【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)構(gòu)尺寸大，造成主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大。因此，應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)軸直徑等適當(dāng)選取。 本次設(shè)計(jì)共包含 III軸傳動(dòng)組， IIIII軸傳動(dòng)組， IVV傳動(dòng)組和 VVI(主軸 )傳動(dòng)組四個(gè)齒輪副傳動(dòng)組?，F(xiàn)根據(jù)各傳動(dòng)組內(nèi)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比草擬出多種齒數(shù)和，見下表 22，至于具體每對傳動(dòng)副齒數(shù)和和各齒輪齒數(shù)的確定留待各軸直徑估算確定后再確定。 表 22 各種傳動(dòng)比齒輪齒數(shù)和及齒數(shù) 11 第三 章 傳動(dòng)件設(shè)計(jì) 機(jī)床帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) （ 1）初定軸 I的轉(zhuǎn)速 考慮 I 軸的轉(zhuǎn)速不宜過低（結(jié)構(gòu)尺寸增大），也不宜過高（帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡引起的振動(dòng)、噪聲），初定從動(dòng)軸 nП =900r/min。 （ 2）確定計(jì)算功率 Pca 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 87 查得工作情況系數(shù) KA= 故 P ca=KAP=179。 = （ 3）選取 V帶型的帶型 根據(jù)計(jì)算功率 Pca 和小帶輪轉(zhuǎn)速 nⅡ =900r/min，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 811選取 A 型 V 帶。 （ 4）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd并驗(yàn)算帶速 v 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd1,有《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 86 和表 88，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 ddi=95mm 驗(yàn)算帶速 v。 因?yàn)?5m/sv30m/s,故帶速適合。 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑， 取彈性滑動(dòng)率ε = 得 dd2=idd1（ 1? ） =1400/80 179。 95179。 = mm 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 88，圓整為 dd2=140mm 實(shí)際傳動(dòng)比 i= I軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速 nI=ind=784r/min 轉(zhuǎn)速誤差Δ n2= % ??? 對于帶式傳送裝置，轉(zhuǎn)速誤差允許在177。 5%范圍內(nèi) （ 5）確定 V帶的中心距 a0 和基準(zhǔn)長度 Ld smndv d / 11 ??? ? 12 初定帶傳動(dòng) 的中心距 由式 （ dd1+dd2） ? a0 ? 2（ dd1+dd2）初定中心距 a0=450mm 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度 ? ? mmaaL d 14 754504 84364245024 dd)dd(22 202d12dd2d100 ??????? ?????????? ?? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 82 選取帶的基準(zhǔn)長度 Ld=1400 mm 3）計(jì)算實(shí)際中心距 a 中心距的變化范圍為 406~478 mm （ 6）驗(yàn)算小帶輪上的包角 1? （ 7）計(jì)算單根 V帶的基本額定功率 P0 根據(jù) dd1=95mm 和 nd=1400r/min，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表 84a，用插值法，取得 A 型 V 帶的額定功率 P0= 額定功率的增量Δ P0 根據(jù) nd=1400r/min 和 i=，由課《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表 84b，用插值法，取得 A 型 V 帶的額定功率增量Δ P0= （ 8）計(jì)算帶的根數(shù) Z 根據(jù) =176。 ,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 85 得包角系數(shù) ?K =；根據(jù)Ld=1400mm，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 82得帶長修正系數(shù) KL=，于是 Pr=（ P0+Δ P0）179。 ?K 179。 KL= 因此由下列公式計(jì)算 V 帶根數(shù) Z= 故 取兩根 （ 9）計(jì)算單根 V帶的初拉力的最小值（ F0） min 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 83 得 A 型帶的單位長度質(zhì)量 q=,所以 （ F0） min= ???????????? )140224( d1d21 a）（? LLaa d0d0 ????rcaPP? ? NqvZvK PK ca 2 ????? 13 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力 F0（ F0） min （ 10）計(jì)算壓軸力 Fp 壓軸力的最小值為 （ Fp） min=2Z（ Fp） minsin =2179。 2179。 179。 sin = 各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速 主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 在設(shè)計(jì)之初，由于確定的僅僅是一個(gè)方案，具體構(gòu)造尚未確定，因此只能根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，初步確定主軸的直徑。 (1) 主軸前端軸頸的直徑 D1 表 31 各類機(jī)床主軸前端軸頸的直徑 D1 圖 31 機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)圖 如表 31 所示，本次設(shè)計(jì)，選 則 D1=60mm。 (2) 主軸后軸頸 D2 一般機(jī)床主軸后軸頸 D2=（ ~） D1,取 D2=50mm。 中間傳動(dòng)軸的 計(jì) 算 根 據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，一般機(jī)床每根軸的當(dāng)量直徑 d 與其傳遞的功率 P， 計(jì)算轉(zhuǎn)速 Nj，以及允許的扭轉(zhuǎn)角 [Ф]有如下經(jīng)驗(yàn)公式： d=11sqrt(sqrt(P/Nj[Ф])) 對于花鍵軸，軸內(nèi)徑一般要比 d 小 7%。 （ 1） 允許扭轉(zhuǎn)角 [Ф]的確定 ?21? 14 一般 機(jī)床各軸的允許扭轉(zhuǎn)角參考值見表 32. 表 32 機(jī)床各軸允許扭轉(zhuǎn)角 [Ф] 本次設(shè)計(jì)， 中間傳動(dòng)軸 允許扭轉(zhuǎn)角 [Ф]均取 。 。 （ 2） 計(jì)算轉(zhuǎn)速 Nj的確定 計(jì)算轉(zhuǎn)速 Nj 是指主軸或其他傳動(dòng)軸傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速，對于等比傳動(dòng)的中型通用機(jī)床，主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速一般為： Nj=Nmin*φ^(Z/3 1) 故本次設(shè)計(jì)， Nj=125rpm。根據(jù)轉(zhuǎn)速圖圖 24，即可確定各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速見下表。 表 33 各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 ( 3 ) 各軸傳遞功率的確定 各軸的傳遞功率 N=η*Pe。在確定各軸效率時(shí)，不考慮軸承的影響，但在選取各軸齒輪傳遞效率時(shí)，取小值以彌補(bǔ)軸承帶來的誤差。