X—Y雙坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控工作臺(tái)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、長春工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書課程設(shè)計(jì)名稱機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)專業(yè)機(jī)械制造及自動(dòng)化班級(jí)100104 班學(xué)生姓名閆迪指導(dǎo)教師姜振海2013 年 12 月 12長春工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書目錄1前言11.1設(shè)計(jì)任務(wù)11.1.1主要技術(shù)參數(shù) 11.1.2工藝要求11.2設(shè)計(jì)內(nèi)容11.2.1運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)11.2.2動(dòng)力計(jì)算 11.2.3繪制圖紙 11.2.4編寫設(shè)計(jì)說明書1份12傳動(dòng)方案的擬定及說明 22.1車床主參數(shù)和基本參數(shù) 22.2擬定參數(shù)的步驟和方法 22.2.1主軸級(jí)數(shù)的擬定22.2.2主電機(jī)功率一一動(dòng)力參數(shù)的確定 33運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)43.1傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇確定 43.1.1傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳

2、動(dòng)副的數(shù)目 43.1.2傳動(dòng)系統(tǒng)擴(kuò)大順序的安排 53.1.3繪制結(jié)構(gòu)網(wǎng)63.1.4轉(zhuǎn)速圖的繪制63.2齒輪齒數(shù)的確定及傳動(dòng)系統(tǒng)圖的繪制 73.2.1齒輪齒數(shù)的確定的要求 73.2.2變速傳動(dòng)組中齒輪齒數(shù)的確定 83.2.3驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差 103.2.4繪制主傳動(dòng)系統(tǒng)圖104傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) 114.1帶輪的設(shè)計(jì) 114.2齒輪模數(shù)的估算和計(jì)算13421確定計(jì)算轉(zhuǎn)速 134.2.2軸和齒輪的傳遞功率144.2.3計(jì)算齒輪模數(shù) 144.2.4齒寬的確定 154.2.5各軸間中心距的確定 164.3傳動(dòng)軸直徑的初算164.4主軸軸徑的確定175驗(yàn)算主要零件175.1齒輪模數(shù)驗(yàn)算 175.1.1齒面接觸

3、疲勞強(qiáng)度計(jì)算 175.1.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 185.2傳動(dòng)軸剛度的驗(yàn)算185.2.1計(jì)算軸的平均直徑，畫出計(jì)算簡(jiǎn)圖 185.2.2計(jì)算該軸傳遞的扭矩Tn 185.2.3求作用在裝齒輪處 B的力185.2.4求作用在裝齒輪處 C的力195.2.5計(jì)算裝齒輪處的撓度195.2.6計(jì)算軸承處的傾角205.3軸承壽命驗(yàn)算 226參考文獻(xiàn)247心得體會(huì)24I長春工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書1前言1.1設(shè)計(jì)任務(wù)最大加工直徑為400 mm的普通臥式車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)的變速箱部件設(shè)計(jì)1.1.1主要技術(shù)參數(shù)主電機(jī)功率P（kw）主電機(jī)轉(zhuǎn)速n電（r min-1）nmax(r/min )nn im(r/min)公比05

4411.1.2工藝要求（1）要求主軸正反轉(zhuǎn)；（2）加工工件的材料為鋼鐵；（3）采用硬質(zhì)合金刀具；（4）機(jī)床精度等級(jí)為普通級(jí)。1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容1.2.1運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)根據(jù)給定的轉(zhuǎn)速主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)、轉(zhuǎn)速圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖、計(jì)算齒輪齒數(shù)。1.2.2動(dòng)力計(jì)算選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)，對(duì)主要零件（如帶輪、齒輪、主軸、傳動(dòng)軸、軸承等）進(jìn) 行計(jì)算（初算和驗(yàn)算）。1.2.3繪制圖紙（1）機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)圖（畫在說明書上）。（2）主軸箱部件展開圖及主剖面圖。（3）主軸零件圖1.2.4編寫設(shè)計(jì)說明書1份2傳動(dòng)方案的擬定及說明2.1車床主參數(shù)和基本參數(shù)普通機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型號(hào)作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對(duì)

