【正文】 安裝帶輪的軸的直徑 mm 時(shí)可以采用實(shí)心式當(dāng)可以采用腹板式時(shí)可以采用孔板式當(dāng)時(shí)可以采用輪輻式 帶輪寬度 分度圓直徑 D 90mm 是深溝球軸承 6210 軸承外徑其他尺寸見帶輪零件圖 ? V 帶輪的論槽 V 帶輪的輪槽與所選的 V 帶型號向?qū)?yīng)見 4 表 810 mm 槽型 與相對應(yīng)得 A 110 275 87 9 V 帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形使 V 帶工作面夾角發(fā)生變化為了使 V 帶的工作面與大論的輪槽工作面緊密貼合將 V 帶輪輪槽的工作面得夾角做成小于 V 帶安裝到輪槽中以后一般不應(yīng)該超出帶輪外圓也不應(yīng)該與輪槽底部接觸為此規(guī)定了輪槽基準(zhǔn)直徑到帶輪外圓和底部的最小高度 輪槽工作表面的粗糙度為 ? V 帶輪的技術(shù)要求 鑄造焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣腹板輪輻及輪轂上不允許有傻眼裂縫縮孔及氣泡鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下允許對輪緣凸臺腹板及輪轂的表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ)轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速 的帶輪要做靜平衡反之做動平衡其他條件參見中的規(guī)定 66 片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算 片式摩擦離合器目前在機(jī)床中應(yīng)用廣泛因?yàn)樗梢栽谶\(yùn)轉(zhuǎn)中接通或脫開具有結(jié)合平穩(wěn)沒有沖擊結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)部分零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化多用于機(jī)床主傳動 按扭矩選擇即 根據(jù) 15 和 14 表 6320 ①計(jì)算轉(zhuǎn)矩 查 15 表 6321 得 ∴ ②摩擦盤工作面的平均直徑 式中 d 為軸的直徑 ③摩擦盤工作面的外直徑 ④摩擦盤工作面的內(nèi)直徑 ⑤摩擦盤寬度 b ⑥摩擦面對數(shù) m查 15表 6317摩擦副材料為淬火鋼對偶材料為淬火鋼摩擦因數(shù)取 008 許用壓強(qiáng)取許用溫度 120℃ ∴ m 圓整為 7 ∴摩擦面片數(shù) z 71 8 ⑦摩擦片脫開時(shí)所需的間隙因?yàn)椴捎脻袷剿? ⑧許用傳遞轉(zhuǎn)矩 因?yàn)? ⑨壓緊力 Q ⑩摩擦面壓強(qiáng) p 根據(jù) 14 表 2277 選用帶滾動軸承的多片雙聯(lián)摩擦離合器因?yàn)榘惭b在箱內(nèi)所以采取濕式結(jié)構(gòu)形式見 14 表 2277 圖 a 表 52 特征參數(shù) 圖 號 許用轉(zhuǎn)距 重量 kg 轉(zhuǎn)動慣量 接合 力 N 脫開 力 N 內(nèi)部 外部 圖 a 120 47 00035 00050 170 100 表 53 主要尺寸 圖 號 許用轉(zhuǎn)矩 D A B c E F G 閉 式 開 式 圖 a 120 18 32 108 100 18 32 60 45 70 表 54 主要尺寸 圖 號 H J L R S a 圖 a 85 47 51 81 152 65 64 35 10 20 11 67 齒輪校驗(yàn) 在驗(yàn)算算速箱中的齒輪應(yīng)力時(shí)選相同模數(shù)中承受載荷最大齒數(shù)最小的齒輪進(jìn)接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算這里要驗(yàn)算的是齒輪 1 齒輪 5 齒輪 11 這三個(gè)齒輪 齒輪強(qiáng)度校核計(jì)算公式①彎曲疲勞強(qiáng)度 ②接觸疲勞強(qiáng)度 校核 a 變速組齒輪 ①彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒數(shù) 為 28 的齒輪確定各項(xiàng)參數(shù) ? n 800rmin ?確定動載系數(shù) ∵ 齒輪精度為 7 級由 4 圖 108 查得動載系數(shù)由 4 使用系數(shù) ? ?確定齒向載荷分配系數(shù)取齒寬系數(shù) 查 4 表 104 得非對稱齒向載荷分配系數(shù) 查 4 圖 1013 得 ?確定齒間載荷分配系數(shù) 由 4 表 102 查的使用 由 4 表 103 查得齒間載荷分配系數(shù) ?確定載荷系數(shù) ? 查 4 表 105 齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù) ?計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由 4 圖 1020 c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 4 圖 1018 查得 壽命系數(shù)取疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) S 13 ②接觸疲勞強(qiáng)度 ?