CA6140普通車床傳動(dòng)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、一、 設(shè)計(jì)題目： 設(shè)計(jì)一臺(tái)加工直徑最大范圍是320mm 的普通車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)。主要參數(shù)：1、轉(zhuǎn)速范圍:n=40-1800 (r/min)2、轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù):z=123、電機(jī)功率： p=4kw被加工零件的材料：鋼、鑄鐵刀具材料：高速鋼、硬質(zhì)合金二、設(shè)計(jì)目的：1、培養(yǎng)綜合運(yùn)用和鞏固擴(kuò)大已學(xué)過(guò)的知識(shí)，以提高理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)與計(jì)算能力。2、培養(yǎng)收集、閱讀、分析和運(yùn)用資料的能力，以提高能夠獨(dú)立工作的綜合素質(zhì)能力。3、使初步掌握機(jī)床設(shè)計(jì)的步驟與方法，以提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和編制技術(shù)文件的能力。4、使熟練掌握計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、主軸組件優(yōu)化設(shè)計(jì)和主軸剛度的校核計(jì)算等，以提高運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的能力。5、此設(shè)計(jì)過(guò)程是畢業(yè)設(shè)計(jì)

2、教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)施的技術(shù)準(zhǔn)備。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容與基本要求： (一)設(shè)計(jì)內(nèi)容:i .運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)(1)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)(集中傳動(dòng)，分離式傳動(dòng))，轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍rn9；nmin(3)公比：大公比，小公比以及混合公比；(4)確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式：傳動(dòng)副：前多后少，前密后疏。超 速級(jí)解決方案：a增加變速組，b.采用分枝傳動(dòng)和背輪機(jī)構(gòu)；(5)繪制轉(zhuǎn)速圖：降速：前緩后急。升速：前急后緩；(6)三角帶設(shè)計(jì) 確定變速組齒輪齒數(shù)；(7)繪出傳動(dòng)系統(tǒng)圖；n .動(dòng)力設(shè)計(jì)(1)傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速ni :各軸，各齒輪(2)傳動(dòng)軸軸徑(3)齒輪模數(shù)(4)主軸設(shè)計(jì)：軸徑(前徑，后徑)，內(nèi)孔直徑，前端前伸量a(fi選:100-120)支撐形式，計(jì)算

3、合理支撐跨距 lm .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)m校核一個(gè)齒輪(最小的)，校核主軸(彎矩，扭矩)(二)基本要求：1、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求，合理的確定尺寸、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力等有關(guān)參數(shù)。2、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。3、正確的運(yùn)用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)圖樣必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。說(shuō)明書(shū) 力求用工程術(shù)語(yǔ)，文字通順簡(jiǎn)練，字跡工整。4、繪制圖紙，主軸箱展開(kāi)圖1張。四、設(shè)計(jì)參數(shù):序號(hào)加工最大直徑主軸轉(zhuǎn)速系列(r/min )驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率與同步轉(zhuǎn)速1320mm1800,1250,900,630,450,3,15224,160,112,80,56,404kw,1440r/min五、運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)(1)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)(選擇

4、集中傳動(dòng)方案)(2)轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍rn %ax噤45 nmin 40(3)選用混合公比1.41(4)確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式：12 3 2 2(5)確定變速組齒輪齒數(shù)1.先計(jì)算第一擴(kuò)大組的齒輪的齒數(shù)第一擴(kuò)大組的降速比分別為：3 1,必%41 u3 0.5故齒數(shù)最小的齒輪在降速比為u1 1之中，查表取 4 zmin24,sz 72 ,則 z1 48,則 z2 -u sz 30 , z2 421 u2z3u3 sz 36 , z3 361 u32 .基本組的降速比分別是：u1 0.5, u2 1.43故齒數(shù)最小的齒輪在降速比為u1 0.5之中，計(jì)算有乙28, sz 84,35貝u zi 56 , z2 -

