CK6163型數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、第1章、機(jī)床的主要參數(shù)的確定1.1尺寸參數(shù)1.1.1主參數(shù) 床身最大工件回轉(zhuǎn)直徑 630mm(1 P)1.1.2基本參數(shù)刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 320主軸通孔直徑 80主軸頭號(hào)B型 B型11號(hào)主軸前端孔錐度 公制100號(hào)裝刀基面至主軸中心距離 h=36mm最大工件長(zhǎng)度 1500mm (選自GB1582-79.JB/Z143-79)1.2運(yùn)動(dòng)參數(shù)1.2.1主軸極限轉(zhuǎn)速的確定1.2.1.1計(jì)算n根據(jù)分析，用硬質(zhì)合金車刀對(duì)小直徑鋼材精車外圓時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速最高，據(jù)經(jīng)驗(yàn)，并參考切削用量資料，取Vmax=200m/min,取R=0.5，Rd=0.2，則d=RD=0.5630=315mm (2 P)d=Rdd

2、=0.2315=63mm (2 P)n=1010r/min (2 P)1.2.1.2計(jì)算n根據(jù)分析，用高速鋼車刀粗車合金鋼材料的梯形螺紋（絲桿），主軸轉(zhuǎn)速最低。根據(jù)調(diào)查，630mm數(shù)控車床加工絲桿的最大直徑為70mm。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，并參考切削用量資料，取V=7m/min，則： n=32 r/min (2 P)訪問若干個(gè)使用630數(shù)控車床的使用部門，了解并統(tǒng)計(jì)了這些機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速如下：加工軸類零件 n=400900r/min加工盤形零件 n=150300r/min機(jī)修工作 n=80150r/min車大導(dǎo)程螺紋 n=3263r/min最后綜合地分析比較計(jì)算和調(diào)查所得的結(jié)果，對(duì)主軸的最高轉(zhuǎn)速，計(jì)算結(jié)果為

3、1010r/min，調(diào)查結(jié)果900r/min，根據(jù)用戶需要并留有發(fā)展余地，取所設(shè)計(jì)機(jī)床的主軸最高轉(zhuǎn)速為1000r/min，最低轉(zhuǎn)速為32r/min。 1.2.2主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)的確定1.2.2.1主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列公比CK6163數(shù)控車床適中、小型通用機(jī)床，取=1.26 (2 P)1.2.2.2主軸轉(zhuǎn)速的級(jí)數(shù) Z=+1= (2 P)1.3動(dòng)力參數(shù)主電動(dòng)機(jī)功率的確定：1.3.1計(jì)算法負(fù)荷切削規(guī)范規(guī)范名稱加工方法工作條件刀具條件切削用量CK6163數(shù)控車床最大扭矩試驗(yàn)車外圓材料45號(hào)鋼，直徑260mm材料YT15前角=6后角=68主偏角=45傾角=3刀尖半徑r=1mm主軸轉(zhuǎn)速n=125r/min背吃刀量ap

4、=6mm進(jìn)給量f=0.5mm/r 切削速度V=(2 P)主切削力=（查表，用硬質(zhì)合金刀具加工中碳鋼料時(shí)，F(xiàn)=200,加工鑄鐵時(shí)F=180，P=(2 P),機(jī)床電機(jī)功率）(2 P),其中Fc主切削力，F(xiàn)單位面積的切削力1.3.2調(diào)查研究法參照普通車床CW6163B主電機(jī)=11kw，考慮數(shù)控車床加工特點(diǎn)和生產(chǎn)實(shí)際情況，故選用CK6163數(shù)控車床主電機(jī)功率為=13kw。第2章 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)原則在滿足一定轉(zhuǎn)速范圍、技術(shù)條件下，傳動(dòng)鏈盡可能短和簡(jiǎn)單； 傳動(dòng)平穩(wěn)、振動(dòng)小、噪聲低、效率高； 功率和扭矩滿足使用要求； 適應(yīng)主軸精度和剛度要求； 操作方便、輕巧、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好； 必須考慮制動(dòng)裝置； 必

