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一、設(shè)計(jì)目 二、主傳動(dòng)系統(tǒng)的組成與要 帶輪及V帶設(shè) 選取V帶 軸的校 彎矩 五、總 一、設(shè)計(jì)目的通過機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中,使大家得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練:培養(yǎng)綜合運(yùn)用已學(xué)過的知識(shí),提高理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)與計(jì)算能力:培養(yǎng)收集、閱讀、分析和運(yùn)用資料,提高獨(dú)立工作的能力;讓我們初步掌握機(jī)床設(shè)計(jì)的方法與步驟,提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與編制技術(shù)文件的能力;二、主傳動(dòng)系統(tǒng)的組成與要求機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)是用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)的,它與機(jī)床的傳動(dòng)方案和總體布局有關(guān),對(duì)于機(jī)床的使用性能、結(jié)構(gòu)和制造成本都有明顯的影響。因此在設(shè)計(jì)機(jī)床的過程中必須給予充分的重視,以便制定出既滿足使用要求有經(jīng)濟(jì)合理的方案。銑床的主傳動(dòng)裝置和零件全部裝在床身中,是整體式的結(jié)構(gòu),為了滿足工作性能的要求,從電動(dòng)機(jī)起,至機(jī)床工作的執(zhí)行部件(主軸),主傳動(dòng)系統(tǒng)通常包括下列幾個(gè)組成部分:機(jī)床的變速裝置有齒輪變速機(jī)構(gòu),機(jī)械無級(jí)變速機(jī)構(gòu)以及無極變速裝置等,其中最常見的是齒輪變速機(jī)構(gòu)。用來控制機(jī)床主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件(主軸)的啟動(dòng)和停止,通常采用離合器或直接開停電動(dòng)機(jī)。用來使機(jī)床主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件(主軸)盡快地停止運(yùn)動(dòng),通??梢圆捎脵C(jī)械的、的或電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式。用來改變機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的方向,對(duì)于需要換向的機(jī)床,在設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),都應(yīng)設(shè)有換向裝置。他們可以是機(jī)械的、的,用來直接改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。機(jī)床的開停、變速、制動(dòng)及換向等,都需要通過機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí),一般是將主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案與機(jī)構(gòu)同時(shí)加以考慮。為了保證主傳動(dòng)系統(tǒng)的正常工作,必須要良好的潤(rùn)滑與密封裝置,防止出現(xiàn)漏油、漏水和漏氣現(xiàn)象。各機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)件的支承均裝入箱體中,他們相互位置的準(zhǔn)確性。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)與整臺(tái)機(jī)床技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有密切的聯(lián)系。例如機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)及電動(dòng)機(jī)功率將直接影響這臺(tái)機(jī)床的使用范圍,主軸組件的精度、剛度、抗震性及溫升對(duì)加工質(zhì)量有重要的影響??傊?,設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),一般應(yīng)滿足下面的幾項(xiàng)要求:機(jī)床的主軸須有足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)(對(duì)于主傳動(dòng)系統(tǒng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床則為直線速度的變速范圍和變速級(jí)數(shù)),以滿足實(shí)際使用要求。主電動(dòng)機(jī)和全部機(jī)構(gòu)要能傳遞足夠的功率和扭矩,并具有較高的傳動(dòng)效率。執(zhí)行部件(如主軸組件)需有足夠的精度、剛度、抗震性以及小于三、各運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確【12.7mm80mm110m/min,銑0.9mm粗銑Φ4080mm100m/min2.0mm精銑Φ4080mm125m/min1.0mm22mm100m/min,22mm60m/min,1.0mm根據(jù)公式n
