銑床萬能分度頭設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】
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一、文獻(xiàn)綜述
1.1 銑床基本概述
銑床是一種用途廣泛的機(jī)床,在銑床上可以加工水平或垂直平面;各類溝槽,如鍵槽、T形槽、燕尾槽等;分齒零件,如齒輪、花鍵軸、鏈輪;螺旋形表面,如螺紋、螺旋槽及各種曲面。此外,還可用于對回轉(zhuǎn)體表面、內(nèi)孔加工及進(jìn)行切斷工作等。銑床在工作時(shí),工件裝在工作臺上或分度頭等附件上,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表面。由于是多刀斷續(xù)切削,因而銑床的生產(chǎn)率較高。簡單來說,銑床就是用銑刀對工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。
銑床有立式銑床與臥式銑床,兩者主要是主軸布置方式的差別,除了主軸布置不同以外,工作臺可以上下升降, 立式銑床用的銑刀相對靈活一些,適用范圍較廣。銑床按布局分為升降臺銑床、龍門銑床、單柱銑床和單臂銑床、工具儀表銑床等;而按結(jié)構(gòu)又可分為臺式、懸臂式、龍門式、平面式、仿形式等??刂品绞街饕蟹滦问?、程序控制式及數(shù)控銑床。
1.2 銑床的分類
1.2.1 按布局形式和使用范圍加以區(qū)分
1、升降臺銑床:有萬能式、臥式和立式等,主要用于加工中小型零件,應(yīng)用最廣。 2、龍門銑床:包括龍門銑鏜床、龍門銑刨床和雙柱銑床,均用于加工大型零件。 3、單柱銑床和單臂銑床前者的水平銑頭可沿立柱導(dǎo)軌移動,工作臺作縱向進(jìn)給;后者的立銑頭可沿懸臂導(dǎo)軌水平移動,懸臂也可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整高度。兩者均用于加工大型零件。 4、工作臺不升降銑床,是介于升降臺銑床和龍門銑床之間的一種中等規(guī)格的銑床。 其垂直方向的運(yùn)動由銑頭在立柱上升降來完成。 5、儀表銑床:一種小型的升降臺銑床,用于加工儀器儀表和其他小型零件。 6、工具銑床:用于模具和工具制造,配有立銑頭、萬能角度工作臺和插頭等多種附件,還可進(jìn)行鉆削、鏜削和插削等加工。 7、其他銑床:如鍵槽銑床、凸輪銑床、曲軸銑床、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等,是為加工相應(yīng)的工件而制造的專用銑床。按控制方式,銑床又分為仿形銑床(見仿形機(jī)床)、程序控制銑床和數(shù)字控制銑床(見數(shù)字控制機(jī)床)
1.2.2按結(jié)構(gòu)分
1、臺式銑床:小型的用于銑削儀器、儀表等小型零件的銑床。 2、懸臂式銑床:銑頭裝在懸臂上的銑床,床身水平布置,懸臂通??裳卮采硪粋?cè)立柱導(dǎo)軌作垂直移動,銑頭沿懸臂導(dǎo)軌移動。 3、滑枕式銑床:主軸裝在滑枕上的銑床,床身水平布置,滑枕可沿滑鞍導(dǎo)軌作橫向移動,滑鞍可沿立柱導(dǎo)軌作垂直移動。 4、龍門式銑床:床身水平布置,其兩側(cè)的立柱和連接梁構(gòu)成門架的銑床。銑頭裝在橫梁和立柱上,可沿其導(dǎo)軌移動。通常橫梁可沿立柱導(dǎo)軌垂向移動,工作臺可沿床身導(dǎo)軌縱向移動,用于大件加工 5、平面銑床:用于銑削平面和成型面的銑床,床身水平布置,通常工作臺沿床身導(dǎo)軌縱向移動,主軸可軸向移動。它結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)效率高。 6、仿形銑床:對工件進(jìn)行仿形加工的銑床。一般用于加工復(fù)雜形狀工件。 7、升降臺銑床:具有可沿床身導(dǎo)軌垂直移動的升降臺的銑床,通常安裝在升降臺上的工作臺和滑鞍可分別作縱向、橫向移動。 8、搖臂銑床:搖臂裝在床身頂部,銑頭裝在搖臂一端,搖臂可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)和移動,銑頭能在搖臂的端面上回轉(zhuǎn)一定角度的銑床。 9、床身式銑床:工作臺不能升降,可沿床身導(dǎo)軌作縱向移動,銑頭或立柱可作垂直移動的銑床。 10、專用銑床:例如工具銑床:用于銑削工具模具的銑床,加工精度高,加工形狀復(fù)雜。
1.2.3 按控制方式分