5、這些基本知識(shí)和數(shù)據(jù)作些簡(jiǎn)要介紹。 本次設(shè)計(jì)的是普通型車床主軸變速箱。 主要用于加工回轉(zhuǎn)體主電機(jī)功率P（kw）主電機(jī)轉(zhuǎn)速n電（r min-1）nmax(r/mi n )nn im(r/min )公比0514501250281.41表2.1車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)表2.2擬定參數(shù)的步驟和方法2.2.1主軸級(jí)數(shù)的擬定由設(shè)計(jì)任務(wù)已知：機(jī)床主軸極限轉(zhuǎn)速為nmax = 1250r. min、nmin =28r. min公比：即=1.41轉(zhuǎn)速范圍Rn=£a.45n min 28轉(zhuǎn)速范圍Rn= ;：Z J整理得 Z =1 lg & =1 lg45 =12lg®lg1.41

6、最后得Z =12級(jí)數(shù)為12級(jí)因?yàn)椋翰楸?p83表2-4得1.41 =1.066，查表1p83表2-5首先找到40, 然后每跳過5個(gè)數(shù)取一個(gè)數(shù)，即可得到公比為 1.41的數(shù)列：28、40、56、80、 112、160、224、315、450、630、900、1250共 12級(jí)轉(zhuǎn)速。綜合上述可得：主傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)nmax =1250r/min nmin =28r/minZ =12=1.41222主電機(jī)功率一一動(dòng)力參數(shù)的確定合理地確定電機(jī)功率N,使機(jī)床既能充分發(fā)揮其性能，滿足生產(chǎn)需要，又不 致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。選擇電動(dòng)機(jī)的原則有兩點(diǎn)： 考慮電動(dòng)機(jī)的主要性能（啟動(dòng)、超載及調(diào)速等）、額定

7、功率大小、額定轉(zhuǎn) 速及結(jié)構(gòu)型式等方面要滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求。 在以上前提下優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便又價(jià)格合理的電動(dòng)機(jī)。中型普通車床典型重切削條件下的用量刀具材料：硬質(zhì)合金鋼，工件材料 45號(hào)鋼，切削方式：車削外圓查表2p45 表 2-4 可知：切深 ap=3.5mm 進(jìn)給量 f（s）=0.35mm/r切削速度 V=90m/min功率估算法用的計(jì)算公式a：主切削力的計(jì)算9.81 270 3.5 0.350'75 100亠15 0.92 0.95= 3026Nb:切削功率的計(jì)算FC =FC vc 10” =3026 1.67 10 -2.705（kw）c:估算主電機(jī)功率依照一般情

8、況，取機(jī)床變速效率=0.8.FZ = 2.705 = 3.38（kw）0.8根據(jù)3機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)丫系列（IP44）封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù) 表，該系列電動(dòng)機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型異步電動(dòng)機(jī)，具有防塵埃、鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的特點(diǎn)，B級(jí)絕緣，工業(yè)環(huán)境溫度不超過+40C,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。適 用于無特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床，泵，風(fēng)機(jī)，攪拌機(jī)，運(yùn)輸機(jī)，農(nóng)業(yè)機(jī)械等。我們選取丫112M-4型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功4kw,滿載轉(zhuǎn)速1450r min ，額定轉(zhuǎn)矩2.3，品質(zhì)47kg。3運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)3.1傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇確定3

9、.1.1傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目級(jí)數(shù)為Z的主變速系統(tǒng)由若干個(gè)順序的變速組組成，各變速組分別有Zi、Z二個(gè)變速副。即 S2Z3IHIH變速副中由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為合適，即變速級(jí)數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子：Z =2a 3b，實(shí)現(xiàn)12級(jí)主軸轉(zhuǎn)速變化的傳動(dòng)系統(tǒng)可以寫成多種傳動(dòng)副的組合：1)12=3 X 42)12=4X 33) 12=3 X2X2 4) 12=2X 3X 25)12=2 X 2X 312級(jí)轉(zhuǎn)速變速系統(tǒng)的變速組，選擇變速組安排方式時(shí)，考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能，應(yīng)該遵守以下四個(gè)原則：(1) 傳動(dòng)副前多后少原則(2) 傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致的原則(3) 變速組的降速要