,其中vd道工序?qū)?yīng)的主軸轉(zhuǎn)速分別為(1)318r/min、(2)438r/min、(3)398r/min(4)497.6r/min、(5)1448r/min、(6)868.6r/min【2【38
21
24【1傳動(dòng)軸軸數(shù)=變速組數(shù)+定比傳動(dòng)副數(shù)+1=3+1+1=5【2由 =300,=1.26,z=8確定各級(jí)轉(zhuǎn)速分別為300380490590725945、1225、1500a、b、c。傳動(dòng)組c4,
1/
1/2,ci
/
傳動(dòng)組b2,希望中間軸轉(zhuǎn)速較小,因而為了避免升速,又不
1/
1/軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速確定為:945、725r/min945r/min由此也可確定加在電動(dòng)機(jī)與Ⅰ之間的定傳動(dòng)比
1440/
1.52面畫出轉(zhuǎn)速圖(電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近)【3a6-a公共Z
1/
1,ai
1/
11.26,
1/
1/
1Z72,Iai
1/
11.26Z72,軸Ⅰ齒輪齒數(shù)分別為:36、32i 36/36,ia232/ib6-b
1/
1/1
1/
11.58Z72,bi211Z72,軸Ⅱ上兩聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為:28、36于是bi1=28/44,bi2=36/36,得軸Ⅲ上兩齒輪的齒數(shù)分別為:44、36
1/
11.58,取公共Z
1/
11.58Z90,
1.58Z90,c35,ccc
35/55
553555、35確定背吃刀量apf8-948-95,取ap f8-99取vc0.9mFz
1
a
075a10p9.8182560110.35075pFc0.6
Fc0.97866.56
Pz
0.70—0.85,取較大值P'Pz6.37 1500r/min,4V原理為:摩擦型主要是平帶傳動(dòng)、V同步帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)、窄V小帶型)應(yīng)選用橡膠同步帶,載荷小或有耐油要求時(shí),選用聚氨酯同步帶。P=7.5kwn=1440i1
10—16查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),得工作情況系數(shù)KA=1.2PCKAP1.27.5V根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計(jì)算功率,根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)(第四版)11.1511查文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)(第四版)11.6D12
2D(1)2
(10.01)120
2根據(jù)文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)(第四版)11.4D23、驗(yàn)算帶速
v 60其 n1-小帶輪轉(zhuǎn)速v3.14120
/設(shè)中心距為a00.7(DD)a2(DD 于 200a600,初取中心距為a0450mm帶
(DDL02a0
(D1D2) (18024503.14/2(120180)
4
L查文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)(第四版)11.4LdLd
1400mm帶傳動(dòng)實(shí)際中心距a=1√(???
)2?
)2+ =一般小帶輪的包角不應(yīng)小于120①計(jì)算單根V
.
11.7,????=0.98211.12,????=0.965;P??=(??0+???0)????????=(1.79+0.13)×0.982×0.96=②計(jì)算VZ
=1.81=Z=5F=500Pca(2.5?kα)+ v為帶速,m/s;q為每米帶的質(zhì)量,kg/mq=0.1kg/m9F=500
2.5? 9.03×
)+0.1×
=FQ≈2ZF0sin2≈2×5×162.2×
=2-9????=490①Ⅲ軸:Ⅲ軸共有4級(jí)轉(zhuǎn)(r/min)490,590,725,945,若經(jīng)齒輪副55/35傳動(dòng)主軸,則Ⅲ軸的6級(jí)轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率。所以能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速為490r/min,即Ⅲ軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為490r/min。②Ⅱ軸:若經(jīng)齒輪經(jīng)齒輪副32/40傳動(dòng)主軸,則Ⅱ軸的3級(jí)轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率,所以Ⅱ軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為725r/min。945r/min。各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下表1:表 各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)ⅠⅡⅢⅣ(3)圖找出各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下表2:表 各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)2—2,其中????0.99????=0.97為齒輪傳動(dòng)的效率;????=0.95為VP電=P1=7.5×0.95=P2=7.5×0.95×0.97×0.99=P3=7.5×0.95×0.972×0.992=P4=7.5×0.95×0.973×0.993=3nd≥nj(1)軸Ⅳ(主軸453
