鉆床課設(shè)-立式鉆床有級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計

1、遼寧工業(yè)大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計說明書題目：立式鉆床有級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計院（系）：機(jī)械工程與自動化學(xué)院專業(yè)班級：機(jī)設(shè)121班學(xué) 號：120106083學(xué)生姓名：王曉龍指導(dǎo)教師：霍緒堯教師職稱講師起止時間：2015年12月14日一1月15日遼寧工業(yè)大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書院（系）： 機(jī)械工程與自動化學(xué)院教研室：機(jī)械設(shè)計教研室學(xué)號120106083學(xué)生姓名王曉龍專業(yè)卩班級）機(jī)設(shè)121設(shè)計題目立式鉆床有級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)Nmi n=63r/min；Nmax=630r/min；參Z=6級；公比為1.58;數(shù)電動機(jī)功率P=4Kw與電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/min要 求工1.總裝配圖一張，；作2.零件圖兩張#

2、7量3.設(shè)計計算說明書一份1.方案擬訂2天2.設(shè)計計算1天工3.繪制總裝圖12天作4.繪制零件圖1天計5.編寫設(shè)計計算說明書1天劃6.答辯1天圖面說明書答辯平時總分(40 %)(20 %) (20 %)(20 %)成績評成績：指導(dǎo)教師簽字：疋年月日遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明 書（論 文）目錄第一章緒論51.1立鉆的用途51.2立鉆的現(xiàn)狀5第二章 立鉆的總體方案52.1主要參數(shù)與數(shù)據(jù) 52.2變速裝置的作用5第三章立鉆變速裝置的設(shè)計計算63.1主要參數(shù)63.2電機(jī)選擇63.3轉(zhuǎn)速圖設(shè)計63.4齒數(shù)選擇73.5模數(shù)選擇73.6變速裝置的傳動系統(tǒng)圖83.7變速方法選用及有關(guān)說明 93.8變速裝置的結(jié)構(gòu)

3、設(shè)計93.9齒輪的校核103.10軸的校核11第四章 立鉆變速裝置裝配圖 134.1操作方法說明134.2潤滑方法說明134.3裝配與維修說明13第五章結(jié)論14參考文獻(xiàn)15第一章緒論1.1立鉆的用途立鉆用于鉆孔外，還可以擴(kuò)張、鉆沉頭、锪端面、鉸孔、攻絲等1.2立鉆的現(xiàn)狀立鉆有方柱立鉆和圓柱立鉆兩種，還有排式、多軸坐標(biāo)和轉(zhuǎn)塔等多種變型。排式鉆 床：一般由26個立柱和主軸箱排列在一個公用底座上，各主軸順次加工同一工件上的 不同孔或分別進(jìn)行各種孔加工工序，可節(jié)省更換刀具的時間，用于中小批量生產(chǎn)。多軸 立式鉆床：機(jī)床的多個主軸可根據(jù)加工需要調(diào)整軸心位置，由主軸箱帶動全部主軸轉(zhuǎn)動,進(jìn)行多孔同時加工，用于

4、成批生產(chǎn)。坐標(biāo)立式鉆床：在方柱立鉆上加可縱、橫移動的十 字工作臺而成，可按坐標(biāo)尺寸進(jìn)行鉆削。轉(zhuǎn)塔立式鉆床：多采用程序控制或數(shù)字控制， 使裝有不同刀具的轉(zhuǎn)塔頭自動轉(zhuǎn)位、 主軸自動改變轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量，工件自動調(diào)整位置，實現(xiàn) 多工序加工的自動化循環(huán)。第二章立鉆的總體方案2.1主要參數(shù)與數(shù)據(jù)立式鉆床參數(shù)型號：Z5140最大鉆孔直徑：（mm） 40主軸中心線至導(dǎo)軌面距離：（mm） 335主軸行程：（mm） 250主軸箱行程（手動）：（mm） 200進(jìn)給量（級）:（mm/rev） 0.056-1.89工作臺行程：（mm） 560X 480主軸端面至工作臺距離：（mm） 7502.2變速裝置的作用變速裝置是傳

5、動系統(tǒng)中非常重要的組成部分。其作用是改變動力機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 以適應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的需要。有許多機(jī)械要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度能夠改變。對變速裝置的基本要求是：能夠傳遞 的功率和轉(zhuǎn)矩，并且具有較高的傳動效率；滿足變速范圍和變速級數(shù)的要求，且體積小， 質(zhì)量小；噪聲在允許范圍內(nèi)；結(jié)構(gòu)簡單，制造，裝配的工藝性好；潤滑和密封良好，防止 出現(xiàn)三漏現(xiàn)象。第三章立鉆變速裝置的設(shè)計計算3.1主要參數(shù)Nmin=63r/min ； Nmax=630r/min ；Z=6級；公比為1.58；3.2電機(jī)選擇因為電動機(jī)功率P=4kW;電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/min所以選擇丫112M-4,額定功率4Kw, 同步轉(zhuǎn)速1500r/mi

