CA6140主轴箱的设计【5.5KW 1.41 12级】

太原理工大学阳泉学院设计说明书

165.7??2?3?175?sin?966.2N 带轮轴的压轴力 F?2zF0sin22?14.2 传动轴的估算

传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度的要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不失是主要矛盾，除了载荷很大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求保证轴在载荷下不至发生过大的变形。因此，必须保证传动轴有足够的刚度。 4.2.1 确定各轴转速

(1) 确定主轴计算转速：主轴的计算转速为

nIV?nmin?z?13?31.5?1.4112?13?90r/min

(2) 各传动轴的计算转速：

轴Ⅲ可从主轴90r/min按22/88的传动副找上去，轴Ⅲ的计算转速 105r/min；轴Ⅱ的计算转速为500r/min；轴Ⅰ的计算转速为710r/min。 （3）核算主轴转速误差

主轴各级实际转速值用下式计算：

n?n电?D1?1???u1u2u3 D2式中 u1、u2、u3分别为第一、第二、第三变速组齿轮传动比，ε取0.02 。

n1?31.38r/min,n2?43.93r/min,n3?62.76r/min,n4?87.87r/min 正转实际转速n5?125.52r/min,n6?175.73r/min,n7?247.66r/min,n8?346.72r/min

n9?495.31r/min,n10?693.44r/min,n11?990.63r/min,n12?1386.88r/min??46.6r/min,n2??93.19r/min,n3??186.38r/minn1反转实际转速

??367.73r/min,n5??735.46r/min,n6??1470n4.93r/min转速误差用主轴实际转速与标准转速相对误差的绝对值表示：

?n?其中n标为主轴标准转速。

n标?nn?10???1?%

正转转速误差表

主轴转速 标准转速 n1 31.5 n2 45 9

n3 63 n4 90 n5 105 n6 180 太原理工大学阳泉学院设计说明书

实际转速 转速误差% 主轴转速 标准转速 实际转速 转速误差% 转速误差满足要求。

反转转速误差表

主轴转速 标准转速 实际转速 转速误差% 转速误差满足要求。 4.2.2 传动轴直径的估算

' n1' n231.38 0.30 n7 250 43.93 2.34 n8 355 62.76 0.38 n9 500 87.87 2.37 n10 710 105.52 0.42 n11 1000 175.73 2.37 n10 1400 247.66 346.72 495.31 693.44 990.63 1386.88 0.94 2.30 0.94 2.30 0.94 0.94 ' n3' n4' n5' n647.5 46.60 1.90 95 93.19 1.90 190 375 750 1500 186.38 367.73 735.46 1470.93 1.90 1.90 1.90 1.90 d?KA4其中：P-电动机额定功率

K-键槽系数 A-系数

P?mm nj?-从电机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积；

nj-该传动轴的计算转速。

计算转速nj是传动件能传递全部功率的最低转速。各传动件的计算转速可以从转速图上，按主轴的计算转速和相应的传动关系确定。

查《机械制造装备设计》表3-11，I、II、III轴都是花键轴，????1.5,A?83,K?1.07;Ⅳ轴

?是单键轴，????1,A?92,K?1.05。

?[1]Ⅰ轴的直径：?1?0.95,n1?710r/min

d1??83?1.07?45.5?0.95?26.01mm，取28mm.

71010

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[2]Ⅱ轴的直径：?2??1?0.98?0.99?0.99?0.912,n2?500r/min

d2??83?1.07?45.5?0.912?28.11mm，取30mm.

500[3]Ⅲ轴的直径：?3??2?0.98?0.98?0.876,n3?125r/min

d3??83?1.07?45.5?0.876?39.35mm,取42.5mm.

125[4]主轴的直径：?4??3?0.99?0.98?0.98?0.85,n4?90r/min

d4??92?1.05?45.5?0.85?46.12mm,取50mm. 90此轴径为平均轴径，设计时可相应调整。

4.3 齿轮齿数的确定和模数的计算

4.3.1 齿轮齿数的确定

当各变速组的传动比确定以后，可确定齿轮齿数。对于定比传动的齿轮齿数可依据机械设计手册推荐的方法确定。对于变速组内齿轮的齿数，如传动比是标准公比的整数次方时，变速组内每对齿轮的齿数和Sz及小齿轮的齿数可以从表3-9（机械制造装备设计）中选取。一般在主传动中，最小齿数应大于18～20。采用三联滑移齿轮时，应检查滑移齿轮之间的齿数关系：三联滑移齿轮的最大齿轮之间的齿数差应大于或等于4，以保证滑移是齿轮外圆不相碰。 第一组齿轮：

传动比：u1?1?0?1, u2?1??1 1.41查《机械制造装备设计》表3-9，齿数和Sz取84

Z?=42，Z2=42，Z3=35，Z4=49；

第二组齿轮：

传动比：u1?1?0?1,u2?1?2?111，u2?4? 2?4齿数和Sz取90：

Z5=18，Z6=72，Z7=45，Z8=45，Z9=30，Z10=60；

第三组齿轮：

11

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传动比：u1??21?2,u2?1?4?1 4齿数和Sz取110：

Z11=73，Z12=37，Z13=22，Z14=88，

反转齿轮：

?n1n27107111207???? 传动比：u1?，u2??1120112n80052n2 取Z15?35，得Z16?Z15?u1?35? Z174.3.2 齿轮模数的计算 (1)Ⅰ-Ⅱ 齿轮弯曲疲劳的计算：

71?23 1127?Z16?u2?23??33

5N1?Nd??5.5?0.95kW?5.23kW

m??323N5.23mm?323mm?1.91mm znj49?500 （机床主轴变速箱设计指导P36，nj为大齿轮的计算转速，可根据转速图确定）

齿面点蚀的计算：A?3703N5.23mm?3703mm?80.91mm nj500取A=81，由中心距A及齿数计算出模数： mj?2A2?81??1.93

Z1?Z284根据计算选取两个中的较大值，选取相近的标准模数。 取mj?1.93，所以取m?3 (2) Ⅱ-Ⅲ齿轮弯曲疲劳的计算：

N2?5.5?0.95?0.99?.099?0.98kW?5.02kW

m??323N5.02mm?323?2.63 znj72?12512