銑床又可分為仿形銑床、程序控制銑床和數(shù)控銑床等。
1.3.國內(nèi)銑床的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
隨著1818年第一臺銑床的問世,銑床已經(jīng)成為機(jī)械行業(yè)不可或缺的一部分。特別是各種精密銑床、數(shù)控銑床更是國防、航空、汽車、造船、機(jī)床和工具制造等部門發(fā)展品種、推進(jìn)技術(shù)改造的重要設(shè)備。銑床擁有量已占機(jī)床總擁有量的1/10以上。但在中國,普通銑床還是占主體,數(shù)控銑床比重小而且技術(shù)不高,大多數(shù)依然需要進(jìn)口。不斷加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新是提高國產(chǎn)銑床水平的關(guān)鍵。
1.3.1. 進(jìn)口大幅度增加,出口日趨減少
隨國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,國內(nèi)生產(chǎn)的各種銑床,尤其是數(shù)控銑床已經(jīng)滿足不了各界用戶的需求,需要大量進(jìn)口。根據(jù)中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會市場部提供的資料表明,1998年到2001年,各種銑床進(jìn)口量由4622臺增加到6471臺,增幅達(dá)40%,其中數(shù)控銑床進(jìn)口量由563臺增加到2290臺,增幅高達(dá)258%。 與進(jìn)口的快速增長形成鮮明對照的是銑床的出口增長緩慢,特別是其中數(shù)控銑床出口,2001年比1998年在數(shù)量上下降了56%,在金額上下降了14%。
1.3.2 技術(shù)低于世界水平
中國銑床發(fā)展起步晚,1949年中華人民共和國成立以后,中國的機(jī)械工業(yè)才逐步從修配性質(zhì)發(fā)展成為一個(gè)門類比較齊全、具有一定規(guī)模、技術(shù)水平和成套水平不斷提高的工業(yè)部門。與西方上百年的發(fā)展有不小的差距。 盡管我過銑床發(fā)展迅速,一些產(chǎn)品產(chǎn)量居世界第一位,然而,我國的制造業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)鏈中總體上處于下游和低端位置。什么原因呢?關(guān)鍵問題在于我們的核心零部件受到外國限制,具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品比重小,缺乏國際競爭力。只有在核心零部件的技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)方面加大馬力,才能突破外國的封鎖,提高技術(shù)。 業(yè)內(nèi)認(rèn)識認(rèn)為,我國機(jī)械行業(yè)存在一個(gè)巨大的技術(shù)“黑洞”,最突出的表現(xiàn)是對外技術(shù)依存度高。曾幾何時(shí),企業(yè)的進(jìn)口機(jī)械成了宣傳的噱頭。以至于不重視自己的自己的創(chuàng)新,然人潛移默化中接受:只有外國進(jìn)口的生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備是可靠的,是產(chǎn)品的保證。
1.3.3 數(shù)控化率低但增長快
由于數(shù)控機(jī)床的增長速度明顯快于普通機(jī)床的,數(shù)控機(jī)床在金屬加工機(jī)床總量中的比重逐年上升,我過機(jī)床的數(shù)控化逐年提高。機(jī)床的產(chǎn)量數(shù)控化率從2001年的9.12%上升為2009年的30%左右。雖然增長很快,但是基數(shù)大,數(shù)控化的普及率還是不高,與發(fā)達(dá)國家60%~70%的水平存在很大差距。 專業(yè)人士支出,在中國機(jī)床行業(yè)整體高速增長的背后,仍然隱憂。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看,國產(chǎn)銑床行業(yè)的增長主要依靠低端普通機(jī)床的帶動,高中檔銑床所占比例不斷減少,重型銑床市場走勢趨緩,因而目前行業(yè)的發(fā)展道路并不健康。?
1.3.4?國家扶持的支點(diǎn)偏離?
