普通車(chē)床的主軸箱部件設(shè)計(jì)最大加工直徑250mm最高1440最低90公比141

目錄HYPERLINK一．設(shè)計(jì)目的 2HYPERLINK二、設(shè)計(jì)步驟 2HYPERLINK1.運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 2HYPERLINK1.1已知條件 2HYPERLINK1.2結(jié)構(gòu)分析式 2HYPERLINK1.3繪制轉(zhuǎn)速圖 2HYPERLINK1.4繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 2HYPERLINK2.動(dòng)力設(shè)計(jì) 2HYPERLINK2.1確定各軸轉(zhuǎn)速 2HYPERLINK2.2帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2HYPERLINK2.3各傳動(dòng)組齒輪模數(shù)的確定和校核 2HYPERLINK3.齒輪強(qiáng)度校核 2HYPERLINK3.1校核a傳動(dòng)組齒輪 2HYPERLINK3.2校核b傳動(dòng)組齒輪 2HYPERLINK3.3校核c傳動(dòng)組齒輪 2HYPERLINK4.主軸撓度的校核 2HYPERLINK4.1確定各軸最小直徑 2HYPERLINK4.2軸的校核 2HYPERLINK5.主軸最佳跨距的確定 2HYPERLINK5.1選擇軸頸直徑,軸承型號(hào)和最佳跨距 2HYPERLINK5.2求軸承剛度 2HYPERLINK6.各傳動(dòng)軸支承處軸承的選擇 2HYPERLINK7.主軸剛度的校核 2HYPERLINK7.1主軸圖: 2HYPERLINK7.2計(jì)算跨距 2HYPERLINK三、總結(jié) 2HYPERLINK四、參考文獻(xiàn) 2一．設(shè)計(jì)目的通過(guò)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過(guò)程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫(xiě)技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，并具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。二、設(shè)計(jì)步驟1.運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)1.1已知條件[1]確定轉(zhuǎn)速范圍：主軸最小轉(zhuǎn)速nnim（r/min）=90r/min、nmax（r/min）=2000r/min主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min)=1440、P（kw）=4kw[2]最大加工直徑φ=250mm[3]確定公比：[4]轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：1.2結(jié)構(gòu)分析式因?yàn)槲覀兊募?jí)數(shù)是10級(jí)，為了實(shí)現(xiàn)10級(jí)，本次設(shè)計(jì)中，我打算按12級(jí)的主軸箱來(lái)計(jì)算，讓里面其中兩組數(shù)據(jù)一樣，最終達(dá)到10級(jí)⑴⑵[3]從電動(dòng)機(jī)到主軸主要為降速傳動(dòng)，若使傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)組放在較接近電動(dòng)機(jī)處可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材料，也就是滿足傳動(dòng)副前多后少的原則，因此取方案。在降速傳動(dòng)中，防止齒輪直徑過(guò)大而使徑向尺寸常限制最小傳動(dòng)比；在升速時(shí)為防止產(chǎn)生過(guò)大的噪音和震動(dòng)常限制最大轉(zhuǎn)速比。在主傳動(dòng)鏈任一傳動(dòng)組的最大變速范圍。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間傳動(dòng)軸的變速范圍最小，根據(jù)中間傳動(dòng)軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下：檢查傳動(dòng)組的變速范圍時(shí)，只檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組：其中，，所以，合適。1.3繪制轉(zhuǎn)速圖⑴選擇電動(dòng)機(jī)一般車(chē)床若無(wú)特殊要求，多采用Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)，根據(jù)原則條件選擇Y-132M-4型Y系列籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。⑵分配總降速傳動(dòng)比總降速傳動(dòng)比又電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因而不增加一定比傳動(dòng)副。[3]確定傳動(dòng)軸軸數(shù)傳動(dòng)軸軸數(shù)=變速組數(shù)+定比傳動(dòng)副數(shù)+1=3+0+1=4。⑷確定各級(jí)轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖由z=10確定各級(jí)轉(zhuǎn)速：2000,1400,1000,710,500,355,250,180,125,90r/min。在五根軸中，除去電動(dòng)機(jī)軸，其余四軸按傳動(dòng)順序依次設(shè)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ軸之間的傳動(dòng)組分別設(shè)為a、b、c?