【文章內容簡介】 作面距離：765～1080mm12. 主軸箱繞立柱回轉角度：177。180176。13. 工作臺繞立柱回轉角度：177。180176。14. 主軸箱在縱平面內回轉角度：177。90176。15. 主電機： 380v 50Hz 1390rpm第2章 主傳動系統(tǒng)總體方案設計 主傳動系統(tǒng)方案的設計 擬定變速主傳動系統(tǒng) 確定極限轉速（），轉速級數(shù)Z，轉速數(shù)列，公比。由所給技術參數(shù)可得：，級數(shù)Z=6，轉速數(shù)列：95r/min、170r/min、280r/min、540r/min、960r/min、1600r/min。查[12]=。 根據使用要求和結構性能綜合考慮，并參考同類型設備，現(xiàn)選定：采用滑移齒輪變速。，結構網⑴ 擬定結構式 Z=6可選用兩個變速組，即一個三級變速組和一個雙級變速組，可以有兩種排列順序，即Z=32，Z=23。根據“前多后少”原則，安排變速組的傳動順序，應該選擇Z=32方案，同時，又可有如下兩種排列方案：6=3123,6=33，應選擇方案1，理由如下：在兩個方案中，如果處于同一高轉速情況下，開口大勢必造成低轉速較低，其結果使傳動件尺寸增大。因此，在轉速圖上表現(xiàn)為前面?zhèn)鲃咏M的斜線間開口?。淳o），后面?zhèn)鲃咏M的斜線間開口大（即松），即為“前密后疏”原則，這時各變速組的變速范圍是逐漸增大的。這時，擴大順序與傳動順序一致。因此，方案1更為理想，即選擇6=3123。⑵ 檢驗最后擴大組的變速范圍，由[12]，r=ф==。⑶ 畫結構圖。u=ф u=1 u=1/фu=ф u=1/ф⑷擬定轉速圖①畫轉速圖格線。距離相等的一組豎線代表各傳動軸，從左向右標注為I、II、IV、III，與傳動系統(tǒng)圖中各軸相對應。一組水平線與豎直線相交得相應的交點代表各軸所具有的轉速。I軸和II軸之間為變速組c，II軸和IV軸之間為變速組a，IV軸和III軸之間為變速組b。②分配傳動比。主軸轉速點，各軸分配情況已確定，根據級比規(guī)律（查[12]25119)和傳動比限制條件，中間各傳動軸的轉速點的位置，可在有限范圍內選擇，遵循設計要點選定合理方案。通常是“由后向前”地分配各變速組傳動比。II和IV軸間為基本組，IV和III軸為第一擴大組。故p=2，x=3，兩條傳動線拉開3格?？稍贗II軸格線上找到E和E兩轉速點。根據所確定的結構網，IV軸上相應轉速點只能是D點。II軸和IV軸為基本組，故p=3，x=“前緩后急”的原則，確定C點。然后，畫出各傳動組相應的傳動線。⑸畫全傳動線的轉速圖，并標注傳動比。⑹確定齒輪齒數(shù) 齒輪齒數(shù)的選擇必須要在滿足轉速要求的原則下進行。在一般設計中，必須取小齒輪齒數(shù)zz（z為不發(fā)生根切時的最少齒數(shù)值），并且z與z39。（與小齒輪相配的大齒輪齒數(shù)）值互為質數(shù)。在閉式齒輪傳動中，往往是齒輪的齒根彎曲疲勞強度足夠。根據等強度原則，設計時希望使得輪齒的齒面接觸疲勞強度與齒根彎曲疲勞強度接近相等，來選擇小齒輪的齒數(shù)。因此，常用一種減少模數(shù)，增加齒數(shù)的設計方法，一方面可以減少齒輪結構尺寸，同時可提高重合度，傳動平穩(wěn)，改善傳動質量，又可減少切齒的加工量，減少了工時。 按各變速組內模數(shù)相同來選擇齒數(shù)。根據扭矩公式M=P/n可知，當傳動件傳遞的功率為一定時，轉速高時所傳遞的扭矩就小，則軸、齒輪等傳動件尺寸相應可小一些，這樣，靠近電動機處的傳動件尺寸可小一些，可節(jié)省材料，減輕重量。所以，最小齒數(shù)必在u=1/ф的齒輪副中。II軸到IV軸間三對齒輪的傳動u=ф u=1 u=1/ф。查[12]齒輪的齒數(shù)如下：uS5864...2123...12932...2123...根據齒數(shù)確定的原則和最小齒數(shù)要求，則選定S=56，則有：u=，z=21，z39。