【正文】 觸 疲勞 許用應(yīng)力 和彎曲疲勞許用應(yīng)力 取 失效概率為 1%，安全系數(shù) 1SH? ， 由許用應(yīng)力接觸疲勞 強(qiáng)度 應(yīng)力公式 得 ? ? ? ? MP aS H HH 5701 1l i mH N 121H ?????? σ?? （ 313） 同樣取失效概率 為 1%，安全系數(shù) .41SF? ，由許用應(yīng)力彎曲疲勞強(qiáng)度應(yīng)力公式得 ? ? ? ? MP aS FF F N 11lim2F1F ?????? ??? （ 4）初步計(jì)算齒輪的主要尺寸 因?yàn)殄F齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 1，故只需確定一個(gè)齒輪的參數(shù)即可。 u=26179。 帶輪零件圖如 帶輪零件圖 15 圖 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) [6] (1)選定齒輪傳動(dòng)類型、材料、熱處理方式、精度等級(jí) 按圖 所示的系統(tǒng)方 案，選用 直齒圓錐齒輪 傳動(dòng)；兩 齒輪 都選硬齒 （ 1?錐齒輪i ） ，采用 40Cr+調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為 280HBS； 齒輪精度初選 7級(jí) 。當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑為 dd≤ （ d 為安裝帶輪的軸的直徑， mm）時(shí)，可采用實(shí)心式；當(dāng) dd≤ 300mm 時(shí)，可采用腹板式；當(dāng)dd≤ 300mm，同時(shí) D1d1≥ 100 時(shí)，可采用孔板式；當(dāng) dd＞ 300mm 時(shí)，可采用輪輻式。 （ 8）計(jì)算壓軸力 Fp 壓軸力的最小值為 ? ? ? ? NFzF p 17 932138s i n240422as i n2 1m i n0m i n ?????? ? （ 310） （ 9）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 大帶輪的設(shè)計(jì) 根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd2=450mm 和帶輪轉(zhuǎn)速 v=，可確定帶輪的材料為 HT200。） 180 175 170 165 160 155 150 145 140 135 130 125 120 Ka ② 計(jì)算 V 帶的根數(shù) z ??? rcaPPz （ 38） 故取 4根。 根據(jù) n1=1465r/min， ?i 和 B 型帶，查表 84b 單根普通 V 帶額定功率的增量△ P0=。 即 386～ 458mm （ 5）驗(yàn)算小帶輪上的包角 a1 ? ? ? ? ?????? 90138410 121 ???????? add dd （ 36） 表 普通 V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列 帶型 基準(zhǔn)直徑 dd Y 20,25,28,40,45,50,56,63,71,80,90,100,112,125 Z 50,56,63,71,75,80,90,100,112,125,132,140,150,160,180,200,224,250,280, 315,355,400,500,630 A 75,80,85,90,95,100,106,112,118,125,132,140,150,160,180,200,224,250,280,315,355,400,450,500,560,630,710,800 B 125,132,140,150,160,170,180,200,224,250,280,315,355,400,450,500,560, 600,630,710,750,800,900,1000,1120 C 200,212,224,236,250,265,280,300,315,335,355,400,450,500,560,600,630, 710,750,800,900,1000,1120,1250,1400,1600,2021 14 （ 6）計(jì)算帶的根數(shù) z ①計(jì)算單根 V 帶的額定功率 Pr。 ③計(jì)算實(shí)際中心距 a 。 13 表 V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑 槽型 Y Z A B C D E （ dd） min/mm 20 50 75 125 200 355 500 （ 4）確定 V帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 dL ① 由公式 ? ? ? ?21021 dddd ddadd ???? ，初選中心距 0a =500mm。 ③ 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。 ②驗(yàn)算帶速 v。由表 和 。 (3)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 ① 各軸轉(zhuǎn)速 Ⅰ軸 m i n1 6 4 522 9 3 011 rinn m ??? 