數(shù)控車床主軸箱設計(編輯修改稿)
2025-08-24 20:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 本設計選用交流調(diào)速電動機。根據(jù)主軸要求的最高轉(zhuǎn)速4000r/min，最大切削功率5kw，選擇北京數(shù)控設備廠的BESK8型交流主軸電動機，最高轉(zhuǎn)速是4500r/min。 轉(zhuǎn)速圖的擬定 根據(jù)交流主軸電動機的最高轉(zhuǎn)速和基本轉(zhuǎn)速可以求得交流主軸電動機的恒功率轉(zhuǎn)速范圍Rdp=nmax/nd=3而主軸要求的恒功率轉(zhuǎn)速范圍Rnp=3，遠大于交流主軸電動機所能提供的恒功率轉(zhuǎn)速范圍，所以必須串聯(lián)變速機構(gòu)的方法來擴大其恒功率轉(zhuǎn)速范圍。涉及變速箱時，考慮到機床結(jié)構(gòu)的復雜程度，運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性等因素，取變速箱的公比f等于交流主軸電動機的恒功率調(diào)速范圍 Rdp,即=Rdp=3,功率特性圖是連續(xù)的，無缺口和無重合的。變速箱的 變速級數(shù)Z ==3確定各齒輪齒副的齒數(shù)：取S=116由U= 得Z1= 24 Z1’=68由U= 得Z2=75 Z2’=30由U= 得Z3=48 Z3’=57由此擬定主傳動系統(tǒng)圖，轉(zhuǎn)速圖以及主軸功率特性圖分別如圖21，22，23 傳動軸的估算傳動軸除應滿足強度要求外，還應滿足剛度要求。強度要求保證軸在反復載荷和扭轉(zhuǎn)載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機床主傳動系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大的 變形。因此疲勞強度一般不是主要矛盾。除了載荷較大的情況外，可以不必驗算軸的強度。剛度要求軸在載荷下不至于產(chǎn)生過大的變形。如果剛度不夠，軸上的零件由于軸的 變形過大而不能正常工作，或者產(chǎn)生振動和噪音，發(fā)熱，過早磨損而失效，因此，必須保證傳動軸有足夠的剛度。計算轉(zhuǎn)速nj是傳動件傳遞全部功率時的最低轉(zhuǎn)速，各個傳動軸上的計算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖是直接得出，如表21所示。 表21 各軸的計算轉(zhuǎn)速軸 I II III計算轉(zhuǎn)速 1500 530 140各軸功率和扭矩計算： （包括軸承），則 I軸：P1=Pd x = x = II 軸 p2=p1 x = x = III軸 P3=P2 x = x = II軸扭矩：T2=9550P2/n2=9550 x III軸扭矩：T3=9550 P3/N3=9550 x []是每米長度上允許的扭轉(zhuǎn)角（deg/m）,可根據(jù)傳動軸的要求選取，其選擇的原則如表22所示。 表22 許用扭轉(zhuǎn)角選取原則 軸 主軸一般傳動軸較低的軸[]（deg/m）最后所確定各軸所允許的扭轉(zhuǎn)角如表23所示 軸 I軸 II軸 III軸[]（deg/m） 1把以上確定的各軸的輸入功率N=，計算轉(zhuǎn)速nj，允許扭轉(zhuǎn)角[]代入扭轉(zhuǎn)剛度的估算公式 d=91,可得傳動軸的估算直徑： 40mm ： 軸 I II III估算直徑 40 32 53主軸軸徑尺寸的確定： 已知車床最大加工直徑為Dmax=400mm,則 主軸前軸頸直徑 D1==85115mm 后頸直徑 D2=()D1=6781mm 內(nèi)孔直徑 d==3555mm 齒輪模數(shù)的估算按接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度計算齒輪模數(shù)比較復雜，而且有些系數(shù)只有在齒輪的各參數(shù)都已知方可確定，故只有在裝配草圖畫完后校驗用。在畫草圖時用經(jīng)驗公式估算，根據(jù)估算的結(jié)果然后選用標準齒輪的模數(shù)。齒輪模數(shù)的估算方法有兩種，一是按齒輪的彎曲疲勞進行估算，二是按齒輪的齒面點蝕進行估算。這兩種方法的前提條件是各個齒輪的齒數(shù)必須已知。根據(jù)齒輪不產(chǎn)生跟切的基本條件：齒輪數(shù)不小于17。由于Z3,Z3’這對齒輪有較大的傳動比，各個齒輪中最小齒數(shù)的齒輪必然是Z3. 取Z4=22,S=105,則Z4’=83從轉(zhuǎn)速圖上直接看出Z3的計算轉(zhuǎn)速是530r/ 根據(jù)齒輪接觸疲勞強度估算公式計算 得m=由于受傳動軸軸徑尺寸大小限制，選取齒輪模數(shù)為m=3 mm,對比上面的結(jié)果，可知這樣設計的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，故取同一變速組中的所以齒輪的模數(shù)都為m===158mm.. 則各齒輪齒數(shù)和模數(shù)列表如下：齒輪Z1Z1’Z2Z2’Z3Z3’Z4Z4’齒數(shù)2468753048572283模數(shù)22333333 V型帶的選V帶選擇spz型帶，取小帶輪的大小72mm，大帶輪的大小為
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