【文章內(nèi)容簡介】 內(nèi)無級調(diào)整的轉(zhuǎn)速。主軸回轉(zhuǎn)某型重型數(shù)控機床主軸箱設(shè)計及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 12 運 動通過齒輪傳動實現(xiàn)，在銑軸內(nèi)的鏜軸沿兩個固定在銑軸上的專用成形鍵做無間隙滑動，并通過此成形鍵傳遞銑軸回轉(zhuǎn)動力。主軸箱的中部是滑枕部件，材料是一種優(yōu)質(zhì)精密鑄鐵件，長方形截面（ 480 520mm），滑枕在主軸箱內(nèi)沿 W 軸水平移動，它支承主軸，并承擔(dān)將主運動傳至主軸。在滑枕前端面可以安裝附件（如垂直銑頭，平旋盤等），并且在滑枕前端蓋上安裝有附件識別開關(guān)。在滑枕的下部是支撐滑枕伸出的滾珠絲杠，通過 經(jīng)高精度齒輪降速后，驅(qū)動滾珠絲杠副。絲杠在固定于方滑枕上的支架中的滾珠絲母內(nèi)回轉(zhuǎn)，傳動件為回轉(zhuǎn)絲杠、絲母為預(yù)壓式雙螺母結(jié)構(gòu) ，以便于消除間隙。 滑枕的相關(guān)設(shè)計 根據(jù)滑枕的行程： mm1200 ，滑枕尺寸： mmmm 520480 ? ,所以滑枕與箱體的結(jié)合面尺寸為： mmmmmm 1 2 0 05 2 04 8 0 ?? 。 因為滑枕自身較重，所以在箱體內(nèi)部直線運動，采用靜壓導(dǎo)軌。初步得出絲杠直徑為mm63 ，絲杠總長為 mml 1400? 。 主軸箱的輪廓設(shè)計 查閱相關(guān)資料，借鑒相關(guān)書籍和老師進行溝通得到主軸箱二維輪廓圖如下圖 所示： 圖 主軸箱二維輪廓圖 某型重型數(shù)控機床主軸箱設(shè)計及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 13 傳動系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù) TK6920 機床的設(shè)計要求和數(shù)據(jù)得到如下 圖 傳動系統(tǒng)： 圖 傳動系統(tǒng) II 軸轉(zhuǎn)速： m i n/ rinnIIII ????? III 軸轉(zhuǎn)速： m i n/3892771148 rinnIIIIIII ????? III? 軸轉(zhuǎn)速： m i n/975939148 rinnIIII ????? ? IV 軸轉(zhuǎn)速： m i n/111272497 rinn IIIIIV ????? V 軸轉(zhuǎn)速： m i n/1242427111 rinn IVIVV ????? 聯(lián)軸器的傳動效率： ?? 、齒輪嚙合效率： ?? 、滾動軸承效率： ?? 、 v 帶傳動的效率： ?? I 軸傳動效率： ????? ??IKA II 軸傳動效率： 9 1 22231 ??????? ???IIKA 某型重型數(shù)控機床主軸箱設(shè)計及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 14 III 軸傳動效率： 2322331 ??????? ???I I IKA IV 軸傳動效率： 342431 ??????? ???IVKA V 軸傳動效率： 45442531 ????????? ????VKA ： kwp 710 ? I 軸功率： kwKApp I ????? II 軸功率： kwKApp II ????? III 軸功率： kwKApp I I I ????? IV 軸功率： kwKApp IV ????? V 軸功率 ： kwKApp V ????? ： 齒輪 01： 26?m 、 4?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 11020c os 426c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 118421102 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 451 1 ????? ? 齒輪 02： 57?m 、 4?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 24220c os 457c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 250422422 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB ????? ? 齒輪 03： 27?m 、 5?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 某型重型數(shù)控機床主軸箱設(shè)計及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 15 分度圓直徑： mmzmd 24220c os 457c os ????? ?? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 154521442 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 581 4 ????? ? 齒輪 04： 59?m 、 4?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 31320c os 459c os ????? ?? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 323523132 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 1 2 53 1 ????? ? 齒輪 05： 71?m 、 5?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 37720c os 571c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 387523772 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 1 5 03 7 ????? ? 齒輪 06： 39?m 、 5?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 20720c os 539c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 217522072 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 832 0 ????? ? 齒輪 07： 21?m 、 8?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 17820c os 821c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 194821942 ??????? ? 某型重型數(shù)控機床主軸箱設(shè)計及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 16 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB ????? ? 