牛头刨床设计计算说明书【毕业论文+CAD图纸全套】

设 计 计 算 说 明 书 设 计 题 目 ： 牛 头 刨 床 机械 科学与工程学院 机械工程 及自动化 专业 设 计 者： 指导教师： 20 年 3 月 10 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 目 录 1 设计题目 .作原理 .计要求 .计内容 . 设计计算过程 .动方案的拟定与分析 .择电动机 械系统运动和动力参数计算 . . . 8 . 11 轴的设计计算及校核 . .动轴承的选择计算 . 20 联接的选择及验算 . 25 轴器的选择 . . 27 体设计 . . 27 滑方式和密封装置的选择 . . 27 3 设计小结 . 28 程设计的体会 . 28 计的优缺点 . 28 计的 改进意见 . 28 4 参考文献 . . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 设 计 计 算 说 明 书 主 要 设 计 计 算 过 程 主要结果 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 1 设计题目 作原理 牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工件平面切削加工的机床。 电动机经过减速传动装置（ V 带和齿轮传动）驱动执行机构（导杆机构和凸轮机构）完成刨刀的往复运动和间歇移动。 计要求 （ 1）电动机轴与输出曲柄轴平行 ,允许曲柄转速偏差为 5%; （ 2）使用寿命 10 年，每日一班制工作 ; （ 3）载荷有轻微冲击 ; （ 4）执行机构的传动效率按W=算； （ 5）要求传动系统有过载保护； （ 6）按小批量生产规模设计； （ 7）已知工作机工作的最大功率 计内容 （ 1）确定传动装置的类型，画出机械系统传动方案简图； （ 2）选择电动机，进行传动装置的运动和动力参数计算； （ 3）传动系统中的传动零件设计计算； （ 4）绘制减速器装配图草图和装配图各 1 张（ ; （ 5）绘制减速器箱体零件图 1 张（ 齿轮及轴的零件图各 1 张（ 2 设计计算过程 动方案的拟定与分析 （ 1） 方案 1： （ 2）方案 2： （ 3）两种方案的比较与选择。 选择方案 1。 图 1 图 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 理由如下： 中齿轮啮合力及带传动拉力在轴承 1上分担较重，方案 1中齿轮啮合力在轴承 2上分担重于轴承 1，两轴承上的载荷接近，结构合理； 中带传动拉力会使轴弯曲，带轮距小齿轮距离近，造成齿轮传动沿齿宽方向载荷分布不均匀，方案 1中带轮与小齿轮距离远，对齿轮传动影响小，结构 合理。 择电动机 （ 1）选择电动机类型 按已知工作条件和要求，选用 （ 2）选择电动机的容量 工作机所需功率： W .3/m a x 传动装置总效率： 23 由机械设计课程设计第十章表 10 V 带传动效率 95.0b，齿轮（ 8 级精度）效率 97.0g，一对滚动轴承效率98.0r ，万向联轴器效率 98.0c ； 8 2 3 所需电机功率： 查 Y 系列电动机技术数据，选电动机额定功率 (3) 确定电动机转速 电机转速可选范围 m i n/1800800m i n/)128()32(50 可选同步转速 1500r/000r/用同步转速 1000r/表10132其满载转速 60 。 查表 10电动机技术数据和主要尺寸如下表： 型号 额定功率 载转速 ) 1rn m 同步转速 ) 1电动机中心高 H/伸轴直径和长度 D/ 80 械系统运 动和动力参数计算 工作机功率 总效率 kW 60 rn m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 （ 1）计算传动装置总传动比和分配各级传动比 6 0/ wm 21，取带传动传动比 5.21 令 21 3.1 ，代入上式求得： 高速级传动比 i ，低速级传动比 i 。 （ 2）计算传动装置的运动和动力参数 1轴转速 m 8 6 0/1 2轴转速 m 84/ 112 3轴转速 m 1/223 1轴功率 2轴功率 3轴功率 电机轴 3 9 3 9 01050/ 5 0/9 5 5 0 301 轴 9 3 5 1 0103 8 4/ 5 0/9 5 5 0 3111 2 轴 2 8 0 5 6 1/ 5 0/9 5 5 0 3222 3 轴 6 4 7 6 2 5 0/9 5 5 0 3333工作机轴 6 2 2 0 6 6 01050/ 5 0/9 5 5 0 3计算结果如下表： 总传动比 i 高速级传动比 i 低速级传动比 i 841 393900 935101 2805602 6476203 622660 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 轴名 参数 电动机轴 1轴 2轴 3轴 工作机轴 转速) 1960n n P P P 26.3转矩 T/N 93900 T 935101 T 2805602 T 6476203 T 622660T 传动比 i 效率 1 确定设计功率械设计表 5 1.1 2 选择 V 带型号 由图 5用 A 型 V 带。 