機(jī)床主軸設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)題目機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)系別機(jī)電工程分院專業(yè)機(jī)械制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí) 班級(jí)學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)日期車床設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目工件最大回轉(zhuǎn)直徑Dmax=300mm，軸最低轉(zhuǎn)速Q(mào)UOTE=355軸最高轉(zhuǎn)速Q(mào)UOTE=1800電機(jī)功率P=3KW，公比Ф=1.26=QUOTE二、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，確定結(jié)構(gòu)式1.查表得250500100026553010602805601120300600118031563012503356701320355710140037575015004008001600425850170045090018004759501900355，450，560，710，900，1120，1400，1800（共8級(jí)）或者 Z=82.結(jié)構(gòu)式、傳動(dòng)組和傳動(dòng)副數(shù)的確定①傳動(dòng)組和傳動(dòng)副數(shù)可能的方案有：8=4×28=2×48=2×2×2第一行方案有時(shí)可以省掉一根軸。缺點(diǎn)是有一個(gè)傳動(dòng)組內(nèi)有四個(gè)傳動(dòng)副。如果用一個(gè)四聯(lián)滑移齒輪，則會(huì)增加軸向尺寸；如果用兩個(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。所以一般少用。第二行的方案根據(jù)“前多后少”的原則。取8=2×2×2的方案。②結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)的各種方案的確定由①知方案有a.b.c.d.e.f.選擇原則：I)傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍降速傳動(dòng)中，主動(dòng)齒輪的最少齒數(shù)受到限制；避免被動(dòng)齒輪的直徑過(guò)大升速傳動(dòng)比最大值2（斜齒傳動(dòng)=2.5）盡量減少振動(dòng)和噪聲；各變速組的變速范圍=/≤8-10之間；對(duì)于進(jìn)給傳動(dòng)鏈，由于轉(zhuǎn)速通常較低，零件尺寸也較小，上述限制可放寬些。。故在檢查傳動(dòng)組的變速范圍時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。因?yàn)槠渌鼈鲃?dòng)組的變速范圍都比它小。應(yīng)為:II)基本組與擴(kuò)大組的排列順序。原則是選擇中間傳動(dòng)軸變速范圍最小的方案。綜上所述，方案較好三、轉(zhuǎn)速圖與傳動(dòng)系統(tǒng)圖1.根據(jù)已知參數(shù)，取4級(jí)電動(dòng)機(jī)Y100L2-4，額定功率3KW，滿載轉(zhuǎn)速1430本例所選定的結(jié)構(gòu)式共有三個(gè)傳動(dòng)組，變速機(jī)構(gòu)共需4軸。加上電動(dòng)機(jī)軸共5軸。故轉(zhuǎn)速圖需5條豎線，主軸共8速，電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近，故需8條橫線。Ⅳ軸8級(jí)速度355，450，560，710，900，1120，1400，1800Ⅲ軸傳動(dòng)組變速=，所以倆個(gè)傳動(dòng)副傳動(dòng)比為極限值=，Ⅱ軸級(jí)比指數(shù)2，取轉(zhuǎn)速為900,1120Ⅰ軸級(jí)比指數(shù)1，取變速組a：共同組為50、52、54、56、66、68、70、72、74、82、84、86、…取二對(duì)傳動(dòng)副的齒數(shù)和為52，則：QUOTE,QUOTE變速組b：共同組為44、48、52、54、60、62、70、72、78、80、82、86、88、90…取兩對(duì)傳動(dòng)副的齒數(shù)和為54，則：QUOTE,QUOTE變速組C：因?yàn)榛榈箶?shù)，可以選任意組取兩對(duì)傳動(dòng)副的齒數(shù)和為62，則：QUOTE,QUOTE由此可得各變速組齒輪數(shù)QUOTE,QUOTEQUOTE,QUOTEQUOTE,QUOTE初步驗(yàn)算得最高轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速驗(yàn)算合格四，動(dòng)力計(jì)算（1），選擇電機(jī)型號(hào)按照工作要求和條件，選用三相異步電動(dòng)機(jī)，Y系列，額定電壓380V。