業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為,技術(shù)黑洞的形成與國家的重視程度、投入密切相關(guān)。國家在過失的二十多年來忽視了發(fā)展機(jī)械行業(yè),在政策、資金等方面都出現(xiàn)了偏差。產(chǎn)權(quán)激勵(lì)制度是創(chuàng)新和研發(fā)產(chǎn)品的重要保障。國有企業(yè)對創(chuàng)新人才的產(chǎn)權(quán)激勵(lì)基本上沒有實(shí)行。一方面創(chuàng)新成果的知識產(chǎn)權(quán)沒有得到有效的保護(hù),另一方面,創(chuàng)新著的貢獻(xiàn)沒有得到產(chǎn)權(quán)確認(rèn)。企業(yè)研發(fā)的技術(shù)和產(chǎn)品,要么被國家無償拿走,要么被其他的企業(yè)無償抄襲。
總結(jié)
本文對中國銑床的現(xiàn)狀做了一個(gè)總結(jié),對存在的問題也提出了一些整改措施,并對以后銑床的發(fā)展提供了一些方向。?
數(shù)控機(jī)床的發(fā)展日新月異,高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開放化、并聯(lián)驅(qū)動化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化、綠色化已成為現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床發(fā)展的趨勢和方向。?
中國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)不能安于現(xiàn)狀,應(yīng)該抓住機(jī)會不斷發(fā)展,努力發(fā)展自己的先
進(jìn)技術(shù),加大技術(shù)創(chuàng)新與人才培養(yǎng)力度,提高企業(yè)綜合服務(wù)能力,努力縮短與發(fā)達(dá)國家之間的差距。力爭早日實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品從低端到高端、從初級產(chǎn)品加工到高精尖產(chǎn)品制造的轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)從中國制造到中國創(chuàng)造,從制造大國到制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。?
目前,無論是國外還是國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的質(zhì)量問題或多或少都存在著,換言之,數(shù)控機(jī)床的可靠性增長技術(shù)還有待進(jìn)一步的研究,降低數(shù)控機(jī)床的故障率,在可靠性摸底和故障分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行多方面的有針對性的可靠性改進(jìn)。在市場競爭日趨激烈的今天,如何提高可靠性及可靠性的好壞是數(shù)控產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵所在。
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二、方案設(shè)計(jì)
方案一 蝸輪蝸桿傳動 運(yùn)轉(zhuǎn)振動小噪音低,軸可以垂直布置不相交,而且可以防止齒輪逆轉(zhuǎn)
方案二 絲杠螺母加齒輪齒條運(yùn)動 傳動間隙大回轉(zhuǎn)精度差,比較適合高速往返傳動
方案三錐齒輪加齒輪齒條傳動 承載力大,傳動精度但有噪音易磨損
經(jīng)過綜合比較最終選擇方案一為設(shè)計(jì)方案
2.1萬能分度頭參數(shù)
萬能分度頭屬于銑床附件中的夾具,來改變工件角度。本次設(shè)計(jì)為F11125型萬能分度頭,當(dāng)萬能分度頭的主軸處于水平位置時(shí),軸線離分度頭底面的距離為125mm。綜合各方面因素選擇X62W型臥式銑床。
2.2 X62W型立式銑床的各項(xiàng)參數(shù)
主軸端面至工作臺距離(mm) 45~415
主軸中心線到床身垂直導(dǎo)軌的距離(mm) 30/350
主軸轉(zhuǎn)速(r.p.m)18級 30~1500/18級
主軸軸向移動距離(mm) 85
工作臺工作面(寬度×長度)(mm) 320×1325
工作臺行程縱向/橫向/垂向(手動/機(jī)動)(mm) 720/700、255/240、 370/350
工作臺進(jìn)給范圍縱向/橫向/垂向(mm/min) 23.5~1180/23.5~1180/8~394
工作臺快速移動速度縱向/橫向/垂向(mm/min) 2300/2300/770
T型槽槽數(shù)/槽寬/槽距(mm/) 3/18/70
主電機(jī)功率(mm) 7.5
進(jìn)給電機(jī)功率(kw) 1.5
外形尺寸(mm) 2300×1890×2380