5、須考慮良好的潤(rùn)滑。2.2傳動(dòng)方式 根據(jù)設(shè)計(jì)原則，考慮數(shù)控車床的加工特點(diǎn)，本機(jī)傳動(dòng)方式采取分離傳動(dòng)，即把主軸組件與變速傳動(dòng)部分兩者分開形成一個(gè)主軸箱和一個(gè)變速箱。有如下優(yōu)點(diǎn)：變速箱工作中產(chǎn)生的振動(dòng)和熱量不直接傳給主軸，因而減少了主軸的振動(dòng)和熱變形，提高了加工精度。主軸箱內(nèi)齒輪可大為減少，故主軸箱的振動(dòng)、噪聲和熱量都減少了。高速時(shí)可由皮帶傳動(dòng)直接帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，縮短傳動(dòng)鏈，從而運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，精度、效率均提高；低速時(shí)，經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)主軸，可獲得較大的扭矩，以滿足粗加工的需要。缺點(diǎn)是多增加了箱體，使加工和裝配工時(shí)增加。因而，提高了制造成本。2.3變速形式 采用滑移齒輪有級(jí)變速傳動(dòng)方式，其優(yōu)點(diǎn)是齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)可

6、靠，工藝成熟，變速方便。缺點(diǎn)是噪聲較大，高速時(shí)更為嚴(yán)重。2.4確定主傳動(dòng)系統(tǒng)方案及運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算，并繪制轉(zhuǎn)速圖2.4.1主傳動(dòng)采用分離傳動(dòng) 即分為變速箱和主軸箱兩部分。主軸箱在上，變速箱在下。下面的變速箱有22=4級(jí)變速，作為第一擴(kuò)大組和基本組。上面的主軸箱采用了背輪機(jī)構(gòu)和增加變速組的傳動(dòng)系統(tǒng)。變速箱與主軸箱之間用皮帶傳動(dòng)。若接合主軸內(nèi)齒輪離器，可直接傳動(dòng)主軸，得到4級(jí)高速；若經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)，可得到4級(jí)低速，它的結(jié)構(gòu)式為8=ZZZ，背輪機(jī)構(gòu)作為第二擴(kuò)大組，其得8級(jí)轉(zhuǎn)速。如前計(jì)算，主軸轉(zhuǎn)速為16級(jí)，故采用增加一個(gè)變速組傳動(dòng)系統(tǒng)來擴(kuò)大變速范圍和變速級(jí)數(shù)。本題采用增加一個(gè)變速組的傳動(dòng)系統(tǒng)，傳動(dòng)數(shù)為2，作為

7、最后一個(gè)擴(kuò)大組，則其結(jié)構(gòu)式為Z=16=。最后擴(kuò)大組的變速范圍，故rr,即r沒有超過最大變速范圍，是允許的。2.4.2確定是否增加降速傳動(dòng)CK6163數(shù)控車床總降速比i=。若每一個(gè)變速組的最小降速比均取，則四個(gè)變速組總的降速比可達(dá)到=，故無需增加降速傳動(dòng)。但是為使中間兩個(gè)變速組做到降速度慢。減小變速箱和主軸箱的徑向尺寸。分別在變速箱和主軸箱前增加一對(duì)降速傳動(dòng)帶輪傳動(dòng)，其降速比分別為：變速箱為180/130；主軸箱：304/190(1.5=1.26)。在主軸之前增加一對(duì)降速傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)比為=2（），進(jìn)一步提高主軸傳動(dòng)平穩(wěn)性和加工精度。2.4.3分配降速比前面已確定：16=ZZ 共需四個(gè)變速

8、組。 增加：電動(dòng)機(jī)變速箱 變速箱主軸箱 主軸前 共三個(gè)降速比它們分別是：主軸箱及變速箱電動(dòng)機(jī)第一擴(kuò)大組基本組 為四根軸，即電 變速箱主軸箱： 一根軸主軸箱：背輪機(jī)構(gòu) 第二擴(kuò)大組 新增變速組 第三擴(kuò)大組 ，共三根軸主軸前定比傳動(dòng)： 一根軸 總共九根傳動(dòng)軸2.4.4繪制轉(zhuǎn)速圖1）畫出豎直相等的線，分別代表電、九根軸，畫十六根距離相等的水平線代表16級(jí)轉(zhuǎn)速，這樣形成了轉(zhuǎn)速圖格線。2）在主軸軸標(biāo)出16級(jí)轉(zhuǎn)速（查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，得如下數(shù)值：32，40，50，63，80，100，125，200，250，315，400，500，630，800，1000）3）在最低轉(zhuǎn)速用H點(diǎn)表示，在最高轉(zhuǎn)速軸用B表示，在軸向上兩

