龙门铣工作台齿轮齿条的选型计算
ATLANTA产品在龙门机床方案上的选型计算
4(1、大型龙门镗铣床参数要求 1(水平移动重物的重量m=115T;
2(水平负载移动线速度v=10m/min;整体行程s=12m;
3(负载移动加速度要求a=0.5m/sec ;
4(重力加速度g=9.81m/sec ; 5(水平负载移动摩擦系数μ =0.005;
6(采用双伺服驱动系统
4(2、齿轮齿条负荷计算、选型
4(2(1 受力分析计算
对于水平运行负载，受力计算中主要考虑加速力，摩擦力要求。
1(加速力的计算
依据公式:F =m?a
(4-1)
其中:m=115000kg，a=0.5 m/sec
代入相关数据，得到
F =115000×0.5 =57500 N
2(摩擦力的计算
依据公式:F =μ?m?g
(4-2)
其中:m=115000kg;g=9.81m/sec ;μ =0.005
代入相关数据，得到
F =0.005×115000×9.81 =51 N
4(2(2 力矩的计算及校核
1(伺服双驱力矩公式的确定
依据公式:T =
(4-3)
其中F为系统整体受力，d 为齿轮节圆直径。
考虑到采用双伺服系统驱动。每边齿轮齿条所承受的力矩，要相对减少，依据ATLANTA经
验，取系数0.65。由此导出单边齿轮齿条所承受力矩公式:
T =0.65× (4-4)
2(总体力的确定
F= F
+
F (4-5)
代入相关数据，有
F=57500 +51=63141 N3(模数的确定和校核，d 的确定 对应ATLANTA公司几
乎全系列的齿轮齿条产品，ATLANTA公司都做了具体的测试，并得出齿轮齿条传动的选配负荷表(参见ATLANTA样本83页)。 参照83页负荷表，由所计算负荷值，根据经验，可初步判定模数为6，8，10
的齿轮齿条可以满足力矩要求。以下以直齿为参照一一进行校核:
1(模数为6齿轮齿条的校核
(1)选择代表性产品
参照样本P 页，以21齿，精度等级7e25，型号为24 67 421模数6齿轮为计算
依据，其节圆直径d =126。
同其相匹配齿条参见ATLANTA样本P 可选为:28 60 105，长度1017mm，精
度等级6h25。
(2)计算实际负荷力矩
将F和d 代入公式4-4中，有:
T =0.65× =0.65× =2586 N.m
(3)查对齿轮齿条传动的选配负荷力矩(即许用负荷力矩) 参照ATLANTA样本P 页，查对齿轮齿条传动的选配负荷表，可找到对应24 67
421和28 60 100对应的许用负荷力矩为3000N.m。
(4)确定工作系数SF，校核选用产品
SF=
(4-6)
将各参数代入，有:
SF= =1.16 , 1.5
该安全系数过小，选用产品不足以承受实际计算负载，应选模数更高一级的产
品。
2(模数为8齿轮齿条的校核
(1)选择代表性产品作初步计算
参照样本P 页，以20齿，精度等级8e25，型号为21 80 020模数8齿轮为计算
依据，其节圆直径d =160。
同其相匹配齿条参见ATLANTA样本P 页，可选为:28 80 105，长度1005mm，
精度等级6h25。
(2)计算实际负荷力矩
将F和d 代入公式4-4中，有:
T =0.65×
=0.65× =3283 N.m
(3)查对齿轮齿条传动的选配负荷力矩(即许用负荷力矩)
。
参照ATLANTA样本86，查对齿轮齿条传动的选配负荷表，可找到对应28 80 105齿条，齿轮做淬火处理，齿数为20，齿轮齿条匹配所对应的许用负荷力矩为6800
N.m。
(4)确定工作系数SF，校核选用产品
将各参数代入式4-6中，有:
SF= =2.07 , 1.5
此安全系数足以承受实际计算负载力矩，由此选用模8产品完全可以满足要求，
没有必要再计算更高一级10模齿轮齿条相关参数。
4(3 齿轮齿条的确定
依据计算，选定以下齿轮齿条产品:
齿条:28 80 105
齿轮:21 80 020 (淬火处理)
所选配齿轮齿条，完全可以满足参数范围内龙门铣床的使用要求。