機(jī)床凈重(kg) 2650/2950
2.3 F11125參數(shù)
中心高
125
主軸由水平位置向上轉(zhuǎn)動的角度
≦90°
主軸由水平位置向下轉(zhuǎn)動的角度
≦-6°
分度手輪每轉(zhuǎn),主軸回轉(zhuǎn)角度
9°
游標(biāo)最小示值
10"
蝸桿副傳動比
1:40
主軸孔錐度
MT4
定位鍵寬度
18
主軸法蘭盤定位短錐直徑
Ф53.975
分讀盤孔數(shù)
第一面
24,25,28,30,34,37,38,39,4,42,43
第二面
46,47,49,51,53,54,57,58,59,62,66
變換齒輪
模數(shù)
2
齒數(shù)
2.5,30,35,40,50,55,60,70,80,90,100
分度手柄一整轉(zhuǎn)主軸單個(gè)分度誤差
±45"
主軸在任意1/4圓周上的累積誤差
±1"
最大承重(kg)
130
凈重(kg)
113
毛重(kg)
132
箱體尺寸
710×535×342
2.4分度頭工作條件及要求
萬能分度頭工作功率由進(jìn)給電機(jī)提供0.5kw
萬能分度頭一般工作轉(zhuǎn)速(手動): 60r/min
萬能分度頭一般工作轉(zhuǎn)速(掛輪輸入):200r/min
使用壽命為20年,每年工作300d,每天工作8h。
三、設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1、渦輪蝸桿傳動設(shè)計(jì)
3.1.1 選擇傳動類型,精度等級和材料
考慮到傳動功率不大,傳動速度較低,選用阿基米德圓柱螺桿(ZA型)傳動,精度8c GB/T10089-1988。蝸桿用20Cr,表面淬火,硬度為45~50HRC;表面粗糙度≤1.6um 。蝸輪輪緣選用ZCuSn10P1金屬摸鑄造。
3.1.2 選擇蝸桿,渦輪的齒數(shù)
因?yàn)楦鱾€(gè)型萬能分度頭傳動比都是i==40,參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表23.5-3,取 ,變位系數(shù)暫取x=0。
3.1.3 確定許用應(yīng)力
由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表11-4查得, 按圖11-5查得Vs=3,再查圖11-6采用浸油潤滑得
齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
查圖得
3.1.4 按蝸輪輪齒接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
根據(jù)鄙視蝸桿傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),再校核彎曲疲勞強(qiáng)度。
1)確定載荷系數(shù)K
載荷系數(shù)取,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11-5有使用系數(shù)取,齒向載荷分布系數(shù)取,動載荷系數(shù),所以,k取1.21。
2)確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩
暫取傳動總效率η=0.82,則蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩:
3)計(jì)算中心距a
取中心距a=125mm,故從表11-2中取模數(shù)m=5mm,蝸桿分度圓直徑。從圖11-18中查的接觸系數(shù),因此以上結(jié)果可用。
3.1.5 確定傳動的主要尺寸
已知 a=125 m=5
蝸桿齒頂圓直徑
蝸桿齒根圓直徑 取40
取55
蝸輪齒頂圓直徑 取130
蝸輪外圓直 取214
蝸輪齒寬
蝸輪齒頂圓弧半徑
蝸輪齒根圓弧半徑
蝸桿軸向齒厚
蝸桿法向齒厚
導(dǎo)程角為=
3.1.6蝸輪蝸桿的潤滑
潤滑對于蝸輪蝸桿傳動來說,具有特別的意義。因?yàn)楫?dāng)潤滑不良時(shí),傳動效率將顯著降低,并且?guī)韯×业哪p和產(chǎn)生膠合破壞的危險(xiǎn),所以往往采用粘度大的礦物油進(jìn)行良好的潤滑,在潤滑油中還常加入添加劑,使其提高抗膠合能力。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11-21 采用油池潤滑,潤滑油油量為浸油深度為一個(gè)齒高。
3.2斜齒輪的設(shè)計(jì)
3.2.1選材,熱處理方法,精度等級,齒數(shù),初選螺旋角
考慮到萬能分度頭結(jié)構(gòu)緊湊,故兩個(gè)斜齒輪均用40Cr調(diào)制處理后表面淬火;因載荷平穩(wěn),齒輪轉(zhuǎn)速不高,故選用7級精度;閉式硬齒面齒輪傳動,考慮到傳動平穩(wěn)性,齒數(shù)宜取多一些,兩斜齒輪選用齒;按硬齒面齒輪小齒輪懸臂安裝查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7,選齒寬系數(shù);選螺旋角。