9、格（=1.26），在電機(jī)軸上用A點(diǎn)代表電動(dòng)級(jí)轉(zhuǎn)速n0=1450r/min。B、H兩點(diǎn)連線相距約15格，即代表總降速比i=。4）主軸箱 a、定比降速 ：從H點(diǎn)向上3格在軸得G點(diǎn)（）， b、變速組：（第二擴(kuò)大組，背輪機(jī)構(gòu)）， b、低速組：變速組的降速比的1/4，故從軸G點(diǎn)向上4格。得軸F點(diǎn)；變速組的降速比取1/4，軸向上4格得軸E點(diǎn)（軸E點(diǎn)）。 b、高速組：（直線傳動(dòng)）：從EE作一水平線與軸相交于G點(diǎn) c、變速組（第三擴(kuò)大組，新增）：P=2，Z=8，從F點(diǎn)分別向下向4格得G、G點(diǎn)。5）變速箱主軸箱定比降速（1.5=）從軸E點(diǎn)向上兩格到軸點(diǎn)。6）變速箱內(nèi)變速組a:基本組 從軸D點(diǎn)向上1格到軸C點(diǎn)，因

10、基本組為I，即基本組為二對(duì)齒輪傳動(dòng)，級(jí)比指數(shù)為=1.故從軸C水平作一線得D點(diǎn)； b:第一擴(kuò)大組為I，即二對(duì)齒輪傳動(dòng)，級(jí)比指數(shù)=2.故二對(duì)齒輪傳動(dòng)相距2格，從C向上2格得C點(diǎn)。將以上各點(diǎn)連線，并畫出全部傳速線，得轉(zhuǎn)速圖。2.5變速組內(nèi)模數(shù)相同齒數(shù)的確定第一擴(kuò)大組： i= i=1.26 查表，得 Z=32，Z Z，Z=32基本組： i= i=1查表得： Z， Z第二擴(kuò)大組:背輪機(jī)構(gòu) 齒輪離合器直接傳動(dòng): i=（）=1背輪傳動(dòng): i= i=查得： Z， Z，Z Z，Z第三擴(kuò)大組：（新增） i= i=1.26查得：Z（=Z） Z=60（=Z） Z（=Z） Z（=Z=）（Z與Z，Z與Z，Z與Z，Z與Z設(shè)

11、計(jì)成同一齒輪）將各級(jí)齒輪齒數(shù)標(biāo)在轉(zhuǎn)速線圖上成轉(zhuǎn)速圖。CK6163轉(zhuǎn)速圖2.6驗(yàn)算主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速誤差2.6.1計(jì)算主軸各級(jí)實(shí)際轉(zhuǎn)速 n=1450=32.4r/min n=1450=40.5r/minn=1450=50.7r/minn=1450=63.5r/minn=1450=81r/minn=1450=101.3r/minn=1450=127.7r/minn=1450=158.4r/minn=1450=202.7r/minn=1450=253.4r/minn=1450=316.7r/minn=1450=395.9r/minn=1450=506.7r/minn=1450=633.4r/minn=14

12、50=791.8r/minn=1450=989.7r/min 2.6.2驗(yàn)算主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速差 主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速相對(duì)誤差為: =100%=100%=1.25%=100%=100%=1.25=100%=100%=1.4%=100%=100%=0.79%=100%=100%=1.25%=100%=100%=1.3%=100%=100%=1.36%=100%=100%=1.00%=100%=100%=1.35%=100%=100%=1.36%=100%=100%=0.54%=100%=100%=1.025%=100%=100%=1.34%=100%=100%=0.54%=100%=100%=1.025%=1

13、00%=100%=1.03%主軸轉(zhuǎn)速相對(duì)誤差表：n32.440.550.763.581101.3126.7158.4202.7253.4316.7395.9506.7633.4791.8989.7n32405063801001251602002503154005006308001000%1.251.251.40.791.251.31.361.001.351.360.541.0251.340.541.0251.03轉(zhuǎn)速相對(duì)誤差允許值為%=10(-1)%=10(1.26-1)%=2.6%比較以上計(jì)算結(jié)果，主軸實(shí)際各級(jí)轉(zhuǎn)速相對(duì)誤差均未超差，符合要求。2.7繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖第3章、傳動(dòng)零件的初步計(jì)算3.

