《金屬切削機(jī)床》課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)某機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)(完整圖紙)
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1、目錄 CAD圖紙,聯(lián)系153893706 一 設(shè)計(jì)目的-------------------------------------------------------------------------(1) 二 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)-------------------------------------------------------------------------(1) 1.分配傳動(dòng)比-------------------------------------------------------------------------------(1) 2. 繪制轉(zhuǎn)速圖-----
2、-------------------------------------------------------------------------(1) 3.確定各變速組傳動(dòng)副的齒數(shù)---------------------------------------------------------(2) 4.繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖----------------------------------------------------------------------- (3) 三 動(dòng)力設(shè)計(jì)---------------------------------------------------
3、----------------------(2) 1.確定軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速-----------------------------------------------------------------------(2) 2. 帶輪設(shè)計(jì)----------------------------------------------------------------------------------(3)3. 各傳動(dòng)組齒輪模數(shù)的確定和校核----------------------------------------------------(4) 四 主軸最佳距的確定-------
4、------------------------------------------------------(7) 五 主軸剛度的校核----------------------------------------------------------------(8) 六 軸承選擇------------------------------------------------------------------------(9) 七 軸的校核---------------------------------------------------------------(9) 八.設(shè)計(jì)心得
5、----------------------------------------------------------------(11) 九 參考文獻(xiàn)--------------------------------------------------------------(11) 設(shè)計(jì)說明 計(jì)算結(jié)果 一.設(shè)計(jì)目的 機(jī)床設(shè)計(jì)目的是對(duì)所學(xué)的〈金屬切削機(jī)床〉知識(shí)的一次綜合性檢驗(yàn),它需要用基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識(shí)聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐實(shí)際,達(dá)到加深印象及拓寬知識(shí)領(lǐng)域的目的,設(shè)計(jì)過程中,查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)及相關(guān)資料,獲得設(shè)計(jì)工作基本技能的訓(xùn)練,提高分析和解決工程技術(shù)問題的能力,為進(jìn)行一般
6、的機(jī)械設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。 二.運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 1.分配傳動(dòng)比 1.確定轉(zhuǎn)速范圍 查表7-1,確定轉(zhuǎn)速范圍為160~4000r/min。 2.確定公比 φ=1.58。 3.轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) Z=8。 4.結(jié)構(gòu)分析式 (1)8=42 (2)8=222 第一方案雖可省去一根軸,但是一個(gè)傳動(dòng)組內(nèi)有四個(gè)傳動(dòng)副如用四聯(lián)滑移齒輪,則會(huì)增加周向尺寸,如用兩個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪則操縱結(jié)構(gòu)必須互鎖以防止兩者同時(shí)嚙合,所以不用,選擇(2)。 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng) 8=222 檢查傳動(dòng)組變速防衛(wèi),只檢驗(yàn)最后一個(gè)擴(kuò)大組
7、 φ=1.588x2=4 P=2 R=φ=1.58=1.58=6.23≤8~10。 2.繪制轉(zhuǎn)速圖 (1)選擇電動(dòng)機(jī) 一般金屬切削機(jī)床若我特殊要求,多采用Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)。根據(jù)原則條件選擇Y-132-4型Y系列鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī) (2)分配總降速傳動(dòng)比 設(shè)計(jì)說明 計(jì)算結(jié)果 由n=4000r/min ,n=160r/min。查表7-1,各級(jí)轉(zhuǎn)速依次為2500 r/min,1600 r/min,1000 r/min ,630 r/min,400 r/min ,250 r/min ,160 r/min。 (3)確定傳動(dòng)軸數(shù)
8、 軸數(shù)=4+1=5。 (4)畫轉(zhuǎn)速圖 1.傳動(dòng)副前多后少,傳動(dòng)線前密后疏,降速要前慢后快等原則; 2.升速時(shí)最大傳動(dòng)比i≤2;降速時(shí)最小傳動(dòng)比 i≥1/4; 3.確定各變速組傳動(dòng)副的齒數(shù) 傳動(dòng)組a,i=1, i=1/1.58。由表8-1 i=1.0, S=40、42、44、46、48、50、52… i=1/1.58, S=44、48、50、52… 取S=62,則小齒輪的齒數(shù)為31,24。 即i=31/31,i=24/38。 傳動(dòng)組b, i=1.58, i=1/1.58
9、。 i=1.58,S=41、44、49、52、54、57、59… i=1/1.58,S=41、44、49、52、54、57、59… 取S=49,則小齒輪的齒數(shù)為19,19。 即i=30/19,i=19/30。 設(shè)計(jì)說明 計(jì)算結(jié)果 傳動(dòng)組c, i=1.58, i=1/1.58。 i=1.58,S=80、82、83、85、86、… i=1/1.58,S=80、84、85、88… 取S=85,則小齒輪的齒數(shù)為33,17。 即i=52/33,i=17/68。 4.繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖
10、 根據(jù)軸數(shù)齒輪副電動(dòng)機(jī)等以知條件可有如下系統(tǒng)圖。 三.動(dòng)力設(shè)計(jì) 1.確定軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 (1)確定主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 根據(jù)表8-2,中型機(jī)床主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速是第一個(gè)三分之一范圍內(nèi)的最高一級(jí)轉(zhuǎn)速即n=250r/min。 (2)各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 Ⅲ軸 n=630r/min Ⅱ軸 n=1000r/min Ⅰ軸 n=1600r/min 2.帶輪設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n=1440r/min,傳遞功率P=7.5kw,傳動(dòng)比i= 1.11,兩班制,一天運(yùn)轉(zhuǎn)16小時(shí),工作年樹8年。 1.
