CK6163型数控车床主传动系统设计【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 1 第 1 章、 机床的主要参数的确定 寸参数 参数 床身最大工件回转直径 6301 本参数 刀架上最大工件回转直径 320 主轴通孔直径 80 主轴头号 1号 主轴前端孔锥度 公制 100号 装刀基面至主轴中心距离 h=36大工件长度 1500选自 143动参数 轴极限转速的确定 算 硬质合金车刀对小直径钢材精车外圆时，主轴转速最高，据经验， 并 参考切削用量资料， 取 00m/ R= D=630=315 (2 315=63(2 001000 =1010r/(2 算 高速钢车刀粗车合金钢材料的梯形螺纹（丝杆），主轴转速最低 。根据调查， 6300据经验，并参考切削用量资料，取 7m/： a xm d V=32 r/2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 访问若干个使用 630数控车床的使用部门，了解并统计了这些机床的主轴转速如下： 加工轴类零件 n=400 900r/工盘形零件 n=150 300r/修工作 n=80 150r/大导程螺纹 n=32 63r/后综合地分析比较计算和调查所得的结果，对主轴的最高转速，计算结果为 1010r/查结果 900r/据用户需要并留有发展余地，取所设计机床的主轴最高转速为 1000r/低转速为 32r/ 轴转速级数的确定 轴转速数列公比 型通用机床，取 =(2 轴转速的级数 Z= 1= (2 力参数 主电动机功率的确定 ： 算法 负荷 切削规范 规范名称 加工方法 工作条件 刀具条件 切削用量 控车床最大扭矩试验 车外圆 材料 45 号钢，直径260料 角 =6 后角 =6 8 主偏角 =45 倾角 =3 刀尖半径 r=1轴转速 n=125r/吃刀量 给量 f=r 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 切削速度 V= m in/(2 主切削力k g （查表，用硬质合金刀具加工中碳钢料时， F=200 2/ 加工铸铁时F=180 2/ c 106 1 2 01 0 26 0 06 1 2 0 (2 机床电机功率 Pm0 ） (2 其中 切削力， F 单位面积的切削力 查研究法 参照普通车床 电机1虑数控车床加工特点和生产实际情况，故 选用 控车床主电机功率 为3 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 第 2 章 运动设计 计原则 在满足一定转速范围、技术条件下，传动链尽可能短和简单 ； 传动平稳、振动小、噪声低、效率高 ； 功率和扭矩满足使用要求 ； 适应主轴精度和刚度要求 ； 操作方便、轻巧、结构简单、工艺性好 ； 必须考虑制动装置 ； 必须考虑良好的润滑 。 动方式 根据设计原则，考虑数控车床的加工特点， 本机 传动方式采取分离传动，即把主轴组件与变速传动部分两者分开形成一个主轴箱和一个变速箱。有如下优点：变速箱工作中产生的 振 动和热量不直接传给主轴，因而减少了主轴的 振动和热变形，提高了加工精度。主轴箱内齿轮可大为减少，故主轴箱的 振 动、噪声和热量都减少了。高速时可由皮带传动直接带动主轴旋转，缩短传动链，从而运动平稳，精度、效率均提 高；低速时，经 背 轮机构传动主轴，可获得较大的扭矩，以满足粗加工的需要。缺点是多增加了箱体，使加工和装配工时增加。因而，提高了制造成本。 速形式 采用滑移齿轮有级变速传动方式，其优点是齿轮传动结构可靠，工艺成熟 ，变速方便。缺点是噪声较大，高速时更为严重。 定主传动系统方案及运动设计计算，并绘制转速图 传动采用分离传动 即分为变速箱和主轴箱两部分。 主轴箱在上，变速箱在下。 下面的变速箱有 2 2=4级变速，作为第一扩大组和基本组。上面的主轴箱采用了背轮机构和增加变速 组的传动系 统。变速箱与主轴箱之间用皮带传动。若接合主轴内齿轮买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 离 器，可直接传动主轴，得到 4 级高速；若经背轮机构，可得到 4 级低速，它的结构式为 8= 背轮机构作为第二扩大组，其得 8级转速。如前计算，主轴转速为 16 级，故采用增加一个变速组传动系统来扩大变速范围和变速级数。本题采用增加一个变速组的传动系统，传动数为 2，作为最后一个扩大组，则其结构式为 Z=16= 2Z 1Z 4Z 8Z。 8122221210 ）（）（r ， 108r ，故 如图所示 ： 轴 故设计合理 故设计合理 定齿轮定位 轴向定位用轴环和隔套同 向 定位 齿轮，用花键。 