5、usz 49 , z21 u23.第二擴(kuò)大組的降速比分別是ui 0.25 , u2 2故齒數(shù)最少的齒輪在u1 0.25之中，查表有乙21 , sz 105, zi 84,z2 70 則 z2 35 .(6)傳動(dòng)系統(tǒng)圖如下:0225乂 1440r/nin(7)繪制轉(zhuǎn)速圖： 如下圖所示六、動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)ii iii iv18001280900640450320225160112805640(i)傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速.主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：是低速第一個(gè)三分之一變速范圍的最高一級(jí)轉(zhuǎn)速,即 nj=80r/min。.各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下：軸序號(hào)電i丑miv計(jì)算轉(zhuǎn)速(r/min )144064032016080.最小齒輪

6、的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下:軸序號(hào)及最小齒輪齒數(shù)i (24)11(28)m(21)iv (35)計(jì)舁轉(zhuǎn)速（r/min）64032016080(2)計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸出功率p1p額 nbnr4.00.960.993.80(kw)p2p1ngnr3.800.970.993.65(kw)p3p2 ng nr 3.65 0.97 0.99 3.51(kw)p 主p3ngnr3.510.970.993.37(kw)(3)計(jì)算各傳動(dòng)軸的扭矩t19550 且 56703(n?m)nijt29550 旦 108930( n ?m)n2jp3ct3 9550 209503(n?m)n3j_p士或 9550 402294(n

7、?m)nh j七、軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸i ： p1 3.80kw, n1j 640r/min，取【】=10帶入公式：4d 1.05 92 jp有，d 26.8mm,軸加大以保證軸的穩(wěn)定。 1 圓整取d 35mm選平鍵：10 8軸h： p2 3.65kw , n2j 320r/min，取【】=2。帶入公式：4d 1.05 77 / p 有,d 22.2mm,軸加大以保證軸的穩(wěn) ,nj 定。圓整取d 30mm選平鍵：10 8d軸田：p3 3.51kw , n3j 160r/min ,取【】=10帶入公式:1.05 92 / p 有,d 37.2mm,軸加大以保證軸的穩(wěn)定 ,nj 圓整取d 40mm

8、選平鍵：10 8.軸iv：選擇主軸前端直徑d1 72mm,后端直徑d2 (0.75 : 0.85) d1取d2 55mm,則平均直徑 d 55mm。對(duì)于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑 d (0.55 0.6)d ,考慮為增強(qiáng)主軸的彎矩適當(dāng)縮小內(nèi)孔徑故本例之中，主軸內(nèi)孔直徑取為d 15mm支承形式選擇兩支撐，初取懸伸量 a 80mm,支撐跨距l(xiāng) 348mm選擇平鍵連接，b h 22 14,l 75mm。主軸(iv軸)圖:八、帶輪設(shè)計(jì)(1)確定計(jì)算功率:p=4kw,k為工作情況系數(shù)，可取工作 8小時(shí)，取k=1.0巳 kp 1.0 4.0 4.0kw(2)選擇三角帶的型號(hào)：由巳4.0kw和n額1440r/m

9、in查表選擇b型帶(3)取 d1 100mm,貝！j d2 工 d1 1440 d1 225mm n2640(4)核算膠帶速度vv 017.54m/s60000(5)初定中心矩0.7(d1 d2) a0 2(d1 d2),圓整取 500mm。得 227.5mm a 650mm(6)計(jì)算膠帶的長(zhǎng)度lo 2 ao di2一 1002252(d 2 d1 )2d 2-212 5004 ao2225100 1518 mm4500取 l 1550mm(7)計(jì)算實(shí)際中心距a ao ll0 500 1550 1518 516mm,圓整取 520mm. 22(8)核算小帶輪的包角o ,cco d2 d1180

