【文章內(nèi)容簡介】 獻(xiàn)〔 9〕表 可得小齒輪齒面硬度為 260HBS；因載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，故粗選 7級(jí)精度；傳動(dòng)方式為開式齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，初選 221?Z ， 862 ?Z 。根據(jù) 參考文獻(xiàn)〔 9〕的介紹，在金屬切削機(jī)床中，若傳遞的功率不大，圓柱齒輪的齒寬系數(shù) d? 可小到 ，按軟齒面齒輪、非對(duì)稱安裝查參考文獻(xiàn)〔 9〕表 ，根據(jù)實(shí)際情況，由于所傳遞的功率很小，故選齒寬系數(shù) ?d? 。 根據(jù)參考文獻(xiàn)〔 9〕的介紹，閉式齒輪傳動(dòng)主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕，故先 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。 12 根據(jù)參考文獻(xiàn)〔 9〕式 可查得齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式 ? ?3211 ???????????HEdtZuuKTd ?? 初選載荷系數(shù) ?tK ，根據(jù)上幾章所算得的數(shù)據(jù)選用電速電機(jī)功率輸出功率kwP ? ， 故小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為： mmNnPT ??????? 466 查參考文獻(xiàn)〔 9〕表 得材料系數(shù) aE MPZ ? 按齒面硬度查參考文獻(xiàn)〔 9〕圖 可得大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 MpaH 6001lim ?? ，MpaH 5601lim ?? 由參考文獻(xiàn)〔 9〕中 式可得應(yīng)力循環(huán)計(jì)算公式 hjLnN 11 60? ，假設(shè)這對(duì)齒輪工作壽命為 10年，每年工作 300 天，每天工作兩班制，則： 911 0 01019 6 06060 ????????? hjLnN 6712 ????? ?NN 查參考文獻(xiàn)〔 9〕圖 得齒輪接觸疲勞強(qiáng)度 ?HNK , ?HNK 取安全系數(shù) 1?HS ，根據(jù)參考文獻(xiàn)〔 9〕許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式 ? ? HHHNH SK lim?? ? ,得： ? ? M p aSK HHHNH 6 0 016 0 i m11 ???? ?? ? ? M p aSK HHHNH ???? ?? 試算小齒輪分度圓直徑 td1 ： 取 ? ? ? ?2HH ?? ? ， mmd t 3 241 532 ??????????? 由圓周速度計(jì)算公式 smndV t 11 ?? ????? ? 13 根據(jù)參考文獻(xiàn)〔 9〕表 查得 1?AK ,根據(jù)圓 周速度 smV ? 、 7 級(jí)精度，查參考文獻(xiàn)〔 9〕圖 得動(dòng)載系數(shù) ?vK ,由參考文獻(xiàn)〔 9〕圖 查得 ??K 。則載荷系數(shù) ????? ?KKKK VA 即可以校正分度圓直徑，由于結(jié)構(gòu)和配合原因，實(shí)際此對(duì)齒輪的模數(shù)已由回轉(zhuǎn)支承外圈齒輪的模數(shù)而確定；取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 6?m 兩齒輪分度圓直徑即可求出 由 mZd? ，可得兩分度圓直徑 1d 、 2d mmZmd 1 3 222611 ???? mmZmd 5 1 686622 ???? 由回轉(zhuǎn)支承的結(jié)構(gòu)可得出齒寬 mmb 502 ? 一般的小齒輪的齒寬為 mmbb )10~5(1 ?? ，取 mmb 5? ， mmb 551 ? 考慮此處傳遞的力較小，又由于結(jié)構(gòu)的原因，小齒輪不須很大的結(jié)構(gòu) 故可按齒寬 mmdb d ???? ? 來確定 mmb 281 ? 校核齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 根據(jù)參考文獻(xiàn)〔 9〕式 可得許用彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式為： ? ?FSaFadFYYmzKT ??? ?? 