轴齿轮内装轴承，内轴承定位保证 。 轴 采用隔套和弹簧挡圈轴向定位，用花键周向定位 。 轴 齿 轮靠 弹簧挡套轴向定位，用花键周向定位。 轴肩和隔套轴向定位，花键周向 定位。主轴采用锥度和平键实现轴向和周向定位。 轮的结构设计 （ 1） 变速箱齿轮由整块材料做成 （ 2） 多联滑移齿轮由整块材料做成，其 结构如图 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 29 （ 3） 床头箱内齿离合器由整块材料做成 ，其结构如下： （ 4） 床头箱齿轮由整块材料做成 转动轴结构设计 轴 轴 轴 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 30 轴 轴 轴 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 31 轴 主轴（轴） 纵机构设计 (2 主运动采用分离传动，变速箱实现四级变速，变速由 操纵油缸 、 控制活塞杆 、 上的拨叉移动双联滑移齿轮 、 和实现变速。同时摇摆电机通过蜗杆带动蜗轮 经电磁离合器 ，使传动系统缓慢摆动，以免齿轮顶相碰，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 32 可顺利啮合。 变速完毕后，撞块 和 接电器触头发出信号， 摇摆电机可停转，电磁离合器脱开，主电机方可启动。 床头箱中双向内啮合离合器 和 ，由操纵油缸中的活塞杆带动拨叉 和 来控制它的 接通或放松；使主传动实现四级变速。停车时为克服旋转件的惯性，采用液压摩擦制动器 迅速停止。改变主电机转向，可实现主轴 反转 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 33 第 5 章、 主要零件的验算 轮（按接触疲劳） 强度验算 速箱 因 所选 齿轮为硬齿面，且高速运转，故按接触疲劳 强度 校核齿轮模数。 63003 2( jm =16300 322 1 3 7 04 0 ）（ =3 (5 与 所选 实际模数相同，故强度足够。 轴箱 因所选齿轮为硬齿面，且高速运转，故按接触疲劳强度校核齿轮模数。 63003 2( jm =16300 322 1 3 7 02 5 ）（ =4设计模数），故所设计模数强度足够 (5 动轴的验算 动 轴的 刚度 验算 当 轴的转速 00r/动由齿轮 Z=40传入，运动传出的齿轮有Z=32、 Z=36 两个。但由于 Z=36 位置靠近中间，故以 Z=36 传出时作用力最大，并且由此产生的弯矩也最大。所以按 Z=40传入， Z=36传出的情况进行计算。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 34 图 1 空间坐标计算图图 2 挠度与倾角计算图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 35 图 3 B(C)点挠度分解图 1） 、 计算作用在 轴的计算转矩 ） 、 作用在 =(5 表 4 ） =20o +5o 43 ） =15 摩擦角， f= =5o 43 ） 3） 、 作用在 =265 (5 表 4 ） =265 20o +5o 43 ） =265 0482=128）、 挠 度的计算 a、作用在 点产生挠度 查表 I= E=106 轴简化受力图见图 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 36 8 622 = (5 31 1 5 622 = (5 b、作用在 点产生的挠度 222 ） =2 6 5 6222 (5 =222 ） =128 6222 (5 =c、 作用在 点产生的挠度 82 6 5 622 (5 81 2 8 622 (5 d、作用在 点产生的挠度 IL )()(222 =7(7( 8 6222 (5 IL )()(222 =7(7(222 =e、计算 、 C 点的挠度对 x、 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 37 f、计算 、 C 点在 X、 07+09+1=g、 合成 成 22Y = 22 =C= 22Y = 22 03 =以上计算结果，列下表与挠度允许值进行比较（单位 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 38 挠度 坐标 方向 由作用在 由作用在 叠加后的挠度 合成的挠度 计算值 允许值 X ）、倾角的计算 在轴上安装轴承和齿轮处应核算倾角是否超过允许值 