X62W铣床主传动箱及第五轴部件的设计【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 - 摘要 铣床的主传动全部装在床身中，是整体式结构，主传动包括从动力源至机床工作的执行件等几部分组成。主传动的设计主要分为主传动的运动设计，主传动的结构设计，轴的设计及零件的校核和主传动的润滑。主传动的运动设计主要是 通过运动参数拟订设计方案，确定转速图，并拟订传统系统图。主传动的结构设计主要是主传动的布局，变速机构，开停装置，制动装置，换向装置。最后是对主要零件进行验算如齿轮强度验算和主轴的验算，通常普通机床主轴只进行刚度验算。根据验算结果修改并完善装配图，并完成设计说明书。 关键词 ：机床；运动参数；转速图； 传动系统图； 零件 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - he of a is a on It to of of of of of of At of be as of to of a 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 目 录 1 绪论 . 1 传动的设计要求 . 1 传动的主要设计程序 . 1 2 主传动 的运动设计 . 3 传动装置的组成和特点 . 3 速图及运动参数 . 4 . 5 . 5 . 5 . 5 . 6 . 7 数的确定 . 10 . 10 . 11 3 主传动结构设计 . 13 传动 的布局和和变速机构 . 13 轮的布置 . 13 . 17 . 17 . 18 . 18 . 18 定主轴转速 . 19 . 21 . 21 传动系统的开停装 置 . 22 传动系统的制动装置 . 22 传动系统的换向装置 . 23 . 23 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - . 24 型结构分析 . 24 . 25 . 25 . 26 . 27 . 27 . 28 . 28 . 29 . 30 . 31 4 第五主轴的设计及零件校核 . 33 轮的设计 和校核 . 33 . 33 . 36 五主轴的设计和校核 . 38 算齿轮受力 . 39 . 39 . 39 . 39 . 39 . 40 5 主传动的润滑 . 41 滑系统的要求 . 41 滑剂 和润滑方式 的选择 . 41 结论 . 42 致谢 . 43 参考文献 . 44 附录 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 最早的铣床是美国人惠特尼于 1818 年创制的卧式铣床；为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人布朗于 1862 年创制了第一台万能铣床，这是升降台铣床的雏形； 1884 年前后又出现了龙门铣床；二十世纪 20 年代出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成 “进 给 或 “决速 的自动转换。 1950 年以后，铣床在控制系统 方面发展很快，数字控制的应用大大提高了铣床的自动化程度。尤其是 70 年代以后，微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上 得到应用，扩大了铣床的加工范围，提高了加工精度与效率。 铣床种类很多，一般是按布局形式和适用范围加以区分，主要的有升降台铣床、龙 门铣床、单柱铣床和单臂铣床、仪表铣床、工具铣床等。 升降台铣床有万能式、卧式和立式几种，主要用于加工中小型零件，应用最广；龙门铣床包括龙门铣镗床、龙门铣刨床和双柱铣床，均用于加工大型零件；单柱铣床的水平铣头可沿立柱导轨移动，工作台作纵向进给；单臂铣床的 立铣头可沿悬臂导轨水平移 动，悬臂也可沿立柱导轨调整高度。单柱铣床和单臂铣床均用于加工大型零件。 万能升降台 铣床 。 是采用 有级变速的齿轮传动，在目前齿轮变速箱应用的最广泛的一种，因为他 变速范围大，传动功率也很大，传动比准确，工作可靠，但是， 齿轮传动不够平稳，变速机构的结构复杂，不宜用于高精加工机床上 。 传动的设计要求 1 机床主轴必须有足够的变速范围和转速，以满足实际使用要求。 2 主电动机和传动机构必须供给和传递壮族够的功率和扭矩，并具有较高的传动效率。 3 执行件必须有 足够的精度，刚度，抗震性和小于许可限度的热变形和温升。 4 噪音应在允许的范围内。 5 操纵要轻巧灵活，迅速，安全可靠，并必须便于调整和维修。 6 结构简单，润滑与密封良好，便于加工和装配，成本底。 