立式升降台铣床主轴箱设计

1、PAGE PAGE 22立式升降台铣床主轴箱设计需要图纸资料联系，QQ：1047713170某铣床的主轴最低转速=28r/min,转速级数Z=18 公比=1.26，电动机的转速=1440r/min,电机功率N=3kW.参数拟定升降台铣床参数的拟定根据题目所给定的主轴转速级数和主电动机功率，确定为滑枕系列型式。工作台工作面宽度 320mm； 工作台面长度1320 mm；工作台面T型槽宽度18 mm； 工作台纵向行程 800 mm；工作台横向行程 300 mm； 工作台垂向行程400 mm；立式铣床主轴端面至工作台的最小距离60 mm；7：20主轴锥号 50；系列型式：滑枕；工作台最大拖动力 15

2、 kN.主运动参数的确定由公式 解得 50又已知主轴最低转速为28 r/min 且动力参数 。传动设计拟订主传动系统及运动设计计算。确定变速组个数和传动副数。主轴转速为18级的变速系统，可选用三个或两个变速组。确定传动顺序不同的传动顺序有18=332； 18=323； 18=233；18=92； 18=29； 18=36； 18=63；确定扩大顺序。变速组的扩大顺序是指各变速组的级数比指数有小到大的排列顺序。根据已知选用的传动顺序方案，又可得出若干不同的扩大顺序方案。根据“前紧后松“的原则，故选用； ;检验最后扩大组的变速范围 允许 不允许 允许因优先选用三个变速组，所以最终确定传动顺序及扩大

3、顺序为。画结构网 由=1.26=；r/min；z=18 确定主轴转素为 28， 35.5，45，56，71，90，112，140，180，224，280，355，450，560，710，900，1120，1400 初定 带传动比为转速图如下：确定带轮直径和齿轮齿数 已知电动机的功率N=3kW.，=1440r/min 每天工作1016个小时确定带论的直径确定计算功率 =查表得工作情况系数=1.2 =1.23=3.6KW选取窄V带带型确定带轮直径的基准直径和根据和查表选用SPZ型 =63mm选取=80mm，所以机床从动轮直径=i=801.93=154.4mm, 取整得155mm验算带轮速度 =6.

4、02m/s35m/s确定窄V带的基准长度和传动中心距 根据0.7（+）4满足条件；-=72-22=504满足条件齿轮齿数2256265230482665齿轮齿数4051563522867236画传动系统图主要传动件的设计计算（一）传动件的估算： 各传动轴应该满足强度和刚度两方面的要求。机床主传动系统精度要求较高，为保证轴上的零件（如齿轮、轴承等）正常工作，传动轴的变形应小。通常，轴的刚度能满足时强度也能满足要求，在这里我们只进行轴的强度校核。 一般先按扭转刚度估算轴的直径，画草图后，再根据受力情况、结构尺寸验算弯曲刚度。1.传动轴直径d(单位为mm)的估算: 式中, P该传动轴的输入功率,P=

5、Pd ; Pd 为电动机额定功率,为3.2kw; 为电动机到该轴间的传动效率,查机械工程及自动化简明设计手册表2-4，皆取=0.98。P、Pd 单位都为kw； 每米长度上允许的扭转角，单位为/m，根据传动轴的要求选取，查表取=。 nj 该传动轴的计算转速，单位为r/min； 算出的d值应作修正。当轴上有一个键槽时，d值增大4% 5%，同一断面有两个槽时，d值增大7% 10%；选用花键时，可减小7%作为花键的小径，再查标准花键。 具体计算得到各轴的直径值和圆整后的值如下表：传动装置的效率计算（根据机械设计查得如下数据）1带传动效率 齿轮传动效率含 轴承效率 2各轴功率计算 轴输入功率 轴输入功率

6、 轴输入功率 轴输入功率 3由转速图知各轴计算转速轴 轴 轴 轴 4各轴最大转矩分别为轴 轴 轴 轴 5.确定传动轴直径：传动轴的直径d的估算 查机械工程及其自动化简明设计手册表7-11取1 各轴带入数据可得各轴最小直径为 轴直径23mm 轴直径29mm 轴直径36mm 轴直径38mm 算出的d值应作修正。当轴上有一个键槽时，d值增大4% 5%，同一断面有两个槽时，d值增大7% 10%；选用花键时，可减小7%作为花键的小径，再查标准花键。经修正得 轴直径24.15mm 轴直径30.45mm 轴直径37.8mm 轴直径39.9mm 齿轮模数的估算主轴计算转速的确定=28=90r/min传动轴的计

7、算转速轴计算转速的确定：轴共有9级实际工作转速112710r/min。主轴在901400 r/min之间的所有转速都能传递全部功率，此时轴若经齿轮副/传动主轴，只有355710r/min4级转速才能传递全部功率；若经/转动主轴，则112710r/min的9级转速都能传递全部功率；因此轴具有的9级转速都能传递全部功率。其中，能传递全部功率的最低转速为=112r/min，即为轴的计算转速。其余依次类推，得各传动轴的计算转速为：=710r/min， =280r/min齿轮的计算转速齿轮的计算转速。装在轴上共有112710r/min9级转速；经/传动，主轴得到2241400r/min都能传递全部功率，