10、前快后慢，中間軸的轉(zhuǎn)速不宜超過電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(4) 轉(zhuǎn)速圖中傳動(dòng)比的分配以上原則，還需根據(jù)具體情況加以靈活運(yùn)用。分析：方案1和方案2可省掉一根軸。但有一個(gè)傳動(dòng)組有四個(gè)傳動(dòng)副。若用一個(gè)四 聯(lián)滑移齒輪，則將大大增加其軸向尺寸；若用兩個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪，則操縱機(jī)構(gòu)必 須互鎖以防止兩個(gè)滑移齒輪同時(shí)嚙合。將使得結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。故在此不予采用。按照傳動(dòng)副“前多后少”的原則選擇Z=3X 2X 2這一方案，但主軸換向采用 雙向片式摩擦離合器結(jié)構(gòu)，致使I軸的軸向尺寸過大，所以此方案不宜采用，加 之主軸對(duì)加工精度、表面粗超度的影響最大。因此在主軸的傳動(dòng)副不宜太多，故 方案5)亦不采用。而應(yīng)先擇12=2X 3X 2。方案4

11、,因?yàn)镮軸上裝有雙向摩擦片式離合器 M軸向尺寸較長，為使結(jié)構(gòu)緊湊第一變速組采用了雙聯(lián)齒輪，而不是按照前多后少的原則，采用三個(gè)傳動(dòng)副。設(shè)計(jì)車床主變速傳動(dòng)系時(shí)，為避免從動(dòng)齒輪尺寸過大而增加箱體的徑向尺寸，一般限制降速最小傳動(dòng)比u主min -1/4 ；為避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差，減少振動(dòng) 噪聲，一般限制直齒圓柱齒輪最大升速比U主 max乞2。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)較平穩(wěn)， 可取U主 ma2. 5。因此在主變速鏈任一變速組的最大變速范圍F主 max二U主 max U主聞-（22. 5） 0. 25乞（810）。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間變速軸的變速范圍最小。綜上所述：方案采用12=2x3x23.1.2傳動(dòng)系統(tǒng)擴(kuò)大順序的安

12、排12=2X 3X 2的傳動(dòng)副組合，其傳動(dòng)組的擴(kuò)大順序又可以有6種形式:1)12=21X 32 X 22)12=21 X 34 X 223)12=23 X 31X 264)12=26 X 31 X 235)12=22 X 34 X 216)12=26 X 32 X 21根據(jù)級(jí)比指數(shù)分配要“前密后疏”的原則，應(yīng)選用Z=21 X 32 X 26這一方案,然而對(duì)于我們所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)將會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)問題：第一變速組采用降速傳動(dòng)時(shí)，由于摩擦離合器徑向結(jié)構(gòu)尺寸限制，使得I軸 上的齒輪直徑不能太小，U軸上的齒輪則會(huì)成倍增大。這樣，不僅使I-U軸間中心距加大，而且I - U軸間的中心距也會(huì)輥大，從而使整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)

13、構(gòu)尺寸 增大。這種傳動(dòng)不宜采用。如果第一變速組采用升速傳動(dòng)，則I軸至主軸間的降速傳動(dòng)只能同后兩個(gè)變 速組承擔(dān)。為了避免出現(xiàn)降速比小于允許的杉限值， 常常需要增加一個(gè)定比降速 傳動(dòng)組，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。這種傳動(dòng)也不是理想的。如果采用Z =23 3 26這一方案則可解決上述存在的問題。3.1.3繪制結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖3.1結(jié)構(gòu)網(wǎng)3.1.4轉(zhuǎn)速圖的繪制（1）選擇丫112M-4型三相異步電動(dòng)機(jī)。（2）分配總降速變速比總降速變速比i二血 280.01931nd1450（3）主軸轉(zhuǎn)速nmin = 28r / min =1.41 Z =1228、40、56、80、112、160、224、315、450、630、900、

