【正文】 =40r/min ； 3. 主電機功率 — 動力參數(shù)的確定 合理地確定電機功率 N，使用的功率實際情況既能充分的發(fā)揮其使用 8 性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機經(jīng)常輕載而降低功率因素。 目前，確定機床電機功率的常用方法很多，而本次設(shè)計中采用的是：估算法，它是一種按典型加工條件（工藝種類 、 加工材料 、 刀具 、 切削用量）進(jìn)行估算。根據(jù)此方法，中型車床典型重切削條件下的用量： 根據(jù)設(shè)計書表中推薦的數(shù)值： 取 P= 傳動設(shè)計 一 .傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 結(jié)構(gòu)式 、 結(jié)構(gòu)網(wǎng)對于分 析和選擇簡單的串聯(lián)式的傳動不失為有用的方法，但對于分析復(fù)雜的傳動并想由此導(dǎo)出實際的方案，就并非十分有效，可考慮到本次設(shè)計的需要可以參考一下這個方案。 確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目 級數(shù)為 Z的傳動系統(tǒng)有若干個順序的傳動組組成，各傳動組分別有 Z Z Z3? 個傳動副。即 Z=Z1 Z2 Z3 ???????????? 傳動副數(shù)由于結(jié)構(gòu)的限制以 2或 3為合適，即變速級數(shù) Z 應(yīng)為 2 和 3的因子 : Z=23abx ???? ???????? 可以有幾種方案，由于篇幅的原因就不一一列出了，在此只把已經(jīng)選定了的和本次設(shè)計所須的正確的方案列出，具體的內(nèi)容如下： 傳動齒輪數(shù)目 2x（ 3+3+2） +2x2+1=21 個 軸向尺寸 19b 傳動軸數(shù)目 6 根 9 圖 總的傳動系統(tǒng) 二 .組傳動順序的安排 18 級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組，可以安排成： 3x3x2， 2x3x3，或 3x2x3 選擇傳動組安排方式時，要考慮到機床主軸變速箱的 具體結(jié)構(gòu) 、 裝置和性能。在Ⅰ軸上摩擦離合器時，應(yīng)減小軸向尺寸，第一傳動組的傳動副不能多，以 2 為宜，本次設(shè)計中就是采用的 2，一對是傳向正傳運動的，另一個是傳向反向運動的。 主軸對加工精度 、 表面粗糙度的影響大，因此主軸上齒輪少些為好，最后一個傳動組的傳動副選用 2，或者用一個定比傳動副。 三 .傳動系統(tǒng)的擴大順序的安排 對于 18 級的傳動可以有三種方案，準(zhǔn)確的說應(yīng)該不只有這三個方案，可為了使結(jié)構(gòu)和其他方面不復(fù)雜，同時為了滿足設(shè)計的需要，選擇的設(shè)計方案是： 18=3［ 1］ 3［ 3］ 2［ 9］ 傳動方 案的擴大順序與傳動順序可以一致也可以不一致，在此設(shè)計中，擴大順序和傳動順序就是一致的。這種擴大順序和傳動順序一致，稱為順序擴大傳動。 四 .傳動組的變速范圍的極限植 齒輪傳動副最小傳動比 umin≥ 14，最大傳動比 umax≤ 2，決定了一個傳動組的最大變速范圍 rmax=umax/nmin≤ 8 因此，要按照參考書中所給出的表，淘汰傳動組變速范圍超過極限值的所有傳動 10 方案。 極限傳動比及指數(shù) x， ,x 值為： 極限傳 動比指數(shù) x： umin=1x￠=14 6 x’ 值； umax= x’￠ =2 3 （ x+x’ ）值： umin= xx?’￠ =8 9 轉(zhuǎn)速圖的擬定 運動參數(shù)確定以后，主軸各級轉(zhuǎn)速就已知，切削耗能確定了電機功率。在此基礎(chǔ)上，選擇電機型號，確定各中間傳動軸的轉(zhuǎn)速，這樣就擬定主運動的轉(zhuǎn)圖，使主運動逐步具體化。 一 . 主電機的選定 中型機床上，一般都采用三相交流異步電機為動力源，可以在系列中選用。在選擇電機型號時，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行： 1. 電機功率 N： 根據(jù)機床切削能力的要求確定電機功率。