哈工大綜合課程設(shè)計(jì)2

1、綜合課程設(shè)計(jì)II工程總結(jié)報(bào)告 題 目：最大加工直徑320mm無絲杠車床主傳動(dòng)系 統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 系 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 白學(xué)林 學(xué) 號(hào) 1120810813 班 號(hào) 1208108 指導(dǎo)教師 韓德東 填報(bào)日期 2021年11月30日 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院制2021年11月哈爾濱工業(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)： 班 號(hào)： 學(xué) 號(hào)：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： 主要內(nèi)容：技術(shù)要求：進(jìn)度安排：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2目 錄1工程背景分

2、析····················22研究方案要點(diǎn)與執(zhí)行情況···············23工程關(guān)鍵技術(shù)的解決···········

3、;······34具體研究內(nèi)容與技術(shù)實(shí)現(xiàn)···············45技術(shù)指標(biāo)分析····················276存在的問題與建議···

4、83;··············27 7. 參考文獻(xiàn)······················28 1工程背景分析本工程旨在設(shè)計(jì)一款無絲杠車床。車床是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床。車床又稱機(jī)床,使用車床的工人稱為“車工，在機(jī)

5、械加工行業(yè)中車床被認(rèn)為是所有設(shè)備的工作“母機(jī)。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)外表的工件，以圓柱體為主,是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床。銑床和鉆床等旋轉(zhuǎn)加工的機(jī)械都是從車床引伸出來的。普通車床是車床中應(yīng)用最廣泛的一種，約占車床類總數(shù)的65%，因其主軸以水平方式放置故稱為臥式車床。在現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)中，金屬切削機(jī)床是加工機(jī)器零件的主要設(shè)備，它所擔(dān)負(fù)的工作量約占機(jī)器總制造工作量的40%到60%。機(jī)床的技術(shù)水平直接影響機(jī)械制造工業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。在機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)的整個(gè)教學(xué)方案中，“綜合課程設(shè)計(jì)II是一個(gè)極其重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，其脫胎于“機(jī)床課程設(shè)計(jì)，目的是為了鍛煉學(xué)

6、生機(jī)械“結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能力，這是機(jī)械類學(xué)生最重要的設(shè)計(jì)能力；同時(shí)，機(jī)床為制造工業(yè)“母機(jī)，結(jié)構(gòu)典型，非常適合作為課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。2研究方案要點(diǎn)與執(zhí)行情況2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)的“綜合課程設(shè)計(jì)II，是以車床和銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為內(nèi)容，每個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)參數(shù)不同，完成展開圖和截面圖各一張及相關(guān)計(jì)算和文件和工程結(jié)題報(bào)告。1設(shè)計(jì)內(nèi)容要求圖紙工作量：畫兩張圖。其中：開展圖A0：軸系展開圖。其中摩擦離合器、制動(dòng)和潤滑不要求畫，但要求掌握；操縱機(jī)構(gòu)只畫一個(gè)變速手柄。截面圖A1：畫剖面軸系布置示意圖包括截面外型及尺寸、車床標(biāo)中心高。2標(biāo)注： 中心距、 配合尺寸、定位尺寸、中心高車床、外型尺寸。3標(biāo)題欄和明細(xì)

7、欄不設(shè)明細(xì)表，件號(hào)采用流水號(hào)1，2，3，標(biāo)注，標(biāo)準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)直接標(biāo)在圖紙上件號(hào)下面；標(biāo)題欄采用標(biāo)準(zhǔn)裝配圖的標(biāo)題欄180×56，其中，圖號(hào)：KS01表示：課設(shè)01 號(hào)圖紙；單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)；圖名：主傳動(dòng)系統(tǒng)裝配圖。4主軸端部結(jié)構(gòu)要按標(biāo)準(zhǔn)畫。5按模板編寫?工程總結(jié)報(bào)告?，相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容，寫到“具體研究內(nèi)容與技術(shù)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)中。要求驗(yàn)算：一對齒輪，小齒輪驗(yàn)算接觸彎曲強(qiáng)度，大齒輪驗(yàn)算接觸彎曲強(qiáng)度，一根傳動(dòng)軸，主軸按兩支撐計(jì)算。2.2 進(jìn)度安排對運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，根據(jù)給定設(shè)備的用途規(guī)格、調(diào)速范圍、極限轉(zhuǎn)速的、公比和功率要求，擬定傳動(dòng)方案，確定傳動(dòng)系統(tǒng)圖和轉(zhuǎn)速圖。對動(dòng)力設(shè)計(jì)，根據(jù)功率和速度，選擇電機(jī)型號(hào)，

