臥式車床主傳動系統(tǒng)設計

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金屬切削機床課程設計 太原工業(yè)學院 金屬切削機床課程設計 設計題目 臥式車床主傳動系統(tǒng)設計 系 別 機械工程系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學生姓名 班級學號 設計日期 2012年7月 14 太原工業(yè)學院 課 程 設 計 課程名稱 金屬切削機床 設計題目 臥式車床主傳動系統(tǒng)設計 系別 機械工程系 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 0920111 姓名 學號 指導教師 日期 2012.6.26 臥式車床設計任務書 一、設計題目 臥式車床主傳動系統(tǒng)設計 設計系數(shù)：主軸最低轉(zhuǎn)速31.5 公比Ф=1.41= 變速級數(shù)z=12 電機功率P=7.5KW ，電機轉(zhuǎn)速n=1440 二、確定結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng) 1. z=12 Ф=1.41 31.5 變速范圍 （也可由表查得） 10 15 22.4 33.5 50 75 10.6 16 23.6 35.5 53 80 11.2 17 25 37.5 56 85 11.8 18 26.5 40 60 90 12.5 19 28 42.5 63 95 13.2 20 30 45 67 100 14 21.2 31.5 47.5 71 2.結(jié)構(gòu)式、傳動組和傳動副數(shù)的確定 ①傳動組和傳動副數(shù)可能的方案有： 12 = 43 12 = = 34 12 = 322 12 = 232 12 = 223 第一行方案有時可以省掉一根軸。缺點是有一個傳動組內(nèi)有四個傳動副。如果用一個四聯(lián)滑移齒輪，則會增加軸向尺寸；如果用兩個雙聯(lián)滑移齒輪，則操縱機構(gòu)必須互鎖以防止兩個滑移齒輪同時嚙合。所以一般少用。 第二行的三個方案可根據(jù)下述原則比較：從電動機到主軸，一般為降速傳動。接近電動機處的零件，轉(zhuǎn)速較高，從而轉(zhuǎn)矩較小，尺寸也就較小。如使傳動副較多的傳動組放在接近電動機處，則可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可以少些，就省材料了。這就是“前多后少”的原則。從這個角度考慮，以取 12 = 3 x2x2 的方案為好。 ②結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)的各種方案的確定 由①知方案有 a. b. c. d. e. f. 選擇原則： I)傳動副的極限傳動比和傳動組的極限變速范圍 降速傳動中，主動齒輪的最少齒數(shù)受到限制； 避免被動齒輪的直徑過大升速傳動比最大值2（斜齒傳動= 2.5）盡量減少振動和噪聲； 各變速組的變速范圍=/≤8-10 之間； 對于進給傳動鏈，由于轉(zhuǎn)速通常較低，零件尺寸也較小，上述限制可放寬些。 。故 在檢查傳動組的變速范圍時，只需檢查最后一個擴大組。因為其它傳動組的變速范圍都比它小。應為: II)基本組與擴大組的排列順序。 原則是選擇中間傳動軸變速范圍最小的方案。 綜上所述，方案a 較好 3.結(jié)構(gòu)網(wǎng) 三、轉(zhuǎn)速圖 1.因為 Ф=1.41= 所以每隔5個數(shù)取一個數(shù) 查表1-1得 各級轉(zhuǎn)速分別為： 31.5 45 63 90 125 180 250 355 600 710 1000 1400 2.根據(jù)已知參數(shù)，取電動機 ,額定功率7.5KW，滿載轉(zhuǎn)速1440。 本例所選定的結(jié)構(gòu)式共有三個傳動組，變速機構(gòu)共需4軸。加上電動機軸共5軸。故轉(zhuǎn)速圖需5條豎線，主軸共12速，電動機軸轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近，故需12條橫線。 Ⅳ軸 12級速度 31.5 45 63 90 125 180 250 355 600 710 1000 1400 Ⅲ軸 傳動組變速 =8，所以倆個傳動副傳動比為極限值=， Ⅱ軸 級比指數(shù)3，取轉(zhuǎn)速為500,710,1000 Ⅰ軸 級比指數(shù)1，取 四、帶輪直徑與齒輪齒數(shù)的確定 1.選擇三角帶類型 選工況系數(shù)X=1.1，則計算功率 根據(jù)電機轉(zhuǎn)速和計算功率，三角帶取B型。 2.確定帶輪的計算直徑 B型 取=126mm = ，其中=0.02 所以 3.確定三角帶速度 4.確定中心距 =(0.7~2)() 取=1.8*（126+256）=688 5.確定三角帶的計算長度及內(nèi)周長 =2+ 將計算出的數(shù)值取整到標準的計算長度 6.驗算三角帶的繞曲次數(shù)n。 ﹤40（m為帶輪個數(shù)） 7.確定實際中心距A 當中心距需要精確計算時，可按下式計算 式中 得A=714.95 8.驗算最小包角 9.確定三角帶根數(shù) 為單根三角帶在情況下傳遞的功率值，表示包角系數(shù)。，用4根 10.確定齒輪齒數(shù) =...,60、62、64、66、68、70、72、74... =...60、63、65、67、68、70、72... =...60、63、66、69、72、75... 