_機(jī)械課程設(shè)計(jì)-C6140普通型車床主軸變速箱設(shè)計(jì)（全套圖紙） .doc

太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)11.概述車床的規(guī)格系列和用處普通機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對(duì)這些基本知識(shí)和資料作些簡(jiǎn)要介紹。本次設(shè)計(jì)的是普通型車床C6140主軸變速箱。主要用于加工回轉(zhuǎn)體。車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)（GB1582-79，JB/Z143-79）工件最大回轉(zhuǎn)直徑Dmax(mm)正轉(zhuǎn)最高轉(zhuǎn)速nmax(minr)電機(jī)功率N（kw）公比轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z反轉(zhuǎn)40014005.51.4112級(jí)數(shù)Z反=Z正/2；n反max1.1n正max2.參數(shù)的擬定2.1確定極限轉(zhuǎn)速nRnnminmax，znR又=1.41得nR=43.79.取nR=45；min/1.31min/45/1400/maxminrrRnnn，去標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速列min/5.31minrn.2.2主電機(jī)選擇合理的確定電機(jī)功率N，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。已知電動(dòng)機(jī)的功率是5.5KW，根據(jù)車床設(shè)計(jì)手冊(cè)附錄表2選Y132S-4，額定功率5.5kw，滿載轉(zhuǎn)速1440minr，最大額定轉(zhuǎn)距2.2。3.傳動(dòng)設(shè)計(jì)太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)23.1主傳動(dòng)方案擬定擬定傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)型式的選擇以及開(kāi)停、幻想、制動(dòng)、操縱等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確定。傳動(dòng)型式則指?jìng)鲃?dòng)和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同特點(diǎn)的傳動(dòng)型式、變速類型。傳動(dòng)方案和型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。因此，確定傳動(dòng)方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。傳動(dòng)方案有多種，傳動(dòng)型式更是眾多，比如：傳動(dòng)型式上有集中傳動(dòng)，分離傳動(dòng)；擴(kuò)大變速范圍可用增加傳動(dòng)組數(shù)，也可用背輪結(jié)構(gòu)、分支傳動(dòng)等型式；變速箱上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。顯然，可能的方案有很多，優(yōu)化的方案也因條件而異。此次設(shè)計(jì)中，我們采用集中傳動(dòng)型式的主軸變速箱。3.2傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對(duì)于分析和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式的傳動(dòng)不失為有用的方法，但對(duì)于分析復(fù)雜的傳動(dòng)并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效。3.2.1確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目級(jí)數(shù)為Z的傳動(dòng)系統(tǒng)由若干個(gè)順序的傳動(dòng)組組成，各傳動(dòng)組分別有Z、Z、個(gè)傳動(dòng)副。即321ZZZZ傳動(dòng)副中由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為合適，即變速級(jí)數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子：baZ，可以有三種方案：12=322；12=232；12=223；3.2.2傳動(dòng)式的擬定12級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組，選擇傳動(dòng)組安排方式時(shí)，考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。在軸如果安置換向摩擦離合器時(shí)，為減少軸向尺寸，第一傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù)不能多，以2為宜。主軸對(duì)加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好。最后一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副常選用2。綜上所述，傳動(dòng)式為12=232。3.2.3結(jié)構(gòu)式的擬定對(duì)于12=232傳動(dòng)式，有6種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為：，太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)3由于本次設(shè)計(jì)的機(jī)床錯(cuò)誤!未找到引用源。軸裝有摩擦離合器，在結(jié)構(gòu)上要求有一齒輪的齒根圓大于離合器的直徑。初選12612232的方案。3.3轉(zhuǎn)速圖的擬定1400100071050035525018012590634531.51440電()圖3-1正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖1440電7101120()太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)4圖3-2反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖5.5kW1450r/min?125?250圖3-3主傳動(dòng)系圖4.傳動(dòng)件的估算4.1V帶傳動(dòng)的計(jì)算V帶傳動(dòng)中，軸間距A可以加大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會(huì)有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。