CA6140普通車床傳動系統(tǒng)課程設計說

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、設計題目：設計一臺加工直徑最大范圍是320mm的普通車床的主傳動系統(tǒng)。主要參數(shù)：1、轉(zhuǎn)速范圍:N=N31.51400rpm2、轉(zhuǎn)速級數(shù):Z=123、電機功率：P=4KW被加工零件的材料：鋼、鑄鐵刀具材料：高速鋼、硬質(zhì)合金二、設計目的： 1、培養(yǎng)綜合運用和鞏固擴大已學過的知識，以提高理論聯(lián)系實際的設計與計算能力。 2、培養(yǎng)收集、閱讀、分析和運用資料的能力，以提高能夠獨立工作的綜合素質(zhì)能力。3、使初步掌握機床設計的步驟與方法，以提高結構設計和編制技術文件的能力。4、使熟練掌握計算機輔助設計、主軸組件優(yōu)化設計和主軸剛度的校核計算等，以提高運用現(xiàn)代設計方法的能力。5、此設

2、計過程是畢業(yè)設計教學環(huán)節(jié)實施的技術準備。三、設計內(nèi)容與基本要求：（一）設計內(nèi)容：.運動設計（1）傳動方案設計（集中傳動，分離式傳動），（2）轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍；（3）公比：大公比，小公比以及混合公比；（4）確定結構網(wǎng)和結構式：傳動副：前多后少，前密后疏。超速級解決方案：a.增加變速組，b.采用分枝傳動和背輪機構；（5）繪制轉(zhuǎn)速圖：降速：前緩后急。升速：前急后緩；（6）三角帶設計:確定變速組齒輪齒數(shù)；（7）繪出傳動系統(tǒng)圖；.動力設計（1）傳動件的計算轉(zhuǎn)速：各軸，各齒輪（2）傳動軸軸徑（3）齒輪模數(shù)（4）主軸設計：軸徑（前徑，后徑），內(nèi)孔直徑，前端前伸量a(粗選：100-120)，支撐形式，計算合理支撐

3、跨距L.結構設計 .校核一個齒輪（最小的），校核主軸（彎矩，扭矩）（二）基本要求： 1、根據(jù)設計任務書要求，合理的確定尺寸、運動及動力等有關參數(shù)。2、正確利用結構式、轉(zhuǎn)速圖等設計工具，認真進行方案分析。3、正確的運用手冊、標準，設計圖樣必須符合國家標準規(guī)定。說明書力求用工程術語，文字通順簡練，字跡工整。4、繪制圖紙，主軸箱展開圖1張。四、設計參數(shù)：序號加工最大直徑主軸轉(zhuǎn)速系列（r/min）驅(qū)動電動機功率與同步轉(zhuǎn)速1320mm31.5 45 63 90 125 180 250 355 500 710 1000 14004kw,1440r/min五、運動參數(shù)設計（1）傳動方案設計（選擇集中傳動方案

4、）（2）轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍Rn=1400/31.5=44.44。（3）選用混合公比（4）確定結構網(wǎng)和結構式： （5）確定變速組齒輪齒數(shù) （1）電動機與I軸間的傳動比電動機與I軸之間采用帶傳動，定比傳動取小帶輪直徑126mm，因為所獲轉(zhuǎn)速為710r/min，故大帶輪直徑為256mm。傳動比u=126/256=1/2=1/1.41²=710/1440(2)軸I-II間的傳動比及齒數(shù)依據(jù)轉(zhuǎn)速圖及=1.41，變速組a有三個傳動副，其傳動比為ua1=710/710，ua2 =500/710，ua3 =355/710,查機械零件設計手冊得ua1=Z2/Z7=36/36=1/1ua2=Z3/Z8=30/

5、42=1/1.41ua3=Z1/Z4=24/48=1/2 Sz=72(3)軸II-III間的傳動比及齒輪齒數(shù)依據(jù)轉(zhuǎn)速圖及=1.41，變速組b有兩個傳動副，其傳動比為ub1=710/710, ub2=250/710,查機械零件設計手冊得ub1=Z5/Z9=42/42=1/1ub2=Z6/Z10=22/62=1/2.82 Sz=84(4)軸III-IV間的傳動比及齒輪齒數(shù)依據(jù)轉(zhuǎn)速圖及=1.41，變速組c有兩個傳動副，其傳動比為uc1=1400/710,uc2=180/710, 查機械零件設計手冊得uc1=Z11/Z13=60/30=2/1uc2=Z12/Z1418/72=1/4 Sz=90（5）轉(zhuǎn)