8、確定各傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速，初算傳動(dòng)件尺寸、繪制裝配圖草圖，驗(yàn)算傳動(dòng)件的應(yīng)力、剛度、壽命等參數(shù)。 對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制主傳動(dòng)系統(tǒng)展開圖和截面圖，完成傳動(dòng)件、箱體、操縱機(jī)構(gòu)零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。完成相關(guān)技術(shù)文檔，形成工程總結(jié)報(bào)告。相應(yīng)時(shí)間安排如下表2-1。表2-1 “綜合課程設(shè)計(jì)II根本流程和進(jìn)度安排第一周第二周第三周星期12、3451、234512、3、45階段工程準(zhǔn)備初算展開草圖截面草圖驗(yàn)算加粗標(biāo)注計(jì)算說明書結(jié)題報(bào)告、PPT、辯論準(zhǔn)備辯論內(nèi)容要求學(xué)生上午：(1)圖板、圖紙、手冊、指導(dǎo)書、圖冊等；(2)布置教室。(1)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)：轉(zhuǎn)速圖，傳動(dòng)系統(tǒng)圖(2)動(dòng)力設(shè)計(jì)：齒輪模數(shù)，主軸和傳動(dòng)軸直徑。軸和齒輪布置圖。細(xì)化

9、展開圖。軸系空間布置，操縱機(jī)構(gòu)，箱體結(jié)構(gòu)。驗(yàn)算一對齒輪；一根傳動(dòng)軸和主軸。不合格修改設(shè)計(jì)。驗(yàn)算完成后，加粗。按要求和標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注。按標(biāo)準(zhǔn)見指導(dǎo)書編寫計(jì)算說明書。按模板編寫結(jié)題報(bào)告模板見附件；準(zhǔn)備5分鐘PPT。圖紙；PPT；工程總結(jié)報(bào)告。表2-1“綜合課程設(shè)計(jì)II根本流程和進(jìn)度安排3工程關(guān)鍵技術(shù)的解決減速箱內(nèi)各級(jí)減速比分配、轉(zhuǎn)速圖的選取、傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪的排布、齒輪模數(shù)齒數(shù)齒寬的選取為本次設(shè)計(jì)應(yīng)首要解決的內(nèi)容，解決以上問題可以使機(jī)床主軸箱大體分布得到解決。主軸箱內(nèi)傳動(dòng)件的空間布置是極其重要的問題，變速箱內(nèi)各傳動(dòng)軸的空間布置首先要滿足機(jī)床總體布局對變速箱的形狀和尺寸的限制，還要考慮各軸受力情況，裝配調(diào)整和

10、操縱維修的方便。其中齒輪的布置與排列是否合理將直接影響主軸箱的尺寸大小、結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可能性以及變速操縱的方便性。主軸傳動(dòng)件的合理布置也很重要。合理布置傳動(dòng)件在主軸上的軸向位置，可以改善主軸的受力情況，減小主軸變形，提高主軸的抗振性。4具體研究內(nèi)容與技術(shù)實(shí)現(xiàn)4.1 機(jī)床的規(guī)格及用途本設(shè)計(jì)機(jī)床為臥式車床，其級(jí)數(shù)，最小轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速公比為，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率。主要用于加工鋼以及鑄鐵有色金屬；采用高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷材料做成的刀具。序號(hào)機(jī)床主參數(shù)公比最低轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z功率kW13最大加工直徑320mm無絲杠車床1.4128124表4-1機(jī)床參數(shù)表4.2 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)4.2.1 確定極限轉(zhuǎn)速根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，主軸最低轉(zhuǎn)速為

