江科大機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)大作業(yè)

...wd......wd......wd...江蘇科技大學(xué)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)——機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)班級(jí)：14402081姓名：余繼平學(xué)號(hào)：1440208124TOC\o"1-3"\h\u2引言16769題目244781.運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)3160561.1確定極限轉(zhuǎn)速339951.2確定公比39267根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，公比φ=1.41。3240201.3求出主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z3253751.4確定構(gòu)造式4282671.5繪制轉(zhuǎn)速圖4240191.6繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖656721.7確定變速組齒輪傳動(dòng)副的齒數(shù)7137761.8校核主軸轉(zhuǎn)速誤差7180672.動(dòng)力設(shè)計(jì)8102462.1傳動(dòng)軸的直徑確實(shí)定8244872.2齒輪模數(shù)的初步計(jì)算980012.3確定皮帶類型及根數(shù) 11321742.4主軸軸頸尺寸確實(shí)定1222697參考文獻(xiàn)12機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和動(dòng)力設(shè)計(jì)摘要主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是機(jī)床設(shè)計(jì)中非常重要的組成局部，本次設(shè)計(jì)主要由機(jī)床的級(jí)數(shù)入手，于構(gòu)造式、構(gòu)造網(wǎng)擬定，再到齒輪和軸的設(shè)計(jì)，再選擇各種主傳動(dòng)配合件，對(duì)軸和齒輪及配合件進(jìn)展校核，將主傳動(dòng)方案“構(gòu)造化〞，設(shè)計(jì)主軸變速箱裝配圖及零件圖，側(cè)重進(jìn)展傳動(dòng)軸組件、主軸組件、變速機(jī)構(gòu)、箱體、潤(rùn)滑與密封、傳動(dòng)軸及滑移齒輪零件的設(shè)計(jì)，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。關(guān)鍵詞：機(jī)床、主傳動(dòng)系統(tǒng)、構(gòu)造式。AbstractMaindrivesystemdesignisVeryimportantpartoftheMachineDesign,Thedesignoftheseriestostartprimarilybymachine,Inthestructure,thestructurenetworkdeveloped,tothedesignofgearsandshafts,Chooseavarietyofmaindrivewiththepiecesoftheshaftandgear,andcheckedwiththeparts，designandmotiveofcompletionsportspreadthelordtomovetheproject"thestructureturn",Designaprincipalaxistobecomesoonaboxassemblediagramandsparepartsdiagramandlayparticularemphasisontocarryonspreadtomovestalkmodule,principalaxismoduleandbecomesoonorganization,boxabody,lubricateandsealcompletely,spreadtomovestalkandslipperymovewheelgearsparepartsofdesigntocompletedesigntasks.【Keywords】lather,Maindrivesystem,Structure.引言機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)的布局可分成集中傳動(dòng)和別離傳動(dòng)兩種類型。主傳動(dòng)系統(tǒng)的全部變速構(gòu)造和主軸組件集中裝在同一個(gè)箱體內(nèi)，稱為集中傳動(dòng)布局；傳動(dòng)件和主軸組件分別裝在兩個(gè)箱體內(nèi)，中間采用帶或鏈傳動(dòng)，稱為別離傳動(dòng)布局。集中傳動(dòng)式布局的機(jī)床構(gòu)造緊湊，便于實(shí)現(xiàn)集中操控，且只用一個(gè)箱體，但傳動(dòng)構(gòu)造運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動(dòng)和熱變形。當(dāng)采用背輪傳動(dòng)時(shí)，皮帶將高速直接傳給主軸，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，加工質(zhì)量好，低速時(shí)經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，轉(zhuǎn)矩大，適應(yīng)粗加工要求。因?yàn)闄C(jī)床的類型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同，應(yīng)滿足的要求也不一樣。設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系時(shí)最基本的原那么就是以最經(jīng)濟(jì)、合理的方式滿足既定的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合具體機(jī)床進(jìn)展具體分析，一般應(yīng)滿足的基本要求有：滿足機(jī)床使用性能要求。