已知電動(dòng)機(jī)的額定功率是4KW，根據(jù)《車床設(shè)計(jì)手冊(cè)》查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有三種傳動(dòng)比方案，如下表一：綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、傳動(dòng)比，可見(jiàn)第1方案比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y100L2-4，其主要性能如下表二：表一：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率kW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min電動(dòng)機(jī)質(zhì)量kg同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y100L2-4315001430382Y100L-2330002870333Y132S-64100096063表二：型號(hào)額定功率額定電流轉(zhuǎn)速效率功率因數(shù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)電流最大轉(zhuǎn)矩重量額定轉(zhuǎn)矩額定電流額定轉(zhuǎn)矩kWAr/min%倍倍倍kgY100L2-43150038（2），帶輪數(shù)據(jù)的確定選工況系數(shù)X=1.1，則計(jì)算功率根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速和計(jì)算功率，三角帶取A型。A型取=100mm=，其中所以=(0.7~2)()取=1.8*（100+125）=405及內(nèi)周長(zhǎng)=2+將計(jì)算出的數(shù)值取整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度6.驗(yàn)算三角帶的繞曲次數(shù)n。﹤40（m為帶輪個(gè)數(shù)）根據(jù)=100mm，n1=1430r/min,查表得P0所以所以3根（3）傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速（1）主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為主軸從最低轉(zhuǎn)速算起，第一個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高級(jí)轉(zhuǎn)速，即為（2）各傳動(dòng)軸：軸Ⅲ可從主軸為450r/min，按傳動(dòng)副24/38找上去，似應(yīng)為1120r/min,但由于軸Ⅲ上的最低轉(zhuǎn)速560r/min，可使主軸得到355和900r/min倆種轉(zhuǎn)速，900r/min要傳遞全部功率，所以軸Ⅲ計(jì)算轉(zhuǎn)速應(yīng)為560r/min,軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速可按傳動(dòng)副38/24推上去，得900r/min。各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下：軸序號(hào)電１23主計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）14301120900560450（4）驗(yàn)算轉(zhuǎn)速誤差：所有轉(zhuǎn)速校驗(yàn)合格（5）、傳動(dòng)軸計(jì)算及其組件的設(shè)計(jì)（KW）（6）計(jì)算各軸扭矩（n/mm）（n/mm）（n/mm）（n/mm）（7）各軸直徑的估算其中：P-電動(dòng)機(jī)額定功率K-鍵槽系數(shù)A-系數(shù)-從電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積；-該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。計(jì)算轉(zhuǎn)速是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系確定。Ⅰ軸：K=1.06，A=120,取30mmⅡ軸：K=1.06，A=120,取30mmⅢ軸：K=1.06，A=120,取35mmIV軸：K=1.06，A=120,取40mm此軸徑為平均軸徑，設(shè)計(jì)時(shí)可相應(yīng)調(diào)整。（8）主軸的計(jì)算主軸前軸徑D1與刀架上工件回轉(zhuǎn)直徑d的關(guān)系為：QUOTE工件最大回轉(zhuǎn)直徑為300，所以這里前端直徑QUOTE90，結(jié)合查表得QUOTE后軸頸QUOTE，所以D2=40則主軸的平均直徑QUOTE因?yàn)橹鬏S孔徑通常不小于主軸的平均直徑的55%~60%，所以d=30支承形式選擇兩支撐，初取主軸前端的懸伸量a=70mm，支撐跨距QUOTE，實(shí)際取QUOTE，則取L=360mm。主軸圖（9）軸承的選擇Ⅰ軸：30206，D=62B=18圓錐滾子軸承Ⅱ軸：30206，D=62B=18圓錐滾子軸承Ⅲ軸：30207，D=72B=17圓錐滾子軸承Ⅳ軸：前取30212，D=110B=22圓錐滾子軸承后取30208D=80B=18圓錐滾子軸承（10）齒輪的估算與計(jì)算彎曲疲勞（根據(jù)齒輪最多的齒輪進(jìn)行計(jì)算與計(jì)算）齒輪彎曲疲勞的估算齒面點(diǎn)蝕估算3齒數(shù)模數(shù)第一變速組第二變速組第三變速組mwmj取m齒輪的尺寸計(jì)算齒輪Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12齒數(shù)262623292727213338242438分度圓656595606095其中：I軸Z1,Z3,II軸Z2,Z4,Z5,Z7,III軸Z6,Z8,Z9,Z11,IV軸Z10,Z12尺寬的計(jì)算齒寬計(jì)算公式（齒寬系數(shù)，d1為小齒輪直徑）兩支乘相對(duì)小齒輪作對(duì)稱布置最大，兩支乘相對(duì)小齒輪作不對(duì)稱布置取中等，小齒輪作懸臂布置最?、褫SZmin=23=0.5Bj1×=圓整取30Ⅱ軸Zmin=21=0.5Bj2×=圓整取28III軸Zmin=24=0.5Bj3×60=30IV軸Zmin=24=0.5Bj4×60=30在設(shè)計(jì)上，相嚙合齒輪的一對(duì)齒輪，小齒輪比大齒輪寬5-10mmB1=30，B2=28，B3=36，B4=28，B5=30，B6=30，