11、28r/min，級(jí)數(shù)為12，且公比=1.41。于是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表可以得到主軸的轉(zhuǎn)速分別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。4.2.2 確定公比根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，公比=1.41。轉(zhuǎn)速數(shù)列：28，40，56，80，112，160，224，315，450，630，900，1250 r/min4.2.3 求出主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)，其中：轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍轉(zhuǎn)速公比將，代入，得。4.2.4 確定結(jié)構(gòu)式按照主變速傳動(dòng)系設(shè)計(jì)的一般原那么，選用結(jié)構(gòu)式為的傳動(dòng)方案。其最后擴(kuò)大組的變速范圍,符合要求，其它變速組的變速范圍也一定

12、符合要求。4.2.5 繪制轉(zhuǎn)速圖1選定電動(dòng)機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，機(jī)床功率為5.5KW，可以選用Y132M-4，其同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min，額定功率7.5KW。2分配總降速傳動(dòng)比總降速傳動(dòng)比為，又電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不在所要求標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列當(dāng)中，因而需要用帶輪傳動(dòng)。3確定傳動(dòng)軸的軸數(shù)軸數(shù)=變速組數(shù)+定比傳動(dòng)副數(shù)+1=3+1+1=5。4繪制轉(zhuǎn)速圖先按傳動(dòng)軸數(shù)及主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)格距畫出網(wǎng)格，用以繪出轉(zhuǎn)速圖。在轉(zhuǎn)速圖上，先分配從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到主軸最低轉(zhuǎn)速的總降速比，在串聯(lián)的雙軸傳動(dòng)間上畫上。再按結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)的級(jí)比分配規(guī)律畫上各變速組的傳動(dòng)比射線，從而確定了各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。中間各軸的轉(zhuǎn)速

13、可從電動(dòng)機(jī)軸開始往后推，通常以往前推比擬方便，所以首先定III軸的轉(zhuǎn)速。定III軸的轉(zhuǎn)速由于第二擴(kuò)大組的變速范圍為，選取故這兩對傳動(dòng)副的最小和最大傳動(dòng)比必然是，。于是可以確定III軸的六級(jí)轉(zhuǎn)速只能是：112，160，224，315，450，630r/min，可見III軸的最低轉(zhuǎn)速為112r/min。確定II軸轉(zhuǎn)速第一擴(kuò)大組的級(jí)比指數(shù)為3。為防止從動(dòng)齒輪尺寸過大而增加箱體的徑向尺寸，一般限制降速最小傳動(dòng)比，又為防止擴(kuò)大傳動(dòng)誤差，減少振動(dòng)噪聲，限制最大升速比。于是，II軸的最低轉(zhuǎn)速是315/min，三級(jí)轉(zhuǎn)速分別為315，450，630r/min。確定I軸轉(zhuǎn)速同理，軸I可?。海谑蔷痛_定了軸I的轉(zhuǎn)速

14、為630r/min。根據(jù)以上計(jì)算，繪制轉(zhuǎn)速圖如下：圖4-1 轉(zhuǎn)速圖4.2.6 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖1確定變速組齒輪傳動(dòng)副的齒數(shù)速組a： 變速組a有三個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)比分別是，由參考文獻(xiàn)1表2-5查得：符合條件，可取，查表可得軸I主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為：36、30、24。根據(jù)相應(yīng)的傳動(dòng)比，可得軸II上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：36、42、48。速組b：變速組b有兩個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)比分別是，。查表得：可取，于是可得軸II上主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別是：42，22。于是根據(jù)相應(yīng)傳動(dòng)比，得軸III上三齒輪的齒數(shù)分別是：42，62。速組c：變速組c有兩個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)比分別是，。查表得：可取，于是可得軸III上主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別是：6

15、0，18。于是根據(jù)相應(yīng)傳動(dòng)比，得軸上兩齒輪的齒數(shù)分別是：30，72。2校核主軸轉(zhuǎn)速誤差實(shí)際傳動(dòng)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)速誤差在標(biāo)準(zhǔn)值范圍之內(nèi)2827.940.21%4039.920.20%5655.890.20%8078.751.56%112112.50.45%160157.51.56%224223.550.20%315319.351.38%450447.100.64%6306300%9009000%125012600.8%表4-2主軸轉(zhuǎn)速誤差表3繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖電機(jī)額定轉(zhuǎn)速1400r/min，I軸轉(zhuǎn)速6

