加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-09-01 03:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 I 主計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min） 1440 1000 800 177 125計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸出功率：P1=p額nbnr==（KW）P2=p1ngnr==（KW）P3=p3ngnr==（KW）P主=p3ngnr==（KW）計(jì)算各傳動(dòng)軸的扭矩T1=9550P1/N1j=36290()T2=9550P2/N2j=69715()T3=9550P3/N3j=189381()T主=9550P主/N主j=257468()[Φ]是每米長(zhǎng)度上玉虛的扭轉(zhuǎn)角（deg/m），可根據(jù)傳動(dòng)軸的要求選取，其選擇的原則如表22所示 表22 需用扭轉(zhuǎn)角選取原則 軸 主軸 一般傳動(dòng)軸 較低的軸 [Φ]（deg/m） 把以上確定的各軸的輸入功率P。計(jì)算轉(zhuǎn)速nj，允許扭轉(zhuǎn)角[Φ]代入扭轉(zhuǎn)剛度的估算公式,可得傳動(dòng)軸的估算直徑，同時(shí)確定鍵的選擇：I軸：p1=，n1j=1000r/min，取[Φ]=，代入公式：，有d=，圓整取d=24mm選鍵：626306II軸：p2=，n2j=500r/min，取[Φ]=，代入公式：，有d=，圓整取d=30選鍵：832366III軸：p3=，n3j=177r/min，取[Φ]=，代入公式：，有d=，圓整取d=35選鍵：836407主軸：選擇主軸前端直徑D1=90mm，后端直徑D2=（，去D2=65mm，則平均直徑D=。對(duì)于普通車床，主軸內(nèi)控直徑d=（）D，故本例之中，主軸內(nèi)控直徑取為d=45mm。支撐形式選擇倆支撐，初取懸伸量a=90mm，支撐跨距L=520mm。 圖23 主軸圖選擇平鍵連接：bh=2214，l=100mm。 各傳動(dòng)組齒輪魔術(shù)的確定和校核 按接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)比較復(fù)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(yàn)用。在畫草圖時(shí)用經(jīng)驗(yàn)公式估算，根據(jù)估算的結(jié)果然后選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪的模數(shù)。 齒輪模數(shù)的估算方法有倆種，一是按齒輪的彎曲疲勞進(jìn)行估算；二是按齒輪的齒面點(diǎn)蝕進(jìn)行估算。這倆種方法的前提條件是各個(gè)齒輪的齒數(shù)必須已知。 齒輪模數(shù)的確定 根據(jù)45好鋼整體淬火，[σj]=1100MP，按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)m，查表計(jì)算可得K1=，K2=，K3=，則：第一傳動(dòng)組：III軸m1=16338取ψm=8，Z1=22，i=2，nj=1000，pj=m1=，查手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列m=第二傳動(dòng)組：IIIII軸m2=16338取ψm=10，Z1=22，i=，nj=500，pj=m2=查手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列m=第三傳動(dòng)組：III主軸m3=16338取ψm=8，Z1=20，i=，nj=500，pj=m3=查手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列m=3mm計(jì)算公式σF=2KT1YFaYSa/bm1. 確定各項(xiàng)系數(shù) （1）P=,n=500r/min T=105P/n=105 （2）確定動(dòng)載系數(shù) V=πdn/100060=517500/100060= 齒輪精度等級(jí)為7級(jí) 查圖表 KA=，KV= （3）B=56=30mm （4）確定齒間分配系數(shù) Ft=2T/d1=2105/（517）=103 KAFT/b=103/30=102 查表KFα= （5）確定齒向載荷分配系數(shù) 非堆成 KHβ=+（1+）+103b = b/m=30//=30/= 查表KFβ= （6）確定動(dòng)載系數(shù) K=KAKVKFαKHβ== (7)查表YFa1=，YSa1= YFa2=，YSa2= (8) 確定許用應(yīng)力 N1=603551300816=108 σFlim1=420Mp，S= KN= [σF]1=420/=279MPa N2=N1/4=108，σFlim2=350MPa S= KN= [σF]2=350/= [σF]1/YFa1YSa1=279/= [σF]2/YFa2YSa2== ＞ 2 校核KFT/bm=103/305=＜ V型帶的選擇 由于計(jì)算功率Pj=KP=（其中P=，K為工作情況系數(shù)，可取工作8小時(shí)，取K=）和N額=1440r/min，查表得出V帶應(yīng)該選擇B型帶，取小帶輪的大小125mm，則大帶輪的大小為180mm，確定中心距A和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)Ld。 