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钻铣床主传动设计与校核

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  • 发布时间:2012-05-15
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钻铣床主传动设计与校核钻铣床主传动设计与校核
李刚
( 安徽电子信息职业技术学院,安徽蚌埠 233030)
摘要: 对钻床进行数控改造,实现无级变速,扩大了变速范围 为了提高设计的可靠性,根据计算结果,应用 Algor
件对主传动系统中的中间传动轴进行了模态和应力分析,得出了传动轴的各阶频率和振型,并得到了工作状态下轴的变
量,在此基础上得到了最佳设计方案,为传动系统设计提供快速可靠的依据
关键词: 数控改造; 传动轴; Algor 软件; 强度校核
中图分类号: TH132 文献标识码: B 文章编号: 1001 - 3881 ( 2011) 20 - 121 - 3
孔加工是产品加工过程中最重要的工序之
- 3],钻削机床在机械加工领域有着广泛的应用
了满足生产加工的需要,在原有的机床上进行自动
制改造,使其成为数控转塔式钻铣床,从而具有了
动换刀 无级调速 自动切换主轴等功能,可以进
钻 扩 铰 镕 攻丝等孔加工工序 该设备主要
行钻孔及锪孔加工,加工对象为铝合金,最大钻孔
径为16 mm,属于高速 轻载系列
主传动改造主要体现在:
( 1) 实现无级变速;
( 2) 加工功率进-步提高,由原来的2. 5 kW 提
到4 kW;
( 3) 调速范围进-步扩大,由原来的2 000 r /min
高到4 500 r /min;
( 4) 实现多刀头自动换刀功能;
( 5) 实现多工序集中完成
主传动设计
传动方案选择采用齿轮传动
主轴设计
主轴组件是机床主要部件之-,其性能对整机性
有很大的影响 主轴直接承受切削力,转速范围很
,所以主轴组件设计要保证很高的性能要求,包
回转精度 刚度 抗振性 温升 耐磨性等 为
达到上述要求,采用以下措施:
主轴端部和安装齿轮等部件的位置,其轴颈公差略小
图1 主轴结构图
于直径公差的1 /2; 止
推端面对轴线端面跳
动不大于该处直径的
1 /2; 轴承轴颈粗糙度
为 8 级,安装齿轮处
为 7 级 主轴结构如
图 1 所示,齿轮需倒
角磨齿修形
1. 2 中间传动轴设计
传动轴应满足强度和刚度方面的要求 强度要求
保证轴在反复弯曲载荷和扭转载荷下不发生疲劳破
坏; 刚度方面的要求是,轴在弯曲和扭转载荷下不致
产生过大的变形
如果刚度不足,则装在轴中部的齿轮会因轴的挠
度过大而破坏其正常啮合关系,并产生振动,装在轴
两端的齿轮和轴承,会因倾角过大而压强分布不匀,
从而产生不均匀的磨损和过大的噪声; 如果扭转刚度
不足,则会产生扭转振动 传动轴所用的轴承,选用
滚动轴承,精度为普通级
不同钢的弹性模量相差不多,与热处理方式无
关,所以传动轴尺寸的主要影响因素是刚度 传动轴
材料选用45 号钢,调质处理
根据轴计算公式:

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