1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)“綜合課程設(shè)計(jì) II任務(wù)書姓 名： 院 系：機(jī)電工程學(xué)院專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 號：1208108 學(xué) 號：任務(wù)起止日期：2021 年 11 月 30 日 至 2021 年 12 月 18 日課程設(shè)計(jì)題目： 工作臺面積 32021 50mm2臥式升降臺銑床主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)說明書，包括機(jī)床的運(yùn)動設(shè)計(jì)、動力設(shè)計(jì)以及傳動件校核驗(yàn)算等。圖紙，包括A0展開圖一張、A1截面圖一張。技術(shù)要求： 公比，最小轉(zhuǎn)速，級數(shù)，功率1.41min28 / minnr12Z 5.5NKW進(jìn)度安排：第一周：準(zhǔn)備圖版等工具，齒輪和軸的計(jì)算完成，進(jìn)行初步計(jì)算并開始畫展開草圖。第二周：完成截

2、面草圖，驗(yàn)算、加粗。第三周：撰寫工程總結(jié)報告，辯論。指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日教研室主任意見：教研室主任簽字： 年 月 日綜合課程設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì) II工程總結(jié)報告工程總結(jié)報告題題 目：臥式升降臺銑床主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)目：臥式升降臺銑床主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院院 系系 機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 專專 業(yè)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué)學(xué) 生生 學(xué)學(xué) 號號 班班 號號 1208108 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 填報日期填報日期 2021 年年 12 月月 16 日日 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院制2021 年 11 月目目 錄錄1工程背景分析工程背景分析.12研究方案要點(diǎn)與執(zhí)行情況研究方案要點(diǎn)與

3、執(zhí)行情況.13工程關(guān)鍵技術(shù)的解決工程關(guān)鍵技術(shù)的解決.13.1確定轉(zhuǎn)速系列.13.2確定結(jié)構(gòu)式.13.3繪制轉(zhuǎn)速圖、傳動系統(tǒng)圖及核算誤差.24具體研究內(nèi)容與技術(shù)實(shí)現(xiàn)具體研究內(nèi)容與技術(shù)實(shí)現(xiàn).24.1確定轉(zhuǎn)速系列.24.2繪制轉(zhuǎn)速圖.34.3確定變速組齒輪傳動副的齒數(shù)及定比傳動副帶輪直徑.54.4繪制傳動系統(tǒng)圖.74.5核算主軸轉(zhuǎn)速誤差.74.6傳動軸的直徑確實(shí)定.84.7齒輪模數(shù)的初步計(jì)算.94.8選擇帶輪傳動帶型及根數(shù).105技術(shù)指標(biāo)分析技術(shù)指標(biāo)分析.115.1第2擴(kuò)大組的驗(yàn)證計(jì)算.115.2傳動軸2的驗(yàn)算.135.3主軸組件的靜剛度驗(yàn)算.156. 存在的問題與建議存在的問題與建議 .19參考文

4、獻(xiàn)參考文獻(xiàn).1911工程背景分析工程背景分析銑床系指主要用銑刀在工件上加工各種外表的機(jī)床。通常銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為主運(yùn)動，工件和銑刀的移動為進(jìn)給運(yùn)動。它可以加工平面、溝槽，也可以加工各種曲面、齒輪等。銑床是用銑刀對工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比擬復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。銑床是一種用途廣泛的機(jī)床，在銑床上可以加工平面水平面、垂直面 、溝槽鍵槽、T 形槽、燕尾槽等 、分齒零件齒輪、花鍵軸、鏈輪、螺旋形外表螺紋、螺旋槽及各種曲面。此外，還可用于對回轉(zhuǎn)體外表、內(nèi)孔加工及進(jìn)行切斷工作等。銑床在工作時，工件裝在工作臺上或分度頭

