最大加工直径为250mm的普通车床的主轴箱部件设计【全套图纸】.doc
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1、宁XX大学课程设计(论文)最大加工直径为250mm的普通车床的主轴箱部件设计所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日摘 要本设计着重研究机床主传动系统的设计步骤和设计方法,根据已确定的运动参数以变速箱展开图的总中心距最小为目标,拟定变速系统的变速方案,以获得最优方案以及较高的设计效率。在机床主传动系统中,为减少齿轮数目,简化结构,缩短轴向尺寸,用齿轮齿数的设计方法是试算,凑算法,计算麻烦且不易找出合理的设计方案。本文通过对主传动系统中三联滑移齿轮传动特点的分析与研究,绘制零件工作图与主轴箱展开图及剖视图。关键词:传动系统设计,传动副,结构网,结构式,全套图纸,加153893706目
2、 录摘 要2目 录4第1章 绪论61.1 课程设计的目的61.2课程设计的内容61.2.1 理论分析与设计计算61.2.2 图样技术设计61.2.3编制技术文件61.3 课程设计题目、主要技术参数和技术要求6第2章 车床参数的拟定82.1车床主参数和基本参数82.2车床的变速范围R和级数Z82.3确定级数主要其他参数82.3.1 拟定主轴的各级转速82.3.2 主电机功率动力参数的确定82.3.3确定结构式82.3.4确定结构网92.3.5绘制转速图和传动系统图92.4 确定各变速组此论传动副齿数102.5 核算主轴转速误差12第3章 传动件的计算123.1 带传动设计123.2选择带型133
3、.3确定带轮的基准直径并验证带速143.4确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角143.5确定带的根数z153.6确定带轮的结构和尺寸153.7确定带的张紧装置163.8计算压轴力163.9 计算转速的计算183.10 齿轮模数计算及验算183.11 传动轴最小轴径的初定213.12 主轴合理跨距的计算22第4章 主要零部件的选择234.1 轴承的选择234.2 键的规格244.3 主轴弯曲刚度校核244.4.轴承校核244.5 润滑与密封25第5章 摩擦离合器(多片式)的计算25第6章 主要零部件的选择276.1电动机的选择276.2 轴承的选择276.3变速操纵机构的选择276.4 轴的
4、校核276.5 轴承寿命校核29第7章 主轴箱结构设计及说明307.1 结构设计的内容、技术要求和方案307.2 展开图及其布置31结束语32参考文献33 第1章 绪论1.1 课程设计的目的课程设计是在学完本课程后,进行一次学习设计的综合性练习。通过课程设计,使学生能够运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识,及生产实习等实践技能,达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。通过课程设计,分析比较机械系统中的某些典型机构,进行选择和改进;结合结构设计,进行设计计算并编写技术文件;完成系统主传动设计,达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计,掌握查阅相关工程设计手册、设计标准和资料的方法,达到
5、积累设计知识和设计技巧,提高学生设计能力的目的。通过设计,使学生获得机械系统基本设计技能的训练,提高分析和解决工程技术问题的能力,并为进行机械系统设计创造一定的条件。1.2课程设计的内容机械系统设计课程设计内容由理论分析与设计计算、图样技术设计和技术文件编制三部分组成。1.2.1 理论分析与设计计算(1)机械系统的方案设计。设计方案的分析,最佳功能原理方案的确定。(2)根据总体设计参数,进行传动系统运动设计和计算。(3)根据设计方案和零部件选择情况,进行有关动力计算和校核。1.2.2 图样技术设计(1)选择系统中的主要机件。(2)工程技术图样的设计与绘制。1.2.3编制技术文件(1)对于课程设
6、计内容进行自我经济技术评价。(2)编制设计计算说明书。1.3 课程设计题目、主要技术参数和技术要求题目:中型普通车床主轴箱设计车床的主参数(规格尺寸)和基本参数如下:工件最大回转直径D(mm)正转最高转速Nmax( )正转最低转速nmin( )电机功率N(kw)公比250160031531.26第2章 车床参数的拟定2.1车床主参数和基本参数车床的主参数(规格尺寸)和基本参数如下:工件最大回转直径D(mm)正转最高转速nmax ( )正转最低转速nmin( )电机功率N(kw)公比250160031531.262.2车床的变速范围R和级数Z R=由公式R=,其中 =1.26,R=5.08,可以
