三軸半自動鉆床

機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書PAGEPAGE31簡易專用半自動三軸轉(zhuǎn)床總體設(shè)計2015

目錄設(shè)計任務(wù)書 2總體方案設(shè)計 31. 傳動方式 32. 繪制機(jī)構(gòu)傳動方案 33. 原動機(jī)的選擇 41）．選擇原動機(jī)的類型 42）．選擇電動機(jī)容量 43）．確定傳動轉(zhuǎn)速 44）分配傳動比 44. 運(yùn)動和動力參數(shù)計算 55. 總體傳動參數(shù) 6主要零部件設(shè)計計算 7V帶傳動設(shè)計 7輸入軸帶傳動設(shè)計 7齒輪傳動設(shè)計 9直齒圓錐齒輪傳動設(shè)計 9直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計 13軸的設(shè)計與校核 18輸入軸設(shè)計 18輸入軸校核 18中間軸設(shè)計 20中間軸校核 20輸出軸設(shè)計 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 32潤滑和密封形式的選擇，潤滑油或潤滑脂的牌號的選擇 33其他技術(shù)說明 33參考文獻(xiàn) 35設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目簡易專用半自動三軸鉆床設(shè)計設(shè)計要求三個鉆頭速度相同-主運(yùn)動，安裝工件的工作臺作進(jìn)給運(yùn)動。每個鉆頭的切削阻力矩為T，每個鉆頭軸向進(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。有凹凸時先鉆凹凸上的孔，待鉆到一定深度時再繼續(xù)鉆其他孔設(shè)計任務(wù)完成轉(zhuǎn)床總體傳動方案的設(shè)計和論證。完成轉(zhuǎn)頭主要傳動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計。完成裝配圖1張（A0），零件圖2張（A0）。編寫設(shè)計說明書。機(jī)械裝置總體方案設(shè)計傳動方式的選擇由設(shè)計要求一分鐘加工兩件，電動機(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蝸桿減速器能滿足要求。繪制機(jī)構(gòu)傳動方案如下圖所示：0軸0軸1軸2軸3軸4軸5軸電動機(jī)其它動力輸出其中虛線框圈出部分即為要求設(shè)計的減速器部分。原動機(jī)的選擇1）．選擇原動機(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機(jī)，額定電壓380V。2）．選擇電動機(jī)容量工作機(jī)（轉(zhuǎn)頭）所需功率 Pw=Fv/1000計算比較發(fā)現(xiàn)快速上升階段所需功率更大，按此設(shè)計，F(xiàn)=mg電動機(jī)功率其中η1為聯(lián)軸器效率，取0.99；η2為蝸桿傳動效率，取0.75；η3為滾動軸承效率，取0.99。因載荷平穩(wěn)，電動機(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）分配傳動比總傳動比為i=1400/2分配傳動裝置各級傳動比取兩級蝸桿傳動比分別為35和20。運(yùn)動和動力參數(shù)計算0軸（電動機(jī)軸）1軸（輸出軸）2軸（中間軸）3軸（輸入軸）4軸（凸輪軸）

總體傳動參數(shù)經(jīng)之前計算，可知總體傳動參數(shù)匯總?cè)缦拢汗β蔖/kw轉(zhuǎn)矩T/N·m轉(zhuǎn)速

n/(r·min-1)傳動比

i效率

η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0.36160.35801726.641709.37210.964軸0.35090.34391675.541642.202主要零部件設(shè)計計算蝸輪蝸桿傳動設(shè)計高速級蝸輪蝸桿傳動設(shè)計1.選擇傳動類型、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級精度

8級精度2.按齒面接觸強(qiáng)度初步估計小齒輪直徑強(qiáng)度公式值使用系數(shù)k轉(zhuǎn)矩齒寬系數(shù)傳動比u3.確定基本參數(shù)a.校核圓周速度和精度等級查表可知8級精度可以滿足8級精度合理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.計算齒面接觸應(yīng)力節(jié)點區(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)查圖取計算接觸應(yīng)力代入數(shù)據(jù)可得到

b．計算許用接觸應(yīng)力計算公式接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)總工作時間應(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：潤滑油膜影響系數(shù)潤滑油膜影響系數(shù)取1最小安全系數(shù)驗算合格5.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗算a.計算彎曲應(yīng)力計算公式使用系數(shù)使用系數(shù)、動載荷系數(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.計算許用應(yīng)力計算公式齒根彎曲疲勞極限查手冊可得最小安全系數(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)相對齒根圓角敏感及表面狀況系數(shù)計算許用齒根應(yīng)力彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計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級精度

8級精度2.按齒面接觸強(qiáng)度初步估計小齒輪直徑強(qiáng)度公式值使用系數(shù)k轉(zhuǎn)矩齒寬系數(shù)傳動比u3.確定基本參數(shù)a.校核圓周速度和精度等級查表可知8級精度可以滿足8級精度合理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.計算齒面接觸應(yīng)力節(jié)點區(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)查圖取計算接觸應(yīng)力代入數(shù)據(jù)可得到

b．計算許用接觸應(yīng)力計算公式接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)總工作時間應(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：潤滑油膜影響系數(shù)潤滑油膜影響系數(shù)取1最小安全系數(shù)驗算合格5.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗算a.計算彎曲應(yīng)力計算公式使用系數(shù)使用系數(shù)、動載荷系數(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)查手冊得確定彎曲應(yīng)力b.計算許用應(yīng)力計算公式齒根彎曲疲勞極限查手冊可得最小安全系數(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)相對齒根圓角敏感及表面狀況系數(shù)計算許用齒根應(yīng)力彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格軸的設(shè)計與校核輸入軸設(shè)計1.材料選擇選用40Cr，正火。2.粗估軸徑；取最細(xì)處d=40mm；3.設(shè)計如下圖軸承選擇32210；ABAB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)量彎矩計算與校核中間軸設(shè)計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)計如下圖軸承選擇30209；ABAB12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)量彎矩計算與校核

輸出軸設(shè)計1.材料選擇選用45鋼，正火。2.粗估軸徑；取最細(xì)處d=45mm；3.設(shè)計如下圖軸承選擇30310；ABAB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)量彎矩計算與校核鍵的選擇與校核鍵的選擇鍵位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軸承的選擇與校核大修周期為三年換算為工時為14400h項目—內(nèi)容計算過程計算結(jié)果輸入軸的軸承選用32210號軸承中間軸的軸承選用30209號軸承輸出軸的軸選用30310號軸承箱體的設(shè)計箱體設(shè)計部分主要參數(shù)羅列如下表：名稱符號尺寸關(guān)系機(jī)座壁厚δδ≥8取δ=14機(jī)蓋壁厚δ1δ1≥8取δ1=14機(jī)座凸緣厚度b1.5δ=21.5取b=22機(jī)蓋凸緣厚度b11.5δ=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（0.007~0.009）×[(d1m+