帶輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。(1)選擇V帶的型號(hào)根據(jù)公式1.15.56.05caaPKPKW式中P-電動(dòng)機(jī)額定功率，aK-工作情況系數(shù)(此處取為1.1)。查機(jī)械設(shè)計(jì)圖5-10，因此選擇A型帶，尺寸參數(shù)為B=80mm，db=11mm，h=10，40。(2)確定帶輪的計(jì)算直徑D，D帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大。為提高帶的壽命，小帶輪的直徑D不宜過(guò)小，即minDD。查機(jī)械設(shè)計(jì)取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑D=125mm。太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)5由公式11212DnnD式中：n-小帶輪轉(zhuǎn)速，n-大帶輪轉(zhuǎn)速，-帶的滑動(dòng)系數(shù)，一般取0.02。所以mmD5.24802.0112571014402，由機(jī)械設(shè)計(jì)V帶帶輪基準(zhǔn)直徑的標(biāo)準(zhǔn)系列，取圓整為250mm。實(shí)際傳動(dòng)比04.212502.01250112mmmmDDi傳動(dòng)比誤差相對(duì)值%49.003.203.204.2iiii一般允許誤差5%，所選大帶輪直徑可選。(3)確定三角帶速度按公式smnDv/42.9100060144012514.310006011v在525m/s之間，滿足帶速要求。(4)初定中心距帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選取：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式120120.72DDADDmm即mmAmm75025012525.2622501257.00，取0A=500mm.(5)V帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度LADDDDALmmL56.15965004125250250125214.3500220由機(jī)械設(shè)計(jì)表5-4，選取帶輪的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為mmL1600。(6)確定實(shí)際中心距AmmLLAA72.501256.15961600500200(7)驗(yàn)算小帶輪包角太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)61207.1653.57180121ADD，主動(dòng)輪上包角合適。(8)確定V帶根數(shù)z由式lcakkppPz00查表5-9，5-6得0p=0.17KW,0p=1.92KW查表5-11，k=0.98；查表5-12，lk=0.9998.299.098.017.092.105.6z所以取3z根.(9)驗(yàn)算V帶的撓曲次數(shù)sLmvu次4066.171000，符合要求。(10)計(jì)算帶的張緊力和壓軸力查機(jī)械設(shè)計(jì)表5-2，q=0.1kg/m單根帶的張緊力NqvkvzPFca17542.91.0198.05.2342.905.650015.2500220帶輪軸的壓軸力NzFF2.96627.165sin175322sin2104.2傳動(dòng)軸的估算傳動(dòng)軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度的要求，強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。因此疲勞強(qiáng)度一般不失是主要矛盾，除了載荷很大的情況外，可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過(guò)大的變形。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。4.2.1確定各軸轉(zhuǎn)速(1)確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速：主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為min/90r41.131.5nn131213zminIV(2)各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：軸可從主軸90r/min按22/88的傳動(dòng)副找上去，軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)7125r/min；軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為500r/min；軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為710r/min。（3）核算主軸轉(zhuǎn)速誤差主軸各級(jí)實(shí)際轉(zhuǎn)速值用下式計(jì)算：321211uuuDDnn電式中321uuu、分別為第一、第二、第三變速組齒輪傳動(dòng)比，取0.02。正轉(zhuǎn)實(shí)際轉(zhuǎn)速min/88.1386min,/63.990min,/44.693min,/31.495min/72.346min,/66.247min,/73.175min,/52.125min/87.87min,/76.62min,/93.43min,/38.31121110987654321rnrnrnrnrnrnrnrnrnrnrnrn反轉(zhuǎn)實(shí)際轉(zhuǎn)速min/93.1470min,/46.735min,/73.367min/38.186min,/19.93min,/6.46654321rnrnrnrnrnrn轉(zhuǎn)速誤差用主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速相對(duì)誤差的絕對(duì)值表示：110nnnn標(biāo)%其中標(biāo)n為主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速。正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速誤差表主軸轉(zhuǎn)速1n2n3n4n5n6n標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速31.5456390125180實(shí)際轉(zhuǎn)速31.3843.9362.7687.87125.52175.73轉(zhuǎn)速誤差%0.302.340.382.370.422.37主軸轉(zhuǎn)速n7n8n9n10n11n12標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速2503555