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文檔簡(jiǎn)介
1、鍵入文字課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)課題 CM6132型車床進(jìn)給箱設(shè)計(jì)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械工程及其自動(dòng)化 目錄第一章 緒論-3第二章CM6132進(jìn)給箱傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)-32.1 CM6132普通車床簡(jiǎn)介-32.2 進(jìn)給箱的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)-42.3 各種螺紋的部分螺距表-7第二章 主要零件設(shè)計(jì)-9 3.1 軸的設(shè)計(jì)與校核-93.2 軸上齒輪的設(shè)計(jì)與校核-123.3 箱體的設(shè)計(jì)-15結(jié)論-16參考文獻(xiàn)-17第一章 緒 論1.1機(jī)床進(jìn)給箱課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)床課程設(shè)計(jì),是在學(xué)習(xí)過(guò)課程機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的在于通過(guò)機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使學(xué)生在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過(guò)程中,得到
2、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(xiě)技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練,樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想,掌握基本的設(shè)計(jì)方法,并培養(yǎng)學(xué)生具有初步的結(jié)構(gòu)分析,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)和主要技術(shù)要求本次課程設(shè)計(jì)任務(wù)是CM6132車床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)。由于CM6132車床是精密、高精密加工車床,要求車床加工精度高,主軸運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,并且受外界,振動(dòng),溫度干擾要小,因此,本次設(shè)計(jì)是將車床的主軸箱傳動(dòng)和變速箱傳動(dòng)分開(kāi)設(shè)計(jì),以盡量減小變速箱,原電機(jī)振動(dòng)源對(duì)主軸箱傳動(dòng)的影響。本次課程設(shè)計(jì)包括CM6132車床傳動(dòng)設(shè)計(jì),動(dòng)力計(jì)算,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及主軸校核等內(nèi)容.本次課程設(shè)計(jì)是畢業(yè)課程設(shè)計(jì)前一次對(duì)我們大學(xué)四
3、年期間機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的考核和檢驗(yàn)。它囊括了理論力學(xué),材料力學(xué),機(jī)械原理,機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)等許多機(jī)械學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),因此稱之為專業(yè)課程設(shè)計(jì)。它不僅僅是對(duì)我們專業(yè)知識(shí)掌握情況的考核和檢驗(yàn),也是一次對(duì)我們所學(xué)的知識(shí)去分析,去解決生產(chǎn)實(shí)踐問(wèn)題的運(yùn)用。第二章 CM6132進(jìn)給箱傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)1.1 CM6132車床簡(jiǎn)介CM6132型機(jī)床是精密級(jí)普通機(jī)床,用于車削精密零件,包括車削公制、英制、模數(shù)及徑節(jié)螺紋。車床的主要技術(shù)性能如下:主要參數(shù)及要求:(1) 工件最大回轉(zhuǎn)直徑320mm,工件最大長(zhǎng)度750mm;(2) 主軸轉(zhuǎn)速: 18級(jí) 19-2000 r/min;(3)加工螺紋范圍:公制螺紋3
4、6種 0.5-44mm,英制螺紋45種 1-92扣/時(shí),模數(shù)螺紋37種 0.25m-22mm,徑節(jié)螺紋42種 2-184牙/時(shí);(4) 進(jìn)給范圍:縱向 0.011-3.6mm/r,橫向 0.006-1.544mm/r; 1.2 進(jìn)給箱的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三軸滑移進(jìn)給箱,如圖是CM6132型精密普通車床的進(jìn)給箱,它的傳動(dòng)部分是由四個(gè)主要部分組成的:(1) 左部的軸IX-XI之間為增倍組,共可得42/42×56/28=2;28/56×56/28=1;42/42×28/56=1/2和28/56×28/56=1/4四種傳動(dòng)比;(2) 軸XI-XIII之間是三軸滑移機(jī)構(gòu),它