14、1計(jì)算轉(zhuǎn)速n3.1.1主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 由于機(jī)床屬于中型通用機(jī)床和用途較廣的半自動(dòng)機(jī)床，又為等公比傳動(dòng)，故計(jì)算轉(zhuǎn)速：n=n=n= n= n=321.26=100r/min (6 P)3.1.2其他傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定從轉(zhuǎn)速圖上確定其他各傳動(dòng)比的計(jì)算轉(zhuǎn)速。3.1.2.1傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速a、軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 軸共有16級(jí)轉(zhuǎn)速，軸按30/60傳動(dòng)主軸，只有200r/min及其以上轉(zhuǎn)速傳遞全部功率，故最低轉(zhuǎn)速200r/min即為軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。b、軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速同理軸共有8級(jí)轉(zhuǎn)速，此時(shí)經(jīng)齒輪副（，）傳動(dòng)，只有400r/min800r/min共4級(jí)轉(zhuǎn)速能夠傳遞全部功率，故最低轉(zhuǎn)速400r/min為其計(jì)算轉(zhuǎn)速。

15、c、其余軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 按上述方法類推。現(xiàn)將各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速列表如下軸序號(hào)計(jì)算轉(zhuǎn)速n/ rmin10008006304004004002001002）齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速a、齒輪Z的計(jì)算轉(zhuǎn)速齒輪Z裝在軸上，經(jīng)齒輪副傳動(dòng)主軸，得到63r/min2000r/min 16級(jí)轉(zhuǎn)速，其中200r/min及其以上的轉(zhuǎn)速才能傳遞全部功率，故齒輪Z的計(jì)算轉(zhuǎn)速為200r/min。b、齒輪Z的計(jì)算轉(zhuǎn)速齒輪Z裝在軸（主軸）上，共有32r/min1000r/min轉(zhuǎn)速，其中只有100r/min及其以上者能傳遞全部功率，故100r/min為其計(jì)算轉(zhuǎn)速。c、齒輪Z的計(jì)算轉(zhuǎn)速齒輪Z裝在軸上，經(jīng)齒輪副傳動(dòng)軸，其本身轉(zhuǎn)速為160r/min

16、800r/min轉(zhuǎn)速，其中250r/min及其以上者才能傳遞全部功率，故250r/min為其計(jì)算轉(zhuǎn)速。d、齒輪Z的計(jì)算轉(zhuǎn)速齒輪Z裝在軸上，經(jīng)齒輪副傳到軸得到63r/min315r/min轉(zhuǎn)速，只有100r/min及其以上者能傳遞全部功率，故100r/min為其計(jì)算轉(zhuǎn)速。e、以此類推，可得其他各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)將各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速列表如下：齒輪ZZZZZZZZZZZZZZZ計(jì)算轉(zhuǎn)速/rmin1000125010008001250125080063040040040010002501002003.2各軸輸入功率：軸 P=P=130.96=12.48 KW軸 P= P=12.480.990.97=1

17、1.98 KW軸 P= P=11.980.990.97=11.51 KW軸 P= P=11.510.96=11 KW軸 P= P=110.990.97=10.6 KW軸 P= P=10.60.990.97=10.11 KW軸 P= P=10.110.990.97=9.78 KW軸 P= P=9.780.990.97=9.39 KW各軸輸入功率列表如下：軸電輸入功率/kw1312.4811.9811.511110.610.119.789.363.3各軸輸入轉(zhuǎn)矩：軸 T=9.5510=9.5510Nmm= Nmm軸 T=9.5510=9.5510Nmm=.25 Nmm軸 T=9.5510=9.55

18、10 Nmm= Nmm軸 T=9.5510=9.5510 Nmm= Nmm軸 T=9.5510=9.5510 Nmm= Nmm軸 T=9.5510=9.5510 Nmm=.25 Nmm軸 T=9.5510=9.5510 Nmm=46699.5 Nmm軸 T=9.5510=9.5510 Nmm= Nmm各軸輸入轉(zhuǎn)矩列表如下：軸輸入轉(zhuǎn)矩/Nmm.25.2546699.53.4傳動(dòng)軸及主軸直徑計(jì)算（最小直徑）（1）按扭矩剛度對(duì)傳動(dòng)軸直徑估算d=91=91=32.7mm 取d=35mm (5 P)d=91=91=32.8mm 取d=30mmd=91=91=35.95mm 取d=35mmd=91=914

