機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-普通車床的主動傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)說明書 課程名稱： 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 普通車床的主動傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè)：班級： 學(xué)生姓名: 學(xué) 號: 指導(dǎo)教師: 2021年 12月 26 日摘要主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)是機(jī)床設(shè)計(jì)中非常重要的組成局部，本次設(shè)計(jì)主要由機(jī)床的級數(shù)入手，于結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)擬定，再到齒輪和軸的設(shè)計(jì)，再選擇各種主傳動配合件，對軸和齒輪及配合件進(jìn)行校核，將主傳動方案“結(jié)構(gòu)化，設(shè)計(jì)主軸變速箱裝配圖及零件圖，側(cè)重進(jìn)行傳動軸組件、主軸組件、變速機(jī)構(gòu)、箱體、潤滑與密封、傳動軸及滑移齒輪零件的設(shè)計(jì)，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。本次突出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，在保證機(jī)床的根本要求下，根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)的原那么，擬定機(jī)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)，對機(jī)床的機(jī)構(gòu)進(jìn)行精

2、簡，力求降低生產(chǎn)本錢；主軸和齒輪設(shè)計(jì)在滿足強(qiáng)度需要的同時(shí)，材料的選擇也是采用折中的原那么，沒有選擇過高強(qiáng)度的材料從而造成浪費(fèi)。【關(guān)鍵詞】車床、主傳動系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)式、電動機(jī)。一、專用鏜床I型的主軸箱部件設(shè)計(jì)1：原始數(shù)據(jù)主電動機(jī)功率P/Kw主電動機(jī)31450140180350450 2. 工藝要求 1. 加工工件材料為鑄鐵，粗加工、可加工通孔、沉孔、倒角。150，要求正反轉(zhuǎn)。 3.設(shè)備裝備型式：主軸箱安置在主柱上，可作上、下移動。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1運(yùn)動設(shè)計(jì)：根據(jù)給定的轉(zhuǎn)速確定主傳動的結(jié)構(gòu)網(wǎng)、轉(zhuǎn)速圖、傳動系統(tǒng)圖、計(jì)算齒輪齒數(shù)。2動力計(jì)算：選擇電動機(jī)型號，對主要零件如帶、齒輪、主軸、傳動軸、軸承等進(jìn)行計(jì)算

3、出算和驗(yàn)算。3繪制以下圖紙：機(jī)床主傳動系統(tǒng)圖畫在說明書上。操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、主軸箱上、下移動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以原理圖形式畫在說明書上。主軸箱部件展開圖及主要剖面圖。主軸零件圖。 4)編寫設(shè)計(jì)說明書一份。一、概述1.1機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的 課程設(shè)計(jì)是在學(xué)生學(xué)完相應(yīng)課程及先行課程之后進(jìn)行的實(shí)習(xí)性教學(xué)環(huán)節(jié)，是大學(xué)生的必修環(huán)節(jié)，其目的在于通過機(jī)床運(yùn)動機(jī)械變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使學(xué)生在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思，方案分析，結(jié)構(gòu)工藝性，機(jī)械制圖，零件計(jì)算，編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握根本的設(shè)計(jì)方法，并培養(yǎng)學(xué)生具有初步的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。二、參

4、數(shù)擬定確定轉(zhuǎn)速范圍：主軸最小轉(zhuǎn)速nnimr/min=140r/min、nmaxr/min=1800r/min 查機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)書表2-5得：140r/min，180r/min，224r/min，280r/min，355r/min，450r/min，560r/min，710r/min，900r/min，1120r/min，1400r/min， 1800r/min。2.2 主電機(jī)的選擇合理確實(shí)定電機(jī)功率，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。鏜床的主參數(shù)規(guī)格尺寸和根本參數(shù)表最高轉(zhuǎn)速()最低轉(zhuǎn)速()電機(jī)功率Pkw公比轉(zhuǎn)速級數(shù)Z1800140312三、傳動設(shè)

5、計(jì)3.1 主傳動方案擬定 擬定傳動方案，包括傳動形式的選擇以及開停、換向、制動、操作等整個(gè)傳動系統(tǒng)確實(shí)定。傳動形式指傳動和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同特點(diǎn)的傳動形式、變速類型。 傳動方案和形式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。因此，確定傳動方案和形式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等方面統(tǒng)一考慮。傳動方案有多種，傳動形式更是眾多，比方：傳動形式上有集中傳動、別離傳動；擴(kuò)大變速范圍可用增加傳動組數(shù)，也可用背輪結(jié)構(gòu)、分支傳動等形式；變速箱上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。顯然，可能的方案有很多，優(yōu)化的方案也因條件而異。此次設(shè)計(jì)中，我們采用集中傳動形式的主軸變速箱

