盘丝车床床头箱部件设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 宁宁波大红鹰学院 毕业设计 (论文 ) 盘丝车床床头箱部件设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 诚 信 承 诺 我谨在此承诺：本人所写的毕业论文 盘丝车床床头箱部件设计说明书 均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 摘 要 作为主要的车削加工机床，盘丝车床广泛的应用于机械加工行业中，本设计主要针对盘丝车床的床头箱进行设计，设计的内容主要有机床主要参数的确定，传动方案和传动系统图的拟定，对主要零件 进行了计算和验算，利用三维画图软件进行了零件的设计和处理。 盘丝车床主轴箱设计，主要包括三方面的设计，即：根据设计题目所给定的机床用途、规格、主轴极限转速、转速数列公比或级数，确定其他有关运动参数，选定主轴各级转速值；通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构网，拟定转速图；确定齿轮齿 数及带轮直径；绘制传动系统图。其次，根据机床类型和电动机功率，确定主轴及各传动件的计算转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数，摩擦片尺寸及数目；装配草图完成后要验算传动件（传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的刚度、强度或寿命。最后，完成运动设计和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计主轴变速箱装配图及零件图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与密封、传动轴及滑移齿轮零件的设计。 关键词 ：盘丝车床 床头箱 零件 传动 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 s in is of of of to or of or of to of of of of ) or of on 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 目 录 摘 要 . 3 . 4 目 录 . 9 第 1 章 绪论 . 11 第 2 章 主要技术参数、 传动方案和传动系统图的拟定 . 12 定技术参数 . 12 化技术参数 . 13 . 13 定公比 . 13 . 13 定结构网或结构式 . 13 制转速图 . 13 第 3 章 主要设计零件的计算和验算 . 16 动系统的 I 轴及轴上零件设计 . 16 通 V 带传动的计算 . 16 片式摩擦离合器的计算 . 18 轮的验算 . 20 动轴的验算 . 21 承疲劳强度校核 . 23 动系统的轴及轴上零件设计 . 24 轮的验算 . 24 动轴的验算 . 26 组件的刚度验算 . 28 动系统的轴及轴上零件设计 . 29 轮 的验算 . 29 动轴的验算 . 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 组件的刚度验算 . 33 动系统的轴及轴上零件设计 . 35 轮的验算 . 35 动轴的验算 . 37 组件的刚度验算 . 39 传动系统的轴及轴上零件设计 . 41 轮的验算 . 41 动轴的验算 . 43 组件的刚度验算 . 44 第 4 章 床头箱的箱体设计 . 46 总 结 . 49 致 谢 . 50 参考资料 . 51 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 第 1 章 绪论 普通车床是车床中应用最广泛的一种，约占车床类总数的 65%，因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床。 机床技术参数有主参数和基本参数，他们是运动传动和结构设计的依据，影响到机床是否满足所需要的基本功能要求，参数拟定就是机床性能设计。主参数是直接反映机床的加工能力、决定和影响其他基本参数的依据，如车床的最大加 工直径，一般在设计题目中给定，基本参数是一些加工件尺寸、机床结构、运动和动力特性有关的参数，可归纳为尺寸参数、运动参数和动力参数。 普通车床的主要组成部件有：床头箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。 床头箱：又称 主轴 箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时床头箱分出部分动力将运动传给进给箱。床头箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降 低。 进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。 丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。 溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进 给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。 机床主传动系因机床的类型、性能、规格和尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。设计机床主传动系时最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。在设计时应结合具体机床进行具体分析，一般应满足的基本要求有：满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动特性，如机床主轴油足够的转速范围和转速级数；满足机床传递动力的要求。