7、计算z=82.3确定级数主要其他参数2.3.1 拟定主轴的各级转速依据题目要求选级数Z=8, =1.26=1.064考虑到设计的结构复杂程度要适中,故采用常规的扩大传动。各级转速数列可直接从标准的数列表中查出,按标准转速数列为:315,400,500,630,800,1000,1250,16002.3.2 主电机功率动力参数的确定合理地确定电机功率N,使机床既能充分发挥其性能,满足生产需要,又不致使电机经常轻载而降低功率因素。根据题设条件电机功率为3KW可选取电机为:Y100L2-4额定功率为3KW,满载转速为1420r/min.2.3.3确定结构式已知Z=x3ba、b为正整数,即Z应可以分解
8、为2和3的因子,以便用2、3联滑移齿轮实现变速。取Z=8级 则Z=22对于Z=8可分解为:Z=212224。综合上述可得:主传动部件的运动参数 =315 Z=8 =1.262.3.4确定结构网根据“前多后少” , “先降后升” , 前密后疏,结构紧凑的原则,选取传动方案 Z=212224,易知第二扩大组的变速范围r=(P3-1)x=1.264=3.958 满足要求,其结构网如图2-1。 Z=2122242.3.5绘制转速图和传动系统图(1)选择电动机:采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。(2)绘制转速图:(3)画主传动系统图。根据系统转速图及已知的技术参数,画主传动系统图如图2-3:1
9、-2轴最小中心距:A1_2min1/2(Zmaxm+2m+D)轴最小齿数和:Szmin(Zmax+2+D/m)2.4 确定各变速组此论传动副齿数(1)Sz100-120,中型机床Sz=70-100(2)直齿圆柱齿轮Zmin18-20,m4 图2-3 主传动系统图(7)齿轮齿数的确定。变速组内取模数相等,据设计要求Zmin1820,齿数和Sz100120,由表4.1,根据各变速组公比,可得各传动比和齿轮齿数,各齿轮齿数如表2-2。 表2-2 齿轮齿数传动比基本组第一扩大组第二扩大组1:1.261:1.581.26:11:1.261.26:11:2代号ZZZZZZZZZ5Z5ZZ齿数4252 36
10、 58 4737 3747 49 3929592.5 核算主轴转速误差实际传动比所造成的主轴转速误差,一般不应超过10(-1),即10(-1)=2.6各级转速误差n 160012501000800630500400315n1664.21237.81002.1804.5636.05503.6403.2318.6误差0.41.40.41.40.41.40.41.4转速误差小于2.6,因此不需要修改齿数。第3章 传动件的计算3.1 带传动设计输出功率P=3kW,转速n1=1420r/min,n2=1250r/min3.1.1计算设计功率Pd表4 工作情况系数工作机原动机类类一天工作时间/h10161
11、016载荷平稳液体搅拌机;离心式水泵;通风机和鼓风机();离心式压缩机;轻型运输机1.01.11.21.11.21.3载荷变动小带式运输机(运送砂石、谷物),通风机();发电机;旋转式水泵;金属切削机床;剪床;压力机;印刷机;振动筛1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大螺旋式运输机;斗式上料机;往复式水泵和压缩机;锻锤;磨粉机;锯木机和木工机械;纺织机械1.21.31.41.41.51.6载荷变动很大破碎机(旋转式、颚式等);球磨机;棒磨机;起重机;挖掘机;橡胶辊压机1.31.41.51.51.61.8根据V带的载荷平稳,两班工作制(16小时),查机械设计P296表4,取KA1.1。
12、即3.2选择带型普通V带的带型根据传动的设计功率Pd和小带轮的转速n1按机械设计P297图1311选取。根据算出的Pd3.3kW及小带轮转速n11420r/min ,查图得:dd=80100可知应选取A型V带。3.3确定带轮的基准直径并验证带速由机械设计P298表137查得,小带轮基准直径为80100mm则取dd1=100mm ddmin.=75 mm(dd1根据P295表13-4查得)表3 V带带轮最小基准直径槽型YZABCDE205075125200355500由机械设计P295表13-4查“V带轮的基准直径”,得=112mm 误差验算传动比: (为弹性滑动率)误差 符合要求 带速 满足5
