12级机床主轴箱设计

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(5)分配总降速传动比

总降速传动比 i?nmin/nd?31.5/1440?0.02

又电动机转速nd?1440r/min不符合转速数列标准,因而增加一定比传动副。

<1>确定传动轴轴数

传动轴轴数 = 变速组数 + 定比传动副数 + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。

<2>确定各级转速并绘制转速图 由nmim?31.5r/min ??1.41

z = 12确定各级转速:

1400、1000、710、500、355、250、180、125、90、63、45、31.5r/min。

在五根轴中,除去电动机轴,其余四轴按传动顺序依次设为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。Ⅰ与Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ、Ⅲ与Ⅳ轴之间的传动组分别设为a、b、c。现由Ⅳ(主轴)开始,确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的转速:

① 先来确定Ⅲ轴的转速

传动组c 的变速范围为?6?1.416?8?Rmax?[8,10],结合结构式, Ⅲ轴的转速只有一种可能:

125、180、250、355、500、710r/min。 ② 确定轴Ⅱ的转速

传动组b的级比指数为3,希望中间轴转速较小,因而为了避免升速,又不致传动比太小,可取

bi1?1/?3?1/2.8,bi2?1/1 轴Ⅱ的转速确定为:355、500、710r/min。 ③确定轴Ⅰ的转速

对于轴Ⅰ,其级比指数为1,可取

ai1?1/?2?1/2,ai2?1/??1/1.41,ai3?1/1 确定轴Ⅰ转速为710r/min。

由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比i?1440/710?144/71。下面画出转速图(电动机转速与主轴最高转速相近)。

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电动机ⅠⅡⅢⅥ传动系统的转速图

<3>确定各变速组传动副齿数

根据表2-8(《机械制造装备设计》主编关慧贞、冯辛安)查得 ①传动组a:

ai1?1/?2?1/2,ai2?1/??1/1.41,ai3?1/1

ai1?1/?2?1/2时:Sz???57、60、63、66、69、72、75、78??

ai2?1/??1/1.41时:Sz???58、60、63、65、67、68、70、72、73、77?? ai3?1/1时:Sz???58、60、62、64、66、68、70、72、74、76??

可取Sz?72,于是可得轴Ⅰ齿轮齿数分别为:24、30、36。 于是ia1?24/48,ia2?30/42,ia3?36/36 可得轴Ⅱ上的三联齿轮齿数分别为:48、42、36。 ②传动组b:

查表8-1, bi1?1/?3?1/2.8,bi2?1/1

bi1?1/?3?1/2.8时:Sz???69、72、73、76、77、80、81、84、87??

bi2?1/1时:Sz???70、72、74、76、78、80、82、84、86??

可取 Sz?84,于是可得轴Ⅱ上双联齿轮的齿数分别为:22、42。 于是 bi1?22/62,bi2?42/42,得轴Ⅲ上两齿轮的齿数分别为:62、42。 ③传动组c:

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查表8-1,ci1?1/4,ic2?2

ci1?1/4时:Sz???84、85、89、90、94、95?? ic2?2时: Sz???72、75、78、81、84、87、89、90??

可取 Sz?90.

ci1?1/4为降速传动,取轴Ⅲ齿轮齿数为18; ic2?2为升速传动,取轴Ⅳ齿轮齿数为30。

于是得ci1?18/72,ic2?60/30

得轴Ⅲ两联动齿轮的齿数分别为18,60; 得轴Ⅳ两齿轮齿数分别为72,30。

1.4 绘制传动系统图

根据轴数,齿轮副,电动机等已知条件可有如下系统图:

2.动力设计

2.1 确定各轴转速

⑴确定主轴计算转速

由转速图可知:主轴的计算转速是低速第一个三分之一变速范围的最高以转

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速,即

nV??90r/min

⑵各传动轴的计算转速:

轴Ⅲ可从主轴90r/min按72/18的传动副找上去,轴Ⅲ的计算转速 125r/min;轴Ⅱ的计算转速为355r/min;轴Ⅰ的计算转速为710r/min。

[3]各齿轮的计算转速

传动组c中,18/72只需计算z = 18 的齿轮,计算转速为355r/min;60/30只需计算z = 30的齿轮,计算转速为250r/min;传动组b计算z = 22的齿轮,计算转速为355r/min;传动组a应计算z = 24的齿轮,计算转速为710r/min。

[4]核算主轴转速误差

n实?1440??126/?256?36/36?42/42?60/30?1417.5r/min n标?1400r/min

(n实?n标)n标?100%?(1417.5?1400)?100%?1.25%?5%

1400 所以合适。

[5]各轴的功率

p??Pd?1?2?3.80kW

2p???Pd?1?2?3?3.65kW 2p????Pd?1?3??3.51kW 2343pV??Pd?1?2?3?3.37kW

[6]计算各轴的输入转矩

Td?9550?Pd4?9550??26.53(N?m) nm1440Pd?1?24?0.96?0.99?9550??51.13(N?m) nm7102Pd?1?2?3T??9550?T???9550?nm4?0.96?0.992?0.97?9550??98.21(N?m)

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