機床主軸設(shè)計匯總

1、ZHIJIANG COLLEGE OF ZHEJIANG UNIVERSIlTYOF TECHNOLOGY機床主傳動系統(tǒng)設(shè)計機電工程分院機械制造及其自動化學(xué)生姓名專業(yè)班級班級學(xué)號車床設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計題目工件最大回轉(zhuǎn)直徑Dmax=300mm ,軸最低轉(zhuǎn)速=355 r/min軸最高轉(zhuǎn)速nmj=1800 r/min電機功率P=3KW，公比=1.26= 106°、運動設(shè)計，確定結(jié)構(gòu)式1.查表得25050010002655301060280560112030060011803156301250335670132035571014003757501500400800160042585017004

2、5090018004759501900355 , 450 , 560 , 710 , 900 , 1120 , 1400 , 1800 （共 8 級）或者幾 max 7_1 兒XT®Z=82.結(jié)構(gòu)式、傳動組和傳動副數(shù)的確定傳動組和傳動副數(shù)可能的方案有:8=4 X28= 2 X48 = 2 X2X2第一行方案有時可以省掉一根軸。缺點是有一個傳動組內(nèi)有四個傳動副。如果 用一個四聯(lián)滑移齒輪，則會增加軸向尺寸；如果用兩個雙聯(lián)滑移齒輪，則操縱機構(gòu)必須互鎖以防止兩個滑移齒輪同時嚙合。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 X2 X2的方案。結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)的各種方案的確定

3、由知方案有C.8 = 24 X 2存 22e. 222i選擇原則:I）傳動副的極限傳動比和傳動組的極限變速范圍降速傳動中，主動齒輪的最少齒數(shù)受到限制1U min > 4 避免被動齒輪的直徑過大升速傳動比最大值Umax <2 （斜齒傳動 Umax 二 2.5 ）盡 量減少振動和噪聲;之間;各變速組的變速范圍Rmax= Umax/ Umin <8-10對于進給傳動鏈，由于轉(zhuǎn)速通常較低，零件尺寸也較小，上述限制可放寬些。1。故 R進 max <14-<i進 <2.85在檢查傳動組的變速范圍時，只需檢查最后一個擴大組。因為其它傳動組的變D _ CpXn (Pn-1)

4、 < D速范圍都比它小。應(yīng)為：Rn"-RmaXII)基本組與擴大組的排列順序。原則是選擇中間傳動軸變速范圍最小的方案。綜上所述，方案222"'24較好、轉(zhuǎn)速圖與傳動系統(tǒng)圖1.根據(jù)已知參數(shù)，取4級電動機Y100L2-4，額定功率3KW，滿載轉(zhuǎn)速1430 r/min本例所選定的結(jié)構(gòu)式共有三個傳動組，變速機構(gòu)共需4軸。加上電動機軸共5軸。故轉(zhuǎn)速圖需5條豎線，主軸共8速，電動機軸轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速 相近，故需8條橫線。198 級速度 355, 450, 560, 710 , 900, 1120 ,1400 ,1800傳動組變速伯4申=2.5 ,所以倆個傳動副傳動比為極

5、限值1ic1_ <P2級比指數(shù)2,取轉(zhuǎn)速為 900,1120 r/min級比指數(shù)1,1取 咕1.ia3 i變速組a：Ua1 =1/®0 =1/11Ua2 =1/W =1/1.26共同組為50、52、54、56、 66、 68、 70、 72、74、82、84、86、取二對傳動副的齒數(shù)和為52，則:變速組b :Ub1 =1/X =1/1Ub2 =1/®2 =1/1.6078、 80、 82、共同組為 44、48、52、54、60、62、70、72、86、88、90取兩對傳動副的齒數(shù)和為54，則:Ujji - 27/27,陶2 二 21/33變速組C:U" =W

6、2/1 =1.60/1Uc2 =1/®2 =1/1.60因為互為倒數(shù)，可以選任意組 取兩對傳動副的齒數(shù)和為62，則:由此可得各變速組齒輪數(shù)Ujji - 27/2711曲二 21/33如1 二 38/24 助二 24/38初步驗算得最高轉(zhuǎn)速10026 27 38認= 1430x X 0.98 x-x-x = 口 751&=1B00-1775J1300= 1.38% <41%最低轉(zhuǎn)速10023 21 24n3ss = 1430x-x0.98x=xx- = 3573&=35S - 3573355=0.64% < 41%驗算合格143014001L20900710

