120°??2?α1≈180° ×57.3°=168.5°>①計(jì)算單根V11.7，????=0.97511.12，????=1.01；P??=(??0+???0)????????=(2.51+0.15)×0.975×1.01=②計(jì)算VZ=3

Z

=2.62=F=500Pca(2.5?kα)+ q=0.1kg/m，11.5；F0=500×11.3×

2.5? )+0.1×

=FQ≈2ZF0sin2≈2×3×148×確定各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速并計(jì)算轉(zhuǎn)速誤2-9

=????=

=80×1.26

=160①Ⅲ軸：Ⅲ軸共有6級(jí)轉(zhuǎn)速（r/min）250，315，400，500，630,800，若經(jīng)齒輪副44/35傳動(dòng)主軸，則Ⅲ軸的6級(jí)轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率。所以能傳遞全部250r/min，250r/min。②Ⅱ軸：若經(jīng)齒輪經(jīng)齒輪副26/52傳動(dòng)主軸，則Ⅱ軸的3級(jí)轉(zhuǎn)速都能傳遞全500r/min。③Ⅰ軸：Ⅰ軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為800r/min。1：表 各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)ⅠⅡⅢⅣ2：表 各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)）（n′?n標(biāo)n

|×100%≤10×(φ?1)%=n’n′=n×0.98×D1×

×

×（0.98n′=1440×0.98×150×32×26×19=80.95 |80.95?80|×100%=1.2%<2.6%

=98.98r/min，|98.98?100|=1.02%<2.6%=126.48r/min，|126.48?125|=1.18%<2.6%=161.89r/min，|161.89?160|=1.18%<2.6%

=197.96r/min，|197.96?200|=1.02%<2.6%=252.95r/min，|252.95?250|=1.18%<2.6%=321.35r/min，|321.35?315|=2.01%<2.6%=392.95r/min，|199.70?400|=1.76%<2.6%=502.1r/min，|502.1?500|=0.42%<2.6%=642.69r/min，|642.69?630|=2.01%<2.6%

=785.9r/min，|785.9?800|=1.76%<2.6%=1004.2r/min，|1004.2?1000|=0.42%<2.6%計(jì)算各傳動(dòng)軸傳遞的功2—2，其中????0.99為滾動(dòng)軸承的效率；????0.97為齒輪傳動(dòng)的效率；????=0.95為VP=P1=7.5×0.95=P2=7.5×0.95×0.97×0.99=P3=7.5×0.95×0.972×0.992=P4=7.5×0.95×0.973×0.993=各傳動(dòng)軸直徑的3nd≥nj（1）軸Ⅳ（主軸453

nd≥nj

=110×√ =37.44mm取前軸徑??1=88.882mm，后軸徑??2=62mm（2）453

取??3=（3）

d≥njn

=110×√ =32.7mm453

取??2=（4）

d≥njn

=110×√ =26.31mm453

取??1=

d≥njn

=110×

=各傳動(dòng)組齒輪模數(shù)的確定和 (u±m(xù)j= φmZ1u[σj]（mm；??（kw??（r/minuφm

=B=610，Bm（MPa45[????]=1100Mpa。則a3????=16300×取??????=b

(50+1)×8×322×50×[1100]2×

=3????=16300×取??????=c

(52+1)×8×262×52×[1100]2×

=3????=16300×

(60+1)×8×192×60×[1100]2×

=3(u+????=

????2??[?? 3mw=

（KW，P=??1是工作狀況系數(shù)，考慮載荷沖擊的影響：沖擊性機(jī)床（刨床、插床??2是動(dòng)載荷系數(shù)（考慮由于齒輪制造誤差引起的齒輪附加動(dòng)載荷影響??3????是系數(shù)，????=????????????????????的極限值為????max??????????當(dāng)????≥????時(shí)，取????=??????????，當(dāng)????≤??????????時(shí)，取????=????6）kt

