【正文】
尺寸參參數(shù) 齒輪1234模數(shù)m4444齒數(shù)z38767638中心距a228分度圓直徑d152304304152齒頂圓直徑160312312160齒根圓直徑142194194142全齒高h(yuǎn)99壓力角基圓直徑 傳動(dòng)比2/11/2齒輪寬B45404045齒寬系數(shù)本課題中數(shù)控機(jī)床得轉(zhuǎn)速較高,對(duì)工作可靠性要求高,根據(jù)資料[13]中的結(jié)構(gòu)選擇原則,選取濕式多片電磁離合器。將以上參數(shù)代入式(10-5)進(jìn)行計(jì)算: 對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力,而由齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積)有關(guān),可取由彎曲強(qiáng)度所算得的模數(shù)m=4,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑,算出小齒輪齒數(shù)1)計(jì)算分度圓直徑2)計(jì)算中心距3)計(jì)算齒輪寬度取。由表10-2,查得使用系數(shù)=;小齒輪精度為6級(jí),相對(duì)支撐作對(duì)稱分布。③小齒輪的齒數(shù)初選為=24,= =242=48按式(10-9)試算: 確定公式內(nèi)的各計(jì)算值:①初選載荷系數(shù)Kt=;②計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由前文可知小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為235。軸的最小尺寸,由式(15-2), 式中,由表15-3,可取得110,故: 取=35mm。滾子軸承的左端靠在端蓋上,右端用軸肩定位。2)設(shè)計(jì)計(jì)算:對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力,而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積)有關(guān),=,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑,算出小齒輪齒數(shù):大齒輪齒數(shù)這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng),即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度,又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度,并做到結(jié)構(gòu)緊湊,避免浪費(fèi)。(6)由式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次: ()(7)由圖1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)(8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,由式(1012)得: ()2)計(jì)算(1)小齒輪分度圓直徑,代入[]中較小的值:() (2)計(jì)算圓周速度: ()(3)計(jì)算齒寬: ()(4)計(jì)算齒寬與齒高之比: 模數(shù) () 齒高 () ()(5)計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù),6級(jí)精度,由圖108查得動(dòng)載系數(shù);直齒輪,假設(shè)。計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值:應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值為:(9)帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸:由表810可查得為了減輕傳動(dòng)軸上載荷,采用卸荷式帶輪結(jié)構(gòu),使帶輪上的載荷由軸承支撐進(jìn)而傳給箱體,軸只承受轉(zhuǎn)矩,裝配裝置參見裝配圖。(6)計(jì)算帶的根數(shù)Z。.V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) (1)設(shè)計(jì)功率的確定:由表87查得工況系數(shù)(2) 選定帶型:根據(jù)和由圖810確定選用A型。傳動(dòng)功率P<700kW。、梯形截面環(huán)行帶。各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 各軸輸入功率 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 ,供以后計(jì)算選擇,供以后計(jì)算使用: 各軸的傳動(dòng)參數(shù)參數(shù) 軸0軸(電機(jī)軸)I軸(傳動(dòng)軸)II軸(中間傳動(dòng)軸)III軸(主軸)計(jì)算轉(zhuǎn)()1000208 104/輸入功率(Kw) 轉(zhuǎn)矩() 54121235 傳動(dòng)比 , 轉(zhuǎn)速圖由電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍(包括恒功率變速范圍)和各軸傳動(dòng)比,作數(shù)控車床的轉(zhuǎn)速圖, 見圖22. 轉(zhuǎn)速圖第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì) (如無(wú)特殊說(shuō)明,本小節(jié)公式均出自資料[14])帶傳動(dòng)是由帶和帶輪組成傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳動(dòng)。VFNC系列變頻主軸電機(jī)特別適合數(shù)控車床類機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng),配合高性能矢量變頻器或主軸驅(qū)動(dòng)器,更能發(fā)揮其優(yōu)良的主軸特性,成為性能與經(jīng)濟(jì)性具佳的數(shù)控車床類機(jī)床的變頻主軸驅(qū)動(dòng)方案。VFNC系列變頻主軸電機(jī)的特點(diǎn):1. 雙功率設(shè)計(jì),應(yīng)對(duì)短時(shí)重載切削。要綜合考慮電機(jī)性能、價(jià)格、車床性能要求等因素來(lái)選擇 [10] 。所以本電機(jī)的電壓可選為380V。決定電動(dòng)機(jī)功率時(shí)要考慮電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱、過載能力和起動(dòng)能力三方面因素,但一般情況下電動(dòng)機(jī)容量主要由運(yùn)行發(fā)熱條件而定。 理想主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能項(xiàng)目?jī)?nèi)容高性能低速區(qū)要有足夠的轉(zhuǎn)矩寬恒功率范圍,并在高速范圍內(nèi)保持一定轉(zhuǎn)矩高旋轉(zhuǎn)精度高動(dòng)態(tài)響應(yīng)高加減速,起制動(dòng)能力具有強(qiáng)魯棒性,能適應(yīng)環(huán)境條件和參數(shù)變化高效率,低噪聲低價(jià)格低購(gòu)買價(jià)格,低維護(hù)價(jià)格,低服務(wù)價(jià)格通用要求耐用性,可維護(hù)性,安全可靠性感應(yīng)電機(jī)交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是當(dāng)前商用主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主流,其功率范圍從零點(diǎn)幾個(gè)kW到上百kW,廣泛地應(yīng)用于各種數(shù)控機(jī)床上。電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇由于不同的機(jī)床要求不同的主軸輸出性能(旋轉(zhuǎn)速度,輸出功率,動(dòng)態(tài)剛度,振動(dòng)抑制等),因此,主軸選用標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際使用需要是緊密相關(guān)的。