7、4503553 靈 24loosesJ26=2627,27k>d2329''''b 12陰3、區(qū)7Rs2中涂、5601800四，動力計算(1) ,選擇電機型號按照工作要求和條件，選用三相異步電動機,Y系列，額定電壓 380V。已知電動機的額定功率是 4KW，根據(jù)車床設(shè)計手冊查出有三種適用的電動機型號,1方案比較適合。因此因此有三種傳動比方案，如下表一:綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、傳動比，可見第 選定電動機型號為 Y100L2-4，其主要性能如下表二:表一:方案電動機型號額定功率Ped kW電動機轉(zhuǎn)速r/mi n電動機質(zhì)量kg同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y1

8、00L2-4315001430382Y100L-2330002870333Y132S-64100096063表二:型號額定額定轉(zhuǎn)速效功率起動轉(zhuǎn)矩起動電流最大轉(zhuǎn)矩重功率電流率因數(shù)額定轉(zhuǎn)矩額定電流額定轉(zhuǎn)矩量kWAr/mi n%COS®倍倍倍kgY100L2-85.312.615000.82.26.52.33843(2) ,帶輪數(shù)據(jù)的確定1.選擇三角帶類型選工況系數(shù)X=1.1，則計算功率Nj = KN “.作彳二4.4根據(jù)電機轉(zhuǎn)速和計算功率，三角帶取A型。2.確定帶輪的計算直徑D2A 型 取 Dmin =100mmD2=，其中© =0.02n2所以 D2 =X 100 X（ 1

9、- 2%）=1253.確定三角帶速度兀Dmin nv =60 X 1000兀 X 100 X 1430 -60 X 1000=7.5 m S4.確定中心距AoAo=（O.72）（D1+D2）取 Ao=1.8*（100+125 ） =4055.確定三角帶的計算長度lo及內(nèi)周長lnlo=2 Ao+|（ n+D）1163.4將計算出的lo數(shù)值取整到標準的計算長度l =1163.4 In =1120 6.驗算三角帶的繞曲次數(shù)罟竺=1000 F 7.5 = 6.70< 40 （m為帶輪個數(shù)）l 11207.確定實際中心距AA 二 A0 += 3848.驗算最小包角1800 -D4d5009.確定二

10、角帶根數(shù)根據(jù) D 1 =100mm , n i=1430r/min,查表得Po=1.32kWAR, = 0.11K =0.91所以 Pr = ( 1.32+ 0. 11) * 0. 99 * 0. 91 = 1.288所以3根(3) 傳動件的計算轉(zhuǎn)速(1)主軸 n. = n .n3-1 =521.8、/' 'j''min計算轉(zhuǎn)速為主軸從最低轉(zhuǎn)速算起，第一個 %轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高級轉(zhuǎn)速即為門4 = 450r/ min(2)各傳動軸:軸m可從主軸為 450r/min，按傳動副24/38找上去，似應(yīng)為1120r/min.但由于軸K上的最低轉(zhuǎn)速 560r/mi n ,可使

11、主軸得到355和900r/min倆種轉(zhuǎn)速,900r/mi n 要傳遞全部功率,所以軸m計算轉(zhuǎn)速應(yīng)為560r/mi n.軸n的計算轉(zhuǎn)速可按傳動副 38/24推上去，得900r/min 。各軸的計算轉(zhuǎn)速如下:軸序號電123主計算轉(zhuǎn)速14301120900560450（r/mi n ）(4 )驗算轉(zhuǎn)速誤差:10026 27 38nifloo = 1430x-x0.98x-x-x- = 1771A=1B00-1775J1800= 1.38% <41%10023 27 38ni4oa=143Ox-xO.98x-x-x= = 1407.81400 一 140Z81400= 0.56% <4.1

12、%10026 21 38nn.= 1430x = x0.98x=x-x- = 1129.61120-1129.61120= 0.85% <4.1%10023 21 38n,oo = 143Ox XO.98X-X-X-=914.2A=900-9K29M=1.58% < 4.1%10026 27 24n, = 1430x-x0.98x-x-x = = 70B.l&=710-7081710=0.27% < 41%1007377?4n, = 1430X-X0.98X-X-X- = 561.6A=560 - 561.6560=0.28% < 41%10026 21 24n

