ca6140車床主軸箱的設計_畢業設計-wenkub.com

　 　

【正文】 B齒寬（ mm） Z小齒輪齒數； u大齒輪與小齒輪齒數之比， u≥ 1，“ +”號用于外嚙合，“ ”號用于內嚙合； SK 壽命系數： S T n N QK K K K K? （ 583） TK 工作期限系數： 160TOnTKmC? （ 584） T齒輪在機床工作期限（ ST ）內的總工作時間（ h） ，對于中型機床的齒輪取ST =15000~20200h，同一變速組內的齒輪總工作時間可近似地認為 T=ST /P， P為變速組的傳動副數； 1n 齒輪的最低轉速（ r/min） 。一般對高速傳動的齒輪驗算齒面接觸應力，對低速傳動的齒輪驗算齒根彎曲應力。— 計 算 動 載 荷 。時，應考慮采用三支撐結構。 jn — 該軸的計算轉速（ r/min） 。 OC 基準循環次數；查表 31（以下均參見《機床設計指導》） m— 疲勞曲線指數，查表 31； nK — 速度轉化系數，查表 32； NK — 功率利用系數，查表 33； QK — 材料強化系數，查表 34； SK — 的極限值 maxSK ， minSK 見表 35，當 SK ≥ maxSK 時，則取 SK = maxSK ；當 SK ＜minSK 時，取 SK = minSK ； 1K — 工作情況系數，中等沖擊的主運動，取 1K =~； 2K — 動載荷系數，查表 36； CA6140 車床主軸箱的設計 33 3K — 齒向載荷分布系數，查表 39； Y— 標準齒輪齒形系數，查表 38； [ j? ]— 許用接觸應力（ MPa） ,查表 39； [ w? ]— 許用彎曲應力（ MPa） ，查表 39。 對硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗算齒根彎曲應力。— 工 作 期 限 （ ), 對 一 般 機 床 取 — 小 時 。 《機床設計》的教科書中的主軸組件柔度方程系在主軸端部 C點家在時主軸和軸承兩相柔度的迭加，其極值方程為： CA6140 車床主軸箱的設計 29 3 6 6 10o BOB B AEIl CEIL C C C C??? ? ? ????? （ 554） 式中 L。 傳動軸上的彎矩載荷有輸入扭矩齒輪和輸出扭矩齒輪的圓周力、徑向力，齒輪的圓周力 tP ： 4 32 2 4 .51 10N 1 .804 10 ND 50t MP ??? ? ? ?扭 （ ） （ 549） 式中 D— 齒輪節圓直徑（ mm） ,D=mZ。 如果驗算結果 j? 或 w? 不合格時，可以改變初算時選定的材料或熱處理方法，如仍不滿足時，就得采取調整齒寬或重新選擇齒數及模數等措施。 接觸應力的驗算公式為 ? ? 1 2 3j 12081 Sju K K K K NZ m uB n? ?? ???? （ MPa）≤ [ j? ]（ 31） （ 534） 彎曲應力的驗算公式為 ? ?5 1 2 3w 22 0 8 1 1 0 ()S wjK K K K N M P aZ m B Y n?? ? ? ? （ 535） 式中 N齒輪傳遞功率（ KW）， N= ??dN ； dN 電動機額定功率（ KW）； ? 從電動機到所計算的齒輪的機械效率； jn 齒輪計算轉速（ r/min） 。 （ 533） C— 滾動軸承的額定負載（ N） ,根據《軸承手冊》或《機床設 計手冊》查取，單位用（ kgf）應換算成（ N）； nf — 速度系數， 1003nif n?? in 為滾動軸承的計算轉速（ r/mm） nf — 壽命系數，500nn Lf ?? nL 等 于 軸 承 的 工 作 期 限 ； ? — 壽命系數，對球軸承 ? =3，對滾子軸承 ? =103 ； Ff — 工作情況系數，對輕度沖擊和振動的機床（車床、銑床、鉆床、磨床等多數機床）， ~ ? ； NK — 功率利用系數，查表 3— 3； nK — 速度轉化系數，查表 3— 2； lK — 齒輪輪換工作系數，查《機床設計手冊》； P— 當量動載荷，按《機床設計手冊》。； ρ — 齒面摩擦角， ?? ? ； β — 齒輪的螺旋角；β＝ 0 故 10rtPP? ? ?N CA6140 車床主軸箱的設計 21 花鍵軸鍵側擠壓應力的驗算 花鍵鍵側工作表面的擠壓應力為： m a x228 , ( )()njy jyM M P aD d lN K ??? ? ? ???? （ 531） 式中 maxnM — 花鍵傳遞的最大轉矩（ mmN? ）； D、 d— 花鍵軸的大徑和小徑（ mm） ； L— 花鍵工作長度； N— 花鍵鍵數； K— 載荷分布不均勻系數， K=～ ； 4228 6 . 5 5 1 0 3 . 6 2 0 ( )( 3 8 3 2 . 2 ) 8 5 6 0 . 7jy jyM P a M P a?? ??? ? ? ? ? ???? ? ? ? （ 532） 故此花鍵軸校核合格 圖 56 軸承疲勞強度校核 機床傳動軸用滾動軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應進行疲勞驗算。 