數(shù)控車床主軸箱設計(編輯修改稿)
2025-08-24 20:53 本頁面
【文章內容簡介】 本設計選用交流調速電動機。根據(jù)主軸要求的最高轉速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，最高轉速是4500r/min。 轉速圖的擬定 根據(jù)交流主軸電動機的最高轉速和基本轉速可以求得交流主軸電動機的恒功率轉速范圍Rdp=nmax/nd=3而主軸要求的恒功率轉速范圍Rnp=3，遠大于交流主軸電動機所能提供的恒功率轉速范圍，所以必須串聯(lián)變速機構的方法來擴大其恒功率轉速范圍。涉及變速箱時，考慮到機床結構的復雜程度，運轉的平穩(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。計算轉速nj是傳動件傳遞全部功率時的最低轉速，各個傳動軸上的計算轉速可以從轉速圖是直接得出，如表21所示。 表21 各軸的計算轉速軸 I II III計算轉速 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=，計算轉速nj，允許扭轉角[]代入扭轉剛度的估算公式 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。在畫草圖時用經驗公式估算，根據(jù)估算的結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從轉速圖上直接看出Z3的計算轉速是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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