首先應(yīng)滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性，如機(jī)床主軸油足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)；滿足機(jī)床傳遞動(dòng)力的要求。本文設(shè)計(jì)的為普通車床的傳動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)不同的加工條件，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求也不盡一樣，依據(jù)某些典型工藝和加工對(duì)象，兼顧其他的可能工藝加工的要求，擬定機(jī)床技術(shù)參數(shù)，擬定參數(shù)時(shí)，要考慮機(jī)床開展趨勢(shì)和同國(guó)內(nèi)外同類機(jī)床的比照，從而獲得最優(yōu)的參數(shù)，使機(jī)床設(shè)計(jì)的最為合理。題目設(shè)計(jì)內(nèi)容：機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和動(dòng)力設(shè)計(jì)條件：最大加工直徑ф320mm，最低轉(zhuǎn)速33.5r/min，公比φ=1.41，級(jí)數(shù)Z=11，切削功率N=4KW。(1)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)根據(jù)給定的機(jī)床用途、規(guī)格、極限速度、轉(zhuǎn)速數(shù)列公比〔或轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)〕，分析、比較、擬定傳動(dòng)構(gòu)造方案〔包括構(gòu)造式、轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖〕，確定傳動(dòng)副的傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù)，并計(jì)算主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速的相對(duì)誤差。(2)動(dòng)力設(shè)計(jì)根據(jù)給定的電動(dòng)機(jī)功率和傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速，初步計(jì)算傳動(dòng)軸直徑、齒輪模數(shù)；確定皮帶類型及根數(shù)，確定機(jī)床主軸構(gòu)造尺寸。設(shè)計(jì)要求：〔1〕機(jī)床的規(guī)格及用途；〔2〕運(yùn)動(dòng)計(jì)算；〔3〕動(dòng)力設(shè)計(jì)〔包括零件及組件的初算〕；〔4〕其它需要說(shuō)明或論證的問(wèn)題；〔5〕參考文獻(xiàn)。1.運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)1.1確定極限轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速為33.5r/min，公比φ=1.41，參考文獻(xiàn)[1]表4-2標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速系列的本系統(tǒng)轉(zhuǎn)速系列如下：33.542.567951321902653755307501060r/min，那么轉(zhuǎn)速的調(diào)整范圍。1.2確定公比根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，公比φ=1.41。1.3求出主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=11。1.4確定構(gòu)造式〔1〕確定傳動(dòng)組和傳動(dòng)副數(shù)由于總級(jí)數(shù)為11，先按12設(shè)計(jì)再減掉一組。共有以下幾種方案：12=4×312=3×4 12=3×2×212=2×3×212=2×2×3根據(jù)傳動(dòng)副前多后少原那么，以減少傳動(dòng)副構(gòu)造尺寸選擇第三組方案，即：12=3×2×2〔2〕確定構(gòu)造式按前疏后密原那么設(shè)計(jì)構(gòu)造式中的級(jí)比指數(shù)，得到：12=31×23×26減掉一組轉(zhuǎn)速為：12=31×23×25對(duì)于該構(gòu)造式中的第二擴(kuò)大組x2=5、p2=2，而因此r2=φ5×(2-1)=1.415=5.57<8。該方案符合升二降四原那么。1.5繪制轉(zhuǎn)速圖〔1〕選定電動(dòng)機(jī)此題已經(jīng)確定切削為4KW，4極電機(jī)，參照相關(guān)手冊(cè)選擇Y112M-4型電機(jī)。Y112M-4型電機(jī)主參數(shù)如下：額定功率4KW；滿載轉(zhuǎn)速1440r/min〔2〕確定傳動(dòng)軸的軸數(shù)傳動(dòng)軸數(shù)=變速組數(shù)+定比傳動(dòng)副數(shù)+1=3+1=4。〔3〕分配總降速傳動(dòng)比按從主軸向電機(jī)分配傳動(dòng)比，并按照升二降四、先快后慢原那么分配。因?yàn)榇_定中間各軸轉(zhuǎn)速時(shí)，通常往前推比較方便，所以首先定III軸的轉(zhuǎn)速。①確定III軸的轉(zhuǎn)速由于第二擴(kuò)大組的變速范圍為φ5=1.415=5.57，選取故這兩對(duì)傳動(dòng)副的最小和最大傳動(dòng)比，。于是可以確定III軸的六級(jí)轉(zhuǎn)速只能是：95,132，190,265，375，530r/min，可見III軸的最低轉(zhuǎn)速為95r/min。②確定II軸轉(zhuǎn)速第一擴(kuò)大組的級(jí)比指數(shù)。為防止從動(dòng)齒輪尺寸過(guò)大而增加箱體的徑向尺寸，一般限制降速最小傳動(dòng)比，又為防止擴(kuò)大傳動(dòng)誤差，減少振動(dòng)噪聲，限制最大升速比。可取，。于是，II軸的最低轉(zhuǎn)速是265/min，三級(jí)轉(zhuǎn)速分別為530,375,265r/min。③確定I軸轉(zhuǎn)速同理，軸I可取，，。于是就確定了軸I的轉(zhuǎn)速為530r/min。最后可以確定電動(dòng)機(jī)軸〔0軸〕與I軸之間的傳動(dòng)比，采用帶傳動(dòng)，傳動(dòng)比為。根據(jù)以上計(jì)算，繪制轉(zhuǎn)速圖如下：圖1.轉(zhuǎn)速圖1.6繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖主電動(dòng)機(jī)--Ⅰ--Ⅱ--Ⅲ--Ⅳ〔主軸〕1.7確定變速組齒輪傳動(dòng)副的齒數(shù)①變速組a：