14、1250 共 12 級(jí)轉(zhuǎn)速。在五根軸中，除去電動(dòng)機(jī)軸，其余四軸按變速順序依次設(shè)為I、U、M、W（主軸）。I與n>n與川、川與W軸之間的變速組分別設(shè)為a、b、c。現(xiàn)由w（主軸）開始，確定I、u、川軸的轉(zhuǎn)速：1先來確定川軸的轉(zhuǎn)速變速組c的變速范圍為"=1.416 =8二Rmax，8,10,結(jié)合結(jié)構(gòu)式1川軸的轉(zhuǎn)速只有一種可能：ua1r，ua2=1.412轉(zhuǎn)速為80、112、160、224、1.41315、450、630r/min2確定軸U的轉(zhuǎn)速變速組b的級(jí)比指數(shù)為1,決定其余變速組的最小傳動(dòng)比根據(jù)“前慢后快”的原則。Ua11 _ 13 7 Ua2 =21.411.411Ua3轉(zhuǎn)速為3

15、15、1.41900r/min1514403確定軸I的轉(zhuǎn)速對(duì)于軸I,其級(jí)比指數(shù)為3,可得ua1 = 1.41,ua21.41900r/min繪制轉(zhuǎn)速圖如圖3.2所示16001250900630斗方03152241601128056402S圖3.2轉(zhuǎn)速圖3.2齒輪齒數(shù)的確定及傳動(dòng)系統(tǒng)圖的繪制3.2.1齒輪齒數(shù)的確定的要求確定齒輪齒數(shù)，用計(jì)算或查表法確定齒輪齒數(shù).在確定齒數(shù)和Sz時(shí)應(yīng)注意;1控制齒數(shù)和Sz =70Ll00,Szmax乞120，最小齒輪齒數(shù)Zmin _18L20；2T2小齒輪齒根和孔壁或鍵槽處的壁厚 a_(1.5L|2)m，或Zmin_65，mm為齒輪模數(shù),T 軸線到鍵槽的高度.(U

16、 D2)3保證兩軸承孔之間有一定的壁厚 a_2L3m,或Sz 2 2 a ，D, D2 m分別為相鄰兩軸承外徑。4應(yīng)保證IU軸間有足夠的中心距，使車床：U軸上齒輪不碰I軸上摩檫 離合器，銑床：不碰電磁制動(dòng)器。5在三聯(lián)滑移齒輪塊中，最大齒輪齒數(shù)與其相鄰大齒輪齒數(shù)之差應(yīng)4,以保證滑動(dòng)時(shí)順利通過，不碰撞。6選齒數(shù)較大的一個(gè)作公用齒輪。3.2.2變速傳動(dòng)組中齒輪齒數(shù)的確定1確定齒輪齒數(shù)1.用計(jì)算法確定第一個(gè)變速組中各齒輪的齒數(shù)乙 + Z，S i Z /Z '= »iiZi i ii其中：Zi 主動(dòng)齒輪的齒數(shù)Zi 被動(dòng)齒輪的齒數(shù)叫一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比Sz 對(duì)齒輪的齒數(shù)和為了保證不產(chǎn)生根切以

17、及保證最小齒輪裝到軸上或套筒上具有足夠的強(qiáng)11.412度，最小齒輪必然是在降速比最大的傳動(dòng)副上出現(xiàn)Ua1 =1.41（查表1p100 表 2-8 ）,Ua2為了保證不產(chǎn)生根切以及保證最小齒輪裝到軸上或套筒上具有足夠的強(qiáng)度, 最小齒輪必然是在降速比最大的傳動(dòng)副上出現(xiàn)把乙的齒數(shù)取大些:取乙=Zmin =26則261 1.412=52齒數(shù)和 SZ 二乙.Z2 =26.52 = 78同樣根據(jù)S=Z3 Z4 -78= 1.41 Z3 =45Z4 =332用查表法確定第二變速組的齒數(shù)a首先在ui、U2、U3中找出最小齒數(shù)的傳動(dòng)比uib為了避免根切和結(jié)構(gòu)需要，取Zm. =24c查表找到ui=1/1.41 3