19、4mm 取d=45mmd=91=91=46.1mm 取d=50mmd=91=91=45.6mm 取d=50mm d=91=91=38.5mm 取d=40mm（2）主軸直徑估算查表選擇主軸前軸頸直徑為D=（140165）mm，取D=160.25mm，D=（0.70.85）D=120.25mm。3.5傳動(dòng)齒輪的計(jì)算3.5.1齒輪的材料及熱處理1）變速箱齒輪： 、軸齒輪 選用鍛鋼 45 G45 軸齒輪 選用鍛鋼 40Cr G45 2）床頭箱（主軸箱） 、軸齒輪 選用鍛鋼 45 G52、 軸齒輪 選用鍛鋼 40Cr G523.5.2齒輪精度選擇 考慮齒輪轉(zhuǎn)速均大于510m/s范圍內(nèi)，故選用8-7-7D

20、C精度，表面粗糙度。3.5.3齒輪模數(shù)的估算一般同一變速組的齒輪模數(shù)相同，按簡(jiǎn)化的疲勞強(qiáng)度公式對(duì)負(fù)荷最重的小齒輪的模數(shù)進(jìn)行估算。a、變速箱m=16338=16338=2.78 取m=3mm (6 P)b、主軸箱直齒輪模數(shù)：m=16338=16338 =3.6 取m=4mm斜齒輪模數(shù)： m=16338=16338 =4.38 取m=4.5mm3.6三角膠帶傳動(dòng)計(jì)算3.6.1變速箱（與電動(dòng)機(jī)帶輪）（1）確定計(jì)算功率(9 P) P=KP=1.113=14.3kw（2）選擇膠帶的型號(hào)根據(jù)計(jì)算功率P=14.3kw，小帶輪轉(zhuǎn)速n=1450r/min，選擇帶型，為B型帶。（3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑d 、d小帶輪

21、基準(zhǔn)直徑d=130mm大帶輪基準(zhǔn)直徑d=id=188.5mm ，取d=186mm校核速比誤差 =0.01330.05, 在允許范圍內(nèi)，可以。（4）校核帶速 V=9.86m/s V=525m/s之間，d選擇合適。（5）確定帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和中心距a初取中心距a=0.7(d+d)2(d+d) =0.7(130+186)2(130+186) =212.2632mm初取a=400mm確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld=2a+（d+d）+ =2400+ =1298mm根據(jù)Ld值取標(biāo)準(zhǔn)值L=1250mm。實(shí)際中心距 a= a+400+376mm中心距變化范圍 a=a+0.03Ld=376+0.=413.5mm a=a-

22、0.015Ld=376-0.=357.25mm（6）驗(yàn)算包角 =180-57.3 =180-57.3 171.2 120,符合要求。（7）確定膠帶根數(shù)Z查表單根V帶基本額定功率 P=2.2kw單根V帶功率的增量 P=0.36kw包角修正系數(shù) K=0.98帶長(zhǎng)修正系數(shù) K=0.88代入公式Z=6.5取Z=7根10根，可以。（8）計(jì)算預(yù)緊力F帶每米長(zhǎng)質(zhì)量=0.17kg/m預(yù)緊力 F=500(-1)+ V =500（）+0.179.86 =160.35N（9）計(jì)算壓軸力 F=2ZFsin=27160.35sin=2266.2N（10）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（見電動(dòng)機(jī)與變速箱帶輪）3.6.2主軸箱（與變速箱帶輪

23、）（1）確定計(jì)算功率 (9 P) P=1.111.51=12.661kw（2）選擇三角帶的型號(hào)根據(jù)計(jì)算功率P=12.661kw，小帶輪轉(zhuǎn)速n=1250r/min，選擇帶型，選擇B型帶。（3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑d 、d小帶輪基準(zhǔn)直徑d=190mm 大帶輪基準(zhǔn)直徑d=i190=297mm，取d=304mm校核速比誤差 =-0.0240.05在允許范圍內(nèi)，可以（4）校核帶速V=12.44m/sV=525m/s之間，d選擇合適（5）確定帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距a初定中心距 a=0.7(d+d)2(d+d) =0.7(190+304)2(190+304) =345.8988mm初取a=450mm確定帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度

