1、PAGE PAGE 20銑床主軸傳動系統設計需要全套圖紙資料聯系，QQ：1047713170某銑床的主軸最低轉速=30r/min,轉速級數Z=18 公比=1.26，電動機的轉速=1440r/min,電機功率N=3kW.一擬訂傳動系統及運動設計計算給定的機床要求為：銑床公比，電動機的轉速，電動機功率N=3.0（KW）二運動設計由已知條件=1.06可知，此銑床的相應轉速數分別為：30r/min，37.5r/min，47.5r/min，60r/mim，75r/min，95r/min，118r/min，150r/min ，190 r/min ，236 r/min，300r/min， 375 r/min

2、， 475r/min， 600r/min ，750r/min， 950r/min ，1180r/min ，1500r/min即 ，所以 1結構式和結構網的擬定（1）確定變速組的個數和傳動副數。主軸轉速為18級的變速系統可采用3個變速組（2）確定傳動順序方案。根據傳動副“前多后少”傳動線“前緊后松”的原則應優先選用18=332 （3）檢驗最后擴大組的變速范圍結構式最后擴大組的變速范圍為：因此，結構方案確定為（5）畫結構網 2擬訂轉速圖，畫傳動系統圖A（1）選擇電動機 已知P=3KW （2）確定軸的轉速 主軸=95r/min 軸轉速：若經齒輪副/傳動主軸，則118710r/min的9級轉速都能傳遞

3、全部功率，其中最底轉速118r/min是軸的計算轉速 軸轉速：若經齒輪副/傳動主軸，則224355r/min的3級轉速都能傳遞全部功率，其中最底轉速224r/min是軸的計算轉速 軸轉速：軸只有一個轉速，他的3級轉速都能傳遞全部功率。因此軸的計算轉速為710r/min （3）計算齒輪轉速 齒輪 的計算轉速 裝在軸上，共有118710r/min 9級轉速 ，經/傳動。主軸所得轉速為2241400r/min都能傳遞全部功率。故的9級轉速都能傳遞全部功率，其中最底轉速=118r/min 齒輪的計算轉速。裝在軸上，共有2241400r/min 9級轉速，他們都能傳遞全部功率，其中最底轉速為224r/m

4、in,即為的計算轉速 齒輪的計算轉速 裝在軸上，有118710r/min9級轉速，其中在255710r/min經/能得到95180r/min才能傳遞全部功率。因此只有在355710r/min這4級轉速才能傳遞全部功率，其中最低轉速為355r/min即為的計算轉速。 齒輪的計算轉速 裝在軸上，共有30180r/min 9級轉速，只有95180r/min才能傳遞全部功率，其中最底轉速為95r/min,即為的計算轉速其余依此類推，得個齒輪轉速表：齒號Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z14Z15Z16轉速71022471028071035522411822422422445

5、035595118224B確定V帶傳動確定計算功率 由1表8-6查得工作情況系數=1.4，故 .選取V帶帶型 根據計算功率和小帶輪轉速由圖8-8確定選用A型。.確定帶輪基準直徑 由表取主動輪基準直徑。從動輪基準直徑 根據1表8-7，取=179。驗算帶的速度 帶的速度合適。.確定V帶的基準長度和傳動中心距根據0.7（+）2（+）,初步確定中心距=340。計算代所需的基準長度由表8-2選帶的基準長度1120。實際中心距 .驗算主動輪上的包角 包角合適。.計算V帶的根數Z 由式查得 查表得則 取Z=4根。 C畫轉速圖 3齒輪齒數的確定A查表法確定齒輪齒數（1）找出各齒輪副的傳動比值u。可查表2-5中

6、u=3.16一行；可查u=2.51一行；即查u=2.00一行。（2）確定最小齒輪齒數及最小齒數和。該變速組內的最小齒輪必在的齒輪副中，設選定=20，則在u=3.16一行中找到=20，順豎列向上查得其最小齒數和=84。（3）找出可能采用的齒數和S諸數值。自=84開始向右查表，找出同時能滿三個傳動比要求的齒輪齒數，其齒數和為S=87，92，95，99（4）確定適用的齒數和S 在允許的條件下取S=87（5）確定各齒輪副的齒數。由表中u=3.16一行查得，則；由u=2.51一行查得，則；由u=2.00一行查得，則。（6）三聯滑移齒輪的齒數關系，滿足此關系。同理取,;,;,; 滿足條件,；，. 滿足條件

