簡易專用半自動(dòng)三軸鉆床傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　引言2</b></p><p>　　1 機(jī)床概況及現(xiàn)狀分析2</p><p>　　1.1 機(jī)床的概況2</p><p>　　1.2 機(jī)床的現(xiàn)狀3</p><p>　　2 機(jī)床的總體設(shè)計(jì)3<

2、/p><p>　　2.1 機(jī)床設(shè)計(jì)的任務(wù)要求3</p><p>　　2.2 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)方案的確定4</p><p>　　2.2.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)方案的確定4</p><p>　　2.2.2 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)方案的確定4</p><p>　　2.3 機(jī)床系統(tǒng)原理圖5</p><p>　　

3、2.4 電動(dòng)機(jī)的選擇6</p><p>　　2.4.1電動(dòng)機(jī)功率的確定6</p><p>　　2.4.2電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定9</p><p>　　2.5 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)9</p><p>　　2.5.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)9</p><p>　　2.5.2 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)11&

4、lt;/p><p>　　3 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.1 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.1.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.1.2 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.1.3 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)19</p><p>

5、;　　3.1.4 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.2 機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)30</p><p>　　3.2.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)30</p><p>　　3.2.2 渦輪蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)32</p><p>　　3.2.3 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)35</p><p>　　3.2.4 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)3

6、8</p><p>　　3.2.5 離合器的選擇44</p><p>　　4 鍵和軸承的校核44</p><p>　　4.1鍵的校核45</p><p>　　4.1.1帶傳動(dòng)軸上的校核45</p><p>　　4.1.2圓錐齒輪傳動(dòng)軸上的鍵校核45</p><p>　　4.1.3圓柱齒

7、輪傳動(dòng)軸上的鍵校核45</p><p>　　4.1.4蝸輪傳動(dòng)軸上的鍵的校核45</p><p>　　4.2軸承壽命的校核46</p><p>　　5 鉆床裝配圖48</p><p><b>　　6總結(jié)51</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：52</b>

8、;</p><p>　　簡易專用半自動(dòng)三軸鉆床傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：本文綜合分析了簡易鉆床的主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方案及傳動(dòng)方案的確定；由鉆床的工作要求計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率并選型；設(shè)計(jì)計(jì)算了帶傳動(dòng)、直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、直齒圓錐齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)及凸輪機(jī)構(gòu)；設(shè)計(jì)計(jì)算了各個(gè)傳動(dòng)所用的軸及軸上所有鍵、軸承的選型和校核；根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果使用AutoCAD軟件繪制鉆床傳動(dòng)系統(tǒng)的零

9、件圖和鉆床裝配圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞：傳動(dòng)方案、帶傳動(dòng)、直齒圓柱及圓錐齒輪、蝸桿傳動(dòng)、凸輪機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　機(jī)床是將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器，它是制造機(jī)器的機(jī)器，所以又稱為“工作母機(jī)”或“工具機(jī)”，習(xí)慣上簡稱機(jī)床。現(xiàn)代機(jī)械制造中加工機(jī)械零件的方法很多；除去切屑加工外，還有鑄造、鍛造

10、、焊接、沖壓、擠壓等，但凡屬精度較高和表面粗糙度要求較細(xì)的零件，一般都需在機(jī)床上用切屑的方法進(jìn)行最終加工。在一般的機(jī)器制造中，機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量占機(jī)器總制造工作量的40%～50%，機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的建設(shè)中起著重大作用。</p><p>　　鉆床是機(jī)床的著一大范疇中的一類，是指主要用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鉆頭軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鉆床結(jié)構(gòu)簡單，加工精度相對較低，可鉆通孔、盲孔，更換特

11、殊刀具，可擴(kuò)、锪孔，鉸孔或進(jìn)行攻絲等加工。加工過程中工件不動(dòng)，讓刀具移動(dòng)，將刀具中心對正孔中心，并使刀具轉(zhuǎn)動(dòng)(主運(yùn)動(dòng))。鉆床的特點(diǎn)是工件固定不動(dòng)，刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，故其在實(shí)際中應(yīng)用最廣泛[1]。</p><p>　　1 機(jī)床概況及現(xiàn)狀分析</p><p><b>　　1.1 機(jī)床的概況</b></p><p>　　主軸豎直布置且中心位置固定的鉆床

12、,簡稱立鉆。而有多個(gè)鉆軸的立鉆，叫做多軸鉆床。常用于機(jī)械制造和修配工廠加工中、小型工件的孔。加工前，須先調(diào)整工件在工作臺(tái)上的位置，使被加工孔中心線對準(zhǔn)刀具軸線。加工時(shí)，工件固定不動(dòng)，主軸在套筒中旋轉(zhuǎn)并與套筒一起作軸向進(jìn)給。工作臺(tái)和主軸箱可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整位置，以適應(yīng)不同高度的工件。立鉆有方柱立鉆和圓柱立鉆兩種，還有排式、多軸坐標(biāo)和轉(zhuǎn)塔等多種變型。①排式鉆床：一般由2～6個(gè)立柱和主軸箱排列在一個(gè)公用底座上，各主軸順次加工同一工件上的不同孔或

13、分別進(jìn)行各種孔加工工序，可節(jié)省更換刀具的時(shí)間，用于中小批量生產(chǎn)。②多軸立式鉆床：機(jī)床的多個(gè)主軸可根據(jù)加工需要調(diào)整軸心位置，由主軸箱帶動(dòng)全部主軸轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)行多孔同時(shí)加工，用于成批生產(chǎn)。③坐標(biāo)立式鉆床：在方柱立鉆上加可縱、橫移動(dòng)的十字工作臺(tái)而成，可按坐標(biāo)尺寸進(jìn)行鉆削。④轉(zhuǎn)塔立式鉆床：多采用程序控制或數(shù)字控制，使裝有不同刀具的轉(zhuǎn)塔頭自動(dòng)轉(zhuǎn)位、主軸自動(dòng)改變轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量,工件自動(dòng)調(diào)整位置，實(shí)現(xiàn)多工序加工的自動(dòng)化循環(huán)。</p><