3 选择带轮 1D 、 2D 由表 5取 A 型带轮 5 ，应使 D ，小带轮转速较低，选101 。 验算带速 v n / 带速在 525m/s 之间， 1D 选择合适。 7 51 1 参考表 5出的带轮直径系列，取 802 。 转速误差 %75280 4 确定中心距 a 和带长5 )(2)( 101 802 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 80273 0 初选 000 带长 4 3 04 0 0)()(22 212210 查表 5 400中心距 8520 a 的调整范围 d 3 6 40 1 d 4 2 a x 由式（ 5 21 6 确定 V 带根数 按式（ 5 z )(00 由表 5值求得得 由表 5得 由表 5得 93.0得 K 代入求根数公式（ 5得 00z取 z=4,符合表 5荐的轮槽数。 7 确定初拉力0 按式（ 5 02)00 20 400 85 1541 z=4 020 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 8 计算作用在轴上的压力 7 9 52s 0 带轮直径标准话后，带 传动的实际传动比已经 与总体设计时发生了变化，准确传动比和各转矩的准确值如下： 轴名 参数 电动机轴 1轴 2轴 3轴 工作机轴 转速) 1960n n P P P 26.3转矩T/N 93900 T 2834502 传动比 i 效率 1 选择齿轮材料和热处理、精度等级 材料选 45 钢，软齿面传 动。小齿轮调质，齿面硬度 230240齿轮正火，齿面硬度 190200度等级为 8 级。 2 选取齿轮齿数和螺旋角 初选 231 z ， i ， 取 722 z ，i 不变 。 初选 =10 3 按齿面接触疲劳强度设计。 3 211 )(12 确定式中各项数值： 因载荷有轻 微冲击，初选.8 953801 由表 6 9.0d由表 6 由图 6得 z 95 齿轮材料 45 钢 小齿轮调质，齿面硬度 230240齿轮正火，齿 硬度 190200 级精度 231 z 722 z 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 由式 （ 6得 ， s)721231(co s)11(1 由图 6得 z 由式（ 6 811 得， 得， 401 ， 902 ，取 1 则 M P m i i M P m i i 取 2 设计齿轮参数 将确定后的各项数值代入设计公式，求得： (123 23 211修正 t /00060 1 由表 6得， K 由图 6得， 04.1得， 得， 1 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 则 6 8 311 n 0co 由表 6取第一系列标准模数 齿轮主要几何尺寸： n 6 9 410co 7223(3co ( 211 圆整中心距，取 451 则 7193101 4 52)7223(3ar ar a n4 计算分 度圆直径和齿宽 n s 233co s 11 n 7 8 9719310co s 723co s 22 d 1 8 取 52 ， 01 5 校核齿根弯曲疲劳强度 211 计算当量齿轮端面重合度 2机械原理可知： 129120)719310co s 20t ct a n ()co st ct a n ( 9 8 o s/c o sc o sc o s 所以 s 22 451 719310 01 52 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 由图 6得 s 23co s 3311 zz o s 72c o s 3322 zz 6 由图 6得， 由图 6得， 401 ,由图 6得 102 取 有 M P 0m i i M P 0m i i 将确定出的各项数值代入弯曲疲劳强 度校核公式： 11 F M P a 211 2212 齿根弯曲疲劳强度足够。 1 选择齿轮材料和热处理、精度等级 材料选 45 钢，软齿面传动。小齿轮调质，齿面硬度 230240齿轮正火，齿面硬度 190200度等级为 8 级。 2 选取齿轮齿数和螺旋角 初选 253 z， i ， 取 604 z ，i 不变。初选 =15 1 2 21 42 齿轮材料 45 钢 小齿轮调质，齿面硬度 230240齿轮正火，齿面硬度 190200 级精度 253 z 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 3 按齿面接触疲劳强度设计。 