10、11801a120o180o225 100 180 o 166520120o.(9)確定膠帶的根數(shù)zpo 1.92 , ci 0.98z 也 4 2.12 ,取三根帶p0g 1.92 0.98 0.99帶輪圖:九、計(jì)算齒輪模數(shù)（1腰數(shù)的確定：a傳動(dòng)組：計(jì)算最小齒輪分度圓直徑d 76.573）kt, d 2其中：-公比；=4;nd-電動(dòng)機(jī)功率；nd = 4kw;m-齒寬系數(shù)；卜齒輪傳動(dòng)許允應(yīng)力；n j -計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。 曳膽， 取im = 605 n/mm2 ,安全系數(shù)s = 1 s由應(yīng)力循環(huán)次數(shù)選取k 1.2分度圓直徑 d 76.57 3 (4 1) 1.2 56703 46.75mm；0

11、.9 4 605 60510(1)% 10(1.41 1)% 4.1%所以模數(shù) m=d/z=46.75/21=2.3, 取 m=3。各級(jí)實(shí)際轉(zhuǎn)速(r/min)78.9157.9315.9631.6各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速(r/min)80160320640反左1.4%1.3%1.3%1.3%十、各級(jí)轉(zhuǎn)速校核以上各級(jí)的轉(zhuǎn)速誤差全部滿足實(shí)際轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速1一、齒輪校核軸號(hào)iiiiiiivjlh 四數(shù)3024364248364928355670213584模數(shù)3分度90721081261441081478410516821063105252圓直徑j(luò)lh 四967811413215011415390111

12、742166911258頂11圓直徑j(luò)lh 四82.64.10011813610013976.97.16020255.97.244根55.5.5.5.5.555.5.555.5圓直徑j(luò)lh 四3.75根高jlh 四3頂高jlh 四高6.75中108126157.5精選范本(1)從上表可知i軸到n軸的最小齒輪齒數(shù)為24查設(shè)計(jì)手冊(cè)可得以下數(shù)據(jù):z 24,u 2,m 3,b 8 324,1640r/min, k1 1.04, k2 1.3, k3 1.3t ts/p 18000/2 9000,接觸應(yīng)力：kt60n1t60 640 90000.83,knc01073.26kn0.58,kq 0.64,

13、 ks 心心公仆 1.002088 1000 (u 1)kik2k3ksnzmubnj(mpa) n為傳遞的額定功率(kw) n 3,8將以上數(shù)據(jù)代入公式可得740.6mpa 1100mpa,彎曲應(yīng)力：kt60qt60 640 9000 c”2.362 106kn0.83,kn0.78,kq 0.77 , ks 心心仆( 1.18 ,0.395_5191 105k1k2k3ksn一 2 _zm bynj(mpa)將以上數(shù)據(jù)代入公式可得w 114.9mpa 320mpa(2)從上表可知ii軸到田軸的最小齒輪齒數(shù)為28z 28,u 2,m 3,b查設(shè)計(jì)手冊(cè)可得以下數(shù)據(jù):10 3 30,nj 320

14、r/min, k1 1.04 13k3 1.3t ts/p 18000/2 9000m.接觸應(yīng)力：ktkn 0.85,kn 0.58,kq 0.60, ks 心心公( 0.77j wm00，tj3kdmpa)n為傳遞的額定功率(kw) n 3.65將以上數(shù)據(jù)代入公式可得j 690.6mpa 1100mpam .彎曲應(yīng)力：kt , 60n1t6 60 320 9000 2 1062.1kn 0.85,kn 0.78,kq 0.75, ks1.04_5(mpa)191 105k1k2k3ksnzm2bnj將以上數(shù)據(jù)代入公式可得w 52.7mpa 320mpa(3)從上表可知田軸到iv軸(主軸)的最

15、小齒輪齒數(shù)為21查設(shè)計(jì)手冊(cè)可得以下數(shù)據(jù):z 21,u 4,m 3,b 10 3 30,1160r/min, ki 1.04, k2 1.3, k3 1.3.接觸應(yīng)力：kt2.1knks kkknkq 0.62t ts/p 18000/22088 1000 (u 1)k1k2k3ksnzmubnj(mpa) n為傳遞的額定功率(kw) n 3.51將以上數(shù)據(jù)代入公式可得j 1046 mpa 1100mpa.彎曲應(yīng)力：kt1.87kne取為e 2.1 105mpa0.95,kn 0.78, kq 0.75, ksktknknkq 1.04_5(mpa)191 105kk2k3ksnzm2bnj將以