3.2.2 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
3.2.3 確定公式中各參數(shù)值
1) 載荷系數(shù) 試選
2) 齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
3)端面重合度系數(shù) 查 圖10-26 =0.5
4)螺旋角影響系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-28
5)齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) 查表10-5得=2.97 =1.52
6)齒輪許用應(yīng)力
應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
彎曲疲勞壽命系數(shù) 查 圖10-18取
齒輪疲勞極限 查圖10-20 取=620
疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) 取S=1.4
代入上式 得齒輪許用應(yīng)力
=372
3.2.4 設(shè)計(jì)計(jì)算
1)計(jì)算齒輪的模數(shù)
2) 計(jì)算圓周速度v
3)計(jì)算載荷系數(shù)
查表10-2得;根據(jù)v=0.4515m/s、7級傳動精度,查圖10-8得 ;
查表10-3斜齒輪傳動取;查 圖10-13得。則載荷系數(shù)
4)校正并確定模數(shù)
取
3.2.5 計(jì)算齒輪傳動幾何尺寸
1)中心距
2)螺旋角
3)兩分度圓直徑
4)齒寬
取,
3.2.6 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
3.2.7 確定公式中各參數(shù)數(shù)值
1) 兩斜齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
按齒面硬度查圖12-6得,齒輪的接觸疲勞極限
2) 接觸疲勞壽命系數(shù)
查 圖10-19得
3) 計(jì)算許用接觸應(yīng)力
取安全系數(shù),則
4) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
5)材料系數(shù)
材料系數(shù)
6) 齒輪軸向分力
齒輪軸向分力=936.3N
3.2.8 校核計(jì)算
,
基礎(chǔ)疲勞強(qiáng)度滿足條件
3.3直齒輪設(shè)計(jì)
3.3.1 選擇齒輪材料,熱處理方法,精度等級,齒數(shù)及齒寬系數(shù)
兩個(gè)齒輪都選用45調(diào)制剛處理,齒面硬度都為260HBS,屬軟齒面閉式傳動,載荷平穩(wěn),齒輪轉(zhuǎn)速不高,處選7級精度。又因?yàn)槿f能分度頭的傳動比皆為固定傳動比1/40,取初始齒輪齒數(shù),按軟齒面齒輪懸臂安裝,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7,取齒寬系數(shù)
3.3.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
3.3.3 確定公式中各參數(shù)
1)載荷系數(shù),試選
2)齒輪轉(zhuǎn)矩
3)材料系數(shù) 查表10-6得
4)兩個(gè)齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 查 圖10-21
5)接觸疲勞壽命系數(shù) 查圖10-19得
6)確定許用接觸應(yīng)力
3.3.4 設(shè)計(jì)計(jì)算
1)齒輪分度圓
2)計(jì)算圓周速度v
3)計(jì)算載荷系數(shù)K
查表10-2得使用系數(shù);根據(jù)v=0.541、7級精度,查圖10-8得動載系數(shù);查表10-4得;查表10-3
則
4)校正分度圓直徑
3.3.5 計(jì)算齒輪傳動的幾何尺寸
1)計(jì)算模數(shù)
取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2.5
2)兩齒輪分度圓直徑
3)中心距
4)齒寬b
5)齒高h(yuǎn)
3.3.6 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
3.3.7 確定公式中各值的參數(shù)
1) 確定齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限
2) 彎曲疲勞壽命系數(shù)
3) 許用彎曲應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù) ,應(yīng)力修正系數(shù),得
4) 確定齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù),
查表10-5得
5)校核計(jì)算
四、軸的設(shè)計(jì)
4.1主軸設(shè)計(jì)