6、。3.2 傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對于分析和選擇簡單的串聯(lián)式的傳動不失為有用的方法，但對于分析復(fù)雜的傳動并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效。 3.2.1 確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目級數(shù)為Z的傳動系統(tǒng)由假設(shè)干個(gè)順序的傳動組組成，各傳動組分別有、個(gè)傳動副。傳動副中由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為適宜，即變速級數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子：有以下三種方案：12=322. 3.2.2 傳動式的擬定12級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組，選擇傳動組安排方式時(shí)，考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。主軸對加工精度、外表粗糙度的影響很大，因此主軸上的齒輪少些為好。最后一個(gè)傳動組的傳動副常選用2。綜上所述

7、，傳動式為12=322。 3.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定 傳動副應(yīng)前多后少的原那么，故12=322傳動式，有6種結(jié)構(gòu)式和對應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。又因?yàn)閭鲃禹樞驊?yīng)前密后疏，變速組的降速要前慢后快，所以結(jié)構(gòu)式為： 12=3223.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定 圖1正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖 5確定各變速組傳動副齒數(shù) 傳動組a:查表8-1, ，時(shí)：57、60、63、66、69、72、75、78時(shí)：58、60、63、65、67、68、70、72、73、77時(shí)：58、60、62、64、66、68、70、72、74、76可取72,于是可得軸齒輪齒數(shù)分別為：24、30、36。于是，可得軸上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：48、42、36。傳動組b:查表8-1,

8、 ，時(shí)：69、72、73、76、77、80、81、84、87時(shí)：70、72、74、76、78、80、82、84、86可取 84，于是可得軸上兩聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為：22、42。于是 ，得軸上兩齒輪的齒數(shù)分別為：62、42。傳動組c:查表8-1,時(shí)：84、85、89、90、94、95時(shí)： 72、75、78、81、84、87、89、90可取 90.為降速傳動，取軸齒輪齒數(shù)為18；為升速傳動，取軸齒輪齒數(shù)為30。于是得,得軸兩聯(lián)動齒輪的齒數(shù)分別為18，60；得軸兩齒輪齒數(shù)分別為72，30。1.4 繪制傳動系統(tǒng)圖根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動機(jī)等條件可有如下系統(tǒng)圖：2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速 確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速：主軸的

9、計(jì)算轉(zhuǎn)速為各傳動軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： 軸可從主軸90r/min按72/18的傳動副找上去，軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速125r/min；軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為355r/min；軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為710r/min。3各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 傳動組c中，18/72只需計(jì)算z = 18 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為355r/min；60/30只需計(jì)算z = 30的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為250r/min；傳動組b計(jì)算z = 22的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為355r/min；傳動組a應(yīng)計(jì)算z = 24的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為710r/min。4核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 所以適宜。2.2 帶傳動設(shè)計(jì)電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min,傳遞功率P=3KW,傳動比i=2.03，兩班制，一天

10、運(yùn)轉(zhuǎn)16.1小時(shí)，工作年數(shù)10年。確定計(jì)算功率 取1.1，那么選取V帶型 根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計(jì)算功率，選B型帶。確定帶輪直徑和驗(yàn)算帶速 查表小帶輪基準(zhǔn)直徑, 驗(yàn)算帶速成 其中 -小帶輪轉(zhuǎn)速，r/min； -小帶輪直徑，mm； ，適宜。4確定帶傳動的中心距和帶的基準(zhǔn)長度 設(shè)中心距為,那么 055a2a758,初取中心距為400mm。 帶長 查表取相近的基準(zhǔn)長度，。 帶傳動實(shí)際中心距5驗(yàn)算小帶輪的包角 一般小帶輪的包角不應(yīng)小于。 。適宜。6確定帶的根數(shù) 其中： -時(shí)傳遞功率的增量； -按小輪包角，查得的包角系數(shù)； -長度系數(shù)； 為防止V型帶工作時(shí)各根帶受力嚴(yán)重不均勻，限制根數(shù)不大于10。 7計(jì)算帶