5、是變換螺距的基本組;(3) 軸XIII-XV之間是螺距種類的移換機(jī)構(gòu)(4) 軸XV右端的滑動(dòng)齒輪用來(lái)把運(yùn)動(dòng)分配到光桿或絲杠。三軸滑移機(jī)構(gòu)是我國(guó)機(jī)床制造業(yè)的新事物之一,將這種機(jī)構(gòu)用作普通車床進(jìn)給箱的基本組,如果設(shè)計(jì)方案合理,只需要用少量的齒輪就可得到很多種傳動(dòng)比,并且在加工公制和英制螺紋時(shí)不必變換主,被動(dòng)軸。因此,三軸滑移機(jī)構(gòu)往往具有構(gòu)造簡(jiǎn)單,傳動(dòng)鏈剛性好等優(yōu)點(diǎn)。 在三軸滑移機(jī)構(gòu)中軸XI是主動(dòng)軸,軸XIII是被動(dòng)軸,它們各有一個(gè)雙聯(lián)滑動(dòng)齒輪。其中左滑動(dòng)齒輪的齒數(shù)都是Z=36,它們可分別與軸XII右部齒數(shù)為21,20和18的齒輪相嚙合;軸XI和XIII雙聯(lián)齒輪上的齒數(shù)Z=24的右齒輪,可分別與軸X
6、II右部齒數(shù)為20,22和23的齒輪相嚙合。這樣,從軸XI到軸XIII應(yīng)該有6×6=36種嚙合情況,但實(shí)際上常用的只有下列幾種:上述左右兩組傳動(dòng)比,恰好一一對(duì)應(yīng)互成倒數(shù),左邊的用于車削公制螺紋,右邊的用于車削英制螺紋。進(jìn)給箱的傳動(dòng)路線圖:主 軸換向機(jī)構(gòu)基本螺距機(jī)構(gòu)掛 輪倍增機(jī)構(gòu)絲杠,光桿轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)光桿絲桿進(jìn)給箱1.3 各種螺紋的部分螺距表CM6132型車床公制及模數(shù)螺紋表CM6132型車床英制及徑節(jié)螺紋表第二章 主要零件設(shè)計(jì)2.1 軸的設(shè)計(jì)與校核由于進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)所傳遞的功率很?。s占主軸功率的3%5%),所以軸設(shè)計(jì)以定位準(zhǔn)確為主要目標(biāo),并按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度。所用公式: dA0
7、Pn軸IXXIIIXIIXIXVIXVXVII最小直徑mm15121220202018XI軸由于受力較小,要求具有較強(qiáng)的剛度和強(qiáng)度,毛坯采用鍛件,并正火和回火,提高軸的強(qiáng)度和剛度。Pj1=P*0.974*0.05=112w Pj2=Pj1*0.97=110wT1=9550*(Pj1/n)=24.8N T2=9550*(Pj2/n)=23Nd1=20*2.25=45mm d2=28*2=56mmFt1 = 2*T1/d1=1314N Ft2 =2*T2/d2=1102NFa1=Ft1 tan20º=457N Fa2=Ft2 tan20º=370NL1=63.8mm L2=10
8、4.5mm L3=60.5mmFH1=939N FH2=1177NFV1=350N FV2=495NFr1=1378N Fr2=1098NFR1=1058N FR2=1311NMH1=Ft1*d1/2=25.8N·m MH2=Ft2*d2/2=25N·mMV1=Fa1*d1/2=9.4N·m MV2=Fta2*d2/2=9.2N·mM1= = 27.5 N·m M2=26.6N·m/w=24MPa小于70MPa,符合。受力分析圖扭矩圖 彎矩圖2.2 XI軸上齒輪的設(shè)計(jì)驗(yàn)算由前面設(shè)計(jì)可知齒輪的齒數(shù)Z1=25,模數(shù)m=2,Z2=36,則可
9、知d1=50mm,d2 =72mm齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算轉(zhuǎn)速n1 n1 =1450 ×130/230×0.98×51/43×63/50×64/97=378r/min功率P1 P1=P×=7.5×0.96×0.97×0.98×0.99=5.05kw轉(zhuǎn)矩T1 T1 =9.55× P1/ n1 =9.55××5.05/378=127600Nmm接觸疲勞極限Hlim Hlim1 =1250MPaHlim2 =1150MPa圓周速度v v=d1 n1 /60×1000
10、=0.99m/s齒寬系數(shù)d 取d =1齒寬 b= dd1 =1×50=50mm精度等級(jí) 選8級(jí)載荷系數(shù)K K= KA KV KHKH 使用系數(shù)KA KA =1.5動(dòng)載系數(shù)KV KV =1.2齒間載荷分配系數(shù)KH 先求 Ft =2 T1/d1 =7580 KA Ft/b=227>100=1.88-3.2(1/ Z1 +1/ Z2 )cos =1.66 Z= =0.88由此得 KH=1.1齒向載荷分配系數(shù)KH KH =A+B (b/d)+Cb =1.36由此得 K= KA KV KHKH =1.5×1.2×1.1×1.36 =2.69彈性系數(shù)ZE ZE
11、 =189.8節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH ZH =2.5接觸最小安全系數(shù)SHmin SHmin=1.05總工作時(shí)間th th =10×300×8×0.2 =4800h應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL 估計(jì)< NL, 則指數(shù)m=8.78 NL1= Nv1 =60nithi (Ti/Tmax ) (式12.13) =2×原估計(jì)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確NL2 = NL1/i=1.41×接觸壽命系數(shù)ZN NN1 =1.25 NN2 =1.35許用接觸應(yīng)力H H1 =Hlim1 NN1 / SHmin (式12.11) =710×1.25/1.05 =845MPa H2
