裝配圖車床-車床主軸箱課程設(shè)計(jì),裝配,車床,主軸,課程設(shè)計(jì) 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 機(jī)械教研室 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(1) 車床主軸箱設(shè)計(jì) 車床主軸箱設(shè)計(jì) 一、課程設(shè)計(jì)的目的 1、 課程設(shè)計(jì)屬于機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課的延續(xù)，通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法。 2、 培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、精度設(shè)計(jì)、金屬工藝學(xué)、材料熱處理及結(jié)構(gòu)工藝等相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力。 3、 培養(yǎng)使用手冊(cè)、圖冊(cè)、有關(guān)資料及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的能力。 4、 提高技術(shù)總結(jié)及編制技術(shù)文件的能力。 5、 是畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)施的技術(shù)準(zhǔn)備。 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容與基本要求 設(shè)計(jì)內(nèi)容：獨(dú)立完成變速級(jí)數(shù)為6-12級(jí)的機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)主軸變速箱設(shè)計(jì)，包括車削左右螺紋的換向機(jī)構(gòu)及與進(jìn)給聯(lián)系的輸出軸。 基本要求： 1、 課程設(shè)計(jì)必須獨(dú)立的進(jìn)行，每人必須完成展開圖、截面圖圖樣設(shè)計(jì)各一張，能夠較清楚地表達(dá)各軸和傳動(dòng)件的空間位置及有關(guān)結(jié)構(gòu)。 2、 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，合理的確定尺寸、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力等有關(guān)參數(shù)。 3、 正確利用結(jié)構(gòu)式、轉(zhuǎn)速圖等設(shè)計(jì)工具，認(rèn)真進(jìn)行方案分析。 4、 正確的運(yùn)用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)圖樣必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。說 明書力求用工程術(shù)語，文字通順簡練，字跡工整。 5、 完成典型零件工作圖圖樣設(shè)計(jì)2 張。 三、設(shè)計(jì)步驟 方案確定 1、 確定有關(guān)尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)。 2、 據(jù)所求得的有關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)及給定的公比，寫出結(jié)構(gòu)式，校驗(yàn)轉(zhuǎn)速范圍，繪制轉(zhuǎn)速圖。 3、 確定各變速組傳動(dòng)副的傳動(dòng)比值，定齒輪齒數(shù)、帶輪直徑，校驗(yàn)三聯(lián)滑移齒輪齒頂是否相碰，校驗(yàn)各級(jí)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速誤差。 4、 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、 草圖設(shè)計(jì)——估計(jì)各軸及齒輪尺寸，確定視圖比例，確定展開圖及截面圖的總體布局；據(jù)各軸的受力條件，初選軸承，在有關(guān)支撐部位畫出軸承輪廓。并檢驗(yàn)各傳動(dòng)件運(yùn)動(dòng)過程中是否干涉。 2、 結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)——確定齒輪、軸承及軸的固定方式；確定潤滑、密封及軸承的調(diào)整方式；確定主軸頭部形狀及尺寸，完成展開圖及截面圖的繪制。 3、 加黑，注尺寸、公差配合，標(biāo)注件號(hào)，填寫明細(xì)表及裝配圖技術(shù)要求。 零件圖設(shè)計(jì) 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 四、基本參數(shù)確定 1、 基本參數(shù) 主參數(shù)D——床身上最大加工直徑（mm） 刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 (D≤800mm時(shí)) 或 通過主軸孔最大奉料直徑 床身寬度 通用機(jī)床主軸短部結(jié)構(gòu)形狀 序號(hào) 簡 圖 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 應(yīng)用范圍 1 前端短錐面定位，定心精度高； 法蘭上的螺孔用于緊固卡盤，并有一沉孔，以安裝端而鍵傳遞轉(zhuǎn)矩。