16、30r/min。根據(jù)參考文獻(xiàn)2表5.7確定工作情況系數(shù)KA=1.11.3，計(jì)算設(shè)計(jì)功率Pd，并且根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖5.17普通V帶選型圖確定小帶輪直徑112140。最終選用小帶輪直徑，大帶輪直徑。圖4-2傳動(dòng)系統(tǒng)圖4.3 動(dòng)力設(shè)計(jì)4.3.1 傳動(dòng)零件的初步計(jì)算4.3.1.1傳動(dòng)軸的直徑確實(shí)定傳動(dòng)軸的直徑可以按照扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)行初步計(jì)算：式中 傳動(dòng)軸直徑 電機(jī)額定功率 該軸的計(jì)算速度 ，1主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。2各個(gè)傳動(dòng)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。3各軸功率確實(shí)定經(jīng)過查閱資料，知一般情況下，滾動(dòng)軸承的效率，齒輪副的效率。III軸：；II軸：

17、；I軸：。4各傳動(dòng)軸直徑I軸：；II軸：；III軸：。5主軸軸頸尺寸確實(shí)定根據(jù)參考文獻(xiàn)1表2-14，最大加工直徑。通過查表獲得主軸前軸軸頸范圍為85105mm，取，后軸頸直徑，取。4.3.1.2、齒輪模數(shù)的初步計(jì)算1齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速確實(shí)定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為80r/min，III軸計(jì)算轉(zhuǎn)速112r/min，II軸計(jì)算轉(zhuǎn)速315r/min，I軸計(jì)算轉(zhuǎn)速630r/min。齒輪序號(hào)Z112Z256Z36Z36Z30Z42Z24Z48計(jì)算轉(zhuǎn)速nj1440630630630630450630315齒輪序號(hào)Z42Z42Z22Z62Z60Z30Z18Z72計(jì)算轉(zhuǎn)速nj31531531511211222431580表4

18、-3齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速表只需計(jì)算變速組內(nèi)最小的也是強(qiáng)度最弱的齒輪即可。變速組內(nèi)最小齒輪齒數(shù)是z=24，該齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速為630r/min；變速組內(nèi)最小齒輪齒數(shù)是z=22，該齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速為315r/min；變速組內(nèi)最小齒輪齒數(shù)是z=18，該齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速為315r/min。2模數(shù)的計(jì)算要求每個(gè)變速組的模數(shù)相同。根據(jù)：其中：按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù) 大小齒輪的齒數(shù)比 電動(dòng)機(jī)功率kW， 齒寬系數(shù)，取 小齒輪齒數(shù) 齒輪傳動(dòng)許用接觸應(yīng)力，取 計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min變速組：，取；驗(yàn)證：，滿足要求。變速組：，??；驗(yàn)證：，滿足要求。變速組：，??；，滿足要求。4.3.2 零件的驗(yàn)算1 V型帶的計(jì)算和選定電機(jī)傳遞功

19、率為5.5KW，小帶輪轉(zhuǎn)速為630r/min，傳動(dòng)比為2.29，假定載荷平穩(wěn)，每天工作時(shí)間在10-16小時(shí)之間，電機(jī)工作在反復(fù)啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)頻繁、工作條件惡劣的場合。選用A型帶，小帶輪直徑112mm，初步估算中心距為300mm，可知工作情況系數(shù),那么大帶輪直徑，取為256mm。帶的速度公式符合要求初算帶的基準(zhǔn)長度Ld：計(jì)算實(shí)際中心距a計(jì)算小帶輪包角確定V帶根數(shù)Z式中：為包角修正系數(shù)，查參考文獻(xiàn)2得=0.93為帶長修正系數(shù)，查參考文獻(xiàn)2得=0.93為V帶根本額定功率。由參考文獻(xiàn)2查取單根V帶所能傳遞的功率為1.32kW；計(jì)算功率增量其中：為彎曲影響系數(shù)，由參考文獻(xiàn)2查得；為傳動(dòng)比系數(shù)，由參考文獻(xiàn)2