6、n,滿載轉(zhuǎn)速1440rmin。3.3轉(zhuǎn)速圖設(shè)計由任務(wù)書可知轉(zhuǎn)速的最大范圍與最小范圍，則可以確定轉(zhuǎn)速范圍：Rn= 630/63=10,查表可得出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，確定主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為 63 r/min、100 r/min、160r/min、250 r/min、 400 r/min、630r/min共6級，因為z=6即：Z=6=31X 23。根據(jù)“前多后少”原則，取傳動方案Z=31X 23,可知第二擴(kuò)大組的變速范圍r2=1.583X( 2-1) 3.95V 8。電I川144063040025016010063圖3-1轉(zhuǎn)速圖3.4齒數(shù)選擇根據(jù)設(shè)計要求Zmin17,原則，并且根據(jù)齒數(shù)和不宜過大原則一般推薦齒

7、數(shù)和在100之間原則。根據(jù)各變速組公比，可得各傳動比和齒輪齒數(shù)，各齒輪齒數(shù)如第一變速組：i1:i2:i3=1:：A2選擇傳動比最大一對齒輪副的最小齒數(shù)和Z1: Z2=20: 50Z3: Z4=35: 35Z5: Z6=27: 43第二變速組：i1:i2 =1:A3選擇傳動比最大一對齒輪副的最小齒數(shù)和Z7: Z8=20: 79Z9: Z10=49: 503.5模數(shù)選擇一般同一組變速組中的齒輪取同一模數(shù)，選擇負(fù)荷最小的齒輪，按簡化的接觸疲勞強(qiáng)度由文獻(xiàn)公式（8）進(jìn)行計算：/ = 1633 St式中:乩-按接觸疲勞強(qiáng)度計算的齒輪模數(shù)（沏小;為了不產(chǎn)生根切現(xiàn)象，并且考慮到軸的直徑，防止在裝配時干涉，對齒

8、輪的模數(shù)作如下計 算和選擇：第一變速組最小齒輪齒數(shù)20為準(zhǔn)m 16338（50 1）42.5 6676676306303.01 取 m 3第二變速組最小齒輪齒數(shù)20為準(zhǔn)m=16338 x（79 1） 43 8 20 20 I? 667 667 250 203.94 取 m 43.6變速裝置的傳動系統(tǒng)圖圖3-2傳動系統(tǒng)圖3.7變速方法選用及有關(guān)說明選用左右擺動的操縱桿使其通過桿的推力來控制II軸上的三聯(lián)滑移齒輪和二聯(lián)滑移齒輪。3.8變速裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）主軸軸徑的確定在設(shè)計初期，由于主軸的結(jié)構(gòu)尚未確定，所以只能根據(jù)現(xiàn)有的資料初步確定主軸直 徑。由 表4-9初選取前軸徑a 80mm，后軸頸的軸徑

9、為前軸徑,所以 d2（0.70.85）d 64mm。（2）傳動軸直徑初定傳動軸直徑按文獻(xiàn)5公式（6）進(jìn)行概算d=式中d- 傳動軸直徑（mr）iNTn-該軸傳遞的額定扭矩（N*mm T=9550000 ；njN-該軸傳遞的功率（KW -該軸的計算轉(zhuǎn)速-該軸每米長度的允許扭轉(zhuǎn)角，=0.5 10 。取=0.8N0 P0 =4KwN=R=PoX 0.95=3.8KwN2=F2=4X 0.99 x 0.9NfP3=4X 0.99 x Mld =91” 0.8 628.8228.82r/mind =91 xmm 取 30mm軸U:n =1440軸I： n =1440/8.82r/minm 取3Kw0.97

10、=3.50Kw軸川n3=1440/2.29 x 20/50=251.53r/mind =91 x 4 3.5/ 0.8 251.53 =33.05mm取35mm3.9齒輪的校核基本組按最小齒輪計算。小齒輪用45鋼，正火處理，硬度 162HB217HB,平均取180HB,大齒輪用45鋼，正火處理，硬度取 180HB。計算如下：齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算：接觸應(yīng)力驗算公式為h ZeZhZ彎曲應(yīng)力驗算公式為:2KT132m dZYFaaY高速傳動齒輪取模數(shù)20的齒輪主要驗算接觸應(yīng)力-2cos sin2cos 20sin 202. 5Ze 189.8 MPa0.4查表5-3得：Ka=1.25(VmZ1)/1