16、上數(shù)據(jù)代入公式可得w 135.1mpa 320mpa十二、主軸校核(a)主軸的前端部撓度 y y 0.0002 525 0.105(b)主軸在前軸承處的傾角 容許值軸承0.001rad(c)在安裝齒輪處的傾角 容許值齒0.001raddili65 16 70 78 75 50 80 236 85 160 90 150d 平均 1.07 87 mml 總690, 44(1 迄)(1 空)1356904(mm4)64 d 6487fz2 955 104 莊 0.9953 2 955 104 3.37 0.9953 “八 一、 1268 n)d 件 n計(jì)400 125fy 0.4fz 507(n),

17、 fx 0.25fz 317(n)由于小齒輪的傳動(dòng)力大，這里以小齒輪來(lái)進(jìn)行計(jì)算2 955 104 %mb zb n 計(jì)2 955 104 3.373 35 1254904 n)將其分解為垂直分力和水平分力由公式 fqyfqytan nfq,fqzfqy tan n可得 fqz 1309(n),fqy 3595( n )22mz fzl 件 1268 160 135253(ngnm) 33一2一2一 、my fyl 件507160 54080(ngmm)3 3一 1，1 、mx -fxdn - 317 130 20605(ngmm)主軸載荷圖如下所示：垂直平面內(nèi)由上圖可知以下數(shù)據(jù)：a=364mm

18、,b=161mm,l=525mm,c=87mm計(jì)算（在垂直平面）y1fqzabc(l a)6eilfzc2,y2 高。c), y3mzc6ei(2l3c)ysz y1y2 v? 0.00173軸承i軸承z計(jì)算yiysy軸承1軸承yfqz ab3eil(b a),互(2l 3c),6eimz齒3省(l 3c)3eiih a h cih ciai 1兇2兇3fqzab(la)6eil軸承1 軸承2(在水平面)fqyabc(l a)6eil6.910 5軸承2fzcl 3ei mzl軸承33ei軸承 32.9 105,、2wl c),y33eil3(m v mx)c y (2l 3c)6eiy y2

19、 y 0.017fqyab (b a), 3eilih a h cih ciai 1兇2兇3fqyab(la)6eil合成:ys-1h. 出軸承fy齒 2 (2l6ei513.86 10 5fycl軸承23ei3c)(my mx)z1 0、齒 3(l 3c)3ei軸承3(my mx)l3ei5軸承1軸承2軸承332.8 10ysz2 ysy20.018 0.105齒 y2齒 y2 0.00015 0.00122 軸承z 軸承y 0.00033 0.001十三、軸承的選取(1)帶輪:由于帶輪不承受軸向力,故選用深溝球軸承，型號(hào)：6211。(2) i 軸:i軸的前后端與箱體外壁配合，配合處傳動(dòng)軸的軸徑是35mm,同時(shí)i軸也不會(huì)承受軸向力，故也選用深溝球軸承，型號(hào):6207。(3) ii軸：軸徑：30mm采用角接觸軸承，型號(hào)：7206go(4)田軸：軸徑：40mm采用角接觸軸承，型號(hào)：7208c(5) iv軸(主軸)：主軸是傳動(dòng)系統(tǒng)之中最為關(guān)鍵的部分，因此應(yīng)該合理的選擇軸承。軸徑：55mm,從主軸末端到前端依次選擇軸承為圓柱滾子軸承，型號(hào)：n211b;角接觸軸承，型號(hào)：7211c;軸徑:75mm,圓柱滾子軸承，型號(hào)：1215,其示意圖如下圖：小結(jié)為期兩周的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了，拿著自己設(shè)計(jì)出來(lái)的車床，心中 激動(dòng)萬(wàn)分