14、p>　　多軸鉆床俗稱多軸器、多孔鉆或多軸鉆孔器。是一種運(yùn)用于機(jī)械領(lǐng)域鉆孔、攻牙的機(jī)床設(shè)備。多軸鉆床最早出現(xiàn)在日本地區(qū)，后經(jīng)臺(tái)灣傳入大陸。距今已有二十年的歷史。由于進(jìn)入國內(nèi)時(shí)間不長，所以很多企業(yè)都未曾耳聞。其實(shí)它是裝在鉆、攻機(jī)床上的夾刀頭子，并且是兩軸以上同時(shí)加工鉆孔件或攻牙件，故稱多軸鉆床。一臺(tái)普通的多軸鉆床一次能把幾個(gè)乃至十幾二十個(gè)孔或螺紋加工出來。如配上氣（液）壓裝置，可自動(dòng)進(jìn)行快進(jìn)、工進(jìn)（工退）、快退、停止。多軸鉆床也稱群鉆

15、床, 可用來鉆孔或攻牙,一般型號可同時(shí)鉆2-16孔,提升效率,固定機(jī)種軸數(shù)不拘,鉆軸形式,尺寸大小可依客戶之需進(jìn)行設(shè)計(jì)加工[2]。</p><p><b>　　1.2 機(jī)床的現(xiàn)狀</b></p><p>　　多軸鉆床廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)多孔零部件的鉆孔及攻絲加工。如汽車、摩托車多孔零部件：發(fā)動(dòng)機(jī)箱體、鋁鑄件殼體、制動(dòng)鼓、剎車盤、轉(zhuǎn)向器、輪轂、差速殼、軸頭、半軸、車橋等、

16、泵類、閥類、液壓元件、太陽能配件等等。多軸鉆床可分為可調(diào)式和固定式兩種規(guī)格，可調(diào)式多軸鉆床在其加工范圍內(nèi)，其主軸的數(shù)量、主軸間的距離，相對可以任意調(diào)整，一次進(jìn)給同時(shí)加工數(shù)孔。在其配合液壓機(jī)床工作時(shí)，可自動(dòng)進(jìn)行快進(jìn)、工進(jìn)（工退）、快退、停止.同單軸鉆（攻絲）比較，工件加 工精度高、工效快，可有效的節(jié)約投資方的人力、物力、財(cái)力。尤其機(jī)床的自動(dòng)化大大減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。固定式多軸鉆床采用單件（加工件）專機(jī)的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)其加工件加工頻率高、

17、量大之原因，專門量身定制一件一機(jī)的設(shè)備，在其工作中勿須擔(dān)心尺寸跑偏而傷腦筋。除用到常規(guī)的產(chǎn)品外，還可根據(jù)客戶的特殊要 求進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)[3]。</p><p><b>　　2 機(jī)床的總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 機(jī)床設(shè)計(jì)的任務(wù)要求</p><p>　　機(jī)床的三個(gè)鉆頭以相同的切削速度(圓周速度)v=12.5作切削主運(yùn)動(dòng)。安裝工件的工

18、作臺(tái)上移作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在t1時(shí)間內(nèi)快速趨近鉆頭，然后減速在t2時(shí)間內(nèi)鉆削A孔至一定深度，再減速在t3時(shí)間內(nèi)三個(gè)鉆頭同時(shí)鉆削完畢，最后在t4時(shí)間內(nèi)快速下降回程。工作臺(tái)降到最低位置時(shí)停止不動(dòng)，由人工拆裝工件后進(jìn)入第二次加工循環(huán)。其中單孔鉆削時(shí)間t2按鉆頭每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量s2=0.2mm，單孔鉆削深度為10mm計(jì)算；三孔同時(shí)鉆削所需時(shí)間t3按鉆頭每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量s3=0.1mm，三孔同時(shí)鉆削深度為10mm，并考慮鉆頭越程2mm計(jì)算，且設(shè)定工作臺(tái)上下一

19、次機(jī)動(dòng)時(shí)間。由切削用量資料可得每一個(gè)鉆頭的切削阻力矩約為60N·m，每一個(gè)鉆頭軸向進(jìn)給阻力約為1280N，工作臺(tái)的重量約為450N。速度允許誤差。</p><p>　　該三軸鉆床兩班制、室內(nèi)工作，載荷較平穩(wěn)。使用期限為10年，大修期為3年。該機(jī)床的動(dòng)力來源為三相交流電，在中等規(guī)模機(jī)械廠小批量生產(chǎn)。</p><p>　　2.2 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)方案的確定</p><

20、p>　　2.2.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)方案的確定</p><p><b>　　(1)輸入級</b></p><p>　　輸入級是電動(dòng)機(jī)到主傳動(dòng)系統(tǒng)的輸入端之間的傳動(dòng)。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐和帶傳動(dòng)的特點(diǎn)，輸入級采用帶傳動(dòng)為宜,能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)起到保護(hù)作用。</p><p><b>　　帶傳動(dòng)的特點(diǎn)：</b></p>

21、<p>　　①帶輪結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，帶是標(biāo)準(zhǔn)件，安裝和更換方便；</p><p>　?、趥鲃?dòng)帶是彈性體，有緩沖和吸振的作用，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音??；</p><p>　　③可用于兩軸中心距較大的場合；</p><p>　　④傳動(dòng)發(fā)生過載時(shí)，帶與帶輪之間會(huì)產(chǎn)生相對的滑動(dòng)，以防止其他零件被損壞。</p><p><b>　　(2

22、)中間級</b></p><p>　　中間級傳動(dòng)方案的選擇主要是滿足鉆床的立式布置。即實(shí)現(xiàn)傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)。故選用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)。</p><p><b>　　(3) 輸出級</b></p><p>　　輸出級是聯(lián)接執(zhí)行部分的，實(shí)現(xiàn)三軸在空間成品字形布置且轉(zhuǎn)速相同。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐及齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)，輸出級采用常用的直齒圓柱齒