6、速的驗算過程根據(jù)公式（n´實-n標）/n標10（-1）%，列表如下：序號n´實n標誤差（%）誤差允許值（%）結論131.7331.50.732.6合格245.17450.432.6合格363.53631.062.6合格489.5290-2.342.6合格5123125-2.152.6合格6177.97180-2.032.6合格7252.972502.372.6合格8358.273552.042.6合格9505.175002.582.6合格10710.067100.022.6合格111001.5610000.492.6合格121380.21400-0.452.6合格（6）傳動

7、系統(tǒng)圖如下：（7）繪制轉(zhuǎn)速圖： 如下圖所示六、動力參數(shù)設計(1)傳動件的計算轉(zhuǎn)速 主軸的計算轉(zhuǎn)速由公式確定為90r/mina、各軸的計算中轉(zhuǎn)速主軸的計算轉(zhuǎn)速由公式確定為90r/minI軸的計算轉(zhuǎn)速為710r/min II軸的計算轉(zhuǎn)速為355r/min III軸的計算轉(zhuǎn)速為125r/minb、各齒輪的計算轉(zhuǎn)速Z1、Z2、Z3的計算轉(zhuǎn)速為710r/min；Z4、Z5、Z6、Z7、Z8的計算轉(zhuǎn)速為355r/min；Z9、Z10、Z11、Z12的計算轉(zhuǎn)速為125r/min；Z13、Z14的計算轉(zhuǎn)速為90r/min.(2)計算各傳動軸的輸出功率 P1=P×帶=4.8×0.9=4.60

8、8KWP2=P1×輪=4.608×0.98=4.52KWP3=P2×輪=4.52×0.98=4.43KWP主=P3×輪=4.43×0.98=4.34Kw(3)計算各傳動軸的扭矩 T1=9550P1/n1j=9550×4.608/710=61980.8N·mmT2=9550P2/nj2=9550×4.52/355=.4N·mmT3=9550P3/nj3=9550×4.43/125=N·mmT主=9550P主/nj主=9550×4034、90=N·mm七、軸徑

9、設計及鍵的選取I軸：P1=4.608KW,n1j=710r/min,取，帶入公式，得d=26.5mm,圓整取d=27mm選花鍵：6×26×30×6II軸：P2=4.52KW,nj2=355r/min, 取，帶入公式，得d=31.4mm,圓整取d=32mm選花鍵:8×32×36×6III軸：P3=4.34KW,nj3=125r/min, 取，帶入公式，得d=40.3mm,圓整取d=41mm選花鍵:8×36×40×7 主軸：查機械制造裝備設計中表3-1選擇主軸前端直徑， 后端直徑D2=(0.7-0.85)D1

10、取，則平均直徑。對于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑,故本例之中，主軸內(nèi)孔直徑取為支承形式選擇兩支撐，初取主軸前端的懸伸量，支撐跨距實際取，取L=580mm。選擇平鍵連接，主軸：查機械制造裝備設計中表3-1選擇主軸前端直徑， 后端直徑D2=(0.7-0.85)D1取，則平均直徑。對于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑,故本例之中，主軸內(nèi)孔直徑取為支承形式選擇兩支撐，初取主軸前端的懸伸量，支撐跨距實際取，取L=580mm。選擇平鍵連接，八、帶輪設計（1）確定計算功率P=4KW,K為工作情況系數(shù)，兩班制，取K=1.2 Pj=4×1.2=4.8KW（2）選擇三角帶型號由Pj=4.8KW,n額=1440r/min

11、查表選擇B型帶（3）確定帶輪直徑D1=126mmDmin=125mmD2=n1/n2×D1=1440/710×126=255.5，取256mm（4）確定皮帶速度（5）初定中心距根據(jù)機械設計中的經(jīng)驗公式，取h=11mm0.55(126+256)A02(126+256)221.1A0764取A0=500mm（6）計算帶的長度代入數(shù)據(jù)并經(jīng)圓整得L=1600mm（7）核算帶的彎曲次數(shù)U=1000mv/L=1000×2×9.49/1600=11.9（8）計算實際中心距=500+(1608.2-1600)/2=504.1mm（9）核算小帶輪的包角1 =165.2&g

12、t;120（10）確定帶的根數(shù)Z，查機械設計得，故Z=4.8/(2.56×0.882)=2.13，取3根。（11）計算帶的張緊力F0作用在軸上的壓軸力FQ帶入相關數(shù)據(jù)得F0=240N，F(xiàn)Q=952.0N九、計算齒輪模數(shù) 45#整體淬火，a按接觸疲勞計算齒輪模數(shù)m，查表計算可得I-II軸，取，nj =710,Pj=4.608KW由公式可得mj=2.37mm,取m=3mmII-III軸，取，nj=355,Pj=4.52KW由公式可得mj=2.82mm,取m=3mmIII-主軸，取10，nj=125，Pj=4.43KW由公式可得mj=3.9mm，取m=4mm選擇7級精度齒輪高速傳動齒輪v=