32112 查參 考文獻(xiàn)〔 9〕圖得大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MpaF 2401lim ?? , MpaF 2202lim ?? 查參考文獻(xiàn)〔 9〕圖 得彎曲疲勞壽命系數(shù) 11?FNK , 12 ?FNK . 根據(jù)參考文獻(xiàn)〔 9〕式 可得許用彎曲應(yīng)力計(jì)算公式 ? ? FFSTFNF SYK lim?? ? ,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取彎曲疲勞安全系數(shù) ?FS ，由國家標(biāo)準(zhǔn)取應(yīng)力修正系數(shù) 2?STY ,則： 14 ? ? M p aSYK TFSTFNF ????? ?? ? ? M p aSYK TFSTFNF 3 1 ????? ?? 根據(jù)齒數(shù)，由參考文獻(xiàn)〔 9〕表 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) ?FaY ， ?SaY ， ?FaY ， ?SaY 。 故 ? ? 01 342 11 ???F SaFa YY ? ? ? 2`2 ???F SaFa YY ? 因?yàn)?? ? ? ?22`2111FSaFaFSaFa YYYY ?? ? 小齒輪的數(shù)值大，所以按小齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核； ? ?132 41 FaF MP ?? ?????? ???? 故齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。 齒輪鍵的強(qiáng)度校核 根據(jù)上面所選的 2R07DT56M 型號(hào) R 系列短軸距圓柱齒輪減速電機(jī)，伸出軸直徑為20mm 可以選擇型號(hào)為 6 32GB109679的普通平鍵，其基本參數(shù)見下表 表 31 參數(shù) 軸 d1 20 L1 32 尺寸 b h L =6 6 32 鍵的計(jì)算尺寸見表 32： 15 表 32 參數(shù) 軸 尺寸 b h L =6 6 32 l 32－ 3=29 k h/2 =3 鍵的強(qiáng)度校核見表 33： 由 [1]表 得： ? ? 2/120~100 mmNp ?? 由上面所計(jì)算的小齒輪承受 T== mmNmmN ???? 2 1 0 4 表 33 參數(shù) 軸 1 T 2100 d1 20 l 32 k 3 ? ?PP mmNdk lT ?? ??????? / 210022 由上述計(jì)算可知鍵的強(qiáng)度滿足要求。 16 第 4 章 機(jī)床 升降機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì)計(jì)算 升降機(jī)構(gòu)的工作原理 通過查閱設(shè)計(jì)資料，一般機(jī)床的升降機(jī)構(gòu)，采用絲杠螺母副，可以傳遞很大的力，利用絲杠或螺母的垂直軸向運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)傳遞升降的，絲杠螺母分為螺母固定絲杠旋轉(zhuǎn)的，螺母旋轉(zhuǎn)絲杠固定的，還有螺母絲杠都旋轉(zhuǎn)的，考慮到本次設(shè)計(jì)的簡便和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，直接采用 SWL 型蝸輪蝸桿升降機(jī)， SWL 型蝸輪蝸桿 升降機(jī)具有有很高傳動(dòng)精度，生產(chǎn)已經(jīng)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化。該機(jī)內(nèi)部含有一個(gè) 蝸輪螺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)蝸輪的伸出端轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺桿與其嚙合，作軸向運(yùn)動(dòng)，可帶動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)。