機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-簡(jiǎn)易半自動(dòng)三軸鉆床全套圖紙

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書35040515 王召 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 計(jì)算說(shuō)明書需要全套設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系qq174320523 各專業(yè)都有姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師： 前 言簡(jiǎn)易半自動(dòng)三軸鉆床用于在零件上鉆孔，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，室內(nèi)工作，通過(guò)傳動(dòng)裝置使鉆頭持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，在零件上打孔。要求使用期限是雙班制10年。 目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書3二、總體方案設(shè)計(jì).3、傳動(dòng)方案擬定.3、電動(dòng)機(jī)的選擇.4、傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù).5三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算6（1）圓錐齒輪設(shè)計(jì).6（2）圓柱齒輪設(shè)計(jì).11（3）軸的設(shè)計(jì)和校核計(jì)算.16（4）鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)計(jì)算.21（5）滾動(dòng)軸承的選擇及壽命計(jì)算.22四、減速器箱體及附件的設(shè)計(jì).2

2、6(1)潤(rùn)滑和密封形式的選擇，潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂的選擇.26(2)箱體設(shè)計(jì). . 26(3)技術(shù)要求. . 26五、參考資料.27一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1、設(shè)計(jì)題目：簡(jiǎn)易半自動(dòng)三軸鉆床2、設(shè)計(jì)背景：（1）題目簡(jiǎn)述：簡(jiǎn)易半自動(dòng)三軸鉆床用于在零件上鉆孔，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，室內(nèi)工作，通過(guò)傳動(dòng)裝置使鉆頭持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，在零件上打孔。（2）使用狀況：生產(chǎn)批量為5臺(tái)；動(dòng)力源為三相交流電380/220v，電機(jī)單向轉(zhuǎn)動(dòng)，載荷較平穩(wěn)；使用期限為10年，每年工作300天，每天工作5小時(shí)；檢修期為三年大修。（3）生產(chǎn)狀況：生產(chǎn)廠具有加工7、8級(jí)精度齒輪、蝸輪的能力。3、設(shè)計(jì)參數(shù)：選擇第4組數(shù)據(jù)：切削速度v=0.21m/s，孔徑d=8mm

3、，切削阻力矩t=120n.m，切削時(shí)間7s，切削阻力f=1280n。4、設(shè)計(jì)任務(wù)：（1）三個(gè)鉆頭以相同的切削速度v作切削主運(yùn)動(dòng)，安裝工件的工作臺(tái)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。每個(gè)鉆頭軸向進(jìn)給阻力為f，被加工零件上三孔直徑均為d，每分鐘加工兩件。（2）室內(nèi)工作，生產(chǎn)批量為5臺(tái)。（3）動(dòng)力源為三相380/220v，電機(jī)單相運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)。（4）使用期限為10年，大修周期為三年，雙班制工作。（5）專業(yè)機(jī)械廠制造，可加工7、8級(jí)精度的齒輪、蝸輪。二、總體方案設(shè)計(jì)1、傳動(dòng)方案的擬定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，該傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)分成原動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置兩部分：（1）原動(dòng)機(jī)的選擇設(shè)計(jì)要求：動(dòng)力源為三相交流電380/220v.故，原動(dòng)機(jī)選用電

4、動(dòng)機(jī)。（2）傳動(dòng)裝置的選擇 減速器 電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速較高，并且輸出不穩(wěn)定，同時(shí)在運(yùn)轉(zhuǎn)故障或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，可能燒壞電動(dòng)機(jī)，所以要有一個(gè)過(guò)載保護(hù)裝置?？蛇x用的有：帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)雖然傳動(dòng)效率高，但會(huì)引起一定的振動(dòng)，且緩沖吸振能力差，也沒(méi)有過(guò)載保護(hù)；帶傳動(dòng)平穩(wěn)性好，噪音小，有緩沖吸震及過(guò)載保護(hù)的能力，精度要求不高，制造、安裝、維護(hù)都比較方便，成本也較低，但是傳動(dòng)效率較低，傳動(dòng)比不恒定，壽命短；但還是比較符合本設(shè)計(jì)的要求，所以采用蝸桿傳動(dòng)?？倐鲃?dòng)比為1，要實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)方向改變90度，因而可以考慮采用蝸輪蝸桿加斜齒輪或者是錐齒輪加斜齒輪減速器，但考慮到蝸輪蝸桿效率較低，而且安