變速組a有三個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)比分別是取，，。由參考文獻(xiàn)[1]表5-1查得：符合條件的可取，查表可得軸I主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為：24、30、36。根據(jù)相應(yīng)的傳動(dòng)比，可得軸II上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：48、42、36。②變速組b：變速組b有兩個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)比分別是可取，。查表得：可取，于是可得軸II上主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別是：21,40。于是根據(jù)相應(yīng)傳動(dòng)比，得軸III上三齒輪的齒數(shù)分別是：59,40。③變速組c：變速組c有兩個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)比分別是，。查表得：可取，于是可得軸III上主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別是：23,58。于是根據(jù)相應(yīng)傳動(dòng)比，得軸Ⅳ上兩齒輪的齒數(shù)分別是：64,29。1.8校核主軸轉(zhuǎn)速誤差下表為主軸轉(zhuǎn)速誤差與規(guī)定值之間的比較：實(shí)際傳動(dòng)比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，要求不超過(guò)。表1主軸轉(zhuǎn)速誤差與規(guī)定值之間的比較標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速r/min實(shí)際轉(zhuǎn)速r/min主軸轉(zhuǎn)速誤差在標(biāo)準(zhǔn)值范圍之內(nèi)33.533.91.19%√47.548.41.89%√6767.81.19%√9595.20.21%√132136.03.03%√190190.50.26%√265269.51.70%√375377.30.61%√530530.00.00%√750757.10.95%√10601060.00.00%√2.動(dòng)力設(shè)計(jì)2.1傳動(dòng)軸的直徑確實(shí)定傳動(dòng)軸的直徑可以按照扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)展初步計(jì)算：式中——傳動(dòng)軸直徑——該軸傳遞的功率——該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速——該軸每米長(zhǎng)度允許扭轉(zhuǎn)角，取值為〔1〕主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速由參考文獻(xiàn)[1]表5-2中所述，?！?〕各個(gè)傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速圖可以得到I、II、III軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速分別為530,265,95r/min。各傳動(dòng)軸直徑I軸：取=35mmII軸：取=40mmIII軸：取=50mm2.2齒輪模數(shù)的初步計(jì)算〔1〕齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速確實(shí)定只需計(jì)算變速組內(nèi)最小的也是強(qiáng)度最弱的齒輪即可。a變速組內(nèi)最小齒輪齒數(shù)是z=24，只有一個(gè)轉(zhuǎn)速530r/min，取為計(jì)算轉(zhuǎn)速b變速組內(nèi)最小齒輪齒數(shù)是z=21，95r/min是III軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，所以該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速為265r/min。c變速組內(nèi)的最小齒輪齒數(shù)是z=23，使主軸獲得6級(jí)轉(zhuǎn)速，95r/min是主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，所以該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速為265r/min。〔2〕模數(shù)的計(jì)算要求每個(gè)變速組的模數(shù)一樣。根據(jù)：其中：——按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù)——大小齒輪的齒數(shù)比——電動(dòng)機(jī)功率kW，——齒寬系數(shù)，取——小齒輪齒數(shù)——齒輪傳動(dòng)許用接觸應(yīng)力，取——計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速〔r/min〕變速組a：，取變速組b：，取變速組c：，取2.3確定皮帶類型及根數(shù)設(shè)一天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間=8-10小時(shí)〔按小帶輪計(jì)算〕確定計(jì)算功率由機(jī)械設(shè)計(jì)第四版表11.5查得工作情況系數(shù)=1.2，故計(jì)算功率=?=1.2×5.5=6.6KW根據(jù)和n選V帶型號(hào)為：A型確定帶輪的直徑并驗(yàn)算帶速V和包角1〕選小帶輪直徑=125mm那么大帶輪直徑=/=125/=340mm2)驗(yàn)算帶速V：9.4m/s3)包角：由機(jī)械設(shè)計(jì)第四版初定中心距a=500mm由公式計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld==1730mm選帶的基