由于中心距未給出，但我們可根據(jù)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)需要初定長(zhǎng)度中心距A0=（D1+D2)=(125+180)=,圓整取458mm，根據(jù)帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需代的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld，Ld’=2A0+π(dd1+dd2)/2+(dd1—dd2)/4a0得到Ld’=，取Ld=1433.實(shí)際中心距：A≈LL0/2+A0=+458=,圓整取476mm。驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角α1α1=180176。(D2D1/)A180/π≥180176。（180125）/476180/π=173176。＞120176。確定帶的根數(shù)P0=, C1=Z=P1/P0C1=4/=，取三根帶大帶輪結(jié)構(gòu)如下圖24所示第3章 主軸箱展開圖的設(shè)計(jì)主軸箱展開圖是反應(yīng)各個(gè)零件的相互關(guān)系，結(jié)構(gòu)形狀以及尺寸的圖紙，并以此為依據(jù)繪制零件工作圖 各零件結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸，軸承，齒輪，離合器和制動(dòng)器等），主軸組件，操縱機(jī)構(gòu)，潤(rùn)滑密封系統(tǒng)，和箱體及其連接件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示.2. 技術(shù)要求 主軸變速箱是指機(jī)床的主要部分，設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題: (1)精度 加工中心主軸部分要求比較高的精度主軸的徑向跳動(dòng)，（；主軸軸向傳動(dòng)） (2)剛度和抗振性 綜合剛度（主軸刀架之間的力與相對(duì)變形之比）：3400N/m 主軸與刀架之間的相對(duì)振幅的要求如下表31所示： 表31 相對(duì)振幅表 等級(jí) I II III 振幅（） ≤1 ≤2 ≤3 (3)傳動(dòng)效率要求如下表32所示 表32 傳動(dòng)效率表 等級(jí) I II III 效率 ≥ ≥ ≥ (4)主軸總軸承處溫升和溫升控制在以下范圍如下表33所示 表33 溫升表 條件 溫度 溫升 用滾動(dòng)軸承 ≤70176。 ≤40176。 用滑動(dòng)軸承 ≤60176。 ≤30176。 (5)噪聲要控制在以下范圍如下表34所示： 表34 噪聲表 等級(jí) I II III DB ≤78 ≤80 ≤83噪音LP：LP=2010g{c1（mz）aεn+（1tanβ（mz））主n主}K式中：（mz）a—所有中間傳動(dòng)齒輪分度圓直徑的平均值mm（mz）主—主軸上齒輪的分度圓直徑的平均值mmq—傳到主軸所經(jīng)過(guò)的齒輪對(duì)數(shù)C1，k—系數(shù)，根據(jù)類型和制造水平選取，我國(guó)中型車床，C1=，k= (6)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，加工和裝配工藝性好，便于維修和調(diào)整 (7)操作方便，安全可靠(8)遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則(610）. 有關(guān)零件結(jié)構(gòu)和尺寸的確定 傳動(dòng)零件，軸，軸承是主軸部件的主要零件，其他零件的結(jié)構(gòu)尺寸是根據(jù)主要零件的位置和結(jié)構(gòu)而知。1. 傳動(dòng)軸的估算見(jiàn)前一節(jié)2. 齒輪相關(guān)尺寸的計(jì)算齒寬影響齒的強(qiáng)度，輪齒齒寬承載能力越高。但如果太寬，由于齒輪的制造誤差和軸的變形，可能接觸不均，反而容易引起振動(dòng)和噪聲，一般取齒寬系數(shù)Φm=（610）m，這里取齒寬系數(shù)Φm=10，則齒寬B=Φmm=103=30mm，各個(gè)齒輪的齒寬確定如下表35所示 表35 各齒輪的
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