24、=2a+（d+d）+ =2450+ 1683mm根據(jù)取標(biāo)準(zhǔn)值 =1680mm實(shí)際中心距 a=a+=450+=448.5中心距變化范圍 a=a+0.03=448.5+0.031680=460.4mm a=a-0.015=448.5-0.0151680=384.8mm（6）驗(yàn)證包角 =180-57.3 =180-57.3 =164120，符合要求。（7）確定膠帶根數(shù)查表單根V帶基本額定功率=4.29kw單根V帶功率的增量 =0.54kw包角修正系數(shù) K=0.96帶長(zhǎng)修正系數(shù) K=0.93代入公式 Z=2.94取Z=5根4b，（b為齒寬），如圖所示：I軸與軸故設(shè)計(jì)合理 故設(shè)計(jì)合理4.2.5 固定齒輪

25、定位軸向定位用軸環(huán)和隔套同向定位齒輪，用花鍵。軸齒輪內(nèi)裝軸承，內(nèi)軸承定位保證。軸采用隔套和彈簧擋圈軸向定位，用花鍵周向定位。軸齒 輪靠彈簧擋套軸向定位，用花鍵周向定位。軸肩和隔套軸向定位，花鍵周向 定位。主軸采用錐度和平鍵實(shí)現(xiàn)軸向和周向定位。4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 變速箱齒輪由整塊材料做成（2） 多聯(lián)滑移齒輪由整塊材料做成，其結(jié)構(gòu)如圖：（3） 床頭箱內(nèi)齒離合器由整塊材料做成，其結(jié)構(gòu)如下：（4） 床頭箱齒輪由整塊材料做成4.4 各轉(zhuǎn)動(dòng)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸軸軸軸軸軸軸主軸（軸）4.5 操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) (2 P) 主運(yùn)動(dòng)采用分離傳動(dòng)，變速箱實(shí)現(xiàn)四級(jí)變速，變速由操縱油缸、控制活塞桿、上的撥叉移動(dòng)雙聯(lián)滑移齒

26、輪、和實(shí)現(xiàn)變速。同時(shí)搖擺電機(jī)通過蝸桿帶動(dòng)蝸輪經(jīng)電磁離合器，使傳動(dòng)系統(tǒng)緩慢擺動(dòng)，以免齒輪頂相碰，可順利嚙合。變速完畢后，撞塊和接電器觸頭發(fā)出信號(hào)，搖擺電機(jī)可停轉(zhuǎn)，電磁離合器脫開，主電機(jī)方可啟動(dòng)。床頭箱中雙向內(nèi)嚙合離合器和，由操縱油缸中的活塞桿帶動(dòng)撥叉和來控制它的接通或放松；使主傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)四級(jí)變速。停車時(shí)為克服旋轉(zhuǎn)件的慣性，采用液壓摩擦制動(dòng)器迅速停止。改變主電機(jī)轉(zhuǎn)向，可實(shí)現(xiàn)主軸反轉(zhuǎn)。第5章、主要零件的驗(yàn)算5.1 齒輪（按接觸疲勞）強(qiáng)度驗(yàn)算5.1.1變速箱因所選齒輪為硬齒面，且高速運(yùn)轉(zhuǎn)，故按接觸疲勞強(qiáng)度校核齒輪模數(shù)。 m=16300=16300 =3mm (5 P)與所選實(shí)際模數(shù)相同，故強(qiáng)度足夠。5.

27、1.2主軸箱因所選齒輪為硬齒面，且高速運(yùn)轉(zhuǎn)，故按接觸疲勞強(qiáng)度校核齒輪模數(shù)。m=16300=16300=3.9mm4mm（所設(shè)計(jì)模數(shù)），故所設(shè)計(jì)模數(shù)強(qiáng)度足夠 (5 P)5.2 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算5.2.1傳動(dòng)軸的剛度驗(yàn)算當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速n=800r/min時(shí)，運(yùn)動(dòng)由齒輪Z=40傳入，運(yùn)動(dòng)傳出的齒輪有Z=32、Z=36兩個(gè)。但由于Z=36位置靠近中間，故以Z=36傳出時(shí)作用力最大，并且由此產(chǎn)生的彎矩也最大。所以按Z=40傳入，Z=36傳出的情況進(jìn)行計(jì)算。圖1 空間坐標(biāo)計(jì)算圖圖2 撓度與傾角計(jì)算圖圖3 B(C)點(diǎn)撓度分解圖1）、計(jì)算作用在軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩T=1430.7kgfcm2）、作用在B點(diǎn)處的力F、FF=23

