8級變速車床主軸箱設(shè)計(jì)及實(shí)物制作【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 8 級變速車床主軸箱設(shè)計(jì)及實(shí)物制作 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 【 摘 要 】 作為主要的車削加工機(jī)床，普通車床被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)中。本文主要針對 8 級變速車床主軸箱的設(shè)計(jì)進(jìn)行說明，共包括運(yùn)動設(shè)計(jì)、動力設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三個部分。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有機(jī)床主要參數(shù)的確定，傳動方案和傳動系統(tǒng)圖的擬定，最后通過對車床主軸箱零件進(jìn)行計(jì)算、校核從而完成此機(jī)床主軸箱的設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要是主軸箱的傳動設(shè)計(jì)，根據(jù)已給定的條件，即主軸轉(zhuǎn)速來設(shè)計(jì)主傳動系統(tǒng)。實(shí)際工作時，操縱變速手柄，通過撥叉撥動主軸箱中的滑移齒輪在軸上移動，實(shí)現(xiàn)變速。 【 關(guān)鍵詞 】 8級變速；主軸箱 ； 設(shè)計(jì) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 of As is in In it on it of is to of of by of is of to it to on . 8文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 1 運(yùn)動設(shè)計(jì) . 1 床主參數(shù)和基本參數(shù) . 1 定公比 和結(jié)構(gòu)式 . 1 構(gòu)網(wǎng) . 1 定轉(zhuǎn)速圖 . 2 電機(jī)的選擇 . 2 輪齒數(shù)的確定及 傳動系統(tǒng)圖的繪制 . 3 輪齒數(shù)的確定的要求 . 3 動系統(tǒng)圖的繪制 . 5 2 動力設(shè)計(jì) . 6 定計(jì)算轉(zhuǎn)速 . 6 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 . 6 間傳動件的計(jì)算轉(zhuǎn)速 . 6 算各傳動軸的直徑 . 6 軸的直徑 . 6 軸的直徑 . 7 軸的直徑 . 7 軸的直徑 . 7 輪模數(shù)的計(jì)算 . 7 角帶傳動的計(jì)算 . 8 軸剛度驗(yàn)算 . 9 定前端懸伸量 C . 9 軸支承跨距 . 9 算 . 10 合器的選擇與計(jì)算 . 11 定摩擦片的徑向尺寸 . 12 扭矩確定摩擦離合面的數(shù)目 Z . 12 算摩擦離合器的軸向壓力 Q . 12 定摩擦片厚度 . 13 轉(zhuǎn)時摩擦片數(shù)的確定 . 13 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展開圖及其布置 . 14 4 6級變速車床主軸箱模型的實(shí)物制作 . 16 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 物的加工 . 16 構(gòu)的裝配 . 16 參考文獻(xiàn) . 18 致謝語 . 19 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 1 運(yùn)動設(shè)計(jì) 床主參數(shù)和基本參數(shù) 原始數(shù)據(jù)與資料： 車床主參數(shù)： 360主軸轉(zhuǎn)速： 100 1120 /轉(zhuǎn)速級數(shù)： 8，電動機(jī)功率： 定 公比 和結(jié)構(gòu)式 由 1120/100= 7 = =分各級轉(zhuǎn)速為 ： 100， 140,200,280,400,560,800,1120. 確定 軸的轉(zhuǎn)速為： 800r/ i。 =800/1440=1/知 Rn= Z=2a a、 b 為正整數(shù)，即 Z 應(yīng)可以分解為 2 和 3 的因子，以便用 2、 3 聯(lián)滑移齒輪實(shí)現(xiàn) 變速 。 8 級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組，選擇傳動組安排方式時，考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。主軸對加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好。最后 一個傳動組的傳動副常選用 22。 構(gòu)網(wǎng) 圖 18 級等比傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng) 由此可知：結(jié)構(gòu)式可確定為： 8=21 22 24 根 據(jù)降速比分配應(yīng)“前緩后急”的原則（也稱遞降原則）以及摩擦離合器的工作速買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 度要求，確定各傳動組最小傳動比。 在設(shè)計(jì)機(jī)床時，為防止傳動比過傳動比過小造成從動輪過大，增加箱體尺寸。 一般限定最小傳動比 1/4。為減 少震動，提高傳動精度，直齒輪的最大傳動比 2，直齒輪變速組的極限變速范圍是 r=2 4=8 檢驗(yàn)擴(kuò)大組的變速范圍。