磨床传动箱设计.ppt

磨床主轴箱分析 课题背景 本课题研究大型随动曲轴磨床设计，该磨床主要加工曲轴零件。一般磨削主轴颈选择在大型的普通外圆磨床进行，曲轴依靠外圆磨床的头架驱动，在头尾架和中心架的支撑下逐步对主轴颈进行磨削。在磨削连杆颈时，选择专用的曲轴磨床，其头尾架卡盘以头尾架中心线为基准，根据主轴颈和连杆颈的冲程偏心量进行调整，使头尾架卡盘所夹持的连杆颈围绕头尾架主轴轴线旋转，再对连杆颈进行外圆磨削。 二次装夹带来的装夹误差降低了曲轴加工精度； 要求工人要有丰富装夹经验，人为因素多，产品质量稳定性低； 自动化程度低、加工效率低下，报废率高。 现在，数控随动磨削技术： 仅需一次装夹即可完成全部轴颈和连杆颈的磨削加工，克服了二次装夹带来的装夹误差降低了曲轴加工精度； 减少了重复装卡的定位误差，但仍存在偏心调节误差、人为因素高和自动化程度低等缺点。 涉及的主要内容 在proe中建模并装配 基于ANSYS的主轴分析 基于ANSYS的从动轴分析 基于ANSYS的固定双联齿轮分析 基于ANSYS的滑动齿轮分析 Proe建模 主轴箱内部装配介绍 主轴受力分析 主轴所受负载力来源于曲轴加工时所受磨削力，下面先计算磨削零件——曲轴的磨削力。 1、曲轴受力 曲轴磨削受力按经验公式计算 轴向磨削力： 切向磨削力： 经计算得轴向磨削力。 2、主轴受力 主轴简化模型如图所示： 忽略卡盘等的影响主轴受扭矩近似为： 取 弯矩： 取M=8.5N.m。 齿轮与主轴采用普通平键联接，键长，宽5mm，假设键槽深3mm。轴在键槽处受面载荷： 主轴分析 静力学分析 主轴变形情况 主轴模型图 主轴应力情况 主轴的模态分析 主轴的5阶模态频率 从动轴分析 静态分析 从动轴三维简化模型 静态时的位移情况 静态时的应力情况 主轴的1-5阶模态 从动轴的模态分析 从动轴的5阶模态频率 从动轴的1-5阶模态 结论1 由分析图可知，主轴的键槽处形变量和应力最大，最大的形变量为0.001052mm，最大应力为59.1416MPa。从动轴键槽处受转矩处变形最大，最大变形量为0.013567mm。轴颈处的应力最大，其中最大应力为26.5369MPa，小于材料的许用弯曲应力。从动轴具有合适的刚度。 关于齿轮的分析 齿轮的基本参数如下表所示： 固定双联齿轮 静态分析 静态时大齿轮应力情况 静态时小齿轮应力情况 固定齿轮模态分析 固定齿轮的5阶模态频率 固定齿轮1-5阶模态 滑动齿轮 静态分析 静态时大齿轮应力情况 静态时小齿轮应力情况 滑动齿轮模态分析 固定齿轮的5阶模态频率 滑动齿轮1-5阶模态 结论 通过对齿轮的精确建模，进而进行齿根弯曲应力分析得出如下结论： （1）通过应力云图可以看出齿轮在齿根处属于应力集中，最容易发生破坏。 （2）齿根应力与理论分析结果基本一致。 对齿轮的优化与创新 （1） 可采用更高强度的材料，但可能成本上升较大。 （2） 对齿轮的啮合部位和齿根部位进行加工处理增大它们的强度和韧性。 （3） 对啮合部位经常进行润滑处理减小摩擦。 （4） 采用更先进的技术加工更先进的齿形以改善齿轮啮合时的线接触。