帶 Ⅵ 軸 m i 6 641 4 6 5216 rinn ??? 帶 凸輪 軸 m i 4 63 6 6 .2 56 rinn ??? 蝸桿凸輪 ② 各軸功率 Ⅰ軸 kWpp w ???? ? Ⅵ 軸 kWpp w ?????? ??? 凸輪軸 kWPP w 8 ????? 蝸桿凸輪軸 ????? ③ 各軸轉(zhuǎn)矩 Ⅰ軸 mNiTT d ?????? ?帶 Ⅵ 軸 mNiTiiTT d ???????? ????? 帶帶帶 12 凸輪軸 mNiTT ??????? ??蝸桿蝸桿凸輪軸 其中， mNnPT mdd ???? 3 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) [5] （ 1）確定計(jì)算功率 caP 由表 查得工況系數(shù) KA=，故 kWkWPKP Aca ???? (31) 表 KA 工況 KA 空、輕載啟動(dòng) 重載啟動(dòng) 每天工作小時(shí)數(shù) /h ＜ 10 10～16 ＞ 16 ＜ 10 10～16 ＞ 16 載荷變動(dòng)微小 液體攪拌機(jī)、通風(fēng)機(jī) （＜ ）和鼓風(fēng)機(jī)、離心式水泵和壓縮機(jī) 載荷變動(dòng)小 帶式輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)（＞ ）發(fā)電機(jī)、金屬切削機(jī)床、印刷機(jī) 載荷變動(dòng)較大 制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、往復(fù)式水泵、起重機(jī)、重載運(yùn)輸機(jī) 載荷變動(dòng)很大 破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式）、磨碎機(jī)（ 球磨、棒磨、管磨 ） （ 2）選擇 V帶的帶型 根據(jù) Pca、 n1=1465r/min 轉(zhuǎn)速 由圖 810 選用 B。 (214) (3)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 ① 各軸轉(zhuǎn)速 Ⅰ軸 m i n1 4 6 522 9 3 011 rinn m ??? 帶 (215) Ⅱ軸 m i 4 6 5212 rinn ??? 帶 (216) Ⅲ 、 Ⅳ 、 Ⅴ軸 m i rinn ??? 錐齒輪、 (217) ② 各軸功率 Ⅰ軸 kWpp w ???? ? (218) Ⅱ軸 kWpp w ?????? ??? (219) Ⅲ 軸 kWpp w ?? ?????? (220) Ⅳ、Ⅴ軸 kWpp w ?? ??????? (221) 其中， 0? 帶傳動(dòng)的機(jī)械效率； 1? 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的機(jī)械效率； 2? 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的機(jī)械效率； 4? 滾動(dòng)軸承的機(jī)械效率， ③ 各軸轉(zhuǎn)矩 Ⅰ軸 mNiTT d ?????? ?帶 (222) Ⅱ軸 mNiTiiTT d ???????? ????? 帶帶帶 (223) Ⅲ軸 4412444100213 ????????? 錐齒輪錐齒輪帶帶 iTiiiTT d ?? (224) 11 mN ?? ????? Ⅳ、Ⅴ軸 mNTTT ??????? ?? (225) 其中， mNnPT mdd ???? (226) 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) (1) 傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比 傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比要求應(yīng)為 5 8 4 6 5 ??? wm nni總 式中， mn 為電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速， minr ； wn 為凸輪軸 的轉(zhuǎn)速， minr ，由工藝要求的條件求得 min/.52 rnw ? 。 (2)分配各級(jí)傳 動(dòng)比 多級(jí)傳動(dòng)中，總傳動(dòng)比應(yīng)為 niiiii ?321?總 （ 213） 10 其中， 1i 、 2i 、 3i 、?、 ni 為各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 Y160M22。因此電動(dòng)機(jī)的速度可取范圍為m i n1 1 5 9 2~1 9 9 24 9 8)24~4( rnin wm ???? 總 。 由（ ）可求得 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的總機(jī)械效率， ?? 工作臺(tái)滾動(dòng)軸承蝸桿帶進(jìn)給 ????? w 。 由（ ）公式可求得 主傳動(dòng)系統(tǒng) 總效率 ， n3210 ?????? ??主 = 843322120 ????? ???? (28) = 8322 ???? = 其中， 0? 帶傳動(dòng)的機(jī)械效率，含有 2級(jí)； 1? 