23、輪傳動(dòng)。</p><p><b>　　齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)：</b></p><p>　?、賯鲃?dòng)比恒定；②傳動(dòng)效率高；③圓周速度和所傳遞的功率范圍大；④使用壽命長；⑤實(shí)現(xiàn)空間任意兩軸之間的傳動(dòng)（此處實(shí)現(xiàn)的是平行軸之間的動(dòng)力傳遞）；⑥結(jié)構(gòu)緊湊。</p><p>　　2.2.2 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)方案的確定</p><p><

24、b>　　(1) 輸入級</b></p><p>　　進(jìn)給系統(tǒng)的輸入級采用與主傳動(dòng)系統(tǒng)輸入級相同的傳動(dòng)方案。即帶傳動(dòng)。</p><p><b>　　(2)中間級</b></p><p>　　中間級的輸出軸聯(lián)接著實(shí)現(xiàn)機(jī)床工作上下升降運(yùn)動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)，因此要滿足的條件是：①轉(zhuǎn)速低（即實(shí)現(xiàn)較大傳動(dòng)比的傳動(dòng)）；②保證工作臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)可靠（即

25、具有自鎖性能）；③實(shí)現(xiàn)兩軸相互垂直交錯(cuò)。</p><p>　　因此，采用渦輪蝸桿傳動(dòng)為宜，能很好的滿足條件。</p><p>　　蝸輪蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)：</p><p>　　① 傳動(dòng)平穩(wěn) 由于蝸輪蝸桿的輪齒是逐漸進(jìn)入和退出嚙合的，同時(shí)參與嚙合的齒的對數(shù)較多，故傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低。</p><p>　　②傳動(dòng)比大 在動(dòng)力傳動(dòng)中，一般一對蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)

26、的傳動(dòng)比為10～80；在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá)1000。</p><p>　?、蹤C(jī)構(gòu)緊湊 一對蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比等于幾對齒輪機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比，所以結(jié)構(gòu)緊湊，占空間尺寸小。</p><p>　?、芫哂凶枣i性 一般情況下，傳動(dòng)時(shí)蝸桿是主動(dòng)件，蝸輪是從動(dòng)件。當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于蝸輪蝸桿輪齒之間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，該傳動(dòng)具有自鎖性能。即當(dāng)蝸輪作主動(dòng)件時(shí)，無論主動(dòng)力有多大，蝸輪都不會(huì)動(dòng)。</p>&

27、lt;p><b>　　(3)輸出級</b></p><p>　　輸出級連接著工作臺(tái)，是為了滿足工作臺(tái)特定規(guī)律的上下升降運(yùn)動(dòng)，考慮采用盤形凸輪機(jī)構(gòu)可以直接實(shí)現(xiàn)。故無需采用計(jì)算機(jī)編程控制，可節(jié)約成本。</p><p><b>　　凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：</b></p><p>　?、僖子趯?shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng) 與連桿機(jī)構(gòu)相比，凸輪機(jī)構(gòu)

28、容易實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)，特別是對要求從動(dòng)件較為精確地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的場合，凸輪機(jī)構(gòu)是機(jī)器中最優(yōu)先考慮采用的機(jī)構(gòu)。</p><p>　　②工作可靠 在長期作周期性循環(huán)的場合，凸輪機(jī)構(gòu)具有其他機(jī)構(gòu)和電子控制方式所不能達(dá)到的高可靠性。</p><p>　?、墼O(shè)計(jì)和加工簡單 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和加工凸輪的方法已經(jīng)被現(xiàn)代的CAD/CAM技術(shù)逐漸替代，CAD/CAM技術(shù)為設(shè)計(jì)和加工凸輪提供了高效方便的手段。&

29、lt;/p><p>　?、艹休d能力較小 由于理論上凸輪輪廓與從動(dòng)件之間為點(diǎn)或線接觸，故壓強(qiáng)大，所以潤滑不良容易磨損，所以凸輪機(jī)構(gòu)多用于要求精確實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律且傳力不大的場合。</p><p>　　2.3 機(jī)床系統(tǒng)原理圖</p><p>　　主傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)路線：電動(dòng)機(jī)→Ⅱ級帶傳動(dòng)→直齒圓錐齒輪傳動(dòng)→直齒圓柱齒輪傳動(dòng)→聯(lián)軸器→執(zhí)行件（鉆頭）</p>

30、<p>　　進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)路線：電動(dòng)機(jī)→Ⅱ級帶傳動(dòng)→渦輪蝸桿傳動(dòng)→離合器→凸輪機(jī)構(gòu)→工作臺(tái)</p><p>　　機(jī)床系統(tǒng)原理圖，如2.1所示。采用兩級帶傳動(dòng)的目的是，將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力分成兩條路線，一條傳動(dòng)路線是主傳動(dòng)，另一條是進(jìn)給傳動(dòng)。所以第Ⅰ級帶傳動(dòng)主要是將動(dòng)力分配帶兩條傳動(dòng)路線上。同時(shí)在計(jì)算第Ⅰ級帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比時(shí)將其值確定為2，即。</p><p>　　安裝離合器的作用是在

31、加工完一個(gè)工件后，工人可通過手動(dòng)控制使離合器同蝸輪軸分離，能夠卸下和再一次安裝待加工工件，這樣可以防止電動(dòng)機(jī)的頻繁啟停而導(dǎo)致過熱，影響電動(dòng)機(jī)性能。</p><p>　　直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的輸出軸連接的直齒圓柱齒輪分別與另外兩個(gè)直齒圓柱齒輪成對嚙合，并且這三個(gè)此輪的在同一平面內(nèi)相互平行。為了實(shí)現(xiàn)三個(gè)鉆頭按一定的間距成品字形布置，通過萬向聯(lián)軸器連接到鉆頭的固定卡盤上。</p><p>　　圖2.