(3)根據(jù)使用場(chǎng)所的環(huán)境條件,如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護(hù)措施,選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式。電磁離合器一般分為摩擦片式和牙嵌式[6]。但變速時(shí)必須主軸停車后才能進(jìn)行,另外,它增加了數(shù)控機(jī)床的復(fù)雜性,而且必須將數(shù)控裝置送來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電磁閥的機(jī)械動(dòng)作,然后再將壓力油分配到相應(yīng)的液壓缸,因而增加了變速的中間環(huán)節(jié),帶來(lái)了更多的不可靠因素。因此,數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)變速系統(tǒng)常常在無(wú)級(jí)變速電機(jī)之后串聯(lián)機(jī)械有級(jí)變速傳動(dòng),以滿足機(jī)床要求的調(diào)速范圍和轉(zhuǎn)矩特性。良好的抗振性和熱穩(wěn)定性. 擬定傳動(dòng)方案數(shù)控機(jī)床需要自動(dòng)換刀、自動(dòng)變速;且在切削不同直徑的階梯軸,曲線螺旋面和端面時(shí),需要切削直徑的變化,主軸必須通過自動(dòng)變速,以維持切削速度基本恒定。第六章總結(jié)本課題設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及其有待改進(jìn)之處。第二章詳細(xì)論述主軸系統(tǒng)包括各傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。硬件方面(1)根據(jù)機(jī)床性能要求,確定機(jī)床支承件結(jié)構(gòu)形式為斜床身結(jié)構(gòu),并進(jìn)行總體布局;(2)選擇主電機(jī)。 研究方法第一步,明確設(shè)計(jì)要求,找出研究的重難點(diǎn):普通數(shù)控車床最基本的要求是精度達(dá)標(biāo),穩(wěn)定可靠,操作、維修、保養(yǎng)方便,壽命較長(zhǎng),此外力求外型美觀。這樣大大提高了工作效率,提高設(shè)計(jì)的一次成功率,從而縮短試制周期,降低設(shè)計(jì)成本,提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。前者由于具有可靠性高、造價(jià)低等特點(diǎn)而被廣泛采用[4]。前者定位精度低,但它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉;后者控制精度高、快速性能好,但它對(duì)機(jī)床的要求比較高,且造價(jià)較昂貴?;剞D(zhuǎn)刀架是數(shù)控車床最常用的一種典型換刀刀架,通過刀架的旋轉(zhuǎn)分度定位來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)換刀動(dòng)作,根據(jù)加工要求可設(shè)計(jì)成四方、六方刀架或圓盤式刀架。 ⑶采用分檔變速方式 采用這種變速方式主要是為了解決主軸電動(dòng)機(jī)的功率特性和機(jī)床主軸功率特性不匹配。 定比傳動(dòng)可采用帶傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng),這種傳動(dòng)方式在一定程度上能滿足主軸功率和轉(zhuǎn)矩的要求,但其變速范圍仍和電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍相同。采用直接驅(qū)動(dòng)可大大簡(jiǎn)化主軸箱結(jié)構(gòu),能有效地提高主軸剛度。數(shù)控車床得主傳動(dòng)系統(tǒng)通常采用無(wú)級(jí)變速。 滾動(dòng)導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)小,動(dòng)、靜摩擦系數(shù)很接近,不會(huì)產(chǎn)生爬行現(xiàn)象,可以使用油脂潤(rùn)滑。 滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、接觸剛度大等優(yōu)點(diǎn)。由于刀架水平放置,對(duì)提高刀架的運(yùn)動(dòng)精度有好處,但排屑困難;刀架橫滑板較長(zhǎng),加大了機(jī)床的寬度尺寸,影響外觀。目前,國(guó)產(chǎn)數(shù)控車床的品種、規(guī)格較為齊全,質(zhì)量基本穩(wěn)定可靠,已進(jìn)入實(shí)用和全面發(fā)展階段。向高速化和高精度化發(fā)展 向智能化方向發(fā)展 (1)應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù)向高速化和高精度化發(fā)展 數(shù)控系統(tǒng)能檢測(cè)過程中一些重要信息,并自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù),達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)自從1951年計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床上,數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了數(shù)控(NC)和計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)兩個(gè)階段的發(fā)展??梢灶A(yù)見,未來(lái)幾年普通機(jī)床的市場(chǎng)份額將不斷下滑, 數(shù)控機(jī)床的消費(fèi)會(huì)逐漸擴(kuò)大。 此外,機(jī)床數(shù)控化還是推行FMC(柔性制造單元)、FMS(柔性制造系統(tǒng))以及CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。 加工零件的精度高,尺寸分散度小,使裝配容易,不再需要“修配”。用這種裝備加工出來(lái)的產(chǎn)品國(guó)內(nèi)、外市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力,直接影響一個(gè)企業(yè)的的生存和發(fā)展。近10年來(lái),~,年產(chǎn)值約為18億元。通常變頻電機(jī)調(diào)速范圍3—5,難以滿足主軸變速要求;串聯(lián)變速齒輪則擴(kuò)大了齒輪的變速范圍 。主軸箱有安裝在精密軸承中的空心主軸和一系列變速齒輪組成。CK6125數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要:數(shù)控車床不僅能夠車外圓還能用于鏜孔、車端面、鉆孔與鉸孔。對(duì)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討;并對(duì)ck6125數(shù)控車床主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與計(jì)算。變頻電機(jī)通過帶傳動(dòng)和變速齒輪為主軸提供動(dòng)力。 The transmission gears is to expand the scope of a variablespeed to meet the speed range of the spindle .In addition, in this design the design of the belt drive has been changed from the original unloading structure into the loading structure, transmissed the force to the lathe body so that input shaft is only forced torque, improved the forcing state of the input shaft. Key words: headstocks,