重型机床超长进给机构齿条与减速器的选型计算(图文)

重型机床超长进给机构齿条与减速器的选型计算(图文)一、设计背景重型机床指的是能够加工重型工件的机床，比如大型船舶、机车、大型石油钻采设备等等。这些机床一般具有高速、高精度、高刚性的特点，能够满足对大型工件的高精度加工要求。同时，为了能够满足大型工件加工所需的长进给要求，重型机床的进给机构也需要具有一定的长度。本文将介绍重型机床超长进给机构齿条与减速器的选型计算方法。二、齿条的选型1.齿条的分类齿条是一种传动方式，广泛用于各种机械传动中，如车床、磨床、镗床、铣床、钻床、数控机床等。根据齿条的传动方式以及制造方式，齿条可以分为以下几种：(1)直齿齿条直齿齿条的齿面与齿轮轴线平行，轴向载荷承载能力较弱，适用于轻载和中载。(2)梯形齿齿条梯形齿齿条的齿面与齿轮轴线夹角为15°，轴向载荷承载能力较强，适用于中载和大载。(3)弧齿齿条弧齿齿条的齿面弧形，可使齿轮的传动更加平稳，精度更高。适用于高载和极高载。(4)不等高齿齿条不等高齿齿条的齿面不等高，可使齿轮传动的齿隙更小，适用于高精度和低噪音要求的场合。2.齿条的选型计算在选型时，需要考虑齿条的长度、齿数、模数、压力角等因素。以一台重型车床为例，介绍齿条的选型计算方法：(1)齿条长度的计算车床的加工范围为Φ2500mm，需要进行最大进给长度的计算。车床的最大进给速度为6m/min，精度要求为±0.02mm/300mm，因此车床的最大进给长度可计算为：L=6/(0.02/300)=9000(mm)(2)齿条齿数的计算根据齿轮传动理论，齿轮的周速率应相等，即：V1/T1=V2/T2其中，V1和V2分别代表齿轮1和齿轮2的周向速度，T1和T2分别代表齿轮1和齿轮2的齿数。可得：T1/T2=Z1/Z2其中，Z1和Z2分别代表齿轮1和齿轮2的齿数。又因为：Z1=Φ1/πmZ2=Φ2/πm其中，Φ1和Φ2分别代表齿轮1和齿轮2的模数，m代表齿轮的模数。根据以上公式，可计算出齿条的齿数。以该车床为例，需要进行齿数的计算：齿条模数为8mm，因此：Z1=Φ1/πm=2500/π/8≈99Z2=Z1=99(3)齿条压力角的选择压力角一般选择20°~25°，在选型时应根据实际情况进行选择。三、减速器的选型为了解决齿条长度过长造成刚度下降和加工精度变差的问题，还需要在进给机构中加入减速器。1.减速器的种类根据减速器的传动方式和结构形式，减速器可以分为以下几种：(1)齿轮减速器齿轮减速器是最常见的一种减速器，它由齿轮、轴、箱体等组成。齿轮减速器具有结构简单、传动平稳等优点，但噪音较大，效率低。(2)行星减速器行星减速器是一种小型化、高精度的减速器，由行星齿轮、太阳轮、行星架、内齿轮等组成。行星减速器具有结构紧凑、传动精度高、可靠性好的优点，但价格较高。(3)斜齿圆柱减速器斜齿圆柱减速器是一种高速、大功率传动的减速器，由齿轮、轴、箱体等组成。斜齿圆柱减速器具有传动效率高、噪音低等优点，但制造成本较高。2.减速器的选型计算在选型时，需要考虑减速比、传动效率、额定扭矩等因素。以一台重型车床为例，介绍减速器的选型计算方法：(1)减速比的计算减速比一般为4~8，小于4会导致减速器轮齿接触过少，导致加工精度变差，大于8会导致减速器体积过大，增加制造成本。以该车床为例，减速器的减速比取6。(2)传动效率的计算根据减速器的种类和结构，传动效率一般在95%~98%之间。以该车床为例，传动效率取95%。(3)额定扭矩的计算额定扭矩是指减速器能够承受的最大扭矩。以该车床为例，车床的最大切削力为10000N，经过减速器减速后，此时减速器的扭矩可计算为：T=10000×1.5×6/2π/60≈117N.m因此，减速器的额定扭矩应选取不小于117N.m的型号。