5、裝精度、潤(rùn)滑要求高等因素，因而決定采用后者，即錐齒輪加斜齒輪減速器。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：電動(dòng)機(jī)的選擇（1）類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇：按工作條件和要求選用一般用途的y系列三相異步臥式電動(dòng)機(jī)，封閉結(jié)構(gòu)。（2）電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算傳動(dòng)效率：帶傳動(dòng)： v帶 一對(duì)軸承： 錐齒輪 ： 油潤(rùn)滑8級(jí)精度齒輪 一對(duì)圓柱斜齒輪：級(jí)精度 聯(lián)軸器效率 總傳動(dòng)效率：鉆頭轉(zhuǎn)速： r/min（3）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算確定傳動(dòng)比范圍：齒輪傳動(dòng)比范圍； 在相關(guān)手冊(cè)中查閱符合這一轉(zhuǎn)速范圍的電機(jī)，綜合考慮總傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)尺寸及成本，選擇y160m1-2型，額定功率11kw電動(dòng)機(jī)，滿載轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 計(jì)算總傳動(dòng)比： 1、 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比

6、：帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為若齒輪的傳動(dòng)比取，則錐齒輪的傳動(dòng)比為 2、 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（）計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速電機(jī)軸：軸： 軸： 軸： （）計(jì)算各軸輸入功率電機(jī)軸： 1軸： 2軸： 3軸： a、 計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：1軸： 2軸：3軸：將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表：軸名功率p / kw轉(zhuǎn)矩t /n·m轉(zhuǎn)速nr/min傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸7.9525.3075300020.96軸7.6327.55748.5948.1015002.0460.96軸7.3297.25695.4794.51733.1381.4610.96軸7.046.969133.981

7、32.64501.8三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算Ø 圓錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果選材、精度選用直齒輪，批量較小，小齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度平均取220hb，大齒輪用45鋼，正火處理，硬度平均取190hb。8級(jí)精度。工作時(shí)間及部分參數(shù)閉式直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，軸夾角，傳遞功率，轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比。兩班制工作，壽命10年（每年按300天計(jì)算）小齒輪做懸臂布置，使用時(shí)間內(nèi)，工作時(shí)間占23.3%壽命10年， 300天/年，工作時(shí)間占23.3%初步計(jì)算小齒輪直徑因?yàn)椴捎瞄]式軟齒面?zhèn)鲃?dòng),按齒面接觸強(qiáng)度初步估算小齒輪分度圓直徑Ø 初選小齒輪齒數(shù)取, ，傳動(dòng)比相對(duì)誤差，合適Ø 小齒輪轉(zhuǎn)

8、矩Ø 初選載荷系數(shù)： ，Ø 取齒寬系數(shù) Ø 確定彈性影響系數(shù)Ø 確定區(qū)域載荷系數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng) Ø 確定接觸許用應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查教材圖10-19曲線得 ，查教材圖10-21（d）得 ，取安全系數(shù) Ø 由接觸強(qiáng)度計(jì)算小齒輪的分度圓直徑確定基本參數(shù)Ø 驗(yàn)算載荷系數(shù)齒輪圓周速度精度等級(jí)取8級(jí)精度合理由教材圖10-8查得查教材表10-9得出軸承系數(shù)，由公式得接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)：Ø 校正直徑：校核傳動(dòng)比誤差：因齒數(shù)未做圓整，傳動(dòng)比不變。8級(jí)精度合理取確定主要傳動(dòng)尺寸確定模數(shù),查表取小齒輪直徑大齒輪直徑錐距齒寬圓整，取，校

9、核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度Ø 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)：與接觸強(qiáng)度系數(shù)相同Ø 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù),Ø 確定許用應(yīng)力：由教材圖10-18 ，取安全系數(shù)由教材圖10-20（c）得，按脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力確定許用彎曲應(yīng)力，即Ø 校核彎曲強(qiáng)度合格靜強(qiáng)度校核靜強(qiáng)度校核,因傳動(dòng)無(wú)嚴(yán)重過(guò)載,故不作靜強(qiáng)度校核 Ø 圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果選材、精度選用斜齒輪，批量較小，小齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度210hb230hb，平均取220hb，大齒輪用45鋼，正火處理，硬度為170hb210hb，平均取190hb。8級(jí)精度。初步計(jì)算小齒輪直徑因?yàn)椴捎瞄]式軟齒面?zhèn)鲃?dòng),按齒面接觸強(qiáng)

