3632 銑床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),銑床,總體,整體,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 1 -銑床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目錄摘要………………………………………………………………………21. 主要技術(shù)參數(shù)計(jì)算…………………………………………………31.1 機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)………………………………………………31.2 變速箱總體結(jié)構(gòu)方案的擬定………………………………………31.3 計(jì)算出各級轉(zhuǎn)速……………………………………………………31.4 繪制轉(zhuǎn)速圖…………………………………………………………31.5 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速………………………………………………………31.6 齒輪齒數(shù)和的選定……………………………………………41.7 傳動比計(jì)算……………………………………………………41.8 校核主軸轉(zhuǎn)速誤差………………………………………………42 .主要零件的初算與計(jì)算……………………………………………62.1 齒輪模數(shù)的計(jì)算……………………………………………………62.2 傳動軸直徑的初算……………………………………………72.3 主軸軸頸的確定……………………………………………83.驗(yàn)算主要零件………………………………………………93.1 齒輪模數(shù)驗(yàn)算………………………………………………93.2 傳動軸剛度驗(yàn)算（III 軸）……………………………103.3 軸承壽命驗(yàn)算……………………………………………………134. 各零件的參數(shù)設(shè)定…………………………………………154.1 中心距的確定……………………………………………154.2 齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)………………………………………………154.3 確定齒寬…………………………………………………164.4 V 帶設(shè)計(jì)…………………………………………………175. 結(jié)語…………………………………………………196 .參考文獻(xiàn)…………………………………………20- 2 -摘要本設(shè)計(jì)從下達(dá)任務(wù)起，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查和查閱文獻(xiàn)資料入手，歷經(jīng)三周的時間完成。在設(shè)計(jì)中，首先根據(jù)課程設(shè)計(jì)所要求的技術(shù)參數(shù)確定機(jī)床設(shè)計(jì)中所需要的參數(shù)，即原動機(jī)的功率、機(jī)床主軸箱的轉(zhuǎn)速數(shù)列公比；然后確定機(jī)床主軸箱的主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，擬訂機(jī)床的結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖；查資料，根據(jù)轉(zhuǎn)速圖確定機(jī)床內(nèi)的各個主要零件的計(jì)算轉(zhuǎn)速，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)速確定各級傳動的傳動比，根據(jù)傳動比來確定各級傳動的齒輪配合的齒輪齒數(shù)。根據(jù)機(jī)床主軸箱的傳動鏈來計(jì)算各級轉(zhuǎn)速的實(shí)際值與理論值之間的誤差。在設(shè)計(jì)中主要是要計(jì)算主軸箱里各個零件的選用是否滿足要求以及原動機(jī)與主軸箱間的動力傳遞裝置的計(jì)算。主軸箱的計(jì)算包括摩擦離合器的校核、齒輪的校核、軸的校核、軸承的校核、鍵的校核、主軸的校核計(jì)算等。原動機(jī)與主軸箱的動力傳遞采用的是帶傳動裝置。最后根據(jù)資料和參考同類機(jī)床來設(shè)計(jì)該銑床的主傳動系統(tǒng)，并繪制其裝配圖。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)速數(shù)列； 公比； 結(jié)構(gòu)網(wǎng)； 轉(zhuǎn)速圖； 計(jì)算轉(zhuǎn)速； 轉(zhuǎn)速數(shù)列公比。- 3 -1、主要技術(shù)參數(shù)計(jì)算1.1、機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)電機(jī)額定功率為 4KW，n =26.5 ，n =1320 。n =1450 mii/rmaxi/r電，18 級轉(zhuǎn)速，公比 。