11、的張緊力 其中： -帶的傳動功率,KW； v-帶速,m/s； q-每米帶的質(zhì)量，kg/m；取q=0.17kg/m。 v = 1440r/min = 9.42m/s。 8計(jì)算作用在軸上的壓軸力 2.3 各傳動組齒輪模數(shù)確實(shí)定和校核模數(shù)確實(shí)定：a傳動組：分別計(jì)算各齒輪模數(shù)先計(jì)算24齒齒輪的模數(shù)：其中: -公比 ； = 2； -電動機(jī)功率； = 4KW； -齒寬系數(shù)； -齒輪傳動許允應(yīng)力; -計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。 ， 取= 600MPa,平安系數(shù)S = 1。 由應(yīng)力循環(huán)次數(shù)選取 ，取S=1，。 取m = 4mm。 按齒數(shù)30的計(jì)算，可取m = 4mm； 按齒數(shù)36的計(jì)算，, 可取m = 4mm。 于是

12、傳動組a的齒輪模數(shù)取m = 4mm，b = 32mm。 軸上齒輪的直徑： 。 軸上三聯(lián)齒輪的直徑分別為： b傳動組： 確定軸上另兩聯(lián)齒輪的模數(shù)。 按22齒數(shù)的齒輪計(jì)算： 可得m = 4.8mm； 取m = 5mm。 按42齒數(shù)的齒輪計(jì)算： 可得m = 3.55mm； 于是軸兩聯(lián)齒輪的模數(shù)統(tǒng)一取為m = 5mm。于是軸兩聯(lián)齒輪的直徑分別為： 軸上與軸兩聯(lián)齒輪嚙合的兩齒輪直徑分別為： c傳動組： 取m = 5mm。軸上兩聯(lián)動齒輪的直徑分別為： 軸四上兩齒輪的直徑分別為： 3. 齒輪強(qiáng)度校核：計(jì)算公式校核齒數(shù)為24的即可，確定各項(xiàng)參數(shù) P=4.4KW,n=710r/min,確定動載系數(shù)：齒輪精度為7

13、級，由?機(jī)械設(shè)計(jì)?查得使用系數(shù)確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)非對稱 ,查?機(jī)械設(shè)計(jì)?得確定齒間載荷分配系數(shù): 由?機(jī)械設(shè)計(jì)?查得確定動載系數(shù): 查表 10-5 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 圖10-18查得 ， 故適宜。3.2 校核b傳動組齒輪校核齒數(shù)為22的即可，確定各項(xiàng)參數(shù) P=8.25KW,n=355r/min,確定動載系數(shù)：齒輪精度為7級，由?機(jī)械設(shè)計(jì)?查得使用系數(shù)確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)非對稱 ,查?機(jī)械設(shè)計(jì)?得確定齒間載荷分配系數(shù): 由?機(jī)械設(shè)計(jì)?查得確定動載系數(shù): 查表 10-5 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 圖1

14、0-18查得 ， 故適宜。校核齒數(shù)為18的即可，確定各項(xiàng)參數(shù) P=8.25KW,n=355r/min,確定動載系數(shù)：齒輪精度為7級，由?機(jī)械設(shè)計(jì)?查得使用系數(shù)確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)非對稱,查?機(jī)械設(shè)計(jì)?得確定齒間載荷分配系數(shù): 由?機(jī)械設(shè)計(jì)?查得確定動載系數(shù): 查表 10-5 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 圖10-18查得 ， 故適宜。4. 主軸撓度的校核4.1 確定各軸最小直徑1軸的直徑：2軸的直徑：3軸的直徑：4主軸的直徑：軸的校核：通過受力分析，在一軸的三對嚙合齒輪副中，中間的兩對齒輪對軸中點(diǎn)處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來進(jìn)行校核 。軸、軸的校核同上。5. 主軸最正確跨距確實(shí)定320mm車床，P=4KW.5.1 選擇軸頸直徑,軸承型號和最正確跨距前軸頸應(yīng)為75-100mm,初選=100mm,后軸頸取,前軸承為NN3020K,后軸承為NN3016K,根據(jù)結(jié)構(gòu),定懸伸長度5.2 求軸承剛度考慮機(jī)械效率主軸最大輸出轉(zhuǎn)距床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的60%,取50%即200.切削力 背向力 故總的作用力 次力作用于頂在頂尖間的工件上主軸尾架各承受一半,故主軸軸端受力為 先假設(shè) 前后支撐分別為根據(jù) 。6. 各傳動軸支承處軸承的選擇 主軸 前支