題目3-最大加工直徑250mm車床主軸箱設計【4KW 80 1800 1.41 10級】（CAD圖紙全套）

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 實驗報告 課程名稱 機械裝備設計課程設計 實驗（實踐）編號 1 實驗（實踐）名稱 車床主傳動變速箱設計 實驗（實踐）學時 2 周 實驗（實踐）時間 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 設計任務書 車床的主參數（規(guī)格尺寸）和基本 參數如下： 最大加工直徑 250 電動機攻率 4 主軸 :最小轉速 80 最高轉速 1800 公比 :件最大回轉直徑 正轉最低轉速 正轉最高轉速 電機 功率 N（ 公比 250 80 1800 4 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 目 錄 設計任務書 . 2 目 錄 . 4 第 1 章 機床用途、性能及結構簡單說明 . 6 第 2 章 設計部分的基本技術特性和結構分析 . 7 床主參數和基本參數 . 7 定傳動公比 . 7 定參數的步驟和方法 . 7 限切削速度 . 7 軸的極限轉速 . 8 第 3 章 設計部分的運動設計 . 9 電機功率 動力參數的確定 . 9 定結構式 . 9 定結構網 . 10 制轉速圖和傳動系統(tǒng)圖 . 10 定各變速組此論傳動副齒數 . 11 算主軸轉速誤差 . 12 第 4 章 設計部分的動力計算 . 13 傳動設計 . 13 算轉速的計算 . 14 輪模數計算及驗算 . 15 動軸最小軸徑的初定 . 20 軸合理跨距的計算 . 20 承的選擇 . 21 的規(guī)格 . 22 速操縱機構的選擇 . 22 軸合理跨距的計算 . 22 承壽命校核 . 23 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 第 5 章 設計部分的調節(jié)、潤滑、維護保養(yǎng)、技術要求及其它 . 25 第 6 章 設計中的優(yōu)缺點，存在的問題及改進意見 . 28 參考文獻 . 29 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 第 1 章 機床用途、性能及結構簡單說明 機床技術參數有主參數和基本參數，他們是運動傳動和結構設計的依據，影響到機床是否滿足所需要的基本功能要求，參數擬定就是機床性能設計。主參數是直接反映機床的加工能力、決定和影響其他基本參數的依據，如車床的最大加工直徑，一般在設計題目中給定，基本參數是一些加工件尺寸、機床結構、運動和動力特性有關的參數，可歸納為尺寸參數、運動參數和動力參數。 通用車床工藝范圍廣，所加工的工件形狀、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬質合金刀具又用高速鋼刀具。因此，必須對所設計的機床工藝范圍和使用情況做全面的調研和統(tǒng)計，依據某些典型工藝和加工對象，兼顧其他的可能工藝加工的要求，擬定機床技術參數，擬定參數時，要考慮機床發(fā)展趨勢和同國內外同類機床的對比，使擬定的參數最大限度 地適應各種不同的工藝要求和達到機床加工能力下經濟合理。 機床主傳動系因機床的類型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同，應滿足的要求也不一樣。設計機床主傳動系時最基本的原則就是以最經濟、合理的方式滿足既定的要求。在設計時應結合具體機床進行具體分析，一般應滿足的基本要求有：滿足機床使用性能要求。首先應滿足機床的運動特性，如機床主軸油足夠的轉速范圍和轉速級數；滿足機床傳遞動力的要求。主電動機和傳動機構能提供足夠的功率和轉矩，具有較高的傳動效率；滿足機床工作性能要求。主傳動中所有零部件有足夠的剛度、精度和抗震性，熱變形特 性穩(wěn)定；滿足產品的經濟性要求。傳動鏈盡可能簡短，零件數目要少，以便節(jié)約材料，降低成本。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 第 2 章 設計部分的基本技術特性和結構分析 床主參數和基本參數 車床的主參數（規(guī)格尺寸）和基本參數如下： 工件最大回轉直徑 正轉最低轉速 正轉最高轉速 電機 功率 N（ 公比 250 80 1800 4 定傳動公比 根據【 1】783為已知 0 0m a x n， = Z=1=10 根據【 1】77準公比 。這里我們取標準公比系列 =因為 =根據【 1】77準數列。