13、mzn/60000=4.01<10，合格。5、齒寬設計由公式b=m·m（m=5-10）得I軸主動輪齒寬bI=8×3=24mmII軸主動輪齒寬bII=8×3=24mmIII軸主動輪齒寬bIII=8×4=32mm一般一對嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位時導致嚙合齒寬減小而增大齒輪的載荷，設計上，應使主動輪比從動輪齒寬大（510mm）。所以，b1=b2=b3=24mm,b4=b5=b6=19mm,b7=b8=24mm,b9=b10=19mm b11=b12=32mm,b13=b14=27mm齒輪的具體值見下表：齒輪齒數(shù)Z模數(shù)m分度圓直徑d

14、齒頂圓直徑da齒根圓直徑df齒頂高ha齒根高hf齒寬b1243727864.533.75242303909682.533.75243363108114100.533.75244483144150136.533.75195423126132118.533.75196363108114100.533.75197223667258.533.75248423126132118.533.75249423126132118.533.751910623186192178.533.75191118472806245321260424024823045321372428829627845271430412012

15、81104527附：從機械原理表10-2查得一下公式：齒頂圓直徑da=(Z1+2ha)m齒根圓直徑df=(Z-2ha-2c)m分度圓直徑d=mZ齒頂高ha=ham齒根高hf=(ha+c)m，其中標準齒輪參數(shù)=20°，ha=1.0，c=0.25十、各級轉(zhuǎn)速校核十一、齒輪校核（1）I軸到II軸的小齒輪齒數(shù)為24查機械設計手冊得一下數(shù)據(jù)：Z=24,u=2.0,m=3,B=8×3=24, nj =710,K1=1.04,K2=1.3,K3=1.3,T=Ts/P=18000/2=9000接觸應力： 3.37 Kn=0.83,KN=0.58,Kq=0.64,Ks=KT Kn KN Kq

16、=1.04,N=4.608=789.7Mpa<1100Mpa彎曲應力： 2.4Kn=0.83,KN=0.78,Kq=0.77,Ks=KT Kn KN Kq=1.20,Y=0.395=127.7Mpa<320Mpa，合適。（2）從II軸到III軸的小齒輪齒數(shù)為22查機械設計手冊可得一些數(shù)據(jù)：Z=22,u=2.82,m=3,B=10×3=30, nj =355rr/min,K1=1.04,K2=1.3,K3=1.3,T=Ts/P=18000/2=9000接觸應力： 2.68 Kn=0.85,KN=0.58,Kq=0.60, Ks=KT Kn KN Kq=0.80,N=4.52

17、=899.5Mpa<1100Mpa彎曲應力： 2.14 Kn=0.85,KN=0.78,Kq=0.75, Ks=KT Kn KN Kq=1.06 =76.3Mpa<320Mpa，合適。（3）III軸到主軸的小齒數(shù)為18查機械設計手冊可得一些數(shù)據(jù)：Z=18,u=4,m=4,B=10×4=40,nj=125r/minK1=1.04,K2=1.3,K3=1.3,T=Ts/P=18000/2=9000接觸應力： 1.89Kn=0.95，KN=0.58，Kq=0.60，Ks=KT Kn KN Kq=0.62，N=4.43=1007.5Mpa<1100Mpa彎曲應力： 1.80

18、 Kn=0.95，KN=0.78，Kq0.75，Ks=KT Kn KN Kq=1.0 =103.3Mpa<320Mpa，合適 十二、主軸校較（1）主軸的前端部撓度（2）主軸在前軸承處的傾角（3）在安裝齒輪處的傾角 E取為，由于小齒輪的傳動力大，這里以小齒輪來進行計算將其分解為垂直分力和水平分力由公式可得主軸載荷圖如下所示：由上圖可知如下數(shù)據(jù)：a=364mm,b=161mm,l=525mm,c=87mma、計算（在垂直平面）,，b、計算（在水平面）,，c、合成 經(jīng)校核，主軸合格十三、軸承的選?。?）帶輪：因于帶輪不承受軸向力，故選用深溝球軸承，型號：210。（2）一軸：一軸的前后端與箱體外壁配合，配合處傳動軸的軸徑是25mm，同時一軸也不會承受軸向力故也選用深溝球軸承，型號：206。（3）二軸：二軸與一軸相似，但是由于工作過程之中傳動可能右誤差，二軸會承受軸向力，因此二軸與外壁配合處采用圓錐滾子軸承，型號：7206E。（4）三軸：三軸與外壁配合處采用圓錐滾子軸承，型號：7207E。（5）主軸：主軸是傳動系統(tǒng)之中最為關鍵的部分，因此應該合理的選擇軸承。從主軸末端到前端依次選擇軸承為圓錐滾子軸承，型號：7214E;推力球軸承，型號：38215；圓