机床主轴箱课程设计 - CA6140机床主轴箱设计(4)

?2.5??1??qv2??k??7.18?2.5??500??1??0.18?9.952 ?9.95?3?0.97??207.52NF0?500pcavz(11)计算压轴力 4.2 传动轴的估算 4.2.1 主轴的计算转速 4.2.2 各传动轴的计算转速 4.2.3各轴直径的估算 (Fp)min?2?Z?(F0)min?sin?/2?2?3?207.52?sin1680/2?1238.3N4.2 传动轴的估算 传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度的要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不失是主要矛盾，除了载荷很大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求保证轴在载荷下不至发生过大的变形。因此，必须保证传动轴有足够的刚度。 4.2.1 主轴的计算转速 主轴的计算转速是低速第一个三分之一变速范围的最高一级转速： n?nmin?z?1318?13 ?nj?20?1.264.2.2 各传动轴的计算转速 ?63r/min轴Ⅴ：有18级转速，其中80r/min通过齿轮获得63r/min，刚好能传递全部功率： 所以：nV =80r/min 同理可得：nⅣ =250r/min ，nⅢ =630r/min ， nⅣ nⅡ =630r/min,nⅠ =800r/min =250r/min ，nⅢ 4.2.3 各轴直径的估算 =630r/min ，第 11 页 共 41 页

d?KA4P?nⅡ mm Nj =630r/min, 其中：P-电动机额定功率 K-键槽系数 A-系数 nⅠ =800r/min ?-从电机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积； nj-该传动轴的计算转速。 计算转速nj是传动件能传递全部功率的最低转速。各传动件的计算转速可以从转速图上，按主轴的计算转速和相应的传动关系确定。 Ⅰ轴：K=1.06，A=120 7.5?0.96所以d1?(120?1.06)4mm?25.3mm ， 800 取28mm Ⅱ轴：K=1.06，A=120 7.5?0.96?0.99?0.98d2?(120?1.06)4mm?27.4mm630 , 取30mm Ⅲ轴：K=1.06，A=110 6.98544?0.99?0.98d3?(110?1.06)4mm?38.5mm630 , 取40mm Ⅳ轴：K=1.06，A=100 6.98544?0.99?0.98?0.99?0.98d4?(100?1.06)4mm250 ?27.4mm 第 12 页 共 41 页

, 取30mm Ⅴ轴：K=1.06，A=90 6.5753?0.99?0.98d5?(90?1.06)4mm , 取40mm 80?38.5mm取39mm Ⅵ轴：K=1.06，A=80 d6?(80?1.06)4?38.5mm取39mm 4.3 齿轮6.3794?0.99?0.98mm 63 此轴径为平均轴径，设计时可相应调整。 4.3 齿轮齿数的确定和模数的计算 齿数的确 定和模数 的计算 4.3.1 齿轮齿数的确定 4.3.1 齿轮齿数的确定 当各变速组的传动比确定以后，可确定齿轮齿数。对于定比传动的齿轮齿数可依据机械设计手册推荐的方法确定。对于变速组内齿轮的齿数，如传动比是标准公比的整数次方时，变速组内每对齿轮的齿数和Sz及小齿轮的齿数可以从表3-6（机械制造装备设计）中选取。一般在主传动中，最小齿数应大于18～20。采用三联滑移齿轮时，应检查滑移齿轮之间的齿数关系：三联滑移齿轮的最大齿轮之间的齿数差应大于或等于4，以保证滑移是齿轮外圆不相碰。 第一组齿轮： Z?=34，Z2=54，1传动比：u1?0?1, u2?2? 2??1.41查《机械制造装备设计》表3-6，齿数和Sz取88 11Z3=39，Z4=49； Z?=34，Z2=54，Z3=39，Z4=49； 第二组齿轮： Z5=34，Z6=54，第 13 页 共 41 页

4.3.2 齿轮模数的计算 传动比：u1?1?0?1,u2?1?2，u2?1?3 Z7=44，Z8=44，齿数和Sz取88： Z9=25，Z5=34，Z6=54，Z7=44，Z8=44，Z9=25，Z10=63； 第三组齿轮： 传动比：u1?Z10=63 ?21,u2?1 ?4Z11=26，Z12=65，齿数和Sz取91： Z11=26，Z12=65，Z13=56，Z14=35， 第四组齿轮： 传动比：u1??,u2?齿数和Sz取95： Z13=56，Z14=35 1?5 Z15=26，Z16=65，Z17=56，Z18=35 Z15=26，Z16=65，Z17=56，Z18=35， 第五组齿轮： 传动比：u1?1? Z19=26，Z20=65 齿数和Sz取100： 第 14 页 共 41 页

Z19=26，Z20=65 4.3.2 齿轮模数的计算 (1)Ⅰ-Ⅱ 齿轮弯曲疲劳的计算： N1?Nd??7.5?0.96kw?7.2kw m??323N7.2mm?323?2.05 znj54?500 （机床主轴变速箱设计指导P36，nj为大齿轮的计算转速，可根据转速图确定） 7.2mm?370?90 齿面点蚀的计算：A?3703560nj3N 取A=90，由中心距A及齿数计算出模数： 2A2?90 mj???2.045 Z1?Z254?34根据计算选取两个中的较大值，选取相近的标准模数。 取mj?2.05 所以取m?2.5 (2) Ⅱ-Ⅲ齿轮弯曲疲劳的计算： N2?7.5?0.96?0.99?0.98?0.99kw?6.916kw m??323N6.916mm?323?2.62 znj63?200齿面点蚀的计算：A?3703N6.916mm?3703?120.5 n200取A=121，由中心距A及齿数计算出模数： mj?2A2?121??2.75 Z1?Z263?25根据计算选取两个中的较大值，选取相近的标准模数。 取mj?2.75 所以取m?3 (3)Ⅲ-Ⅳ 齿轮弯曲疲劳的计算： N3?7.5?0.96?0.99?0.98?0.99?0.98?0.99kw?6.71kwN6.71m??323mm?323?2.64 znj65?80齿面点蚀的计算： 第 15 页 共 41 页

N6.71A?3703mm?3703?161.9， n80取A=162，由中心距A及齿数计算出模数： mj?2A2?162??2.83 Z1?Z265?26