內(nèi)孔為莫氏內(nèi)錐孔，用以安裝頂尖、心軸等； 頭部懸伸較短，剛性好； 裝卸卡盤方便 大多數(shù)車床、六角車床、多刀車床的主軸 2 a,b為定位面，與卡盤配合有間隙，定位面易磨損，定心精度低； 螺紋用于鎖緊卡盤，內(nèi)錐孔用于安裝頂尖、心軸和彈簧夾頭等； 軸端懸伸長，剛性差； 裝拆卡盤較方便 車床、儀表機(jī)床（在新設(shè)計(jì)的機(jī)床上已逐漸淘汰） 3 長錐為定位面，定心精度高； 與卡盤連接時(shí)用套在主軸上的螺母拉緊，長錐上的鍵用以傳遞扭矩； 軸端懸伸較長，剛性較差； 裝拆卡盤較方便 車床 4 7：24錐孔作定位面，供安裝銑刀或銑刀心軸的尾椎，再用拉桿從主軸后端拉緊，四個(gè)螺孔供安裝端銑刀用，兩個(gè)長槽供安裝端面鍵以傳遞扭矩 銑床 5 模氏錐孔作定位面并傳遞一定的轉(zhuǎn)矩，錐孔內(nèi)部的退錐槽，借助楔鐵使刀具安裝可靠，尾部的退錐槽便于拆卸刀具，并與刀具 扁尾一起傳遞扭矩。 鉆床、鏜床 2、 尺寸參數(shù) 機(jī)床主軸端部結(jié)構(gòu)形狀： 主軸中心孔前段錐度，摩氏3-6度。 為裝配方便，車床主軸直徑通常是從前向后逐段遞減。一般車、銑床主軸后軸頸的直徑，為前軸頸尺寸。 主軸前軸頸尺寸應(yīng)按所傳遞的功率確定，初選時(shí)可參照下表初定。 主軸前軸徑的直徑 mm 功率KW Di 機(jī)床 1.47-2.5 2.6-3.6 3.7-5.5 5.6-7.3 7.4-11 11-14.7 14.8-18.4 18.5-22 22-29.5 臥式車床 60-80 70-90 70-105 95-130 110-145 140-165 150-190 220 230 銑床 50-90 60-90 60-95 75-100 90-105 100-115 ------ ----- ----- 外圓磨床 ---- 50-90 55-70 70-80 75-90 75-100 90-100 105 105 主軸前端面到前支撐徑向支反力作用點(diǎn)之間的距離為主軸懸伸量，減小懸伸量對(duì)提高主軸組件的剛度與抗振性有明顯效果。主軸懸伸量的選擇，可參照下表確定。 主軸懸申量與前軸頸直徑之比 機(jī)床和主軸的類型 α/D 通用和精密車床，自動(dòng)車床和短主軸端銑床，用滾動(dòng)軸承支承，適用于高精度和普通精度要求 0.6-1.25 中等長度和較長主軸端的車床和銑床，懸申不太長（不是細(xì)長）的精密鏜床和內(nèi)圓磨床，用滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承支撐，適用于絕大部普通生產(chǎn)的要求。 1.25-2.5 孔加工機(jī)床，專用加工細(xì)長深孔的機(jī)床，由加工技術(shù)決定，需要有長的懸伸刀桿或主軸可移動(dòng)，因切削較重而不適用于有高精度要求的機(jī)床。 〉2.5 主軸最佳跨距可據(jù)下列經(jīng)驗(yàn)公式初定 式中 L0——最佳跨距 a——懸伸量 （懸伸量大的機(jī)床 若實(shí)際跨距L實(shí)與最佳跨距L0不能相等時(shí)，可取合理跨距。 若L實(shí)〉L0時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)主軸剛度；反之，L實(shí)4 校驗(yàn)各級(jí)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速誤差 ——主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速（r/min） ——主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速（r/min） ——公比 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。 六、草圖設(shè)計(jì) 要求繪制展開圖、截面圖各一張，以表達(dá)所設(shè)計(jì)主軸變速箱的基本結(jié)構(gòu)。兩圖應(yīng)并行繪制。其中展開圖以將各軸展開到同一平面的展開形勢繪制，所表達(dá)的是各軸及軸上所有零件的實(shí)際形狀，及軸向位置及尺寸。截面圖則反映各軸的空間關(guān)系及經(jīng)向尺寸。 設(shè)計(jì)展開圖時(shí)，應(yīng)考慮主軸的懸伸量、合理跨距；各傳動(dòng)軸上齒輪寬度、滑移齒輪必須保證一對(duì)齒輪徹底脫開、另一對(duì)齒輪才能進(jìn)入嚙合、 并留有1-2mm間隙，不相鄰軸上的齒輪在滑動(dòng)中不干涉等需要，軸承布置，皮帶輪的位置等因素綜合確定軸向尺寸。 據(jù)各軸的軸間距及傳動(dòng)件徑向尺寸，合理的布置展開圖的位置。 在截面圖上須注意，主軸必須在兩導(dǎo)軌中央，主軸距導(dǎo)軌面高度應(yīng)等于主參數(shù)之半。帶輪一般在主軸箱后上方，要便于防護(hù)。布置各傳動(dòng)軸位置時(shí)應(yīng)注意檢查不相鄰軸之間齒輪或軸是否干涉。 運(yùn)動(dòng)件與相壁之間距離不小于15mm。 結(jié)構(gòu)草圖確定后，對(duì)有關(guān)軸及齒輪進(jìn)行校驗(yàn)計(jì)算。 七、結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì) 箱壁各安裝軸承處可適當(dāng)設(shè)凸緣，加筋條。主軸箱應(yīng)留有在床身上安裝定位的基準(zhǔn)面。 主傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有剎車制動(dòng)裝置，安放位置最好在接近執(zhí)行件，轉(zhuǎn)速較高且變速范圍較小的傳動(dòng)軸上。 在向進(jìn)給系統(tǒng)輸出的部位有加工左右螺紋的換向裝置，一般采用介輪換向，而且介輪放在反向傳動(dòng)中。 主軸軸承可采用滾動(dòng)軸承，亦可采用滑動(dòng)軸承，配置形式可以是兩支撐，亦可以是三支撐。常見的主軸滾動(dòng)軸承配置形式及工作性能見表。 