nd≥nj
=110×√ =25.77mm=0.9=81mm,?。?)453
nd≥nj
=110×√ =26.13mm取??3=(3)453
nd≥nj
=110×√ =23.24mm取??2=(4)453
nd≥nj
=110×
=取??1= (u±m(xù)j=16300 φmZ1u[σj](一般指?jìng)鲃?dòng)中的小齒輪
為齒寬系數(shù)φm
=B=6?mB為齒寬,m為模數(shù),取φm=8;[σj]為許用接觸應(yīng)力(MPa)。兩齒輪材料均為45鋼整淬,[????]=1100Mpa。則a3????=16300×
(40+1)×8×322×40×[1100]2×
=b3????=16300×
(44+1)×8×282×44×[1100]2×
=c3????=16300×
(55+1)×8×352×55×[1100]2×
=取??????3(u+????=
????2??[?? 3φmw=φm
其中1)P是被驗(yàn)算齒輪傳遞的功率(KW),P=η×??1是工作狀況系數(shù),考慮載荷沖擊的影響:沖擊性機(jī)床(刨床、插床??2(考慮由于齒輪制造誤差引起的齒輪附加動(dòng)載荷影響??3????是系數(shù),????=????????????????????的極限值為????max??????????當(dāng)????≥????時(shí),取????=??????????,當(dāng)????≤??????????時(shí),取????=????6)kt
=mm7)n是齒輪的最低轉(zhuǎn)速8)m9)??010)TT=15000-????????????14)Y①變速組按變速組內(nèi)最小齒輪Z32算各齒輪模數(shù)。齒輪選用45鋼,整淬處理,7級(jí)精度。取??1=1.4,??2=1.3,??3=1.04,T18000,m=3,??0=3kt=
60×1529× =????=得:????=則3mj=16300×
(77+1)×1.4×1.3×1.04×1.5×8×352×77×11002×
≈6kt=
60×1529×108×
=ks=ktknkpkq=0.37<ksmin=取ks=3mw=275×
1.4×1.3×1.04×0.46×35×0.454×8×1529×
=3②變速組按變速組內(nèi)最小齒輪Z28算各齒輪模數(shù)。45,7取??1=1.4,??2=1.3,??3=1.04,T18000,m=3,??0=3kt=
60×695×
=得:????=則
????=3mj=16300×
(102+1)×1.4×1.3×1.04×1.2×
≈8×222×22×11002×6kt=
60×695×108×
=取????=
ks=ktknkpkq=0.37<ksmin=31.4×1.3×1.04×0.46×mw=275×√22×0.430×8×695×
=3③變速組按變速組內(nèi)最小齒輪Z35算各齒輪模數(shù)。齒輪選用45鋼,整淬處理,7級(jí)精度。取??1=1.4,??2=1.3,??3=1.04,T18000,m=3,??0=3kt=
60×490×
=????=得:????=則3mj=16300×
(55+1)×1.4×1.3×1.04×1.16×8×352×55×11002×
≈6kt=
60×490×108×
=ks=ktknkpkq=0.37<ksmin=取????=31.4×1.3×1.04×0.46×mw=275×√35×0.386×8×490×
=3齒輪強(qiáng)度的校
=2??變速組變速組a??2=32,故選取??2、??4校核。兩個(gè)齒輪材料40~45HRC7m=39.55×
9.55×106×??1齒寬系數(shù)????=
=46376???b=????d=0.3×70=30mm,35mm按齒面硬度查得小齒輪的接觸強(qiáng)度極限??????????=1100??????;v=60×1000
π×70×60× =5.612.9,????=1.2512.9,????=修形齒:????α=1(12.10)12.11(非對(duì)稱分布)bdKHβ=A+B×[1+0.6d1
b)]
+C?=1.11+0.16×(1+0.6×0.32)×0.32+0.47×10?3×=K=KAKVKHαKHβ=1.25×1.2×1×1.136=12.12,材料的彈性影響系數(shù)????=12.16,????=1Zεa=[1.88?3.2Z11
Z Z21=[1.88?3.2(35+=Z=√4?εa= 設(shè)計(jì)工作為10年,每年工作300天,兩班制N1=60n1jLh=60×1529×1×(2×8×300×10)=4.4×109N2=i=12.18,????1=
4.4×
=2×10912.14,??????????=[σ]=σHlimZn1=1100×0.97=H
SH
1σH=ZEZHZε√bd21
u+1=189.8×2.5×0.87×
2×1.7×35×
77+×
=477.4MPa<T2
9.55×
9.55×106× =97973N?12.10,重合度系數(shù)Yε=0.25齒間載荷分配系數(shù)
=0.251
1.7=齒寬
KFαYεY
=12.14,??????=
