三軸半自動(dòng)鉆床

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書簡(jiǎn)易專用半自動(dòng)三軸轉(zhuǎn)床總體設(shè)計(jì)2015目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書2總體方案設(shè)計(jì)31.傳動(dòng)方式32.繪制機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案33.原動(dòng)機(jī)的選擇41）選擇原動(dòng)機(jī)的類型42）選擇電動(dòng)機(jī)容量43）確定傳動(dòng)轉(zhuǎn)速44）分配傳動(dòng)比44.運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算55.總體傳動(dòng)參數(shù)6主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算7V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)7輸入軸帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)7齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)9直齒圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)9直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)13軸的設(shè)計(jì)與校核18輸入軸設(shè)計(jì)18輸入軸校核18中間軸設(shè)計(jì)20中間軸校核20輸出軸設(shè)計(jì)23輸出軸校核23鍵的選擇與校核26軸承的選擇與校核28箱體的設(shè)計(jì)32潤(rùn)滑和密封形式的選擇，潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂的牌號(hào)的選擇33其他技術(shù)說明3

2、3參考文獻(xiàn)35設(shè)計(jì)任務(wù)書1 設(shè)計(jì)題目簡(jiǎn)易專用半自動(dòng)三軸鉆床設(shè)計(jì)2 設(shè)計(jì)要求1) 三個(gè)鉆頭速度相同-主運(yùn)動(dòng)，安裝工件的工作臺(tái)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。每個(gè)鉆頭的切削阻力矩為T，每個(gè)鉆頭軸向進(jìn)給力為F，被加工零件上三孔直徑均為D，每分鐘加工兩件。2) 有凹凸時(shí)先鉆凹凸上的孔，待鉆到一定深度時(shí)再繼續(xù)鉆其他孔3 設(shè)計(jì)任務(wù)1) 完成轉(zhuǎn)床總體傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)和論證。2) 完成轉(zhuǎn)頭主要傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3) 完成裝配圖1張（A0），零件圖2張（A0）。4) 編寫設(shè)計(jì)說明書。機(jī)械裝置總體方案設(shè)計(jì)1. 傳動(dòng)方式的選擇由設(shè)計(jì)要求一分鐘加工兩件，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一般為1500r/min，可知總減速比為750，這樣的大減速比只有用雙蝸輪

3、蝸桿減速器能滿足要求。2. 繪制機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案如下圖所示：0軸1軸2軸3軸4軸5軸電動(dòng)機(jī)其它動(dòng)力輸出其中虛線框圈出部分即為要求設(shè)計(jì)的減速器部分。3. 原動(dòng)機(jī)的選擇1）選擇原動(dòng)機(jī)的類型按照工作要求，選擇Y系列自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓380V。2）選擇電動(dòng)機(jī)容量工作機(jī)（轉(zhuǎn)頭）所需功率Pw = Fv/1000計(jì)算比較發(fā)現(xiàn)快速上升階段所需功率更大，按此設(shè)計(jì)，F(xiàn)=mg 電動(dòng)機(jī)功率其中1為聯(lián)軸器效率，取0.99；2為蝸桿傳動(dòng)效率，取0.75；3為滾動(dòng)軸承效率，取0.99。因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率略大于Pd即可，查表選得功率為1.1kw的Y90s-4電機(jī)，滿載轉(zhuǎn)速為1400r/min。3）分配傳

4、動(dòng)比（1） 總傳動(dòng)比為i=1400/2（2） 分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比取兩級(jí)蝸桿傳動(dòng)比分別為35和20。4. 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算0軸（電動(dòng)機(jī)軸） 1軸（輸出軸） 2軸（中間軸） 3軸（輸入軸） 4軸（凸輪軸） 5. 總體傳動(dòng)參數(shù)經(jīng)之前計(jì)算，可知總體傳動(dòng)參數(shù)匯總?cè)缦拢汗β蔖/kw轉(zhuǎn)矩T/N·m轉(zhuǎn)速n/(r·min-1)傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出0軸0.76065.188140010.991軸0.75300.74555.1365.0841400350.74252軸0.52180.5166124.58123.3340200.74253軸0.36160.35801726.64170

5、9.37210.964軸0.35090.34391675.541642.202主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)高速級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.選擇傳動(dòng)類型、材料和精度小齒輪1：40Cr，調(diào)制處理，241-286HRC大齒輪2：40Cr，調(diào)制處理，241-286HRC8級(jí)精度8級(jí)精度2.按齒面接觸強(qiáng)度 初步估計(jì)小齒輪直徑強(qiáng)度公式值使用系數(shù)k轉(zhuǎn)矩齒寬系數(shù) 傳動(dòng)比u 3.確定基本參數(shù)a.校核圓周速度和精度等級(jí)查表可知8級(jí)精度可以滿足8級(jí)精度合理b.初取齒數(shù)確定模數(shù)確定齒數(shù)大齒輪直徑小齒輪直徑4.校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度a.計(jì)算齒面接觸應(yīng)力節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)查圖彈性系數(shù)查表 重合度系數(shù)使用系數(shù)查表動(dòng)載系數(shù)查圖齒間載

6、荷分布系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)查圖取計(jì)算接觸應(yīng)力代入數(shù)據(jù)可得到b計(jì)算許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)總工作時(shí)間應(yīng)力循環(huán)次數(shù)齒面工作硬化系數(shù) 查表可得接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)查表：潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)取1最小安全系數(shù)驗(yàn)算合格5.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算a.計(jì)算彎曲應(yīng)力計(jì)算公式使用系數(shù)使用系數(shù)、動(dòng)載荷系數(shù)、齒間載荷分布系數(shù)同接觸疲勞強(qiáng)度校核動(dòng)載荷系數(shù)齒間載荷分布系數(shù)齒向載荷分配系數(shù)齒形系數(shù)查表可得 應(yīng)力修正系數(shù) 重合度系數(shù)確定彎曲應(yīng)力b.計(jì)算許用應(yīng)力計(jì)算公式 齒根彎曲疲勞極限查手冊(cè)可得 最小安全系數(shù)彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)查圖可得查圖得到壽命系數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù)相對(duì)齒根圓角敏感及表面狀況系數(shù)計(jì)算許用齒根應(yīng)力