min/r 26.1??1.2、變速箱總體結(jié)構(gòu)方案的擬定機(jī)床變速箱用于使主運(yùn)動的執(zhí)行零件（如：主軸、工作臺、滑枕等）變速、啟動、停止和改變運(yùn)動方向等。因此，變速箱所包含的機(jī)構(gòu)大致為：作為傳動連接用的定比傳動副，變速機(jī)構(gòu)啟動后停止以及換向機(jī)構(gòu)，制動機(jī)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)和潤滑裝置等。機(jī)床總體的布局大概可以設(shè)置為電機(jī)在下方，主軸在上方，采用展開式的方式布局。1.3、機(jī)床運(yùn)動的設(shè)計(jì)1.3.1.由 、n =26.5r/min、 =18，查表得 18 級轉(zhuǎn)速為 26.5 26.1??mi ?，33.5 ，42.5 ，53 ，67 ，85 ，106min/ri/r/rin/rmin/ri/r，132 ，170 ，212 ，265 ，335 i，425 ，530 ，670 ，850 ，1060 i/in//i/ i/，1320 。nrr- 4 -1.3.2.根據(jù)傳動結(jié)構(gòu)的選擇原則，18 級轉(zhuǎn)速可寫為結(jié)構(gòu)式 ，93128??則轉(zhuǎn)速圖為1.3.3.主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速n = =85 j13/min???z 13/826.5??min/ri/40Irj 70 Inj?3Ij i/1Ⅳrji/85Vrnj?1.3.4.齒輪的選定- 5 -29164508?定U80ZS2819601???52802??Z.1?a ?? 74,,4,?Z582??? 32065S3aU?? 8,9,3Z取 72ZS6.11??b ?? 1,86,4?ZS582U?? 9057.33b ?? 2,7,3Z取 6?ZS231?cU?? 108,9,65?ZS462 ?? 4取 08?ZS則確定各傳動之間的齒數(shù)基本組 72?ZS385247?Z40468第一擴(kuò)大組 8?ZS3931213?Z41052654第二擴(kuò)大組 8?ZS71517?- 6 -361?Z8611.3.5.傳動比的設(shè)計(jì)795.0/1??aU329.0/22??aU5.0/133??aU26b 611b 49b31c 4./2c1.3.6.校核主軸轉(zhuǎn)速誤差齒輪齒數(shù)確定后，主軸的各級實(shí)際轉(zhuǎn)速即確定，它與主軸的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速總會產(chǎn)生一定得誤差，應(yīng)滿足： %6.2)1(0??????標(biāo) 標(biāo)實(shí) n結(jié)果見下表：標(biāo)號 計(jì)算式 實(shí)n標(biāo) 誤差 允許值 結(jié)論1 36/728/40/32/064??1320.5 1320 0 2.6% 合格2 140.9 170 0.25% 2.6% 合格3 5678.1 670 1.21% 2.6% 合格4 //// 133.4 132 1.06% 2.6% 合格5 36721403206266.7 265 0.88% 2.6% 合格6 81??44.8 42.5 0.80% 2.6% 合格7 ///8/ 1066.9 1065 1.52% 2.6% 合格8 4 133.5 132 0.94% 2.6% 合格9 36/725/4/2/106??533.7 530 0.85% 2.6% 合格10 8869.6 67 1.36% 2.6% 合格11 1267.6 265 0.44% 2.6% 合格12 ////4 34 33.5 2.00% 2.6% 合格13 367242106853.8 850 0.84% 2.6% 合格14 8///8/??107 106 0.16% 2.6% 合格15 54 427.1 425 1.49% 2.6% 合格16 6/23/4/2/10653.5 53 0.85% 2.6% 合格17 71214 212 0.96% 2.6% 合格18 88??28.2 26.5 1.48% 2.6% 合格- 7 -1.4 繪制傳動系統(tǒng)圖根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖：2、主要零件的計(jì)算與初算2.1.齒輪模數(shù)的計(jì)算2.1.1.計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速確定主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，再根據(jù)主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，由轉(zhuǎn)速圖查出各傳動軸和各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。