32、1機(jī)床系統(tǒng)原理</p><p>　　2.4 電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　2.4.1電動(dòng)機(jī)功率的確定[4]</p><p>　　根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)及機(jī)床的動(dòng)力來源為三相交流電，通常都采用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。以下主要根據(jù)機(jī)床的具體工作要求確定出電動(dòng)機(jī)需要輸出的功率來選擇具體型號。</p><p>　　Y系列（IP44）電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，是

33、全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，能防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，B級絕緣，工作壞境溫度不超過 ＋40℃，相對濕度不超過95%，海拔高度不超過1000m，額定電壓380V，頻率50Hz。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的功率主要由運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件限定，在不變或變化很小的載荷下長期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械，只要其電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不超過額定值，電動(dòng)機(jī)便不會(huì)過熱，通常不必校驗(yàn)發(fā)熱和啟動(dòng)力矩。所需電動(dòng)機(jī)的功率為</p&

34、gt;<p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中，為工作機(jī)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率，kW；為工作機(jī)需要的輸入功率，kW；為電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率。</p><p>　　工作機(jī)所需功率Pw由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算求得</p><p>　　kW

35、 （2-2）</p><p>　　或 kW （2-3）</p><p>　　式中，F(xiàn)為工作機(jī)阻力，N；為工作機(jī)的線速度，；T為工作機(jī)的阻力矩，；為工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，；為工作機(jī)效率。</p><p><b>　　總效率η為</

36、b></p><p><b>　　（2-4）</b></p><p>　　其中，η0η1η2η3 …ηn分別為傳動(dòng)裝置中每一傳動(dòng)副（齒輪、蝸桿、帶或鏈）、每對軸承、每個(gè)聯(lián)軸器的效率，其概略值見表2-4-1[]。選用此表數(shù)值時(shí)，一般取中間值，如工作條件差，潤滑維護(hù)不良時(shí)應(yīng)取低值，反之取高值。</p><p>　　計(jì)算工作機(jī)所需的功率：<

37、;/p><p>　　已知鉆頭切削速度v=12.5，單個(gè)鉆頭的切削阻力矩60N·m，鉆頭的軸向進(jìn)給阻力為1280N，工作臺(tái)重量為450N。</p><p>　　功率計(jì)算分析，一部分為主傳動(dòng)系統(tǒng)中所需功率，這部分功率主要是提供給鉆頭（工作機(jī)）以實(shí)現(xiàn)對工件的切削，達(dá)到鉆孔的目的；而另一部分為進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)中所需功率，這部分功率主要提供軸向進(jìn)給力。</p><p>　　

38、表2.1機(jī)械傳動(dòng)和摩擦副的效率概略值</p><p>　?、僦鱾鲃?dòng)系統(tǒng)功率計(jì)算：</p><p><b>　　線速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　其中，v為線速度，；n為轉(zhuǎn)速，；r為鉆頭半徑，m。</p><p>　

39、　由（2.4-5）公式可求得工作機(jī)（鉆頭）轉(zhuǎn)速，</p><p>　　===498； (2-6)</p><p>　　由（2.4-3）公式可求得工作機(jī)所需功率，</p><p>　　==9.39 kW； (2-7)</p><p>　　其中，ηw主近似為1。 </p>

40、<p>　　由（2.4-4）公式可求得主傳動(dòng)系統(tǒng)總效率，</p><p>　　= (2-8) </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　其中，-帶傳動(dòng)的機(jī)械效率，含有2級

41、；</p><p>　　-直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的機(jī)械效率；</p><p>　　-直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的機(jī)械效率，含有2對嚙合的齒輪；</p><p>　　-萬向聯(lián)軸器的機(jī)械效率，3對；</p><p>　　-滾動(dòng)軸承的機(jī)械效率，8對。</p><p>　　主傳動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)所需功率</p><p>　　

42、②進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)功率計(jì)算：</p><p><b>　　工作臺(tái)所需功率為</b></p><p>　　其中，是工作臺(tái)移動(dòng)的最快速度，m/s，根據(jù)凸輪的轉(zhuǎn)速及行程可得；</p><p>　　為工作臺(tái)工作效率，即。</p><p>　　由（2.4-4）可求得進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的總機(jī)械效率，</p><p>　

43、　。 (2-9)</p><p>　　進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)所需功率</p><p><b>　　(2-10)</b></p><p>　　由此可求得電動(dòng)機(jī)所需總功率， (2-11)</p><p>　　2.4.2電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定</p>

44、<p>　　由V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，一級圓錐齒輪減速器的傳動(dòng)比，所以傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比。因此電動(dòng)機(jī)的速度可取范圍為。查表2.2Y系列（IP44）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)。選擇電動(dòng)機(jī)的型號為Y160M2-2。</p><p>　　表2.2 Y系列（IP44）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)</p><p>　　2.5 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p>　　2.5.1 主傳動(dòng)

45、系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p>　　(1) 傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比</p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比要求應(yīng)為</p><p><b>　　（2-12）</b></p><p>　　式中，為Ⅰ級帶傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速，；為執(zhí)行機(jī)構(gòu)（鉆頭）的轉(zhuǎn)速，。</p><p>　　(2)分配各級傳動(dòng)比</p

46、><p>　　多級傳動(dòng)中，總傳動(dòng)比應(yīng)為</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　其中，、、、…、為各級傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。</p><p><b>　　傳動(dòng)比的一般推薦：</b></p><p>　　一級圓錐齒輪減速器 </p>&l

47、t;p>　　帶傳動(dòng) </p><p>　　故傳動(dòng)比的分配為，?。棰蚣墡鲃?dòng)的傳動(dòng)比）；</p><p>　　。 (2-14)</p><p>　　(3)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算</p><p><b>　　①各軸轉(zhuǎn)速</b></p>

48、<p>　?、褫S (2-15)</p><p>　?、蜉S (2-16)</p><p>　?、蟆ⅱ?、Ⅴ軸 (2-17)</p><p><b>　　②各軸功率</b>

49、;</p><p>　　Ⅰ軸 (2-18)</p><p>　?、蜉S (2-19)</p><p>　?、筝S (2-20)</p><p>　?、?、Ⅴ軸

50、 (2-21)</p><p>　　其中，-帶傳動(dòng)的機(jī)械效率；</p><p>　　-直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的機(jī)械效率；</p><p>　　-直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的機(jī)械效率；</p><p>　　-滾動(dòng)軸承的機(jī)械效率，</p><p><b>　?、鄹?/p>