首先找到最小極限轉速 80，再每跳過 5個數（ 取一個轉速，即可得到公比為 80， 112， 160，224， 315， 450， 630， 900， 1250， 1800 定參數的步驟和方法 限切削速度 據典型的和可能的工藝選取極限切削速度要考慮： 允許的切速極限參考值如下： 表 工 條 件 m/m/硬質合金刀具粗加工鑄鐵工件 30 50 硬質合金刀具半精或精加工碳 150 300 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 鋼工件 螺紋加工和鉸孔 3 8 軸的極限轉速 計算車床主軸極限轉速時的加工直徑， 則主軸極限轉速應為 結合題目條件，取標 準數列數值， 80r/ 依據題目要求 選級數 Z=10， =慮到設計的結構復雜程度要適中，故采用常規(guī)的擴大傳動。各級轉速數列可直接從標準的數列表中 查出， 按標準轉速數列為： 80， 112， 160， 224， 315， 450， 630， 900， 1250， 1800 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 第 3 章 設計部分的運動設計 電機功率 動力參 數的確定 合理地確定電機功率 N，使機床既能充分發(fā)揮其性能，滿足生產需要，又不致使電機經常輕載而降低功率因素。 根據題設條件電機功率為 4選取電機為： 定功率為 4載轉速為 1440r/定結構式 已知 Z=2a a、 b 為正整數，即 Z 應可以分解為 2 和 3 的因子，以便用 2、 3 聯(lián)滑移齒輪實現變速。 對于 Z=10 可 按照 Z=12 分解為： Z=21 32 24。 對于 12=2 3 2 傳動式，有 6種結構式和對應的結構網。分別為： ， ， ， 由于本次設計的機床 錯誤 !未找到引用源。 軸裝有摩擦離合器，在結構上要求有一齒輪的齒根圓大于離合器的直徑。初選1 2 61 2 2 3 2 的方案。 從電動機到主軸主要為降速變速，若使變速副較多的變速組放在較接近電動機處可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材料，也就是滿足變速副前多后少的原則，因此取 12=2 3 2方案為好。 設計車床主變速傳動系時，為避免從動齒輪尺寸過大而增加箱體的徑向尺寸，在降速變速中，一般限制限制最小變速比 41u ；為避免擴大傳動誤差，減少震動噪聲，在升速時一般限制最大轉速比 2u。斜齒圓柱齒輪傳動較平穩(wěn)，可取 u。因此在主變速鏈任一變速組的最大變速范圍 )108(m i nm a xm a x 設計時必須保證中間變速軸的變速范圍最小。 綜合上述可得：主傳動部件的運動參數 1800n 80 Z=10 =文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 定結構網 根據“前多后少” , “先降后升” , 前密后疏 ,結構緊湊的原 則 ,選取傳動方案 Z=21 32 24,易知第二擴大組的變速范圍 r= (x=8 滿足要求，其結構網如圖 2 圖 3構網 Z=21 32 24 制轉速圖和傳動系統(tǒng)圖 （ 1）選擇電動機：采用 （ 2）繪 制轉速圖： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 （ 3）畫主傳動系統(tǒng)圖。根據系統(tǒng)轉速圖及已知的技術參數，畫主傳動系統(tǒng)圖如圖 2 1 (m+D) 軸最小齒數和 :+D/m) 定各變速組此論傳動副齒數 (1)100型機床 02)直齒圓柱齒輪 18m 4 圖 2主傳動系統(tǒng)圖 （ 7） 齒輪齒數的確定。變速組內取模數相等， 據設計要求 1820,齒數和 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 100 120，由表 據各變速組公比，可得各傳動比和齒輪齒數，各齒輪齒數如表2 表 2 齒輪齒數 傳動比 基本組 第一擴大組 第二擴大組 1:2 1:1 1:2 1： 2 2： 1 代號 Z1 Z2 Z3 4 5 7 齒數 18 36 27 27 52 37 37 52 30 59 33 66 66 33 算主軸轉速誤差 實際傳動比所造成的主軸轉速誤差，一般不應超過 10( ,即 n 10( = 各級轉速誤差 n 1800 1250 900 630 450 315 224 160 112 80 n 1802 1251 16 差 一級 轉速誤差 小 于 因此不需要修改齒數。