由式 知 4 取 k=7 則 4 2 1212k=35 則從動輪齒數(shù)為： 2 7 1212k=49 第二變速組 :1 :2 最小公倍數(shù) 則 k 最小齒數(shù)發(fā)生在 ： 63k 17 =k 9 取 k=10 則 0 0 63k=20 則從動輪齒數(shù)為： 0 2 63k=40 第三變速組 ： = 75:1312 2 最小公倍數(shù) 4 則 4k 最小齒數(shù)發(fā)生 在 ： 1 8442k 17 =22k 17 取 k=2 則 4 9 1 8442k=22 則從動輪齒數(shù)為： =35 31 8442k=62 見表 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 表 1齒輪齒數(shù)表 變速組 第一變速組 第二變速組 第三變速組 齒數(shù)和 84 60 84 齒輪 2 4 6 8 10 12 齒數(shù) 42 42 35 49 30 30 20 40 49 35 22 62 動系統(tǒng)圖的繪制 1440r/主傳動系圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 2 動力設(shè)計(jì) 定計(jì)算轉(zhuǎn)速 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為主軸從最低轉(zhuǎn)速算起，第一個 1/3轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高一級轉(zhuǎn)速，即： Z/3中： z 8 則： nj=n 100 77 /間傳動件的計(jì)算轉(zhuǎn)速 軸上的 4級轉(zhuǎn)速分別為： 280、 400、 560、 800r/9r/上都可以傳遞全部功率。 軸經(jīng) 時從 280r/上的轉(zhuǎn)速全部功率，所以確定最低轉(zhuǎn)速 280r/軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。按上述的方法從轉(zhuǎn)速圖中分別可找到計(jì)算轉(zhuǎn)速：軸為 560r/軸為 800r/動機(jī)軸為 1440r/。 算各 傳動 軸的 直徑 傳動軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度的要求，強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機(jī)床主傳動系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。因此疲勞強(qiáng)度一般不失是主要矛盾，除了載荷很大的情況外，可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。剛度要求保證 軸在載荷下不至發(fā)生過大的變形。因此，必須保證傳動軸有足夠的剛度 。 傳動軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度：由式49 1 ( )m 進(jìn)行估算 式中： d 傳動軸直徑 ； p 電動機(jī)功率 ； 該軸的計(jì) 算轉(zhuǎn)速 ； 傳動效率；可根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì) 各種傳動傳遞功率的功率的范圍及效率值 行選取 1= （齒輪效率） = 軸的直徑 m 00,1 44 5 . 5 0 . 9 69 1 9 1 2 6 / m i m m 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 軸的直徑 2 0 0 0 2 5 6 0 / m 4 5 . 5 0 . 9 49 1 9 1 3 5280Pd m 軸的直徑 3 2 3 2 8 0 / m 4 5 . 5 0 . 9 49 1 9 1 3 5280Pd m 軸的直徑 4 3 3 1 0 0 / m 4 5 . 5 0 . 9 39 1 9 1 4 5100Pd m 輪模數(shù)的計(jì)算 一般同一變速組中的齒 輪取同一模數(shù)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪按簡化的接觸疲勞強(qiáng)度公式計(jì)算 3 221116338 j m mZ i n 。 式中： 按疲勞接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù) 驅(qū)動電機(jī)功率 計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 / i 大齒輪齒數(shù) 與 小齒輪齒數(shù)之比 1i ，外嚙合取“ +”號，內(nèi)嚙合取“ -” 號 ； 1Z 小齒輪齒數(shù) m 齒寬系數(shù)，m （ 610m j 許用接觸應(yīng)力 ， 取 , 傳動組 3 223 5 . 51 6 3 3 8 2 . 5 76 3 5 2 6 0 0 8 0 0 傳動組 3 223 5 . 51 6 3 3 8 4 . 2 06 2 0 2 6 0 0 5 6 0 傳動組 224 5 . 51 6 3 3 8 3 . 7 86 2 2 3 6 0 0 2 8 0 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 故選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 4 , 5 , 4a b cm m m 5。 角帶傳動的 計(jì)算 三角帶傳動中，軸間距 于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動，使傳動平穩(wěn)。