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车床
主轴
课程设计
- 资源描述：
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车床主轴箱课程设计,车床,主轴,课程设计
- 内容简介：
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金属切削机床课程设计 车床 - 1 - 一、设计目的 通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，在拟定传动和变速的结构方案过程中，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 具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。 二、设计步骤 1确定转速范围： 主轴最小转速 in 。 2确定公比： 3转速级数 ： 12z 22312 32212 3 23212 从电动机到主轴主要为降速传动，若使传动副较多的传动组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节省材料，也就是满足传动副前多后少的原则，因此取 32212 方案 。 在降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比41i； 在升 速时为防止产生过大的噪音和震动常限制最大转速比 2i。 在主传动链任一 传 动组的最大变速 范 围 108m a xm a x 在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小， 根据中间传动轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如下： 金属切削机床课程设计 车床 - 2 - 检查传动组的变速范围时，只检查最后一个扩大组： 1222 其中 ， 62 X ， 22 P 所以 10R ，合适。 制转速图 选择电动机 一般车床若无特殊要求，多采用 据原则条件选择 系列笼式三相异步电动机。 分配总降速传动比 总降速传动比 4 0/m 440 不符合转速数列标准，因而增加一定比传动副。 3确定传动轴轴数 传动轴 轴数 = 变速组数 + 定比传动副数 + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。 确定各级转速并绘制转速图 由 z = 12 确定各级转速： 金属切削机床课程设计 车床 - 3 - 1400、 1000、 710、 500、 355、 250、 180、 125、 90、 63、 45、 在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按传动顺序依次设为、。与、与、与轴之间的传动组分别设为 a、 b、 c。现由（主轴）开始，确定、轴的转速： 先来确定轴的转速 传动组 c 的变速范围为 10,8a R，结合结构式， 轴的转速只有一和可能： 125、 180、 250、 355、 500、 710r/ 确定轴的转速 传动组 ，希望中间轴转速较小，因而为了避免升速，又不致传动比太小，可取 1/12 转速确定为： 355、 500、 710r/ 确定轴的转速 对于轴，其级比指数为 1,可取 2/1/1 21 1/13 速为 710r/ 由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比 71/144710/1440 i 。下面画出转速图（电动机转速与主轴最高转速相近）。 传动系统的转速图电动机 5确定各变速组传动副齿数 传动组 a: 查表 82/1/1 21 1/13 金属切削机床课程设计 车床 - 4 - 2/1/1 21 ： 57、 60、 63、 66、 69、 72、 75、 78 ： 58、 60、 63、 65、 67、 68、 70、 72、 73、 77 1/13 ： 58、 60、 62、 64、 66、 68、 70、 72、 74、 76 可取 2,于是可得轴齿轮齿数分别为： 24、 30、 36。 于是 48/241 42/302 36/363 的三联齿轮齿数分别为： 48、 42、 36。 传动组 b: 查表 8 1/12 ： 69、 72、 73、 76、 77、 80、 81、 84、 87 1/12 ： 70、 72、 74、 76、 78、 80、 82、 84、 86 可取 4，于是可得轴上两联齿轮的齿数分别为： 22、 42。 于是 62/221 42/422 轴上两齿轮的齿数分别为： 62、 42。 传动组 c: 查表 84/11 22 1 ： 84、 85、 89、 90、 94、 95 22 ： 72、 75、 78、 81、 84、 87、 89、 90 可 取 0. 