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 第 4 章 設計部分的動力計算 傳動設計 輸出功率 P=4速 440r/30r/ 1）確定計算功率 : 按最大的情況計算 P=4K 為工作情況系數，查 1表 取 K=1.1 pd= 2）選擇 V 帶的型號 : 根據 pd,60r/考 1圖表 表 小帶輪直徑，查表選擇 A 型 V 帶 00 3）確定帶輪直徑 d1,帶輪直徑 00算帶速 v= 60 60s 從動輪直徑 d2=44030=236 24 1表 算實際傳動比 i=d2/24/100= 4）定中心矩 a 和基準帶長 1初定中心距 .7(d1+ 2(d1+ 648 取 002帶的計算基準長度 /2(d1+(2 /2(10+224)+(224650 1表 303計算實際中心距 a2=300+(6302904確定中心距調整范圍 a+90+ 5）驗算包角 : 1=1800-（ (1807201200 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 （ 6）確定 V 帶根數： 確定額定功率： 查表并用線性插值得 1表 37 得功率增量 1表 38 得包角系數 K = 1表 3 得長度系數 定帶根數： Z=（ KK L = Z=3 算轉速的計算 （ 1）主軸的計算轉速 公式 nj=3/( z 得，主軸的計算轉速 78r/ 取 224 r/ (2). 傳動軸的計算轉速 軸 3=450 r/軸 2=630 r/ 1=630r/ （ 2）確定各傳動軸的計算轉速。軸共有 3 級轉速： 450r/630 r/經傳動副Z6傳動主軸，則只有 630r/遞全功率；若經傳動副 Z5傳動主軸，全部傳遞全功率，其中 224r/傳遞全功率的最低轉速， 故其計算轉速 n j=630 r/ 軸有 1 級轉速，且都傳遞全功率，所以其計算轉速 n j=224 r/計算轉速入表 3 表 3各軸計算轉速 （ 3） 確定齒輪副的計算轉速。齒輪 Z6裝在主軸上 其中只有 224r/遞全功率，故 Z6j=224 r/ 依次可以得出其余齒輪的計算轉速，如表 3 軸 號 軸 軸 軸 計算轉速 r/ 630 630 224 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 表 3齒輪副計算轉速 序號 30 630 630 224 輪模數計算及驗算 （ 1）模數計算。 一般同一變速組內的齒輪取同一模數，選取負荷最重的小齒輪，按簡化的接觸疲勞強度公式進行計算，即 63383 221 )1( 可得各組的模數，如表 3示。 根據據其中較大值取相近的標準模數： 63383 221 )1( =16338 321213211 齒輪的最低轉速 r/ T 頂定的齒輪工作期限，中型機床推存： T =15 20 轉速變化系數； 功率利用系數； 材料強化系數。 （壽命系數）的極值 齒輪等轉動件在接取和彎曲交邊載荷下的疲勞曲線指數 0 1k 工作情況系數。中等中級的主運動： 2k 動載荷系數； 3k 齒向載荷分布系數； Y 齒形系數； 根據彎曲疲勞計算齒輪模數公式為： 式中： N 計算齒輪轉動遞的額定功率 N= 計算齒輪（小齒輪）的計算轉速 r/m 齒寬系數 , 8紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 計算齒輪的齒數，一般取轉動中最小齒輪的齒數： i 大齒輪與小齒輪的齒數比， i = 112 +）用于外嚙合，（ -）號用 于內嚙合：s s T N n qk k k k k k：命系數； 作期限 ， Tk=m 1000 00002000 035560 = 6102 2000035560 =1.8 sk=sksk= sk= 1k= 2k= 3k=1 Y = 許用彎曲應力，接觸應力， ( W=354J=175020熱處理 6338 3 2121 3211 Jm mm 6338 3 22 7 1 01 3 5 =2.6 75 3 1 321 2753 3 5 47 1 083 7 =據標準齒輪模數系數選用模數為 :主軸齒輪模數為 動軸齒輪模數 m=文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 中間軸齒輪模數 m=3; 根據有關文獻，也為了便于 統(tǒng)一，在這里傳動齒輪統(tǒng)一取 m= 3模數 （ 2） 基本組齒輪計算 。 基本組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪 1 2 齒數 18 36 27 27 分度圓直徑 63 126 頂圓直徑 70 133 根圓直徑 寬 20 20 20 20 按基本組最小齒輪計算 。 