铣床主轴变速箱设计

目录一、机床的规格及用途 1二、运动设计 1三、传动装置的效率计算 6四、齿轮模数的确定和检验 7五、轴的设计计算 8.一、 机床的规格及用途 给定的的机床要求为：某铣床的主轴最低转速,转速级数Z=17，公比，电动机的转速，电动机功率N=5（KW） =1.26 Z=17 二、运动设计 由已知条件=1.06可知，此铣床的相应转速数分别为：37.5r/min ,47.5r/min ,60r/min ,75r/min ,95 r/min ,118 r/min ,150r/min,190 r/min, 236r/min ,300r/min ,375r/min ,475r/min ,600r/min ,750/min ,950r/min ,1180r/min,1500r/min. 即 ，所以 1结构式的确定（1）确定变速组的个数和传动副数。主轴转速为17级的变速系统可采用3个变速组。其中两个三联滑移齿轮和一个双联滑移齿轮变速组。（2）确定扩大顺序方案。根据传动线“前紧后松”的原则，（3）检验最后扩大组的变速范围因此，结构方案确定为2确定V带传动考虑轴转速不宜过低（结构尺寸增大），也不宜过高（带轮转动不平衡引起振动、噪声），初定，带传动比为. 确定计算功率 由机械设计表8-6查得工作情况系数=1.1，故 .选取V带带型 根据、由图8-8确定选用A型。.确定带轮基准直径 由机械设计表8-3和表8-7取主动轮基准直径。从动轮基准直径 根据机械设计表8-7，取=200。验算带的速度 带的速度合适。.确定V带的基准长度和传动中心距根据0.7（+）2（+）,初步确定中心距=450。计算代所需的基准长度由机械设计表8-2选带的基准长度900。实际中心距 .验算主动轮上的包角 包角合适。.计算V带的根数Z 由式查机械设计表8-5a和表8-5b得 查表8-8得则 取Z=5根。.计算预紧力 查机械设计表8-4得q=0.10kg/m.故计算作用在轴上的压轴力 3分配传动比（1）分配第三变速组的传动比。=1/4。（2）分配第二变速组的传动比。，（3）分配第一变速组的传动比。=1, ,4.设计转速图 5.主轴计算转速的确定=110r/min5.其他轴计算转速的确定 由机械制造装备设计其他轴计算转速确定方法 =150r/min，=600r/min，=750r/min6.各齿轮的计算转速如下齿轮序号n750750750750600950300150齿轮序号n6006006006001504752361187.齿轮齿数的确定确定各齿轮副的齿数。在轴齿轮传动中取=21,查机械制造装配设计表2-5查得=33，=37，=29，取S=66，则与、相配合的齿轮齿数=33，=29，=37。同理，在轴齿轮传动中取=18，查得=45=72，=30，取S=90，则与、相配合的齿轮齿数=45，=,18， =,60。在轴齿轮传动中取 Zmin=18，查得=35，=18，取S=90，则与、相配合的齿轮齿数=55，=72。三、传动装置的效率计算1带传动效率 齿轮传动效率含轴承效率 驱动轴一对轴承效率 故传动装置总效率 2各轴功率计算 轴输入功率 轴输入功率 轴输入功率 轴输入功率 3由转速图知各轴最低转速s轴 轴 轴 轴 4各轴最大转矩分别为轴 轴 轴 轴 四、齿轮模数的确定和检验1.齿轮模数的确定 由机械工程及自动化简明设计手册根据齿轮弯曲强度估算32，其中、应为同一轮的齿数和计算转速，为驱动电动机功率。 由于齿轮配合成对出现，所以相配合的齿轮模数相同。经计算得=3，=3，=3，=3，=3，=3，=5，=4。2.模数的检验由机械工程及自动化简明设计手册按弯曲疲劳强度计算齿轮模数用下面公式进行检验，275经检验275=1.8496，符合条件。同理进行检验其他齿轮符合条件。3.齿轮参数计算分度圆直径公式： 宽度公式：齿数Z摸数m分度圆直径d宽度B13339918233399183373111184 29387185293871863731111874531352184531352197232162110183 54211130390 211260318021133551754014185904015555275401672536040五、轴的设计计算1.轴的设计计算 轴上参数如下表：齿宽1872137.51500110根据齿轮轴向布置的原则，初步估算各轴长度如下：、轴总长为1290mm0、轴总长为820mm.传动轴直径的初步估算：根据公式机械工程及其自动化简明手册初步估算各轴直径如下：轴： 轴：轴： 轴：输入轴I：此轴设计为直齿轮轴。2.选择材料 选取轴的材料为45钢，调质处理，由机械设计表15-1得=600MPa, =95MPa, =55MPa3.轴的初步估算 查表15-3取A0=112,于是得 d4.轴的结构设计根据轴上零件的定位，装配以及轴的工艺性要求，参考表8-3，图8-4初步确定轴的结构图，如附图：1)各轴段直径的确定：初定 选滚动轴承，代号为6206C，定位轴肩高度（参考机械设计课程设计表5-9）其他直径确定按照机械设计课程设计表4-17确定 为非定位轴肩高度选滚动轴承代号为6208C 查表5-9定位轴肩高度 2)轴段轴向长度的确定。按轴上零件的轴向尺寸，零件间相对位置及轴在机床中的位置，参考表8-3 轴段轴向长度的确定如上图，至此已初步确定了轴的各段直径和长度。5.按许用弯曲应力校核轴（1）绘轴的受力图（2）计算轴上的力（3）计算支反力 Z轴绕支点B的力矩和得： 同理： N校核： Y轴绕B点力矩和得： 同理： 校核：（4）绘制转矩，弯矩图垂直平面内的弯矩：C处弯矩：水平面弯矩：C处弯矩：合成弯矩：C处：转矩 计算当量弯矩及绘弯矩图：应力校正系数a=C处：（5）校核轴径：C剖面： 齿根圆直径强度足够。6.轴的细部结构：由机械设计课程设计表6-1查出键槽尺寸由表6-2查出键长 由表4-5查得表面过渡圆角半径（1）判定校核的危险面。从强度应力集中分析，C断面可能是危险截面，对C剖面进行强度校核。（2）轴材料的机械性能：材料为45钢，调质处理，由机械设计表查得：（3）剖面C的安全系数：抗弯 抗扭弯曲应力幅 弯曲平均应力扭转切应力幅 平均切应力键槽所引起的有效应力集中系数由机械设计附表3-4查出 由机械设计附图3-4 查出表面状态系数 ，由机械设计附图3-2，3-3查出尺寸系数 取弯曲配合零件的综合影响系数（k）=1.9进行计算剪切配合零件的综合影响系数（k）=0.4+0.6（k）=1.54 由齿轮计算的循环次数 寿命系数k=1综合安全系数故轴的选用安全其他轴的设计与校合计及轴承的选择过程同上，结构设计见