=5821=37u=1/，z’=21，z=5821=37同理，可查的IV軸到III軸（第一擴大組）的齒數(shù)為：uS7074...2527...1718...根據齒數(shù)確定的原則和最小齒數(shù)要求，則選定S=70，則有：u=1/ z=17,z39。=7017=53u= z39。=25,z=7025=45對于c組，1390u(21/37)(17/53)=95 可得u= 1390u(21/37)(45/25)=530 可得u= ... ...故查[12] u=：uS555862...151617...則 z=15，z’=5515=40或z=16，z’=5816=42 ...這里初選z=15，z’=40⑺ 繪制主傳動系統(tǒng)圖 。 齒輪變速機構設計 根據齒輪變速器常用的齒輪變速機構方式，查[12]，選擇滑移齒輪變速機構，理由如下：應用普遍，變速范圍大，操作方便，可傳遞較大功率和轉矩，非工作齒輪不嚙合，空轉損失和磨損小，不能在運轉中變速。⑴ 滑移齒輪應滿足的要求 ①在滑移齒輪變速機構中，只有當一對齒輪完全脫開后，另一對齒輪才能進入嚙合，故一個滑移齒輪變速組的最小軸向長度不應小于[12]。 ②為了避免兩傳動軸上任意兩個齒輪的齒頂相碰，三聯(lián)滑移齒輪的最大和次大齒輪的齒數(shù)差應大于4（模數(shù)相同時），同時，可采用變位齒輪等措施。⑵ 滑移齒輪變速機構的軸向排列 查[12]，選擇變速級數(shù)為6，無公用齒輪的排列方式。 ①對于三聯(lián)滑移齒輪，結構型式有三種：窄式、寬式和寬窄結合式。為減小變速器尺寸，選用軸向長度最小的窄式結構。 ②對于雙聯(lián)滑移齒輪，結構型式有兩種：窄式和寬式。由于窄式排列結構所占用軸向長度較小，故選用窄式排列。⑶ 多聯(lián)齒輪的結構形式 由前所述，齒輪變速器中采用一個三聯(lián)齒輪和一個雙聯(lián)齒輪，查[12]，其結構形式有兩種，整體式和裝配式。選擇裝配式，理由如下：各齒輪可用不同材料制造，齒輪損壞可單獨更換，生產率高，齒部加工不受限制，加工精度高，結構緊湊，軸向尺寸小，采用平鍵傳遞轉矩，連接簡單，工藝性好，裝卸方便。⑷ 相鄰兩個變速組中齒輪的軸向位置的排列 其排列方式分為并行排列和交錯排列兩種類型。由于并行排列結構簡單，應用范圍廣，故選用此。⑸ 齒輪的布置 滑移齒輪的結構和齒輪的布置直接影響變速箱的尺寸，變速操縱的方便性和結構實現(xiàn)的可能性。變速機構中滑移齒輪一般適宜布置在主動軸上，并盡量將較小體積的齒輪做成滑移齒輪。 計算轉速 由于所設計的鉆床其傳遞的轉速是變化的。根據工藝要求，在主軸低轉速時，并不要求利用全部功率。如果按較低轉速計算，并作為傳遞全部功率，則勢必造成變速系統(tǒng)中各傳動件尺寸過大，造成浪費，這是不經濟和不必要的。⑴ 各軸的計算轉速 ①III軸的計算轉速 經分析，可采用通用機床中的主軸的計算轉速的公式，即n=nФ=（95)r/min=所以，即III軸的計算轉速為170r/min. ②IV軸的計算轉速 該軸共有3級轉速280r/min,540r/min,960r/min，主軸。此時，若經齒輪副17/53傳到主軸，IV軸在540r/min,960r/min的轉速均能傳遞全部功率，若經45/25齒輪副傳到主軸，則280r/min,540r/min,960r/min全部能傳遞全部功率。所以280r/min為IV軸的計算轉速。 ③II軸的計算轉速為540r/min。 ④I軸的計算轉速為1400r/min。⑵ 各齒輪副計算轉速 ①齒輪z計算轉速 齒輪z 安裝在IV軸上，為主動輪，共3及轉速，若經齒輪副17/53，使主軸得到2級轉速170r/min,、280r/min，則能傳遞全部功率，這時裝在IV軸上的齒輪z的轉速為540r/min,960r/min，能傳遞全部功率。若經齒輪副17/53，使主軸得到95r/min的轉速，這時，主軸轉速低于計算轉速170r/min，不能傳遞全部功率，因此，z的計算轉速為540r/min。與之嚙合的z的計算轉速為540r/min。 ②z齒輪計算轉速 齒輪z安裝在IV軸上為主動輪，共3級轉速。