5、等附件上，銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，輔以工作臺或銑頭的進(jìn)給運(yùn)動，工件即可獲得所需的加工外表。由于是多刃斷續(xù)切削，因而銑床的生產(chǎn)率較高。簡單來說，銑床可以對工件進(jìn)行銑削、鉆削和鏜孔加工的機(jī)床。2研究方案要點(diǎn)與執(zhí)行情況研究方案要點(diǎn)與執(zhí)行情況本設(shè)計(jì)機(jī)床為臥式銑床，其級數(shù)，最小轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)速公比為12Z min28 / minnr，驅(qū)動電動機(jī)功率。主要用于加工鋼以及鑄鐵有色金屬；采用高41. 15.5NkW速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷材料做成的刀具。第一周：準(zhǔn)備圖版等工具，齒輪和軸的計(jì)算完成，進(jìn)行初步計(jì)算并開始畫展開草圖。第二周：完成截面草圖，驗(yàn)算、加粗。第三周：撰寫工程總結(jié)報告。3工程關(guān)鍵技術(shù)的解決工程關(guān)鍵技術(shù)的解決3

6、.1 確定轉(zhuǎn)速系列確定轉(zhuǎn)速系列 根據(jù)要求的公比，查表得到系統(tǒng)轉(zhuǎn)速系列：28 40 56 80 112 160 224 315 450 630 900 1250 r/min3.2 確定結(jié)構(gòu)式確定結(jié)構(gòu)式1361232223.3 繪制轉(zhuǎn)速圖、傳動系統(tǒng)圖及核算誤差繪制轉(zhuǎn)速圖、傳動系統(tǒng)圖及核算誤差圖1 傳動系統(tǒng)圖4具體研究內(nèi)容與技術(shù)實(shí)現(xiàn)具體研究內(nèi)容與技術(shù)實(shí)現(xiàn)4.1 確定轉(zhuǎn)速系列確定轉(zhuǎn)速系列最低轉(zhuǎn)速為 28r/min，公比=1.41，查教材表標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速系列的本系統(tǒng)轉(zhuǎn)速系列如下：28 40 56 80 112 160 224 315 450 630 900 1250 r/min那么轉(zhuǎn)速的調(diào)整范圍64.4428

7、1250minmaxnnRn4.1.1 傳動組和傳動副數(shù)可能的方案傳動組和傳動副數(shù)可能的方案12=4 3 12=3 4 12=3 2 2 12=2 3 2 12=2 2 3 前兩個方案雖然可以減少軸的數(shù)目，但有一個傳動組內(nèi)有四個傳動副。假設(shè)采用一個四連滑移齒輪，那么會增加軸向尺寸；假設(shè)用兩個雙聯(lián)滑移齒輪，操縱機(jī)構(gòu)必須互鎖防止兩滑移齒輪同時嚙合。故不采用。3對于后三個方案，遵循傳動副“前多后少的原那么，選取方案12=3 2 2 4.1.2 確定結(jié)構(gòu)式確定結(jié)構(gòu)式12=3 2 2方案中，因根本組和擴(kuò)大組排列順序的不同而有以下6種擴(kuò)大順序方案： ，631223126122231216222312，36

8、1223122142231212422312方案1,2,3,4的第二擴(kuò)大組，2，那么是可行的。26x 2p2rmax)12(68r方案5,6中，4，那么，不可行。2x23p 2rmax)13(416r在可行的1,2,3,4方案中，為使中間傳動軸變速范圍最小，采用擴(kuò)大順序與傳動順序一致的傳動方案1，。13612322 綜上所述，結(jié)構(gòu)式136123224.2 繪制轉(zhuǎn)速圖繪制轉(zhuǎn)速圖4.2.1 選定電動機(jī)選定電動機(jī)確定電機(jī)功率為 5.5KW。參照相關(guān)手冊選擇 Y132S-4 型電機(jī)。Y132S-4 型電機(jī)主參數(shù)如下：額定功率5.5KW滿載轉(zhuǎn)速1440r/min 同步轉(zhuǎn)速 1500/min起動轉(zhuǎn)矩/額定