10、度初步估算小齒輪分度圓直徑,由附錄a表由表a1取， 動(dòng)載荷系數(shù)，轉(zhuǎn)矩，由表27.11查取接觸疲勞極限 初取取確定基本參數(shù)圓周速度精度等級(jí)取8級(jí)精度合理取,確定模數(shù),查表取校核傳動(dòng)比誤差：因齒數(shù)未做圓整，傳動(dòng)比不變。8級(jí)精度合理取校齒核面接觸疲勞強(qiáng)度1計(jì)算齒面接觸應(yīng)力節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù):查圖27-16非變位斜齒輪彈性系數(shù):查表27.11重合度系數(shù):端面重合度螺旋角系數(shù) 齒面接觸應(yīng)力2>計(jì)算許用接觸應(yīng)力總工作時(shí)間接觸壽命系數(shù)由圖27-23查出 （單向運(yùn)轉(zhuǎn)?。X面工作硬化系數(shù)接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)由表27.15按調(diào)質(zhì)鋼查潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)取為由表27.14取最小安全系數(shù)許用接觸應(yīng)力:3驗(yàn)算: 接觸疲勞強(qiáng)度較

11、為合適,齒輪尺寸無(wú)須調(diào)整確定主要傳動(dòng)尺寸小齒輪直徑大齒輪直徑齒寬 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算1由式27.11, , , 齒根彎曲應(yīng)力:2計(jì)算許用彎曲應(yīng)力由式27.17試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限查圖27-24c ，另外取由圖27-26確定尺寸系數(shù)=由表27.14查最小安全系數(shù)3彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算=合格靜強(qiáng)度校核靜強(qiáng)度校核,因傳動(dòng)無(wú)嚴(yán)重過(guò)載,故不作靜強(qiáng)度校核3、軸的設(shè)計(jì)和校核計(jì)算1小錐齒輪軸的校核計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果材料的選擇考慮到相互摩擦作用，材料選擇與齒輪相同，為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，材料系數(shù)查表16.2有 c=112估算軸徑所受轉(zhuǎn)矩齒輪圓周力齒輪徑向力水平面反力垂直面反力彎矩圖見(jiàn)圖1合成彎矩圖取a

12、點(diǎn)轉(zhuǎn)矩圖應(yīng)力校正系數(shù)用插入法由表16.3中求得 ，當(dāng)量彎矩圖校核強(qiáng)度合格 2大錐齒輪軸的校核（計(jì)算時(shí)由于軸上三個(gè)圓柱齒輪的對(duì)稱布置，因而彎矩因素消除）計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果材料的選擇考慮到相互摩擦作用，材料選擇與齒輪相同，為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，材料系數(shù)查表16.2有 c=112估算軸徑所受轉(zhuǎn)矩齒輪圓周力齒輪徑向力齒輪軸向力垂直面反力nn水平面反力彎矩圖見(jiàn)圖2合成彎矩圖轉(zhuǎn)矩圖應(yīng)力校正系數(shù)用插入法由表16.3中求得 ，當(dāng)量彎矩圖校核強(qiáng)度合格3圓柱齒輪軸的校核（計(jì)算時(shí)由于軸上三個(gè)圓柱齒輪的對(duì)稱布置，因而彎矩因素消除）計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果材料的選擇考慮到相互摩擦作用，材料選擇與齒輪相同，為45號(hào)

13、鋼，調(diào)質(zhì)處理，材料系數(shù)查表16.2有 c=112估算軸徑所受轉(zhuǎn)矩齒輪圓周力齒輪徑向力齒輪軸向力垂直面反力水平面反力水平面彎矩圖見(jiàn)圖3合成彎矩圖轉(zhuǎn)矩圖應(yīng)力校正系數(shù)用插入法由表16.3中求得 ， 計(jì)算方法同前當(dāng)量彎矩圖校核強(qiáng)度合格 圖1圖2圖34、鍵的選擇和校核鍵的選擇主要考慮所傳遞的扭矩的大小，軸上零件是否需要沿軸向移動(dòng)，零件的對(duì)中要求等等。計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì) 算 結(jié) 果（1）小錐齒輪軸。帶輪鍵的選擇與校核鍵的選擇和參數(shù)與聯(lián)軸器相聯(lián)接，為靜聯(lián)接，選用普通平鍵，圓頭。由手冊(cè)查得d=24mm時(shí)，應(yīng)選用鍵 gb1096-79轉(zhuǎn) 矩鍵 長(zhǎng)接觸長(zhǎng)度許用擠壓應(yīng)力校 核查表可得鋼的許用擠壓應(yīng)力為=（70-80

