金屬切削機(jī)床課程設(shè)計說明 2

1、題 目金屬切削機(jī)床課程設(shè)計姓 名_系 別_ _專 業(yè)_ _年 級_ _ 指導(dǎo)教師_xxxx年 xx 月xx 日學(xué) 生姓 名學(xué)生所在系專業(yè)班級畢業(yè)設(shè)計課題名稱金屬切削機(jī)床課程設(shè)計指導(dǎo)教師評語：成 績：指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系學(xué)術(shù)委員會意見簽名： 年 月 日目錄第一章 設(shè)計目的1第二章 設(shè)計步驟1 第一節(jié) 運動設(shè)計1 1.1 已知條件1 1.2 結(jié)構(gòu)分析式1 1.3 繪制轉(zhuǎn)速圖2 1.4 繪制傳動系統(tǒng)圖5 第二節(jié)動力設(shè)計5 2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速5 2.2 帶傳動設(shè)計6 2.3 各傳動組齒輪模數(shù)的確定和校核7 第三節(jié)齒輪強(qiáng)度校核9 3.1 校核a傳動組齒輪9 3.2 校核b傳動組齒輪10 3.3

2、 校核c傳動組齒輪11 第四節(jié)主軸撓度的校核13 4.1 確定各軸最小直徑13 4.2 軸的校核13 第五節(jié) 主軸最佳跨距的確定14 5.1 選擇軸頸直徑,軸承型號和最佳跨距14 5.2 求軸承剛度14 第六節(jié) 各傳動軸支承處軸承的選擇15 第七節(jié) 主軸剛度的校核15 7.1 主軸圖15 7.2 計算跨距16三、總結(jié)17四、參考文獻(xiàn)18五、致謝19一、設(shè)計目的通過機(jī)床主運動機(jī)械變速傳動系統(tǒng)得結(jié)構(gòu)設(shè)計，在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計構(gòu)思、方案分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計算、編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計思想，掌握基本的設(shè)計方法，并具有初步的結(jié)構(gòu)分析、

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力。二、設(shè)計步驟1.運動設(shè)計1.1已知條件1確定轉(zhuǎn)速范圍：主軸最小轉(zhuǎn)速。2確定公比：3轉(zhuǎn)速級數(shù)：1.2結(jié)構(gòu)分析式 3 從電動機(jī)到主軸主要為降速傳動，若使傳動副較多的傳動組放在較接近電動機(jī)處可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材料，也就是滿足傳動副前多后少的原則，因此取方案。在降速傳動中，防止齒輪直徑過大而使徑向尺寸常限制最小傳動比 ；在升速時為防止產(chǎn)生過大的噪音和震動常限制最大轉(zhuǎn)速比。在主傳動鏈任一傳動組的最大變速范圍。在設(shè)計時必須保證中間傳動軸的變速范圍最小， 根據(jù)中間傳動軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下：檢查傳動組的變速范圍時，只檢查最后一個擴(kuò)大組： 其

4、中， 所以 ，合適。1.3 繪制轉(zhuǎn)速圖選擇電動機(jī)一般車床若無特殊要求，多采用Y系列封閉式三相異步電動機(jī)，根據(jù)原則條件選擇Y-132M-4型Y系列籠式三相異步電動機(jī)。分配總降速傳動比 總降速傳動比 又電動機(jī)轉(zhuǎn)速不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因而增加一定比傳動副。3確定傳動軸軸數(shù) 傳動軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比傳動副數(shù) + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。確定各級轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖 由 z = 12確定各級轉(zhuǎn)速：1400、1000、710、500、355、250、180、125、90、63、45、31.5r/min。在五根軸中，除去電動機(jī)軸，其余四軸按傳動順序依次設(shè)為、。與、與、與軸之間的傳動組分別設(shè)

5、為a、b、c?，F(xiàn)由（主軸）開始，確定、軸的轉(zhuǎn)速： 先來確定軸的轉(zhuǎn)速傳動組c 的變速范圍為，結(jié)合結(jié)構(gòu)式，軸的轉(zhuǎn)速只有一和可能：125、180、250、355、500、710r/min。 確定軸的轉(zhuǎn)速傳動組b的級比指數(shù)為3，希望中間軸轉(zhuǎn)速較小，因而為了避免升速，又不致傳動比太小，可取 ，軸的轉(zhuǎn)速確定為：355、500、710r/min。確定軸的轉(zhuǎn)速對于軸，其級比指數(shù)為1,可取 ，確定軸轉(zhuǎn)速為710r/min。由此也可確定加在電動機(jī)與主軸之間的定傳動比。下面畫出轉(zhuǎn)速圖（電動機(jī)轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近）。 5確定各變速組傳動副齒數(shù) 傳動組a:查表8-1, ，時：57、60、63、66、69、72、75、