3 222 )(12 确定式中各项数值： 因载荷有轻微冲击，初选.8 2834502 由表 6 9.0d由表 6 由图 6得 z 由式（ 6， s)601251(co s)11(3 由图 6查得 z 由式（ 6 833 06060 由图 6得， 得， 403， 904 ，取 1 M P 01 0m i i M P m i i 取 4 设计齿轮参数 将确定后的各项数值代入设计公式，求得： 604 z 3 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 (123 23 223修正 t /00060 3 由表 6得， K 由图 6得， 01.1得， 得， 333 n 5co 由表 6取第一系列标准模数 轮主要几何尺寸： n 9 9 315co 6025( 432 圆整中心距，取 552 则 3391161 5 52)6025(ar a n4 计算分度圆直径和齿宽 n s s 33 n s s 44 d 552 54 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 取 54 ， 03 5 校核齿根弯曲疲劳强度 211 计算当量齿轮端面重合度 2机械原理可知： 216420)339116c o s 20t a na r c t a n ()c o st a na r c t a n ( 9 6 o s/c o sc o sc o s 所以 s 22 由图 6得 s 25co s 3333 zz s 60co s 3342 zz 6 由图 6得， 由图 6得， 403,由图 6得 104 取 有 M P 0m i i M P 0m i i 03 3 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 将确定出的各项数值代入弯曲疲劳强度校核公式： 33 F M P a 433 4434 P 齿根弯曲疲劳强度足够。 6 三轴大齿轮精度设计 齿轮材料为 45 号钢。线膨胀系数 C /1 ，箱体为铸铁，线膨胀系数C /2 。齿轮工作温度为 601 ,箱体工作温度为 402 。 按选择的 8 级精度，查机械设计课程设计表 19 19得： mf 18 ， 70 ， 25 ， 29 齿厚偏差计算 ： 由表 1919： 分度圆弦齿厚 i s i n( 分度圆弦齿高 o c o s (22 2 1 5 50 0 0 2) 0 2m i n 1 85196( 齿厚上偏差 0t a o t a nc o m i n 齿厚公差 a a 222 齿厚下偏差 2 假想 齿数 84 安全 单个齿距偏差 mf 18 齿距累积总偏差 70 齿廓总偏差 25 螺旋线总偏差 29 齿厚上偏差 齿厚下偏差 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 跨齿数 9 0c )c 公法线长度上偏差 o o s 公法线长度下偏差 0 o o s 轴的设计计算及校核 1 拟定轴上零件的装配方案，如下图所示 。 2 选择轴的材料 轴的材料选 45 钢，调质处理。由机械设计表 8得， 40，55 ， ， ， 1 。由表 81100 A 3 输出轴的功率 、转速 ，转矩 64762034 初估最小轴径 由式（ 8， 3330m i n 考虑单键， 31(i n 从机械设计课程设计表 16得，采用弹性柱销联轴器2 0 035 0 14/11248 84484 其公 称转矩 n 1250 ，许用转 速0 00 ，故取联轴器 轴段 直径 8 ，半联轴器长 4 。 公法线长度上偏差 公法线长度下偏差 轴材料 45 钢，调质处理 40 55 1 最小轴径 8 图 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 5 轴的结构设计 各段 直径和长度 如图 3 所示。 6 按弯扭合成强度条件计算 由 所 确 定 的 结 构 图 可 确 定 出 简 支 梁 的 支 撑 距 离 ， 。 （ 1）画出轴的计算简图 如图 4 所示。 （ 2）计算轴上外力 圆周力 t 4762022 3 径向力 2 4 5339116co s 20t 1 9co st 轴向力 7 3 3339116t a 1 9t a n （ 3）求支反力 水平面 )(2121 t FF 1 2 1 92121 7 9 24 1 2 75 9 1 912 垂直面支反力 1 8 9 6 1 2211 )( 8 8 9 6 1 02 2 4 52121 5 6 06852 2 4 512 （ 4）计算轴的弯矩，并画弯矩图 水平面弯矩 H 2 6 9 0 8 2 711 垂直面弯矩 4 4 6 6 5111 2 3 2 4 7 21 8 9 6 1 04 4 6 6 212 919 245 733 图 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 水平面和垂直面弯矩如图 4. 