，F(xiàn)由Ⅳ（主軸）開(kāi)始，確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速：先來(lái)確定Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)組c的變速范圍為，結(jié)合結(jié)構(gòu)式，Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速只有一和可能：180、250、355、500、710，1000r/min。②確定軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)組b的級(jí)比指數(shù)為2，希望中間軸轉(zhuǎn)速較小，因而為了避免升速，又不致傳動(dòng)比太小，可取，軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速確定為：355、500、710r/min。③確定軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速對(duì)于軸Ⅰ，其級(jí)比指數(shù)為1,可取，，確定軸Ⅰ轉(zhuǎn)速為710r/min。由此也可確定加在電動(dòng)機(jī)與主軸之間的定傳動(dòng)比。[5]確定各變速組傳動(dòng)副齒數(shù)①傳動(dòng)組a:查表8-1,，，時(shí)：……57、60、63、66、69、72、75、78……時(shí)：……58、60、63、65、67、68、70、72、73、77……時(shí)：……58、60、62、64、66、68、70、72、74、76……可取72,于是可得軸Ⅰ齒輪齒數(shù)分別為：24、30、36。于是，，可得軸Ⅱ上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：48、42、36。動(dòng)組b:同理可得軸Ⅱ上兩聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為：24、42。，得軸Ⅲ上兩齒輪的齒數(shù)分別為：48、30。動(dòng)組c:同理可得軸Ⅲ兩聯(lián)動(dòng)齒輪的齒數(shù)分別為40，80；得軸Ⅳ兩齒輪齒數(shù)分別80，40。1.4繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動(dòng)機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖：2.動(dòng)力設(shè)計(jì)2.1確定各軸轉(zhuǎn)速⑴確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速：主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為⑵各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：軸Ⅲ可從主軸按80/40的傳動(dòng)副找上去，軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速180r/min；軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為355r/min；軸Ⅰ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為710r/min。[3]各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速傳動(dòng)組c中，40/80只需計(jì)算z=40的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為710r/min；傳動(dòng)組b計(jì)算z=42的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為355r/min；傳動(dòng)組a應(yīng)計(jì)算z=24的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為710r/min。[4]核算主軸轉(zhuǎn)速誤差所以合適。2.2帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min,傳遞功率P=4KW,傳動(dòng)比i=2.03，兩班制，一天運(yùn)轉(zhuǎn)16.1小時(shí)，工作年數(shù)10年。⑴確定計(jì)算功率取1.1，則⑵選取V帶型根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計(jì)算功率，選b型帶。⑶確定帶輪直徑和驗(yàn)算帶速查表小帶輪基準(zhǔn)直徑,驗(yàn)算帶速成其中-小帶輪轉(zhuǎn)速，r/min；-小帶輪直徑，mm；，合適。[4]確定帶傳動(dòng)的中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度設(shè)中心距為,則0．55（）a2（）于是208.45a758,初取中心距為400mm。帶長(zhǎng)查表取相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，。帶傳動(dòng)實(shí)際中心距[5]驗(yàn)算小帶輪的包角一般小帶輪的包角不應(yīng)小于。。合適。[6]確定帶的根數(shù)其中：-時(shí)傳遞功率的增量；-按小輪包角，查得的包角系數(shù)；-長(zhǎng)度系數(shù)；為避免V型帶工作時(shí)各根帶受力嚴(yán)重不均勻，限制根數(shù)不大于10。[7]計(jì)算帶的張緊力其中：-帶的傳動(dòng)功率,KW；v-帶速,m/s；q-每米帶的質(zhì)量，kg/m；取q=0.17kg/m。