12、=Hlim2 NN2/ SHmin =580×1.35/1.05 =746MPa驗(yàn)算H H =ZE ZH Z (式12.8) =189.8×2.5×0.88× =1130MPa <H2計(jì)算結(jié)果表明齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重合度系數(shù)Y Y=0.25+0.75/ =0.7齒間載荷分配系數(shù)KF KF=1/ Y=1.43齒向載荷分配系數(shù)KF KF=1.3載荷系數(shù)K K= KA KV KFKF =1. 2×1.5×1.43×1.3=3.35齒形系數(shù)YF YF1=2.46 YF2 =2.19應(yīng)力修正系數(shù)YS
13、 YS1=1.65 YS2=1.8彎曲疲勞極限Flim Flim1 =920MPa Flim2 =850MPa彎曲最小安全系數(shù)SFlim SFlim =1.25彎曲壽命系數(shù)YN YN1 =0.95 YN2 =0.97尺寸系數(shù)Yx Yx =1許用彎曲應(yīng)力F F1 =Flim1YN1 Yx / SFlim =669MPa F2 =Flim2YN2Yx/ SFlim =659MPa驗(yàn)算F1 F1 =2KT1YF1YS1Y/bd1m =486MPa F2 =F1 YF2YS2 / YF1 YS1 =472MPa計(jì)算結(jié)果表明齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求2.3 箱體的設(shè)計(jì)與計(jì)算根據(jù)箱體類零件的加工工藝基本原
14、則:1) 加工順序?yàn)橄让婧罂?箱體類零件的加工順序均為先加工面,以加工好的平面定位,再來(lái)加工孔。因?yàn)橄潴w孔的精度要求高,加工難度大,先以孔為粗基準(zhǔn)加工平面,再以平面為精基準(zhǔn)加工孔,這樣不僅為孔的加工提供了穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn),同時(shí)還可以使孔的加工余量較為均勻。由于箱體上的孔分布在箱體各平面上,先加工好平面,鉆孔時(shí),鉆頭不易引偏,擴(kuò)孔或絞孔時(shí),刀具也不易崩刃。 2)加工階段粗、精分開(kāi) 箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,壁厚不均,剛性不好,而加工精度要求又高,故箱體重要加工表面都要?jiǎng)澐执?、精加工兩個(gè)階段,這樣可以避免粗加工造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、夾緊力和切削熱對(duì)加工精度的影響,有利于保證箱體的加工
15、精度。粗、精分開(kāi)也可及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷,避免更大的浪費(fèi);同時(shí)還能根據(jù)粗、精加工的不同要求來(lái)合理選擇設(shè)備,有利于提高生產(chǎn)率。 3)工序間合理按排熱處理 箱體零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,壁厚也不均勻,因此,在鑄造時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。為了消除殘余應(yīng)力,減少加工后的變形和保證精度的穩(wěn)定,所以,在鑄造之后必須安排人工時(shí)效處理。人工時(shí)效的工藝規(guī)范為:加熱到500oC550oC ,保溫4h6h ,冷卻速度小于或等于30oC/h ,出爐溫度小于或等于200oC 。 普通精度的箱體零件,一般在鑄造之后安排 1次人工時(shí)效出理。對(duì)一些高精度或形狀特別復(fù)雜的箱體零件,在粗加工之
16、后還要安排1次人工時(shí)效處理,以消除粗加工所造成的殘余應(yīng)力。有些精度要求不高的箱體零件毛坯,有時(shí)不安排時(shí)效處理,而是利用粗、精加工工序間的停放和運(yùn)輸時(shí)間,使之得到自然時(shí)效。箱體零件人工時(shí)效的方法,除了加熱保溫法外,也可采用振動(dòng)時(shí)效來(lái)達(dá)到消除殘余應(yīng)力的目的。 4)用箱體上的重要孔作粗基準(zhǔn) 箱體類零件的粗基準(zhǔn)一般都用它上面的重要孔作粗基準(zhǔn),這樣不僅可以較好地保證重要孔及其它各軸孔的加工余量均勻,還能較好地保證各軸孔軸心線與箱體不加工表面的相互位置。 總結(jié)CM6132機(jī)床進(jìn)給箱內(nèi)裝有進(jìn)給變速機(jī)構(gòu),用來(lái)變換進(jìn)給量和各種螺紋的導(dǎo)程,進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)沟都軐?shí)現(xiàn)縱向或橫向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及變速換向。此次設(shè)計(jì)幾乎涵蓋了本科所學(xué)的所有專業(yè)知識(shí),是一次綜合的全面的實(shí)踐設(shè)計(jì)。通過(guò)指導(dǎo)老師的協(xié)助以及查閱相關(guān)資料文獻(xiàn),我完成了此次設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容,包括進(jìn)給箱的總體分析、設(shè)計(jì)、計(jì)算,傳動(dòng)設(shè)計(jì),進(jìn)給箱及部分組件、零件設(shè)計(jì)及相關(guān)資料檢索、翻譯。具體包括:(1)進(jìn)給箱傳動(dòng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu),進(jìn)給箱切螺紋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),切螺紋系統(tǒng)及齒數(shù)比的確定,倍增機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及移換機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)查閱機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè),確定中心距及齒數(shù)比,
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