【文章內(nèi)容簡介】 。直流電動機(jī)和伺服電動機(jī)造價(jià)高，多用于一些有特殊需求的場合；步進(jìn)電動機(jī)常用于數(shù)控設(shè)備中。由于交流異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作穩(wěn)定可靠，容易維護(hù)，且交流電源易于獲得，故是機(jī)械設(shè)備最常用的 原動機(jī)。電動機(jī)容量用額定功率表示，對于標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)，要求其額定功率等于或大于工作機(jī)所需的電動機(jī)功率。根據(jù)此原則選擇電動機(jī)的容量。同步轉(zhuǎn)速低的電動機(jī)，磁極數(shù)多，其外廓尺寸及重量大，價(jià)格高；而同步轉(zhuǎn)速高的電動機(jī)，磁極數(shù)少，尺寸和重量小，價(jià)格低。因此，確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)該從電動機(jī)和傳動裝置的總費(fèi)用，機(jī)械傳動系統(tǒng)的復(fù)雜程度及其機(jī)械效率等綜合考慮。當(dāng)執(zhí)行構(gòu)件的轉(zhuǎn)速較高時(shí)，選用高速電動機(jī)能縮短運(yùn)動鏈，簡化傳動環(huán)節(jié)，提高傳動效率。但如果執(zhí)行構(gòu)件的速度低，則選用高速電動機(jī)時(shí)會使減速裝置增大，機(jī)械傳動部分的成本會大幅度增加，且機(jī)器的機(jī)械效率也會降低很多。因此，電動機(jī)的 轉(zhuǎn)速的選擇，必須從整機(jī)的設(shè)計(jì)要求出發(fā)。根據(jù)選定的電動機(jī)類型，結(jié)構(gòu)，功率和轉(zhuǎn)速，從標(biāo)準(zhǔn)中查出電動機(jī)型號后，應(yīng)該將其型號，額定功率，滿載轉(zhuǎn)速，電動機(jī)中心高，軸身尺寸，鍵槽尺寸記錄下備用。根據(jù)以上敘述原則和條件，對整個(gè)設(shè)計(jì)的動力部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。該機(jī)床是一般的金屬切削機(jī)床，無特殊的性能要求，采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電機(jī)具有高效低能耗起動轉(zhuǎn)矩大、噪音低、振動小、運(yùn)行安全可靠的特點(diǎn)。工作條件：環(huán)境溫度不超過+40C。相對濕度不超過95%；海拔不超過1000m；額定電壓380V，頻率50Hz。根據(jù)臥式鏜床加工的技術(shù)要求，選定13kW主電機(jī)：P=13kW ，轉(zhuǎn)速n=970r/min。 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 公比的選用由于值越小則相對轉(zhuǎn)速損失越少，但當(dāng)變速范圍一定時(shí)變速級數(shù)將增多，變速箱的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。對于通用機(jī)床，輔助時(shí)間和準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間越長，機(jī)動時(shí)間在加工周期中占的比重不是很大，轉(zhuǎn)速損失不會引起加工周期過多的延長，為了使機(jī)床變速箱結(jié)構(gòu)不過于復(fù)雜，取，采用標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列。1） 傳動副前多后少的原則2） 傳動順序與擴(kuò)大順序相一致的原則3） 變速組的降速要前滿后快，中間軸的轉(zhuǎn)速不宜超過電動機(jī)的轉(zhuǎn)速4） 轉(zhuǎn)速圖中傳動比的合理分配 合理分配傳動比一般應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）各級傳動機(jī)構(gòu)的傳動比應(yīng)盡量在推薦范圍內(nèi)選取。 （2）應(yīng)使傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小、重量較輕。 （3）應(yīng)使各傳動件尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)均勻合理，避免發(fā)生干涉碰撞。 （4）各傳動副的傳動比應(yīng)盡可能的不超過極限傳動比。 （5）各中間傳動軸應(yīng)有合適的轉(zhuǎn)速。 （6）為了便于設(shè)計(jì)使用，傳動比最好取標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次冪。公比，21級轉(zhuǎn)速根據(jù)機(jī)床變速規(guī)律與原則，采用結(jié)構(gòu)式為 為了防止降速比太大，電機(jī)轉(zhuǎn)速選為970 r/min，電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)過聯(lián)軸器傳動直接傳遞給傳動軸，經(jīng)過1個(gè)三聯(lián)滑移齒輪和2個(gè)二滑移齒輪變速獲得21級轉(zhuǎn)速TPX619B主傳動轉(zhuǎn)速圖，選得各級齒數(shù)。由，z=21, 選取機(jī)床的，查表得中間轉(zhuǎn)速依次為 10，16，20，25，40，50，63，80，100，125,160,200,250,315,400,500,630r/min。4機(jī)床主傳動系統(tǒng)的運(yùn)動設(shè)計(jì)由結(jié)構(gòu)式及結(jié)構(gòu)網(wǎng)繪制原則可繪制結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下圖： 結(jié)構(gòu)網(wǎng) 轉(zhuǎn)速圖如下： 電機(jī) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 轉(zhuǎn)速圖，： 計(jì)算轉(zhuǎn)速 軸ⅠⅡⅢⅣⅤ5002501006340 當(dāng)擬定轉(zhuǎn)速圖后，可根據(jù)各變速組的傳動比確定之后，即可確定齒輪齒數(shù)。