12级机床主轴箱设计 下载本文

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是由于轴Ⅲ上的最低转速106r/min经传动组C可使主轴得到26.5r/min和212r/min两种转速。212r/min要传递全部功率,所以轴Ⅲ的计算转速应为106r/min。轴Ⅱ的计算转速可按传动副B推上去,得300r/min。 3) 各齿轮:

传动组C中,18/72只需计算z =18 的齿轮,计算转速为300r/min;60/30的只需计算z = 30 的齿轮,计算转速为212r/min。这两个齿轮哪个的应力更大一些,较难判断。同时计算,选择模数较大的作为传动组C齿轮的模数。传动组B中应计算z =19的齿轮,计算转速为300r/min。传动组A中,应计算z = 24的齿轮,计算转速为600r/min。

(2) 确定主轴支承轴颈直径:

参考《金属切削机床课程设计指导书》表2,取通用机床钢质主轴前轴颈直径D1 = 80mm,后轴颈直径D2 = (0.7~0.85)D1,取D2 = 65 mm,主轴内孔直径d = 0.1 Dmax ±10 mm ,其中Dmax为最大加工直径。取d = 40mm。

(3) 估算传动轴直径:(忽略各传动功率损失)

按扭转刚度初步计算传动轴直径: d = 91N4nj[?]

式中d —— 传动轴直径; N —— 该轴传递功率(KW); nj——该轴计算转速(r/min); [?]—— 该轴每米长度允许扭转角 这些轴都是一般传动轴,取[?]=10/m。

代入以上计算转速的值,计算各传动轴的直径: Ⅰ轴:d1 = 26mm; Ⅱ轴:d2 = 31mm; Ⅲ轴:d3 = 40mm;

(4) 估算传动齿模数:(忽略各传动功率损失)

参考《金属切削机床课程设计指导书》中齿轮模数的初步计算公式初定齿轮的模数:

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m = 32

N3njZ

式中 N —— 该齿轮传递的功率(KW); Z —— 所算齿轮的齿数;

nj—— 该齿轮的计算转速(r/min)。

同一变速组中的齿轮取同一模数,故取(njZ)最小的齿轮进行计算,然后取标准模数值作为该变速组齿轮的模数。

传动组C中:m = 2.9 mm ,取标准模数m=3 mm; 传动组B中:m = 2.8 mm,取标准模数m=3 mm; 传动组A中:m = 2.1mm,取标准模数m=2.5 mm。

(5) 离合器的选择与计算:

1) 确定摩擦片的径向尺寸:

摩擦片的外径尺寸受到外形轮廓的限制,内径又由安装它的轴径d来决定,而内外径的尺寸决定着内外摩擦片的环形接触面积的大小,直接影响离合器的结构与性能。表示这一特性系数?是外片内径D1与内片外径D2之比,即??一般外摩擦片的内径可取:D1=d+(2~6)=26+6=32mm;

机床上采用的摩擦片?值可在0.57~0.77范围内,此处取?=0.6,则内摩擦片外径D2?D1 D2D1??320.6=53.3mm。

2) 按扭矩确定摩擦离合面的数目Z:

Z≥

TK

[P]f?S?rfKVKmKZPd4?=955*104*mm; *0.8=5.1*104N·nj600其中T为离合器的扭矩 T=955*104

K——安全系数,此处取为1.3; [P]——摩擦片许用比压,取为1.2MPa; f——摩擦系数,查得f=0.08; S——内外片环行接触面积,

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S??(D22 — D12)=1426.98mm2; 4 rf——诱导摩擦半径,假设摩擦表面压力均匀分布,则

3(D2?D13)rf?=21.77mm; 23(D2?D)21KV——速度修正系数,根据平均圆周速度查表取为1.3;

Km——结合次数修正系数,查表为1.35;

KZ——摩擦结合面数修正系数, 查表取为1;

将以上数据代入公式计算得Z≥12.67圆整为整偶数14,离合器内外摩擦片总数i=Z+1=15。

3) 计算摩擦离合器的轴向压力Q:

Q=S[P]KV =1426.98*1.2*1.3 = 2226.1(N)

4) 摩擦片厚度b = 1,1.5,1.75,2毫米,一般随摩擦面中径增大而加大。内外片

分离时的最小间隙为(0.2~0.4)mm。 5) 反转时摩擦片数的确定:

普通车床主轴反转时一般不切削,故反向离合器所传递的扭矩可按空载功率损耗确定。普通车床主轴高速空转功率Pk一般为额定功率Pd的20~40%,取Pk = 0.4Pd,计算反转静扭矩为Pk = 1.6KW,代入公式计算出Z≥5.1,圆整为整偶数6,离合器内外摩擦片总数为7。

(6) 普通V带的选择与计算:

1) 确定计算功率Pc ,选择胶带型号: Pc = KAP

式中 P—— 额定功率(KW);

KA—— 工作情况系数,此处取为1.2。

带入数据计算得PC = 4.8 (KW),根据计算功率PC和小轮转数n1,即可从三角胶带选型图上选择胶带的型号。此次设计选择的为A型胶带。 2) 选取带轮节圆直径、验算带速:

为了使带的弯曲应力σ

b1

不致过大, 应使小轮直径d1≥dmin, d1也不要过

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大,否则外轮廓尺寸太大。此次设计选择d1 = 140mm。大轮直径d2 由算按带轮直径系列圆整为315mm。

验算带速,一般应使带速v在5~25m/s的范围内。 v=

n1d1计n2??n160*1000d1=10.5m/s,符合设计要求。

3) 确定中心距a、带长L、验算包角?:

中心距过大回引起带的颤动,过小则单位时间内带的应力循环次数过多,疲劳寿命降低;包角α减小,带的传动能力降低。一般按照下式初定中心距a0 0.75(d1+d2)≤a0≤2(d1+d2),此次设计定为450mm。

由几何关系按下式初定带长L0:

(d2?d1)2 L0≈2 a0+0.5 ?(d1+d2)+ (mm)

4a0 按相关资料选择与L0较接近的节线长度LP 按下式计算所需中心距, a≈a0+

LP?L0 2 考虑安装、调整和补偿初拉力的需要,中心距a的变动范围为 (a-0.015LP a+0.03LP)

由以上计算得中心距a = 434.14mm,带长为1600mm。 验算包角:?= 180-0

d2?d100

*57.3 = 156.9≥120,符合设计要求. a4) 计算胶带的弯曲次数u : u=

1000mv-1-1

[s]≤40[s] L-1

-1

式中:m —— 带轮的个数;

代入相关的数据计算得:u = 13.125[s]≤40[s] 符合设计要求。

5) 确定三角胶带的根数Z:

根据计算功率PC和许用功率[P0],可求得胶带根数Z,