51、軸轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　?、褫S (2-22)</p><p>　?、蜉S (2-23)</p><p>　　Ⅲ軸 (2-24)</p><p>　?、簟ⅱ踺S (2-25)<

52、;/p><p>　　其中， (2-26)</p><p>　　2.5.2 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p>　　(1) 傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比</p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比要求應(yīng)為</p><p>　　式中，為電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，；</p>

53、<p>　　為凸輪軸的轉(zhuǎn)速，，由工藝要求的條件求得。</p><p>　　(2)分配各級傳動(dòng)比</p><p>　　傳動(dòng)比的分配為，取（為Ⅱ級帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比）；</p><p><b>　　則。</b></p><p>　　(3)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算</p><p><b>

54、;　　①各軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　?、褫S </p><p>　?、鲚S </p><p>　　凸輪軸 </p><p><b>　?、诟鬏S功率</b></p><p>　　Ⅰ軸 </p&

55、gt;<p>　　Ⅵ軸 </p><p>　　凸輪軸 </p><p><b>　?、鄹鬏S轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　Ⅰ軸 </b></p><p><b>　?、鲚S </b></p>&

56、lt;p><b>　　凸輪軸</b></p><p><b>　　其中，</b></p><p>　　3 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)[5]</p><p><b>　?。?

57、）確定計(jì)算功率</b></p><p>　　由表3.1查得工況系數(shù)KA=1.2，故 (3-1)</p><p>　　表3.1工作情況系數(shù)KA</p><p>　?。?）選擇V帶的帶型</p><p>　　根據(jù)Pca、n1=1465r/min轉(zhuǎn)速由圖8-10選用B。</p><p>

58、;　?。?）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v</p><p>　　①初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1。由表3.2和3.3。取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=150mm。</p><p>　　②驗(yàn)算帶速v。帶的速度</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　因?yàn)?m/s＜v＜30m/s，故帶速適合。</

59、p><p>　?、塾?jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　根據(jù)表3.3，圓整為dd2=450mm。</p><p>　　表3.2 V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑</p><p>　　（4）確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長度</p>

60、<p>　?、儆晒?，初選中心距=500mm。</p><p>　?、谟?jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度</p><p><b>　?。?-4） </b></p><p>　　由表8-2選帶的基準(zhǔn)長度。</p><p><b>　　③計(jì)算實(shí)際中心距。</b></p><p>&l

61、t;b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　中心距的變化范圍為</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　即386～458mm</p><p>　?。?）

62、驗(yàn)算小帶輪上的包角a1</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　表3.3 普通V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列</p><p>　?。?）計(jì)算帶的根數(shù)z</p><p>　?、儆?jì)算單根V帶的額定功率Pr。</p><p>　　由dd1=150mm和n1=1465r/min，查表8-

63、4a單根V帶的基本額定功率P0得P0=3.22kW。</p><p>　　根據(jù)n1=1465r/min，和B型帶，查表8-4b單根普通V帶額定功率的增量△P0=0.46kW。查表3.4得Ka=0.88，表8-2得KL=0.95，于是</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　表3.4包角修正系數(shù)</p>

64、<p><b>　　②計(jì)算V帶的根數(shù)z</b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　　故取4根。</b></p><p>　?。?）計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值（F0）min</p><p>　　由表8-3得B型的單位長度質(zhì)量q=

65、0.18kg/m,所以</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力F0＞（F0）min。</p><p>　?。?）計(jì)算壓軸力Fp</p><p><b>　　壓軸力的最小值為</b></p><p><b>　?。?-1

66、0）</b></p><p><b>　?。?）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　大帶輪的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2=450mm和帶輪轉(zhuǎn)速v=11.50m/s，可確定帶輪的材料為HT200。帶輪的結(jié)構(gòu)形式為輪輻式，帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)。當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑為dd

67、≤2.5d（d為安裝帶輪的軸的直徑，mm）時(shí)，可采用實(shí)心式；當(dāng)dd≤300mm時(shí)，可采用腹板式；當(dāng)dd≤300mm，同時(shí)D1-d1≥100時(shí)，可采用孔板式；當(dāng)dd＞300mm時(shí)，可采用輪輻式。</p><p>　　V帶輪的輪槽與所選用的V帶型號相對應(yīng)，見表8-10 輪槽截面尺寸。帶輪零件圖如3.1帶輪零件圖</p><p><b>　　圖3.1帶輪零件圖</b><

68、;/p><p>　　3.1.2 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)[6]</p><p>　　(1)選定齒輪傳動(dòng)類型、材料、熱處理方式、精度等級</p><p>　　按圖2.1所示的系統(tǒng)方案，選用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)；兩齒輪都選硬齒（），采用40Cr+調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為280HBS；齒輪精度初選7級。</p><p><b>　　(2)初選主要參數(shù)&

69、lt;/b></p><p>　　Z1=26，u=1 Z2=Z1·u=26×1=26 （3-11）</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　?。?）確定許用應(yīng)力</b></p><p>

70、;　?、俅_定接觸疲勞強(qiáng)度極限和彎曲疲勞強(qiáng)度極限 </p><p>　　齒面硬度：兩齒輪的硬度為280HBS</p><p>　　查圖10-21（d）[5]得==600Mpa </p><p>　　查圖10-20（c）[5]得==500Mpa</p><p>　?、谟?jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定壽命系數(shù) 和</p><p>

71、;<b>　　（3-12）</b></p><p>　　查圖10-19[5]得；</p><p>　　查圖10-18[5]得。</p><p>　　③計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力和彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)，由許用應(yīng)力接觸疲勞強(qiáng)度應(yīng)力公式得</p><p><b

72、>　?。?-13）</b></p><p>　　同樣取失效概率為1%，安全系數(shù)，由許用應(yīng)力彎曲疲勞強(qiáng)度應(yīng)力公式得</p><p>　?。?）初步計(jì)算齒輪的主要尺寸</p><p>　　因?yàn)殄F齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為1，故只需確定一個(gè)齒輪的參數(shù)即可。</p><p>　　由錐齒輪分度圓直徑計(jì)算公式試算，即 </p>