- 8 -2.1.2 各軸和齒輪的傳遞功率其中 由電機(jī)到該傳動件個傳動副的效率相乘，但不乘入該總???Ni 總軸承的效率，由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊可以查出， ， ，計(jì)算各軸的傳遞功率。皮 帶?輪kw84.396.04 I ??皮 帶電 .7.22 II?輪?N1 II輪 kw9.2.01932 IⅣ??輪 73.V?輪?N2.1.3 計(jì)算齒輪模數(shù) 32][)1(168jimdj nZN???————按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù)j————驅(qū)動電機(jī)的功率dN————計(jì)算尺輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速jn————大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比i————小齒輪的齒數(shù)iZ————齒寬系數(shù)，一般為 6-10m?齒輪材料采用 45#高頻淬火（G45）則 2/1370][mNj??所以:基本組 46.15013724/810.)(6382?????jm第一擴(kuò)大組- 9 -7.18013724/6105.)(6382?????jm第二擴(kuò)大組 24.01372/864105.)(632?????j按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)表取 ?m核算高速傳動齒輪的線速度 6?znV齒輪允許的線速度 s/10max所以合格V89.3603?????2.2.傳動軸直徑的初算按扭轉(zhuǎn)剛度估算軸的直徑 4][91jinNd??————該軸的傳遞功率i————該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速j（查表得）10/75.][??m?Ⅰ 軸 d96.2.149??由于采用一個單鍵， ，所以取md258.70.15??md28?Ⅱ 軸 md6.297.08694???取 ，花鍵軸尺寸取374038?Ⅲ 軸 d.475.0491???取 ，花鍵軸尺寸取m?8460?Ⅳ 軸 d.75.01294??- 10 -取 ，花鍵軸尺寸取md50?95408?Ⅴ 軸 m61.37.13494???由于采用一個單鍵， ，所以取d79.605.??md70?軸號 iNjn初d取 花鍵軸尺寸 備注Ⅰ 7.2 1440 25.96 28 平鍵Ⅱ 6.77 670 29.66 36 740368?花鍵Ⅲ 6.37 265 34.74 40 花鍵Ⅳ 5.99 106 45.75 50 95花鍵Ⅴ 5.64 85 63.61 71 平鍵2.3.主軸軸頸的確定 根 據(jù) 功 率 ， 在 之 間 ， 所 以 主 軸 軸 頸 選 取 ，kwN5.7?k5.7? m1075?取 。md903、 驗(yàn) 算 主 要 零 件3.1.齒 輪 模 數(shù) 的 驗(yàn) 算驗(yàn) 算 對 象 ： 主 軸 前 一 軸 的 小 齒 輪 即 大 第 Ⅳ 軸 一 般 按 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 和 彎 曲強(qiáng) 度 驗(yàn) 算 ， 選 取 某 軸 上 承 受 載 荷 最 大 的 齒 輪 ， 即 同 材 料 同 模 數(shù) 齒 輪 中 最 少 齒寬 最 小 的 齒 輪 進(jìn) 行 驗(yàn) 算 。- 11 -3.1.1 勞 強(qiáng) 度 驗(yàn) 算由 ,其 中 在 表 中 查 的 材 料 彈 性 系 數(shù)NkniNsjcjmjj ???2102][???， 齒 輪 材 料 性 能 系 數(shù) ， ， ，1?k .5?cj 9.32861?zi 10??MBm， ， ， ， 。rnj/40?2.1sjkkwNj03.][04.2k所 以 NNj ?????56.3.1.49.3.5][3.1.2 勞 強(qiáng) 度 驗(yàn) 算由 ， 其 中 ，Nknswycjmw??210][? 0?MBm， ， ， ， ， ，i/40rnj 9.ck68.0?s 4.1k2?kkwNw3.18][0————齒形系數(shù)，非變位外嚙合直齒圓柱齒輪yk y所以 Nw ????37.68.014.2103.8][3.2 傳動軸剛度驗(yàn)算（III 軸）3.2.1 計(jì)算軸的平均直徑畫出計(jì)算簡圖- 12 -3.2.2 計(jì)算該軸傳遞的扭矩 TnjinnNT41095??————該軸功率（ ）i kw————該軸計(jì)算轉(zhuǎn)速（ ）jnmin/r∴ NT????75.120834.60953.2.3 求作用在裝齒輪處 B 的力切向力 dTPnBx 5.423.???徑向力 Nxy 7.1.5.0.3.2.4 求作用在裝齒輪處 C 的力切向力 dTPnCx 3.20434.182???徑向力 Nxy 15.5.0.3.2.5 計(jì)算裝齒輪處的撓度I= ??246dbzDd????