普通车床的主动传动系统设计
个齿轮。
7.1齿轮强度校核
计算公式:①弯曲疲劳强度?F?KFtYFaYSa???F?; bm ②接触疲劳强度?H?2.5ZE7.1.1校核a组齿轮 ①弯曲疲劳强度?F?KFtu?1????H? bd1u2KFtYFaYSa???F?;校核齿数为24的齿轮,确定各项参数
bm⑴P??P?0.96?10.56kW,n=1000r/min,
T?9.55?106?P/n?9.55?106?10.56/1000?1?105(N?mm)
⑵确定动载系数KV
∵v??dn60?1000???120?100060?1000?6.28m/s
齿轮精度为7级,由《机械设计》图10-8查得动载系数Kv?1.1。由《机械设计》使用系数。KA?1.0 ⑶b?40mm。
⑷确定齿向载荷分配系数:取齿宽系数?d?0.5
查《机械设计》表10-4,得非对称齿向载荷分配系数KH??1.417; h=ha?hf=11.25;
b/h?60/11.25?5.33,
查《机械设计》图10-13得KF??1.2 ⑸确定齿间载荷分配系数:
由《机械设计》表10-2查的使用KA?1.0,
由《机械设计》表10-3查得齿间载荷分配系数KH??KF??1 ⑹确定载荷系数: K?KAKvKF?KF??1.0?1.1?1?1.2?1.32 ⑺ 查《机械设计》表 10-5 齿形系数及应力校正系数
YFa?2.65;YSa?1.58
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⑻计算弯曲疲劳许用应力
由《机械设计》图10-20(c)查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE?540Mpa。 《机械设计》图10-18查得 寿命系数KN?0.9,取疲劳强度安全系数S = 1.3
0.9?540[?F]??374Mpa
1.3[?F]3742T2?1?105??89.32,Ft???1666.7(N) YFaYSa2.65?1.58d120KFt1.32?1666.7??11?89.32 bm40?5 ②接触疲劳强度?H?2.5ZEKFtu?1????H? bd1u⑴载荷系数K的确定:K?KAKvKF?KF??1.0?1.1?1?1.417?1.62 ⑵弹性影响系数的ZE确定;查《机械设计》表10-6得ZE?189.8
⑶查《机械设计》图10-21(d)得?Hlim?670MPa,??H??0.9?670?603MPa
?H?2.5?189.8故齿轮1合适。
7.1.2 校核b组齿轮 ①弯曲疲劳强度?F?2KFtYFaYSa???F?;校核齿数为22的齿轮,确定各项参数
bm1.62?1666.72?1??435.87MPa?603MPa
40?1202⑴P???P?0.96?0.99?.098?.099?10.14kW,n=500r/min,
T?9.55?106?P/n?9.55?106?10.14/500?1.94?105N?mm
⑵确定动载系数:v??dn60?1000???110?50060?1000?2.88m/s
齿轮精度为7级,由《机械设计》图10-8查得动载系数Kv?1.04 ⑶b?55mm
⑷确定齿向载荷分配系数:取齿宽系数?d?0.5
查《机械设计》表10-4,插值法得非对称齿向载荷分配系数KH??1.419
b/h?55/(5?2.25)?4.8,查《机械设计》图10-13得KF??1.2
⑸确定齿间载荷分配系数:
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普通车床的主动传动系统设计
由《机械设计》表
2T2?1.94?105Ft???3527.3N
d11010-2
查的使用KA?1.0 ;
由《机械设计》表10-3查得齿间载荷分配系数KH??KF??1 ⑹确定动载系数: K?KAKvKH?KH??1.0?1.04?1?1.22?1.248 ⑺查《机械设计》表 10-5齿形系数及应力校正系数
YFa?2.72、FSa?1.57 ⑻计算弯曲疲劳许用应力
由《机械设计》图10-20(c)查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE?540Mpa。 《机械设计》图10-18查得 寿命系数KN?0.9,疲劳强度安全系数S = 1.3