9、轉(zhuǎn)速 2.2最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 2.2確定傳動軸的軸數(shù)和各轉(zhuǎn)速按從主軸向電機(jī)分配傳動比，并按照升二降四、先快后慢原那么分配；同時考慮銑床主軸的飛輪效應(yīng)，第三級傳動副應(yīng)選最大降速比，以使主軸上大齒輪直徑較大，適應(yīng)斷續(xù)切削；考慮定比傳動使用帶輪傳動，降速比不能太大，故盡量提高各傳動軸轉(zhuǎn)速。由于第二擴(kuò)大組的變速范圍為，可知兩個傳動副的傳動比必然是極8)12(6限值：,/14/141cu,1/1/222cu于是，可以確定軸的六種轉(zhuǎn)速只能是112 160 224 315 450 630r/min軸各轉(zhuǎn)速確定第一擴(kuò)大組的級比指數(shù)為 3，在傳動比極限范圍內(nèi)，軸的轉(zhuǎn)速最高可為 450 4630 900r/mi

10、n；最低轉(zhuǎn)速可為 160 224 315r/min。為了防止升速，又不使傳動比太小，可取,/18.2/131bu12bu于是就確定了軸的轉(zhuǎn)速為 315 450 630r/min軸各轉(zhuǎn)速確定同理，軸可取,/12/121au,/141.1/12au13au于是就確定了軸的轉(zhuǎn)速為 630r/min。電動機(jī)與軸之間為定比傳動，傳動比為 630/14401/2=21/分配總降速傳動比分配如下(轉(zhuǎn)速圖)表 1 各副傳動比分配傳動副名稱傳動副類型傳動比定比傳動副帶輪副630:14401齒輪副1:12齒輪副1:1.41a3齒輪副1:21齒輪副1:1b2齒輪副1:2.81齒輪副2:1c2齒輪副1:45圖 2 轉(zhuǎn)

11、速圖4.3 確定變速組齒輪傳動副的齒數(shù)及定比傳動副帶輪直徑確定變速組齒輪傳動副的齒數(shù)及定比傳動副帶輪直徑4.3.1 確定帶輪直徑確定帶輪直徑根據(jù)電機(jī)功率為 5.5KW，電機(jī)類型為 Y 型電機(jī)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型為金屬切削機(jī)床，設(shè)每天工作 8-16 小時。可得設(shè)計(jì)功率為：KWPKPAd6.65.52.1 其中：KA 為工況系數(shù)，查 GB/T 13575.1-1992 取 1.2P 為電機(jī)功率根據(jù) Pd 和 n 在以下圖中選擇帶型和小帶輪直徑，摘自?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊?。abc125063090045031522416011240568028 (r/min)6參照 GB/T 10412-2002 普通 V 帶

12、直徑優(yōu)選系列選擇 A 型帶小帶輪直徑 90mm。那么大帶輪直徑為：mmnndD6.201)02.01(630144090)1(21D 應(yīng)取 200mm其中：為轉(zhuǎn)速損失率但此時轉(zhuǎn)速誤差較大，故 d 取 90mm；D 取 200mm。4.3.2 確定各齒輪副齒數(shù)確定各齒輪副齒數(shù)變速組 a：變速組 a 有三個傳動副，傳動比分別是， 11au41.1/12au2/13au由參考文獻(xiàn)【1】表 5-1 查得：取，查表可得軸 I 主動齒輪齒數(shù)分別為：24，30，36。那么可以算出三個傳72ZS動副齒輪齒數(shù)為，48/241au42/302au36/363au變速組 b：變速組 b 有兩個傳動副，同理可得第一擴(kuò)

