《金屬切削機床》課程設計設計某機床的主傳動系統(tǒng)（完整圖紙）

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1、目錄 CAD圖紙，聯(lián)系153893706 一 設計目的-------------------------------------------------------------------------（1） 二 運動設計-------------------------------------------------------------------------（1） 1.分配傳動比-------------------------------------------------------------------------------（1） 2. 繪制轉(zhuǎn)速圖-----

2、-------------------------------------------------------------------------（1） 3．確定各變速組傳動副的齒數(shù)---------------------------------------------------------（2） 4．繪制傳動系統(tǒng)圖----------------------------------------------------------------------- （3） 三 動力設計---------------------------------------------------

3、----------------------（2） 1．確定軸的計算轉(zhuǎn)速-----------------------------------------------------------------------（2） 2. 帶輪設計----------------------------------------------------------------------------------（3）3. 各傳動組齒輪模數(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.設計心得

5、----------------------------------------------------------------（11） 九 參考文獻--------------------------------------------------------------（11） 設計說明 計算結果 一．設計目的 機床設計目的是對所學的〈金屬切削機床〉知識的一次綜合性檢驗，它需要用基礎課和專業(yè)課的知識聯(lián)系生產(chǎn)實踐實際，達到加深印象及拓寬知識領域的目的，設計過程中，查閱設計手冊及相關資料，獲得設計工作基本技能的訓練，提高分析和解決工程技術問題的能力，為進行一般

6、的機械設計打好基礎。 二.運動設計 1.分配傳動比 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)速級數(shù) Z=8。 4．結構分析式 （1）8=42 (2)8=222 第一方案雖可省去一根軸，但是一個傳動組內(nèi)有四個傳動副如用四聯(lián)滑移齒輪，則會增加周向尺寸，如用兩個雙聯(lián)滑移齒輪則操縱結構必須互鎖以防止兩者同時嚙合，所以不用，選擇（2）。 確定結構網(wǎng) 8=222 檢查傳動組變速防衛(wèi)，只檢驗最后一個擴大組

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）選擇電動機 一般金屬切削機床若我特殊要求，多采用Y系列封閉式三相異步電動機。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機 （2）分配總降速傳動比 設計說明 計算結果 由n=4000r/min ,n=160r/min。查表7-1，各級轉(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）確定傳動軸數(shù)

8、 軸數(shù)=4+1=5。 （4）畫轉(zhuǎn)速圖 1．傳動副前多后少，傳動線前密后疏，降速要前慢后快等原則； 2．升速時最大傳動比i≤2；降速時最小傳動比 i≥1/4； 3．確定各變速組傳動副的齒數(shù) 傳動組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。 設計說明 計算結果 傳動組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．繪制傳動系統(tǒng)圖

10、 根據(jù)軸數(shù)齒輪副電動機等以知條件可有如下系統(tǒng)圖。 三.動力設計 1．確定軸的計算轉(zhuǎn)速 （1）確定主軸的計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)表8-2，中型機床主軸的計算轉(zhuǎn)速是第一個三分之一范圍內(nèi)的最高一級轉(zhuǎn)速即n=250r/min。 （2）各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速 Ⅲ軸 n=630r/min Ⅱ軸 n=1000r/min Ⅰ軸 n=1600r/min 2.帶輪設計 電動機轉(zhuǎn)速為n=1440r/min，傳遞功率P=7.5kw，傳動比i= 1.11,兩班制，一天運轉(zhuǎn)16小時，工作年樹8年。 1．

11、 確定計算功率 K=1.1 P=K=1.17.5=8.25。 n=250r/min P=8.25 設計說明 計算結果 2． 選取V帶型 根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計算功率，選B型帶。 3． 確定基準直徑 d=140mm,d=i d=1.11140=156mm。 查手冊符合帶輪的直徑標準。 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． 計算膠帶長度 L=2 a+π/2（d+d）+（d-d）/（4 a） = 2400+π/2(156+140)+(156-144)/(4400) =1277.4mm 取標準值 L=1283mm。 7． 計算實際中心距 a= a+(L- L)/2=400+(1283-1277.4)/2=402.8mm。 8． 計算包角 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 設計說明 計算結果 1. 模數(shù)的確定 第一動組 m=16338 Z=24 n=1600 φ=6 查表得 [σ]=600Mp m=16338=2.99 查手冊取標準模數(shù)系列m=3mm。 第二傳動組 m=16338 Z

14、=22 n=1000 φ=6 查表得 [σ]=600Mp m=16338=3.7 查手冊取標準模數(shù)系列m=4mm。 第三傳動組 m=16338 Z=17 n=630 φ=6 查表得 [σ]=600Mp m=16338=4.7 m=3mm m=4mm 設計說明 計算結果 查手冊取標準模數(shù)系列m=5mm。 2．齒輪模數(shù)的校核 計算公式 σ= 1． 確定各項參數(shù) （1） P=7.5Kw;n=630r/mi

15、n T=9.5510P/n=9.55107.50.95/630 =1.06910 （2） 確定動載系數(shù) V===2.8m/s 齒輪精度等級為7級 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） 確定許用應力 N=603551300816=8.18x10 m=5mm T=1.06910 V=2.8m/s

17、 K=1.094 K= 1.51 設計說明 計算結果 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，主軸計算轉(zhuǎn)速為250r/min，選擇軸徑直徑，軸承型號和最佳跨距。 （1）前軸頸應為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)結構，定懸伸長度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/ a =3,l =375=225 設計說明 計算結果 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 因為是單鍵聯(lián)結，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 驗算一軸撓度為例以下各軸同此： 齒輪圓周力： 齒輪徑向力； 計算一軸的撓度； 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。 主軸的剛度驗算： （1）計算跨距 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）當量外徑 （3）主軸剛度：由于 故根據(jù)式10-18， （4）對于機床的剛度要求。 取阻尼比ζ=0.035，當v=50m/min,s=0.1mm/r時，k=2.46(N/umm)，β=取

23、 （5）計算 加上懸伸量共長242.8mm 可以看出該機床主軸是合格的。 八.設計心得 作為一名機械系，機械設計制造及自動化大三的學生，我覺得能做類似的課程設計是十分有意義，而且是十分必要的。在已度過的大三的時間里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎課的理論面，如何去鍛煉我們的實踐面？如何把我們所學到的專業(yè)基礎理論知識用到實踐中去呢？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實踐平臺。在做本次大作業(yè)的過程中，我感觸

24、最深的當數(shù)查閱大量的設計手冊了。為了讓自己的設計更加完善，更加符合工程標準，一次次翻閱機床設計手冊是十分必要的，同時也是必不可少的。我們是在作設計，但我們不是藝術家。他們可以拋開實際，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，不切實際的構想永遠只能是構想，永遠無法升級為設計。 九.參考文獻: ［1］濮良貴 紀名剛主編.機械設計(第七版).北京:高等教育出版社,2001年6月 ［2］何志剛主編.互換性與測量技術(第三版).北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1994年12月 ［3］大連理工大學工程畫教研室主編.機械制圖(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.《袖珍機械設計師手冊》第二版.機械工業(yè)出版社,2002年5月 ［5］《減速器實用技術手冊》編輯委員會編.減速器實用技術手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1992年 ［6］戴曙 主編.金屬切削機床.北京:機械工業(yè)出版社,2005年1月 ［7］工程學院機械制造教研室 主編.金屬切削機床指導書. ［8］《機床設計手冊》編寫組 主編.機床設計手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1980年8月 ［9］華東紡織工學院 哈爾濱工業(yè)大學 天津大學主編.機床設計圖冊.上海:上海科學技術出版社,1979年6月