主电动机和传动机构能提供足够的功率和转矩，具有较高的传动效买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 率；满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件有足够的刚度、精度和抗震性 ，热变形特性稳定；满足产品的经济性要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以便节约材料，降低成本。 盘丝车床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。主轴三支撑均采用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；纵向与横向进给由十字手 柄操纵，并附有快速电机。该机床刚性好、功率大、操作方便。 第 2 章 主要技术参数、 传动方案和传动系统图的拟定 定技术参数 根据市场情况我们根据日常常用需求情况，特拟定床头箱的一些相关参数如下： 工件最大回转直径： 在床面上 400 毫米 在床鞍上 210 毫米 工件最大长度（四种规格） 750、 1000、 1500、 2000 毫米 主轴孔径 48 毫米 主轴前端孔锥度 400 毫米 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 主轴转速范围： 正传（ 24 级） 10 1400 转 /分 反传（ 12 级） - 14 1580 转 /分 主电机： 功率 瓦 转速 1450 转 /分 化技术参数 假设主轴最低转速 10mm/s,最高转速 1400mm/s，转速调整范围为 Rn=4 定公比 选定主轴转速数列的公比为 Z=1= =24 定结构网或结构式 24=2 3 2 2 制转速图 （ 1）选定电动机 一般金属切 削机床的驱动，如无特殊性能要求，多采用 Y 系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。 Y 系列电动机高效、节能、起动转矩大、噪声低、振动小、运行安全可靠。根据机床所需功率选择 同步转速为 1500r/ （ 2）分配总降速传动比 总降速传动比为 0/1500 10 3,主轴最低转速，考虑是否需要增加定比传动副，以使转速数列符合标准或有利于减少齿轮和及径向与轴向尺寸，并分担总降速传动比。然后，将总降速传动比按“先缓后急”的递减原则分配给串买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 联的各变速组中的最小 传动比。 （ 3）确定传动轴的轴数 传动轴数变速组数 +定比传动副数 +1=6 （ 4）绘制转速图 先按传动轴数及主轴转速级数格距 以绘制转速图。在转速图上，先分配从电动机转速到主轴最低转速的总降速比，在串联的双轴传动间画上 u(kk+1)而确定了各传动副的传动比。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 盘丝车床传动系统图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 第 3 章 主要设计零件的计算和验算 动系统的 I 轴及轴上零件设计 通 V 带传动 的计算 普通 V 带的选择应保证带传动不打滑的前提下能传递最大功率，同时要有足够的疲劳强度，以满足一定的使用寿命。 设计功率 P（ 工况系数，查机床设计指导（ 任殿阁，张佩勤 主编） 表 2 故 1 . 1 1 1 1 2 . 1dP k W 小带轮基准直径130 带速 v 1 1 / ( 6 0 1 0 0 0 ) 9 . 8 6 /dv d n m s v ； 大带轮基准直径230 初选中心距0a 10000加带弯曲次数；0引起振动。 带基准长度 2210 0 1 20()2 ( ) 2 7 2 2 . 524 d a d d m 查机床设计指导（ 任殿阁，张佩勤 主编） 表 202800带挠曲次数 100040 1s ； 实际中心距 2a A A B 12() 1 0 8 . 748d d dL d 221() 12508故 21 0 8 . 7 1 0 8 . 7 1 2 5 0 2 2 3a m m 小带轮包角 1 211 1 8 0 2 s i n 1 5 4 . 0 9 1 2 02a 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 单根 V 带的基本额定功率1P,查机床设计指导（ 任殿阁，张佩勤 主编） 表 2 单根 V 带的基本额定功率增量111(1 )b n K 弯曲影响系数，查表 2 0 传动比系数，查表 2 1 ； 带的根数11() P K K K 包角修正系数，查表 2 带长修正系数，查表 2 故11 2 . 1 3 . 8 9( 2 . 2 8 0 . 1 6 ) 0 . 9 3 1 . 0 1z 圆整 z 取 4； 单根带初拉力20 2 . 55 0 0 ( 1 )q vv z K q 带每米长质量，查表 2 故0F 对轴压力 101 5 4 . 0 92 s i n 2 5 8 . 2 3 4 s i n 4 5 3 . 9 822Q F z N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 片式摩擦离合器的计算 设计多片式摩擦离合器时，首先根 据机床结构确定离合器的尺寸，如为轴装式时，外摩擦片的内径 d 应比花键轴大 2 6摩擦片的外径 D 的确定，直接影响离合器的径向和轴向尺寸，甚至影响床头箱内部结构布局，故应合理选择。 