7、三、主要傳動件的設計計算： （一）傳動件的估算： 各傳動軸應該滿足強度和剛度兩方面的要求。機床主傳動系統精度要求較高，為保證軸上的零件（如齒輪、軸承等）正常工作，傳動軸的變形應小。通常，軸的剛度能滿足時強度也能滿足要求，在這里我們只進行軸的強度校核。 一般先按扭轉剛度估算軸的直徑，畫草圖后，再根據受力情況、結構尺寸驗算彎曲剛度。1.傳動軸直徑d(單位為mm)的估算: 式中, P該傳動軸的輸入功率,P=Pd ; Pd 為電動機額定功率,為3kw; 為電動機到該軸間的傳動效率,查機械工程及自動化簡明設計手冊（上冊）表2-4，皆取=0.97。P、Pd 單位都為kw； 每米長度上允許的扭轉角，單位為/

8、m，根據傳動軸的要求選取，查表取=。 nj 該傳動軸的計算轉速，單位為r/min； 算出的d值應作修正。當軸上有一個鍵槽時，d值增大4% 5%，同一斷面有兩個槽時，d值增大7% 10%；選用花鍵時，可減小7%作為花鍵的小徑，再查標準花鍵。 具體計算得到各軸的直徑值和圓整后的值如下表：軸軸軸軸0.960.970.97P/kw3.0722.982.89nj （r/min）710224118（）0.5d/mm27.7536.7542.8圓整后d/mm30.52540.42551.36表3 各軸直徑（二）齒輪模數的估算：2齒輪模數的驗算： 驗算時應選相同模數中承受載荷最大、齒數最少的齒輪。一般對高速傳

9、動的齒輪以驗算接觸疲勞強度為主，對低速的齒輪以驗算彎曲強度為主，對硬齒面軟齒心的滲碳淬火齒輪，一定要驗算彎曲疲勞強度。考慮到變速范圍大，齒輪材料選用45鋼，淬火和回火，硬度4045HRC。1） 齒輪彎曲疲勞強度的估算 ，單位為mm 。 其中Z、應為同一齒輪的齒數和計算轉速，并取z乘積之小值代入上式計算，的單位為r/min 。2） 齒輪接觸疲勞強度的估算 ，其中齒輪中心距A為： 。、A的單位均為mm；驅動電機的功率，單位為；為齒輪的計算轉速，單位為r/min；、分別為主動齒輪、從動齒輪的齒數。根據估算的、取其較大者，并據此選取標準模數m，各齒輪的模數計算過程及結果表1：齒輪ZZ13710211.

10、9Z23224661.92Z33710251.8Z43280621.82Z53710291.72Z63355581.72Z73224222.77Z83118442.72Z93224332.42Z103224332.42Z113224442.20Z123450222.10Z133355182.54Z14395712.47Z153118592.47Z163224302.5表2：Z1Z2AZ1+Z282.0687組23280256283.371.9287組33355295877.011.7787組431182244111.273.4066組53224333389.82.72

11、66組63224442289.82.7266組73951871119.572.6989組831183059111.272.589由兩表可得：-: m相同 m=2.06 查表：m=2-: m相同 m=3.4 查表：m=4-: m相同 m=2.69 查表：m=3（三） 主要傳動件的驗算 1齒輪模數的驗算 驗算時，應選相同模數中承受載荷最大、齒數最少的齒輪。一般對劉速傳動的齒輪以驗算接觸疲勞強度為主，對低速傳動的齒輪以驗算彎曲疲勞強度為主，對硬齒面軟齒心的滲碳淬火齒輪，一定要驗算彎曲疲勞強度。按接觸疲勞強度計算齒輪模數（單位為mm）： 按彎曲疲勞強度計算齒輪模數（單位為mm）： ，式中：P被驗算齒輪

12、所傳遞的功率，、的單位均為。工作善系數，考慮到載荷沖擊的影響：沖擊性機床（刨床、插床）取1.61.8；主運動（中等沖擊）取1.21.6；輔助運動（輕微沖擊）取11.2。動載荷系數，查表715。（簡明手冊）齒向載荷分布系數，查表716，（簡明手冊）壽命系數，的極限值、查表717。當時，取=；當時，取= 。（簡明手冊）工作期限系數， ，其中為齒輪的最低轉速，單位為r/min；為交變載荷下的疲勞曲線指數，為基準循環次數，和均查表718；T為額定的齒輪工作期限，中型機床推薦取1500020000 h.。轉速變化系數，查表719。（簡明手冊）功率利用系數，查表720。（簡明手冊）材料強化系數，查表721

13、。（簡明手冊）大齒輪齒數與小齒輪齒數之比，外嚙合時取“+”，內嚙合時取“”。Z 、被計算齒輪的齒數（一般取最小齒輪）和計算轉速（單位為r/min）。齒寬系數，=610，B為齒寬，m為模數，B和m的單位均為mm。、許用接觸、彎曲應力，單位為，查表722。（簡明手冊）Y齒形系數，查表723。（簡明手冊）對于第一變速組內同模數的三聯滑移齒輪 ，取齒數最少的進行接觸疲勞強度驗算。對進行彎曲疲勞強度演算。對于第二變速組（）同理進行接觸疲勞強度驗算。對進行彎曲疲勞強度演算。對于第三變速組（）則取進行彎曲疲勞強度驗算。對進行接觸疲勞強度驗算。結果如下表：P3.0722.982.89K11.61.61.61.