已知 D—花鍵外徑 D=44d—花鍵內(nèi)徑 d=40z—花鍵鍵數(shù) z=8- 13 -b—鍵寬 b=8求得 422 5.83064))(0(840 mI ???????彈性模量 251.mNE?由 B 點(diǎn)產(chǎn)生的撓度為 mEIlbaPXx 306.275.8301.23452 ??????mYBB06.5.0mEIlaxlaPXBxC 18.0275.8301.26)46(546])()[( 222 ????????mY09.18.50.?由 C 點(diǎn)產(chǎn)生的撓度為mEIlxbPXxB 10.275.8301.26)46(4536)(22 ???????mYC0.1.50.?EIlbaXx 035.275.83.239452 ???YC01.05.?mBB 466.???C25.15?XBC 103.8.0mYC7.9??XyBB 45.021.406.2?- 14 -mYXyCC 24.0175.2.02 ?????17504.][?][,yyCB??合 格?由作用在 B點(diǎn)由作用在 B點(diǎn)各個坐標(biāo)位置坐標(biāo)方向X 產(chǎn)生的撓度 X 產(chǎn)生的撓度 矢量相加合成撓度結(jié)論X XBB=0.306 XBC=0.10 XB=0.406BY YBB=0.1515 YBC=0.05 YB=0.2015yB=0.45合格X XCB=0.18 XCC=0.035 XC=0.215CY YCB=0.09 YCC=0.0175XC=0.1075yC=0.24合格3.2.6 計(jì)算裝軸承處的傾角B 點(diǎn)：mEIlbaPX 03.275.8301.26)14(546)2( ????????mXBY 03.50.?Ilba 034.275.8301.26)14(546)2( ????????????XBYB 703.50.???C 點(diǎn)： mEIlbaPX 018.275.8301.26)4(546)( ???????mXCY 908.50.?- 15 -mEIlbaPCXX 019.275.8301.26)14(53046)2( ???????????? mXY 9.5.0???A 點(diǎn)：XCBX 051.8.03.?????mYYA 29165057.0..022AX][,5.0][?????合格?D 點(diǎn)： mXCBX 053.19.034.????????YYD 2679.).()5.(22??AXA][,05.][????合格?第 III 軸裝軸承處（A.D）的傾角計(jì)算由作用在 B 點(diǎn)力由作用在 C 點(diǎn)力位置 坐標(biāo)方向產(chǎn)生的傾角 產(chǎn)生的傾角各坐標(biāo)疊加 合成傾角 結(jié)論X XB=0.00033?XC=0.00018?XA=0.00051?AY YB=0.000165 YC=0.00009 YA=0.000255A=0.00057?DX XB=-0.00034 XC=-0.00019 XD=-0.00053D=0.00059?合格- 16 -3.3 軸承壽命驗(yàn)算3.3.1 額定壽命計(jì)算Ln= ( ) T4106CP??公式中 n—軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速：nj=190r/min —壽命指數(shù) （球軸承 =3）??C—額定動載荷 左軸承 C=20100N右軸承 C=32000NP—當(dāng)量動載荷 P=xFr+yFa由于軸向力較小，可以忽略，因此 X=1，Y=0∴ P=Fr根據(jù)已知條件，可繪出力矩圖如圖：由力矩平衡圖知：NPAX 3.2462753.01.4?????D 019Y YB=-0.00017?YC=-?0.000095YA=-?0.000265- 17 -NPAY 15.232756.3041.421?????D 09AYXA 4.2751.3.4622???NPDD 0??3.3.2 軸承壽命的校核A 端 36207 型軸承hLh 104.736).25490(7601????∴合格D 端 36206 型軸承 hLh 10.36784)1.4520(7601????∴合格- 18 -4、各零件的參數(shù)設(shè)定4.1 中心距的確定(II-III 軸 )mda10821??(III-IV 軸 )543(IV -V 軸 )mda1625??4.2 確定齒寬B=m =6—10?Z1-Z14 B=m =4*6=24Z15—Z18 B=m =4*8=324.3V 帶 設(shè) 計(jì)4.3.1 條件，轉(zhuǎn)速 ，傳動比 ，時間為 。kwp5.7?min/140rn?8125.?i h160?4.3.2 確定計(jì)算功率 kwkAca 75.93.?4.3.3 選帶型由 、 確定選用 A 型 V 帶capn4.3.4 確定帶輪基準(zhǔn)直徑， ， ， ，md75in?min1d??d106??12di??又，由機(jī)械設(shè)計(jì)查表得id 25.90682.12??? m02，因?yàn)?，所以合格。snv /4.8106??? svs/3/5?