為提高角接觸球軸承的剛度，角接觸球軸承的組配形式以背對(duì)背使用為好。主軸軸承精度選擇： 主軸軸承精度 機(jī)床精度等級(jí) 前軸承 后軸承 普通精度級(jí) P5或P4（SP） P5或P4（SP） 精密級(jí) P4（SP）或P2(UP) P4（SP） 高精度級(jí) P2(UP) P2(UP) 常見的主軸滾動(dòng)軸承配置形式及工作性能表 序號(hào) 軸承配置 前支承 后支承 前支承承載能力 剛度 振擺 溫升 極限轉(zhuǎn)速 熱變形前端位移 徑向 軸向 徑向 軸向 徑向 軸向 徑向 軸向 徑向 軸向 總的 前支承 1 3182100 2268000 3182100 - 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 2 3182100 8000 3182100 - 1.0 1.0 0.9 3.0 1.0 1.0 1.15 1.2 .65 3 3182100 - 46000 - 1.0 0.6 0.8 0.7 1.0 1.0 0.6 0.5 1.0 3.0 4 7000 (30000) - 7000 - 0.8 1.0 0.7 1.0 1.0 1.0 0.8 .75 0.6 0.8 5 2697000 - 7000 - 1.5 1.0 1.13 1.0 1.0 1.4 1.4 0.6 0.8 0.8 6 46000 - 46000 - 0.7 0.7 .45 1.0 1.0 1.0 0.7 0.5 1.2 0.8 7 46000 - 46000 - 0.7 1.0 .35 2.0 1.0 1.0 0.7 0.5 1.2 0.8 8 46000 8000 0000 8000 0.7 1.0 .35 1.5 1.0 1.0 1.0 0.7 .75 0.8 9 84000 8000 84000 8000 0.6 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.5 0.9 主軸軸承必須能進(jìn)行預(yù)緊和間隙調(diào)整。 因機(jī)床工作屬于輕載，故各軸的軸承通?？砂摧p系列和特輕系列選擇。 各軸承及固定的傳動(dòng)件，必須有可靠的軸向定位環(huán)節(jié)，其方式可采用軸肩、套筒、螺母、螺釘、彈簧卡圈、楔形鍵塊等等。參照有關(guān)圖冊(cè)設(shè)計(jì)。 標(biāo)注尺寸、配合；加黑;編制件號(hào)；編制明細(xì)表。標(biāo)注裝配技術(shù)條件。 八、零件工作圖設(shè)計(jì) 由指導(dǎo)教師指定零件，一般設(shè)計(jì)一個(gè)軸一個(gè)齒輪。圖幅A3. 九、撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 要求：說明簡要，計(jì)算合理、準(zhǔn)確，表達(dá)清晰，文字簡練通順。 內(nèi)容：1、設(shè)計(jì)任務(wù)；2、主要規(guī)格參數(shù)；3、工作性能及范圍；4、各有關(guān)參數(shù)的計(jì)算與確定；5、方案論證（可結(jié)合結(jié)構(gòu)式及轉(zhuǎn)速圖進(jìn)行）；6、轉(zhuǎn)速圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖，轉(zhuǎn)速誤差計(jì)算；7、各軸及齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速;8、有關(guān)校驗(yàn)計(jì)算；9、軸承選擇使用及有關(guān)結(jié)構(gòu)說明。 十、工作進(jìn)程安排 方案設(shè)計(jì)：包括參數(shù)確定、轉(zhuǎn)速圖擬定、傳動(dòng)系統(tǒng)圖擬定。 2天 結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)： 3天 校驗(yàn)計(jì)算： 1天 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：包括完善草圖，注尺寸、公差配合，加黑， 編制件號(hào)，明細(xì)及技術(shù)要求等。 4天 零件工作圖設(shè)計(jì)： 1天 編寫說明書： 2天 機(jī)動(dòng)： 1天 答辯： 1天 十一、課程設(shè)計(jì)選題 C6125型、C6128型、C6132型、C6136型、C6140型普通車床 在每種型號(hào)車床中限定公比Ф=1.41、1.58、1.78和Ф=2的各一種。 為保證順利地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)均限制在12級(jí)以內(nèi)。 9 金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì) CA6140型車床 一、設(shè)計(jì)目的 通過機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在擬定傳動(dòng)和變速的結(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，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，并具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。 二、設(shè)計(jì)步驟 1.運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 1.1已知條件 [1]確定轉(zhuǎn)速范圍：主軸最小轉(zhuǎn)速。 [2]確定公比： [3]轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)： 1.2結(jié)構(gòu)分析式 ⑴ ⑵ [3] 從電動(dòng)機(jī)到主軸主要為降速傳動(dòng)，若使傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)組放在較接近電動(dòng)機(jī)處可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材料，也就是滿足傳動(dòng)副前多后少的原則，因此取方案。在降速傳動(dòng)中，防止齒輪直徑過大而使徑向尺寸常限制最小傳動(dòng)比 ；在升速時(shí)為防止產(chǎn)生過大的噪音和震動(dòng)常限制最大轉(zhuǎn)速比。在主傳動(dòng)鏈任一傳動(dòng)組的最大變速范圍。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間傳動(dòng)軸的變速范圍最小， 根據(jù)中間傳動(dòng)軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下： 檢查傳動(dòng)組的變速范圍時(shí)，只檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組： 其中，， 所以 ，合適。 1.3 繪制轉(zhuǎn)速圖 ⑴選擇電動(dòng)機(jī) 一般車床若無特殊要求，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-132M-4型Y系列籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。 ⑵分配總降速傳動(dòng)比 總降速傳動(dòng)比 又電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因而增加一定比傳動(dòng)副。 [3]確定傳動(dòng)軸軸數(shù) 傳動(dòng)軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比傳動(dòng)副數(shù) + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。 ⑷確定各級(jí)轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖 由 　　z = 12確定各級(jí)轉(zhuǎn)速： 1400、1000、710、500、355、250、180、125、90、63、45、31.5r/min。 在五根軸中，除去電動(dòng)機(jī)軸，其余四軸按傳動(dòng)順序依次設(shè)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ軸之間的傳動(dòng)組分別設(shè)為a、b、c?，F(xiàn)由Ⅳ（主軸）開始，確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速： ① 先來確定Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)組c 的變速范圍為，結(jié)合結(jié)構(gòu)式， Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速只有一和可能： 125、180、250、355、500、710r/min。 ② 確定軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)組b的級(jí)比指數(shù)為3，希望中間軸轉(zhuǎn)速較小，因而為了避免升速，又不致傳動(dòng)比太小，可取 ， 軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速確定為：355、500、710r/min。 ③確定軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速 對(duì)于軸Ⅰ，其級(jí)比指數(shù)為1,可取 ，， 確定軸Ⅰ轉(zhuǎn)速為710r/min。 由此也可確定加在電動(dòng)機(jī)與主軸之間的定傳動(dòng)比。下面畫出轉(zhuǎn)速圖（電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近）。 [5]確定各變速組傳動(dòng)副齒數(shù) ①傳動(dòng)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Ⅰ齒輪齒數(shù)分別為：24、30、36。 于是，， 可得軸Ⅱ上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：48、42、36。 ②傳動(dòng)組b: 查表8-1, ， 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Ⅱ上兩聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為：22、42。 于是 ，，得軸Ⅲ上兩齒輪的齒數(shù)分別為：62、42。 ③傳動(dòng)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(dòng)，取軸Ⅲ齒輪齒數(shù)為18； 為升速傳動(dòng)，取軸Ⅳ齒輪齒數(shù)為30。 于是得, 得軸Ⅲ兩聯(lián)動(dòng)齒輪的齒數(shù)分別為18，60； 得軸Ⅳ兩齒輪齒數(shù)分別為72，30。 1.4 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動(dòng)機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖： 2.