13、大組的齒數(shù)和，查表可得軸84ZS主動齒輪齒數(shù)分別為 22，42。可以算出傳動副齒輪齒數(shù)為，62/221bu。42/422bu變速組 c：7變速組 c 有兩個傳動副，可取，查表可得軸主動齒輪齒數(shù)分別為95ZS19，63。可以算出傳動副齒輪齒數(shù)為，。76/191cu32/632cu4.4 繪制傳動系統(tǒng)圖繪制傳動系統(tǒng)圖圖2 傳動系統(tǒng)圖4.5 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差核算主軸轉(zhuǎn)速誤差按各個轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)所需的傳動路線核算，過程及結(jié)果：實(shí)際傳動比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，要求不超過。下表為主軸轉(zhuǎn)速1.4)1(10誤差與規(guī)定值之間的比擬：表 2 主軸轉(zhuǎn)速誤差與規(guī)定值之間的比擬標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 r/min實(shí)際轉(zhuǎn)速 r/min主軸轉(zhuǎn)速

14、誤差在標(biāo)準(zhǔn)值范圍之內(nèi)2828.72.5%合格4041.12.75%合格85657.42.5%合格80811.25%合格112115.73.30%合格1601621.25%合格224226.31.02%合格315323.32.63%合格450452.60.57%合格630637.81.24%合格900911.21.24%合格12501275.72.06%合格4.6 傳動軸的直徑確實(shí)定傳動軸的直徑確實(shí)定傳動軸的直徑可以按照扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)行初步計(jì)算：491jnPd 式中 傳動軸直徑d 該軸傳遞的功率P 該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速jn 該軸每米長度允許扭轉(zhuǎn)角，取值為m/1主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：由參考文獻(xiàn)1表 5-2 中所述

15、，。min/8013minrnnz各個傳動軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：由轉(zhuǎn)速圖可以得到 I、II、III 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速分別為 630, 315, 112r/min。各軸直徑計(jì)算：I 軸： Idmm82.2716305.5914II 軸： IIdmm08.3313155.59149III 軸： IIIdmm84.4213155.5914表 3 各傳動軸直徑初算值傳動軸直徑/mmI 軸30II 軸35III 軸45主軸軸頸尺寸確實(shí)定 根據(jù)參考文獻(xiàn)1，主軸前軸軸頸取，后軸頸直徑190Dmm，取mm。21(0.70.85)6376.5DDmm270D 4.7 齒輪模數(shù)的初步計(jì)算齒輪模數(shù)的初步計(jì)算4.7.1 齒輪計(jì)算

16、轉(zhuǎn)速確實(shí)定齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速確實(shí)定a 變速組內(nèi)最小齒輪齒數(shù)是 z=24，只有一個轉(zhuǎn)速 630r/min，取為計(jì)算轉(zhuǎn)速b 變速組內(nèi)最小齒輪齒數(shù)是 z=22，112r/min 是 III 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，所以該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 450r/min。c 變速組內(nèi)的最小齒輪齒數(shù)是 z=19，80r/min 是主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，所以該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 315r/min。4.7.2 模數(shù)的計(jì)算模數(shù)的計(jì)算要求每個變速組的模數(shù)相同。齒輪材料初選 45 鋼調(diào)質(zhì)+外表淬火硬度約 45HRC ，按較高可靠度選擇平安系數(shù)為 1.25，得：lim11208961.25HHHMPaMPaS同一變速組中的齒輪取同一模數(shù)，選擇負(fù)荷最重的

17、小齒輪，按簡化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行初算：其中： 按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù)jm 大小齒輪的齒數(shù)比u3221(1)16338djmjjuNmz un10 電動機(jī)功率 kW， dNKWNd5.5 齒寬系數(shù)，取m8m 小齒輪齒數(shù)1z 齒輪傳動許用接觸應(yīng)力，取j MPaj1370 計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速r/minjn變速組 a：mmma87.16301370)24/48(2485.5)124/48(16338322變速組 b：mmma15.24501370)22/62(2285.5)122/62(16338322 變速組 c：mmma60.23151370)19/76(1985.5)119/76(163