a、作用在 点 产生的倾角： IL ( = =5 ( =3115 6 =(5 b、作用在 点 产生的倾角： IL )3(222 = 5 6222 =IL )3(222 =222 =c、 作用在 点产生的倾角： IL ( =82 6 5 6 =IL ( =8128 6 =d、作用在 点产生的倾角： IL )(3222 = 8 6222 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 39 IL )(3222 =222 =e、作用在 点产生的倾角： IL 2( = =2( =3115 6 =f、 作用在 点产生的倾角： IL 2( =826 5 6 =IL 2( =8128 6 =g、作用在 点产生的倾角： IL 2( = =2( =3115 6 =h、作用在 点产生的倾角 : IL 2( =8265 6 =IL 2( =81 28 6 =i、计算 、 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 40 =成 2Q = 22 00 =j、计算 、 = =成 2Q = 22 00 = k、计算 、 =成 Q= 2Q = 22 )00 00 =l、计 算 、 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 41 = =成 Q= 2Q = 22 )00 00 =以上计算结果列下表与倾角允许值进行比较（ 倾角 坐标方向 由作用在 力产生的倾角 由作用在 力产生的倾角 由作用在 力产生的倾角 合成后的倾角 计算值 允许 值 X 向心球轴承处Q= B X 向心球轴承处Q= 向心球轴承处Q= D X 向心球轴承处Q= 上计算结果表明，所设计的传动轴刚度足够。 动轴强度计算 (9 1） 求 、 的 分解 2385 1150 2385 2065 N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 42 2065490N 2650 1874 N 2650 1874N 128 874+）计算左支承点的支承反力 见力学模型图） a、 276+144+92=0 27 6 314 2 =b、 276+1490 144+92=0 27 6 414 414 90 =）计算右支承点的支承反力 a、 184=0 276 =b、 276144=0 276 =）计算弯矩、绘制弯矩图，验算 力学模型图） 力学模型图、弯矩图 力学模型图 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 43 水平弯矩 图： 垂直弯矩图： 合成弯 矩图： 转矩图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 44 当量弯矩图： a、水平弯矩 ） 184=点水平弯矩（右） 92=mm b、 垂直弯矩 ） 184=点垂直弯矩（右） 92=mm c、作合成弯矩 22 左 22 52 423 342 2. 4 =点右侧合成弯矩 ： 22 右 22 85 911 455 8. 4 =mm d、计算后的转矩 T =143070=85842N 矩图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 45 e、 当量弯矩 22C （左 = 22 85 84235 203 8. 8 =右22C （右 = 22 85 84219 666 8. 7 =量弯矩图： f、校核危险截面轴径 =3 选轴为花键。其大径为 45 小径为 40 轴的强度足够 。 轴刚度验算 (6 距 L=813 当量外径 (6 根据公式 D=L 2211= 813 351631901559114956140421302871276312749124 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 46 =138 主轴刚度 由于 d/D=13880=孔对刚度有影响。 据公式 ()(300244AA =)3(300244 =479N/(6 轴刚度的要求 刚度要求计算简图 由于这种机床属于通用机床，对主轴的刚度要求可根据自激振动稳定性决定。查表 1取阻尼 =表 2当 V=50m/f=角 ， 这 种 机 床 要 求 的 切 削 稳 定 性 良 好 。 取 = 根据公式 (2 bK o s) (6 =61N/根据公式 ()1( (6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 47 =61 1 31 4 51()8 1 33 4 51( 53 4 5 =237N/根据公式 A =237=393N/ 393 N/479 N/ 该机床主轴 刚度 是合格的 。 