但電機產(chǎn)品的功率已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此，按要求應(yīng)選取相近的標(biāo)準(zhǔn)值。 N= nd 異步電機的轉(zhuǎn)速有： 3000、 1500、 1000、 750r/min 在此處選擇的是： nd=1500r/min 這個選擇是根據(jù)電機的轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速 nmax 和Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速相近或相宜，以免采用過大的升速或過小的降速傳動。 11 根據(jù)本次設(shè)計機床的需要，所選用的是：雙速電機 根據(jù)電機不同的安裝和使用的需要，有四種不同的外形結(jié)構(gòu)，用的最多的有底座式和發(fā)蘭式兩種。本次設(shè)計的機床所需選用的是外行安裝尺寸之一。具體的安裝圖可由手冊查到。 的資料 根據(jù)常用電機所提供的資料，選用： Y132S4 圖 電動機 Ⅰ軸從電機得到運動，經(jīng)傳動系統(tǒng)化成主軸各級轉(zhuǎn)速。電機轉(zhuǎn)速和主軸最高轉(zhuǎn)速應(yīng)相接近。顯然，從傳動件在高速運轉(zhuǎn)下恒功率工作時所受扭矩最小來考慮，Ⅰ軸轉(zhuǎn)速不宜將電機轉(zhuǎn)速下降得太低。 但如果Ⅰ軸上裝有摩擦離合器一類部件時，高速下摩擦損耗、發(fā)熱都將成為突出矛盾，因此，Ⅰ軸轉(zhuǎn)速不宜太高。 Ⅰ軸裝有離合器的一些機床的電機、主軸、Ⅰ軸轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)： 參考這些數(shù)據(jù)，可見，車床Ⅰ軸轉(zhuǎn)速一般取 700～ 1000r/min。另外，也要注意到電機與Ⅰ軸間的傳動方式，如用帶傳動時，降速比不宜太大，否則Ⅰ軸上帶輪太大，和主軸尾端可能干涉。因此，本次設(shè)計選用： n1=960r/min 三 .中間傳動軸的轉(zhuǎn)速 對于中間傳動軸的轉(zhuǎn)速的考慮原則是：妥善解決結(jié)構(gòu)尺寸大小與噪音、震動等性能要求之間的矛盾。 中間傳動軸的轉(zhuǎn)速較高時（如采用先升后降的傳動），中間轉(zhuǎn)動軸和齒輪承受扭矩小，可以使用軸徑和齒輪模數(shù)小寫： d∝ 4M 、 m∝ 3M ，從而可以使用結(jié)構(gòu)緊湊。 12 但是，這將引起空載功率 N空和噪音 Lp（一般機床容許噪音應(yīng)小于 85dB）加大： N 空 = nCdnda ? ? (101 6) KW ?????????? 式中： C系數(shù)，兩支承滾動或滑動軸承 C=，三支承滾動軸承 C=10； da所有中間軸軸頸的平均直徑（ mm）； d 主 — 主軸前后軸頸的平均直徑（ mm）； ∑ n— 主軸轉(zhuǎn)速（ r/min）。 ? ? ? ?? ?? ? KnmzBqnmzCL ap ???? ? og20 1 ?????? （ mz） a— 所有中間傳動齒輪的分度圓直徑的平均值 mm； （ mz）主 — 主軸上齒輪的分度圓的平均值 mm； q傳到主軸所經(jīng)過的齒輪對數(shù)； β 主軸齒輪螺旋角； C K系數(shù)，根據(jù)機床類型及制造水平選取。我國中型車床、銑床 C1=。車床 K=54，銑床 K=。 從上訴經(jīng)驗公式可知：主軸轉(zhuǎn)速 n 主和中間傳動軸的轉(zhuǎn)速和∑ n對機床噪音和發(fā)熱的關(guān)系。確定中間傳動軸的轉(zhuǎn)速時，應(yīng)結(jié)合實際情況 作相應(yīng)修正： ，一般主軸轉(zhuǎn)速較低，中間軸的轉(zhuǎn)速適當(dāng)取高一些，對減小結(jié)構(gòu)尺寸的效果較明顯。 ，中間軸轉(zhuǎn)速宜取低一些。 u∠ 8m/s（可用 7級精度齒輪）。在此條件下，可適當(dāng)選用較高的中間軸轉(zhuǎn)速。 四 .齒輪傳動比的限制 機床主傳動系統(tǒng)中，齒輪副的極限傳動比： 1. 升速傳動中，最大傳動比 umax≤ 2。過大，容易引起震動和噪音。 ，最小傳動比 umin≥ 1/4。過小，則使主動齒輪與被動齒輪的直徑相差太大，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)龐大。 