數(shù)控車床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)(參考版)
2024-12-08 00:50本頁(yè)面
【正文】 / costnmm ?? 03 / c o s 1 0 3 .0 5?? 分度圓直徑 1d = 1tmZ =? 32= 22td mZ??=? 76= 中心距 a 12)m( 2zza ?? = 3 (32+76)2? =165mm 齒寬 b 大齒輪 2 25b mm? ,小齒輪 1 35b mm? 2. 齒面彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 齒形系數(shù) FaY 11 3 3 032 os c os 10V ZZ ?? ? ? 22 3 3 076 os c os 10V ZZ ?? ? ? 查表得 12FaYY ?? 應(yīng)力重合修正系數(shù) SaY 查表得 12SaYY ?? 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì) 23 重合系數(shù) Y? 12 c osvvvZZ???????? ? ? ? ????????? = 0111 . 8 8 3 . 2 c o s 1 03 3 . 5 7 9 . 5????? ? ? ????????? = Y? =+v??=+ = 螺旋角系數(shù) Y? 000101 1 1 120Y ?? ??? ? ? ? ? ? minY? 齒間載荷分配系數(shù) FK? 由上面知 FK? = 齒間載荷分布系數(shù) FK? b/h=35/ (? )= 查相關(guān)圖知 FK? = 載荷系數(shù) K K= AK vK FK? FK? =1..25? ? ? = 彎曲疲勞極限 minF? 查試驗(yàn)齒輪的彎曲極限表 min1F? =600MPa, min2F? =450 MPa, 彎曲最小安全系數(shù) minSF 有相關(guān)表 minSF = 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) LN 估計(jì) 710 LN 910 ,則查表指數(shù) m= 1LN = mni1 hiii60 m a xnt TT????????? =60? 2? 625? 4800? ( ? + ? +? )=? 710 2LN =60? 1? 698? 4800? ( ? + ? +? )=? 710 彎曲壽命系數(shù) NY 查彎曲壽命系數(shù)圖 1NY =, 2NY = 尺寸系數(shù) xY 査尺寸系數(shù)圖 xY = 許用彎曲應(yīng)力 ? ?F? ? ?1F? = l i m 1 1m i n6 0 0 0 . 9 5 1 4751 . 2F N X aFYY MPS? ???? 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì) 24 ? ?2F? = l i m 2 2m i n4 5 0 0 . 9 7 1 3 6 3 . 71 . 2F N X aFYY MPS? ???? 驗(yàn)算 1F? = 11112 Fa SanKT Y Y Y Ybd m ?? 2 3 . 6 5 1 8 3 0 0 02 . 5 1 . 6 3 0 . 6 9 0 . 9 1 73 5 9 6 3??? ? ? ? ???=277MPa? ?1F? 2221 11Fa SaFFFa SaYYYY??? 2 1 .7 52 7 7 2 5 52 .5 1 .6 3 aMP?? ? ?? 2F????? 傳動(dòng)無嚴(yán)重過載情況 ,固不作靜強(qiáng)度校核 . 估計(jì)傳動(dòng)軸 II 的直徑在 ? 35mm 左右 ,小齒輪分度圓直徑 1d =96mm,所以沒必要做成齒輪軸 .考慮到該齒輪與 Z=54齒輪作滑移齒輪 ,所以應(yīng)與 Z=54齒輪一起進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,見零件圖 . (3054 )齒輪設(shè)計(jì)與校核 因生產(chǎn)批 量較小，故小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度 241HB~286HB,平均取為 260HB,與之嚙合的大齒輪用 40Cr 合金鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 241HB~286HB,平均取為 。（注意：為便于閱讀在本節(jié)內(nèi)容中，在相嚙合的每對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)與校核時(shí)，主動(dòng)齒以數(shù)字 1為下角標(biāo)，被動(dòng)齒輪以數(shù)字 2為下角標(biāo)） 電動(dòng)機(jī) 輸出功率 0P =dP =11kw，額定轉(zhuǎn)速 0n =1500r/min， 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì) 18 輸出轉(zhuǎn)矩 0T =95500P / 0n =70 mN? 軸 I 1P =0P 0? =11? = 0? 為帶傳動(dòng)效率 1n = 0in =1500 /2 minr=750r/min 1T =9550? 11nP = mN? 中間軸 II 2P =1P 1? 2? =? ? =， 1? 2? 分別為軸承、齒輪傳動(dòng)效率。 齒輪的的設(shè)計(jì)與校核 一般同一變速組的齒輪模數(shù)相同 ,所有齒輪中首先選擇負(fù)荷較重的小齒輪按接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行初算。 (12)單根 V帶的額定功率增量： 考慮到傳動(dòng)比的影響，額定功率的增量由表查得： KWP ?? (13)計(jì)算帶的根數(shù)： ? ? ? ? ? ? ???????? lad KKPP Pz 取 5?z 根。 安裝時(shí)所需最小軸間距： ? ? mmmmLaa d 4 3 11 2 5 00 1 5 00 1 i n ?????? 張緊或補(bǔ)償伸長(zhǎng)所需最大軸間距： ? ? mmmmLaa d 8 71 2 5 5 a x ?????? (10)驗(yàn)算小帶輪包角： ???????????????? 1 2 01 7 5 01 2 51 6 01 8 8 0 121 a dd dd? 所以小帶輪包角合適。 (3)傳動(dòng)比： 根據(jù)轉(zhuǎn)速圖知 ,傳動(dòng)比為 ?u (4)確定小帶輪基準(zhǔn)直徑： 參考表取 mmdd 1251 ? (5)確定大帶輪直徑： ? ? ? ? mmdnnd dd 200% ???????????? ? 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì) 16 取標(biāo)準(zhǔn)值 mmdd 2021 ? (6) 驗(yàn)算帶速： smsmndv d 1500125100060 11 ?? ????? ?? 因?yàn)?smv ? 在 ? ? smv 25~5? 之間，所以經(jīng)濟(jì)耐用。 保證帶在工 作中不打滑的前提下能傳遞最大功率，并具有一定的疲勞強(qiáng)度和使用壽命是V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是靠摩擦傳動(dòng)的其它帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。傳動(dòng)比 i≤ 10 軸間距小的傳動(dòng)。其應(yīng)用于：帶速 V＜ 25～ 30m/s。其特點(diǎn)為：當(dāng)量摩擦系數(shù)大，工作面與輪槽粘附著好，允許包角小、傳動(dòng)比大、預(yù)緊力小。 普通 V帶傳動(dòng)是常見的帶傳動(dòng)形式，其結(jié)構(gòu)為：承載層為繩芯或膠簾布，楔角為 40176。根據(jù)工作原理可分為兩類：摩擦帶傳動(dòng)和嚙合帶傳動(dòng)。 綜合考慮個(gè)因素，擬訂傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖，如圖 。 該機(jī)床采用雙聯(lián)滑移齒輪變速組，采用窄式排列結(jié)構(gòu)，使機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊。 （ 5） 確定轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) Z 取 4?? dpf R? ，則 ???fnpRZ ? 對(duì)于數(shù)控車床，為了加工端面時(shí)滿足恒線速度切削的要求，應(yīng)使轉(zhuǎn)速有一些重復(fù)，故取 Z=2 （ 6） 擬定轉(zhuǎn)速圖和功率特性圖如圖 擬定傳動(dòng)系統(tǒng)的原則是：在保證機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和使用要求的前提下，運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈要盡可能的短而簡(jiǎn)單；傳動(dòng)效率高以及操作簡(jiǎn)單方便 。 ：已知機(jī)床的轉(zhuǎn)速范圍在 20r/min~2021r/min，電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為 4000 r/min，額定轉(zhuǎn)速為 1500 r/min，電動(dòng)機(jī)的額定功率 P=11kW，確定主軸箱結(jié)構(gòu)． （ 1） 確定主軸的變速范圍 nR 10 02020 00m inm a x ??? nnR n （ 2） 確定主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 第二章 變速主傳動(dòng)系統(tǒng)方案的制定 11 m i n rRnn nc ???? 由于數(shù)控機(jī)床主軸的變速范圍大，計(jì)算轉(zhuǎn)速應(yīng)比計(jì)算值高些，所以圓整取計(jì)算轉(zhuǎn)速 nc= min170r 。 轉(zhuǎn)速圖能夠清楚的表達(dá)出：傳動(dòng)軸的數(shù)目，主軸及各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)、轉(zhuǎn)速值及其傳動(dòng)路線，變速組的個(gè)數(shù)、傳動(dòng)順序及擴(kuò)大順序，各變速組的傳動(dòng)副數(shù)及其傳動(dòng)比數(shù)值，變速規(guī)律等。 主軸恒功率調(diào)速范圍 Rnp=n max\n計(jì) =2021\250=8, 電動(dòng)機(jī)恒功率調(diào)速范圍 Rdp=n max\n額 =4500\1500=3 為了使主軸和電動(dòng)機(jī)的恒功率匹配 ，現(xiàn)通過增加變速齒輪來滿足要求，該變速齒 輪組擴(kuò)大了電動(dòng)機(jī)的恒功率調(diào)速。 從圖 1與圖 2可以看出：調(diào)頻電機(jī)的恒功率轉(zhuǎn)速范圍為 4500\1500=3，而主軸要求的恒功率調(diào)速范圍為 2021\250=8，顯然電動(dòng)機(jī)不能滿足主軸所要求的恒功率變速范圍。而且，無級(jí)變速裝置的功率扭
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