14、61.61.6K21.31.31.31.31.31.3K31.121.121.12KS0.450.460.420.460.30.46KT1.0031.0030.75u4.7123.9m888Z212218W/MPa385385385n71022445022435595Y0.4080.4810.378j/MPa125012501250Kn0.900.890.93Kp0.780.780.78Kq0.640.600.551) 1.63 1.54 適用2） 1.89 1.636 適用3） 1.97 2.0338 適用五結構設計 所有軸均為45號鋼，調質處理 1）展開圖設計結構草圖： 主軸設計主軸支承結

15、構： 確定軸的最小直徑：由前求得 D=49.335 去D=50 取d=50mm；表7-28，選用圓錐滾子軸承結構，由表D-7，選擇的軸承規格列于表7：單位：mmdDBCT型號后軸承408019.51821.7530208前軸承65120232024.7530213軸承精度和配合：主軸前軸承的精度比后軸承應高一級。這里我們選用普通級，前軸承選擇P4，后軸承選P5。軸承配合精度內圈j5，外圈H62）主軸校核：a:對其承載最危險的情況進行校核，考慮到Z16=40，Z14=72，這里只需要對Z16=40進行校核即可：主軸上功率P16=3kw，由轉速圖，主軸上最少齒輪Z16的計算轉速：nc=95r/mi

16、n，其相應的轉矩： 。公式： ；，。b: 作用在齒輪上的力：按分度圓直徑計算： d16=3*18=54mm，=200，于是 Ft=2T1/d1 =11914N，Fr=Ft*tan=4336.34N，=394448 =143567 =414000， d=54 =0.6 T=321680計算得=40.14MPa查表得-1=60MPa即CA-1,滿足要求,合適 受力圖和彎矩圖、轉矩圖如圖：2、輸入軸和傳動軸設計：（1）輸入軸（軸）結構由已求得可知d=30.525mm 取d=35mm 選用的圓錐滾子軸承參數如下表（表12）：（單位：mm）dDBCT型號3572171518.2530207選擇花件結構

17、第一軸上采用花鍵結構，規矩軸的大小選用花鍵，花鍵的規格為N d D B=6 26 *30 6校核第一軸： 1）I軸的功率P、計算轉速分別為： PI=3kw，=710r/min； 扭矩T：T=9550000* PI/ =41697.18r/min。 2）作用在齒輪上的力：按分度圓最小的直徑計算： d1=2*21=42mm，=200，于是 Ft=2T1/d1 =1985.58N，Fr=Ft*tan=722.55N=0.6 = 132637.5 =48267.9 M=141000 T=41697.18 ；， 解得=19.44M Pa查表得-1=60MPa即CA-1,滿足要求,合適 受力圖和彎矩圖、轉

18、矩圖如圖：3.第一傳動軸（軸）的設計：（1）軸支承結構 軸選用花鍵軸，根據機械設計（高等教育出版社）表13-1，選用角接觸球軸承。 （2）軸承精度和配合：兩軸承皆用普通級，后軸承選P5，前軸承選P4，軸承的配合精度選為：內圈j5，外圈H6。（3）該傳動軸結構： 由前面可知：d=40.425 取d=45在這里左右軸承根據最小尺寸選擇如下表（圖見機械工程及自動化簡明設計手冊（上冊）附表D-2）：（單位：mm）型號dDB7209AC458519250 表15花鍵軸的上方開有退刀槽，在齒輪之間放有兩個相同的彈簧墊圈，墊圈的規格如下：dSb=30.57.59（根據GB93-87），d為公稱直徑，b為墊圈

19、厚，S為墊圈寬。（4）第一傳動軸（軸）上的功率為 P=2.98kw，左右兩部分齒輪齒輪分度圓最小為Z7 d=44mm，此齒輪最危險。校核第二軸： 1）軸的功率P、計算轉速分別為： PI=2.98kw，=224r/min； 扭矩T：T=9550000* PI/ =127049/min。 2）作用在齒輪上的力：按分度圓最小的直徑計算： d1=2*22=44mm，=200，于是 Ft=2T1/d1 =5775N，Fr=Ft*tan=2102N=0.6 = 132637.5 =48267.9 M=141000 T=41697.18 ；， 解得=19.44M Pa查表得-1=60MPa即CA-1,滿足要求,合適 受力圖和彎矩圖、轉矩圖如圖：3.第二傳動軸（軸）的設計：（1）軸支承結構 軸選用光軸，根據機械設計（高