73、;<p><b>　　（3-14）</b></p><p><b>　　確定各參數(shù)值</b></p><p>　?、僭囘x載荷系數(shù)Kt=1.3</p><p>　　②計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　?、鄄牧蠌椥杂绊懴禂?shù)</b></p>&

74、lt;p>　　表10-6[5]取 ZE=189.8</p><p>　?、茉囁泯X輪分度圓直徑d1</p><p><b>　?、萦?jì)算圓周速度</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　?、抻?jì)算載荷系數(shù)</b></p><

75、p>　　根據(jù)v=1.630m/s,7級精度，查表10-2[5]得KA=1.00；由圖10—8[5]查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.05；齒間載荷分配系數(shù)Ka，對于直齒輪取；齒向載荷分布系數(shù)。故載荷系數(shù)</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　?、薨磳?shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，計(jì)算可得</p><p><b&

76、gt;　?。?-16）</b></p><p><b>　?。?-17）</b></p><p><b>　　計(jì)算大端模數(shù)m</b></p><p><b>　?。?-18）</b></p><p>　　（5）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p

77、>　　由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式</p><p><b>　?。?-19）</b></p><p><b>　　確定計(jì)算參數(shù)</b></p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù) </b></p><p><b>　?。?-20）</b></p>

78、<p>　　齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)</p><p>　　因?yàn)辇X形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)按當(dāng)量齒數(shù)算。</p><p>　　其中， （3-21）</p><p><b>　?。?-22）</b></p><p><b>　　（3

79、-23）</b></p><p>　　查表10-5[5]齒形系數(shù)；應(yīng)力修正系數(shù)</p><p><b>　　③計(jì)算兩齒輪的</b></p><p><b>　?、茉O(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)

80、的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)3.824并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=4mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑。算出齒輪的齒數(shù)</p><p><b>　?。?）幾何尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　?、儆?jì)算分度圓直徑</b></p&g

81、t;<p><b>　　②計(jì)算錐距</b></p><p><b>　?。?-24）</b></p><p><b>　　計(jì)算齒輪寬度</b></p><p><b>　?。?-25）</b></p><p><b>　　取。<

82、;/b></p><p>　?。?）錐齒輪的結(jié)構(gòu)及零件圖</p><p>　　進(jìn)行齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須綜合考慮齒輪的幾何尺寸、毛坯、材料、加工方法及使用要求等各方面因素。通常是先按齒輪的直徑大小，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，然后再根據(jù)推薦用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　當(dāng)齒頂圓直徑時(shí)，可以做成實(shí)心式結(jié)構(gòu)的齒輪。但也有做成腹板式的。當(dāng)齒頂圓直徑時(shí)，可

83、做成腹板式結(jié)構(gòu)，腹板孔的數(shù)目按結(jié)構(gòu)尺寸的大小及需要而定。</p><p>　　故采用實(shí)心式，錐齒輪的零件圖如3.2所示。</p><p>　　圖3.2錐齒輪的零件圖</p><p>　　3.1.3 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)[7]</p><p>　?。?）選定齒輪類型、精度、材料及齒數(shù)</p><p>　?、侔磮D2.1所

84、示的系統(tǒng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)；三個(gè)齒輪都選硬齒面，采用40Cr+調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為280HBS；齒輪精度初選7級。</p><p>　?、诔踹x齒輪的齒數(shù)z1=24，則z1=z2=z3=24。</p><p>　?。?）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算公式，即</p><p>　?、俅_定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值&

85、lt;/p><p><b>　　試選載荷系數(shù)。</b></p><p>　　計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，。</p><p>　　由表10-7[5]選取齒寬系數(shù)。</p><p>　　由表10-6[5]查得材料的彈性系數(shù)ZE=189.8。</p><p>　　由圖10-21b[5]按齒面硬度為280HBS查得齒

86、輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，得==600Mpa。</p><p><b>　　計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。</b></p><p>　　由圖10-19[5]取接觸疲勞壽命系數(shù)。</p><p>　　計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)，得</p><p><b>　　②計(jì)算</b></p>

87、<p>　　試算其中一個(gè)齒輪分度圓直徑，代入值</p><p><b>　　計(jì)算圓周速度v，</b></p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　計(jì)算齒寬b，</b></p><p><b>　　。</b></p&

88、gt;<p>　　計(jì)算齒寬與齒高之比，</p><p><b>　　模數(shù)；</b></p><p><b>　　齒高；</b></p><p><b>　　齒寬與齒高比為。</b></p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)，</b></

89、p><p>　　根據(jù)，7級精度，由圖10-8[5]查得動(dòng)載荷系數(shù)；</p><p><b>　　直齒輪，；</b></p><p>　　由表10-2[5]查得使用系數(shù)；</p><p>　　由表10-4[5]查得7級精度、齒輪相對支撐對稱布置時(shí)，；</p><p>　　由，查圖10-13[5]的；故載

90、荷系數(shù)</p><p><b>　　。</b></p><p>　　按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得</p><p><b>　　計(jì)算模數(shù)m，</b></p><p>　?。?）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式</p>

91、<p>　?、俅_定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p>　　由圖10-2（c）[5]查的齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；</p><p>　　由圖10-18[5]取彎曲疲勞壽命系數(shù)；</p><p>　　計(jì)算彎曲疲勞壽命許用應(yīng)力，</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)，得</p><p><b>　　。&l

92、t;/b></p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)K，</b></p><p><b>　　查取齒形系數(shù)，</b></p><p>　　由表10-5[5]查得。</p><p><b>　　查取應(yīng)力校正系數(shù)，</b></p><p>　　由表10

93、-5[5]查得</p><p><b>　　計(jì)算齒輪的，</b></p><p><b>　?、谠O(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒

94、數(shù)的乘積）有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.23并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑。算出齒輪的齒數(shù)</p><p><b>　?。?）幾何尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　　①計(jì)算分度圓直徑</b></p><p><b>　?、谟?jì)算中心距</b></p>

95、<p><b>　　③計(jì)算齒輪寬度</b></p><p><b>　　取。</b></p><p>　　（5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制零件圖</p><p>　　直齒圓柱齒輪的零件圖如3.3所示。</p><p>　　圖3.3直齒圓柱齒輪的零件圖</p><p>　　3