11、00 =(1.74X 23)/100=0.40查圖得：Kv=1.04 Kb =1.08 Ka =1.2K我KvKK =1.25X 1.04 X 1.08 X 1.2=1.682KJu2 1H 心2.5 189.5 0.885 1.28537.68MPa 6 h =667 MPa安全低速速傳動齒輪取模數(shù)20的齒輪主要驗算彎曲應(yīng)力f lim 580 MPa YN1.0 Yx1.0 YST2 SFmin1.4許用彎曲應(yīng)力F lim YSTSF minYnYx580 21.0 1.0 828.6MPa1.4Yf9 2.84 Ys9 1.56 Y2525 需 694 dnv60 10080 25060

12、1001.047 KV1.120.4 19879.2 b/d79.2/80 0.99 K1.15K 1.2K*KvKK =1.0X 1.12X 1.15X 1.2=1.54562KT132m dZYFaYsaY2 1.5456 133700320 200.99 42.84 1.56 0.69450.14f安全3.10軸的校核(1)n軸撓度校核單一載荷下，軸中心處的撓度采用文獻(xiàn)【5】中的公式計算:Ya YbL3N 0.75x x31739D4mZnL-兩支承的跨距；D-軸的平均直徑；X=ai/L ; ai -齒輪工作位置處距較近支承點的距離;N-軸傳遞的全功率;校核合成撓度YhYa 2 Yb2

13、2YaYb cosYa -輸入扭距齒輪撓度;Yb輸出扭距齒輪撓度2( )；-被演算軸與前后軸連心線夾角；=144嚙合角 =20,齒面摩擦角 =5.72 0代入數(shù)據(jù)計算得：ya2=0.026 ; ya3 =0.084; yai =0.160 ; yb5 =0.205 ; yb4 =0.088 ; yb6 =0.025。合成撓度 Yh. yai yb5 2ya1 yb5 cos =0.238查文獻(xiàn)【6】，帶齒輪軸的許用撓度 y=5/10000*L 即 y =0.268 0因合成撓度小于許用撓度，故軸的撓度滿足要求。(2)n軸扭轉(zhuǎn)角的校核傳動軸在支承點A, B處的傾角A, B可按下式近似計算:3yh

14、rad將上式計算的結(jié)果代入得:b 0.00052 rad由文獻(xiàn)【6】，查得支承處的=0.0010.00052 0.001，故軸的轉(zhuǎn)角也滿足要求。第四章 立鉆變速裝置裝配圖4.1操作方法說明該變速箱采用滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，通過撥叉移動滑動齒輪可以使主軸獲得六級轉(zhuǎn)速。4.2潤滑方法說明主軸轉(zhuǎn)速高，多采用非接觸式的密封裝置，形式很多，一種軸與軸承蓋之間留0.10.3 mm的間隙（間隙越小，密封效果越好，但工藝?yán)щy）。還有一種是在軸承蓋的孔內(nèi)開 一個或幾個并列的溝槽（圓弧形或v形），效果比上一種好些。在軸上增開了溝槽（矩形或 鋸齒形），效果又比前兩種好。在有大量切屑、灰塵和冷卻液的環(huán)境中工作時，可采用曲路密封，曲路可做成軸向或 徑向。徑向式的軸承蓋要做成剖分式，較為復(fù)雜。4.3裝配與維修說明1. 移動滑移齒輪的撥動座要輕松，而不得在軸上卡死。齒輪的定位機(jī)構(gòu)應(yīng)保證齒輪在軸上每個位置的正確定位。相嚙合的齒輪的錯位置不允許大于其寬度的5%2. 用于變速手柄的外力不得大于80N3. 變速箱手柄位置必須符合銘牌上的標(biāo)志4. 各螺釘及定位銷要緊固第五章結(jié)論這段課程設(shè)計加深了我對機(jī)械的認(rèn)識也使我充分了解到了機(jī)械中的鉆床，使我能從整 機(jī)的角度和系統(tǒng)的觀點了解一般機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計的規(guī)律和特點，拓展了知識面，擴(kuò)大了機(jī) 械結(jié)構(gòu)設(shè)計的知識，增強(qiáng)機(jī)械機(jī)械設(shè)計能力，掌握機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的方法和