20、查得；計(jì)算功率增量。所以根據(jù)公式可算得Z=4.6，取Z=5根。單根普通V帶初拉力計(jì)算軸向力從結(jié)果看出，支撐軸的徑向力為3241.4N，此力較大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采用卸荷帶輪結(jié)構(gòu)。2齒輪的應(yīng)力計(jì)算驗(yàn)算第三變速組的最小齒輪和與其相嚙合的齒輪。大齒輪的彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算由參考文獻(xiàn)2，對于直齒圓柱齒輪，彎曲應(yīng)力需要滿足下式： 式中：齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度()載荷系數(shù), 工作期限系數(shù)轉(zhuǎn)速變化系數(shù)功率利用系數(shù)材料強(qiáng)化系數(shù)齒形系數(shù)，取得齒寬(mm),此處齒向載荷分布系數(shù)動(dòng)載荷系數(shù)工作狀況系數(shù)，取許用彎曲應(yīng)力(MPa),，本齒輪采用20Cr鋼滲碳淬火，查表得彎曲疲勞極限應(yīng)力：，代入公式，得滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。小齒輪的

21、接觸強(qiáng)度驗(yàn)算由參考文獻(xiàn)2，對于直齒圓柱齒輪,接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式: 式中：載荷系數(shù), 工作期限系數(shù)轉(zhuǎn)速變化系數(shù)功率利用系數(shù)材料強(qiáng)化系數(shù)齒形系數(shù)，取得，齒寬(mm),此處齒向載荷分布系數(shù) 動(dòng)載荷系數(shù)工作狀況系數(shù)，取傳動(dòng)比，為4許用接觸應(yīng)力,其中為試驗(yàn)齒輪的齒面接觸疲勞極限,由參考文獻(xiàn)2知,那么滿足接觸疲勞強(qiáng)度的要求。(3)傳動(dòng)軸II的驗(yàn)證計(jì)算齒輪傳動(dòng)軸的抗彎剛度驗(yàn)算，包括軸的最大撓度，滾動(dòng)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)2上，得y=0.0005l = 0.0005×320=0.16mm由參考文獻(xiàn)1，傳動(dòng)軸的抗彎剛度驗(yàn)算滿足要求時(shí)，除重載軸外

22、，一般無需再進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。因此對于傳動(dòng)軸II，僅需要進(jìn)行剛度計(jì)算，無須進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算.傳動(dòng)軸II的載荷分析對傳動(dòng)軸II的受力進(jìn)行簡化，得到下示載荷分布圖：圖4-3 傳動(dòng)軸II剛度驗(yàn)算簡圖1圖4-4 傳動(dòng)軸II剛度驗(yàn)算簡圖2其中，是軸的驅(qū)動(dòng)力，且3個(gè)驅(qū)動(dòng)力不能同時(shí)作用，是軸的驅(qū)動(dòng)阻力，且2個(gè)驅(qū)動(dòng)阻力不能同時(shí)作用。其彎曲載荷由下式計(jì)算： 式中：該齒輪傳遞的全功率()，如前述原因，此處均??；該齒輪的模數(shù)，齒數(shù)該傳動(dòng)軸的計(jì)算工況轉(zhuǎn)速()，(或)該軸輸入扭矩的齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速()該軸輸出扭矩的齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速() 將五種驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)阻力分別帶入式，可得到各驅(qū)動(dòng)力為：對于輸出驅(qū)動(dòng)阻力，由于各種情況轉(zhuǎn)速不定，故應(yīng)在選

23、定校核用軸II速度以后計(jì)算，選取產(chǎn)生撓度最大時(shí)的驅(qū)動(dòng)力對應(yīng)的速度. 傳動(dòng)軸II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，其最大誤差不超過3%.由參考文獻(xiàn)1，假設(shè)兩支承的齒輪傳動(dòng)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：式中：兩支承間的跨距(mm)，對于軸II，=360mm該軸的平均直徑(mm)，本軸的平均直徑D36mm.齒輪的工作位置至較近支承點(diǎn)的距離()輸入扭矩的齒輪在軸的中點(diǎn)引起的撓度()輸出扭矩的齒輪在軸的中點(diǎn)引起的撓度()其余各符號(hào)定義與之前一致.對于輸入的三個(gè)驅(qū)動(dòng)力，計(jì)算其分別作用時(shí)對于軸中點(diǎn)的撓度值對于，其輸入位置，故對于

