铣床:不碰电磁制动器.
5) 在三联滑移齿轮块中,最大齿轮齿数与其相邻大齿轮齿数之差应≥4,以保证滑
动时顺利通过,不碰撞。 6） 选齿数较大的一个作公用齿轮.
齿轮齿数确定后,标注在转速图中相应的传动副连线上。
5、核算主轴转速误差,齿轮齿数确定后,主轴的各级实际转速即确定,它与主轴的标准转速总会产生一定的误差,应进行核算。误差一般不应该超过±10(φ-1)%,即应满足:
︱n实—n标︳/ n标≤10(φ－1)%
一般将转速误差的核算列成如下的表格形式: 计算式 n实 n标 误差 允许值10(φ－1)% 结论 6、绘制传动系统图
1）轴,齿轮,离合器,制动器的排列位置,编号应与将要绘制的展开图相一致。 2）标写出电动机的型号、功率、转速、皮带轮直径D1、D2;皮带根数要画上;标写轴号、齿轮的齿数×模数。
3） 展开图的轮廓线、传动件和执行件的画法要符合制图标准规定。
§2—2 主要零件的计算与初算
初步计算主要零件的目的,是为了大致确定传动件零件的主要尺寸,如皮带轮直径,齿轮模数,传动轴直径和主轴轴径等,以便绘制主轴箱的轴系展开图。
一. 皮带设计
皮带设计的已知条件是:电机功率Nd,转速比i,电机转速nd,计算带轮直径D1、D2,皮带的型号,根数Z，压轴力Q等。设计原则是不打滑,有足够的寿命,传递最大功率,具体设计方法步骤可参阅[1]p68表5.2—4, p71表5.2—10。
二．齿轮模数的初算
在计算齿轮模数和传动轴直径时需要用到其计算转速nj和传递功率Ni,因此应先将各种传动轴和有关齿轮的计算转速nj和各传动轴所传递的功率Ni确定下来,以备计算中使用。
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1) 只算定比、各变速组中小齿轮的模数。 2) 选定标准模数,考虑种类少一些,取一种或两种。
首先确定主轴的计算转速,再根据主轴的计算转速图上查取各传动轴和各齿轮的计算转速。
各轴和齿轮传递的功率Ni=N×η总 , η总—由电机到该传动件各传动副的效率相乘,但不乘入该轴承的效率。效率值见[1]p4表5.1—5。
一般同一变速组中的齿轮取同一模数,选择负荷最重的小齿轮按简化的接触疲劳强度公式进行初算:
mj?163383(i?1)?Nd(mm)
2?m?z1?i??j2?nj??式中:mj—按接触疲劳强度计算的齿轮模数, mm Nd—驱动电机功率, Kw nj—计算齿轮的计算转速, rpm
i—大齿轮齿数与小齿轮齿数之比,i≥1; Z1—小齿轮齿数;
ψm—齿宽系数; ψm=Ⅰ/Ⅱ (B为齿宽,m为模数)
一般ψm = 6～10;
[σj]—许用接触应力,当
45#调质(T235) [σj] =600Mpa (N/mm2) 45#整体淬火(C42) 1100 (N/mm2) 45#高频淬火(G54) 1370 (N/mm2) 40Cr调质(T265) 650 (N/mm2) 40Cr整体淬火(C48) 1250 (N/mm2) 40Cr高频淬火(G52) 1370 (N/mm2)
齿轮模数初算后,根据齿轮精度等级所允许的线速度(见「1」p225表5.4—52),要
?mzn核算高速传动齿轮的线速度(v? )是否超过允许值。
60000三.传动轴直径的初算
传动轴的直径可按下列扭转刚度公式进行计算:
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d?1.644Tn[?](mm)
或
d?914Ni[?]?nj(mm)
式中: d—危险断面处轴的直径,当有一个键槽时,可增大4～5%,当有两个键槽时,可增大7～10% ;花键轴内径可减小7%,计算后要圆整到标准直径系列,花键轴系列标准见「1」P554表5.8—17;
Tn—该轴传递的额定扭矩, N.mm Tn?955?104Ni； nj Ni—该轴传递的功率,Kw nj—该轴的计算转速,rpm
[φ]—该轴每米长度上允许的扭转角; 一般传动轴[φ]=0.5～1; 要求较高的轴 0.1～0.5o 要求较低的轴 1.5～2o
计算传动轴直径时,尺寸相接近的尽量取一致,以便于加工轴和孔,统一刀具和量具。一般将计算结果列成表格形式,如: 轴号 Ni nj d初 d取 花键轴尺寸 备注 四. 主轴轴径的确定
