数控车床主传动系统设计+CAD图纸+文献综述(7)
本设计中主轴采用40Cr材料。性能参数如表3.1所示。
表3.1 轴常用材料的主要力学性能
材料牌号 热处理 毛胚直径d/mm 硬度 δb/Nmm-2 δs/Nmm-2 备注
Q235 — 任意 190HBS 520 280 用于不重要或载荷不大的轴
45 正火 ≤100 170-217HBS 600 300 应用最广
调质 ≤200 217-255HBS 650 360
20Cr 渗碳、淬火、回火 ≤60 表面56-62HBS 640 390 用于强度和韧性较高的轴
40Cr 调质 ≤100 240-286HBS 750 550 用于载荷较大而无很大冲击的轴
2Cr13 调质 ≤100 197-248HBS 650 440 用于腐蚀条件下的轴
38CrMoALA 调质 30 ≤229HBS 1000 850 用于耐磨性和强度要求高，且要求热处理（氮化）变形很小的轴
实心轴的最小直径：
由于主轴上有2个键槽，当有一个键槽是，主轴轴径增加7%，有2个键槽时，主轴轴径增大15%，上述所计算的是实心轴，空心轴中空70%时，强度减小为原来的76%。因此要在原来的基础上增大24%。
本次设计中主轴外径取用100mm，内径70mm。
主轴的设计如图3.1所示。
图3.1 主轴设计图
3.2 数控车床带传动的设计计算
同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。 传输用同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪音小，传动比范围大，一般可达1:10。允许线速度可达60M/S，传递功率从几瓦到百千瓦。传动效率高，一般可达98%，结构紧凑，适宜于多轴传动，不需润滑，无污染，因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。
设计带轮的结构时，主要根据带轮的结圆直径、轴间距及安装形式确定结构形式及尺寸。它的设计、制造、安装正确与否也将直接影响传动幅的工作稳定性和使用寿命。
同步带轮的结构除了齿形和挡圈外，其他方面与普通带轮相似。在传动中为了防止带从带轮上滑出，一般在带轮两端设有挡圈。
同步带轮的材料，根据其载荷、速度、尺寸和加工方法的不同，有以下几种。
1）钢：常用的材料，一般用45号钢，经切削加工而成，尺寸较大时可以用锻件或铸钢件。
2）铸件：一般用来制作直径大、最高线速度不超过30m/s
3）合金钢：一般采用LY12，它只适用于轻负荷传动
4）塑料：一般用尼龙及ABC塑料挤压成型，用于小负荷传动、大批量生产。
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