動(dòng)力設(shè)計(jì) 2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速 ⑴確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速：主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 ⑵各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： 軸Ⅲ可從主軸90r/min按72/18的傳動(dòng)副找上去，軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 125r/min；軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為355r/min；軸Ⅰ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為710r/min。 [3]各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)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(dòng)組b計(jì)算z = 22的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為355r/min；傳動(dòng)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 所以合適。 2.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/min,傳遞功率P=7.5KW,傳動(dòng)比i=2.03，兩班制， 一天運(yùn)轉(zhuǎn)16.1小時(shí)，工作年數(shù)10年。 ⑴確定計(jì)算功率 取1.1，則 ⑵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。 ⑶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； ，合適。 [4]確定帶傳動(dòng)的中心距和帶的基準(zhǔn)長度 設(shè)中心距為,則 0．55（）a2（） 于是 208.45a758,初取中心距為400mm。 帶長 查表取相近的基準(zhǔn)長度，。 帶傳動(dòng)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。 。合適。 [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)； 為避免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)算帶的張緊力 其中： -帶的傳動(dòng)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(dòng)組齒輪模數(shù)的確定和校核 ⑴模數(shù)的確定： a傳動(dòng)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(dòng)機(jī)功率； = 7.5KW； -齒寬系數(shù)； -齒輪傳動(dòng)許允應(yīng)力; -計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。 ， 取= 600MPa,安全系數(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。 于是傳動(dòng)組a的齒輪模數(shù)取m = 4mm，b = 32mm。 軸Ⅰ上齒輪的直徑： 。 軸Ⅱ上三聯(lián)齒輪的直徑分別為： b傳動(dòng)組： 確定軸Ⅱ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Ⅱ兩聯(lián)齒輪的模數(shù)統(tǒng)一取為m = 5mm。 于是軸Ⅱ兩聯(lián)齒輪的直徑分別為： 軸Ⅲ上與軸Ⅱ兩聯(lián)齒輪嚙合的兩齒輪直徑分別為： c傳動(dòng)組： 取m = 5mm。 軸Ⅲ上兩聯(lián)動(dòng)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 3.1校核a傳動(dòng)組齒輪 校核齒數(shù)為24的即可，確定各項(xiàng)參數(shù) ⑴ P=8.25KW,n=710r/min, ⑵確定動(dòng)載系數(shù)： 齒輪精度為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得使用系數(shù) ⑶ ⑷確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù) 非對(duì)稱 ,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得 ⑸確定齒間載荷分配系數(shù): 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得 ⑹確定動(dòng)載系數(shù): ⑺查表 10-5 ⑻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 ,S = 1.3 ， 故合適。 