h=2×2.25=所以載荷系數(shù)K=????????????????????=12.21,??????=2.5,??????=12.23d,??????????=12.14,??????????=12.24,12.25,????=0.9,????=
]=σFlimYNYX=320×0.9×1.0=F
SF
2σF=2
m2×2.25× 30×154× ×2.5×1.63×=133.4MPa<變速組變速組b中齒數(shù)最少的齒輪為??7=28,故選取??6、??8校核。兩個(gè)齒輪材料40~45HRC7m=3T1
9.55×
9.55×106× =90099N?齒寬系數(shù)????=0.3b=????d=0.3×84=26mm32mm按齒面硬度查得小齒輪的接觸強(qiáng)度極限??????????=1100??????;v=60×1000
π×84×60× =3.1912.9,????=1.2512.9,????=修形齒:????α=1(12.10)由表12.11(非對(duì)稱分布)bdKHβ=A+B×[1+0.6d1
bd)] d1
+C?=1.11+0.16×(1+0.6×0.32)×0.32+0.47×10?3×=K=????????????????????=1.25×1.10×1×1.14=112.12,材料的彈性影響系數(shù)??=12.16,????=1Zεa=[1.88?3.2Z1
Z Z2 =[1.88?3.2(28+=Z=√4?εa= 設(shè)計(jì)工作為10年,每年工作300天,兩班制N1=60n1jLh=60×500×1×(2×8×300×10)=1.44×109N2=i=
1.44×
=0.92×109由圖12.18,????1=0.9712.14,??????????=1.05[σ]=σHlimZn1=1100×0.97= SH
1σH=ZEZHZε√bd21
u+12×1.57×=189.8×2.5×0.77× 26×
44+× =591.9MPa<T2
9.55×
9.55×106× =106345N?12.10,重合度系數(shù)Yε=0.25
=0.25+1.70=齒間載荷分配系數(shù)1YKFαYε
=齒寬齒 h=3×2.25=12.14,??????=所以載荷系數(shù)K=????????????????????=12.21,??????=2.6,??????=12.23d,??????????=12.14,??????????=12.24,12.25,????=0.91,????=[σ]=σFlimYNYX=320×0.91×1.0= SF
2σF=2
m2×2.19× 26×132× ×2.6×1.59×=134.2MPa<變速組變速組c中齒數(shù)最少的齒輪為z35z=35、z=55校核。兩個(gè)齒輪材料均為45鋼整淬,硬度為40~45HRC,7級(jí)精度。模數(shù)m=3,小齒輪分度圓直徑d=105mm。T1
9.55×
9.55×106× =106345N?齒寬系數(shù)????=b=????d=0.3×105=32mm38mm按齒面硬度查得小齒輪的接觸強(qiáng)度極限??????????=1100??????;v=60×1000
π×140×60× =12.9,????=1.2512.9,????=修形齒:????α=1(12.10)由表12.11(非對(duì)稱分布)bdKHβ=A+B×[1+0.6d1
bd)] d1
+C?=1.11+0.16×(1+0.6×0.32)×0.32+0.47×10?3×=K=KAKVKHαKHβ=1.25×1.10×1×1.14=112.12,材料的彈性影響系數(shù)????=12.16,????=1Zεa=[1.88?3.2Z1
Z Z2 =[1.88?3.2(35+=Z=√4?εa= 設(shè)計(jì)工作為10年,每年工作300天,兩班制N1=60n1jLh=60×500×1×(2×8×300×10)=1.44×109N2=i=
1.44×
=0.916×109由圖12.18,????1=0.9812.14,??????????=1.05[σ]=σHlimZn1=1100×0.98= SH
1σH=ZEZHZε√bd21
u+12×1.57×=189.8×2.5×0.87× 32×
55+× =513.75MPa<T1
9.55×
9.55×106× =122981N?12.10,重合度系數(shù)Yε=0.25
=0.25+1.73=齒間載荷分配系數(shù)1YKFαYε
=齒寬齒 12.14,??????=
h=3×2.25=所以載荷系數(shù)K=????????????????????=12.21,??????=2.85,??????=12.23d,??????????=12.14,??????????=12.24,12.25,????=0.91,????=[σ]=σFlimYNYX=320×0.91×1.0= SF
1σF=1
m2×2.2× 32×165× ×2.85×1.54×=104.96MPa<3:表 各齒輪參333333Ft
由式T
nZ4和Z7Z3和Z8嚙合。所以只要在校核軸時(shí)使用Z4和由公式T9550n
T9550n
9550Z4
2Td
2
Fr4Ft4tan811.75tanZ7
''
2Td
2
' t'
AM0Ft4L1ABM0,F(xiàn)t7L3B
N2
計(jì)算得MA0Fr4L1MB0,F(xiàn)r7L3
N2
895.72N,方向與FNH1相 MH
811.75895.7284N t
NH
NHMHx)FNH1xFt4(xL1)134750 998.36NFNH2 NHMH
326.02NFNV1 MV
295.45326.0230.57NFNV1 r NVMV 363.37NF
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