載荷系數(shù) K 的確定 ?彈性影響系數(shù)的確定查 4 表 106 得 ?查 4 圖 1021d 得 故齒輪 1 合適 校核 b 變速組齒輪 ①彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒數(shù)為 18 的齒輪確定各項(xiàng)參數(shù) ? n 400rmin ?確定動載系數(shù) 齒輪精度為 7 級由 4 圖 108 查得動載系數(shù) ? ?確定齒向載荷分配系數(shù)取齒寬系數(shù) 查 4 表 104 插值法得非對稱齒向載荷分配系數(shù) 查 4 圖 1013 得 ?確定齒間載荷分配系數(shù) 由 4 表 102 查的使用 由 4 表 103 查得齒間載荷分配系數(shù) ?確定動載系數(shù) ?查 4 表 105 齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù) ?計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由 4 圖 1020 c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 4 圖 1018 查得 壽命系數(shù)疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) S 13 ②接觸疲勞強(qiáng)度 ?載荷系數(shù) K 的確定 ?彈性影響系數(shù)的確定查 4 表 106 得 ?查 4 圖 1021d 得 故齒輪 8 合適 校核 c 變速組齒輪 ①彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒數(shù)為 22 的齒輪確定各項(xiàng)參數(shù) ? n 280rmin ?確定動載系數(shù) 齒輪精度為 7 級由 4 圖 108 查得動載系數(shù) ? ?確定齒向載荷分配系數(shù)取齒寬系數(shù) 查 4 表 104 插值法得非對稱齒向載荷分 布系數(shù) 查 4 圖 1013 得 ?確定齒間載荷分配系數(shù) 由 4 表 103 齒間載荷分布系數(shù) ?確定荷載系數(shù) ?查表 105 齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù) ?計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 4 圖 1018 查得 壽命系數(shù)疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) S 13 ②接觸疲勞強(qiáng)度 ?載荷系數(shù) K 的確定 ?彈性影響系數(shù)的確定查 4 表 106 得 ?查 4 圖 1021d 得 故齒輪 11 合適 68 軸承的選用與校核 各軸軸承的選用 ①主軸 前支承 NN3022K 中支承 NN3020K 后支撐 N219E ②Ⅰ軸 離合器及齒輪處支承均用 6206 帶輪處支承 6210 ③Ⅱ軸 前支承 30207 中支承 NN3009 后支承 30207 ④Ⅲ軸 前支承 30208 后支承 30208 各軸軸承的校核 ?Ⅰ軸軸承的校核 Ⅰ軸選用的是深溝球軸承 6206其基本額定負(fù)荷為 195KN 由于該軸的轉(zhuǎn)速是定值所以齒輪越小越靠近軸承對軸承的要求越高根據(jù)設(shè)計(jì)要求應(yīng)該對Ⅰ軸未端的滾子軸承進(jìn)行校核 ①齒輪的直徑 ②Ⅰ軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 ∴ ③齒輪受力 根據(jù)受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為 在水平面 在水平面 ∴ ④因軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷又由于不受軸向力 4 表 136 查得載荷系數(shù)取則有 ⑤軸承的壽命計(jì)算所以按軸承的受力大小計(jì)算壽命 故該軸承 6206 能滿足要求 ?其他軸的軸承校核同上均符合要求 7 主軸組件設(shè)計(jì) 主軸的結(jié)構(gòu)儲存應(yīng)滿足使用要求和結(jié)構(gòu)要求并能保證主軸組件具有較好的工作性能主軸結(jié)構(gòu)尺寸的影響因素比較復(fù)雜目前尚 難于用計(jì)算法準(zhǔn)確定出通常根據(jù)使用要求和結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行同型號筒規(guī)格機(jī)床的類比分析先初步選定尺寸然后通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定下來最后在進(jìn)行必要的驗(yàn)算或試驗(yàn)如不能滿足要求可重新修改尺寸直到滿意為直 主軸上的結(jié)構(gòu)尺寸雖然很多但起決定作用的尺寸是外徑 D 孔徑 d 懸伸量a 和支撐跨距 L 71 主軸的基本尺寸確定 外徑尺寸 D 主軸的外徑尺寸關(guān)鍵是主軸前軸頸的前支撐處的直徑選定后其他部位的外徑可隨之而定一般是通過筒規(guī)格的機(jī)床類比分析加以確定 320mm 車床 P 75KW 查 1 表 313 