8、故的这9级转速也能传递全部功率；其中最低转速为112r/min即为的计算转速。依次类推得各齿轮的计算转速如下表齿轮序号710280710355710450280112齿轮序号28022428045011290112224以齿轮疲劳强度估算齿轮摸数 =1.84，=2.38，=3.42以齿轮接触疲劳强度估算齿轮摸数 = A=82， =2.1=82 =1.89=119 =2.2 比较和 取较大值 与标准摸数去整=2， =2.5 =3.5确定各齿轮的参数：压力角为20度，齿顶高系数=1，顶系系数=0.25，齿顶高=m,=( +)m,分度圆直径d=mz,去齿宽系数=1，齿宽B=d 则个齿轮的参数如下：4

9、44839224411211610756495256472652104108995257606455306096100944865657058.752665162.5167.5156.25657010010593.7540100127.5132.5121.2551105140145133.75569387.592.580.753588778468.252277301308292.258682252259243.2572131126133117.2536126 轴的设计输入轴I：此轴设计为直齿轮轴。1.选择轴的材料选取轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1得=600MPa,=95MPa,=55

10、MPa2.初步确定轴的最小直径前面已经根据公式初步估计出个个轴的最小直径为：轴直径24.15mm 轴直径30.45mm 轴直径37.8mm 轴直径39.9mm 主轴支承结构： 确定轴的最小直径：由前求得 D=39.9 去D=40 取d=40mm；表7-28，选用圆锥滚子轴承结构，由表D-7，选择的轴承规格列于表7：单位：mmdDBCT型号后轴承4080181619.7530208前轴承65120232024.7530213轴承精度和配合：主轴前轴承的精度比后轴承应高一级。这里我们选用普通级，前轴承选择P4，后轴承选P5。轴承配合精度内圈j5，外圈H62）主轴校核：a:对其承载最危险的情况进行校

11、核，考虑到Z16=36，Z14=86，这里只需要对Z16=36进行校核即可：主轴上功率P16=2.55kw，由转速图，主轴上最少齿轮Z16的计算转速：nc=224r/min，其相应的转矩： 。公式： ；，。b: 作用在齿轮上的力：按分度圆直径计算： d16=3*18=54mm，=200，于是 Ft=2T1/d1 =11914N，Fr=Ft*tan=4336.34N，=394448 , =143567 =414000，计算得=40.14MPa查表得-1=60MPa即CA-1,满足要求,合适主轴上键的选择：根据机械工程及其自动化简明设计手册表C-8选取键的尺寸为16*10*100 受力图和弯矩图、

12、转矩图如图：2、输入轴和传动轴设计：（1）输入轴（轴）结构由已求得可知d=24.15mm 取d=25mm 选用的圆锥滚子轴承参数如下表（表12）：（单位：mm）DDBCT型号2552151316.2530205校核第一轴 1）I轴的功率P、计算转速分别为： PI=2.88kw，=710r/min； 扭矩T：T=9550000* PI/ =38738.03r/min。 2）作用在齿轮上的力：按分度圆最小的直径计算： 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

13、 T=41697.18 ；， 解得=19.44M Pa 查表得-1=60MPa即CA-1,满足要求,合适 受力图和弯矩图、转矩图如图：3.第一传动轴（轴）的设计：（1）轴支承结构 轴选用花键轴，根据机械设计（高等教育出版社）表13-1，选用角接触球轴承。 （2）轴承精度和配合：两轴承皆用普通级，后轴承选P5，前轴承选P4，轴承的配合精度选为：内圈j5，外圈H6。（3）该传动轴结构： 由前面可知：d=30.45 取d=35在这里左右轴承根据最小尺寸选择如下表（图见机械工程及自动化简明设计手册（上册）附表D-2）：（单位：mm）型号dDB7207AC357217210 表15花键轴的上方开有退刀槽

14、，在齿轮之间放有两个相同的弹簧垫圈，垫圈的规格如下：dSb=27.91.23.72（根据表C-28（GB894.1-86），d为公称直径，b为垫圈宽，S为垫圈厚4.第二传动轴（轴）的设计：（1）轴支承结构 轴选用光轴，根据机械设计（高等教育出版社）表13-1，选用角接触球轴承。（2）轴承精度和配合：两轴承皆用普通级，后轴承选P5，前轴承选P4，轴承的配合精度选为：内圈j5，外圈H6。（3）该传动轴结构：轴上齿轮固定，左右两端各有一个轴承在这里轴承根据最小尺寸选择如下表，两轴承同尺寸如下表所示（图见机械工程及自动化简明设计手册（上册）附表D-2）：（单位：mm）型号dDB7208AC408018230 轴上开有退刀槽，在齿轮之间放有两个相同的弹簧垫圈，垫圈的规格如下：DSb=36.51.55，轴上的两段花键规格为：NdDB=842468和83646（4）第二传动轴上的功率为 P=2.66kw，该齿轮最危险部分为z=22的