銑床萬能分度頭設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】
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三、設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1、渦輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)
3.1.1 選擇傳動(dòng)類型,精度等級(jí)和材料
考慮到傳動(dòng)功率不大,傳動(dòng)速度較低,選用阿基米德圓柱螺桿(ZA型)傳動(dòng),精度8c GB/T10089-1988。蝸桿用20Cr,表面淬火,硬度為45~50HRC;表面粗糙度≤1.6um 。蝸輪輪緣選用ZCuSn10P1金屬摸鑄造。
3.1.2 選擇蝸桿,渦輪的齒數(shù)
因?yàn)楦鱾€(gè)型萬能分度頭傳動(dòng)比都是i==40,參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表23.5-3,取 ,變位系數(shù)暫取x=0。
3.1.3 確定許用應(yīng)力
由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表11-4查得, 按圖11-5查得Vs=3,再查圖11-6采用浸油潤(rùn)滑得
齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
查圖得
3.1.4 按蝸輪輪齒接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
根據(jù)鄙視蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),再校核彎曲疲勞強(qiáng)度。
1)確定載荷系數(shù)K
載荷系數(shù)取,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11-5有使用系數(shù)取,齒向載荷分布系數(shù)取,動(dòng)載荷系數(shù),所以,k取1.21。
2)確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩
暫取傳動(dòng)總效率η=0.82,則蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩:
3)計(jì)算中心距a
取中心距a=125mm,故從表11-2中取模數(shù)m=5mm,蝸桿分度圓直徑。從圖11-18中查的接觸系數(shù),因此以上結(jié)果可用。
3.1.5 確定傳動(dòng)的主要尺寸
已知 a=125 m=5
蝸桿齒頂圓直徑
蝸桿齒根圓直徑 取40
取55
蝸輪齒頂圓直徑 取130
蝸輪外圓直 取214
蝸輪齒寬
蝸輪齒頂圓弧半徑
蝸輪齒根圓弧半徑
蝸桿軸向齒厚
蝸桿法向齒厚
導(dǎo)程角為=
3.1.6蝸輪蝸桿的潤(rùn)滑
潤(rùn)滑對(duì)于蝸輪蝸桿傳動(dòng)來說,具有特別的意義。因?yàn)楫?dāng)潤(rùn)滑不良時(shí),傳動(dòng)效率將顯著降低,并且?guī)韯×业哪p和產(chǎn)生膠合破壞的危險(xiǎn),所以往往采用粘度大的礦物油進(jìn)行良好的潤(rùn)滑,在潤(rùn)滑油中還常加入添加劑,使其提高抗膠合能力。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11-21 采用油池潤(rùn)滑,潤(rùn)滑油油量為浸油深度為一個(gè)齒高。
3.2斜齒輪的設(shè)計(jì)
3.2.1選材,熱處理方法,精度等級(jí),齒數(shù),初選螺旋角
考慮到萬能分度頭結(jié)構(gòu)緊湊,故兩個(gè)斜齒輪均用40Cr調(diào)制處理后表面淬火;因載荷平穩(wěn),齒輪轉(zhuǎn)速不高,故選用7級(jí)精度;閉式硬齒面齒輪傳動(dòng),考慮到傳動(dòng)平穩(wěn)性,齒數(shù)宜取多一些,兩斜齒輪選用齒;按硬齒面齒輪小齒輪懸臂安裝查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7,選齒寬系數(shù);選螺旋角。
3.2.2 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
3.2.3 確定公式中各參數(shù)值
1) 載荷系數(shù) 試選
2) 齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
3)端面重合度系數(shù) 查 圖10-26 =0.5
4)螺旋角影響系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-28
5)齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) 查表10-5得=2.97 =1.52
6)齒輪許用應(yīng)力
應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
彎曲疲勞壽命系數(shù) 查 圖10-18取
齒輪疲勞極限 查圖10-20 取=620
疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) 取S=1.4
代入上式 得齒輪許用應(yīng)力
=372
3.2.4 設(shè)計(jì)計(jì)算
1)計(jì)算齒輪的模數(shù)
2) 計(jì)算圓周速度v
3)計(jì)算載荷系數(shù)
查表10-2得;根據(jù)v=0.4515m/s、7級(jí)傳動(dòng)精度,查圖10-8得 ;
查表10-3斜齒輪傳動(dòng)??;查 圖10-13得。則載荷系數(shù)
4)校正并確定模數(shù)
取
3.2.5 計(jì)算齒輪傳動(dòng)幾何尺寸
1)中心距
2)螺旋角
3)兩分度圓直徑
4)齒寬
取,
3.2.6 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
3.2.7 確定公式中各參數(shù)數(shù)值
1) 兩斜齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
按齒面硬度查圖12-6得,齒輪的接觸疲勞極限
2) 接觸疲勞壽命系數(shù)
查 圖10-19得
3) 計(jì)算許用接觸應(yīng)力
取安全系數(shù),則
4) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
5)材料系數(shù)
材料系數(shù)
6) 齒輪軸向分力
齒輪軸向分力=936.3N
3.2.8 校核計(jì)算
,
基礎(chǔ)疲勞強(qiáng)度滿足條件
3.3直齒輪設(shè)計(jì)
3.3.1 選擇齒輪材料,熱處理方法,精度等級(jí),齒數(shù)及齒寬系數(shù)
兩個(gè)齒輪都選用45調(diào)制剛處理,齒面硬度都為260HBS,屬軟齒面閉式傳動(dòng),載荷平穩(wěn),齒輪轉(zhuǎn)速不高,處選7級(jí)精度。又因?yàn)槿f能分度頭的傳動(dòng)比皆為固定傳動(dòng)比1/40,取初始齒輪齒數(shù),按軟齒面齒輪懸臂安裝,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7,取齒寬系數(shù)
3.3.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
3.3.3 確定公式中各參數(shù)
1)載荷系數(shù),試選
2)齒輪轉(zhuǎn)矩
3)材料系數(shù) 查表10-6得
4)兩個(gè)齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 查 圖10-21
5)接觸疲勞壽命系數(shù) 查圖10-19得
6)確定許用接觸應(yīng)力
3.3.4 設(shè)計(jì)計(jì)算
1)齒輪分度圓
2)計(jì)算圓周速度v
3)計(jì)算載荷系數(shù)K
查表10-2得使用系數(shù);根據(jù)v=0.541、7級(jí)精度,查圖10-8得動(dòng)載系數(shù);查表10-4得;查表10-3
則
4)校正分度圓直徑
3.3.5 計(jì)算齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸
1)計(jì)算模數(shù)
取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2.5
2)兩齒輪分度圓直徑
3)中心距
4)齒寬b
5)齒高h(yuǎn)
3.3.6 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
3.3.7 確定公式中各值的參數(shù)
1) 確定齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限
2) 彎曲疲勞壽命系數(shù)
3) 許用彎曲應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù) ,應(yīng)力修正系數(shù),得
4) 確定齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù),
查表10-5得
5)校核計(jì)算
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