11、 確定計(jì)算功率 K=1.1 P=K=1.17.5=8.25。 n=250r/min P=8.25 設(shè)計(jì)說明 計(jì)算結(jié)果 2. 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。 3. 確定基準(zhǔn)直徑 d=140mm,d=i d=1.11140=156mm。 查手冊(cè)符合帶輪的直徑標(biāo)準(zhǔn)。 4. 帶速 V===11.7592m/s 速度小于25m/s~35m/s。 5. 初定中心距 0.5(d+
12、d)≤a≤2(d+d)。 取a=400mm。 6. 計(jì)算膠帶長(zhǎng)度 L=2 a+π/2(d+d)+(d-d)/(4 a) = 2400+π/2(156+140)+(156-144)/(4400) =1277.4mm 取標(biāo)準(zhǔn)值 L=1283mm。 7. 計(jì)算實(shí)際中心距 a= a+(L- L)/2=400+(1283-1277.4)/2=402.8mm。 8. 計(jì)算包角 α=180-(d-d)/a57=180-(156-140)/402.857 =177.7>120。 9. 確定帶的根數(shù) Z=(k=0.96,k=0.93) 用插入法
13、=→P=2.197 =→ΔP=0.454 Z==3.5 取4根 3.各傳動(dòng)組齒輪模數(shù)的確定和校核 d=156mm V=11.7592m/s a=400mm L=1283mm a=402.8mm 設(shè)計(jì)說明 計(jì)算結(jié)果 1. 模數(shù)的確定 第一動(dòng)組 m=16338 Z=24 n=1600 φ=6 查表得 [σ]=600Mp m=16338=2.99 查手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列m=3mm。 第二傳動(dòng)組 m=16338 Z
14、=22 n=1000 φ=6 查表得 [σ]=600Mp m=16338=3.7 查手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列m=4mm。 第三傳動(dòng)組 m=16338 Z=17 n=630 φ=6 查表得 [σ]=600Mp m=16338=4.7 m=3mm m=4mm 設(shè)計(jì)說明 計(jì)算結(jié)果 查手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列m=5mm。 2.齒輪模數(shù)的校核 計(jì)算公式 σ= 1. 確定各項(xiàng)參數(shù) (1) P=7.5Kw;n=630r/mi
15、n T=9.5510P/n=9.55107.50.95/630 =1.06910 (2) 確定動(dòng)載系數(shù) V===2.8m/s 齒輪精度等級(jí)為7級(jí) 查圖表 K=1.25 K=1.1 (3) B=5x6=30mm (4) 確定齒間分配系數(shù) F=2T/d=21.06910/(517)=2.5210 K F/b=1.252.5210/30=1.0510 查表 K=1.0 (5) 確定齒向載荷分配系數(shù) 非對(duì)稱 K=1.12+0.18 (1+0.6φ)φ+0.23x10b =1.12+0.18(1+0.6x0.35)0.35+0.2
16、31030 =1.15 b/m===2.67 查表 K=1.094 (6) 確定動(dòng)載系數(shù) K= K K K K=1.251.11.01.094=1.51 (7) 查表 Y=2.97 Y=1.52 Y=2.25 Y=1.75 (8) 確定許用應(yīng)力 N=603551300816=8.18x10 m=5mm T=1.06910 V=2.8m/s
17、 K=1.094 K= 1.51 設(shè)計(jì)說明 計(jì)算結(jié)果 σ=420Mp S=1.4 K=0.93 [σ]==279 Mp N= N/4=2.04510 σ=350Mp S=1.4 K=0.95 [σ]==237.5Mp ==61.80 ==60.32 61.80>60.32,所以取60.32
18、。 2.校核 <60.32所以合格。 四.主軸最佳距的確定 有一300mm車床,P=7.5Kw,主軸孔徑為52mm,前支撐為3182120,后支撐為NN 3016/W33,主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為250r/min,選擇軸徑直徑,軸承型號(hào)和最佳跨距。 (1)前軸頸應(yīng)為75-110mm。初選d=110mm,后軸徑d=(0.7-0.9) d,取后d=72mm,前軸承為3182120型,后軸承為NN 3016/W33型根據(jù)結(jié)構(gòu),定懸伸長(zhǎng)度a=75mm。 (2)求軸承剛度 主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩 床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的60
19、%,取180mm故半徑0.09 mm。 切削力 背向力 故總的作用力 此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)/ a =3,l =375=225 設(shè)計(jì)說明 計(jì)算結(jié)果 前后支承, 分別為 ==1779.5=2669.25(N) ==1779.5=889.75(N) 根據(jù) =3.39 查線圖,與原假設(shè)相符 五.主軸剛度