传动的主要设计程序 1 调查研究 有足够的设计原始资料，在明确机床满足的要求的同时，还应有同类型的机床设计图纸及经验总结。 2 主传动的运动设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 根据机床的主要技术参数要求，拟定可能的转速图，并从中选出合理的方案，然后计算齿轮齿数级及带轮直径，最后绘制传动系统 图。 3 主传动的结构设计 根据传动系统图设计变速箱或主轴箱的部件装配图，并进行必要计算。 4 主传动的零件设计 轴和齿轮机构的强度校核计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 2 主 传动 的 运 动 设计 传动装置的组成和特点 1定比传动机构 即具有固定传动比的传动机构，用来实现降速或升速，一般常采用齿轮、胶带及链传动等，有时 也也可以采用联轴节直接传动。例如 床主电机与第一轴，第一轴与第二轴的定比传动，就是分别通过弹性联轴器和齿轮来实现的。 2变速装置 机床中的变速装置有齿轮变速机构以及液压无级变速装置 等。例如 床的主传动中采用了齿轮变速机构，它包括二轴、三轴、四轴和五轴之间的各个滑移齿轮变速组，他们串联起来使主轴得到了 18种转速。 3主轴组件 机床的主轴组件是执行件，它由主轴、主轴支承和安装在主轴上的传动件等组成。4开停装置 用来控制机床主运动件（如主轴）的启动和停止，通常采用离合器或直接开停电机。 5制动装置 用来使机床主运动执行件（如主轴）尽快的停止运动，以减少辅助时间。通常可以采用机械的、液压的、电气的或电动机的制动方式。 右端采用电磁制动器。 6换向装置 用来改变机床主运动方向，对于主运动需要换向的机床，在主传动的都应该设有换向装置。他们可以是机械的、液压的或直接改变电动机的旋转方向， 7操纵机构 上述的机床的开停、变速、换向及制动等，都需要通过操纵机构来控制设计机床时一般是联系起来考虑主传动与操纵机构的设计方案。 8润滑与密封装置 为了保证主传动装置在正常工作和使用寿命，必须有良好的润滑装置与密封装置。9箱体 用来安装上述各组成部分，封闭式箱体不仅能保护传动机构，免受尘土、切屑等侵入而且 还可以减少这些机构所发出的噪声。 床 特点和参数 铣床工作所具特点和要求： 精度，刚度，传动可靠，结构紧凑，耐用，便于维修低买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 噪音。 术参数： 主轴线至工作台面距离 ， 30 390身垂直导轨面至工作台面距离， 55轴轴线至悬梁下面的距离， 155轴端面至支臂轴承面的最大距离， 700轴孔锥度， 7： 24 主轴孔径， 29杆自径， 22720轴转速， 30作台面积（长 宽）， 1250320mm*作台最大行程 ： 纵向 ： 700/680 横向 ： 255/240 升降 ： 360/340 工作台进给量 ： 纵向； 向 ： 降 ： 作台快速移动速度 ： 纵向 ： 2300mm/向： 2300mm/降： 770mm/ 工作台 T 形槽：槽数： 3 槽宽 ： 18 槽距 ： 20 工作台最大回转角度 ： 180 (+45) 主轴运动功率 ： 床主传动设计参数：主轴转速 30 /分，公比 运转级数 z=18，电机转速 n。 =1450 转 /分，功率 p=速图及运动参数 1拟定转速图 的一般原则 拟定转速图时设计传动系统的重要内容，它对整个机床设计质量 如结构的繁简、尺寸的大小、效率的高低、使用与维修方便性有较大的影响，因此必须根据机床的性能要求和经济合理的原则，在各种可能实现的的方案中选择合理的方案。 （ 1） 确定变速组及其传动副数的原则 （ 2）确定基本组和扩大组的排列次序原则 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 （ 3）确定变速组中的极限传动比及变速范围的原则 （ 4）分配传动比的原则 （ 5）为降低机床噪声应考虑的原则 （ 6）为减少空载功率损失应考虑的原则 2 拟定转速图的步骤 0 1500转 /分，转速级数 Z=18，公比 电动机转速 0n=1440 转 /分。 定变速组的数目 大多数机床广泛应用滑移齿轮的变速方式，为满足结构设计和操纵方便的要求通常采用双联或三联齿轮，所以 18级转速需要三个变速组，即 Z=18=3 3 2。 定变速的排列方案 变速组的排列方案可以有多种，如： 18=3 3 2 18=2 3 3 18=3 2 3 由于 床主传动私通装在床身内，结构上没有特殊要求，根据各变速组中传动副数应 遵循“前多后少”的原则，选择 18=3 3 2 这种方案。 定基本组和扩大组 根据“前密后疏”的原则，选择1 3 91 8 3 3 2 的方案。