18、38322故取 mmma5.2mmmb3mmmc44.7.3 齒數(shù)的驗(yàn)算齒數(shù)的驗(yàn)算套裝在軸上的小齒輪還考慮到齒根圓到它的鍵槽深處的最小尺寸應(yīng)大于基圓齒厚，以防斷裂，那么其最小齒數(shù)應(yīng)為： 1.03+ 5.6式中 D齒輪花鍵孔的外徑mm ，單鍵槽的取其孔中心至鍵槽槽底的尺寸的兩倍； m齒輪模數(shù)mm根據(jù)?實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊?，I 軸 D 為 36.6mm，d 為 30mm，II 軸 D 為 40mm，d 為36mm，III 軸 D 為 50mm，d 為 46mm，I 軸 Zmin=22，II 軸 Zmin=19，III 軸 Zmin=17，均符合要求。4.8 選擇帶輪傳動帶型及根數(shù)選擇帶輪傳動帶型及根

19、數(shù)根據(jù)前文所述已選擇 A 型帶，皮帶根數(shù)由以下公式確定：1111()dLPzPP K K式中z皮帶根數(shù)Pd 設(shè)計(jì)功率 KW，6.6KWP1 單根 V 帶的根本額定功率，按 GB/T 13575.1-992 選擇 1.92KW傳動比導(dǎo)致的額定功率補(bǔ)償，按 GB/T 13575.1-992 選擇 0.134KW1P小帶輪包角導(dǎo)致的修正，由于中心距未定，無法計(jì)算小帶輪包角，故忽略此K項(xiàng)皮帶長度導(dǎo)致的修正，由于中心距未定，無法計(jì)算皮帶長度，故忽略此項(xiàng)LK計(jì)算得 z=6.5，取為 7。5技術(shù)指標(biāo)分析技術(shù)指標(biāo)分析5.1 第第 2 擴(kuò)大組的驗(yàn)證計(jì)算擴(kuò)大組的驗(yàn)證計(jì)算第 2 變速組的最小齒輪齒數(shù)為,與之相嚙合的

20、大齒輪齒數(shù)為.由參考119z276z 文獻(xiàn)1,對于傳遞一定速度和功率的一般驅(qū)動用齒輪,第 1,2 級變速組選用 7 級齒輪,主軸選用 6 級齒輪5.1.1 小齒輪的彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算小齒輪的彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算對于直齒圓柱齒輪,彎曲應(yīng)力需要滿足下式：51232191 10(MPa)sjK K K K Nzm BYn式中：N-傳遞的額定功率kW ，；dNN -電動機(jī)功率kW ，取 5.5kW；dN -從電動機(jī)到所計(jì)算齒輪的傳遞效率，取=1； -計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min ，由上可得：315r/min；jn-轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，取 0.93；nK -功率利用系數(shù)，取 0.79；NK12 -材料強(qiáng)化系數(shù)；vK -工作狀況系數(shù)，

21、考慮載荷沖擊的影響，主運(yùn)動取 1.21.6；3K -動載荷系數(shù)，取 1.012；2K -齒向載荷分布系數(shù)，取 1.045；lK計(jì)算可得：51232191 10(MPa)131.49MPa336MPasjK K K K Nzm BYn滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。5.1.2 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算對于直齒圓柱齒輪,接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式為：3123(1)2088 10(MPa)sjjjuK K K K NzmuBn式中： m-初算的齒輪模數(shù)mm ； B-齒寬mm ； z-小齒輪齒數(shù)； u-大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比， “+號用于外嚙合， “-號用于內(nèi)嚙1u 合； -壽命系數(shù)：sKs