13、m/sv300mm,所以宜选用E型轮辐式带轮。总之,小带轮选H型孔板式结构,大带轮选择E型轮辐式结构。带轮的材料:选用灰铸铁,HT200。3.7确定带的张紧装置 选用结构简单,调整方便的定期调整中心距的张紧装置。3.8计算压轴力 由机械设计P303表1312查得,A型带的初拉力F0117.39N,上面已得到=177.57,z=3,则对带轮的主要要求是质量小且分布均匀、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高,以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡,对于铸造和焊接带轮的内应力要小, 带轮由轮缘、腹板(轮辐)和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘,轮缘是带轮的工作部分,用以安装传动带,制有梯形
14、轮槽。由于普通V带两侧面间的夹角是40,为了适应V带在带轮上弯曲时截面变形而使楔角减小,故规定普通V带轮槽角 为32、34、36、38(按带的型号及带轮直径确定),轮槽尺寸见表7-3。装在轴上的筒形部分称为轮毂,是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅(腹板),用来联接轮缘与轮毂成一整体。表 普通V带轮的轮槽尺寸(摘自GB/T13575.1-92) 项目 符号 槽型 Y Z A B C D E 基准宽度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基准线上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基准线下槽深 h fmin 4.7
15、 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽间距 e 8 0.3 12 0.3 15 0.3 19 0.4 25.5 0.5 37 0.6 44.5 0.7 第一槽对称面至端面的距离 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小轮缘厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15 带轮宽 B B =( z -1) e + 2 f z 轮槽数 外径 d a 轮 槽 角 32 对应的基准直径 d d 60 - - - - - - 34 - 80 118 190 315 - - 36 60 - - - - 475 600 38 - 80 118 190 315 475 600
16、 极限偏差 1 0.5 V带轮按腹板(轮辐)结构的不同分为以下几种型式: (1) 实心带轮:用于尺寸较小的带轮(dd(2.53)d时),如图7 -6a。 (2) 腹板带轮:用于中小尺寸的带轮(dd 300mm 时),如图7-6b。 (3) 孔板带轮:用于尺寸较大的带轮(ddd) 100 mm 时),如图7 -6c 。 (4) 椭圆轮辐带轮:用于尺寸大的带轮(dd 500mm 时),如图7-6d。(a) (b) (c) (d)图7-6 带轮结构类型根据设计结果,可以得出结论:小带轮选择实心带轮,如图(a),大带轮选择腹板带轮如图(b)3.9 计算转速的计算(1)主轴的计算转速nj,由公式n=n得
17、,主轴的计算转速nj=463.02r/min,取500r/min。(2). 传动轴的计算转速 轴2=1000 r/min,轴1=800r/min。(2)确定各传动轴的计算转速。表3-1 各轴计算转速轴 号 轴 轴 轴计算转速 r/min 80010005000(3) 确定齿轮副的计算转速。3-2。 表3-2 齿轮副计算转速序号ZZZZZn800800100010005003.10 齿轮模数计算及验算(1)模数计算。一般同一变速组内的齿轮取同一模数,选取负荷最重的小齿轮,按简化的接触疲劳强度公式进行计算,即mj=16338可得各组的模数,如表3-3所示。表3-3 模数组号基本组第一扩大组模数 m
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