对通用机床的主轴尺寸参数多由结构上的需要而定,故主轴前轴颈的尺寸按下表所列的统计数据确定。
通用机床主轴前轴颈尺寸(mm) 机床 车床 铣床
主轴的驱动功率(KW) 2.8～4 70～90 60～90 4～5.5 70～105 60～90 6 5.5～7.5 95～130 75～100 普通车床主轴前轴颈的直径D1,后轴颈的直径D2及内孔直径d可按统计公式酌定:
D1=0.2Dmax±15 (mm) D2=(0.7～0.85)D1 (mm) d=0.1Dmax±10 (mm)
式中: Dmax—最大加工直径,(mm)
由于初步计算是在绘制装配图之前进行,零件的尺寸、形状和位置尚未确定,在绘制正式装配图过程中变化也比较大。因此,各零件尺寸的初算,不详细计算,待装配图绘制之后,还需仔细验算。所以,零件尺寸的初算不用花费过多时间,但齿轮模数计算一定要正确,必要时可以结合类比法确定。
§2—3 结构设计—绘制部件装配草图
绘制部件装配草图的目的,是大致确定变速箱部件中各主要传动件(如齿轮、轴、轴承、离合器和箱体等)的轮廓尺寸、形状和相对尺寸等。部件装配草图是在主要零件尺寸初算的基础上绘制的,又是作为校核验算零件尺寸的依据、草图绘制不必过分细致,但部件中各主要零件要全,尺寸要准确,布局要合理。
装配草图的设计依据是已确定的主传动系统总体结构方案;传动系统图;零件的计算与初算;参考同类型机床的装配图。
一般绘制成1:1的展开图一张,M1:2的截面图一张(主要用于表示轴的空间位置和部分操纵机构)。
部件装配草图的画法,可以参考同类型机床的装配图,布置齿轮的轴向位置,研究齿轮的排列方式.如果需要限制轴向尺寸,可采用公用齿轮或齿轮交替布置,或增加定比传动机构。要注意滑移齿轮要有足够的轴向空间,保证滑移齿轮完全脱开后,才进入新的啮合。传动轴及轴上零件的轴向定位方式要简单可靠,又要便于装拆和调整等。
根据主轴组件设计的理论知识,参考结构图册或同类型机床的结构,选择合理的主轴组件的结构,包括轴承类型、配置与调整、主轴前端结构(可参考附录3) 、主轴的轴向定位方式等。
考虑问题要全面,除传动机构、变速机构外,尚须注意离合器、制动器、操纵机构和润滑密封装置等,都要统盘考虑,选择的形式、布局等要结合截面(或剖视)图,注意空间位置是否会干涉或与移动件相碰撞。
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草图绘制完毕后,要请指导教师审阅。
§2—4 验算主要零件
根据部件装配图所确定的零件尺寸和各零件间的相互位置关系,分析其受力状态,作用力的大小、方向和着力点位置等,对主要零件进行比较精确的验算。
为了节省时间减少重复的计算工作,可由指导教师指定验算的零件和验算内容。但学生应明确这些零件一般都是工作情况严重、支承载荷较大。验算时要着重掌握对问题的分析和计算的方法。当验算结果不能满足性能要求时,可以改变零件材料、热处理方法或修改部分结构,甚至有时要改变原设计方案。
一.齿轮模数验算
一般按接触疲劳强度和弯曲疲劳强度验算,选取某轴上承受载核最大的齿轮,即同材料、同模数齿轮中齿数最少、齿宽最小的齿轮进行验算。
验算的已知条件为一对啮合的齿轮齿数Z1、Z2,模数m,齿轮传递的功率N,齿轮的精度等级(如8—8— 7 GB/T10095.1－2001),齿轮材料为45或40Cr,进行高频淬火G52,转速图。
其验算公式为[1]P258表5.4—82,表5.4—83; １、按接触疲劳强度验算
[Nj]?[Nj]0?K?K??2i?mnj????cj?N i?1101000K1?K2?Kcjnj２、按弯曲疲劳强度验算
[Nw]＝[Nw]0??mKcwKcj?N
101000K1?K2?Kcj??式中 ，[Nj]、[Nw]0－分别为按接触疲劳强度和按弯曲疲劳强度计算所允许传递的最大功率，Kw；
[Nj]、[Nw]0分别为在基本条件下，按接触疲劳强度和按弯曲疲劳强度计算
的Z1、、m所允许传递的功率，Kw；
[Nj]0－由[1]P254表5.4－80查取；
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