6、78時：58、60、63、65、67、68、70、72、73、77時：58、60、62、64、66、68、70、72、74、76可取72,于是可得軸齒輪齒數(shù)分別為：24、30、36。于是，可得軸上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：48、42、36。傳動組b:查表8-1, ，時：69、72、73、76、77、80、81、84、87時：70、72、74、76、78、80、82、84、86可取 84，于是可得軸上兩聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為：22、42。于是 ，得軸上兩齒輪的齒數(shù)分別為：62、42。傳動組c:查表8-1,時：84、85、89、90、94、95時： 72、75、78、81、84、87、89、90可取 90

7、.為降速傳動，取軸齒輪齒數(shù)為18；為升速傳動，取軸齒輪齒數(shù)為30。于是得,得軸兩聯(lián)動齒輪的齒數(shù)分別為18，60；得軸兩齒輪齒數(shù)分別為72，30。1.4 繪制傳動系統(tǒng)圖根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖：2.動力設(shè)計2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速 確定主軸計算轉(zhuǎn)速：主軸的計算轉(zhuǎn)速為各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速： 軸可從主軸90r/min按72/18的傳動副找上去，軸的計算轉(zhuǎn)速125r/min；軸的計算轉(zhuǎn)速為355r/min；軸的計算轉(zhuǎn)速為710r/min。3各齒輪的計算轉(zhuǎn)速 傳動組c中，18/72只需計算z = 18 的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為355r/min；60/30只需計算z = 30的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為

8、250r/min；傳動組b計算z = 22的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為355r/min；傳動組a應(yīng)計算z = 24的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為710r/min。4核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 所以合適。2.2 帶傳動設(shè)計電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/min,傳遞功率P=7.5KW,傳動比i=2.03，兩班制，一天運轉(zhuǎn)16.1小時，工作年數(shù)10年。確定計算功率 取1.1，則選取V帶型 根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計算功率，選B型帶。確定帶輪直徑和驗算帶速 查表小帶輪基準(zhǔn)直徑, 驗算帶速成 其中 -小帶輪轉(zhuǎn)速，r/min； -小帶輪直徑，mm； ，合適。4確定帶傳動的中心距和帶的基準(zhǔn)長度 設(shè)中心距為,則 055（）a2（） 于是 208.45

9、a758,初取中心距為400mm。 帶長 查表取相近的基準(zhǔn)長度，。 帶傳動實際中心距5驗算小帶輪的包角 一般小帶輪的包角不應(yīng)小于。 。合適。6確定帶的根數(shù) 其中： -時傳遞功率的增量； -按小輪包角，查得的包角系數(shù)； -長度系數(shù)； 為避免V型帶工作時各根帶受力嚴(yán)重不均勻，限制根數(shù)不大于10。 7計算帶的張緊力 其中： -帶的傳動功率,KW； v-帶速,m/s； q-每米帶的質(zhì)量，kg/m；取q=0.17kg/m。 v = 1440r/min = 9.42m/s。 8計算作用在軸上的壓軸力 2.3 各傳動組齒輪模數(shù)的確定和校核模數(shù)的確定：a傳動組：分別計算各齒輪模數(shù)先計算24齒齒輪的模數(shù)：其中:

10、 -公比 ； = 2； -電動機(jī)功率； = 7.5KW； -齒寬系數(shù)； -齒輪傳動許允應(yīng)力; -計算齒輪計算轉(zhuǎn)速。 ， 取= 600MPa,安全系數(shù)S = 1。 由應(yīng)力循環(huán)次數(shù)選取 ，取S=1，。 取m = 4mm。 按齒數(shù)30的計算，可取m = 4mm； 按齒數(shù)36的計算，, 可取m = 4mm。 于是傳動組a的齒輪模數(shù)取m = 4mm，b = 32mm。 軸上齒輪的直徑： 。 軸上三聯(lián)齒輪的直徑分別為： b傳動組： 確定軸上另兩聯(lián)齒輪的模數(shù)。 按22齒數(shù)的齒輪計算： 可得m = 4.8mm； 取m = 5mm。 按42齒數(shù)的齒輪計算： 可得m = 3.55mm； 于是軸兩聯(lián)齒輪的模數(shù)統(tǒng)一取