13 圖 主運動的轉(zhuǎn)速圖 14 帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定 根據(jù)擬定的轉(zhuǎn)速圖上的各傳動比，就可以確定帶輪直徑和齒輪的齒數(shù)。 一 . 帶輪直徑確定的方法、步驟 一般機床上的都采用三角帶。根據(jù)電機轉(zhuǎn)速和功率查圖即可確定型號（詳情見〈〈機床主軸變速箱設(shè)計指導(dǎo)〉〉 41節(jié)）。但圖中的解并非只有一種，應(yīng)使傳動帶數(shù)為 3～ 5根為宜。 本次設(shè)計中所選的帶輪型號和帶輪的根數(shù)如下： B型帶輪 選取 3根 Dmin（ D小） 各種型號膠帶推薦了最小帶輪直徑，直接查表即可確定。 根據(jù)皮帶的型號，從教科書〈〈機械設(shè)計基礎(chǔ)教程〉〉 查表可取： Dmin=140mm D 大 根據(jù)要求的傳動比 u和滑功率ε確定 D大。當(dāng)帶輪為降速時 ： ? ?????? 11uDD 小大 三角膠帶的滑動率ε =2%。 三角傳動中，在保證最小包角大于 120度的條件下，傳動比可取 1/7 ≤ u≤ 3。對中型通用機床，一般取 1～ 。 因此， ≤ D大≤ 343mm 經(jīng)查表?。? D大 =212mm 二 .確定齒輪齒數(shù) 用計算法或查表法確定齒輪齒數(shù)，后者更為簡單。根據(jù)要求的傳動比 u和初步定出的傳動齒輪副齒數(shù)和 Sz，查表即可求出小齒輪齒數(shù)。 在本次設(shè)計中采用的就是常用傳動比的適用齒數(shù)（小齒 輪）表就見教科書〈〈機床簡明設(shè)計手冊〉〉。 不過在表中選取的時候應(yīng)注意以下幾個問題： 1. 不產(chǎn)生根切。一般去 Zmin≥ 18～ 20。 2. 保證強度和防止熱處理變形過大，齒輪齒根圓到鍵槽的壁厚δ≥ 2mm，一般取 15 δ 5mm 則 zmin≥ +mT2，具體的尺寸可參考圖。 3. 同一傳動組的各對齒輪副的中心距應(yīng)該相等。若莫數(shù)相同時，則齒數(shù)和亦應(yīng)相等。但由于傳動比的要求，尤其是在傳動中使用了公用齒輪后，常常滿足比了上述要求。機床上可用修正齒輪，在一定范圍內(nèi)調(diào)整中心距使其相等。但修正量 不能太大，一般齒數(shù)差不能超過 3～ 4個齒。 4. 防止各種碰撞和干涉 三聯(lián)滑移齒輪的相鄰的齒數(shù)差應(yīng)大于 4。應(yīng)避免齒輪和軸之間相撞，出現(xiàn)以上的情況可以采用相應(yīng)的措施來補救。 5. 在同時滿足以上的條件下齒輪齒數(shù)的確定已經(jīng)可以初步定出，具體的各個齒輪齒數(shù)可以見傳動圖上所標(biāo)寫的。 6. 確定軸間距： 軸間距是由齒輪齒數(shù)和后面計算并且經(jīng)驗算而確定的模數(shù) m而確定的，具體的計算值如下（模數(shù)和齒輪的齒數(shù)而確定的軸間距必須滿足以上的幾個條件）： Ⅰ軸與Ⅱ軸之間的距離： 取 m=，由轉(zhuǎn)速圖而確定 21 ?zz 12 51 60150d mzmmmmd mzmmmm???????? ????????? 齒輪 1與 2之間的中心距： 121 2 1502ddamm????? ????????? Ⅱ軸與Ⅲ軸之間的距離： 取 m=，由轉(zhuǎn)速圖而確定的傳動比見圖， 38 29 33 iii?????? 16 3344 3895 48120d mzmmmmd mzmmmm???????? ?????????? 齒輪 3 與 4之間的中心距： 342 2ddamm??? ???????????? Ⅲ軸與Ⅳ軸之間的距離： 取 m=，由轉(zhuǎn)速圖而確定的傳動比 54 25 39 iii?????? 9910 10 54189 34119d mzmmmmd mzmmmm???????? ????????? 齒輪 9 與 10 之間的中心距： 9 103 2189 1192154ddamm????? ??????????? Ⅳ軸Ⅴ軸之間的中心距離： 取 m=，由轉(zhuǎn)速圖而確定的傳動比 20 7865ii???? 15 1516 16 2070 78273d mzmmmmd mzmmmm???????? ???????? 17