磨床传动箱设计

1、磨床主轴箱分析课题背景本课题研究大型随动曲轴磨床设计，该磨床主要加工曲轴零件。一般磨削主轴颈选择在大型的普通外圆磨床进行，曲轴依靠外圆磨床的头架驱动，在头尾架和中心架的支撑下逐步对主轴颈进行磨削。在磨削连杆颈时，选择专用的曲轴磨床，其头尾架卡盘以头尾架中心线为基准，根据主轴颈和连杆颈的冲程偏心量进行调整，使头尾架卡盘所夹持的连杆颈围绕头尾架主轴轴线旋转，再对连杆颈进行外圆磨削。二次装夹带来的装夹误差降低了曲轴加工精度；要求工人要有丰富装夹经验，人为因素多，产品质量稳定性低；自动化程度低、加工效率低下，报废率高。f现在，数控随动磨削技术：仅需一次装夹即可完成全部轴颈和连杆颈的磨削加工，克服了二次

2、装夹带来的装夹误差降低了曲轴加工精度；减少了重复装卡的定位误差，但仍存在偏心调节误差、人为因素高和自动化程度低等缺点。涉及的主要内容v在proe中建模并装配v基于ANSYS的主轴分析v基于ANSYS的从动轴分析v基于ANSYS的固定双联齿轮分析v基于ANSYS的滑动齿轮分析Proe建模主轴箱内部装配介绍主轴受力分析主轴受力分析主轴所受负载力来源于曲轴加工时所受磨削力，下面先计算磨削零件曲轴的磨削力。1、曲轴受力、曲轴受力曲轴磨削受力按经验公式计算轴向磨削力：切向磨削力：经计算得轴向磨削力。2、主轴受力、主轴受力主轴简化模型如图所示：忽略卡盘等的影响主轴受扭矩近似为：取弯矩：取M=8.5N.m。

3、齿轮与主轴采用普通平键联接，键长，宽5mm，假设键槽深3mm。轴在键槽处受面载荷：主轴分析f静力学分析主轴变形情况主轴变形情况主轴主轴模型图模型图主轴应力主轴应力情况情况f主轴的模态分析主轴主轴的的5 5阶阶模态频率模态频率从动轴分析f静态分析从动轴三维简化模型从动轴三维简化模型静态时的位移情况静态时的位移情况静态时的应力情况静态时的应力情况f主轴的1-5阶模态f从动轴的模态分析从动轴的从动轴的5 5阶模态频率阶模态频率f从动轴的1-5阶模态结论1f由分析图可知，主轴的键槽处形变量和应力最大，最大的形变量为0.001052mm，最大应力为59.1416MPa。从动轴键槽处受转矩处变形最大，最大

4、变形量为0.013567mm。轴颈处的应力最大，其中最大应力为26.5369MPa，小于材料的许用弯曲应力。从动轴具有合适的刚度。关于齿轮的分析齿轮的基本参数如下表所示：固定双联齿轮f静态分析静态时大齿轮应力情况静态时大齿轮应力情况静态时小齿轮应力情况静态时小齿轮应力情况f固定齿轮模态分析固定齿轮的固定齿轮的5 5阶模态频率阶模态频率f固定齿轮1-5阶模态滑动齿轮f静态分析静态时大齿轮应力情况静态时大齿轮应力情况静态时小齿轮应力情况静态时小齿轮应力情况f滑动齿轮模态分析固定齿轮的固定齿轮的5 5阶模态频率阶模态频率f滑动齿轮1-5阶模态结论f通过对齿轮的精确建模，进而进行齿根弯曲应力分析得出如下结论：f（1）通过应力云图可以看出齿轮在齿根处属于应力集中，最容易发生破坏。f（2）齿根应力与理论分析结果基本一致。对齿轮的优化与创新f（1） 可采用更高强度的材料，但可能成本上升较大。 f（2） 对齿轮的啮合部位和齿根部位进行加工处理增