小齒輪用 40質處理，硬度 241206均取260齒輪用 45 鋼，調質處理，硬度 229206均取 240算如下： 齒面接觸疲勞強度計算： 接觸應力驗算公式為 P n )()1(102088 3218彎曲應力驗算公式為： P )(101 9 12 3215 式中 這里取 N=5r/. 00（ r/; 組號 基本組 第一擴大組 第二擴大組 模數 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 , m=; ;B=20（ ; z=18; u=2; K 里取 T=15000h.; 1n r/, 1n =500（ r/ 0觸載荷取0C= 710 ，彎曲載荷取0C= 6102 觸載荷取 m=3；彎曲載荷取 m=6; 【 5】 2 上，取 【 5】 2 上，取 【 5】 2 上， 3K=K 【 5】 2 上，取 2K =1 1K 【 5】 2 上， 1K =1 【 5】 2 上， Y= j ,查 【 4】，表 4 j =650 w 查 【 4】，表 4 w =275 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 根據上述公式，可求得及查取值可求得： j=635 jw=78 w（ 3） 第 一 擴大組齒輪計算 。 擴大組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪 3 4 5 齒數 52 37 37 52 30 59 分度圓直徑 130 30 75 頂圓直徑 135 35 80 根圓直徑 寬 20 20 20 20 20 20 （ 4） 第二擴大組齒輪計算 。 擴大組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪 6 7 齒數 33 66 66 33 分度圓直徑 31 231 頂圓直徑 38 238 根圓直徑 寬 20 20 20 20 按擴大組最小齒輪計算 。 小齒輪用 40質處理，硬度 241206均取 260齒輪用 45 鋼，調質處理，硬度 229206均取 240 同理根據基本組的計算， 查文獻 【 6】， 可得 K= 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 2K =1， 1K =1， m=355； 可求得： j=619 jw=135 w動軸最小軸徑的初定 由【 5】式 6，傳動軸直徑按扭轉剛度用下式計算： d=4 或 d=91 4 式中 定扭矩（ N* T=9550000； = 01 。 各軸最小軸徑如表 3 表 3最小軸徑 軸合理跨距的計算 由于電動機功率 P=4據【 1】表 軸徑應為 6090步選取 0軸徑的 0據設計方案，前軸承為 ，后軸承為圓錐滾子軸承。定懸伸量 a=120軸孔徑為 30 軸 號 軸 軸 最小軸徑 35 40 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 軸承剛度，主軸最大輸出轉矩 T=95509550904=該機床為車床的最大加工直徑為 250床身上最常用的最大加工直徑，即經濟加工直徑約為最大回轉直徑的 50%，這里取 75%，即 180半徑為 切削力（沿 y 軸） 4716N 背向力（沿 x 軸） c=2358N 總作用力 F= 22F =力作用于工件上，主軸端受力為 F= 先假設 l/a=2， l=3a=240后支承反力 B 分別為 40240120 =B=F40120=據 文獻 【 1】式 得： iz 前 支承的剛度： ； N/ m ；軸的當量外徑 80+60)/2=70慣性矩為 I=64 )4 =10 =38 9 = 【 1】圖 3 原假設接近，所以最佳跨距0l=120 40理跨距為（ l，取合理跨距 l=360 根據結構的需要，主軸的實際跨距大于合理跨距，因此需要采取措施 增加主軸的剛度，增大軸徑：前軸徑 D=100軸徑 d=80軸承 采 用雙列圓柱滾子軸承，后支承采用背對背安裝的角接觸球軸承。 承的選擇 帶輪靠近段安裝雙列角接觸球軸承代號 7007C 另一安裝 深溝 球軸承 6012 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 22 稱布置 深溝 球軸承 6009 端安裝雙列角接觸球軸承代號 7015C 另一安裝端角接觸球軸承代號 7010C 中間布置角接觸球軸承代號 7012C 的規(guī)格 0 N d =8 規(guī)格： 4速操縱機構的選擇 選用左右擺動的操縱桿使其通過桿的推力來控制 軸合理跨距的計算 設機床最大加工回轉直徑為 250動機功率 P=4,主軸計算轉速為 224r/ 已選定的前后軸徑為 :1 62d 21( 0 . 