合成弯矩 H 27246542813269080 222121 H 3 5 5 5 942 3 2 4 722 6 9 0 80 222222 （ 5）画转矩图 （ 6）计算并画当量弯矩图 转矩按脉动循环变化计算，取 ，得 e 2 7 2 4 6 511 e 385 52 2148 93 1355 59 4)( 222222 校核危险截面 M P M 085522)( 13222 可见，轴的强度足够 。 7 按疲劳强度的安全系数校核计算 （ 1）判断危险截面 由于截面 C 处过盈配合引起的应力集中最严重，同时所受应力又较大，属危险截面，应进行疲劳强度校核的安全系数计算。 （ 2） C 截面处疲劳强度安全系数校核 抗弯截面系数 3333 2 6 2 1 抗扭截面系数 3333 5 2 4 2 合成弯矩 2 7 6 4 3 0 2/ 03 8 5 5 2 22/222转矩 6476203弯曲应力幅 M P 弯曲平均应力 扭转切应力幅 M P 4 2 92 6 4 7 6 2 02 3 扭转平均切应力 安全 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 轴肩圆角引起的有效应力集中系数 ,按附图 1b、附图 2b 查得 k ， k 由， 4 按附图 5 查得尺寸系数 ， ； 由轴精车加工，按附图 8 查得表面质量系数 = 综合影响系数值为 左侧附近由于键槽引起的有效应力集中系数，按附图 3、附图 4 查得 k ， k 故得综合影响系数值为 、 较 大 值 ， 故 轴材料是 45 钢，查表 8弯曲等效系数 2.0d，扭转等效系数 。 只考虑弯矩作用的安全系数，由式（ 8， 7 51 只考虑转矩作用的安全系数，由式（ 8， 5 51 由式（ 8算安全系数 222 S S 40.5安全 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 取 S= 以截面 C 安全。 动轴承的选择计算 1 一 轴轴承的选择计算 (1)选择轴承类型和型号 选择圆锥滚子轴承 30207。 查机械设计课程设计表 1330207 轴承的r ， r ， e= 2） 计算轴承的径向载荷。 计算外力： 圆周力 t 2 7 1 72 1 5 3 8 022 1 径向力 0 0 6719310co s 20t 1 7co st 轴向力 11719310t a 1 7t a n 水平面支反力 1 7 9 3 )()( 3213321 88)(3233211 837951 0 0 678812 垂直方向支反力 3321 )( FF 0365155 652 7 1 73231 9 1 412 选择圆锥滚子轴承30207 r r e=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 合成支反力 125788803 2221211 1599991914 2222222 (2) 计算轴承的轴向载荷 1 5 92 22 因为 12 1 1 8 6 ，故 轴承 1 压紧，轴承 2 放松 1 8 621 , 7522 (3) 计算动载荷 对于轴承 1 5 1 7)1 1 8 2 11111 对于轴承 2 5 9 12 1 5 （ 4）计算轴承寿命 因为 21 ，该对轴承的最短寿命为 y e e 528300 1)0)(6010 310611610 010 ，故该对轴承寿命足够 。 2 二轴轴承的选择计算 (1)选择轴承类型和型号 选择圆锥滚子轴承 30207。 查机械设计课程设计表 1330207 轴承的 r ， ，e=承寿命 h 35210 寿命足够 选择圆锥滚子轴承30207 r r e=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 （ 2） 计算轴承的径向载荷。 计算外力： 圆周力 t 6 1 7 8 3 4 5 022321 t 2 5 7 97 8 92 8 3 4 5 022422 径向力 3 4 3339116co s 20t 7 7co st 8 0339116co s 20t 7 9co st 轴向力 8 0 9339116t a 7 7t a 7 2339116t a 7 9t a 水平面支反力 )()( 321323211 5 9 0)(321323211 2112 垂直方向支反力 0)()( 21323213211 9 7 5)(32132213211 合成支反力 09735901975 2222211 1281612 2222222 (2) 计算轴承的轴向载荷 2 8 9 72 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 9 1 22 22 0 3 77 7 21 8 0 9