18、的倒數(shù)2.82的行找到Zmin=24查表最小齒數(shù)和為92Z5 =24 Z6 =68Z7=31 Z8=61Z9 =39 乙0=533用查表法確定第三變速組的齒數(shù)1第三變速組傳動(dòng)比為Ua1-z，Ua2=1.412查表1p100表2-8得取最小齒數(shù)1.41為23確定齒數(shù)和114Z11=23 Z12=91Z13=76 Z14=38表3.3各傳動(dòng)組齒輪齒數(shù)和齒數(shù)和變速組第一變速組第二變速組第三變速組齒數(shù)和7892114齒輪Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z14齒數(shù)2652453324683161395323927639323驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差由于確定的齒輪齒數(shù)所得的實(shí)際轉(zhuǎn)速與傳

19、動(dòng)設(shè)計(jì)的理論轉(zhuǎn)速難以完全相符, 需要驗(yàn)算主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速，最大誤差不得超過土10（書-1）%。轉(zhuǎn)速誤差用主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速相對(duì)誤差的絕對(duì)值表示/ n= | 2實(shí)際 2標(biāo)準(zhǔn) | <± 10（書-1）%n實(shí)際實(shí)際轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速誤差如下表34表3.4轉(zhuǎn)速誤差表標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速284056801121602243154506309001250實(shí)際轉(zhuǎn)速27.839.855.779.6111.2159.3223.6314.5445.6628.4897.81244.9轉(zhuǎn)速誤差0.70.50.50.50.70.40.10.20.90.30.20.4324繪制主傳動(dòng)系統(tǒng)圖按照主傳動(dòng)轉(zhuǎn)速圖以及齒輪齒數(shù)繪制主傳

20、動(dòng)系統(tǒng)圖如下3.5所示圖3.5傳動(dòng)系統(tǒng)圖T"-2546丁1011一1274電機(jī)4傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)4.1帶輪的設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉和緩沖吸振等 特點(diǎn)，在近代機(jī)械中廣泛應(yīng)用。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1450r/min,傳遞功率P=4kW傳動(dòng) 比i=1.41，每天8小時(shí)，工作年數(shù)10年。（1）確定計(jì)算功率PcaPca 二 W（式中Ra為V帶計(jì)算功率，kW Ka為工作情況系數(shù)、P為電動(dòng)機(jī)額定功率）查4p156表8-7查的工作情況系數(shù)1.1貝U Fla =KAP =1.1 5=5.5kW（2）選擇V帶的帶型根據(jù)Ra、n,查4p157表8-8，選用A型普通V帶。（3）確

21、定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v。帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大。為提高帶的壽命，小帶輪的直徑dd1不宜過小，即dd1 - dd1 min。1）、初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1。根據(jù)4p157表8-8取主動(dòng)小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1 =90mm。由公式2）、驗(yàn)算帶速度v，按公式驗(yàn)算帶的速度兀dd1 n13.191450 ° “v6.8360 1000 60 1000/ 5ms ： v ： 30 m s，故帶速合適。3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑長春工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書ntI450dd2丄dd1 1一； dd29°=145mmn290°式中：nt -小帶輪轉(zhuǎn)速，n2 -大帶輪轉(zhuǎn)

22、速。根據(jù)4p157表8-8圓整為150mm(4) 確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度Li帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選?。焊鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)公式1) °.7(ddi ' dd2)- a° - 2(ddi dd2)0.7 (90 150)乞 a° 乞 2 (90 150)取 a° 二 400mm。2)由計(jì)算帶輪的基準(zhǔn)長度公式：2 dd 2 - dd1Ld0 "2a。dd1 dd224a0Ld0 ： 2 400 314 90 150(150-90)1179.05mm24 400由4p146表8-2選帶的基準(zhǔn)長度Ld =

