16级变速车床主轴箱设计

1•车床的规格系列和用处

表1车床的主参数(规格尺寸)和基本参数

2参数的拟定

2.1各级转速

划分各级转速为：由给定的参数，=1.26=1.064，Z=16级

查表2-5得各级转速为：

45,56,71,90,112,140,180,224,280,355,450,560,710,900,1120,1400

2.2主电机选择

合理的确定电机功率，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。

已知电动机的功率是5.5 kw，选Y132S-4,额定功率5.5 kw，满载转速1440 人命，最大额定转距2.2 N m。

3运动设计

3.1传动结构式的拟定

3.1.1确定传动组及各传动组中传动副的数目

级数为Z的传动系统由若干个顺序的传动组组成，各传动组分别有乙、Z、……

个传动副。即Z 乙Z2Z3……

传动副中由于结构的限制以2或4为合适，即变速级数Z应为2和4的因子：

Z 2 4，可以有三种方案：16=4X 2X 2; 16=2X 2X 2X 2; 16=4X 4

3.1.2传动式的拟定

16级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，要考虑到机床主轴变速箱的

具体结构、装置和性能。

主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用2。除此之外，虽然16=4X 2X 2、16=4X 4两种方案的传动轴比较少，但是，这两种传动组内有四个变速传动副，增大了传动轴的轴向尺寸，这两种方案不宜米用。

综上所述，传动式为16=2X 2X 2X 2。

3.1.3结构式的拟定

对于传动式16=2X 2X 2X 2,有24种结构式和对应的结构网。分别为：

16 21 2224 281621 24 2 2 281621 222824

16 21 24厶221621 28 24 221621厶2

2

24

根据传动比指数分配“前疏后

密”

的原则应米用第一种方

案。即: 16 212224 2

的方案。

3.2转速图的拟定

根据已确定的结构方案绘出转速图如下:

1400

1120 冗0

710

560

450

3S5

280

224

180

140

112

如

71

56

45

图1 16级变速车床转速图

3.3确定齿轮齿数

当各变速组的传动比确定以后，可确定齿轮齿数。对于定比传动的齿轮齿数可依据 手册推荐的方法确定。对于变速组内齿轮的齿数，如传动比是标准公比的整数次方时， 变速组内每对齿轮的齿数和S z 及小齿轮的齿数可以在参考书中选取。一般在主传动中, 最小齿数应大于17。⑶

第一组齿轮：

由于可知选用S z =68,从表查出主动轮的齿数为34,30。 从动轮齿数则为34,38。

第二组齿轮：

U b1 1

S z =60,62,64,66,68,70,72

1

U b2 厂

S z =60,62,65,67,70,72

1.262

可选用S z =72从表中查出主动轮的齿数 36,28。

从动轮的齿数则为36,44。 第三组齿轮：

u c1 1 S z =60,62,64,66,68,70,72 ，74

1 u c

2 4

S z =60,63,66,67,70,71,73,74

1.26

选用S z =74从表中查出主动轮的齿数37,21。 从动轮的齿数则为37,53 第四组齿轮：

1.262

80,82,85,86,88

U d1

1 S z

1

U

d2

1.266

S Z 80,81,84,85,86

选取S Z 80从表中查处主动轮的齿数49,16。 从动轮齿数31,64.

U al 1 U a2

1 1.26

S z =60,62,64,66,68,70,72

S z =61,63,65,66,68,70,72

3.4绘制传动系统图

根据上面所计算个传动齿轮齿数绘制传动系统图如下:

图2 16级变速传动系统图

4.1传动轴的估算

4.1.1求各轴的计算转速

(1)、主轴的计算转速

主轴的计算转速度是低速第一个三分之一变速范围的最

高一级转速，即仙主=112r/min。

(2)、各传动轴的计算转速

① 轴W有8级转速，其最低转速180r/min,通过双联齿轮使主轴获得两级转速:

45r/min和280 r/min。 280 r/min比主轴的计算转速高，需传递全部功率，故轴W的

180r/min转速也能传递全部功率，即山即=180 r/min

②同理可得：n j 皿=450

③同理可得：n jII=710 r/min

④同理可得：n jI= 900r/min

(3)、各齿轮的计算转速

各变速组内一般只计算组内最小的，也是强度最薄弱的齿轮，故也只需要确定最小齿轮的计算转速。

1) 轴V-W间变速组的最小齿轮是Z=16，该齿轮使主轴获得8级转速45 r/min,

56r/min，71r/min，90r/min，112r/min，140 r/min，180r/min，224r/min 主轴计算转速是112r/min，故该齿轮在450r/min时应传递功率，是计算转速；

2) 同理可得，轴W -叫间Z=21的计算转速为450r/min

3) 同理可得，轴II—III间Z=28的计算转速为710r/min；

4) 同理可得，轴I—II间Z=30的计算转速为900r/min。

4.1.2传动轴直径的估算

由公式：d A/、P

\ n

其中：P-电动机额定功率A。-系数n- 该传动轴的计算转速

-从电机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积；

对于空心轴课采用公式：d 爲—

\n(1 4)

其中：

-J

-1 ,即空心轴的内径d1与外径d之比通常取0.5 ~ 0.6 d

计算转速n是传动件能传递全部功率的最低转速。各传动件的计算转速可以从转速图上，按主轴的计算转速和相应的传动关系确定，当取各级效率为1时，所得的轴颈大于最小轴径，以下计算轴颈时均取效率为1。

35 5 I5 5

则：d j 代巳一120 3：—_ 25mm

V1021 M021