【文章內容簡介】 灰鑄鐵 190HBS 高速鋼 硬質合金 42 可鍛鑄鐵 150HBS 高速鋼 硬質合金 銅合金 100~140HBS 高速鋼 可知 MC 為 ， Mx 為 ， My 為 。 當所用鉆頭為新鉆頭時，扭矩系數(shù) MK 為 鉆頭扭矩為： 2 0. 8 ? ? ? ? ? ?Nm 由鉆削功率公式： 2cP Mn?? (22) 可知鉆削功率為： 2 2 .5 2 5 =3 9 3cP ?? ? ? ?W 由于我所設計的凸輪加工專機為雙軸加工則 總的鉆削功率為： 2 393 =7 86cP ??總 W 可得： 8 cE mPP ?? 總 (23) ?KW ? KW 式中： m? — 機床主傳動系統(tǒng)傳動效率 ， 選為 EP — 所需電動機功率 , KW 主電機 型號選擇 FANUC 交流主軸電機 ? 系列從 ～ 40KW共分 13 種。它的特點是轉速高、輸出功率大、性能可靠、精度好、振動小、噪音低，既適合于高速切削又 適合于低速重切削。該系列可應用在各種類型 的數(shù)控機床上。根據(jù) 所需電動機功率 EP =,考慮到實際情況中的各種功率損失， 實際 中留有安全余量， 所需要的電機功率要大些。 由表 可查得本課題可 選用 FANUC 交流主軸電機 2? 型號。 經(jīng)查詢 2? 型與 3? 型的售價相差不算很大，所以我決定選用 3? 型。 其主要技術參數(shù)如下： 額定輸出功率： KW 最高速度： 7000r/min 額定輸出轉矩： mN? 轉動慣量： 2smN ?? 9 表 FANUC 交流主軸電機 ? 系列性能參數(shù) 電 機 型 號 連續(xù)額定輸出功率 （ KW） 30 分額定輸出功率 （ KW） 額定轉速 （ r/min） 恒功率最高轉速 (r/min) 最高轉速 （ r/min） 連續(xù)額定輸出轉矩 (N?m) 轉動慣量 GD2/4 （ kg?m2） 重量 （ kg） α1 3000 8000 8000 18 1500 8000 8000 24 α2 1500 8000 8000 27 α3 1500 7000 8000 46 α6 1500 8000 8000 60 α8 11 1500 6000 6000 80 10 第 3 章 傳動設計 傳動形式選擇 常見的幾種機械傳動方式有 傳動方式： 皮 帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、 蝸輪蝸桿傳動 、螺旋傳動 、 同步帶傳動 等。 皮 帶傳動 ：是 由主動輪、從動輪和緊張在兩輪上的皮帶所組成。由于張緊，在皮帶和皮帶輪的接觸面間產(chǎn)生了壓緊力，當主動輪旋轉時，借摩擦力帶動從動輪旋轉，這樣就把主動軸的動力傳給從動軸。 適用于兩軸中心距較大的傳動； 帶具有良好的撓性，可緩和沖擊，吸收振動 ， 過載時打滑防止損壞其他零部件 ， 結構簡單、成本低廉。 但是帶 傳動的外廓尺寸較大 ， 需張緊裝置 。 由于打滑，不能保證固定不變的傳動比 。 帶的壽命較短 ， 傳動效 率較低。 鏈傳動 ： 是由兩個具有特殊齒形的的齒輪和一條閉合的鏈條所組成，工作時 通過鏈條將具有特殊齒形的主動鏈輪的運動和動力傳遞到具有特殊齒形的從動鏈輪的一種傳動方式。鏈傳動有許多優(yōu)點，與帶傳 動相比，無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，平均傳動比準確，工作可靠，效率高 。 傳遞功率大，過載能力強，相同工況下的傳動尺寸小 。 所需張緊力小，作用于軸上的壓力小 。 能在高溫、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。 齒輪傳動 ：由分別安裝在主動軸及從動軸上的兩個齒輪相互嚙合而成。 優(yōu)點適用的圓周速度和功率范圍廣 ， 能保證傳動比穩(wěn)定不變， 能傳遞很 大的動 力。結構緊湊、效率高，可實現(xiàn)平行軸、任意角相交軸和任意角交錯軸之間的傳動 。 缺點要求較高的制造和安裝精度、成本較高 ， 不適宜遠距離兩軸之間的傳動。 當兩軸間距較大時，采用齒輪傳動就比較笨重。 蝸輪蝸桿傳動 ： 用于兩軸交叉成 90 度，但彼此既不平行又不相交的情況下，通常在蝸輪傳動中，蝸桿是主動件，而蝸輪是被動件。 優(yōu)點是蝸輪蝸桿傳動 結構緊湊 ， 并能獲得很大的傳動比， 一般傳動比為 780， 工作平穩(wěn)無噪音 ， 傳動功率范圍大 ， 可以自鎖 。但 傳動效率低，蝸輪常需用有色金屬制造。蝸桿的螺旋有單頭與多頭之分。 