【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 作面距離：765～1080mm12. 主軸箱繞立柱回轉(zhuǎn)角度：177。180176。13. 工作臺(tái)繞立柱回轉(zhuǎn)角度：177。180176。14. 主軸箱在縱平面內(nèi)回轉(zhuǎn)角度：177。90176。15. 主電機(jī)： 380v 50Hz 1390rpm第2章 主傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 主傳動(dòng)系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì) 擬定變速主傳動(dòng)系統(tǒng) 確定極限轉(zhuǎn)速（），轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z，轉(zhuǎn)速數(shù)列，公比。由所給技術(shù)參數(shù)可得：，級(jí)數(shù)Z=6，轉(zhuǎn)速數(shù)列：95r/min、170r/min、280r/min、540r/min、960r/min、1600r/min。查[12]=。 根據(jù)使用要求和結(jié)構(gòu)性能綜合考慮，并參考同類型設(shè)備，現(xiàn)選定：采用滑移齒輪變速。，結(jié)構(gòu)網(wǎng)⑴ 擬定結(jié)構(gòu)式 Z=6可選用兩個(gè)變速組，即一個(gè)三級(jí)變速組和一個(gè)雙級(jí)變速組，可以有兩種排列順序，即Z=32，Z=23。根據(jù)“前多后少”原則，安排變速組的傳動(dòng)順序，應(yīng)該選擇Z=32方案，同時(shí)，又可有如下兩種排列方案：6=3123,6=33，應(yīng)選擇方案1，理由如下：在兩個(gè)方案中，如果處于同一高轉(zhuǎn)速情況下，開口大勢(shì)必造成低轉(zhuǎn)速較低，其結(jié)果使傳動(dòng)件尺寸增大。因此，在轉(zhuǎn)速圖上表現(xiàn)為前面?zhèn)鲃?dòng)組的斜線間開口小（即緊），后面?zhèn)鲃?dòng)組的斜線間開口大（即松），即為“前密后疏”原則，這時(shí)各變速組的變速范圍是逐漸增大的。這時(shí)，擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序一致。因此，方案1更為理想，即選擇6=3123。⑵ 檢驗(yàn)最后擴(kuò)大組的變速范圍，由[12]，r=ф==。⑶ 畫結(jié)構(gòu)圖。u=ф u=1 u=1/фu=ф u=1/ф⑷擬定轉(zhuǎn)速圖①畫轉(zhuǎn)速圖格線。距離相等的一組豎線代表各傳動(dòng)軸，從左向右標(biāo)注為I、II、IV、III，與傳動(dòng)系統(tǒng)圖中各軸相對(duì)應(yīng)。一組水平線與豎直線相交得相應(yīng)的交點(diǎn)代表各軸所具有的轉(zhuǎn)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(dòng)比。主軸轉(zhuǎn)速點(diǎn)，各軸分配情況已確定，根據(jù)級(jí)比規(guī)律（查[12]25119)和傳動(dòng)比限制條件，中間各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速點(diǎn)的位置，可在有限范圍內(nèi)選擇，遵循設(shè)計(jì)要點(diǎn)選定合理方案。通常是“由后向前”地分配各變速組傳動(dòng)比。II和IV軸間為基本組，IV和III軸為第一擴(kuò)大組。故p=2，x=3，兩條傳動(dòng)線拉開3格?？稍贗II軸格線上找到E和E兩轉(zhuǎn)速點(diǎn)。根據(jù)所確定的結(jié)構(gòu)網(wǎng)，IV軸上相應(yīng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)只能是D點(diǎn)。II軸和IV軸為基本組，故p=3，x=“前緩后急”的原則，確定C點(diǎn)。然后，畫出各傳動(dòng)組相應(yīng)的傳動(dòng)線。⑸畫全傳動(dòng)線的轉(zhuǎn)速圖，并標(biāo)注傳動(dòng)比。⑹確定齒輪齒數(shù) 齒輪齒數(shù)的選擇必須要在滿足轉(zhuǎn)速要求的原則下進(jìn)行。在一般設(shè)計(jì)中，必須取小齒輪齒數(shù)zz（z為不發(fā)生根切時(shí)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(zhì)數(shù)。在閉式齒輪傳動(dòng)中，往往是齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。根據(jù)等強(qiáng)度原則，設(shè)計(jì)時(shí)希望使得輪齒的齒面接觸疲勞強(qiáng)度與齒根彎曲疲勞強(qiáng)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(shè)計(jì)方法，一方面可以減少齒輪結(jié)構(gòu)尺寸，同時(shí)可提高重合度，傳動(dòng)平穩(wěn)，改善傳動(dòng)質(zhì)量，又可減少切齒的加工量，減少了工時(shí)。 按各變速組內(nèi)模數(shù)相同來選擇齒數(shù)。根據(jù)扭矩公式M=P/n可知，當(dāng)傳動(dòng)件傳遞的功率為一定時(shí)，轉(zhuǎn)速高時(shí)所傳遞的扭矩就小，則軸、齒輪等傳動(dòng)件尺寸相應(yīng)可小一些，這樣，靠近電動(dòng)機(jī)處的傳動(dòng)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(duì)齒輪的傳動(dòng)u=ф u=1 u=1/ф。查[12]齒輪的齒數(shù)如下：uS5864...2123...12932...2123...根據(jù)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(kuò)大組）的齒數(shù)為：uS7074...2527...1718...