22、TnNqKK K K K -工作期限系數(shù)：TK1060mTnTKC由計(jì)算得：=2.097TK T-齒輪在機(jī)床工作期限內(nèi)的總工作時間h ，對于中型機(jī)床的齒輪取sT，同一變速組內(nèi)的齒輪總工作時間可近似地認(rèn)為，p 為15000 20000sTh/ pSTT13該變速組的傳動副數(shù)； -齒輪的最低轉(zhuǎn)速r/min ；1n -基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，鋼和鑄鐵件：接觸載荷取，彎曲載荷；0C7010C 602 10C m-疲勞曲線指數(shù)，鋼和鑄鐵件，接觸載荷 m=3；彎曲載荷時，對正火、調(diào)制及整體淬硬件取 m=6，對外表淬硬取 m=9。 Y-齒形系數(shù)； -許用接觸應(yīng)力MPa ；j -許用彎曲應(yīng)力MPa ；計(jì)算可得： 312

23、3(1)2088 10(MPa)431.26MPa1260MPasjjjuK K K K NzmuBn滿足接觸疲勞強(qiáng)度的要求。5.2 傳動軸傳動軸 2 的驗(yàn)算的驗(yàn)算齒輪傳動軸的抗彎剛度驗(yàn)算,包括軸的最大撓度,滾動軸承處及齒輪安裝處的傾角驗(yàn)算.其值均應(yīng)小于允許變形量及,允許變形量見參考文獻(xiàn)3上 910 頁表 y 3.10-7,得 0.00050.0005 3510.1755ylmm 0.014rad由參考文獻(xiàn)1,對于傳動軸 II,僅需要進(jìn)行剛度計(jì)算,無須進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。5.2.1 傳動軸傳動軸 2 的最大撓度計(jì)算的最大撓度計(jì)算為了計(jì)算上的簡便,可以近似地以該軸的中點(diǎn)撓度代替最大撓度,其最大誤差不超

24、過 3%。由參考文獻(xiàn)1,假設(shè)兩支承的齒輪傳動軸為實(shí)心的圓形鋼軸,忽略其支承變形,在單在彎曲載荷作用下,其中點(diǎn)撓度為：334(0.75)(/)171.39()abl NxxyymmD mzn式中： 兩支承間的跨距(mm),對于軸 II,.l351lmm 該軸的平均直徑(mm),本軸的平均直徑.D44Dmm14,齒輪的工作位置至較近支承點(diǎn)的距離(mm)iaxliaiz輸入扭矩的齒輪在軸的中點(diǎn)引起的撓度()aymm 輸出扭矩的齒輪在軸的中點(diǎn)引起的撓度()bymm其余各符號定義與之前一致。對于輸入的三個驅(qū)動力,計(jì)算其分別作用時對于軸中點(diǎn)的撓度值對于,其輸入位置,故1aQ1125aamm1250.356

25、351x 33143515.5 (0.75 0.3560.356 )171.390.064442.5 48 315aymm對于,其輸入位置,故2aQ272aamm720.205351x 33243515.5 (0.75 0.2050.205 )171.390.033442.5 42 450aymm對于,其輸入位置,故3aQ398aamm980.279351x 33343515.5 (0.75 0.2790.279 )171.390.036442.5 36 630aymm故引起的中點(diǎn)撓度最大,在計(jì)算合成撓度時使用,進(jìn)行計(jì)1aQ1aaQQ10.064aayymm算。此時軸 II 轉(zhuǎn)速為，同理：31

26、5 /minr對于,其輸入位置,故1bQ148bamm10.027bymm對于,其輸入位置,故2bQ2140bamm20.123bymm故引起的中點(diǎn)撓度最大,在計(jì)算合成撓度時使用,進(jìn)行計(jì)2bQ2bbQQ20.123bbyymm算.15由參考文獻(xiàn)1,中點(diǎn)的合成撓度可按余弦定理計(jì)算,即：hy222cos()hababyyyy ymm式中：被驗(yàn)算軸的中點(diǎn)合成撓度(mm);hy 驅(qū)動力和阻力在橫剖面上,兩向量合成時的夾角(deg),aQbQ2()在橫剖面上,被驗(yàn)算的軸與其前、后傳動軸連心線的夾角(deg),按被驗(yàn)算的軸的旋轉(zhuǎn)方向計(jì)量,由剖面圖上可得值.嚙合角,齒面磨擦角,得205.722()02(20