其中第一组为基本组，其级比指数0x=1；第二变速组为第一扩大组，其级比指数1x=3；第三变速组为第二扩大组，其级比指数2x=9。 定是否增加降速传动 床的总降速比 3 0 11 4 5 0 4 8u ，若每一个变速组的最小降速比均取 14，则三个变速组总的降速比可达到 1 1 1 14 4 4 6 4 ，故无须增加降速传动，但是为了使中间两个变速组作到降速缓慢，有利于减少变速箱的径向尺寸，所以在 -轴间增加一对降速传动齿轮（ 2654），同时也有利于设计变形机床，只要改变这对降速齿轮的传动比，在其他三个变速不便的情况下，就可 以将主轴的 18 总转速同时提高或降低，以满足用户的不同需求。 配降速比 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 前面已确定， 18=3 3 2共需 3个变速组，并在 -轴间增加一对降速传动齿轮，所以转速图上有五根传动轴，如图 1五根距离相等的竖直直线（、）代表五根轴，画 18根距离相等的水平线代表 18级转速，这样形成了转速图格线。 主轴上标出 18 级转速 30 1500转 /分，在轴上用 450转 /分；最低转速用 此 A、 7格，即代表总降速传动比171u 总。 定、轴间的最小降速传动比 一般铣床的工作特点是间断切削，为了提高主轴运转的平稳性，主轴上齿轮应大一些，能起到飞轮的作用，所以最后一个变速组的降速传动比取 14。按公比 =表可知 4，即从 E 点向上数六格，在轴上找出 D 点， 即为轴间变速组的降速传动比。 定其余变速组的最小传动比 根据降速“前缓后急”的原则， -轴间变速组，取41u= ， 即从 轴上找出 线表示；同理， -轴间取41u= ，用 线表示； -轴间取31u= ，用 线表示。 出各变速组其他连线 如图 1 -轴间有一对齿轮传动，转速图上为一条 - 轴间为基本组，有三对齿轮传动，级比指数 ，故三条连县在转速图上各相距一格，从 1、 线 们的传动比分别为341 1 1 ， ， ， -轴间为第一扩大组也有 3 对齿轮传动，级比指数1x=3，三条连线在转速图上各相距三格，即 们的传动比分别为 ， 1，41 ， -轴间为第二扩大组有两对齿轮传动，级比指数 ，两条连线在转速图上应相距九格即 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 它们的传动比分别为 3 ，和61 。 出全部连线 如图 1 前面所述，转速图两轴之间的平行线代表一对齿轮传动，所以画 -轴间的连线时，应从 点分别画 得到九种转速， 同理，画出 -轴间的连线时，应画九条与 行的线，九条与 主轴得到 18种转速。 图 2速传动比连线 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 图 2图 262买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 表 2轴和电机 转速 r/数比 功率输入 /输出 矩 输 入 / 输出N m 电机 1450 / 0/， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 续表 29:71 9:71 7 19:71 9:71 9:71 : (1) 效率 : 一轴输入功率 =电机功率 联轴器效率 (各轴输入功率 =前轴输入功率 轴承效率 ( 齿轮效率 (各轴输出功率 =本轴输入功率 轴承 效率 (2)转速 : 一轴转速 =电动机转速 各轴转速 =前轴转速 *齿数比 (3)转矩 ; 电机转矩 =9550p/n 各轴输入转矩 =前轴输入转矩 *传动比 *效率 (各轴输出转矩 =各轴输入转矩 *轴承效率 ( 2 数的确定 算法 在同一变速组内，对齿轮的齿数之比，必须满足转速图上的已经确定的传动比；当各对齿轮的模数 相同，且不采用变位齿轮时，则各队齿轮的齿数和必然相等 。 确定变速组齿数和般来说然最小齿轮是在 变速组内降速比比最大的一对出轮中，因此可先假设该小齿轮的齿数据传动比求出齿数和，然后按各齿轮副的传动比，再分配其他齿轮副的齿数；如果传动比误差比较大，应重新调整齿数和按传动比分配齿数。 齿轮齿数往往需反复多次计算才确定，合理与否还要在结构设计中进一步检验，必要时还会改变。比如因为中心矩过小，两轴上的零件相碰或因齿轮与其他件相碰时，就必须改变齿数和，个别情况下还需改变齿轮的传动比才能坚决问 题。如果根据传动比要买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 求，按上述计算所的齿数和时，还可采用变位齿轮的方法来凑中心距，以获得要求的传动比，这时 的齿数计算比较灵活。 例： -轴间的三对齿轮 该变速组内有三组齿轮 ,其传动比为 : 21 1 1/ 1 / 1 / 1 . 