7、 彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.選擇材料和精度中心齒輪1：40Cr，調(diào)制處理，241-286HRC四周齒輪2：40Cr，調(diào)制處理，241-286HRC8級(jí)精度8級(jí)精度2.按齒面接觸強(qiáng)度 初步估計(jì)小齒輪直徑強(qiáng)度公式值使用系數(shù)k轉(zhuǎn)矩齒寬系數(shù) 傳動(dòng)比u 3.確定基本參數(shù)a.校核圓周速度和精度等級(jí)查表可知8級(jí)精度可以滿足8級(jí)精度合理b.初取齒數(shù)確定模數(shù)確定齒數(shù)大齒輪直徑小齒輪直徑4.校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度a.計(jì)算齒面接觸應(yīng)力節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)查圖彈性系數(shù)查表 重合度系數(shù)螺旋角系數(shù)直齒輪使用系數(shù)查表動(dòng)載系數(shù)查圖齒間載荷分布系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)查圖取計(jì)算接觸應(yīng)力代入數(shù)據(jù)可得到b計(jì)算許用接觸應(yīng)力計(jì)算公

8、式接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)總工作時(shí)間應(yīng)力循環(huán)次數(shù)齒面工作硬化系數(shù) 查表可得接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)查表：潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)取1最小安全系數(shù)驗(yàn)算合格5.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算a.計(jì)算彎曲應(yīng)力計(jì)算公式使用系數(shù)使用系數(shù)、動(dòng)載荷系數(shù)、齒間載荷分布系數(shù)同接觸疲勞強(qiáng)度校核動(dòng)載荷系數(shù)齒間載荷分布系數(shù)齒向載荷分配系數(shù)齒形系數(shù)查表可得 應(yīng)力修正系數(shù)重合度系數(shù)螺旋角系數(shù)查手冊(cè)得確定彎曲應(yīng)力b.計(jì)算許用應(yīng)力計(jì)算公式 齒根彎曲疲勞極限查手冊(cè)可得 最小安全系數(shù)彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)查圖可得查圖得到壽命系數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù)相對(duì)齒根圓角敏感及表面狀況系數(shù)計(jì)算許用齒根應(yīng)力彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格軸的設(shè)計(jì)與校核輸入軸設(shè)計(jì)1.材料選擇選用40C

9、r，正火。2.粗估軸徑；取最細(xì)處d=40mm；3.設(shè)計(jì)如下圖軸承選擇32210；AB輸入軸校核1. 受力數(shù)據(jù)軸承選擇32210左鍵帶輪處：右鍵齒輪處：2.YZ平面彎矩圖如下：3.XZ平面彎矩圖如下：4.合成彎矩圖彎矩圖如下：5轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩圖如下：6.當(dāng)量彎矩計(jì)算與校核中間軸設(shè)計(jì)1.材料選擇選用40Cr，正火。2.粗估軸徑；取最細(xì)處d=45mm；3.設(shè)計(jì)如下圖軸承選擇30209；AB12中間軸校核1. 受力數(shù)據(jù)軸承選擇30209；齒輪1處：齒輪2處：2.YZ平面彎矩圖如下：3.XZ平面彎矩圖如下：4.合成彎矩圖彎矩圖如下：5轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩圖如下：6.當(dāng)量彎矩計(jì)算與校核輸出軸設(shè)計(jì)1.材料選擇選用45鋼，

10、正火。2.粗估軸徑；取最細(xì)處d=45mm；3.設(shè)計(jì)如下圖軸承選擇30310；AB輸出軸校核1. 受力數(shù)據(jù)軸承選擇30310左鍵齒輪處：2.YZ平面彎矩圖如下：3.XZ平面彎矩圖如下：4.合成彎矩圖彎矩圖如下：5轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩圖如下：6.當(dāng)量彎矩計(jì)算與校核鍵的選擇與校核1) 鍵的選擇鍵位db×hTll輸入軸左4012×8395.48068輸入軸右4012×8395.45644中間軸上5014×9441.05036中間軸下5014×9441.08066輸出軸上5014×9410.78066輸出軸下5014×9410.78066軸承的

11、選擇與校核大修周期為三年換算為工時(shí)為14400h項(xiàng)目?jī)?nèi)容計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果輸入軸的軸承選用32210號(hào)軸承中間軸的軸承選用30209號(hào)軸承輸出軸的軸選用30310號(hào)軸承箱體的設(shè)計(jì)箱體設(shè)計(jì)部分主要參數(shù)羅列如下表：名稱符號(hào) 尺寸關(guān)系機(jī)座壁厚8取=14機(jī)蓋壁厚118取1=14機(jī)座凸緣厚度b1.5=21.5取b=22機(jī)蓋凸緣厚度b11.5=21.5取b1=22機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d20.009(d1m+d2m)+1 6取M10(其中兩枚為M12)聯(lián)接螺栓的d間距l(xiāng)150 200略軸承端蓋螺釘直徑d3（0.0070.009）×(d1m+d2m)+1取M12窺視孔蓋螺釘直徑d4（0.0050.007）×(d1m+d2m)+1取M3定位銷直徑d(0.70.8)d2=10取d=12螺栓扳手空間與凸緣寬度安裝