27、5.72)51.44 代入計(jì)算,得：220.0640.1232 0.064 0.123 cos( 51.44 )0.097hhymmy 滿足要求。5.2.2 傳動軸傳動軸 2 在支承處的傾角計(jì)算在支承處的傾角計(jì)算由參考文獻(xiàn)1,傳動軸在支承點(diǎn) A,B 處的傾角時,可按下式進(jìn)行近似計(jì)算：,AB3()hAByradl 代入,得0.097hymm351lmm43 0.0978.29 10 () 351ABrad 滿足要求,故不用計(jì)算其在齒輪處的傾角.5.3 主軸組件的靜剛度驗(yàn)算主軸組件的靜剛度驗(yàn)算5.3.1 計(jì)算條件確實(shí)定計(jì)算條件確實(shí)定(1)變形量的允許值驗(yàn)算主軸軸端的撓度,目前廣泛采用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：

28、cy0.0002 ()cyl mm式中： 兩支承間的距離,在本主軸中,.故取l310lmm0.062cymm由參考文獻(xiàn)1,對對于工作臺寬度為的臥式銑床,其主軸前端靜剛度為320mm16.120/Nm根據(jù)不產(chǎn)生切削自激振動的條件來確定主軸組件的剛度.由參考文獻(xiàn) 1,(1)、(2)、(3)可以任選一種,進(jìn)行判定.此處,選用驗(yàn)算主軸軸端的撓度cy切削力確實(shí)定最大圓周切削力須按主軸輸出全功率和最大扭矩確定,其計(jì)算公式為：tP42 955 10()dzjjNPND n式中：電動機(jī)額定功率(kW),此處.dN5.5dNkW主傳動系統(tǒng)的總效率,為各傳動副、軸承的效率，取1niii。1主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速),由前知

29、,主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為.jn( /minr80 / minr計(jì)算直徑,對于銑床,為最大端銑刀計(jì)算直徑,由參考文獻(xiàn)1,對于jDjD升降臺寬度為的臥式銑床,其端銑刀的計(jì)算直徑及寬度分別為,320 1250200jDmm.60Bmm將參數(shù)值帶入(5-8)式,得6565.6tPN驗(yàn)算主軸組件剛度時,須求出作用在垂直于主軸軸線的平面內(nèi)的最大切削合力.P對于升降臺式銑床的銑削力,一般按端銑計(jì)算,不妨設(shè)本銑床進(jìn)給系統(tǒng)的末端傳動副有消隙機(jī)構(gòu),應(yīng)采用不對稱順銑,那么各切削分力與的比值可大致認(rèn)為tP,.那么0.956237.32VtPPN0.241575.74HtPPN0.53282.8atPPN,即與水平面成角,在

30、220.986434.29HVtPPPPN1.17222.16tPPNP60P水平面的投影與成角.HP65(2)切削力的作用點(diǎn)設(shè)切削力的作用點(diǎn)到主軸前支承的距離為 ,那么Ps17()scw mm式中： 主軸前端的懸伸長度,此處c95cmm 對于普通升降臺銑床w60wBmm代入,切削力的作用點(diǎn)到主軸前支承的距離為P155smm5.3.2 兩支承主軸組件的靜剛度驗(yàn)算兩支承主軸組件的靜剛度驗(yàn)算為了計(jì)算上的簡便,主軸部件前端撓度可將各載荷單獨(dú)作用下所引起的變形值按線性進(jìn)行向量迭加,由參考文獻(xiàn)1其計(jì)算公式為：(1) 計(jì)算切削力作用在 點(diǎn)引起主軸前端 占的撓度Psccspy23223()()()63cspcBAscclscls lcscyPmmEIEIC lC l式中：抗拉彈性模量,鋼的E62.1 10EMPa為段慣性矩,對于主軸前端,有cIBC44446455128(1 () )(1