96、.1.4 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　(1)圓錐齒輪-帶輪傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)</p><p>　?、儆?jì)算出軸上傳遞的功率、轉(zhuǎn)速、和轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　功率；轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)矩。</b></p><p>　　②計(jì)算作用在齒輪上的力及帶對軸的壓軸力</p><p>　　直齒圓錐齒輪上受到的力為&

97、lt;/p><p><b>　?。?-26）</b></p><p><b>　　（3-27）</b></p><p><b>　?。?-28）</b></p><p><b>　?。?-29）</b></p><p><b>

98、;　　帶對軸的壓軸力</b></p><p><b>　?。ù髱л啺牵?lt;/b></p><p>　　③初步確定軸的最小直徑</p><p>　　先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3[5]，取，于是得</p><p><b>　　（3-30）</b>&l

99、t;/p><p>　　顯然，最小直徑是在軸的兩端，并分別安裝著大帶輪和錐齒輪。</p><p><b>　?、茌S的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　擬定軸上零件的裝配方案</p><p>　　裝配方案：右端軸承、密封蓋、大帶輪依次從軸的右端裝入；左端軸承、錐齒輪依次從左端裝入，裝配方案圖如3.4所示。</p>

100、<p>　　根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　大帶輪的安裝直徑為，同時(shí)為了保證大帶輪的軸向固定，其左端用軸肩固定，右端用擋圈定位，所以這一軸段的長度。</p><p>　　初選滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)，確定軸承的型號為30207[8]，其尺寸為，故安裝右端軸承段的直徑及長度為。根據(jù)軸承

101、的安裝尺寸確定軸向固定的軸肩段直徑。同時(shí)參照鉆床的尺寸取此段長度。</p><p>　　左端安裝錐齒輪的直徑為，根據(jù)其寬度及軸向定位要求確定長度。</p><p>　　左端安裝軸承段的直徑及長度為。</p><p><b>　　圖3.4裝配方案</b></p><p><b>　　軸上零件的周向定位</b

102、></p><p>　　錐齒輪和大帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。根據(jù)，由表6-1[5]查得平鍵截面，采用平頭平鍵，鍵長。為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；大帶輪的輪轂與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p>　　確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　取軸端倒角

103、為，各軸肩處的圓角半徑為。</p><p><b>　?、萦?jì)算軸上的載荷</b></p><p>　　首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖（圖3.5所示），在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊中查取值。對于30207[8]型的單列圓錐滾子軸承，由手冊中查得。因此，作為梁的跨距為297.9mm。</p><p>　　計(jì)算軸受到的支反力和，受力圖如2.7

104、[9]。</p><p><b>　　水平面：</b></p><p><b>　　垂直面：</b></p><p>　　計(jì)算彎矩和扭矩（彎矩圖、扭矩圖如圖3.6）</p><p><b>　　水平面：</b></p><p><b>　　，；

105、</b></p><p><b>　　，；</b></p><p><b>　　。 </b></p><p><b>　　垂直面：</b></p><p><b>　　，；</b></p><p><b>　

106、　，；</b></p><p><b>　　，；</b></p><p><b>　　，。</b></p><p>　　圖3.5軸的計(jì)算簡圖</p><p>　　圖3.6受力圖、彎矩圖及扭矩圖</p><p><b>　　總彎矩：</b>&l

107、t;/p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　扭矩：</b></p><p>　?、薨磸澟ず铣蓱?yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即2點(diǎn)所在

108、截面）的強(qiáng)度。計(jì)算軸的應(yīng)力，軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取</p><p><b>　?。?-31）</b></p><p>　　前已經(jīng)選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1[5]查得。因此，故安全。</p><p><b>　　⑦軸的零件圖</b></p><p>　　傳動(dòng)軸的零

109、件圖如圖3.7所示。</p><p><b>　　圖3.7軸的零件圖</b></p><p>　　(2) 圓柱齒輪-圓錐齒輪傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)</p><p>　?、儆?jì)算出軸上傳遞的功率、轉(zhuǎn)速、和轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　功率；轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)矩。</b></p><p>　?、谟?jì)

110、算作用在齒輪上的力</p><p>　　直齒圓錐齒輪上受到的力為</p><p>　　直齒圓柱齒輪上受到的力為</p><p>　?、鄢醪酱_定軸的最小直徑</p><p>　　先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3[5]，取，于是得</p><p>　　顯然，最小直徑是在軸的兩端，并分別

111、安裝著聯(lián)軸器和錐齒輪。</p><p><b>　?、茌S的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　擬定軸上零件的裝配方案</p><p>　　裝配方案：聯(lián)軸器、下端推力軸承和圓錐滾子軸承、套筒、圓柱齒輪依次從軸的下端裝入；錐齒輪、上端推力軸承和圓錐滾子軸承依次從軸的上端裝入，裝配方案圖如3.8所示。</p><p>　　根

112、據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　聯(lián)軸器的安裝直徑查簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[]可知萬向聯(lián)軸器直徑，內(nèi)孔長度。所以這一軸段的長度。</p><p>　　初選滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，且軸向力較大，故選用單列圓錐滾子軸承和推力軸承并列安裝。參照工作要求并根據(jù)，確定圓錐滾子軸承的型號為30207[8]，其尺寸參數(shù)為，推力軸承型號為51206，其尺寸參數(shù)為；

113、同時(shí)為了考慮采用油潤滑的密封性，需加裝密封圈及圓柱齒輪的軸向固定需加裝套筒。故安裝下端軸承段的直徑及長度為。根據(jù)直齒圓柱齒輪的寬度、直徑、軸向定位方式及軸段直徑，可確定，。軸環(huán)直徑，。</p><p>　　上端安裝錐齒輪的直徑為，根據(jù)其寬度及軸向定位要求確定長度。</p><p>　　上端安裝軸承段的直徑及長度為。</p><p><b>　　圖3.8裝配

