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设计说明书 1 设计课题设计重型数控车床的主传动。最大加工直径( mm): 在床身上: 2000 最大加工长度( mm):15000 刀架最大切屑力(KN) :15 主轴转速范围( rpm ):-71 顶尖间最大加工工件重量( t):200 2 设计要求 变速箱装配图一张( A0 )。 主轴装配图一张( A1 )。 主轴零件图一张( A1 )。 设计说明书一份。 3设计步骤 变速箱设计的总体方案变速箱采用三级减速。总体设计如下 确定变速箱的总传动比和分配传动比根据经验传动比一般取 ~4 取总传动比为 36,则有取 i 1 =i2=3 , i3=4 。 电动机的选择已知在车身上最大加工直径为 2000mm ,最大切屑力为 15KN ,由此可知主轴的最大扭矩 T=*F=*2000*15=15000N · m。由根据总传动比可知:在 1轴上的转矩为 T1=T/36=15000/36=420N · m 根据设计要求主轴最大转速为 71r/min 。由总传动比可知: 在 1轴的转速为 n1=71*36=2556r/min 。 P =2 π*T1*n1/60= 。根据功率和转速选型号为 Y315M-2 电机。功率为 P 额=132kw ,转速为 n 额=2960r/min 。 变速箱轴和齿轮的设计根据电动机的功率和转速,由公式 d>=C ( p/n ) 1/3, 轴的材料为 45号钢,查表得 C=112 ,则有 1轴的直径 d1为: d1 >=112*(132/2960) 1/3 =40mm 。 2轴的直径 d2>=.112* ( 132/987 ) 1/3 = 3轴的直径 d3>=112* ( 132/329 ) 1/3 = 4轴也就是主轴的直径 d4>=112* ( 132/82 ) 1/3 =131mm 根据电动机的输出轴径,则有 d1>=90mm 。由于一级齿轮的分度圆直径与此轴的轴径大致一样。则把轴设计成齿轮轴。如图: 确定 1轴上齿轮的模数: 2轴的校核 T2=420*3=1260Nm ,轴 2的最小轴径为 90mm 轴受力图如下: 弯距图如下: 由图可知 M2=720Nm ,由公式σ c=Mc/W=[ ( M 2+(α T) 2) /W ] 0. 5≦[σ-1b] 可知σ c= ≦ 55MP ,满足要求轴 3的校核 T3=1260*3=3780Nm ,轴 3的最小轴径为 100mm 轴受力图如下: 已知轴上的最大转矩为 T4=15000Nm 最小轴径为 d4=420mm 。由于加工的工件最大重量为 200t 则有轴的受力图如下: 去掉中间的支点时,左静压轴承的受力为 320KN 。弯矩图为: 去掉左边支点时右静压轴承的受力为 812KN ,弯矩图如下: 去掉右边支点时左静压轴承受力为 660KN ,右静压轴承受力为 825KN 弯矩图为: 由图可知最大的弯矩为 117480Nm ,根据公式σ c=Mc/W=[ ( M 2+(α T) 2) /W ] 0. 5 则有σ c= ≦ 55MP ,满足要求 静压轴承的设计计算 静压轴承概述静压轴承,滑动轴承的一种,是利用压力泵将压力润滑剂强行泵入轴承和轴之间的微小间隙的滑动轴承。属于按润滑性质分非完全流体润滑滑动轴承、完全流体润滑滑动轴承、无润滑滑动轴承中的完全流体润滑轴承的一种,另一种完全流体润滑轴承为动压轴承,特点是在任何轴的转速下具有极高的旋转精度和高的承载能力,但和动压轴承相比缺点是需要一套完善的外部油泵系统。按润滑剂的种类可以分为两类,一类的液体静压轴承,主要是使用油为润滑剂,另一类是气体静压轴承,使用的是气体作润滑剂,主要是使用空气作为润滑剂,使用多的为液体静压轴承,空气静压轴承使用范围较小。主要使用在极高转速的机构上,如陀螺仪。结构上的润滑系统由油箱,润滑泵,过滤器,溢流阀,安全阀,蓄能器,节流器,油腔,封油面等。使用范围为经常需要在低速运行而又要求承载能力高,旋转要求精度高,高转速的领域。如各种重型机床,以及高精度的机床。 静压轴承工作原理采用静力润滑的滑动轴承称为静压轴承。静力润滑与动力润滑原理不同, 静压轴承由外部的润滑油泵提供压力油来形成压力油膜, 以承受载荷。虽然许多动压轴承亦用润滑油泵供给压力油,但其性质是不同的,最明显的是供油压力不同,静压轴承的供油压力比动压轴承高的多。静压轴承的主要特点之一,是在完全静止的状态下,也能建立起承载油膜,能保证在启动阶段摩擦副两表面也没有直接接触,这在动压轴承是绝对不可能的。因此,启动采用静压轴承的转子时,必须先启动静压润滑系统。 .