一般機(jī)床上格傳動(dòng)元件的效率見下表。 表 34 機(jī)械傳動(dòng)效率 變速箱圓柱齒輪傳動(dòng)選取 8 級精度， 主軸精度不高，選擇 7 級精度 。由表32，表 33，表 34 以及公式 d=11sqrt(sqrt(P/Nj[Ф])) 即可確定各軸傳遞效率以及當(dāng)量直徑。見下表： 表 35 機(jī)床各中間傳動(dòng)軸傳遞 功率及計(jì)算直徑 15 *=； *=； *=。 *=。 由參考資料查得，主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速是第一個(gè)三 分之一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高一級轉(zhuǎn)速， 齒輪模數(shù)計(jì)算 齒輪選用 40Cr 調(diào)質(zhì)處理按接觸疲勞強(qiáng)度或者彎曲強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)比較復(fù)雜，因此先進(jìn)行估算，再選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)，一般同一變速組中的齒輪取同一模數(shù)，一個(gè)主軸變速箱中的齒輪采用 1~2 個(gè)模數(shù)，傳動(dòng)功率的齒數(shù)模數(shù)一般不小于 2mm。 第一變速組：相同模數(shù)承受載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪為 Z1。 Z1 位于 I 軸，屬于高速軸 （ 1）按照接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算齒輪選用精度。 1） 選擇載荷系數(shù) Kt= 2） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1= mmNn P ???? 41 15 3） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 107 選取齒寬系數(shù) 11?? ，由表 106 查取材料的彈性影響系數(shù) ZE=,由圖 1021d 按吃面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為MPaH 600lim ?? ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度 MPaH 550lim ?? 。 4） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 N1=60n1jLh=60179。 800179。 1179。（ 15179。 300179。 2179。 8） =179。 109 N2=179。 109/2=179。 108 5） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1019 取 KHN1=， KHN2= 取失效概率的 1%，安全系數(shù) S=1 ? ? MP aSK HNH 5701lim11 ?? ?? 。 ? ? M P aSK HNH 5612lim22 ?? ?? 6） 試算小齒輪分度圓直徑 d1t,代入 ? ?H? 中較小的值。 ? ? mmZuuTKd HEdtt 44561 3 243211 ???????????????????? ?? 圓周速度 smndv t / 80044100060 11 ?? ????? ?? 齒寬系數(shù) mmdb t 4411 ?? ? 7） 計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h。 m i n/ 513m in rnn Zzv ???? ?? 16 模數(shù) mmzdm tt ??, 齒高 h== mm, ?hb 根據(jù) v= m/s ,7 級精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 108 查得動(dòng)載系數(shù) Kv=，直齒輪 1?? ?? FH KK ,由表 102 查得使用系數(shù) KA=1，由表 104用插值法查得 7級精度、小齒輪相對支撐非對稱布置時(shí)， KHβ =，由圖 1013 查得 KFβ=；故載荷系數(shù) K= HvA ???HK 8）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑得 mmKKddtt 3311 ??? , 模數(shù) m=d1/z1= mm。 （ 2）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 5001 ?? 。 大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 MPaFE 3802 ?? ，并查取彎曲疲勞壽命, 21 ?? FNFN KK 。 計(jì)算疲勞彎曲許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，則 ? ? ? ? MP aSKMP aSK FEFNFFEFNF 。 222111 ???? ???? 計(jì)算載荷系數(shù)， 5 7 4 ?? ?? FFvA KKKKK 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 105 查得齒形系數(shù) YFa1=,YFa2=。應(yīng)力校正系數(shù) YSa1=,YSa2=. ? ? ? ? 01 。01 2 221 11 ?? F SaFaF SaFa YYYY ?? 模數(shù) ? ? 1 6 5 7 4 3243 211 ??? ?????????????FSaFadYYzKTm ?? 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m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) m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（及模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有 17 關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=2mm。 由以上結(jié)論，按齒輪齒根彎曲疲勞彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算第二變速組和第三變速組中的齒輪模數(shù)。 第二變速 組：相同模數(shù)承受載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪為 Z7。 Z7 位于Ⅲ軸 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1= 2）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1=60n1jLh=60179。 400179。 1179。（ 15179。 300179。 2179。 8） =179。 109 N2=179。 109/=179。 108 3）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 5001 ?? 。 大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 MPaFE 3802 ?? ，并查取彎 曲疲勞壽命, 21 ?? FNFN KK 。 4）計(jì)算疲勞彎曲許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，則 ? ? ? ? MP aSKMP aSK FEFNFFEFNF 247。 222111 ???? ???? 載荷系數(shù) K約為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 105 查得齒形系數(shù) YFa1=,YFa2=。應(yīng)力校正系數(shù) YSa1=,YSa2=. ? ? ? ? 01 。01 2 221 11 ?? F SaFaF SaFa YYYY ?? 模數(shù) ? ? mmYYzKTmFSaFad 3 2 43 211 ??? ????????????? ?? 第三變速組：相同模數(shù)承受載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪為 Z11。 Z11 位于 III 軸 1）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1= 2）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1=60n1jLh=60179。 180179。 1179。（ 15179。 300179。 2179。 8） =179。 108 N2=179。 108/4=179。 108 mmNn P ???? 42 25 mmNn P ???