軸的抗彎斷面慣性矩（ 4mm ） 花鍵軸 42 4( ) ( ) ()64d b N D d D dI m m? ? ? ? ?? = 42 6 8 ( 38 ) ( 38 ) 1064 mm? ? ? ? ? ? ? ? ?? （ 527） 式中 d— 花鍵軸的小徑（ mm） ； i— 花軸的大徑（ mm） ； b、 N— 花鍵軸鍵寬，鍵數； 傳動軸上彎曲載荷的計算，一般由危險斷面上的最大扭矩求得： 4 4 4jN 5 . 6 2 59 5 5 1 0 ( N m m ) 9 5 5 1 0 6 . 5 5 1 0n 8 2 0M N m m? ? ? ? ? ? ? ? ?扭 （ 528） 式中 N— 該軸傳遞的最大功率（ kw） 。 OC 基準循環次數；查表 31（以下均參見《機床設計指導》） m— 疲勞曲線指數，查表 31； nK — 速度轉化系數，查表 32； NK — 功率利用系數， 查表 33； QK — 材料強化系數，查表 34； SK — 的極限值 maxSK ， minSK 見表 35，當 SK ≥ maxSK 時，則取 SK = maxSK ；當 SK ＜minSK 時，取 SK = minSK ； 1K — 工作情況系數，中等沖擊的主運動，取 1K =~； 2K — 動載荷系數，查表 36； 3K — 齒向載荷分布系數，查表 39； Y— 標準齒輪齒形系數，查表 38； [ j? ]— 許用接觸應力（ MPa） ,查表 39； [ w? ]— 許用彎曲應力（ MPa） ，查表 39。 圖 54 齒輪的驗算 驗算齒輪強度，應選擇相同模數承受載荷最大的齒數最小的齒輪，進行 接觸應力和彎曲應力驗算。 0D =（ D+d） /2＝ 67mm。 帶撓曲次數 ? ＝ 1000mv/ 0dL =? 40 1s? ； （ 55） 實際中心距 2a A A B? ? ? （ 56） 12() 1 0 8 .748d d dL d dA ? ?? ? ? 221() 12508ddddB ??? （ 57） 故 21 0 8 . 7 1 0 8 . 7 1 2 5 0 2 2 3a m m? ? ? ? 小帶輪包角 1 211 1 8 0 2 s in 1 5 4 . 0 9 1 2 02dddda? ?? ? ? ? ? （ 58） 單根 V 帶的基本額定功率 1P ,查《機床設計指導》（ 任殿閣，張佩勤 主編） 表 28，取 ； 單根 V 帶的基本額定功率增量 11 1(1 )b uP K n K? ? ? （ 59） bK —— 彎曲影響系數，查表 29，取 10?? uK —— 傳動比系數，查表 210，取 故 1 ?? ； 帶的根數 11()dLPz P P K K?? ?? （ 510） CA6140 車床主軸箱的設計 15 K? —— 包角修正系數，查表 211，取 ； LK —— 帶長修正系數，查表 212，取 ； 故11 2 . 1 3 . 8 9( 2 . 2 8 0 . 1 6 ) 0 . 9 3 1 . 0 1z ??? ? ? z取 4； 單根帶初拉力 20 2 .55 0 0 ( 1 )d aPF qvvz K? ? ? ? （ 511） q—— 帶每米長質量，查表 213，取 ； 故 0F ＝ 帶對軸壓力 10 15 92 si n 2 58 .23 4 si n 45 822Q F z N?? ? ? ? ? ? （ 512） 圖 53 多片式摩擦離合器的計算 設計多片式摩擦離合器時，首先根據機床結構確定離合器的尺寸，如為軸裝式時，外摩擦片的內徑 d應比花鍵軸大 2～ 6mm，內摩擦片的外徑 D 的確定，直接影響離合器的徑向和軸向尺寸，甚至影響主軸箱內部結構布局，故應合理選擇。 傳動系統的 I 軸及軸上零件設計 普通 V 帶傳動的計算 普通 V 帶的選擇應保證帶傳動不打滑的前提下能傳遞最大功率，同時要有足夠的疲勞強度，以滿足一定的使用壽命。車床主軸箱為固定式變速箱，用箱體底部平面與底部突起的兩個小垂直面定位，用螺釘和壓板固定。 CA6140 主軸箱中共有 15 根軸，軸的定位 要靠箱體上安裝空的位置來保證，因此，箱體上安裝空的位置的確定很重要。主軸箱除應保證運動參數外，還應具有較高的傳動效率，傳動件具有足夠的強度或剛度，噪聲較低，振動要小，操作方便，具有良好的工藝性，便于檢修，成本較低，防塵、防漏、外形美觀等。軸Ⅱ的運動分別可分別通過三對齒輪副 2238 、 3050 、3951 傳給軸Ⅲ。 確定傳動軸的軸數 傳動軸數＝變速組數 +定比傳動副數 +1=6 繪制轉速圖 先按傳動軸數及主軸轉速級數格距 lgφ畫出網格，用以繪制轉速圖。 Y系列電動機結構簡單、起動性能好、工作可靠、價格低廉、維護方便、 CA6140 車床主軸箱的設計 7 高效、節能、起動轉矩大、噪聲低、振動小、運行安全可靠。但由于軸Ⅲ Ⅴ間的 四種傳動比為 : 1 50 51 150 50U ? ? ? 2 50 20 150 80 4U ? ? ? 3 20 51 180 50 4U ??? 4 20 20 180 80 16U ? ? ? 其中 2U 和 3U 基本相等，所以實際上主軸只能獲得 2 3（ 2 2－ 1） =18 級正轉，這樣主軸實際獲得 6+18=24 級正轉。 CA6140 機床廣泛的應用于機械加工行業中， CA6140 機床主軸箱的作用就是把運動源的恒定轉速改變為主運動執行件（主軸、工作臺、滑枕等）所需的各種速度；傳遞機床工作時所需的功率和扭矩；實現主運動的起動、停止、換向和制動。 CA6140 車床主軸箱的設計