(3.17)
=
450?1600?1471?514.52(mm)
考虑到带轮的制造误差,带长误差,带的弹性,以及因带的松弛而产生的补充张紧的需要,给出中心距的变化范围:
amin?a?0.015Ld514.5?0.015?1600?490.5=(mm) amax?a?0.03Ld?514.5?0.03?1600?562.5(mm)
(5)验算小带轮包角由于小带轮的包角
?1
?1要小于大带轮上的包角?2,且小带轮上的摩擦力相应的
小于大带轮上的总摩擦力,因此打滑只可能发生在小带轮上,为提高带传动的工作能力,应使:
57.30?1?180?(dd2?dd1)?900a0
(3.18)
57.30?180?100??1690?900514.5
0Z?(6)确定带的根数Z (3.19)
查《机械设计》表8—7得
?P0KAPcaKA?P?Pr(P0??P0)K??KL
=1.1,查表8—4a 得
KLP0=1.94,查表8—4b得
=0.15,查表8—5得
Z?K?=0.98,查表8—2得=0.99
∴
7.5?1.1?4.067(1.94?0.15)?0.98?0.99 取Z=5(根)
F0(7)确定初拉力
由《机械设计》式8—6得单根V带所需最小初拉力为:
?F0?min?500?(2.5?K?)?Pca?QV2K??Z?V
(3.20)
?500?(2.5?0.98)?1.1?7.5?0.1?1020.98?5?10=137.595(N)
FP(8)计算带传动的压轴力
由《机械设计》得:(3.21)
FP?2ZF0sin?12?2?5?(F0)min?sin169?1373.23862(N)
图3.2 V带轮的结构示意图
3.2.3 多片式摩擦离合器的计算
设计多片式摩擦离合器时,首先根据机床结构确定离合器的尺寸,如为轴装式时,外摩擦片的内径d应比花键轴大2—6,内摩擦片的外径D的确定,直接影响离合器的径向和轴向尺寸,甚至影响主轴箱内部结构布局,故应合理选择。摩擦片对数可按下式计算:
Z?2TK?fD0b[P]
(3.22)
式中 T——摩擦离合器所传递的扭矩(N?mm)
Nd——电动机的额定功率(kw)
T?955?104Nd?/nj?955?104?7.5?0.98/819.565?8.56?104(Nmm)
(3.23) nj——安装离合器的传动轴的计算转速(r/min)
?——从电动机到离合器轴的传动效率
K——安全系数,一般取1.31.5
f——摩擦片间的摩擦系数,由摩擦片为淬火钢,查《机床设计指导》表2-15,取f=0.08
Dm——摩擦片的平均直径(mm) Dm?(D?d)/2?(81?39)/2?60mm
(3.24)b——内外摩擦片的接触宽度(mm)
b?(D?d)/2?(81?39)/2?23mm
(3.25)
[P]——摩擦片的许用压强(N/mm2)
[P0]——基本许用压强,查《机床设计指导》表2-15,取1.1 K1——速度修正系数
[p]?[p0]K1K3K2?1.1?1.00?1.00?0.76?0.836
(3.26)
2vp??D0n/6?104?2.5(m/s)
(3.27)
根据平均圆周速度vp取
K1=1.00
K3——P1004表3.14-23取1.00 K2——P1004表3.14-22取0.76
所以
2Z?2MnK/?fD0b[p]?2?8.56?104?1.4/(3.14?0.08?602?21?0.836)?15.097
(3.28)
取Z?16
卧式车床反向离合器所传递的扭矩可按空载功率损耗Pk确定,一般取
Pk?0.4?7.5?3(kw),最后确定摩擦离合器的轴向压紧力Q,可按下式计算:
225Q?[P]?DbK?1.1?3.14?60?21?1?2.61?1000(N)
(3.29)
式中各符号意义同前述。
摩擦片的厚度一般取1、1.5、1.75、2(mm),内外层分离时的最大间隙为0.2—0.4(mm),摩擦片的材料应具有较高的耐磨性、摩擦系数大、耐高温、抗胶合性好等特点,常用10或15钢,表面渗碳0.3—0.5(mm),淬火硬度达HRC52—62。
图3.3 多片式摩擦离合器的示意图
3.2.4 轴I上的一对齿轮的计算
(1)由于CA6140金属切削机床主轴箱里的轴I转速不是很高,运作时比较平稳,所以初选轴I与轴II相啮合的一对齿轮中,小齿轮的齿数为Z1?24,齿轮精度为7级,则与其相啮合的大齿轮齿数为Z2?Z1?i?24?Z2?29
51?28.47 取43
(a)试选载荷系数Kt?1.3
95.5?105?P(b)计算所传递的扭矩T1 由《机械设计》得T1?(3.30),
n且由以上计算可知: n?825.217r/min,P?7.2kw
95.5?105?P95.5?105?7.2??0.8332?105(Nmm) ∴ T1?n825.217(c)查《机械设计》表10-7,取得齿宽系数?d?1
(d)查《机械设计》表10-6,得材料的弹性影响系数ZE?189.8MPa (e)查《机械设计》图10-21d,得?lim1?600MPa , ?lim2?500MPa (f)计算应力循环次数,参考《机械设计》式10-13得:
N1?60n1jLh?60?960?1??2?8?300?15??4.147?109 (3.31)
N14.147?109??1.296?109 N2?3.23.212(3.32)
(g)查《机械设计》图10-19,取KHN1?0.9,KHN2?0.95
(h)计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1,由《机械设计》式10-12得: ??H?1?KHN1?lim10.9?600??540S1KHN2?lim20.95?500??475S1 MPa
(3.33) ??H?2? MPa
(3.34)
(2)计算小齿轮分度圆直径d1t,由《机械设计》得
KTu?1?ZE?d1t?2.32?3t1??????du?????H?(3.35)
2,