28、8.45kgf (5 P 表4-6)F= Ftg（）=238.45tg（20+543）=238.450.482=115kgf（摩擦角，f=0.1，=543）3）、作用在C點(diǎn)處的力F、FF=265kgf (5 P 表4-6)F= Ftg（）=265tg（20+543）=2650482=128kgf4）、撓度的計(jì)算a、作用在B點(diǎn)的力在B點(diǎn)產(chǎn)生撓度查表I=16.6cm E=2.110kgf/cm軸簡(jiǎn)化受力圖見圖2Y=0.00298cm=0.03mm (5 P 表4-6)Y=0.00144cm=0.014mm (5 P 表4-6)b、作用在C點(diǎn)力在B點(diǎn)產(chǎn)生的撓度Y=（）=(5 P 表4-6) =0.0

29、028cm=0.028mmY=（）=(5 P 表4-6) =0.0014cm=0.014mmc、作用在C點(diǎn)力在C點(diǎn)產(chǎn)生的撓度Y=0.0026cm=0.026mm (5 P 表4-6)Y=0.0013cm=0.013mm (5 P 表4-6)d、作用在B點(diǎn)力在C點(diǎn)產(chǎn)生的撓度Y= (5 P 表4-6) Y=0.0012cm=0.012mm e、計(jì)算B點(diǎn)的撓度對(duì)X、Y軸的分解，C點(diǎn)的撓度對(duì)x、y軸的分解 Y= Ycos60=0.03cos60=0.015mm Y= Ycos30=0.014cos30=0.012mm Y=Ycos45=0.028cos45=0.02mm Y=Ycos45=0.014c

30、os45=0.01mm Y= Ysin60=0.03sin60=0.026mm Y= -Ysin30=0.014sin30=-0.007mm Y=Ysin45=0.028sin45=0.02mm Y=Ycos45=0.014cos45=0.01mm Y=Ycos45=0.026cos45=0.018mm Y=-Ycos45=-0.013cos45=-0.009mm Y=Ycos60=0.025cos60=0.0125mm Y=Ycos30=0.012cos30=0.01mm Y= Ysin45=0.026sin45=0.018mm Y= Ycos45=0.013cos45=0.009mm Y=

31、Ysin60=0.025sin60=0.0216mm Y=-Ycos30=-0.012cos30=-0.01mmf、計(jì)算B點(diǎn)在X、Y坐標(biāo)方向的撓度，C點(diǎn)在X、Y坐標(biāo)方向的撓度。 Y=Y+Y+Y+Y=0.015+0.012+0.02+0.01=0.037mm Y=Y+Y+Y+Y=0.026-0.007+0.02+0.01=0.049mm Y=Y+Y+Y+Y=0.018-0.009+0.0125+0.01=0.0315mm Y=Y+Y+Y+Y=0.018+0.009+0.0216-0.01=0.0386mm g、合成B點(diǎn)撓度，合成C點(diǎn)撓度。 Y=0.061mm Y=0.050mm將以上計(jì)算結(jié)果，列

32、下表與撓度允許值進(jìn)行比較（單位 mm）撓度坐標(biāo) 方向由作用在B點(diǎn)的力產(chǎn)生的撓度由作用在B點(diǎn)的力產(chǎn)生的撓度疊加后的撓度合成的撓度計(jì)算值允許值YX0.0150.0120.02-0.010.0370.0610.11Y0.026-0.0070.020.010.049YX0.018-0.0090.01250.010.03150.050.11Y0.0180.0090.0216-0.010.03865）、傾角的計(jì)算 在軸上安裝軸承和齒輪處應(yīng)核算傾角是否超過允許值 a、作用在B點(diǎn)的力在B點(diǎn)產(chǎn)生的傾角：Q=0.rad (5 P 表4-6)Q=0. rad (5 P 表4-6) b、作用在C點(diǎn)的力在B點(diǎn)產(chǎn)生的傾角