7 0 . 8 5 ) 5 5d d m m定懸伸量 a=85 軸承剛度，主軸最大輸出轉矩 : 6 3 . 6 79 . 5 5 1 0 = 2 5 0 3 4 6140 N m m 設該車床的最大加工直徑 250床身上最常用的最大加工直徑，即經濟加工直徑約為最大回轉直徑的 50%，這里取 45%，即 125文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 切削力（沿 781N 背向力（沿 c=1390N 總作用力 F= 22F =3109N 此力作用于工件上，主軸端受力為 F=3109N。 先假設 l/a=2， l=3a=255后支承反力 3109 8 5 2 5 5 4145255 N 109 85 1036255N 根據 主軸箱設計 得： ) co 得前 支承的剛度： ； N/ m ；軸的當量外徑 85+65)/2=75慣性矩為 I= =10 =31 1 6362 . 1 1 0 1 . 5 5 1 01 3 7 6 . 6 9 0 . 0 8 5 1 0 = 主軸箱設計 圖 得 原假設接近，所以最佳跨距0l=85 理跨距為（ l，取合理跨距 l=250 根據結構的需要，主軸的實際跨距大于合理跨距，因此需要采取措施 增加主軸的剛度，增大軸徑： 前軸徑 D=85軸徑 d=55支承采用背對背安裝的角接觸球軸承。 承壽命校核 由 軸 最小軸徑可取軸承為 7008軸承 ,=3； P=1， Y=0。 對 軸受力分析 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 24 得：前支承的徑向力 由軸承壽命的計算公式： 預期的使用壽命 15000h )18016670 3)= 31 6 6 7 0 3 6 . 3 1 0 0 0( ) 2 8 8 1 4 2 . 9 41 5 0 2 6 4 2 . 3 2h 15000h 軸承壽命滿足要求。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 25 第 5 章 設計部分的調節(jié)、潤滑、維護保養(yǎng)、技術 要求 及其它 1、為了減少車床磨損，延長使用壽命，保證工件加工精度，應對車床的所有摩擦部位進行潤滑，并注意日常的維護保養(yǎng)。 2、車床的潤滑形式常用以下幾種， （ 1）澆油潤滑：常用于外露的滑動表面，如導軌面和滑板導軌面等。 （ 2）濺油潤滑：常用于密閉的箱體中。如車床的主軸箱中的傳動齒輪將箱底的潤滑油濺射到箱體上部的油槽中，然后經槽內油孔流到各潤滑點進行潤滑。 （ 3）油繩導油潤滑：常用于進給箱和溜板箱的油池中。利用毛線即吸油又滲油的特性，通過毛線把油引入潤滑點，間斷地滴油潤滑。 （ 4）彈子油杯注油潤滑：常用于尾座、中滑板搖手柄及三杠（絲杠、光杠、開關杠）支架的軸承處。定期的用油槍端頭油嘴壓下油杯上的彈子，將油注入。油嘴撤去，彈子又回復原位，封住注油口，以防塵屑入內。 （ 5）黃油杯潤滑：常用于交換齒輪箱掛輪架的中間軸或不經常潤滑處。事 先在黃油杯中加滿鈣基潤滑脂，需要潤滑時，擰進油杯蓋，則杯中的油脂就被擠壓到潤滑點中去。 （ 6）油泵輸油潤滑：常用于轉速高、需要大量潤滑油連續(xù)強制潤滑的場合。如主軸箱內許多潤滑點就是采用這種方式。 3、車床的潤滑要求 : （ 1）車床上一般都有潤滑系統(tǒng)圖，應嚴格按照潤滑系統(tǒng)圖進行潤滑。 （ 2）換油時，應先將廢油放盡，然后用煤油把箱體內沖洗干凈后，在注入新機油，注油時應用網過濾，且油面不得低于油標中心線。主軸箱內零件用油泵潤滑或飛濺潤滑。箱內潤滑油一般三個月更換一次。主軸箱體上有一個油標，若發(fā)現油標內無油輸出，說明油泵輸油系統(tǒng)有故障，應立即停車檢查斷油的原因，并修復。 （ 3）進給箱上部油繩導油潤滑的儲油槽，每班應給該儲油槽加一次油。 （ 4）交換齒輪箱中間齒輪軸軸承是黃油杯潤滑，每班一次， 7 天加一次鈣基脂。 （ 5）彈子油杯潤滑每班潤滑一次。導軌工作前后擦凈用油槍加油。 5、車床日常保養(yǎng)要求： （ 1）每天工作后，切斷電源，對車床各表面、各罩殼、導軌面、絲杠、光杠、各買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 26 操縱手柄和操縱桿進行擦拭，做到無油污、無鐵屑、車床外表整潔。 （ 2）每周要求保養(yǎng)床身導軌面和中小滑板導軌面及轉動部位的整潔、潤滑。要求油眼暢通、油標清晰，清 洗油繩和護床油毛氈，保持車床外表清潔和工作場地整潔。 6、車床一級保養(yǎng)要求： 車場運行 500 小時后，須進行一級保養(yǎng)。其保養(yǎng)以