- 19 -4.3.5 確定窄 V 帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距由 ，即 得：)(2)(7.021021 dda????? 30623067.???a，初步確定 。6214?am5?計(jì)算 V 帶所需基準(zhǔn)長度 maddLd 84.1504)216()2106(24)()(201210 ?????????? ??則帶的基準(zhǔn)長度 。mLd6?計(jì)算 V 帶的傳動中心距 mad 58.724.180520 ???????所以取 。m64.3.6 驗(yàn)算主動輪的包角 1?，所以主動輪上包角合適。001201 1238.7.5)(8????ad?4.3.7 計(jì)算窄 V 帶根數(shù) Z，由已知 ， ， ，LcaKpZ????)(0 kwp1.20?kp15.0??kwpca75.9?,98.?K9.L，所以取 。47..0)15.02(7????Z 根5?Z4.3.8 計(jì)算預(yù)緊力 F0，確定帶的初拉力由式 8-23 可知， 2min(2.5)()caKPqvz?????? 2.09.4180.56?=230.64N查 8-3 可知 q=0.18kg/m - 20 -5、結(jié)語課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．＂千里之行始于足下＂，通過這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．說實(shí)話，課程設(shè)計(jì)真的有點(diǎn)累．然而，當(dāng)我一著手清理自己的設(shè)計(jì)成果，漫漫回味這 4 周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消．雖然這是我剛學(xué)會走完的第一步，也是人生的一點(diǎn)小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多，另我有了一中＂柳暗花明又一村＂的感悟．本人的課程設(shè)計(jì)一直是在郝成第老師的悉心指導(dǎo)下進(jìn)行的。老師治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識淵博，為人和藹可親。并且在整個畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，他不斷對我得到的結(jié)論進(jìn)行總結(jié)，并提出新的問題，使得我的設(shè)計(jì)課題能夠深入地進(jìn)行下去，也使我接觸到了許多理論和實(shí)際上的新問題，使我做了許多有益的思考。在此表示誠摯的感謝和由衷的敬意。通過課程設(shè)計(jì)，使我深深體會到，干任何事都必須耐心，細(xì)致．這次課程設(shè)計(jì)使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練．短短三周是課程設(shè)計(jì)，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正如此的缺乏，自己綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識能力是如此的不足，幾年來的學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知道自己并不會用．我需要學(xué)習(xí)的東西還太多太多。最后，我要感謝我的老師們，是您給了我們這個機(jī)會，讓我們在畢業(yè)之前能了解一下自己的水平，讓我們知道我們會的還很少很少，我們還需繼續(xù)努力，學(xué)習(xí)新的知識，端正自己的學(xué)習(xí)態(tài)度，爭取在以后的工作中脫穎而出。- 21 -6、參考文獻(xiàn)(1) 馮辛安著， 《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》,北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005(2) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)等著， 《機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊》,上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1979(3) 楊黎明等著， 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》,北京：國防工業(yè)出版社，1993(4) 翁世修、王良申著， 《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 ，上海：上海交通大學(xué)出版社，1987(5) 何伯吹等著， 《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》 ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1975