若經齒輪副45/25，使主軸得到3級轉速，為540r/min,960r/min,1600r/min，使主軸能傳遞全部功率。則z的計算轉速為280r/min。z計算轉速也為280r/min。 ③z齒輪計算轉速 齒輪z安裝在II軸上，為主動輪，只有一級轉速，若經齒輪副18/32使IV軸得到轉速280r/min，使IV軸能傳遞全部功率，則z的計算轉速為540r/min。 同理，z、z齒輪的計算轉速為540r/min。 z、z齒輪的計算轉速為1400r/min。綜上所述，各軸及齒輪的計算轉速列表如下：項目IIIIVIIIzzzzzzzzz轉速14005402801701400540540540540540540280280 計算傳動裝置動力參數(shù)⑴ 計算各軸輸入功率 對于通用機器，應取電動機的額定功率P作為設計功率。I軸 P=P=II軸 P=Pη=Pηη==IV軸 P=Pη=Pηη=Pηη ==III軸 P=Pη=Pηη=Pηη ==其中，η為一對滾動軸承的效率， (查[1]P表24) η為一對8級精度齒輪的效率， (查[1]P表24)⑵ 計算各軸轉矩I軸 T=9550=9550= NmII軸 T=9550=9550= NmIV軸 =9550=9550= NmIII軸 =9550=9550= Nm根據以上算得數(shù)據，列出下表，以供后續(xù)設計計算使用：表1參數(shù)各軸I軸（電機軸）II軸IV軸III軸計算轉速n（r/min)1390540280170功率P（Kw）轉矩T（Nm）效率η 表2齒輪zzzzzzzzzzzz轉速1390540540540540540540540540540280280轉矩傳動比1 第3章 主傳動系統(tǒng)設計計算 齒輪副15/40的齒輪的設計計算 由前計算可知，P=，小齒輪z轉速n=1390r/min，齒數(shù)比u=。由轉速圖可知，在工作條件完全相同的情況下，采用斜齒輪傳動比直齒輪傳動獲得較小的傳動幾何尺寸，即斜齒輪傳動比直齒輪傳動具有更大的承載能力。故齒輪副15/40選用斜齒輪傳動。 選定齒輪類型，傳動等級，材料 ①由前所述，選擇斜齒圓柱齒輪傳動。 ②變速器為一般齒輪傳動，速度不高，故選用8級精度（[1]表24） ③材料選擇 （查[2]表101） 由于配對的兩齒輪的齒面均屬于硬齒面，故兩齒輪的材料、熱處理方法及硬度均可取成一樣。小齒輪材料為40（調質），硬度380HBS,表面淬火48～55HRC，齒輪材料為40（調質），硬度380HBS,表面淬火48～55HRC，按硬度下限值，由[13]圖838（d）中的MQ級質量指標查得，由圖838（e）中的MQ級質量指標查得 ④選取螺旋角 為了不使軸承承受過大的軸向力，螺旋角不宜選得過大，初選β=15176。 按齒面接觸疲勞強度計算 按[2]式（1021）計算，即⑴ 確定公式內各計算數(shù)值 ①試選載荷系數(shù)=（查[13]表8327推薦值） ②由[2]圖1030 選取區(qū)域系數(shù)= ③已知β=15176。，=15，=40，查[13]圖834，可得=，=，則端面重合度。 ④計算接觸疲勞許用應力查[13]表8327，查[2]圖1021得： ⑤小齒輪轉矩為T= Nmm ⑥齒寬系數(shù)的選擇 查[13]表834，[2]表107，得 ⑦查[2]表106得材料的彈性影響系數(shù)。⑵ 計算 ①試算小齒輪分度圓直徑，由計算公式得： ②計算圓周速度 ③計算齒寬b及法面模數(shù) 齒全高 ④計算縱向重合度 ⑤計算載荷系數(shù)K由[2]式102 已知使用系數(shù),由，8級精度，查[2]圖108，得動載系數(shù) 查[2]表104，由插值法計算（按算）：得 為按齒面接觸疲勞強度計算所用的齒向載荷分布系數(shù)。查[2]圖1013得查[2]表103得故載荷系數(shù) ⑥按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由[2]式1010a得 ⑦計算模數(shù) 按齒根彎曲疲勞強度計算 按[2]式（1017）⑴ 確定計算參數(shù) ①計算載荷系數(shù) ②根據縱向重合度，查[2]圖102