=mm7）n8）m9）??010）TT=15000-????????????14）Y①變速組按變速組內(nèi)最小齒輪Z32算各齒輪模數(shù)。45，7取??1=1.4，??2=1.3，??3=1.04，T18000，m=3，??0=3kt=

60×800×

=????、????、????得：????=則

????=3mj=16300×

(50+1)×1.4×1.3×1.04×1.21×8×322×50×11002×

≈6kt=

60×800×108×

=取ks=

ks=ktknkpkq=0.35<ksmin=3mw=275×3②變速組

1.4×1.3×1.04×0.46×32×0.454×8×800×

=按變速組內(nèi)最小齒輪Z26算各齒輪模數(shù)。45，7取??1=1.4，??2=1.3，??3=1.04，T18000，m=3，??0=3kt=

60×500×

=????、????、????得：????=則

????=3mj=16300×

(52+1)×1.4×1.3×1.04×1.12×8×262×52×11002×

≈6kt=

60×500×108×

=取????=

ks=ktknkpkq=0.35<ksmin=3mw=275×4③變速組

1.4×1.3×1.04×0.46×26×0.430×8×500×

=按變速組內(nèi)最小齒輪Z19算各齒輪模數(shù)。45，7取??1=1.4，??2=1.3，??3=1.04，T18000，m=3，??0=3kt=

60×500×

=????、????、????得：????=則

????=3mj=16300×

(60+1)×1.4×1.3×1.04×1.17×8×192×60×11002×

≈6kt=

60×500×108×

=取????=

ks=ktknkpkq=0.37<ksmin=3mw=275×所以調(diào)整模數(shù)為4。(三 各運(yùn)動(dòng)部件的校齒輪強(qiáng)度的校

1.4×1.3×1.04×0.46×19×0.386×8×500×

=

=2??變速組變速組a??232，故選取??2、??5校核。兩個(gè)齒輪材料均40~45HRC7m=3??1

9.55×

9.55×106× =85055???????=8模數(shù)m=b=????m=8×3=25mm，30mm按齒面硬度查得小齒輪的接觸強(qiáng)度極限??????????=1100??????；v=60×1000

π×96×60× =4.0212.9，????=1.2512.9，????=修形齒：????α=1（12.10）12.11（非對(duì)稱分布）bdKHβ=A+B×[1+0.6d1

bd)] d1

+C?=1.11+0.16×(1+0.6×0.252)×0.252+0.47×10?3×=K=KAKVKHαKHβ=1.25×1.12×1×1.132=112.12，材料的彈性影響系數(shù)????=12.16，????=1Zεa=[1.88?3.2Z11

Z Z21=[1.88?3.2(32+=4?Zε= =設(shè)計(jì)工作為10年，每年工作300天，兩班制N1=60n1jLh=60×800×1×(2×8×300×10)=2.3×109N2=i=

2.3×

=1.47×10912.18，????1=0.9712.14，??????????=1.05[σ]=σHlimZn1=1100×0.97=H

SH

1σH=ZEZHZε√bd21

u+12×1.58×=189.8×2.5×0.87× 25×=571MPa<

50+× 12.10，重合度系數(shù)????Yε=0.25齒間載荷分配系數(shù)

=0.25+1.72=1

KFαYεY

= 12.14，??????=

h=3×2.25=所以載荷系數(shù)K=????????????????????=12.21，??????=2.5，??????=12.23d，??????????=12.14，??????????=12.24，12.25，????=0.9，????=[σ]=σFlimYNYX=320×0.9×1.0=F

SF

1σF=1

m2×2.27× 25×96× ×2.5×1.63×=149.9MPa<變速組變速組b??726，故選取??7、??9校核。兩個(gè)齒輪材料均40~45HRC7m=49.55×

9.55×106×nT1 n1

=130644N?????=8模數(shù)m=b=????m=8×4=30mm，35mm按齒面硬度查得小齒輪的接觸強(qiáng)度極限??????????=1100??????；v=60×1000

