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《金属切削机床》课程设计-铣床主轴箱设计(完整图纸) .doc

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《金属切削机床》课程设计-铣床主轴箱设计(完整图纸) .doc

铣床主轴箱设计1目录1.概述22.参数的拟定23.传动设计34.传动件的估计55.动力设计116.结构设计与说明15总结20主要参考文献211.概述铣床主轴箱设计21.1机床课程设计的目的机床课程设计,是在金属切削机床课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计,使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中,得到设计构思,方案分析,结构工艺性,机械制图,零件计算,编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练,树立正确的设计思想,掌握基本的设计方法,并培养学生具有初步的结构分析,结构设计和计算能力1.2铣床的规格系列和用处普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此,对这些基本知识和资料作些简要介绍。铣床的主参数(规格尺寸)和基本参数正转最低转速minnminr正转最高转速nmaxminr电机功率N(kw)公比转速级数Z100125031.26121.3操作性能要求1)具有皮带轮卸荷装置2)手动操纵双向摩擦片离合器实现主轴的正反转及停止运动要求3)主轴的变速由变速手柄完成2.参数的拟定2.1确定极限转速与转速范围由任务书已给,max1250/minnr,min100/minnr转速范围maxmin12.5nnRn2.2主电机选择合理的确定电机功率N,使机床既能充分发挥其使用性能,满足生产需要,又不致使电机经常轻载而降低功率因素。已知电动机的功率是3KW,根据车床设计手册附录表1132选10024YL,额定功率3kw,转速1420minr,最大额定转距2.2,效率82.5铣床主轴箱设计33.传动设计3.1主传动方案拟定拟定传动方案,包括传动型式的选择以及开停、换向、制动、操纵等整个传动系统的确定。传动型式则指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关,和工作性能也有关系。因此,确定传动方案和型式,要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。传动方案有多种,传动型式更是众多,比如传动型式上有集中传动,分离传动扩大变速范围可用增加传动组数,也可用背轮结构、分支传动等型式变速箱上既可用多速电机,也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。显然,可能的方案有很多,优化的方案也因条件而异。此次设计中,我们采用集中传动型式的主轴变速箱。3.2传动结构式、结构网的选择结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法,但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案,就并非十分有效。3.2.1确定传动组及各传动组中传动副的数目级数为Z的传动系统由若干个顺序的传动组组成,各传动组分别有Z、Z、个传动副。即321ZZZZ传动副中由于结构的限制以2或3为合适,即变速级数Z应为2和3的因子baZ,可以有三种方案1232212232122233.2.2动式的拟定传12级转速传动系统的传动组,选择传动组安排方式时,考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能。在Ⅰ轴如果安置换向摩擦离合器时,为减少轴向尺寸,第一传动组的传动副数不能多,以2为宜。主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大,因此主轴上齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用2。综上所述,传动式为12322。3.2.3结构式的拟定对于12232传动式,有6种结构式和对应的结构网。分别为13612322,21612322,26112322,163123224221232242112322初选13612322的方案。铣床主轴箱设计43.3转速图的拟定(见下图)图31转速图图33主传动系统图3.4展开图简图铣床主轴箱设计54.传动件的估算4.1三角带传动的计算三角带传动中,轴间距A可以加大。由于是摩擦传递,带与轮槽间会有打滑,宜可缓和冲击及隔离振动,使传动平稳。带轮结构简单,但尺寸大,机床中常用作电机输出轴的定比传动。1选择三角带的型号根据公式1.15.56.05caaPKPKW式中P电动机额定功率,aK工作情况系数查机械设计图88因此选择A型带,尺寸参数为B80mm,db11mm,h10,40。2确定带轮的计算直径D,D带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。为提高带的寿命,小带轮的直径D不宜过小,即minDD。查机械设计表83,87取主动轮基准直径D125mm。由公式11212DnnD铣床主轴箱设计6式中n小带轮转速,n大带轮转速,带的滑动系数,一般取0.02。所以2144014010.02220.5800Dmm,由机械设计A表87取园整为224mm。3确定三角带速度按公式113.1412514409.42601000601000DnmVs4初定中心距带轮的中心距,通常根据机床的总体布局初步选定,一般可在下列范围内选取根据经验公式120120.72DDADDmm取2125224698mm,取0A600mm.5三角带的计算基准长度LADDDDAL202241253.1426001252241751.9324700Lmm由机械设计表82,圆整到标准的计算长度1800Lmm6验算三角带的挠曲次数100010.3140smvuL次,符合要求。7确定实际中心距A00A6001800175226242LLAmm()8验算小带轮包角000021118057.51170.9120DDA,主动轮上包角合适。9确定三角带根数Z根据机械设计式822得00calpzppkk传动比121440/8001.8viv查表85c,85d得0p0.15KW,0p1.32KW查表88,k0.98查表82,lk0.96铣床主轴箱设计76.05Z4.31.320.150.981.01所以取Z5根10计算预紧力查机械设计表84,q0.1kg/m2022.550016.052.550010.17.547.5450.98130.1capFqvvzkN4.2传动轴的估算传动轴除应满足强度要求外,还应满足刚度的要求,强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高,不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不失是主要矛盾,除了载荷很大的情况外,可以不必验算轴的强度。刚度要求保证轴在载荷下不至发生过大的变形。因此,必须保证传动轴有足够的刚度。4.2.1传动轴直径的估算491jNdmmn其中d传动轴受扭部分的直径N该轴传递的功率dN电动机的功率jn该传动轴的计算转速。dNN电动机到该轴的传动效率计算转速jn是传动件能传递全部功率的最低转速。各传动件的计算转速可以从转速图上,按主轴的计算转速和相应的传动关系确定。所以411.50.9691228001dmmmm421.50.960.9991285001dmmmm431.50.960.990.9991302501dmmmm

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