11、為m = 5mm。于是軸兩聯(lián)齒輪的直徑分別為： 軸上與軸兩聯(lián)齒輪嚙合的兩齒輪直徑分別為： c傳動組： 取m = 5mm。軸上兩聯(lián)動齒輪的直徑分別為： 軸四上兩齒輪的直徑分別為： 3. 齒輪強(qiáng)度校核：計算公式3.1校核a傳動組齒輪校核齒數(shù)為24的即可，確定各項參數(shù) P=8.25KW,n=710r/min,確定動載系數(shù)：齒輪精度為7級，由機(jī)械設(shè)計查得使用系數(shù)確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)非對稱 ,查機(jī)械設(shè)計得確定齒間載荷分配系數(shù): 由機(jī)械設(shè)計查得確定動載系數(shù): 查表 10-5 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 圖10-18查得 ,S = 1.3 ， 故合適。3.2 校核b

12、傳動組齒輪校核齒數(shù)為22的即可，確定各項參數(shù) P=8.25KW,n=355r/min,確定動載系數(shù)：齒輪精度為7級，由機(jī)械設(shè)計查得使用系數(shù)確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)非對稱 ,查機(jī)械設(shè)計得確定齒間載荷分配系數(shù): 由機(jī)械設(shè)計查得確定動載系數(shù): 查表 10-5 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 圖10-18查得 ,S = 1.3 ， 故合適。3.3校核c傳動組齒輪校核齒數(shù)為18的即可，確定各項參數(shù) P=8.25KW,n=355r/min,確定動載系數(shù)：齒輪精度為7級，由機(jī)械設(shè)計查得使用系數(shù)確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)非對稱,查機(jī)械設(shè)計得確定齒間載荷分配系數(shù): 由機(jī)械

13、設(shè)計查得確定動載系數(shù): 查表 10-5 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 圖10-18查得 ,S = 1.3 ， 故合適。4. 主軸撓度的校核4.1 確定各軸最小直徑1軸的直徑：2軸的直徑：3軸的直徑：4主軸的直徑：4.2軸的校核軸的校核：通過受力分析，在一軸的三對嚙合齒輪副中，中間的兩對齒輪對軸中點處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來進(jìn)行校核 。軸、軸的校核同上。5. 主軸最佳跨距的確定400mm車床，P=7.5KW.5.1 選擇軸頸直徑,軸承型號和最佳跨距前軸頸應(yīng)為75-100mm,初選=100mm,后軸頸取,前軸承為NN3020K,后軸承為NN3016K,根

14、據(jù)結(jié)構(gòu),定懸伸長度5.2 求軸承剛度考慮機(jī)械效率主軸最大輸出轉(zhuǎn)距床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的60%,取50%即200,故半徑為0.1.切削力 背向力 故總的作用力 次力作用于頂在頂尖間的工件上主軸尾架各承受一半,故主軸軸端受力為 先假設(shè) 前后支撐分別為根據(jù) 。6. 各傳動軸支承處軸承的選擇 主軸 前支承：NN3020K;中支承：N219E;后支承：NN3016K 軸 前支承：30207;后支承：30207 軸 前支承：30207;中支承：NN3009;后支承：30207 軸 前支承：30208;后支承：302087. 主軸剛度的校核7.1 主軸圖:7.2 計算跨距前支承為雙列圓柱滾子軸承，后支承為雙列圓柱滾子軸承當(dāng)量外徑主軸剛度：由于故根據(jù)式（10-8）對于機(jī)床的剛度要求，取阻尼比當(dāng)v=50m/min,s=0.1mm/r時,取 計算 可以看出，該機(jī)床主軸是合格的.三、總結(jié) 金屬切削機(jī)床的課程設(shè)計任務(wù)完成了，雖然設(shè)計的過程比較繁瑣，而且剛開始還有些不知所措，但是在同學(xué)們的共同努力下，再加上老師的悉心指導(dǎo)，我終于順利地完成了這次設(shè)計任務(wù)。本次設(shè)計鞏固和深化了課堂理論教學(xué)的內(nèi)容，鍛煉和培養(yǎng)了我綜合運用所學(xué)過的知識和理論的能力，是我獨立分析、解決問題的能力得到了強(qiáng)化.四、參考文獻(xiàn) 1 濮良貴 紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(第七版).北京:高等