根據(jù)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(duì)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(dòng)系統(tǒng)圖 。 齒輪變速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)齒輪變速器常用的齒輪變速機(jī)構(gòu)方式，查[12]，選擇滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，理由如下：應(yīng)用普遍，變速范圍大，操作方便，可傳遞較大功率和轉(zhuǎn)矩，非工作齒輪不嚙合，空轉(zhuǎn)損失和磨損小，不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速。⑴ 滑移齒輪應(yīng)滿足的要求 ①在滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)中，只有當(dāng)一對(duì)齒輪完全脫開后，另一對(duì)齒輪才能進(jìn)入嚙合，故一個(gè)滑移齒輪變速組的最小軸向長(zhǎng)度不應(yīng)小于[12]。 ②為了避免兩傳動(dòng)軸上任意兩個(gè)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(yīng)大于4（模數(shù)相同時(shí)），同時(shí)，可采用變位齒輪等措施。⑵ 滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)的軸向排列 查[12]，選擇變速級(jí)數(shù)為6，無公用齒輪的排列方式。 ①對(duì)于三聯(lián)滑移齒輪，結(jié)構(gòu)型式有三種：窄式、寬式和寬窄結(jié)合式。為減小變速器尺寸，選用軸向長(zhǎng)度最小的窄式結(jié)構(gòu)。 ②對(duì)于雙聯(lián)滑移齒輪，結(jié)構(gòu)型式有兩種：窄式和寬式。由于窄式排列結(jié)構(gòu)所占用軸向長(zhǎng)度較小，故選用窄式排列。⑶ 多聯(lián)齒輪的結(jié)構(gòu)形式 由前所述，齒輪變速器中采用一個(gè)三聯(lián)齒輪和一個(gè)雙聯(lián)齒輪，查[12]，其結(jié)構(gòu)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(dú)更換，生產(chǎn)率高，齒部加工不受限制，加工精度高，結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸小，采用平鍵傳遞轉(zhuǎn)矩，連接簡(jiǎn)單，工藝性好，裝卸方便。⑷ 相鄰兩個(gè)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(cuò)排列兩種類型。由于并行排列結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍廣，故選用此。⑸ 齒輪的布置 滑移齒輪的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可能性。變速機(jī)構(gòu)中滑移齒輪一般適宜布置在主動(dòng)軸上，并盡量將較小體積的齒輪做成滑移齒輪。 計(jì)算轉(zhuǎn)速 由于所設(shè)計(jì)的鉆床其傳遞的轉(zhuǎn)速是變化的。根據(jù)工藝要求，在主軸低轉(zhuǎn)速時(shí)，并不要求利用全部功率。如果按較低轉(zhuǎn)速計(jì)算，并作為傳遞全部功率，則勢(shì)必造成變速系統(tǒng)中各傳動(dòng)件尺寸過大，造成浪費(fèi)，這是不經(jīng)濟(jì)和不必要的。⑴ 各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 ①III軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 經(jīng)分析，可采用通用機(jī)床中的主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速的公式，即n=nФ=（95)r/min=所以，即III軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為170r/min. ②IV軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 該軸共有3級(jí)轉(zhuǎn)速280r/min,540r/min,960r/min，主軸。此時(shí)，若經(jīng)齒輪副17/53傳到主軸，IV軸在540r/min,960r/min的轉(zhuǎn)速均能傳遞全部功率，若經(jīng)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(jì)算轉(zhuǎn)速。 ③II軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為540r/min。 ④I軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為1400r/min。⑵ 各齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速 ①齒輪z計(jì)算轉(zhuǎn)速 齒輪z 安裝在IV軸上，為主動(dòng)輪，共3及轉(zhuǎn)速，若經(jīng)齒輪副17/53，使主軸得到2級(jí)轉(zhuǎn)速170r/min,、280r/min，則能傳遞全部功率，這時(shí)裝在IV軸上的齒輪z的轉(zhuǎn)速為540r/min,960r/min，能傳遞全部功率。若經(jīng)齒輪副17/53，使主軸得到95r/min的轉(zhuǎn)速，這時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速低于計(jì)算轉(zhuǎn)速170r/min，不能傳遞全部功率，因此，z的計(jì)算轉(zhuǎn)速為540r/min。與之嚙合的z的計(jì)算轉(zhuǎn)速為540r/min。 ②z齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速 齒輪z安裝在IV軸上為主動(dòng)輪，共3級(jí)轉(zhuǎn)速。若經(jīng)齒輪副45/25，使主軸得到3級(jí)轉(zhuǎn)速，為540r/min,960r/min,1600r/min，使主軸能傳遞全部功率。則z的計(jì)算轉(zhuǎn)速為280r/min。z計(jì)算轉(zhuǎn)速也為280r/min。 ③z齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速 齒輪z安裝在II軸上，為主動(dòng)輪，只有一級(jí)轉(zhuǎn)速，若經(jīng)齒輪副18/32使IV軸得到轉(zhuǎn)速280r/min，使IV軸能傳遞全部功率，則z的計(jì)算轉(zhuǎn)速為540r/min。 同理，z、z齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速為540r/min。 z、z齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速為1400r/min。綜上所述，各軸及齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速列表如下：項(xiàng)目IIIIVIIIzzzzzzzzz轉(zhuǎn)速14005402801701400540540540540540540280280 計(jì)算傳動(dòng)裝置動(dòng)力參數(shù)⑴ 計(jì)算各軸輸入功率 對(duì)于通用機(jī)器，應(yīng)取電動(dòng)機(jī)的額定功率P作為設(shè)計(jì)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(duì)滾動(dòng)軸承的效率， (查[1]P表24) η為一對(duì)8級(jí)精度齒輪的效率， (查[1]P表24)⑵ 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩I軸 T=9550=9550= NmII軸 T=9550=9550= NmIV軸 =9550=9550= NmIII軸 =9550=9550= Nm根據(jù)以上算得數(shù)據(jù)，列出下表，以供后續(xù)設(shè)計(jì)計(jì)算使用：表1參數(shù)各軸I軸（電機(jī)軸）II軸IV軸III軸計(jì)算轉(zhuǎn)速n（r/min)1390540280170功率P（Kw）轉(zhuǎn)矩T（Nm）效率η 表2齒輪zzzzzzzzzzzz轉(zhuǎn)速1390540540540540540540540540540280280轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)比1 第3章 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 齒輪副15/40的齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 由前計(jì)算可知，P=，小齒輪z轉(zhuǎn)速n=1390r/min，齒數(shù)比u=。由轉(zhuǎn)速圖可知，在工作條件完全相同的情況下，采用斜齒輪傳動(dòng)比直齒輪傳動(dòng)獲得較小的傳動(dòng)幾何尺寸，即斜齒輪傳動(dòng)比直齒輪傳動(dòng)具有更大的承載能力。故齒輪副15/40選用斜齒輪傳動(dòng)。 選定齒輪類型，傳動(dòng)等級(jí)，材料 ①由前所述，選擇斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 ②變速器為一般齒輪傳動(dòng)，速度不高，故選用8級(jí)精度（[1]表24） ③材料選擇 （查[2]表101） 由于配對(duì)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(diào)質(zhì)），硬度380HBS,表面淬火48～55HRC，齒輪材料為40（調(diào)質(zhì)），硬度380HBS,表面淬火48～55HRC，按硬度下限值，由[13]圖838（d）中的MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得，由圖838（e）中的MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)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(qiáng)度計(jì)算 按[2]式（1021）計(jì)算，即⑴ 確定公式內(nèi)各計(jì)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(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力查[13]表8327，查[2]圖1021得： ⑤小齒輪轉(zhuǎn)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(jì)算 ①試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得： ②計(jì)算圓周速度 ③計(jì)算齒寬b及法面模數(shù) 齒全高 ④計(jì)算縱向重合度 ⑤計(jì)算載荷系數(shù)K由[2]式102 已知使用系數(shù),由，8級(jí)精度，查[2]圖108，得動(dòng)載系數(shù) 查[2]表104，由插值法計(jì)算（按算）：得 為按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)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(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由[2]式1010a得 ⑦計(jì)算模數(shù) 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 按[2]式（1017）⑴ 確定計(jì)算參數(shù) ①計(jì)算載荷系數(shù) ②根據(jù)縱向重合度，查[2]圖102