[?F]?0.9?540?374Mpa 1.3[?F]374??64.2, YFaYSa2.72?1.57KFt1.248?3527.3??22.0?83.14 bm40?5②接触疲劳强度?H?2.5ZEu=62/22=2.82;
⑴、载荷系数K的确定:K?KAKvKF?KF??1.0?1.04?1?1.419?1.475 ⑵、弹性影响系数的ZE确定;查《机械设计》表10-6得ZE?189.8
⑶、查《机械设计》图10-21(d)得?Hlim?670MPa,??H??0.9?670?603MPa ?H?2.5?189.8KFtu?1????H? bd1u1.475?3527.32.82?1??600.5MPa?603MPa
40?1102.82 故齿轮7合适。
7.1.3 校核c组齿轮 ①弯曲疲劳强度?F?2KFtYFaYSa???F?;校核齿数为18的齿轮,确定各项参数
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普通车床的主动传动系统设计
⑴P????P?0.96?0.99?0.98?0.99?0.98?0.99?9.84kW,n=500r/min,
T?9.55?106?P/n?9.55?106?9.84/500?1.87?105N?mm
⑵确定动载系数:v??dn60?1000???92.79?50060?1000?2.43m/s
齿轮精度为7级,由《机械设计》图10-8查得动载系数Kv?1.0 ⑶b?50mm
⑷确定齿向载荷分配系数:取齿宽系数?d?0.5
查《机械设计》表10-4,插值法得非对称齿向载荷分布系数,KH??1.419
b/h?48/(5?2.25)?4.267,查《机械设计》图10-13得KF??1.27 2T2?1.87?105⑸确定齿间载荷分配系数: Ft???4030N
d92.79 由《机械设计》表10-3齿间载荷分布系数,KF??KH??1.0 ⑹确定荷载系数: K?KAKvKF?KH??1.0?1.0?1.0?1.27?1.27 ⑺查表 10-5 齿形系数及应力校正系数。
YFa?2.91 YSa?1.53
⑻计算弯曲疲劳许用应力
由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE?540Mpa。
《机械设计》图10-18查得 寿命系数KN?0.9,疲劳强度安全系数S = 1.3 [?F]?
0.9?540?374Mpa 1.3[?F]374??84, YFaYSa2.91?1.53KFt1.27?10675??52.6?84
1bm50?5?cos14.1o②接触疲劳强度?H?2.5ZEKFtu?1????H? bd1u⑴载荷系数K的确定:K?KAKvKF?KF??1.0?1.0?1.0?1.419?1.419
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普通车床的主动传动系统设计
⑵弹性影响系数的ZE确定;查《机械设计》表10-6得ZE?189.8
⑶查《机械设计》图10-21(d)得?Hlim?670MPa,??H??0.9?670?603MPa ?H?2.5?189.81.419?40304?1??526.8MPa?603MPa
50?97.794故齿轮11合适。
8.主轴组件设计
主轴的结构储存应满足使用要求和结构要求,并能保证主轴组件具有较好的工作性能。主轴结构尺寸的影响因素比较复杂,目前尚难于用计算法准确定出。通常,根据使用要求和结构要求,进行同型号筒规格机床的类比分析,先初步选定尺寸,然后通过结构设计确定下来,最后在进行必要的验算或试验,如不能满足要求可重新修改尺寸,直到满意为直。
主轴上的结构尺寸虽然很多,但起决定作用的尺寸是:外径D、孔径d、悬伸量a和支撑跨距L。
8.1主轴的基本尺寸确定
8.1.1外径尺寸D
主轴的外径尺寸,关键是主轴前轴颈的(前支撑处)的直径D1。D1选定后,其他部位的外径可随之而定。D1一般是通过筒规格的机床类比分析加以确定。320mm车床,P=7.5KW查《机械制造装备设计》表3-13,前轴颈应D1?110~145,初选D1?110mm,后轴颈D2?(0.7~0.85)D1取D2?0.8?110?88mm,
8.1.2主轴孔径d
中型卧式车床的主轴孔径,已由d=48mm,增大到d=60-80mm,当主轴外径一定时,增大孔径受到一下条件的限制,1、结构限制;对于轴径尺寸由前向后递减
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