33、： Q=0.rad Q=0.rad c、作用在C點(diǎn)的力在C點(diǎn)產(chǎn)生的傾角：Q=-0.00014 radQ=-0.00007rad d、作用在B點(diǎn)的力在C點(diǎn)產(chǎn)生的傾角：Q= =-0.00083 radQ=-0.00004 rad e、作用在B點(diǎn)的力在A點(diǎn)產(chǎn)生的傾角：Q=0.00033 radQ= =0.00016 rad f、作用在C點(diǎn)的力在A點(diǎn)產(chǎn)生的傾角： Q=0.00029radQ=0.00014radg、作用在B點(diǎn)的力在D點(diǎn)產(chǎn)生的傾角：Q=-0.00032radQ=-0.00015radh、作用在C點(diǎn)的力在D點(diǎn)產(chǎn)生的傾角:Q=-0.00036 radQ= =-0.00019 radi、計(jì)算A

34、點(diǎn)在X、Y坐標(biāo)方向的傾角: Q=Q+Q+Q+Q =0.00033cos60+0.00016cos30+0.0029cos45-0.00014sin45 =0.0004rad Q=Q+Q+Q+Q =0.00033sin60-0.00016sin30+0.0029sin45+0.00014cos45 =0.rad合成A點(diǎn)傾角：Q=0.00052radj、計(jì)算B點(diǎn)在X、Y坐標(biāo)方向的傾角: Q=Q+ Q+ Q+ Q =0.00019cos60+0.00009cos30+0.cos45-0.sin45 =0.radQ=Q+ Q+ Q+ Q=0.00019sin60-0.00009sin30+0.sin4

35、5+0.cos45=0.00008rad合成B點(diǎn)傾角：Q=0.0001rad k、計(jì)算C點(diǎn)在X、Y坐標(biāo)方向的傾角: Q=Q+ Q+ Q+ Q =-0.00083cos60-0.0004cos30-0.00014cos45+0.00007sin45 =-0.0008rad Q=Q+ Q+ Q+ Q =-0.00083sin60+0.0004sin30-0.00014sin45-0.00007cos45 =-0.00066rad合成C點(diǎn)傾角：Q=0.001radl、計(jì)算D點(diǎn)在X、Y坐標(biāo)方向的傾角:Q=Q+ Q+ Q+ Q =-0.00032cos60-0.00015cos15-0.00036cos

36、45+0.00019sin45 =-0.0004radQ=Q+ Q+ Q+ Q =-0.00032sin60+0.00015sin30-0.00036sin45-0.00019cos45 =-0.00074rad合成D點(diǎn)傾角：Q=0.00084rad將以上計(jì)算結(jié)果列下表與傾角允許值進(jìn)行比較（rad）傾角坐標(biāo)方向由作用在B點(diǎn)的力產(chǎn)生的傾角由作用在B點(diǎn)的力產(chǎn)生的傾角由作用在B點(diǎn)的力產(chǎn)生的傾角合成后的傾角計(jì)算值允許值QX0.00030.00010.00040.00052裝向心球軸承處Q=0.0025Y0.000210.00030.00033QX0.0.0.000060.0001裝向心球軸承處Q=0.

37、001Y0.0.0.00008QX-0.00076-0.00005-0.000080.0001裝向心球軸承處Q=0.001Y-0.00052-0.00015-0.0007QX-0.00029-0.00012-0.00040.00084裝向心球軸承處Q=0.0025Y-0.00035-0.00039-0.0007以上計(jì)算結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)軸剛度足夠。5.2.2傳動(dòng)軸強(qiáng)度計(jì)算(9 P) 1）求F、F、F、F在X、Y軸上的分解 F=Fcos60=2385cos60=1192.5 NF=Fcos30=1150cos45=99.6 NF=F+F=1192.5+99.6=1292.1 NF=Fsin6

38、0=2385sin60=2065 NF=-Fsin30=-1150sin30=-575 NF=F+F=2065-575=1490NF=Fcos45=2650cos45=1874 NF=-Fsin45=-128sin45=-90.5 NF=F+F=1874-90.5=1783.5 NF= Fsin45=2650sin45=1874NF= Fcos45=128cos45=90.5NF= F+ F=1874+90.5=1964.5N2）計(jì)算左支承點(diǎn)的支承反力R、R（見力學(xué)模型圖） a、-R276+1292.1144+1783.592=0 R=1268.6Nb、-R276+1964.592=0 R=1432.2N3）計(jì)