螺旋傳動 ： 是利用螺桿和螺母組 成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的，主要用于將回轉運動變?yōu)橹本€運動， 同時傳遞運動和動力。螺旋傳動的特點：傳動精度高、工作平穩(wěn)無噪音、易于自鎖、 能傳遞較大的動力等特點。 同步帶傳動：嚙合型帶傳動一般也稱為同步帶傳動。它通過傳動帶內表面上等距分布的橫向齒和帶輪上的相應齒槽的嚙合來傳遞運動。與摩擦型帶傳動比較，同步帶傳動的帶11 輪和傳動帶之間沒有相對滑動，能夠保證嚴格的傳動比。但同步帶傳動對中心距及其尺寸穩(wěn)定性要求較高。 本設計要求傳動平穩(wěn)，需要一定的嚴格傳動比，因此，初步選定齒輪傳動或同步帶傳動。 由于 同步帶傳動具有帶傳動、 鏈傳動和齒輪傳動的優(yōu)點。 同時 同步帶傳動由于帶與帶輪是靠嚙合傳遞運動和動力，故帶與帶輪之間無相對滑動，能保證準確的傳動比。 又因 同步帶通常以鋼絲繩或玻璃纖維繩為抗拉體，氯丁橡膠或聚氨酯為基體，這種帶薄而且輕，故可用于較高速度。 同步帶 傳動時 的線速度可達 50m/s，傳動比可達 10，效率可達 98%。傳動噪聲比帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動小，耐磨性好，不需油潤滑，壽命比摩擦帶長。 因此，本設計選用同步帶進行傳動。 同步帶 與同步帶輪 的設計與選型 設計功率 的計算 根據(jù)工作機為凸輪加工專機，原動機為交流電動機， 由《機械設計手冊》可查得 ? 。故設計功率為： dAP K P?? (31) ??KW 5? KW 式中： P —傳遞的功率 ,KW AK —工作情況系數(shù) 選擇帶型和節(jié)距 根據(jù)設計功率 5dP? KW，帶輪轉速 1500n? r/min，由圖 同步帶的選型可查得帶輪的帶型為 8M 型 。 12 圖 同步帶的選型 按照同步帶的帶型為 8M 型，由《機械設計手冊》查得節(jié)距 5bp mm? ，齒高 mmh ? ，帶厚為 。 同步帶輪 尺寸的確定 數(shù) Z 根據(jù)帶輪轉速 1500n? r/min，同步帶的帶型為 8M 型，由《機械設計基礎》查得帶輪的最小齒數(shù) 22min?Z ,故取 44Z? 。 d bZpd ??? (32) 448??? mm 112? mm 式中 ： Z —帶輪齒數(shù) bp —節(jié)距 ， mm 按照帶輪齒數(shù) Z =44，同步帶的帶型為 8M 型， 查表 可得其外徑 b mm? 。 13 表 8M 標準同步帶輪型號參數(shù)表 規(guī)格 齒數(shù) 節(jié)徑 d 外徑 od 檔邊直徑 fd 檔邊內徑 bd 檔邊厚度 h 278M 27 75 55 288M 28 80 60 308M 30 82 64 328M 32 90 70 348M 34 98 78 368M 36 98 78 388M 38 106 88 408M 40 90 428M 42 115 95 448M 44 123 103 468M 46 123 103 488M 48 131 111 508M 50 138 118 v 的確定 100060? ??? ndv ? (33) 112 150060 1000??? ? m/s ? m/s 式中： d —帶輪節(jié)圓直徑 ， mm n—帶輪轉速 ， r/min 與 主軸 相連的同步 帶輪設計 由于主軸所需轉速為 1500r/min，則與主軸連接的帶輪 齒數(shù)為： 44。 同步帶的帶型為 8M 型， 查表 可得其外徑 b mm? 。 14 帶輪與 軸的聯(lián)接 傳統(tǒng)帶輪與 機床主軸的聯(lián)接一般采取鍵聯(lián)接或銷聯(lián)接。 鍵連接是通過鍵實現(xiàn)軸和軸上零件間的軸向固定以傳遞運動和轉矩。裝配前 必須 檢查鍵的直線度、鍵槽對軸心線的對稱度和平行度 ，操作較繁瑣 。 一般 鍵的兩側面與軸鍵槽的配合一般有間隙 ，容易進入雜質，造成軸的腐蝕。并且，主軸上所開鍵槽，勢必對主軸的剛度與壽命產(chǎn)生不良的影響。 銷聯(lián)接銷孔需要鉸制，多次裝卸后會降低定位的精度和聯(lián)接的緊固性。且只能傳遞不大的載荷。銷孔精度要求較低，剛度較差，不適合高精度定位。同時銷聯(lián)接也會對主軸產(chǎn)生一定的損傷。因此， 本文將采取雙楔形塊聯(lián)接，依靠摩擦力使帶輪與 軸聯(lián) 接。 雙楔形塊的工作示意圖 如圖 所示。 圖 雙楔形塊工作示意圖 雙楔形塊的受力圖如圖 所示。 15 圖 雙楔形塊受力圖 首先，當擰緊螺