24、，其輸入位置，故對于，其輸入位置，故故引起的中點(diǎn)撓度最大，在計(jì)算合成撓度時(shí)使用，進(jìn)行計(jì)算.此時(shí)軸III轉(zhuǎn)速為450r/min。此時(shí)對之前計(jì)算的輸出驅(qū)動(dòng)阻力進(jìn)行計(jì)算，各力為帶入上式，對于輸出的三個(gè)驅(qū)動(dòng)阻力，計(jì)算其分別作用時(shí)對于軸中點(diǎn)的撓度值.對于，其輸入位置，故對于，其輸入位置，故故引起的中點(diǎn)撓度最大，在計(jì)算合成撓度時(shí)使用， 進(jìn)行計(jì)算。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： 式中：被驗(yàn)算軸的中點(diǎn)合成撓度(mm);驅(qū)動(dòng)力和阻力在橫剖面上，兩向量合成時(shí)的夾角(deg)，在橫剖面上，被驗(yàn)算的軸與其前、后傳動(dòng)軸連心線的夾角(deg)，按被驗(yàn)算的軸的旋轉(zhuǎn)方向計(jì)量，由剖面圖上可得值為90

25、6;，嚙合角，齒面磨擦角，得代入計(jì)算，得：滿足要求.傳動(dòng)軸II在支承處的傾角計(jì)算由參考文獻(xiàn)1，傳動(dòng)軸在支承點(diǎn)A，B處的傾角時(shí)，可按下式進(jìn)行近似計(jì)算：代入，得能夠滿足要求，故不用計(jì)算其在齒輪處的傾角.4主軸的驗(yàn)證計(jì)算計(jì)算條件確實(shí)定a.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: 式中：兩支承間的距離，在本主軸中，。故取由參考文獻(xiàn)1，對于最大加工直徑為320mm的臥式車床，其主軸前端靜剛度為120N/um。根據(jù)不產(chǎn)生切削自激振動(dòng)的條件來確定主軸組件的剛度。由參考文獻(xiàn)1，上述可以任選一種，進(jìn)行判定.此處，選用驗(yàn)算主軸軸端的撓度b.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

26、確定，其計(jì)算公式為： 式中：電動(dòng)機(jī)額定功率(kW)，此處。主傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率， ，為各傳動(dòng)副、軸承的效率。由參考文獻(xiàn)1，計(jì)算得出主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，由前知，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為80r/min.計(jì)算直徑，對于車床，為溜板上的最大加工直徑，=0.50.6，為最大加工直徑=(0.50.6)x320=160192mm，取180mm。將參數(shù)值帶入上式，得。驗(yàn)算主軸組件剛度時(shí)，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，總切削力，如果按通常采用未磨鈍的，其主偏角為45°的車刀，切削鋼材時(shí)的進(jìn)給量較大，各切削分力的比例關(guān)系大致為：徑向分力；進(jìn)給力，那么。對于普通車床切削力合力。c.切削力的作用點(diǎn)設(shè)切

27、削力的作用點(diǎn)到主軸前支承的距離為，那么 式中：主軸前端的懸伸長度，此處 對于普通車床，代入，切削力的作用點(diǎn)到主軸前支承的距離為d.兩支承主軸組件的靜剛度驗(yàn)算由于主軸上的大齒輪比小齒輪對主軸的剛度影響較大，故僅對大齒輪進(jìn)行計(jì)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：計(jì)算切削力作用在點(diǎn)引起主軸前端占的撓度 式中：抗拉彈性模量，鋼的為段慣性矩，對于主軸前端，有為AB段慣性矩，有徑向分力。做出雙支撐主軸徑向力計(jì)算簡圖圖4-4圖4-5 主軸部件的計(jì)算簡圖，計(jì)算得；，計(jì)算其余各參數(shù)定義與之前保持一致。代入計(jì)算，得：其方向如圖4-4所示，沿方向， .計(jì)算力偶矩作用在主軸前端點(diǎn)