23、1250mm3)確定實(shí)際中心距= 4001250一1179.05=435mm ： 450中心距的變化amin =a f0.015Ld =4507015 1250= 431mmamax 二 a 0.03匚=450 0.03 1250 = 487mm故范圍為431 L 487mm、驗(yàn)算三角帶的撓曲次數(shù)1000mvL1000 2 6.83=10.92 乞 40次，故能滿足要求125017、驗(yàn)算小帶輪上的包角?1根據(jù)公式長春工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書斥7 Q斥7 Q：180：-( dd2 -dd1)180°-(150-90)172 120a450(7) 、確定三角帶根數(shù)Z1)計(jì)算單根V帶的額定功

24、率Pr由 dd1 =90和 n1450，查4p152 表 8-4 得 R =1.07根據(jù)厲=1450 , i =1.61 和 A型帶，查4p153 表 8-4b 得：F0 =0.15kW查4p155 表 8-5 得 K =0.992,表 8-2 得心=0.93，于是R =（P°P。）K：. Kl =（1.07 0.15） 0.992 0.93kW =1.13kW1）計(jì)算V帶根數(shù)zPca4.4 - “z ca3.89Pr1.13Z故取4根（8）計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值（F0）min查4p149表8-3的A型帶V帶單位長度質(zhì)量得，q=0.10kg/m由公式：（F0）min =500広

25、（2.5_心）qv2 =50044（2.5-0.992） . 0.1 6.83 =127.1NvZ K：.6.83 40.992（9）計(jì)算作用在軸上的壓軸力Fp壓軸力的最小值為= 1014.3N(Fp)min =2z(Fc)minSi門才=2 4 127.1 sin172 24.2齒輪模數(shù)的估算和計(jì)算4.2.1確定計(jì)算轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)速是指主軸或各傳動(dòng)件傳遞全功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速。由5表82可查得主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速n j =nmin 3 =40 1.413=112為從主軸最低轉(zhuǎn)速算起，第一個(gè)13轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高一級(jí)轉(zhuǎn)速，即為g =112r min。川軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為口3 =112r min、 U軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為

26、 2=315/ mRnl軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 nji =900r/min齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速如表4.1所示表4.1齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速齒輪乙Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10乙1乙2Z13Z14計(jì)算轉(zhuǎn)速9003159009003151123151123151121601601121124.2.2軸和齒輪的傳遞功率M =N 總其中總由電機(jī)到該傳動(dòng)件個(gè)傳動(dòng)副的效率相乘，但不乘入該軸承的效率，由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)可以查出，皮帶，輪，計(jì)算各軸的傳遞功率。N|= N電 皮帶=5 0.96 = 4.8kwN| 二 N| 輪二 4.8 0.97 = 4.67kwNiii 二 Nil 輪=4.67 0.97 = 4.53kwNiv

27、 二 Niii輪二 4.53 0.97 = 4.39kw4.2.3計(jì)算齒輪模數(shù)mj=163383(i 1)NdSZi2i2 njmj 按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù)Nd驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率nj計(jì)算尺輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速i 大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比乙小齒輪的齒數(shù)21長春工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書25"m齒寬系數(shù)，一般為6-10齒輪材料采用45#高頻淬火（G45則=1370N/mm2所以:(52/26 1) 4基本組m 16338 110 漢 262 匯 52 / 26 "3702 漢 900 一1.32(68/24 1) 4第一擴(kuò)大組mj = 16338 10 242' 68/24 ；

28、3702 450 “.69第二擴(kuò)大組mj =1633832(92 / 23 ° 4 2=1.70j 10 2392/23 1370450mzn 二核算高速傳動(dòng)齒輪的線速度V= 1000 60齒輪允許的線速度Vmax =10m/S-2 1250 33V 二=4.32m/s <10m/s 所以合格600004.2.4齒寬的確定由公式b二mm（ m =510取8）得: I軸主動(dòng)輪齒輪b-=8 2= 16mm； U軸主動(dòng)輪齒輪 bH=8 2=16mm ； 川軸主動(dòng)輪齒輪b=8 2= 16mm ；一般一對(duì)嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的載荷，