13、4so = 143Ox X0.98XX-X- = 450.7A=450一 4505450= 0.15% <41%10023 21 24n3ss = 1430x-x0.98x=x = x- = 3573A=35S - 3573355=0.64% < 41%所有轉(zhuǎn)速校驗合格(5 )、傳動軸計算及其組件的設(shè)計Pi = P額 X nb X nr = 3 X 0. 96 X 0. 99 = 2. 8512P2 = Pi X ng X nr =2. 8512 咒 0. 97 X 0.99 = 2. 738P3 = P2 X ng X nr = 2.738 X 0. 97 X 0. 99 = 2

14、.629p4 = P3 X ng 咒 nr = 2.629 X 0. 97 X 0. 99 = 2.525(KW)(6)計算各軸扭矩Ti =9550= 24312(n/mm )T2 =9550= 29053(n/mm )Ta =9550= 4483371對(n/mm )(n/mm )(7 )各軸直徑的估算KAmmVNj其中：P-電動機額定功率K-鍵槽系數(shù)A-系數(shù)"-從電機到該傳動軸之間傳動件的傳動效率的乘積;nj -該傳動軸的計算轉(zhuǎn)速。計算轉(zhuǎn)速nj是傳動件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動件的計算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動關(guān)系確定。I 軸：K=1.06，A=120

15、di =(120"06)巾2851|0.96“8 28，取 30mmn軸：K=1.06 , A=120d2 =(120咒1.06)42 738096 = 29 57, 取 30mm900m 軸：K=1.06 , A=120ds"20"06)290"96. 32.95，取 35mmIV 軸：K=1.06 , A=120取 40mmd4 = (120 ：1.06)525496 = 35.46,此軸徑為平均軸徑，設(shè)計時可相應(yīng)調(diào)整。(8)主軸的計算主軸前軸徑Di與刀架上工件回轉(zhuǎn)直徑d的關(guān)系為：D1 = 0.25d + 15工件最大回轉(zhuǎn)直徑為 300，所以這里前端

16、直徑D1 = 6090,結(jié)合查表得D1 - 69后軸頸D 肆(0JQ85)D,所以 d2=40則主軸的平均直徑D® 50因為主軸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 L0= (23.5)a = 210mm，實際取 L = (5%5)Di,則取 L=360mm。主軸圖圓錐滾子軸承(9)軸承的選擇I軸：30206 ,D=62B=18圓錐滾子軸承n軸：30206 ,D=62B=18圓錐滾子軸承m軸：30207 ,D=72B=17圓錐滾子軸承W軸:前取 30212 , D=110 B=22后取30208D=

17、80B=18圓錐滾子軸承(10 )齒輪的估算與計算1.彎曲疲勞(根據(jù)齒輪最多的齒輪進行計算與計算)齒輪彎曲疲勞的估算 叫323丿上V乙njmw> 323V 29 X 900= 1.56mw> 323V 33 X 5601.75mw> 32V38 X 4501.79900212.齒面點蝕估算A 33703Nmj2AZj +zjA > 3703=55.27110.5423 + 29=2.16AX 370廠=64.74V560129.48=2.4021 + 33“ 370i唸=69.64139.2824 + 38 二 2.25i73齒數(shù)模數(shù)第一變速組第二變速組第三變速組m w

18、1.561.751.79mj2.162.402.25取m2.52.52.5齒輪的尺寸計算齒輪Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12齒數(shù)262623292727213338242438分度圓656557.572.567.567.552.582.595606095其中:I 軸 Z1,Z3,II 軸 Z2,Z4,Z5,Z7,III 軸 Z6,Z8,Z9,Z11,IV 軸 Z10,Z12尺寬的計算齒寬計算公式Bj=6d咒di （d齒寬系數(shù)，di為小齒輪直徑） d =021.4兩支乘相對小齒輪作對稱布置最大，兩支乘相對小齒輪作不對稱布置d取中等，小齒輪作懸臂布置 d最小I 軸 Zmin =23 d=0.5Bji=0.5 X57.5=28.75圓整取 30n 軸 Zmin =21 d =0.5Bj2=0.5 X52.5=26.25 圓整取 28III 軸 Zmin =24 d =0.5Bj3=0.5 X60=30IV 軸 Zmin =24 d =0.5Bj4=0.5