《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. 繪制轉速圖-----

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

3、----------------------（2） 1．確定軸的計算轉速-----------------------------------------------------------------------（2） 2. 帶輪設計----------------------------------------------------------------------------------（3）3. 各傳動組齒輪模數的確定和校核----------------------------------------------------（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．確定轉速范圍 查表7-1，確定轉速范圍為160~4000r/min。 2．確定公比 φ=1.58。 3．轉速級數 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 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

8、 軸數=4+1=5。 （4）畫轉速圖 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 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，則小齒輪的齒數為33，17。 即i=52/33，i=17/68。 4．繪制傳動系統(tǒng)圖

10、 根據軸數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．確定軸的計算轉速 （1）確定主軸的計算轉速 根據表8-2，中型機床主軸的計算轉速是第一個三分之一范圍內的最高一級轉速即n=250r/min。 （2）各傳動軸的計算轉速 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 根據小帶輪的轉速和計算功率，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 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 查手冊取標準模數系列m=5mm。 2．齒輪模數的校核 計算公式 σ= 1． 確定各項參數 （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 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 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 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 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型根據結構，定懸伸長度a=75mm。 （2）求軸承剛度 主軸最大輸出轉矩 床身上最大加工直徑約為最大回轉直徑的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 =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