三軸半自動鉆床

1、機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書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.繪制機構(gòu)傳動方案33.原動機的選擇41）選擇原動機的類型42）選擇電動機容量43）確定傳動轉(zhuǎn)速44）分配傳動比44.運動和動力參數(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3

2、3參考文獻35設(shè)計任務(wù)書1 設(shè)計題目簡易專用半自動三軸鉆床設(shè)計2 設(shè)計要求1) 三個鉆頭速度相同-主運動，安裝工件的工作臺作進給運動。每個鉆頭的切削阻力矩為T，每個鉆頭軸向進給力為F，被加工零件上三孔直徑均為D，每分鐘加工兩件。2) 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3 設(shè)計任務(wù)1) 完成轉(zhuǎn)床總體傳動方案的設(shè)計和論證。2) 完成轉(zhuǎn)頭主要傳動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計。3) 完成裝配圖1張（A0），零件圖2張（A0）。4) 編寫設(shè)計說明書。機械裝置總體方案設(shè)計1. 傳動方式的選擇由設(shè)計要求一分鐘加工兩件，電動機轉(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

3、蝸桿減速器能滿足要求。2. 繪制機構(gòu)傳動方案如下圖所示：0軸1軸2軸3軸4軸5軸電動機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。3. 原動機的選擇1）選擇原動機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，額定電壓380V。2）選擇電動機容量工作機（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 電動機功率其中1為聯(lián)軸器效率，取0.99；2為蝸桿傳動效率，取0.75；3為滾動軸承效率，取0.99。因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率略大于Pd即可，查表選得功率為1.1kw的Y90s-4電機，滿載轉(zhuǎn)速為1400r/min。3）分配傳

4、動比（1） 總傳動比為i=1400/2（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。4. 運動和動力參數(shù)計算0軸（電動機軸） 1軸（輸出軸） 2軸（中間軸） 3軸（輸入軸） 4軸（凸輪軸） 5. 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0.36160.35801726.64170

5、9.37210.964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.按齒面接觸強度 初步估計小齒輪直徑強度公式值使用系數(shù)k轉(zhuǎn)矩齒寬系數(shù) 傳動比u 3.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

6、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

7、 彎曲疲勞強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.按齒面接觸強度 初步估計小齒輪直徑強度公式值使用系數(shù)k轉(zhuǎn)矩齒寬系數(shù) 傳動比u 3.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

8、式接觸強度壽命系數(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40C

9、r，正火。2.粗估軸徑；取最細處d=40mm；3.設(shè)計如下圖軸承選擇32210；AB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；取最細處d=45mm；3.設(shè)計如下圖軸承選擇30209；AB12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.當量彎矩計算與校核輸出軸設(shè)計1.材料選擇選用45鋼，

10、正火。2.粗估軸徑；取最細處d=45mm；3.設(shè)計如下圖軸承選擇30310；AB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.當量彎矩計算與校核鍵的選擇與校核1) 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

11、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)系機座壁厚8取=14機蓋壁厚118取1=14機座凸緣厚度b1.5=21.5取b=22機蓋凸緣厚度b11.5=21.5取b1=22機蓋與機座聯(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（0.0070.009）×(d1m+d2m)+1取M12窺視孔蓋螺釘直徑d4（0.0050.007）×(d1m+d2m)+1取M3定位銷直徑d(0.70.8)d2=10取d=12螺栓扳手空間與凸緣寬度安裝