数控立式钻铣床改造(3)

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z5?27，则z3?z5?30?27?3?4，这与要求不符。但是由于Ⅲ与Ⅳ都采用了离

合器，使齿轮z4和z8的距离拉大了，因而在滑移齿轮在移动过程中不存在相碰的情况，所以三联滑移齿轮在这个设计里是可以实现的。 （四）传动系统图的拟定

根据以上分析及计算，拟定如下传动系统图：

主电机24342244303019483327232637413333图2-3 传动系统图

二．主传动主要零件的强度计算 （一）电动机的选择

1．电动机的功率计算

σb钻头材料选用W18Cr4V,

?80公斤/毫米，根据加工要求选用钻头直径D

＝25mm，则查表得进给量S＝0.39～0.47mm，根据钻孔切削用量表查得：n＝

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377r/min，M=8580N2m则可得： N?Mn8580?377 ＝＝3.32kw （3-3）

716200?1.36716200?1.362．电动机参数的选择

在选择电动机时，必须使得P额定≥P总，根据这个原则，查《机械设计手册》选取Y112M-4型电动机，其基本参数如下（单位为mm）：

A=190 B=140 C=70 D=28 E=60 F=8 G=24 H=112 K=12 AB=245 AC=230 AD=190 HD=265 BB=180 L=400 （二）齿轮传动的设计计算

由于直齿圆柱齿轮具有加工和安装方便、生产效率高、生产成本低等优点，而且直齿圆柱齿轮传动也能满足设计要求，所以本次设计选用渐开线直齿圆柱齿轮传动；主轴箱中的齿轮用于传递动力和运动，它的精度直接与工作的平稳性、接触误差及噪声有关。为了控制噪声，机床上主传动齿轮都选用较高的精度，但考虑到制造成本，本次设计都选用7-6-6的精度，具体设计步骤如下： 1.模数的估算

按接触疲劳和弯曲疲劳计算齿轮模数比较复杂，而且有些系数只有在齿轮各参数都已知道后方可确定，所以只在草图画完之后校核用，在画草图之前，先估算，再选用标准齿轮模数。 齿轮弯曲疲劳的估算公式：

mw?323Nmm （式中N即为齿轮所传递的功率） （3-4） Znj齿面点蚀的估算公式：

A?323Nmm （式中N即为齿轮所传递的功率） （3-5） nj其中nj为大齿轮的计算转速，A为齿轮中心距。 由中心距A及齿数Z1,Z2求出模数：

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mj?2Amm （3-6）

Z1?Z2根据估算所得mw和mj中较大的值，选取相近的标准模数。 前面已求得各轴所传递的功率，各轴上齿轮模数估算如下： 第一对齿轮副 nj?1440r/min

mw?3234.0?0.99?1.55mm

24?1440 A?323 mj?4.0?0.99?4.48mm

14402?4.48?0.15mm

24?34所以，第一对齿轮副传动的齿轮模数应为m?mw?0.15mm。 第二对齿轮副 nj?1002r/min

24.0?0.99?0.98?1.76mm mw?32323?100224.0?0.99?0.98?1.98mm A?3231002 mj?2?1.98?0.066mm

23?37所以，第二对齿轮副传动的齿轮模数应为m?mw?0.066mm。 第三对齿轮副 nj?631r/min

324.0?0.99?0.98?2.06mm mw?32322?6314.0?0.993?0.982?5.78mm A?326313 mj?2?5.78?0.175mm

22?44所以，第三对齿轮副传动的齿轮模数应为m?mw?0.175mm。 第四对齿轮副 nj?315r/min

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434.0?0.99?0.98?2.71mm mw?32319?315434.0?0.99?0.98?7.22mm A?323315 mj?2?7.22?0.22mm

19?48所以，第四对齿轮副传动的齿轮模数应为m?mw?0.22mm。

综上所述，为了降低成本，机床中各齿轮模数值应尽可能取相同，但因为Ⅴ轴得转速比较小，扭矩比较大，为了增加其强度和在主轴上能起到飞轮的作用，需增加Ⅴ轴齿轮的几何尺寸。所以，本次设计中在Ⅰ～Ⅳ间各个齿轮模数均为m1=2.5mm，在Ⅴ轴上就取m2?3mm。 2.齿轮分度圆直径的计算

根据渐开线标准直齿圆柱齿轮分度圆直径计算公式可得各个传动副中齿轮的分度圆直径为：

d1?24?2.5?60 d2?34?2.5?85 d3?30?2.5?75 d4?30?2.5?75 d5?27?2.5?67.5 d6?33?2.5?82.5 d7?23?2.5?57.5 d8?37?2.5?92.5 d9?33?2.5?82.5 d10?33?2.5?82.5 d11?22?2.5?55 d12?44?2.5?110 d13?41?3?123 d14?26?3?78 d15?19?3?57 d16?48?3?144 3.齿轮宽度B的确定

齿宽影响齿的强度，但如果太宽，由于齿轮制造误差和轴的变形，可能接触不均匀，反儿容易引起振动和噪声。本次设计中，取主动齿轮宽度B=8m=832.5=20mm(在最后一对齿轮啮合取也取B=7m≈20)，则与其啮合的从动齿轮的宽度一致。而取多联齿轮的宽度B=8m=832.5=20mm，为了使啮合更容易和平稳，则与其啮合的从动齿轮的宽度要小一点，取B’=6m＝632.5＝15mm。 4.齿轮其他参数的计算

根据《机械原理》中关于渐开线圆柱齿轮参数的计算公式及相关参数的

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规定，齿轮的其它参数都可以由以上计算所得的参数计算出来，本次设计中，这些参数在此不在一一计算。 5.齿轮结构的设计

不同精度等级的齿轮，要采用不同的加工方法，对结构的要求也不同，7级精度的齿轮，用较高精度的滚齿机或插齿机可以达到。但淬火后，由于变形，精度将下降。因此，需要淬火的7级齿轮一般滚或插后要剃齿，使精度高于7级，或者淬火后再珩齿。6级精度的齿轮，用精密滚齿机可以达到。淬火齿轮，必须才能达到6级。机床主轴箱中的齿轮齿部一般都需要淬火。 6.齿轮的校核（接触疲劳强度）

计算齿轮强度用的载荷系数K，包括使用系数KA,动载荷系数荷分配系数

K?KV,齿间载

及齿向载荷分布系数

K?，即：

K?KAKvK?K?=1.2531.0731.131.12=1.65 （3-7） 查表得：Z?=0.88 ZH=2.5 ZE=189.8

?H=ZHZEZ?2K?(u?1)bd1u2 （3-8）

将数据代入得：?H?1100mpa

齿轮接触疲劳强度满足，因此接触的应力小于许用的接触应力，其它齿轮也符合要求，故其余齿轮不再验算，在此略去。 （三）轴的设计计算 1.各传动轴轴径的估算

滚动轴承的型号是根据轴端直径确定的，而且轴的设计是在初步计算轴径的基础上进行，因此先要初算轴径。轴的直径可按扭转强度法用下列公式进行估算：

d?A03对于空心轴，则

P mm （3-9）

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