從以上三行挑出=60和72可用，取=72 查表得=36，,,,, ， =...60、62、64、68、70、72、74、76、78、80、82、84... =...61、65、68、69、72、73、76、77、80、81、84... 取=84 查表得,,, =...84、87、89、90、92、93... =...80、84、85、89... 取=90 36 24 30 36 42 48 42 22 42 62 60 18 30 72 11.主軸轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的驗算 主軸轉(zhuǎn)速在使用上并不要求十分準確，轉(zhuǎn)速稍低或稍高并無太大的影響，由確定的齒輪數(shù)所得的實際轉(zhuǎn)速與傳動設計理論值難以完全相符，需要驗算主軸各級轉(zhuǎn)速，最大誤差不超過10 12.傳動系統(tǒng)圖 13.計算轉(zhuǎn)速。 （1）主軸 計算轉(zhuǎn)速為主軸從最低轉(zhuǎn)速算起，第一個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高級轉(zhuǎn)速，即為 （2）各傳動軸：軸Ⅲ可從主軸為90r/min，按72/18的傳動副找上去，似應為355r/min, 但由于軸Ⅲ上的最低轉(zhuǎn)速125r/min，經(jīng)c可使主軸得到31.5和250r/min倆種轉(zhuǎn)速，250r/min 要傳遞全部功率，所以軸Ⅲ計算轉(zhuǎn)速應為125r/min,軸Ⅱ的計算轉(zhuǎn)速可按傳動副b推上去，得355r/min。 五、傳動軸計算及其組件的設計 傳動軸直徑的估算與驗算 傳動軸直徑的估算 傳動軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下列公式估算傳動軸直徑 其中N-電動機功率，nj-該傳動軸的計算轉(zhuǎn)速r/min Ⅰ Ⅱ Ⅲ nj 710 355 125 d 19.83 23.58 30.61 0.93d 18.44 21.93 28.47 主軸前軸徑取90 六、齒輪模數(shù)的估算與計算 1. 彎曲疲勞（根據(jù)齒輪最多的齒輪進行計算與計算） 齒輪彎曲疲勞的估算 Z6： Z10： Z14： 2. 齒面點蝕估算 Z6： Z10： Z14： 齒數(shù)模數(shù) 第一變速組 第二變速組 第三變速組 mw 2.43 3.17 3.36 mj 2.84 3.45 3.59 取m 4 4 4 七、齒根圓驗算 1. Ⅱ、Ⅲ軸上齒輪使用花鍵周向定位 小徑d 規(guī)格NdDB 23 623266 26 626306 28 628327 30 6303510 32 6323510 36 6363810 由上表得 齒根圓強度校核 Ⅱ Ⅲ 估算軸徑 21.93 28.47 軸直徑d 30 30 花鍵（Z-dDB) 6-303510 6-303510 齒根圓d1=mz-2.5m Z8=422-2.54=78 Z12=418-2.54=62 (78-35)/2>2m 合格 (62-35)/2=13.572m 合格 2.Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ軸上齒輪使用平鍵周向定位 Ⅳ 主軸直徑 83 t1 5.4 齒根圓d1 Z13=430-2.54=110 d1/2-（d/2+t1） 110/2-(83/2+5.4)=8.172m 合格 八 齒輪的尺寸計算 齒輪 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 Z12 Z13 Z14 齒數(shù) 36 24 30 36 42 48 42 22 42 62 60 18 30 72 分度圓d 144 96 120 144 168 192 168 88 168 248 240 72 120 288 尺寬的計算 齒寬計算公式（齒寬系數(shù)，d1為小齒輪直徑） =0.2-1.4 兩支乘相對小齒輪作對稱布置最大 兩支乘相對小齒輪作不對稱布置取中等 小齒輪作懸臂布置最小 Ⅰ軸Zmin=24 =0.5 Bj1=0.596=48 圓整取48 Ⅱ軸Zmin=22 =0.5 Bj2=0.588=44 圓整取44 Ⅳ軸Zmin=30 =0.5 Bj4=0.5120=60 Ⅲ軸Zmin=18 =0.5 Bj3=0.572=36.0 圓整取36 在設計上，相嚙合齒輪的一對齒輪，小齒輪比大齒輪寬5-10mm B1=72 B4=72 B2=48 B6=40 B3=60 B5=53 B8=44 B10=37 B9=B7=84 B12=36 B14=29 B13=60 B11=53 九、參考文獻 戴曙主編. 金屬切削機床. 北京：機械工業(yè)出版社. 2011 孫桓，陳作模，葛文杰主編. 機械原理第七版. 北京：高等教育出版社. 2006 陸鳳儀，鐘守炎主編. 機械設計第二版. 北京：機械工業(yè)出版社. 2010 唐增寶，常建娥主編. 機械設計課程設計第三版. 武漢：華中科技大學出版社. 2006 10、 小結(jié) 通過本次的課程設計，感慨頗多，收獲也很多。從中學到很多東西，做課程設計要按照一定的步驟完成設計的任務，設計中既是對課本內(nèi)容的認識與深化了解，也要靠自己去理解分析問題，對于一次設計來說，總體布局很重要，既要有邏輯聯(lián)系，又要分類排版，在做課程設計中，感覺學習很充實。