3.2 校核b傳動(dòng)組齒輪 校核齒數(shù)為22的即可，確定各項(xiàng)參數(shù) ⑴ P=8.25KW,n=355r/min, ⑵確定動(dòng)載系數(shù)： 齒輪精度為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得使用系數(shù) ⑶ ⑷確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù) 非對(duì)稱 ,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得 ⑸確定齒間載荷分配系數(shù): 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得 ⑹確定動(dòng)載系數(shù): ⑺查表 10-5 ⑻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 ,S = 1.3 ， 故合適。 3.3校核c傳動(dòng)組齒輪 校核齒數(shù)為18的即可，確定各項(xiàng)參數(shù) ⑴ P=8.25KW,n=355r/min, ⑵確定動(dòng)載系數(shù)： 齒輪精度為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得使用系數(shù) ⑶ ⑷確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù) 非對(duì)稱 ,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得 ⑸確定齒間載荷分配系數(shù): 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得 ⑹確定動(dòng)載系數(shù): ⑺查表 10-5 ⑻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 ,S = 1.3 ， 故合適。 4. 主軸撓度的校核 4.1 確定各軸最小直徑 [1]Ⅰ軸的直徑： [2]Ⅱ軸的直徑： [3]Ⅲ軸的直徑： [4]主軸的直徑： 4.2軸的校核 Ⅰ軸的校核：通過受力分析，在一軸的三對(duì)嚙合齒輪副中，中間的兩對(duì)齒輪對(duì)Ⅰ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 。 Ⅱ軸、Ⅲ軸的校核同上。 5. 主軸最佳跨距的確定 400mm車床，P=7.5KW. 5.1 選擇軸頸直徑,軸承型號(hào)和最佳跨距 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,故半徑為0.1. 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(dòng)軸支承處軸承的選擇 主軸 前支承：NN3020K;中支承：N219E;后支承：NN3016K Ⅰ軸 前支承：30207;后支承：30207 Ⅱ軸 前支承：30207;中支承：NN3009;后支承：30207 Ⅲ軸 前支承：30208;后支承：30208 7. 主軸剛度的校核 7.1 主軸圖: 7.2 計(jì)算跨距 前支承為雙列圓柱滾子軸承，后支承為雙列圓柱滾子軸承 當(dāng)量外徑 主軸剛度：由于 故根據(jù)式（10-8） 對(duì)于機(jī)床的剛度要求，取阻尼比 當(dāng)v=50m/min,s=0.1mm/r時(shí),, 取 計(jì)算 可以看出，該機(jī)床主軸是合格的. 三、總結(jié) 金屬切削機(jī)床的課程設(shè)計(jì)任務(wù)完成了，雖然設(shè)計(jì)的過程比較繁瑣，而且剛開始還有些不知所措，但是在同學(xué)們的共同努力下，再加上老師的悉心指導(dǎo)，我終于順利地完成了這次設(shè)計(jì)任務(wù)。本次設(shè)計(jì)鞏固和深化了課堂理論教學(xué)的內(nèi)容，鍛煉和培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)過的知識(shí)和理論的能力，是我獨(dú)立分析、解決問題的能力得到了強(qiáng)化. 四、參考文獻(xiàn) ［1］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. ［2］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 [3］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 ［4］《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 ［5］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 [6]《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 ［7］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 - 18 - 金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)說明書 學(xué)院：工程學(xué)院 班級(jí)：04級(jí)（2）班 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì) 姓名： 學(xué)號(hào)： 目錄 一、設(shè)計(jì)目的 -1- 二、設(shè)計(jì)步驟 -1- 1.運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) -1- 1.1已知條件 -1- 1.2結(jié)構(gòu)分析式 -1- 1.3 繪制轉(zhuǎn)速圖 -2- 1.4 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 -5- 2.動(dòng)力設(shè)計(jì) -5- 2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速 -5- 2.