29、設(shè)計(jì)上，應(yīng)主動(dòng)輪比從動(dòng)輪齒寬大（510mm取6）。所以：b b3 =16mm,b2 = b4=10mmb5=b7 =b9 =16mm,b6=b8=b10 =10mmbn =bi3 =16,bi2 =64 =10mm 425各軸間中心距的確定(z1 - z2)m(26 52) 2一278(mm)；(24+68)22 92(mm)；衛(wèi)二(2392)2 二他他)4.3傳動(dòng)軸直徑的初算按扭轉(zhuǎn)剛度估算軸的直徑d ±914肌柯njNi該軸的傳遞功率nj 該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速© 該軸每米長度上允許的扭轉(zhuǎn)角一般傳動(dòng)軸© =0.5-1;4.8I 軸 d -914Y 900 漢 0.75二

30、 27.29mm由于采用一個(gè)單鍵，d= 27.29 1.05 =28.65mm，所以取 d =30mm=34.12mm取d =36mm，花鍵軸尺寸取8 36 42 7m軸 d -91411好荷43.85取d =45mm，花鍵軸尺寸取8 42 48 8W軸 d£91#“39= 43.51mm1127.75表4.2傳動(dòng)軸直徑的選擇軸號(hào)Ninjd初d取花鍵軸尺寸備注I4.890027.2930平鍵n4.6731534.12368 x 36 x 42 x 7花鍵出4.5311243.85458x 42 x48 x 8花鍵IV4.3911243.51458x 42 疋48 漢 8花鍵4.4主軸

31、軸徑的確定最大加工直徑為400mm所以主軸前軸主軸前軸頸的直徑 DONDmax _ 15 = 65L 95取90mm后軸頸的直徑 D2=(0.0.85)D6 76.5取 70mm內(nèi)孔直徑 d =0.1Dmax _10 =30L 50取 50mm5驗(yàn)算主要零件5.1齒輪模數(shù)驗(yàn)算一般按接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算，選取某軸上承受載核最大的齒 輪,即同材料、同模數(shù)齒輪中齒數(shù)最少、齒寬最小的齒輪進(jìn)行驗(yàn)算。5.1.1齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算n K K叫珂小02K KcjN ,其中在表中查的材料彈性系i 1 10 1000 K1 K2 Kcj數(shù)k ； = 1，齒輪材料性能系數(shù)爲(wèi)說1, ng4，十10，nj

32、= 450r / m，ksj =1.2，Nj。=5.103kw，k1.04，k1，=124所以Nj =5.103 4+121010001 1.521_1.041 1.24.47- N長春工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書5.1.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算丄申m nj kcwky» r由Nw =Nw° m j - - _ N，其中 m =10， nj =450r/min，10 lOOOkhkswjkcw =1.29， ksw=°o85 , & =1.04， k? =1 , Nwh = 6.85kwky 齒形系數(shù)，非變位外嚙合直齒圓柱齒輪 ky =1所以Nw =6.85104

33、5010 10001.29 11.04 1 0.85295.2傳動(dòng)軸剛度的驗(yàn)算5.2.1計(jì)算軸的平均直徑，畫出計(jì)算簡(jiǎn)圖d外 d內(nèi) 42+48化鍵軸 d平二 一=45 mm2 2AFByFCyB/C/FBxFCx /14556275圖5.1計(jì)算簡(jiǎn)圖5.2.2計(jì)算該軸傳遞的扭矩T；Tn =955 104叫(N.mm)式中Ni 該軸傳遞的功率，Kw nj 該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，rpm ;4 53=955 104386263.39N *mm5.2.3求作用在裝齒輪處B的力切向力=2 386263.39 = 7287.99N徑向力FBy =0.5pBx =0.5 7287.99 = 3643.99N 524求