14、）mpa故滿足要求（1）小錐齒輪軸 小錐齒輪鍵的選擇與校核鍵的選擇和參數(shù)與聯(lián)軸器相聯(lián)接，為靜聯(lián)接，選用普通平鍵，圓頭。由手冊(cè)查得d=24mm時(shí)，應(yīng)選用鍵 gb1096-79轉(zhuǎn) 矩接觸長(zhǎng)度許用擠壓應(yīng)力校 核查表可得鋼的許用擠壓應(yīng)力為=（70-80）mpa故滿足要求（2）大錐齒輪軸鍵的選擇和校核靜聯(lián)接,選用普通平鍵，圓頭，由手冊(cè)查得d=64mm時(shí)，同時(shí)考慮到同一跟軸上盡量選用相同公稱尺寸的鍵，故應(yīng)選用鍵 gb1096-79鍵的選擇和參數(shù)轉(zhuǎn) 矩鍵 長(zhǎng)接觸長(zhǎng)度查表可得鋼的許用擠壓應(yīng)力為=（70-80）mpa故滿足要求許用擠壓應(yīng)力校 核（3）圓柱齒輪軸鍵的選擇和校核靜聯(lián)接,選用普通平鍵，圓頭由手冊(cè)查得d

15、=4860mm時(shí)，兩鍵應(yīng)分別選用軸二圓柱齒輪鍵，軸三圓柱鍵 gb1096-79鍵的選擇和參數(shù)轉(zhuǎn) 矩鍵 長(zhǎng)接觸長(zhǎng)度查表可得鋼的許用擠壓應(yīng)力為=（70-80）mpa故滿足要求許用擠壓應(yīng)力校 核5滾動(dòng)軸承的選擇及壽命計(jì)算1>小錐齒輪軸軸承的校核角接觸球軸承30206（一對(duì)），其尺寸：d=62mm,d=30mm, b=16mm計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果軸承主要性能參數(shù)查表得軸承30206主要性能參數(shù)如下： x、y值軸承受力情況向右向左 結(jié)論：所選軸承能滿足壽命、靜載荷與許用轉(zhuǎn)速的要求。2>大錐齒輪的軸上軸承的校核角接觸球軸承30209（一對(duì)），其尺寸：d=85mm,d=45mm, b=19m

16、m計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果軸承主要性能參數(shù)查表得軸承30209主要性能參數(shù)如下： x、y值軸承受力情況 結(jié)論：所選軸承能滿足壽命、靜載荷與許用轉(zhuǎn)速的要求。3>圓柱齒輪軸上的軸承的校核角接觸球軸承30211（一對(duì)），其尺寸：d=100mm,d=55mm, b=22.75mm計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果軸承主要性能參數(shù)查表得軸承30211主要性能參數(shù)如下： x、y值軸承受力情況 結(jié)論：所選軸承能滿足壽命、靜載荷與許用轉(zhuǎn)速的要求。四、減速器箱體及附件的設(shè)計(jì)1、潤(rùn)滑和密封形式的選擇，潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂的選擇1>潤(rùn)滑形式的選擇(1)油標(biāo)：選擇桿式油標(biāo)c型指標(biāo)：d: m16 d1=4 d2=16 d3

17、=6 h=35 a=12 b=8 c=5 d=26 d1=22(2)排油裝置：管螺紋外六角螺賽及其組合結(jié)構(gòu)指標(biāo)： m20*1.5 d1=17.8 d=30 e=24.2 s=21 l=30 h=15 b=4 b1=3 c=1.5 d0=40 2>密封裝置（1） 錐齒輪軸密封：氈圈油封 d=60, （2）輸出軸密封：氈圈油封 d=603>潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂的選擇（1）潤(rùn)滑：lcke220 運(yùn)動(dòng)粘度198242（40）2、箱體設(shè)計(jì)：計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果箱座厚度箱蓋厚度箱座突緣厚度箱蓋突緣厚度箱座底突緣厚度地角螺釘直徑地角螺釘數(shù)目軸承旁連接螺釘直徑機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑軸承端蓋螺釘直徑窺

18、視孔蓋螺釘直徑連接螺栓d2的間距定位銷直徑大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離軸承端蓋外徑軸承端蓋突緣厚度機(jī)蓋肋厚機(jī)座肋厚=0.04a+381=0.85=8.5b=1.5b1=1.51b2=2.5df=0.036a+12d1=0.75 df =15d2=(0.50.6) dfd3=(0.40.5) dfd4=(0.30.4) dfl=(120200)mmd=(0.70.8)d21>1.22>d2=1.25d+10t=(1.11.2)d3m1=0.851m=0.85取=10mm取1=10mmb=12mmb1=12mmb2=20mmdf =20mmn=5取d1=16mm取d2=10mm取d3=8mm取d4=5mm取l=150mm取d=8mm取1=10取2=9取d2=150t=9取m1=8.5取m=7.653、技術(shù)要求1 裝配前所有零件用煤油清洗，滾動(dòng)軸承用汽油浸洗，箱體內(nèi)不允許有任何雜物存生。2 保持側(cè)隙不小于0.115mm