摩擦片对数可按下式计算 Z 2 f 20Dbp 式中 摩擦离合器所传递的扭矩（ N ； 955 410955 410 11 00 510 （ N ; 电动机的额定功率（ 安装离合器的传动轴的计算转速（ r/； 从电动机到离合器轴的传动效率； K 安全系数，一般取 f 摩擦片间的摩擦系数，由于磨擦片为淬火钢，查机床设计指导表2 f= 0D 摩擦片的平均直径（ ; 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 0D=（ D+d） /2 67b 内外摩擦片的接触宽度（ ； b=（ ； p 摩擦片的许用压强（ N/ 2 ； p 0vK mK 基本许用压强（ 查机床设计指导表 2 速度修正系数 02 410 =m/s） 根据平均圆周速度床设计指导表 2 接合次数修正系数，查机床设计指导表 2 摩擦结合面数修正系数，查机床设计指导表 2 所以 Z 2 f 20Dbp 2 510 267 23 11 卧式车床反向离合器所传递的扭矩可按空载功率损耗般取 11 最后确定摩擦离合器的轴向压紧力 Q，可按下式计算： Q=0 20) 267 23 510 式中各符号意义同前述。 摩擦片的厚度一般取 1、 2（ ，内外层分离时的最大间隙为 ,摩擦片的材料应具有较高的耐磨性、摩擦系数大、耐高温、抗胶合性好等特点，常用 10 或 15 钢，表面渗碳 ,淬火硬度达 62。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 轮的验算 验算齿轮强度，应选择相同模数承受载荷最大的齿数最小的齿轮，进行接触应力和弯曲应力验算。一般对高速传动的齿轮验算齿面接触应力，对低速传动的齿轮验算齿根弯曲应力。对硬齿面、软齿芯渗碳淬火的齿轮，一定要验算齿根弯曲应力。 接触应力的验算公式为 1 2 3 K K K NZ m u B n （ j（ 3 弯曲应力的验算公式为 5 1 2 3w 22 0 8 1 1 0 ()S K K N M P aZ m B Y n （ 3 式中 N=； 160T）内的总工作时间（ h） ，对于中型机床的齿轮取500020000h，同一变速组内的齿轮总工作时间可近似地认为 T=， P 为变速组的传动副数； 1r/; 表 3下均参见机床设计指导） m 疲劳曲线指数，查表 3 速度转化系数，查表 3 功率利用系数，查表 3 材料强化系数，查表 3 的极限值SK取SK=SKSK= 1K 工作情况系数，中等冲击的主运动，取1K= 2K 动载荷系数，查表 3 3K 齿向载荷分布系数，查表 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 Y 标准齿轮齿形系数，查表 3 j 许用接触应力（ ,查表 3 w 许用弯曲应力（ ，查表 3 如果验算结果j或w不合格时，可以改变初算时选定的材料或热处理方法，如仍不满足时，就得采取调整齿宽或重新选择齿数及模数等措施。 I 轴上的齿轮采用整淬的方式进行热处理 传至 I 轴时的最大转 速为： 1 130 8 2 0 / m i n r 130 0 . 9 8 0 . 5 1 1230 N= 2 0 / m i n r3 在离合器两齿轮中齿数最少的齿轮为 50 齿宽为 B=12mm u=j= 32 0 8 1 1 0 (1 . 0 5 1 ) 1 . 2 1 . 3 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 6 2 5 1 0 1 8 . 1 55 0 2 . 2 5 1 . 0 5 1 2 8 2 0 j=1250合强度要求。 验算 56 齿轮： j= 32 0 8 1 1 0 (1 . 0 5 1 ) 1 . 2 1 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 6 2 5 9105 6 2 . 2 5 1 . 0 5 1 2 8 2 0 j=1250合强度要求 动轴的验算 对于传动轴，除重载轴外，一般无须进行强度校核，只进行刚度验算。 轴的抗弯断面惯性矩（ 4 花键轴 42 4( ) ( ) ()64d b N D d D dI m m =买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 42 443 2 . 2 6 8 ( 3 8 3 2 . 2 ) ( 3 8 3 2 . 2 ) 7 . 4 2 1 064 式中 d 花键轴的小径（ ； i 花轴的大径（ ； b、 N 花键轴键宽，键数； 传动轴上弯曲载荷的计算，一般由危险断面上的最大扭矩求得： 4 5 1 0 ( N m m )扭= 445 . 6 2 59 5 5 1 0 6 . 5 5 1 0820 N m m 式中 N 该轴传递的最大功率（ ; 该轴的计算转速（ r/。 传动轴上的弯矩载荷有输入扭矩齿轮和输 出扭矩齿轮的圆周力、径向力，齿轮的圆周力4 32 2 6 . 5 5 1 0 2 . 3 4 1 0 6 扭 式中 D 齿轮节圆直径（ ,D= 齿轮的径向力 ( ) / c o s ( ) t g N 式中 为齿轮的啮合角， 20； 齿面摩擦角， ； 齿轮的螺旋角； 0 故 30 . 5 1 . 1 7 1 0 N 花键轴键侧挤压应力的验算 花键键侧工作表面 的挤压应力为： m a ( )()nj y j P aD d l N K 式中 花键传递的最大转矩（ ； D、 d 花键轴的大径和小径（ ； L 花键工作长度； N 花键键数； K 载荷分布不均匀系数， K= 4228 6 . 5 5 1 0 3 . 6 2 0 ( )( 3 8 3 2 . 2 ) 8 5 6 0 . 7j y j a M P a 故此花键轴校核合格 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 承疲劳强度校核 机床传动轴用滚动轴承，主要是因疲劳破坏而失效， 故应进行疲劳验算。其额定寿命 N 0 ( ) ( )f K K K l P C ( N )fL h 1 0 0 0 0 1 5 0 0 0 K l P或 按 计 算 负 荷 的 计 算 公 式 进 行 计 算 ：式 中 额 定 寿 命 （ ); 计 算 动 载 荷 ; 工 作 期 限 （ ), 对 一 般 机 床 取 小 时 。