通常齒輪齒數(shù)確定有計(jì)算法或查表法，此處采用查表法來確定齒輪齒數(shù)。由[1]中表2—： 齒輪齒數(shù) 3746275632513239205139321754633423745 機(jī)床主傳系統(tǒng)的動力計(jì)算 傳動軸直徑的估算 （mm） (5—1)式中： ——為軸危險(xiǎn)截面處的直徑（mm）； ——該傳動軸的輸入功率（kw）； (kw) (5—2) ——電動機(jī)額定功率（kw）； ——從電動機(jī)到該傳動軸之間傳動件的傳動效率的乘積（不計(jì)該軸上軸承的效率）； ——該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； ——該軸允許的扭轉(zhuǎn)角（deg/m）。一般傳動軸；要求較低的軸。確定式中參數(shù)：由[2]—13可查得直齒圓柱齒輪=；向心球軸承=； 。Ⅰ軸： kw； 。則 Ⅱ軸： kw； r/min。則 mmⅢ軸： kw； 。則 Ⅳ軸： kw； 。則 、第Ⅰ、Ⅱ軸之間齒輪設(shè)計(jì)按齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度： （5—3） 式中：——系數(shù)，時(shí)，=1； ——載荷系數(shù)，=，取=1； ——齒輪傳遞的名義功率（kw）； ——外齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)，由[2]—11查得= ——齒寬系數(shù)，取，為齒寬（mm）； ——計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； ——齒輪齒數(shù)； ——許用齒根應(yīng)力（），輪齒雙向受力時(shí)， 由[2]中 —13按MQ線查取，查得=430。 將以上數(shù)據(jù)代入公式5—3，得： =2671 = 參照標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)表，取m=3mm、第Ⅱ、Ⅲ軸之間齒輪設(shè)計(jì)按齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度： 式中：——系數(shù)，時(shí)，=1； ——載荷系數(shù)，=，取=1； ——齒輪傳遞的名義功率（kw）； ——外齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)，由[2]—11查得=； ——齒寬系數(shù)，為齒寬（mm）； ——計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； ——齒輪齒數(shù)； ——許用齒根應(yīng)力（），輪齒雙向受力時(shí)， 由[2]中 —13按MQ線查取，查得=430。 將以上數(shù)據(jù)代入公式5—3，得： =2671 =參照標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)表，取m=4mm、第Ⅲ、Ⅳ軸之間齒輪設(shè)計(jì)按齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度： 式中：——系數(shù)，時(shí)，=1； ——載荷系數(shù)，=，取=1； ——齒輪傳遞的名義功率（kw）； ——外齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)，由[2]—11查得=； ——齒寬系數(shù)，為齒寬（mm）； ——計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； ——齒輪齒數(shù)； ——許用齒根應(yīng)力（），輪齒雙向受力時(shí)， 由[2]中 —13按MQ線查取，查得=430。 將以上數(shù)據(jù)代入公式5—3，得： =2671 =參照標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)表，取m=4mm、第Ⅳ、Ⅴ軸之間齒輪設(shè)計(jì)按齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度： 式中：——系數(shù)，時(shí)，=1； ——載荷系數(shù)，=，取=1； ——齒輪傳遞的名義功率（kw） ——外齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)，由[2]—11查得=； ——齒寬系數(shù)，為齒寬（mm）； ——計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； ——齒輪齒數(shù)； ——許用齒根應(yīng)力（），輪齒雙向受力時(shí)， 由[2]中 —13按MQ線查取，查得=370。 將以上數(shù)據(jù)代入公式5—3，得： =2671 = 參照標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)表，取m=4mm 齒輪模數(shù)的驗(yàn)算 齒輪模數(shù)計(jì)算公式按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，則 （mm） （5—4）式中：——使用系數(shù)，由[2]—19可查得=1； ——?jiǎng)庸ぷ饔昧肯禂?shù)； （5—5） ——功率利用系數(shù)，由[2]—20可查得=； ——轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，由[2]—21可查得=； ——工作期限系數(shù)， （5—6） ——?jiǎng)虞d系數(shù)； （5—7） 、 由[2]—25可查得=，=； —— 名義切向力（N）， （5—8） ——齒輪分度圓圓周速度（m/s）， （5—9） —