帶輪結(jié)構(gòu)簡單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動。 (1) 選擇三角帶的型號 根據(jù)公式： 1 . 1 5 . 5 6 . 0 5c a P K W 式中 查圖 8型帶。 (2) 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑1 帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大。 為提高帶的壽命，小帶輪的直徑1, 1 查表 88帶輪 基準(zhǔn)直徑1 112dd 3) 確定三角帶速度 按公式 11 3 . 1 4 1 1 2 1 4 4 0 8 . 4 46 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0mV s 因?yàn)?30/5 ，故帶速合適 (4) 計(jì)算大帶輪的 基準(zhǔn) 直徑 根據(jù)式（ 8計(jì)算大帶輪直徑2 . 8 1 1 2 2 0 1 . 6i d m m 根據(jù)表 8整為 標(biāo)準(zhǔn)直徑 200 (5) 初定中心距 帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選?。焊鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)公式 1 2 0 1 20 . 7 2d d d dd d a d d 取 2 1 1 2 2 0 0 6 2 4 ，取0 600 .A 6) 三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度L 2210 0 1 202 24 a d d a 20 2 0 0 1 1 23 . 1 42 6 0 0 1 1 2 2 0 0 1 6 9 32 4 6 0 0L m m 由表 8整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長度 1800dL 7)確定實(shí)際中心距 a 00 6 0 0 1 8 0 0 1 6 9 3 2 6 5 42a m m （ ） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 (8)驗(yàn)算小帶輪包角 0 0 0 0 0211 2 0 0 1 1 21 8 0 5 7 . 5 1 8 0 5 7 . 5 1 7 2 9 0654a ， 主動輪上包角合適。 (9)確定三角帶根數(shù) Z 根據(jù)式 8 00ca p p k k 傳動比 121 4 4 0 / 8 0 0 1 . 8vi v 查表 880p= p= 表 8k=表 8-2， 6 . 0 5Z 3 . 5 31 . 5 8 0 . 1 5 0 . 9 8 1 . 0 1 所以取 根 (10)計(jì)算預(yù)緊力 查表 8q=m7 2022 . 55 0 0 16 . 0 5 2 . 55 0 0 1 0 . 1 8 . 4 48 . 4 4 4 0 . 9 8146q vv z 軸剛度驗(yàn)算 定前端懸伸量 C 根據(jù)主軸端部的結(jié)構(gòu)，前支承軸承配置和密封裝置的型式和尺寸，這里選定C=1208。 軸支承跨距 L 的確定 一般最佳跨距 0 2 3 2 4 0 4 2 0L C m m，考慮到結(jié)構(gòu)以及支承剛度因磨 損會不斷降低，應(yīng)取跨距 考慮到結(jié)構(gòu)需要，這里取 L=600買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 算 C 點(diǎn)撓度 1）周向切削力42 9 5 5 1 0 其中 75 . 5 , 0 . 9 6 0 . 9 8 W , m a 5 0 . 6 0 . 5 0 . 6 4 0 0 2 0 0 2 4 0 ,2 4 0 , 3 1 . 5 / m i m mD n r 取故 4 42 9 5 5 1 0 0 . 8 2 5 . 5 1 . 1 5 1 02 4 0 3 5 . 5 ，故 41 . 1 2 1 . 7 3 6 1 0 N 。 330 . 4 5 6 . 9 8 1 0 , 0 . 3 5 5 . 4 3 1 0r t f N P P N 2） 驅(qū)動力 72 . 1 2 1 0 7 其中 75 . 5 0 . 9 6 0 . 9 8 4 . 5 8 , 7 2 , 3 , 3 5 . 5 / m i K W z m n r 所以 744 . 5 82 . 1 2 1 0 1 . 1 3 1 04 7 2 3 5 . 5 3） 軸承剛度的計(jì)算 這里選用 4382900系列雙列圓柱子滾子軸承 根據(jù) 0 . 1 0 3 0 . 82 2 . 2 2 2 1 . 5 求得： 0 . 1 0 3 0 . 8 50 . 1 0 3 0 . 8 52 2 . 2 2 2 1 . 5 7 0 8 . 4 8 1 0 /2 2 . 2 2 2 1 . 5 1 0 0 9 . 2 2 4 1 0 / m m m 4）確定彈性模量，慣性距 I；長度 , 軸的材產(chǎn)選用 40 資料 有 52 0E M P a 主軸的慣性距 I 為 44 644 . 2 7 1 064m m 外 內(nèi) 主軸 c 可近似地算： 4 4 4 640 . 6 6 . 2 5 1 064m m 11 切削力 =C+W，對于普通車床， W=文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 （ 200H )。 則： 22 ( 2 6 ) ( 4 0 4 ) 4 4D d N m m m m m m 根據(jù)齒輪、軸承寬度以及結(jié)構(gòu)需要，取 60b 計(jì)算切削力 點(diǎn)引起主軸前端 C 點(diǎn)的撓度 2322363c s p c A L Cs c c L s c s m E I C L C L 代入數(shù)據(jù)并計(jì)算得 0 9 9m m。 