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) -6- 2.3 各傳動(dòng)組齒輪模數(shù)的確定和校核 -7- 3. 齒輪強(qiáng)度校核 -9- 3.1校核a傳動(dòng)組齒輪 -9- 3.2 校核b傳動(dòng)組齒輪 -10- 3.3校核c傳動(dòng)組齒輪 -11- 4. 主軸撓度的校核 -13- 4.1 確定各軸最小直徑 -13- 4.2軸的校核 -13- 5. 主軸最佳跨距的確定 -14- 5.1 選擇軸頸直徑,軸承型號(hào)和最佳跨距 -14- 5.2 求軸承剛度 -14- 6. 各傳動(dòng)軸支承處軸承的選擇 -15- 7. 主軸剛度的校核 -15- 7.1 主軸圖 -15- 7.2 計(jì)算跨距 -16- 三、總結(jié) -17- 四、參考文獻(xiàn) -18- 目　　錄 １、 參數(shù)的擬定 ２、 運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì) ３、 傳動(dòng)件的估算和驗(yàn)算 ４、 展開圖的設(shè)計(jì) ５、 總結(jié) 一、參數(shù)擬定 １、確定公比φ 已知Ｚ＝12級(jí)（采用集中傳動(dòng)） nmax =1800 nmin=40 Rn =φz-1 所以算得φ≈1.41 2、確定電機(jī)功率N 根據(jù)Ф320和Ф400車床設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)，用插補(bǔ)法： 已知最大回轉(zhuǎn)直徑為Ф360。 切深ap(t)為3.75mm,進(jìn)給量 f (s)為0.375mm/r,切削速度v為95m/min。 計(jì)算： 主（垂直）切削力：FZ=1900ap f0.75 N =1900 X 3.75 X 0.3750.75 N ≈3414.4 N 切削功率: N切= FZV/61200 KW = 5.3 KW 估算主電機(jī)功率: N= N切/η總 = N切/0.8 KW =5.3/0.8 KW =6.6 KW 因?yàn)镹值必須按我國生產(chǎn)的電機(jī)在Y系列的額定功率選取,所以選7.5 KW。 二、運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì) 1、列出結(jié)構(gòu)式 12=2[3] 3[1] 2[6] 因?yàn)椋涸贗軸上如果安置換向摩擦離合器時(shí)，為減小軸向尺寸，第一傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù)不能多，以2為宜。在機(jī)床設(shè)計(jì)中，因要求的R較大，最后擴(kuò)大組應(yīng)取2更為合適。由于I軸裝有摩擦離合器，在結(jié)構(gòu)上要求有一齒輪的齒根圓大于離合器的直徑。 2、繪出結(jié)構(gòu)網(wǎng) 3、擬定轉(zhuǎn)速圖 1）主電機(jī)的選定 電動(dòng)機(jī)功率N：7.5 KW 電機(jī)轉(zhuǎn)速nd: 因?yàn)閚max =1800r/min ，根據(jù)N=7.5 KW，由于要使電機(jī)轉(zhuǎn)速nd與主軸最高轉(zhuǎn)速相近或相宜，以免采用過大的升速或過小的降速傳動(dòng)。所以初步定電機(jī)為：Y132m-4，電機(jī)轉(zhuǎn)速1440r/min。 2）定比傳動(dòng) 在變速傳動(dòng)系統(tǒng)中采用定比傳動(dòng)，主要考慮傳動(dòng)、結(jié)構(gòu)和性能等方面要求，以及滿足不同用戶的使用要求。為使中間兩個(gè)變速組做到降速緩慢，以利于減少變速箱的徑向尺寸，故在Ⅰ-Ⅱ軸間增加一對(duì)降速傳動(dòng)齒輪。 3）分配降速比 ① 12級(jí)降速為：40 56 80 12 112 160 224 315 450 630 900 1250 1800 （r/min） ② 決定Ⅳ-Ⅴ間的最小降速傳動(dòng)比： 由于齒輪極限傳動(dòng)比限制imax=1/4，為了提高主軸的平穩(wěn)性，取最后一個(gè)變速組的降速傳動(dòng)比為1/4，按公比φ=1.41，查表可知：1.414=4。決定其余變速組的最小傳動(dòng)比，根據(jù)降速前慢后快的原則，Ⅲ-Ⅳ軸間變速組取U=1/43Ⅱ-Ⅲ軸間取U=1/43 ③ 畫出轉(zhuǎn)速圖 12=2[3]3[1]2[6] 結(jié)構(gòu)大體示意圖: 4、計(jì)算各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比 見下述步驟 5、計(jì)算齒輪齒數(shù) 見下述步驟 6、帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定 1）選擇三角帶型號(hào) 根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速1440 r/min和功率n=7.5 查圖可確定三角帶型號(hào)為B型。 