v=1440r/min=9.42m/s。[8]計(jì)算作用在軸上的壓軸力2.3各傳動(dòng)組齒輪模數(shù)的確定和校核⑴模數(shù)的確定：a傳動(dòng)組：分別計(jì)算各齒輪模數(shù)先計(jì)算24齒齒輪的模數(shù)：其中:-公比；=2；-電動(dòng)機(jī)功率；=4KW；-齒寬系數(shù)；-齒輪傳動(dòng)許允應(yīng)力;-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。，取=600MPa,安全系數(shù)S=1。由應(yīng)力循環(huán)次數(shù)選取，取S=1，。取m=2.5mm。按齒數(shù)30的計(jì)算，，可取m=2.5mm；按齒數(shù)36的計(jì)算，,可取m=2.5mm。于是傳動(dòng)組a的齒輪模數(shù)取m=2.5mm，b=32mm。軸Ⅰ上齒輪的直徑：。軸Ⅱ上三聯(lián)齒輪的直徑分別為：b傳動(dòng)組：確定軸Ⅱ上另兩聯(lián)齒輪的模數(shù)。按22齒數(shù)的齒輪計(jì)算：可得m=4mm；。按42齒數(shù)的齒輪計(jì)算：可得m=4mm；于是軸Ⅱ兩聯(lián)齒輪的模數(shù)統(tǒng)一取為m=4mm。于是軸Ⅱ兩聯(lián)齒輪的直徑分別為：軸Ⅲ上與軸Ⅱ兩聯(lián)齒輪嚙合的兩齒輪直徑分別為：c傳動(dòng)組：取m=2.5mm。軸Ⅲ上兩聯(lián)動(dòng)齒輪的直徑分別為：軸四上兩齒輪的直徑分別為：3.齒輪強(qiáng)度校核：計(jì)算公式3.1校核a傳動(dòng)組齒輪校核齒數(shù)為24的即可，確定各項(xiàng)參數(shù)⑴P=4.4KW,n=710r/min,⑵確定動(dòng)載系數(shù)：齒輪精度為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得使用系數(shù)⑶⑷確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)非對(duì)稱(chēng),查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得⑸確定齒間載荷分配系數(shù):由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得⑹確定動(dòng)載系數(shù):⑺查表10-5⑻計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。圖10-18查得,S=1.3，故合適。3.2校核b傳動(dòng)組齒輪校核齒數(shù)為22的即可，確定各項(xiàng)參數(shù)⑴P=8.25KW,n=355r/min,⑵確定動(dòng)載系數(shù)：齒輪精度為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得使用系數(shù)⑶⑷確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)非對(duì)稱(chēng),查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得⑸確定齒間載荷分配系數(shù):由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得⑹確定動(dòng)載系數(shù):⑺查表10-5⑻計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。圖10-18查得,S=1.3，故合適。3.3校核c傳動(dòng)組齒輪校核齒數(shù)為18的即可，確定各項(xiàng)參數(shù)⑴P=8.25KW,n=355r/min,⑵確定動(dòng)載系數(shù)：齒輪精度為7級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得使用系數(shù)⑶⑷確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)非對(duì)稱(chēng),查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得⑸確定齒間載荷分配系數(shù):由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得⑹確定動(dòng)載系數(shù):⑺查表10-5⑻計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。圖10-18查得,S=1.3，故合適。4.主軸撓度的校核4.1確定各軸最小直徑[1]Ⅰ軸的直徑：[2]Ⅱ軸的直徑：[3]Ⅲ軸的直徑：[4]主軸的直徑：4.2軸的校核Ⅰ軸的校核：通過(guò)受力分析，在一軸的三對(duì)嚙合齒輪副中，中間的兩對(duì)齒輪對(duì)Ⅰ軸中點(diǎn)處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來(lái)進(jìn)行校核。Ⅱ軸、Ⅲ軸的校核同上。5.主軸最佳跨距的確定250mm車(chē)床，P=4KW.5.1選擇軸頸直徑,軸承型號(hào)和最佳跨距前軸頸應(yīng)為75-100mm,初選=100mm,后軸頸取,前軸承為NN3020K,后軸承為NN3016K,根據(jù)結(jié)構(gòu),定懸伸長(zhǎng)度5.2求軸承剛度考慮機(jī)械效率主軸最大輸出轉(zhuǎn)距床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的60%,取50%即200,故半徑為0.1.切削力背向力故總的作用力次力作用于頂在頂尖間的工件上主軸尾架各承受一半,故主軸軸端受力為先假設(shè)前后支撐分別為根據(jù)。6.各傳動(dòng)軸支承處軸承的選擇主軸前支承：NN3020K;中支承：N219E;后支承：NN3016K