5U Z Z 32 2 2/ 1 / 1 / 1 . 8 9U Z Z 43 3 3/ 1 / 1 / 2 . 4 4U Z Z 最小齿轮在最大降速比 3U 的这对齿轮中 ,即 根据具体请况 3 16Z ,则3 1 6 2 . 4 4 3 9Z . 齿数和为 1 6 3 9 5 5 . 1 1 1/ 1 5 5 2 2Z U U 1 5 5 2 2 3 3Z 2 2 2/ 1 5 5 1 9Z U U 2 5 5 1 9 3 6Z 表法 转速图上的齿轮副传动比是标准公比的整数次方，变速组内的齿轮模数相同时，可按照表 (各种常用齿轮的实用齿数 ) 查出齿轮齿数 , 表中列出了传动比 u=1 数和0 120 及相应的小齿轮实用齿数。大齿轮的齿数等于齿数和中列出了传动比 u=1 数和0 120及相应的小齿轮实用齿数。大齿轮的 齿数等于齿数和 -轴间（基本组）的一对齿轮 1）1 26 154 2u 可查表中 u=2的一行中查找。 2）确定最小齿轮的齿数小齿轮必须在1 12u 的齿轮副中，根据结构条件假设最小齿数2Z ，在 2u 的一行中找到2Z 时，查表得出其最小齿数和63）找出可能采用的齿数和些6S 开始向右查表，满足要求的齿轮齿数之齿数和有： 69， 72， 75， 78， 80， 82， 4）确定合理的齿数和据前面所述，在具体结构允许的情况下，选用较小的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 齿数和为宜，确定0。 5）确定各齿轮副的齿数： 由 一行找出 1 26Z ，则 11 8 0 2 6 5 4 Z 。 -轴间（第二扩大组）的两对齿轮 变速组内的传动副的模数不同，必须计算各齿轮副的齿数和，按个齿轮副 的传动比分配齿数。其传动比 1 14u 和 2 2u ，考虑实际受力情况相差较大，齿轮副的模数分别选择为 1m =4和 2 3m 。 可得：1 1 22 2 134m eS m e 为了使齿数和较小并满足最小齿轮齿数的要求，选取 K=30，则 12 3 0 3 9 0 e 21 3 0 4 1 2 0 e 根据齿轮副的传动比齿数分配如下： 1 61 1971u 32 822 38u 同理， -轴间（第一扩大组）三对齿轮 1 2u，2 ，3 1 39Z ，2 26Z 2 28Z ，2 37Z 3 18Z ，3 47Z 。 综上运用计算法和查表法算出 : 一轴二 轴间（基本组）的一对齿轮 26:54 二轴三 轴间（扩大组）的三对齿轮 22:33,19:36,16:39 三轴四 轴间（第一扩大组）三对齿轮39:26,28:37,18:47四轴五 轴间（第二扩大组）的两对齿轮 19:71,82:38 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 3 主传动结构设计 3 传动的布局 和和变速机构 主传动的布局主有要集中传动式和分离式两种，主传动的全部变速机构和主轴组件装在同一箱体内，称为集中传动布局；分别装在变速箱和主轴箱两种箱体内，其间用胶带、链条等传动时，称为分离传动布局。 用集中传动式布局，它的优点是：结构紧凑，便于实现集中操纵，箱体数少，缺点是；传动机构运转中的震动和发热会直接影响主轴的工作精度。 大多数机床的主运动都需要进行变速，可以是有级变速，也可以是 无级变速，有级变速应用较广，有级变速机构包括交变齿轮变速机构； 滑移齿轮变速机构；离合器变速机构。 广泛应用于通用机床和一部分专用机床，其优点是：变速范围大；变速级数也较多；变速方便节省时间；在较大的变速范围内可传递较大的功率和扭矩；不工作的齿轮不啮合，因而空载的功率损失较小，其缺点是：变速箱的结构较复杂，不能在运转中变速，为方便滑移齿轮容易进入捏合，一般用直齿圆柱齿轮，传动平稳性不如斜齿轮传动。 3 轮的布置 初步确定了转速图和齿轮齿数之后，合理地布置齿轮排列方式，是一个比较重要的问题。它将直接影响到变速箱的尺寸、变速操纵的 方便性以及结构实现的可能性电因此设计机床变速箱时，要根据具体要求合理地加以布置。 (1)滑移齿轮的轴向布置 : 变速组中的滑移齿轮一般布置杂主动轴上，因其转速一般比被动轴的转速高，则其上的滑移齿轮的尺寸小，重量轻，操纵省力，但有时在结构上考虑，必须将滑移齿轮放在被动轴上，也有时为了操纵方便将两个相邻变速组的滑移齿轮放在同一根轴上。 为了避免同一滑移齿轮变速组内的两对齿轮同时啮合，两个固定齿轮的间距应大于滑移齿轮的宽度，一般留有间隙量为 1如图 3文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 图 3移齿轮的轴向 (2)一个变速组内 齿轮轴向位置的排列 : 齿轮在轴向位置的排