34、作用在裝齒輪處C的力切向力2 386263.3923 2= 16794.04N徑向力PCy =0.5Rx =0.5 16794.04=8397.02N5.2.5計(jì)算裝齒輪處的撓度4nd +bz(D -d X D +d _64已知D 花鍵外徑D=48d花鍵內(nèi)徑d=42z花鍵鍵數(shù)z=8b鍵寬b=8二 4228 8 (48 -42)(48 42)2644=48686.5mm彈性模量 E =2.1 103N *mm2由B點(diǎn)產(chǎn)生的撓度為XBBPBx 土7287.995 1452 13020.307 mm3EIl 3 2.1 1048686.5 275YBB =0.5XBB =0.5 0.300.154m

35、m_ PbxI -x)l2 -(1 -x)2 - a2 _ 72 87.99 1 45 56 (27 5 2 - 562 -1452) 56EIl6 2.1 1048686.5 275=0.18mmYcb =0.5Xcb =0.5 0.18=0.09mm由C點(diǎn)產(chǎn)生的撓度為wPCxbx(l-b-x2) 16794.04 x 56x 145x (2752 562 1452)門X BC0.416mmBC6EIl6 2.1 105 48686.5 275Ybc = 0.5Xbc = 0.5 0.416 = 0.208mmXCC2 2PCxa b3EIl16794.04 2192 56253 2.1 1

36、048686.5 275=0.299mm長春工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書Ycc = 0.5Xcc = 0.5 0.299 = 0.15mmXb =Xbb Xbc =0.307 0.416 = 0.723mmYB 二 YBB Ybc =0.154 0.208 = 0.362mmXC = XCB XCC = 0.18 0.299 = 0.479mm YC = Y：B YCC = 0.09 0.15= 0.24mmyB fxB2 飛2 二、0.7232 0.3622= 0.808mmyC = Xc2 YC2 = 一 0.47920.242 = 0.536mmy=0.004 275 =1.1yB y,yc

37、: y所以合格。表5.2位置坐標(biāo)方向由作用在B點(diǎn)X產(chǎn)生的撓度由作用在c點(diǎn)X產(chǎn)生的撓度各個(gè)坐標(biāo)矢量相加合成撓度結(jié)論BXXBB =0.307mmXBC =0.416mmXB = 0.723mmyB - 0.808mm合 格YYBB =0.154mmYBC = 0.208mmYB = 0.362mmCXXCB = 0.18mmXCC = 0.299mmXC = 0.479mmyC = 0.536mm合 格YYCB = 0.09mmYCC = 0.15mmYC = 0.24mm5.2.6計(jì)算軸承處的傾角B點(diǎn):6加 一0.0001531PBxab(a 2b)6EII7287.99 gq30 d45 2

38、130)= 0.0003mm6 2.1 1048686.5 275張=0.5% =0.5 0.000.00015mmXB-0.0003mm=-PBxab(2a b) _ -4065.51 145 130 (145 2 130)6EIl6江 2.1 江 105 況44454.5 匯 275C點(diǎn)：長春工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書,Pcxab(a + 2b)16794.04x145x130x(145+2x130)門 “c”攻c50.00076mm6EII6 2.1 105 48686.5 275斗c = 0.5xc = 0.5 0.0076 = 0.00038mmVxc - -0.00048tyc =0.

39、5vxc - -0.5 0.00048 - -0.00024mmA點(diǎn)：% - % % = 0.0003 0.00076= 0.00106mm8A - % tc =0.00015 0.00038= 0.00053mm. %2- =，0.0010620.000530.00119習(xí)=0.0015,玉 十合格D點(diǎn)：xd = xb ' xc = -0.0003 - 0.00048 = -0.00078mmFF斗D 二齊B 6c 二-0.00015 -0.00024 二-0.00039mm- Jxa2=ya2 =；(二0.00°78)2(【0.00039)2 =0.000816習(xí)=0.0025戶a 十合格表5.3位置坐 標(biāo) 方 向在B點(diǎn)的力產(chǎn)生的傾角在C點(diǎn)的力產(chǎn)生的傾角各坐標(biāo)疊加合成傾角結(jié)論AX日 xb =0.0003日 XC =0.00076日 XA =0.00106 0.00119