20、的校核 1.各軸直徑的確定 1.Ⅰ軸直徑:, N=7.164 2.Ⅱ軸直徑: N=7.057Kw 3.Ⅲ軸直徑: N=6.951Kw 4.Ⅳ軸直徑:: N=6.847Kw 5.主軸孔直徑的確定:主軸空心直徑,主軸外徑 取系數(shù)為1.07 因?yàn)槭菃捂I聯(lián)結(jié),主軸直徑可以增大1.05倍 主軸孔直徑; 六.軸承選擇 一軸:深溝球軸承前后支承6307,中支承6309 二軸:前支承深溝球軸承6207,后支承6208
21、 三軸:前后支承深溝球軸承6208,中支承6210 主軸:前支承圓錐孔雙列短圓柱滾子軸承NN 3016 K/W33,單向推力球軸承8318中支承圓柱滾子軸承N318E,后支承圓柱孔雙列短圓柱滾子軸承NN 3016。 七.軸的校核 Ⅰ軸的校核 驗(yàn)算一軸撓度為例以下各軸同此: 齒輪圓周力: 齒輪徑向力; 計(jì)算一軸的撓度; b=135mm l=285mm x=142.5mm E=200Mp I=0.0545=2.0510 許用撓度:[y]=(0.01~0.03)m
22、 所以y<0.03=0.015 故符合條件。 主軸的剛度驗(yàn)算: (1)計(jì)算跨距 前支承圓錐孔雙列短圓柱滾子軸承,,后支承圓柱孔雙列短圓柱滾子軸承。 l=540+17.5+18.5=576mm=0.576m (2)當(dāng)量外徑 (3)主軸剛度:由于 故根據(jù)式10-18, (4)對(duì)于機(jī)床的剛度要求。 取阻尼比ζ=0.035,當(dāng)v=50m/min,s=0.1mm/r時(shí),k=2.46(N/umm),β=取
23、 (5)計(jì)算 加上懸伸量共長(zhǎng)242.8mm 可以看出該機(jī)床主軸是合格的。 八.設(shè)計(jì)心得 作為一名機(jī)械系,機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化大三的學(xué)生,我覺得能做類似的課程設(shè)計(jì)是十分有意義,而且是十分必要的。在已度過的大三的時(shí)間里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們?cè)谡n堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面,如何去鍛煉我們的實(shí)踐面?如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)用到實(shí)踐中去呢?我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。在做本次大作業(yè)的過程中,我感觸
24、最深的當(dāng)數(shù)查閱大量的設(shè)計(jì)手冊(cè)了。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善,更加符合工程標(biāo)準(zhǔn),一次次翻閱機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)是十分必要的,同時(shí)也是必不可少的。我們是在作設(shè)計(jì),但我們不是藝術(shù)家。他們可以拋開實(shí)際,盡情在幻想的世界里翱翔,我們是工程師,一切都要有據(jù)可依.有理可尋,不切實(shí)際的構(gòu)想永遠(yuǎn)只能是構(gòu)想,永遠(yuǎn)無法升級(jí)為設(shè)計(jì)。 九.參考文獻(xiàn): [1]濮良貴 紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)(第七版).北京:高等教育出版社,2001年6月 [2]何志剛主編.互換性與測(cè)量技術(shù)(第三版).北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1994年12月 [3]大連理工大學(xué)工程畫教研室主編.機(jī)械制圖(第五版).北京:高等教育出版社, 2003年8月 [4]毛謙德 李振清主編.《袖珍機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)》第二版.機(jī)械工業(yè)出版社,2002年5月 [5]《減速器實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》編輯委員會(huì)編.減速器實(shí)用技術(shù)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992年 [6]戴曙 主編.金屬切削機(jī)床.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005年1月 [7]工程學(xué)院機(jī)械制造教研室 主編.金屬切削機(jī)床指導(dǎo)書. [8]《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組 主編.機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1980年8月 [9]華東紡織工學(xué)院 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 天津大學(xué)主編.機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè).上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1979年6月
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