π×104×60× =2.7212.9，????=1.2512.9，????=修形齒：????α=1（12.10）12.11（非對(duì)稱分布）bdKHβ=A+B×[1+0.6d1

bd)] d1

+C?=1.11+0.16×(1+0.6×0.312)×0.312+0.47×10?3×=K=????????????????????=1.25×1.10×1×1.18=112.12，材料的彈性影響系數(shù)????=12.16，????=1Zεa=[1.88?3.2Z11

Z Z21=[1.88?3.2(26+=4?Zε= =設(shè)計(jì)工作為10年，每年工作300天，兩班制N1=60n1jLh=60×500×1×(2×8×300×10)=1.44×109N2=i=

1.44×

=0.72×10912.18，????1=0.9812.14，??????????=1.05[σ]=σHlimZn1=1100×0.98=H

SH

1σH=ZEZHZε√bd21

u+12×1.57×=189.8×2.5×0.77× 30×=503.1MPa<

52+× 12.10，重合度系數(shù)????Yε=0.25齒間載荷分配系數(shù)

=0.25+1.70=1

KFαYεY

= 12.14，??????=

h=4×2.25=所以載荷系數(shù)K=????????????????????=12.21，??????=2.6，??????=12.23d，??????????=12.14，??????????=12.24，12.25，????=0.91，????=[σ]=σFlimYNYX=320×0.91×1.0=F

SF

1σF=1

m2×2.19× 30×104× ×2.6×1.59×=130.8MPa<變速組c??12=19，故選取??12、??14校核。兩個(gè)齒輪材料均為45鋼整淬，硬度為40~45HRC，7級(jí)精度。模數(shù)m=4，小齒輪分度圓直徑T1

9.55×

9.55×106× =125487N?????=8模數(shù)m=b=????m=8×4=30mm，35mm按齒面硬度查得小齒輪的接觸強(qiáng)度極限??????????=1100??????；v=60×1000

π×76×60× =12.9，????=1.2512.9，????=修形齒：????α=1（12.10）12.11（非對(duì)稱分布）bdKHβ=A+B×[1+0.6d1

bd)] d1

+C?=1.11+0.16×(1+0.6×0.422)×0.422+0.47×10?3×=K=KAKVKHαKHβ=1.25×1.10×1×1.28=112.12，材料的彈性影響系數(shù)????=12.16，????=1Zεa=[1.88?3.2Z11

Z Z21=[1.88?3.2(19+=4?Zε= =設(shè)計(jì)工作為10年，每年工作300天，兩班制N1=60n1jLh=60×500×1×(2×8×300×10)=1.44×109N2=i=

1.44×

=0.456×10912.18，????1=0.9812.14，??????????=1.05[σ]=σHlimZn1=1100×0.98=H

SH

1σH=ZEZHZε√bd21

u+12×1.6×=189.8×2.5×0.88× 30×=729.4MPa<

60+× 12.10，重合度系數(shù)????Yε=0.25

=0.25+1.66=

1YKFαYε

= 12.14，??????=

h=4×2.25=所以載荷系數(shù)K=????????????????????=12.21，??????=2.85，??????=12.23d，??????????=12.14，??????????=12.24，12.25，????=0.91，????=[σ]=σFlimYNYX=320×0.91×1.0=F

SF

1σF=1

m

2×2.2× 30×76× ×2.85×1.54×=186MPa<3：表 各齒輪參齒輪齒數(shù)齒頂高齒頂圓334544傳動(dòng)軸II證計(jì)齒輪傳動(dòng)軸的抗彎剛度驗(yàn)算,包括軸的最大撓度,滾動(dòng)軸承處及齒輪安裝處的傾角驗(yàn)算.其值均應(yīng)小于允許變形量[y]及],允許變形量見參考文獻(xiàn)［3］上9103.10-7,得[y]0.0005l0.0005402II圖錯(cuò)誤!文檔中沒有指定樣式的文字 其中Qa1Qa2Qa313Qb1Qb222 Q(或Q2.12