蝸輪蝸桿有兩個(gè)伸出軸端，可用手柄或電機(jī)直接帶動(dòng)，由于剛性傳動(dòng)一般不適合一級(jí)傳動(dòng)，再加上此處傳動(dòng)精度不是很高，用柔性聯(lián)結(jié)比剛性聯(lián)結(jié)好，故采用 V 帶和電機(jī)伸出軸相連，選擇頂端帶法蘭的升降機(jī)，將蝸輪蝸桿升降機(jī)底端固定，頂部法蘭與上機(jī)架聯(lián)結(jié)。整個(gè)升降機(jī)構(gòu)的示意圖如下 圖 所示 ： 圖 升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖 該圖 下面的常用三相異步電動(dòng)機(jī)通過 V 帶將運(yùn)動(dòng)傳遞 給上面蝸輪的一端伸出軸，通過軸的傳動(dòng)和蝸輪蝸桿內(nèi)的換向功能將運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為螺桿頂部法蘭的軸向升降運(yùn)動(dòng)，法蘭頂部直接與機(jī)床上支板相連接，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的上下運(yùn)動(dòng)。 17 升降機(jī)的選型及參數(shù) 蝸輪螺桿升降機(jī)，是通過蝸輪傳動(dòng)螺桿完成提升、下降、推進(jìn)、翻轉(zhuǎn)等功能，是一種基礎(chǔ)起重部件，已列為 JB/88091998 標(biāo)準(zhǔn)。廣泛地用于機(jī)工、冶金、建筑、水利、化工、醫(yī)療、文化、衛(wèi)生等各個(gè)行業(yè)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、安裝方便、使用靈活、可靠性好、穩(wěn)定性高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，可以用電動(dòng)機(jī)或其他動(dòng)力直接帶動(dòng)，也可以手動(dòng)。 考慮 到整個(gè)機(jī)床的整體性和簡便，初步選用 SWL 蝸輪螺桿升降機(jī)，采用電機(jī)帶動(dòng) V帶進(jìn)行傳動(dòng)， 本系列蝸輪螺桿升降機(jī)可以自鎖，承載能力 ，最高輸入轉(zhuǎn)速1500r/min，最大提升速度 ，有不同的結(jié)構(gòu)形式和裝配方式，工作環(huán)境溫度在20－ 100℃ 之間，提升高度 可自由確定。 經(jīng)過查閱和比較后，選擇螺桿同時(shí)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式，裝配形式采用螺桿向上運(yùn)動(dòng)的形式，螺桿的頭部采用法蘭型與上支架栓結(jié)，升降速度不是很快，故采用慢速的傳動(dòng)比，考慮到機(jī)床的上下運(yùn)動(dòng)的安全性，升降機(jī)螺桿的防護(hù)采用防旋轉(zhuǎn)型 。 已知升降機(jī)的提升負(fù)載應(yīng)等于上支架及其上面中頻感應(yīng)電源和石棉板等的總重，約，螺桿的行程應(yīng)該等于機(jī)床的上下可移動(dòng)距離，所以行程為 200MM，提升速度不大于 300MM/min,綜合考慮初選最小型號(hào)的 型蝸輪螺桿升降機(jī)。該機(jī)的最大提升負(fù)載為 25KN，最大許用功率 ，最大螺桿徑向力 NFr 350max ? ，最大螺桿驅(qū)動(dòng)扭矩mNMt ??18 。蝸桿副采用稀油潤滑時(shí)總的效率 ?? ，選擇的 SWL 系列 螺桿的參數(shù)見表 。 表 升降機(jī)的技術(shù)參數(shù) 蝸桿轉(zhuǎn)速 n r/min 起升速度 m/min 起升力（ ） N/m KW 1000 升降機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算 A1 驅(qū)動(dòng)功率 ?60vFP a?? 式中： P— 驅(qū)動(dòng)功率， KW Fa— 起升力，起升拉力， KN 18 V— 起升速度， m/min ? — 傳遞總效率。 KwvFP a ?? ????? ? A2 驅(qū)動(dòng)扭矩 npMT 9550? 式中： TM — 驅(qū)動(dòng)扭矩， N/m P— 驅(qū)動(dòng)功率， KW n— 轉(zhuǎn)速， r/min mNnpM T / ???? 蝸桿伸出軸上，由于需要安裝帶輪，易產(chǎn)生徑向力 rF 和扭矩。對(duì)于該種渦輪螺桿可查得其最大螺桿徑向力 NFr 350max ? ，最大螺桿驅(qū)動(dòng)扭矩 mNMt ??18 。 所需齒輪或帶輪的最小直徑：m a xm a xm in21910 0rtr FMnF PD ?? 式中： min