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的機(jī)械效率； 2? 直齒圓 柱齒輪傳動(dòng)的機(jī)械效率，含有 2對(duì)嚙合的齒輪； 3? 萬(wàn)向聯(lián)軸器的機(jī)械效率， 3 對(duì)； 4? 滾動(dòng)軸承的機(jī)械效率， 8對(duì)。） ～ 滑動(dòng)軸承 潤(rùn)滑正常 （一對(duì)） 滾動(dòng) 軸承 球 軸承（稀油潤(rùn)滑） （一對(duì)） 滾子軸承（稀油潤(rùn)滑） （一對(duì)） 減速器 單級(jí)圓柱齒輪減速器 ～ ① 主傳動(dòng)系統(tǒng)功率計(jì)算： 線速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系 nr?2v? （ 25） 其中， v 為線速度， minm ； n為轉(zhuǎn)速， minr ； r 為鉆頭半徑， m。 功率計(jì)算分析，一部分為主傳動(dòng)系統(tǒng)中所需功率，這部分功率主要是提供給鉆頭（工作機(jī)）以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的切削，達(dá)到鉆孔的目的；而另一部分為進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)中所需功率，這部分功率主要提供軸向進(jìn)給力。 計(jì)算工作機(jī)所需的功率： 已知鉆頭切削速度 v= minm ，單個(gè)鉆頭的切削阻力矩 60N178。 總效率η為 n3210 ?????? ?? （ 24） 其中，η 0η 1η 2η 3 ?η n分別 為傳動(dòng)裝置中每一傳動(dòng)副（齒輪、蝸桿、帶或鏈）、每對(duì)軸承、每個(gè)聯(lián)軸器的效率，其概略值見表 241[]。 所 需電動(dòng)機(jī)的功率為 ?wd PP? （ 21） 式中， dP 為工作機(jī)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率， kW； wP 為工作機(jī)需要的輸入功率， kW； ? 為電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率。 Y系列（ IP44）電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，是全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，能防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部， B 級(jí)絕緣，工作壞境溫度 不超過 ＋ 40℃ ，相對(duì)濕度不超過 95%，海拔高度不超過 1000m，額定電壓 380V，頻率 50Hz。 6 圖 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng) 機(jī)功率的確定 [4] 根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)及機(jī)床的動(dòng)力來(lái)源為三相交流電，通常都采用 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的輸出軸連接的直齒圓柱齒輪分別與另外兩個(gè)直齒圓柱齒輪成對(duì)嚙合，并且這三個(gè)此輪的在同一平面內(nèi)相互平行。同時(shí) 在計(jì)算第Ⅰ級(jí) 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比時(shí)將其值確定為 2，即 21 ?帶i 。 采用兩級(jí)帶傳動(dòng)的目的是，將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力分成兩條路線，一條傳動(dòng)路線是主傳動(dòng)，另一條是進(jìn)給傳動(dòng)。 ④ 承載能力較小 由于理論上凸輪輪廓與從動(dòng)件之間 為點(diǎn)或線接觸，故壓強(qiáng)大，所以潤(rùn)滑不良容易磨損，所以凸輪機(jī)構(gòu)多用于要求精確實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律且傳力不大的場(chǎng)合。 ② 工作可靠 在長(zhǎng)期作周期性循環(huán)的場(chǎng)合，凸輪機(jī)構(gòu)具有其他機(jī)構(gòu)和電子控制方式所不能達(dá)到的高可靠性。故無(wú)需采用計(jì)算機(jī)編程控制，可節(jié)約成本。即當(dāng)蝸輪作主動(dòng)件時(shí)，無(wú)論主動(dòng)力有多大，蝸輪都不會(huì)動(dòng)。 ④具有自鎖性 一般情況下，傳動(dòng)時(shí)蝸桿是主動(dòng)件，蝸輪是從動(dòng)件。 ②傳動(dòng)比大 在動(dòng)力傳動(dòng)中，一般一對(duì)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為 10～ 80；在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá) 1000。