(NN——該齒輪傳遞的全功率(kWN6.84kW，驅(qū)動(dòng)阻力N6.57kW。mz——該齒輪的模數(shù)(mm)n——該傳動(dòng)軸的計(jì)算工況轉(zhuǎn)速(r/min，(nnajnbj或nnbjnajnaj——該軸輸入扭矩的齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速(r/nbj——該軸輸出扭矩的齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速(rQa

2.122.122.12

346341350

1668(N1474(N3%。l3N(0.75xya(/yb)

l——兩支承間的跨距(mm),l402mmD——該軸的平均直徑(mm),D33mmxai

iiya——輸入扭矩的齒輪在軸的中點(diǎn)引起的撓度iiyb——輸出扭矩的齒輪在軸的中點(diǎn)引起的撓度(mm)對(duì)于Qa1,其輸入位置aa132.5mmx32.54024023ya1 334對(duì)于Qa2,其輸入位置aa2126.5mmx126.5402023ya

對(duì)于Qa3,其輸入位置aa3220.5mmx220.54024023ya3 334

QaQa3yaya30.211mm進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)軸Ⅱ轉(zhuǎn)速為500rmin。

2.122.12

對(duì)于Q,其輸入位置

149mmx149

yb1

40236.57(0.750.371334426

對(duì)于Q,其輸入位置

40mmx

40

yb2

40236.57(0.750.01334439

QbQb1ybyb10.27mm由參考文獻(xiàn)［1］,yhyyyy2yycos a

(5-式中：yh——被驗(yàn)算軸的中點(diǎn)合成撓度——驅(qū)動(dòng)力Qa和阻力Qb在橫剖面上,兩向量合成時(shí)的夾角2((deg),按被驗(yàn)算的軸的旋轉(zhuǎn)方向計(jì)量,由剖面圖上可得值.嚙合角20,齒面磨擦5.72,得2()902(205.72)38.56yh

h0.21120.27220.2110.27cos(38.56)0.168mm[yhA

3yh(radl

A

30.1680.00125(rad)[]主軸組件的靜剛度驗(yàn)驗(yàn)算主軸軸端的撓度yc[yc]0.0002ll——兩支承間的距離,在本主軸中l(wèi)558mm，故取yc0.112mm。由參考文獻(xiàn)［1］,對(duì)于工作臺(tái)寬度為320mm的臥式銑床,其主軸前端靜剛度為120N/m1,選用驗(yàn)算主軸軸端的撓度yc]。2955104

Djnj

d(NNd——電動(dòng)機(jī)額定功率(kW),Nd7.5kWnn——主傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率,i,i便起見,取0.8。nj——主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速(rmin),由前知,主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為

Dj——計(jì)算直徑,對(duì)于銑床,Dj為最大端銑刀計(jì)算直徑,由參考文［1］,對(duì)于升降臺(tái)寬度為3201250的臥式銑床,其端銑刀的計(jì)算直徑及寬度分別Dj200mmB60mm.P。Pt為PV0.95Pt

，PH0.24Pt859.4

。則P2 P 0.98P3509.4NP1.1P2

60角, PPH成65p的作用點(diǎn)到主軸前支承的距離為Sscwc——主軸前端的懸伸長(zhǎng)度,此處cw——對(duì)于普通升降臺(tái)銑床wBP的作用點(diǎn)到主軸前支承的距離為s5656Ps點(diǎn)引起主軸前端cycsp

3sc2

lsc

(ls)(lc)Cl2

sc]Cl EE2.1105IcBCI

d4(1

824(1(44.45)4) 2.027106mm4 IABI

d4(1

654(1(20)4) ycsp6P方向,p75.8M作用在主軸前端c

M

lclc c)(mm) Cl2 Cl2

(5-MPDj

77.346NH

2.83106mmH6