計(jì)算驅(qū)動力 軸前端 2226c m q c L b L b L C L b m L C L C L 計(jì)算得： 求主軸前端 合 撓度軸上的分量代數(shù)和為 ： c o s c o s c o s ,c y c s p p c m q q c m my y y y 6 6 , 2 7 0 , 1 8 0p q m 其 中 ， 計(jì)算得： 0 9 7m m， 0 2 8m m。 綜合撓度 22 0 . 1 1 8c c y c zy y y m m 。綜合撓度方向角 a r c 7 2 . 2 5，又 0 . 0 0 0 2 0 . 0 0 0 2 6 0 0 0 . 1 2y L m m 。 因?yàn)?所以此軸滿足要求 9。 合器的選擇與計(jì)算 參考表 2，取通用機(jī)床鋼質(zhì)主軸前軸頸直徑1 80D 后軸頸直徑2D（ D，取2 65D 主軸內(nèi)孔直徑m a 1 1 0d D m m，其中定 d=36 10即 40買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 定摩擦片的徑向尺寸 摩擦片的外徑尺寸受到外形輪廓的限制，內(nèi)徑又由安裝它的軸徑 內(nèi)外徑的尺寸決定著內(nèi)外摩擦片的環(huán)形接觸面積的大小，直接影 響離合器的結(jié)構(gòu)與性能。表示這一特性系數(shù) 是外片內(nèi)徑 2之比，即 21一般外摩擦片的內(nèi)徑可?。? ( 2 6 ) ( 4 0 4 ) 4 4D d m m m m m m ；機(jī)床上采用的摩擦片 值可在 處取 =內(nèi)摩擦片外徑2D 1D 扭矩確定摩擦離合面的數(shù)目 Z Z其中 T=9550 103 550 103 =104 N ； K 安全系數(shù)， 此處取為 P 摩擦片許用比壓，取為 f 摩擦系數(shù)，查得 f= S 內(nèi)外片環(huán)行接觸面積， （ = 誘導(dǎo)摩擦半徑，按理想狀態(tài)，假設(shè)摩擦表面壓力均勻分布，則 D(3 )( 21223132 = 速度修正系數(shù)，根據(jù)平均圓周速度查表取為 結(jié)合次數(shù)修正系數(shù)，查表為 摩擦結(jié)合面數(shù)修正系數(shù)，查表取為 1； 將以上數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算得 Z 整為整偶數(shù) 12，離合器內(nèi)外摩擦片總數(shù)i=Z+1=13。 算摩擦離合器的軸向壓力 Q Q=SP 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 定摩擦片厚度 摩擦片厚度 b = 1， 2一般隨摩擦面中徑增大而加大。內(nèi)外片分離時的最小間隙為（ 本設(shè)計(jì)選用 2 轉(zhuǎn)時摩擦片數(shù)的確定 圖 2雙向片式摩擦離合器機(jī)構(gòu) 普通車床主軸反轉(zhuǎn)時一般不切削，故反向離合器所傳遞的扭矩可按空載功率損 耗確定。普通車床主軸高速空轉(zhuǎn)功率 0 40%，取 算反轉(zhuǎn)靜扭矩為 入公式計(jì)算出 Z 整為整偶數(shù) 6，離合器內(nèi)外摩擦片總數(shù)為 7。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展開圖及其布置 展開圖就是按照傳動軸傳遞運(yùn)動的先后順序，假想將各軸沿其軸線剖開并將這些剖切面平整展開在同一個平面上。 由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)中不可避免要經(jīng)過反復(fù)思考和多次修改。在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖 10。 圖 3級變速車床主軸箱展開圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 操縱機(jī)構(gòu) 采用撥叉與凸輪機(jī)構(gòu) 11。 圖 3縱機(jī)構(gòu) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 4 6 級變速車床主軸箱 模型的實(shí)物制作 我們組的實(shí)物制作為 6級變速車床主軸箱的模型制作，在加工過程中， 分為 5小組，我 們小組 主要負(fù)責(zé)箱體、中間板 、曲柄及搖板加工。在加工中 主要是用銑床和鉆床進(jìn)行加工，但由于加工箱體尺寸較大受到夾具的限制，加工平面時用到了刨床。 物的加工 現(xiàn)以曲柄為例簡要說明一下加工過程，附 1210 曲柄圖如下： 圖 41210 曲柄 所用的設(shè)備是 床以及 床。所用到的工藝裝備有高速鋼三面式銑刀， 5的麻花鉆， 8 的麻花鉆， 花鉆， 15機(jī)用鉸刀。 0 125游標(biāo)卡尺等等。 加工概況。首先用氣動切割機(jī)將板料分割成所需要的各零件毛坯尺寸，以先粗后精原則，在臥式銑床粗銑各面的側(cè)面。用老虎鉗夾緊，然后在 接下來精銑上下面，接著在臥式銑床上精銑各側(cè)面。 1210 曲柄上下面加工后進(jìn)行電火花加工，將其輪廓加工出來。然后上鉆床，將面中各孔鉆出，最后是去毛刺，涂油防銹。 等各個小組加工基本完成時，根據(jù)工件實(shí)際尺寸及相對位置關(guān)系進(jìn)行鉆位置位置精度要求較高的孔 12。 構(gòu)的裝配 所有實(shí)物全部做出之后，經(jīng)檢驗(yàn)符合設(shè)計(jì)要求，進(jìn)入裝配環(huán) 節(jié)。在裝配過程中，由于各個小組在加工時留的余量較大，致使軸與箱體、齒輪及軸 套的過渡配合變成了過盈配合。在