动轴承寿命的验算（验算轴承 6307） 动轴、滚动轴承寿命验算 通过分析可知，当轴 的 Z=32齿轮与轴 的 Z=40齿轮啮合，轴 的 Z=32齿轮与轴 的 Z=40 齿轮啮合时，轴 上的轴承受力状况最危险。这时轴 的受力情况如下图所示： 1） 计算作用在 轴上转矩 43070N ） 计算作用在 前已计算 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 48 115） 计算作用在 65650N 280280N 4） 将 、 算 1150265026501280） 计算左支承点 A 的支承反力 1） 276+144+28=0 276 = 2） 276+144+28=0 2 7 6 7 81 4 9 0 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 49 （ 3） 22R = 22 =） P=） )(6010 6 36 )5800(80060 10 =477735h 中型机床轴承工作寿命预定为 10000h，而计算出来的工作寿命为47735h，故合格。 键轴的验算 前已对 轴进行了强度和刚度的验算，现对花键联接部分的键侧挤压应力 行计算，以确保联接可靠。 822 m 5 花键传递的最大的扭矩 D 、 d 花键的外径和内径 L 花键的工作长度 Z 花键的齿数 考虑载荷分布不均匀的系数，取 = 许拥挤压应力 查表 =40 70 代入数字 045( 1430708 22 =0 70联接可靠 轴轴承验算 机床主轴通常较高的刚度，主轴轴颈的尺寸一般较大，按轴颈尺寸所选的轴承。其疲劳寿命是足够的。 所以对主轴轴承主要进行精度和刚度的校核。 度验算（内圈径向跳动） 前支承 根据公式 1 = )( 2 （ 7 2册 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 50 = )0 1 31 6 40 0 1 6 48 1 3( 1 3 = 4 短圆柱滚子轴承内圈径向跳动 =度足够。 后支承 根据公式 2 = ) L （ 7 2册 = )45813(145813 =中 =精度足够 度验算 在第 20 页已计算出主轴前支承的刚度为 C=364u 200u ,刚度足够。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 51 第 6 章、绘制主要零件图及装配图 制主传动系统装配图（见附图）。 制主要零件图（见附图）。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 52 总 结 大学四年即将在这最后的毕业设计划上一个圆满的句号。时间飞逝，转眼毕业。毕业就是把理论知识运用到时间中去，毕业设计就是结合实践而制作的理论知识指导书，这也是我们走向社会的一个转折，生命的另一个启程。 本次毕业设计是对我在校四年来所学知识与生产实践技术 所进行的一次综合性的全面考察，培养了我运用所学专业知识解决实际问题的能力，为一般机械工程设计的基本思想打下了良好的基础。在设计方案的拟定，设计资料的收集，手册，国标选用，设计方法的运用，零部件及总体装配图的绘制等方面，有了一次较全面的锻炼。 本设计为普通车床主传动系统设计，只要是以经验设计法入手以科学的方法和精确的计算，设计出符合要求，满足加工性能传动系统，达到经济性与质量的和谐统一。此次设计目的也是为了完善普通车床的性能，提高车床的传动精度，从而也提高了车床的加工质量。但是本设计也存在它的缺陷与不足。本设 计为传统传动系统设计，所以在新技术与高科技应用方面有所欠缺与不足，不能很好的应用于自动控制，因此在这些方面有待提高和发展。 随着时代的推移，普通车床也在一代一代的更新，作为车床的心脏 主传动系统，也不可能一层不变。而现今普通车床也正沿两个方向发展，一是向高精度方向，二是向经济适用型方向发展。而本设计靠向经济适用型，力求更实惠、更完美， 虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。 总之，无论是学会的还是未学会的，毕业设计的确难度颇多，真是万事开头难，最后 终于做完了，有种如释重负的感觉。此外，还明白：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现时两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。 买文档就送您 纸全套， Q 号交