齒輪 08： 24?m 、 8?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 20420c os 824c os ????? ?? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 220822042 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 822 0 ????? ? 齒輪 09： 27?m 、 8?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分 度圓直徑： mmzmd 23020c os 827c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 246822302 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 922 3 ????? ? ： mmnPAdII 33 10 ????? mmnPAdIIII96148 33 20 ????? mmnPAdIIIIII68389 33 30 ????? mmnPAdIIIIII10897 33 30 ????? ?? mmnPAdIVIV102111 33 40 ????? mmnPAdVV98124 33 50 ????? 某型重型數(shù)控機床主軸箱設(shè)計及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 17 ： I 軸的設(shè)計和校核： （ 1） 、初選軸的直徑為 mm65 ，考慮到軸上有一個鍵槽，故直徑增加 4%5%，所以最小直徑為 mm79 。 （ 2） 、初選深溝球軸承 6221 型號： 221 3 085 ????? BDd （ 3） 軸承端蓋的設(shè)計： 軸承端蓋如圖 所示： 圖 軸承端蓋 取螺栓直徑 3d =10，數(shù)目為 4 mmdDd 31 ?????? mmddd 312 ?????? mmde 3 ???? 取 mmm 17? mmmmDd 1 7 5154 ??? （ 4） 、 軸的示意圖： 某型重型數(shù)控機床主軸箱設(shè)計及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 18 （ 5）、校核強度： 轉(zhuǎn)矩： mNnpT I / 1 ????? 圓周力： NdTF IIt ???? 徑向力： NFF ntr 158c os 20tan16 626 55 2c ostan ????? ???? 注： )5726(4a rc c os2 )(a rc c os 21 ?? ????? ??? zzm 軸向力： NFF ta 8 5 5 1t a 6 6 2 6 5t a n ????? ?? 受力圖： 水平面： NFrdFaFQR A H 2 3 9 7 713880802210 1 ???????? （ 注： FQ=10050N） 某型重型數(shù)控機床主軸箱設(shè)計及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 19 NF A HFrFQR B H 8 8 6 3 6???? 垂直面： NFtRBVR A V 2 652 ???? 畫出水平面彎矩圖以及垂直面彎矩圖： MNR A HM C H L ???? 9 1 880 MNdFaR A HM C H R ?????????? 在右軸頸中間斷面處的垂直處水平彎矩為： MNFaM BH ?????? 2 1 1 0 0 0 5 0 0210 彎曲圖如下： 齒輪中間處的垂直彎矩： MNR A VM CV ?????? 6 5 3 1 3 280 彎矩圖如下： 合成彎曲： MNMMM CVC HLCL ?????? 1 7 1 222 MNMMM CVC HRCR ?????? 222 所以： MNTMM CRC ??????? 0 7 8) 6 4 ( 0 9 5)( 2222 ? MNTMM BHB ??????? 3 2 0 3) 6 4 (2 1 1 0 5)( 2222 ? 軸的材料為 45 剛，經(jīng)過調(diào)制處理，硬度為 217225HBW，許用應(yīng)力為： Mpa60][ 1 ??? 。 校核強度： B 截面處的強度： Mp aWM B 3 ????? 某型重型數(shù)控機床主軸箱設(shè)計及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 20 所以 ][ 1???? C 截面處的強度： Mp aWM C 3 ????? 所以 ][ 1???? 綜上所訴：本軸的強度滿足設(shè)計使用要求。 II 軸的設(shè)計： （ 1） 、初選軸的直徑為 mm96 ，考慮到軸上有三個鍵槽，故直徑增加 12%，所以最小直徑為 ，圓整為 mm100 （ 2） 、初選深溝球軸承 6020 型號： 241 5 01 0 0 ????? BDd （ 3） 軸承端蓋的設(shè)計： 軸承端蓋如圖所示： 取螺栓直徑 3d =10，數(shù)目為 4 mmdDd 31 ?????? mmddd 2 0 7 312 ?????? mmde 3 ???? 取 mmm 17? mmmmDd 1 3 5154 ??? 某型重型數(shù)控機床主軸箱設(shè)計及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 21 （ 4）、軸的示意圖： III 軸的設(shè)計： （ 1） 、初選軸的直徑為 mm108 ，考慮到軸上有 三個鍵槽，故直徑增加 12%，所以最小直徑為 mm120 。 （ 2） 、初選深溝球軸承 6024 型號： 281 8 01 2 0 ????? BDd （ 3） 、軸承端蓋的設(shè)計： 軸承端蓋如圖所示： 取螺栓直徑 3d =10，數(shù)目為 4 mmdDd 31 ?????? mmddd 2 3 0 312 ?????? mmde 3 ???? 取 mmm 17? mmmmDd 1 6 5154 ??? 某型重型數(shù)控機床主軸箱設(shè)計及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 22 （ 4）、軸的示意圖： IV 軸的設(shè)計： （ 1） 、初選軸的直徑為 mm102 ，考慮到軸上有一個鍵槽，故直徑增加 3%，所以最小直徑為 mm105 。 （ 2） 、初選深溝球軸承 6021 型號： 261 6 01 0 5 ????? BDd （ 3） 、軸承端蓋的設(shè)計： 軸承端蓋如圖所示： 取螺栓直徑 3d =10，數(shù)目為 4 mmdDd 31 ?????? mmddd 2 1 8 312 ?????? mmde 3 ???? 取 mmm 17? mmmmDd 1 4 5154 ??? 某型重型數(shù)控機床主軸箱設(shè)計及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 23 （ 4）、軸的示意圖： V 軸的設(shè)計： （ 1） 、初選軸的直徑為 mm98 ，考慮到軸上有一個鍵槽，故直徑增加 5%，所以最小直徑為 mm105 。 （ 2） 、初選深溝球軸承 6021 型號：