4.1.1 主軸的設(shè)計(jì)參數(shù)
(1) 確定軸所受功率和轉(zhuǎn)速
由前面得知=0.75 n=5
(2) 確定相關(guān)的效率
蝸桿嚙合效率,8級精度 80 其他摩擦消耗
(3) 軸所受到的實(shí)際功率
蝸輪軸的總效率
(4) 確定軸的轉(zhuǎn)矩
5.1. 2 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)確定軸的最小直徑
該軸選用45剛調(diào)質(zhì)處理,查表15-3確定軸的A=112
(2)確定各段軸的尺寸
由小端往大端有:
Ⅰ-Ⅱ段的長度 應(yīng)略大于三個(gè)墊片的總和 62
Ⅰ-Ⅱ段的直徑 應(yīng)略大于軸的最小直徑
Ⅱ-Ⅲ段長度 應(yīng)保證蝸輪處于箱體的正中間,得= 68
Ⅱ-Ⅲ段直徑 得
Ⅲ-Ⅳ段長度 與蝸輪配合且略小于蝸輪長度64
Ⅲ-Ⅳ段直徑 為了滿足安裝要求與前面一致 得70
Ⅳ-Ⅴ段的長度 起定位作用所以=8
Ⅳ-Ⅴ段的直徑 Ⅴ 處軸肩高,且該軸肩受到一定軸向力作用h取5mm,則
Ⅴ-Ⅵ段長度 為減小加工難度取65
Ⅴ-Ⅵ段直徑 70
Ⅵ-Ⅶ段長度 85
Ⅵ-Ⅶ段直徑 80
19 109
Ⅶ-Ⅷ段長度 與三爪卡盤配合,滿足裝配要求
Ⅶ-Ⅷ段直徑 取最小尺寸,取一個(gè)錐度1:20,方便定位
(3)確定倒角和圓角尺寸 查手冊得取為倒角
各軸肩出圓角半徑 考慮應(yīng)力集中的影響,由軸端直徑手冊查得R2=90
(4)軸上零件的選擇
齒輪輪轂與軸的配合 為了保證對中良好,采用較緊的過度配合 配合為H7/n6
齒輪出的平鍵選擇 選A型普通平鍵,由查手冊,平鍵截面尺寸,鍵長56。
5.2 其他軸的設(shè)計(jì)
同5.2的設(shè)計(jì)方法,得到:
(1)掛輪輸入軸:
鍵選擇
(2)中間軸:
斜齒輪處鍵選擇 直齒輪處
在設(shè)計(jì)時(shí),我們?nèi)筛S的最小直徑為18
五、軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1 軸承的選擇
根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同,可把軸承分為滑動軸承和滾動軸承兩大類。滾動軸承由于摩擦系數(shù)小、啟動阻力小,而且它已標(biāo)準(zhǔn)化,選用、潤滑、維護(hù)都很方便,因此在一般機(jī)器中應(yīng)用較廣。滾動軸承具有摩擦阻力小,功率消耗少,啟動容易等優(yōu)點(diǎn)。滾動軸承主要承受徑向載荷,也能承受一定的軸向載荷;極限轉(zhuǎn)速較高,當(dāng)量摩擦因數(shù)最??;高轉(zhuǎn)速時(shí)可用來承受不大的純軸向載荷;允許角偏差較小,承受沖擊能力差。適用于剛性較大的軸上。
根據(jù)各軸段設(shè)計(jì)好的直徑尺寸,查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》中圓錐滾子軸承設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)表,
主軸:直徑80mm處選擇軸承30210,直徑60mm處選用軸承30212
中間軸:采用軸承30206
交錯(cuò)傳動軸:采用軸承30206
5.2 軸承的校核
首先查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[10]得:
30206型軸承基本額定動載荷Cr=43.2,e=0.37,Y=1.6。
30210型軸承基本額定動載荷Cr=73.2,e=0.42,Y=1.4。
30212型軸承基本額定動載荷Cr=102.2,e=0.4,Y=1.5。
5.2.1軸承的壽命計(jì)算
30212型和30210軸承計(jì)算
1、切削力的計(jì)算
根據(jù)公式得 , 根據(jù)典型切、銑削工藝取n=1200。
又∵
∴
2、徑向力的確定
單列圓錐滾子軸承背對背組合
由分析可知:
3、計(jì)算兩軸的派生軸向力S
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得單列圓錐滾子軸承的派生軸向力計(jì)算公式為。
所以
4、計(jì)算兩軸的軸向載荷
軸承外加的軸向力。
∴
所以軸承1被壓緊,軸承2被“放松”。
∴
5、計(jì)算兩軸的當(dāng)量載荷P
查機(jī)械設(shè)計(jì)得:載荷系數(shù)。
軸承2的當(dāng)量動載荷P1:
,∴查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得
軸承1的當(dāng)量動載荷P2:
所以查得:
∴
6、 驗(yàn)算兩軸承的壽命
正常情況下軸承是在正常溫度下工作,t<120°C,所以查得
圓錐滾子軸承的,所以軸承的壽命為:
軸承1 ,能工作幾十年,滿足要求。
軸承2
綜上所述,最終選定的圓錐滾子軸承為30212型號和30210型號。
30106的校核同上,經(jīng)驗(yàn)證皆符合要求。
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