C 滚动轴承的额定负载（ N） ,根据轴承手册或机床设计手册查取，单位用（ 换算成（ N）； 速度系数， 1003n if n r/ 寿命系数，500 于 轴 承 的 工 作 期 限 ； 寿命系数，对球轴承 =3，对滚子轴承 =103； 工作情况系数，对轻度冲击和振动的机床（车床、铣床、钻床、磨床等多数机床）， 1 1 ； 功率利用系数，查表 3 3； 速度转化系数，查表 3 2； 齿轮轮换工作系数，查机床设计手册； P 当量动载荷，按机床设计手册。 1 2 4 8 6 3 nL h T2 3 2 0 0 3 nL h T3 1 9 8 5 2 nL h T故轴承校核合格 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 动系统的轴及轴上零件设计 轮的验算 验算齿轮强度，应选择相同模数承受载荷最大的齿数最小的齿轮，进行接触应力和弯曲应力验算。一般对高速传动的齿轮验算齿面接触应力，对低速传动的齿轮验算齿根弯曲应力。 对硬齿面、软齿芯渗碳淬火的齿轮，一定要验算齿根弯曲应力。 接 触应力的验算公式为 1 2 3 K K K NZ m u B n （ j（ 3 弯曲应力的验算公式为 5 1 2 3w 22 0 8 1 1 0 ()S K K N M P aZ m B Y n （ 3 式中 N=； r/; ; u 1，“ +”号用于外啮合，“ -”号用于内啮合； S T n N K K K 160T）内的总工作时间（ h） ，对于中型机床的齿轮取500020000h，同一变速组内的齿轮总工作时间可近似地认为 T=， P 为变速组的传动副数； 1r/; 表 3下均参见机床设计指导） m 疲劳曲线指数，查表 3 速度转化系数，查表 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 功率利用系数，查表 3 材料强化系数，查表 3 的极限值SK取SK=SKSK= 1K 工作情况系数，中等冲击的主运动，取1K= 2K 动载荷系数，查表 3 3K 齿向载荷分布系数，查表 3 Y 标准齿轮齿形系数，查表 3 j 许用接触应力（ ,查表 3 w 许用弯曲应力（ ，查表 3 如果验算结果j或w不合格时，可以改变初算时选定的材料或热处理方法，如仍不满足时，就得采取调整齿宽或重新选择齿数及模数等措施。 轴上的双联滑移齿轮采用整淬的方式进行热处理 传至 轴时的最大转速为： 1 3 0 5 61 4 5 0 1 2 0 7 . 7 8 / m i 0 3 8 361 3 0 5 6 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 7 6 92 3 0 3 8 m= 2 0 7 . 7 8 / m i n r3 在双联滑移齿轮中齿数最少的齿轮为 38 齿宽为 B=14mm u=j= 32 0 8 1 1 0 (1 . 0 5 1 ) 1 . 2 1 . 3 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 4 2 1 1 9 5 . 8 23 8 2 . 2 5 1 . 0 5 1 4 1 2 0 7 . 7 8 j=1250双联滑移齿轮符合标准 验算 39 齿轮： 39 轮采用整淬 1 2 0 7 . 7 8 / m i n r3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 71 3 0 5 6 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 7 6 12 3 0 3 8 N=B=14u=1 j= 32 0 8 1 1 0 (1 1 ) 1 . 2 1 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 7 1 1 0 2 7 . 9 43 9 2 . 2 5 1 1 4 1 2 0 7 . 7 8 j=1250此齿轮合格 验算 22 齿轮： 22 轮采用整淬 1 2 0 7 . 7 8 / m i n r3 721 3 0 5 6 3 9 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 9 7 0 . 6 8 02 3 0 3 8 4 1 N=B=14u=4 j= 32 0 8 1 1 0 ( 4 1 ) 1 . 2 1 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 1 9 2 7 . 4 92 2 2 . 2 5 4 1 4 1 2 0 7 . 7 8 j=1250此齿轮合格 验算 30 轮： 30 轮采用整淬 1 2 0 7 . 7 8 / m i n r3 71 3 0 5 6 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 6 8 02 3 0 3 8 N=B=14u=1 j= 32 0 8 1 1 0 (1 1 ) 1 . 2 1 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 1 1 1 3 1 . 2 43 0 2 . 2 5 1 1 4 1 2 0 7 . 7 8 j=1250此齿轮合格 动轴的验算 对于传动轴，除重载轴外，一般无须进行强度校核，只进行刚度验算。 轴的抗弯断面惯性矩（ 4 花键轴 42 4( ) ( ) ()64d b N D d D dI m m = 42 443 2 6 8 ( 3 6 3 2 ) ( 3 6 3 2 ) 6 . 5 3 4 1 064 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 式中