前軸頸應(yīng)初選后軸頸取 主軸孔徑 d 中型臥式車床的主軸孔徑已由 d 48mm 增大到 d 6080mm 當(dāng)主軸外徑一定時(shí)增大孔徑受到一下條件的限制 1 結(jié)構(gòu)限制對于軸徑尺寸由前向后遞減的主軸應(yīng)特別注意主軸后軸頸處的壁厚不允許過薄對于中型機(jī)床的主軸后軸頸的直徑與孔徑之差不要小于主軸尾端最薄處的直徑不要小于 2 剛度限制孔徑增大會削弱主軸的剛度由材料力學(xué)知主軸軸端部的剛度與截面慣性矩成正比 即 式中 據(jù)上式可得出主軸孔徑對偶剛度影響的 有圖可見 當(dāng)時(shí)說明空心主軸的剛度降低較小當(dāng)時(shí)空心主軸剛度降低了 24 因此為了避免過多削弱主軸的剛度一般取主軸孔徑 d 確定后可根 據(jù)主軸的使用及加工要求選擇錐孔的錐度錐孔僅用于定心時(shí)則錐孔應(yīng)大些若錐孔除用于定心還要求自鎖借以傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)錐度應(yīng)小些我這里選用莫氏六號錐孔初步設(shè)定主軸孔徑 d 60mm主軸孔徑與外徑比為 06 主軸懸伸量 a 主軸懸伸量的大小往往收結(jié)構(gòu)限制主要取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)形式及尺寸刀具或夾具的安裝方式前軸承的類型及配置潤滑與密封裝置的結(jié)構(gòu)尺寸等主軸設(shè)計(jì)時(shí)在滿足結(jié)構(gòu)的前提下應(yīng)最大限度的縮短主軸懸伸量 a 根據(jù)結(jié)構(gòu)定懸伸長度 支撐跨距 L 支撐跨距 L?考慮機(jī)械效率主軸最大輸出轉(zhuǎn)距 床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的 50 到 60 即加工工件直徑取為160mm 則半徑為 008 計(jì)算切削力 前后支撐力分別設(shè)為 ?軸承剛度的計(jì)算 根據(jù) 20 式 61 有 查 20 表 611 得軸承根子有效長度球數(shù)和列數(shù) 再帶入剛度公式 ?主軸當(dāng)量直徑 ?主軸慣性矩 ?計(jì)算最佳跨距 設(shè) 查 5314 式中 ∴ ∴ 式中 72 主軸剛度驗(yàn)算 機(jī)床在切削加工過程中主軸的負(fù)荷較重而允許的變形由很小因此決定主軸結(jié)構(gòu)尺寸的主要因素是它的變形大小對于普通機(jī)床的主軸一般只進(jìn)行剛度驗(yàn)算通常能滿足剛度要求的主軸也能滿足強(qiáng)度要求只有重載荷的機(jī)床的主軸才進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算對于高速主軸還要進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算以免發(fā)生共振 一彎曲變形為主的機(jī)床主軸 如車床銑床 需要進(jìn)行彎曲剛度驗(yàn)算以扭轉(zhuǎn)變形為主的機(jī)床如鉆床需要 進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剛度驗(yàn)算當(dāng)前主軸組件剛度驗(yàn)算方法較多沒能統(tǒng)一還屬近似計(jì)算剛度的允許值也未做規(guī)定考慮動態(tài)因素的計(jì)算方法如根據(jù)部產(chǎn)生切削顫動條件來確定主軸組件剛度計(jì)算較為復(fù)雜現(xiàn)在仍多用靜態(tài)計(jì)算法計(jì)算簡單也較適用 主軸彎曲剛度的驗(yàn)算驗(yàn)算內(nèi)容有兩項(xiàng)其一驗(yàn)算主軸前支撐處的變形轉(zhuǎn)角是否滿足軸承正常工作的要求其二驗(yàn)算主軸懸伸端處的變形位移 y 是否滿足加工精度的要求對于粗加工機(jī)床需要驗(yàn)算 y值對于精加工或半精加工機(jī)床值需驗(yàn)算 y值對于可進(jìn)行粗加工由能進(jìn)行半精的機(jī)床如臥式車床需要驗(yàn)算值同時(shí)還需要按不同加工條件驗(yàn)算 y 值 支撐主軸組件的剛度驗(yàn) 算可按兩支撐結(jié)構(gòu)近似計(jì)算如前后支撐為緊支撐中間支撐位松支撐可舍棄中間支撐不計(jì)因軸承間隙較大主要起阻尼作用對剛度影響較小若前中支撐位緊支撐后支撐為松支撐時(shí)可將前中支距當(dāng)做兩支撐的之距計(jì)算中后支撐段主軸不計(jì) 主軸前支撐轉(zhuǎn)角的驗(yàn)算 機(jī)床粗加工時(shí)主軸的變形最大主軸前支撐處的轉(zhuǎn)角有可能超過允許值故應(yīng)驗(yàn)算此處的轉(zhuǎn)角因主軸中 后 支撐的變形一般較小故可不必計(jì)算 主軸在某一平面內(nèi)的受力情況如圖 在近似計(jì)算中可不計(jì)軸承變形的影響則該平面內(nèi)主軸前支撐處的轉(zhuǎn)角用下式計(jì)算 切削力的作用點(diǎn)到主軸前支承支承的距離 S aW 對于普 通車床 W 04HH 是車床中心高設(shè) H 200mm 則 當(dāng)量切削力的計(jì)算 主軸慣性矩 式中 ∴ ∵ ∴主軸前支撐轉(zhuǎn)角滿足要求 主軸前端位移的驗(yàn)算 計(jì)算 C 點(diǎn)撓度 ?當(dāng)量切削力 F 的計(jì)算見上文 ?驅(qū)動力 Q 的計(jì)算 其中 所以 ?軸承剛度的計(jì)算 ?確定