114、方案</b></p><p><b>　　軸上零件的周向定位</b></p><p>　　錐齒輪和大帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。根據(jù)由表6-1[5]查得平鍵截面，采用平頭平鍵，鍵長。根據(jù)由表6-1查得平鍵截面，采用平頭平鍵，鍵長。為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；萬向聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位由過度配合來

115、保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p>　?、艽_定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑為。</p><p><b>　　⑤軸的零件圖</b></p><p>　　傳動(dòng)軸的零件圖如圖3.9所示。</p><p><b>　　圖3.9軸的零

116、件圖</b></p><p>　　3.2 機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。?）確定計(jì)算功率</b></p><p>　　由表3.1查得工況系數(shù)KA=1.2，故</p><p><b>　?。?-32）<

117、/b></p><p>　?。?）選擇V帶的帶型</p><p>　　根據(jù)Pca、n1=1465r/min轉(zhuǎn)速由圖8-10[5]選用Z。</p><p>　?。?）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v</p><p>　?、俪踹x小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1。由表3.2和3.3。取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=71mm。</p><

118、p>　?、隍?yàn)算帶速v。帶的速度</p><p><b>　　（3-33）</b></p><p>　　因?yàn)?m/s＜v＜30m/s，故帶速適合。</p><p>　?、塾?jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2</p><p>　　根據(jù)表3.3，圓整為dd2=280mm。</p><p>

119、　?。?）確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長度</p><p>　　①由公式，初選中心距=800mm。</p><p>　　②計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度</p><p>　　由表8-2[]選帶的基準(zhǔn)長度。</p><p><b>　?、塾?jì)算實(shí)際中心距。</b></p><p><b>　　中心距的變化范

120、圍為</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　即250～301mm</p><p>　?。?）驗(yàn)算小帶輪上的包角a1</p><p>　　（6）計(jì)算帶的根數(shù)z</p><p&g

121、t;　?、儆?jì)算單根V帶的額定功率Pr。</p><p>　　由dd1=71mm和n1=1465r/min，查表8-4a[5]單根V帶的基本額定功率P0得P0=0.30kW。</p><p>　　根據(jù)n1=1465r/min，和Z型帶，查表8-4b[5]單根普通V帶額定功率的增量。查表3.4得Ka=0.88，表8-2[5]得KL=1.08，于是</p><p><

122、;b>　?、谟?jì)算V帶的根數(shù)z</b></p><p><b>　　故取1根。</b></p><p>　?。?）計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值（F0）min</p><p>　　由表8-3[5]得Z型的單位長度質(zhì)量q=0.06kg/m,所以</p><p><b>　?。‵0）min=</

123、b></p><p>　　應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力F0＞（F0）min。</p><p>　　（8）計(jì)算壓軸力Fp</p><p><b>　　壓軸力的最小值為</b></p><p><b>　?。?）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　大帶輪的設(shè)計(jì)

124、</b></p><p>　　根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2=280mm和帶輪轉(zhuǎn)速v=5.44m/s，可確定帶輪的材料為HT150。帶輪的結(jié)構(gòu)形式為輪輻式，帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)。當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑為dd≤2.5d（d為安裝帶輪的軸的直徑，mm）時(shí)，可采用實(shí)心式；當(dāng)dd≤300mm時(shí)，可采用腹板式；當(dāng)dd≤300mm，同時(shí)D1-d1≥100時(shí)，可采用孔板式；當(dāng)dd＞300mm時(shí)，可采用輪輻式。</p

125、><p>　　帶輪零件圖如3.10帶輪零件圖。</p><p>　　圖3.10帶輪零件圖</p><p>　　3.2.2 渦輪蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)[10]</p><p>　?。?）確定蝸輪蝸桿的材料，及蝸桿的頭數(shù)、蝸輪的齒數(shù)</p><p>　　蝸桿采用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，表面硬度大于45HRC；蝸輪采用ZCuSn10P1，砂模

126、鑄造。</p><p>　　初選蝸桿的頭數(shù)，蝸輪齒數(shù)。</p><p>　　（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b>　?、僭O(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　由于載荷平穩(wěn)，故載荷系數(shù)；蝸桿傳動(dòng)的效率；蝸輪轉(zhuǎn)矩 （3-34）</p><p>　　

127、蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力由表9-8[6]查得；初估滑動(dòng)速度，浸油潤滑，查得滑動(dòng)速度影響系數(shù)</p><p><b>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</b></p><p><b>　　接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)</b></p><p>　　蝸輪許用接觸應(yīng)力 （3-35）</p><p><b&

128、gt;　　由接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式</b></p><p><b>　?。?-36）</b></p><p>　　查表11-2[5]的基本傳動(dòng)尺寸，蝸桿模數(shù)，蝸桿分度圓直徑，直徑系數(shù)。</p><p><b>　　蝸輪分度圓直徑</b></p><p>　　蝸桿導(dǎo)程角

129、 （3-37）</p><p>　　蝸桿齒寬，取 （3-38）</p><p><b>　　蝸輪齒寬，取</b></p><p><b>　　蝸輪圓周速度</b></p><p>　　相對滑動(dòng)速度

130、 （3-39）</p><p><b>　　當(dāng)量摩擦角</b></p><p>　　蝸桿傳動(dòng)的效率 （3-40）</p><p>　?、诎待X面接觸疲勞強(qiáng)度校核驗(yàn)算</p><p>　　彈性系數(shù)；使用系數(shù)；由，可知；載荷分布系數(shù)。</p&

131、gt;<p>　　接觸應(yīng)力 （3-41）</p><p><b>　　故合格。</b></p><p>　?、郯待X面彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　材料的許用彎曲應(yīng)力查表9-8[6]可知；查表3-24[11]壽命系數(shù)。</p><p>　　許用彎曲應(yīng)力；蝸輪當(dāng)量齒數(shù)；蝸輪的齒形系數(shù)查圖3.8

132、[11]；導(dǎo)程角系數(shù) 。</p><p><b>　　蝸輪彎曲應(yīng)力</b></p><p><b>　　（3-42）</b></p><p><b>　　故合格。</b></p><p>　?、馨次仐U軸剛度校核驗(yàn)算</p><p>　　蝸桿圓周力