7、確定帶輪的最小直徑Dmin 查表得Dmin=140 8、計(jì)算大帶輪直徑D大 根據(jù)要求的傳動(dòng)比ｕ和滑動(dòng)率ξ確定 D大＝D小 ＝140 ＝219.52≈220 9、確定齒輪齒數(shù) 1）第一變速組內(nèi)有兩對(duì)齒輪，其傳動(dòng)比為 U1==1.41 U2== 初步定出最小齒輪齒數(shù)Zmin和Smin： 根據(jù)結(jié)構(gòu)條件，由表得Zmin=2.24,在u=2一行中找到Zmin=22時(shí)，同時(shí)滿足兩個(gè)傳動(dòng)比的要求，確定=72 =72-24=48 Z1=30 =72-30=40 2)第二變速組有三對(duì)傳動(dòng)副 確定最小齒輪的齒數(shù)Zmin和Smin Smin=80 3)第三變速組有兩對(duì)齒輪 ＝3.15％<4.1% 合格 ＝1.7%<4.1% 合格 ＝3.2%<4.1% 合格 ＝1.4%<4.1% 合格 ＝1.7%<4.1% 合格 ＝2%<4.1% 合格 ＝0.4%<4.1% 合格 ＝0.6%<4.1% 合格 ＝0.02%<4.1% 合格 ＝1.17%<4.1% 合格 ＝1.34%<4.1% 合格 齒數(shù) 30 42 24 48 33 47 27 54 21 59 35 69 21 83 摸數(shù) 3 分度圓直徑 90 126 72 144 99 141 81 162 63 177 105 207 63 249 齒根高 ()m=1.253=3.75 齒頂高 m=13=3 齒高 6.75 齒頂圓直徑 96 132 78 150 105 147 87 168 69 183 111 213 69 255 齒根圓直徑 82.5 118.5 64.5 136.5 91.5 133.5 73.5 154.5 55.5 169.5 97.5 99.5 55.5 241.5 中心距 108 120 156 齒寬 24 11片式摩擦離合器的選擇和計(jì)算 1）外摩擦片的內(nèi)徑d 因?yàn)镮I軸直徑為23.4mm d=23.4+4=27.4mm= 2)摩擦片的尺寸 3）摩擦面對(duì)Z 查表得Z=17 靜扭距 取 d=30mm D=98mm =90mm B=30mm b=10mm 三．傳動(dòng)件的估算和驗(yàn)算 1．三角帶傳動(dòng)的計(jì)算 1）選擇三角帶的型號(hào) 根據(jù)計(jì)算功率 小帶輪的轉(zhuǎn)速1441r/min 選擇帶的型號(hào)為B型 2）確定帶輪的計(jì)算直徑 由前面計(jì)算結(jié)果得 =140mm =220mm 3)確定三角帶速度V 4）初定中心距 取=500mm 5)確定三角帶的計(jì)算長度及內(nèi)周長 L=1633mm =1600mm 6)驗(yàn)算三角帶的擾曲次數(shù)u 7)確定實(shí)際中心距A 8）驗(yàn)算小帶輪的包角 9）確定三角帶根數(shù)Z 取Z=3 2．齒輪模數(shù)的估算和計(jì)算 1）各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 2）各齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速 900 1250 900 450 450 315 450 224 450 160 160 315 450 112 r/min 3)估算 第三變速組，按齒輪彎曲疲勞的估算 按齒面點(diǎn)蝕的估算 4）計(jì)算（驗(yàn)算） 根據(jù)接觸疲勞齒輪模數(shù) 根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) 3、傳動(dòng)軸的估算和驗(yàn)算 1）傳動(dòng)軸直徑的估算 mm V軸： IV軸： III軸 II軸： 2）傳動(dòng)軸強(qiáng)度的驗(yàn)算 選第II軸進(jìn)行驗(yàn)算 四 展開圖設(shè)計(jì) 1． 反向機(jī)構(gòu) 利用機(jī)械傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)主軸反轉(zhuǎn)需要一個(gè)惰輪，將惰輪裝在有兩個(gè)支承的傳動(dòng)軸上，軸的剛性較好，有利于降低噪音。 2輸入軸 1） 帶輪裝在軸端。 2） 卸荷裝置 將帶輪裝在軸承上，軸承裝在套筒上，傳給軸的只是扭矩，徑向力由固定在箱體上的套筒承受。本設(shè)計(jì)采用將帶輪支在軸承外圈上，扭矩從端頭傳入。 3） 空套齒輪結(jié)構(gòu) 2． 齒輪塊設(shè)計(jì) 1） 選用7級(jí)精度 2） 采用焊接連接，工藝簡單，連接后齒輪能 達(dá)到一定的定心精度。 4沖動(dòng)軸設(shè)計(jì) 1） I軸：深溝球軸承 II軸：深溝球軸承 III軸：深溝球軸承，圓錐滾子軸承 IV軸：雙列圓柱滾子軸承，圓錐滾子軸承 2）采用軸肩，軸承蓋等定位 5．主軸組件的設(shè)計(jì) 1）內(nèi)孔直徑43mm 2）軸頸直徑47.3mm 3）前錐孔采用莫氏錐孔，選莫氏錐度號(hào)為6號(hào)。 4）支承跨距L和外伸長度a L/a=3 5)頭部尺寸：選B型5號(hào) 6）軸承的配置 雙列矩圓柱滾子軸承：種軸承承載能力大，內(nèi)孔有1/12錐度，摩擦系數(shù)小，溫升低，但不能承受軸向力，必須和能承受軸向力的軸承配合使用。 圓錐滾子軸承：載能力大，可同時(shí)承受徑向力和軸向力，結(jié)構(gòu)比較簡單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低一點(diǎn)。 配置軸承時(shí)，應(yīng)注意：每個(gè)支承點(diǎn)都要能承受徑向力，兩個(gè)方向的軸向力應(yīng)分別有相應(yīng)的軸承承受。徑向力和兩個(gè)方向的軸向力都應(yīng)傳遞到箱體上，即負(fù)荷都有機(jī)床支承承受，主軸采用兩個(gè)支承，機(jī)構(gòu)簡單，制造方便。 主軸剛度的驗(yàn)算： 五 總 結(jié) 這次課程設(shè)計(jì)用了三個(gè)星期，回想起來，花在畫圖的時(shí)間不多，主要還是在設(shè)計(jì)計(jì)算上。能過本次課程設(shè)計(jì)，我不但鞏固了舊的知識(shí)，如：機(jī)械設(shè)、金屬切削機(jī)床等。利用繪圖軟件繪圖，而且學(xué)到了怎樣設(shè)計(jì)變速箱，如何設(shè)計(jì)每一個(gè)細(xì)節(jié)。 課程設(shè)計(jì)是一次知識(shí)綜合的考驗(yàn)，要考慮的問題很多，一個(gè)人的能力三周時(shí)間是不夠的，我們通過討論更加深一層俯了設(shè)計(jì)的過程。而且老師的指導(dǎo)也是不可或缺的。