4/11 降速传动，取轴齿轮齿数为 18； 22 升速传动，取轴齿轮齿数为 30。 于是得 72/181 30/602 联动齿轮的齿数分别为 18， 60； 得轴两齿轮齿数分别为 72， 30。 金属切削机床课程设计 车床 - 5 - 制传动系统图 根据轴数，齿轮副，电动机等已知条件可有如下系统图： 定 各轴转速 确定主轴计算转速：主轴的计算转速为 m . 531213zm i n 各传动轴的计算转速： 轴可从主轴 90r/2/18的传动副找上去，轴的计算转速 125r/的计算转速为 355r/的计算转速为 710r/ 3各齿轮的计算转速 传动组 18/72只需计算 z = 18 的齿轮，计算转速为 355r/60/30只需计算 z = 30的齿轮，计算转速为 250r/动组 z = 22 的齿轮，计算转速为 355r/动组 z = 24 的齿轮，计算转速为 710r/ 4核算主轴转速误差 m i n/ 1 730/6042/4236/362 5 6/1 2 61 4 4 0 实400 标 金属切削机床课程设计 车床 - 6 - %5%001 4 0 0 )1 4 0 1 7(%100)( 标标实所以合适。 带传动设计 电动机转速 n=1440r/递功率 P=动比 i=班制， 一天运转 作年数 10年。 确定计算功率 取 2 5 K 选取 根据小带轮的转速和计算功率，选 确定带轮直径和验算带速 查表小带轮基准直径 251 , 5 51 2 52 验算带速成100060 11 其中 1n r/ 1d 25,5/ 0060 1 4 适。 4确定带传动的中心距和带的基准长度 设中心距为0a,则 0 55（ 21 ） a 2（ 21 ） 于是 a 758,初取中心距为 0 带长02122100 4)()(22 0 54 0 04 )1 2 52 5 4()2 5 41 2 5( 022 查表取相近的基准长度400。 带传动实际中心距 d 0 金属切削机床课程设计 车床 - 7 - 5验算小带轮的包角 一般小带轮的包角不应小于 120 。 21 a 。合适。 6确定带的根数 ( 00 其中： 0p- 1i 时传递功率的增量； ，查得的包角系数； 长度系数； 为避免 制根数不大于 10。 Z7计算带的张紧力0 0 0 其中： m/s； kg/m；取 q=m。 v = 1440r/ s。 (0 8计算作用在轴上的压轴力 5 3 1s i 3422s i 0 各传动组齿轮模数的确定和校核 模数的确定： 别计算各齿轮模数 先计算 24齿齿轮的模数： 金属切削机床课程设计 车床 - 8 - 3 221 )1(16338m 其中 : ； = 2； m ， 取 = 600全系数 S = 1。 由应力循环次数选取 K ，取 S=1， M P N 5401 i m 。 2(1 6 3 3 8 3221 取 m = 4 按齿数 30的计算， ，可取 m = 4 按齿数 36的计算， , 可取 m = 4 于是传动组 a 的齿轮模数取 m = 4b = 32 轴上齿轮的直径： 62441 2 03041 4 4364 321 ；。 轴上三联齿轮的直径分别为： 9 24841 6 84241 4 4364 3 2 1 ； 确定轴上另两联齿轮的模数。 3 22 )1(16338m 金属切削机床课程设计 车床 - 9 - 按 22齿数的齿轮计算： m 558.2 ，可得 m = 取 m = 5 按 42齿数的齿轮计算： 可得 m = 于是轴两联齿轮的模数统一取为 m = 5 于是轴两联齿 轮的直径分别为： 10425110225 21 ；轴上与轴两联齿轮啮合的两齿轮直径分别为： 10425310625 2 1 ； 取 m = 5 轴上两联动齿轮的直径分别为： 0060590185 21 ；轴四上两齿轮的直径分别为： 。； 5 03053 6 0725 2 1 3. 齿轮强度校核 ： 计算公式2a 传动组齿轮 校核齿数为 24 的即可，确定各项参数 P=n=710r/ 566 确定动载系数： 0060 710961 0 0060 齿轮精度为 7级，由机械设计查得使用系数 05.1248 确定齿向载荷分配系数 :取齿宽系数 1d 金属切削机床课程设计 车床 - 10 - 非对称 2 2 31 . 1 2 0 . 1 8 1 0 . 6 0 . 2 3 1 0H d 4)24/(32/ 查机械设计得 确定齿间载荷分配系数 : t 2 2 9 096 K 2 9 由机械设计查得 1 确定动载系数 : 表 10 计算弯曲疲劳许用应力 由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限。 图 10K,S = 1.3 4 74 ， 2 9 t 故合适 。 校核 b 传动组齿轮 校核齿数为 22 的即可，确定各项参数 P=n=355r/ 566 确定动载系数： 55110100060 齿轮精度为 7 级，由机械设计查得使用系数 0.1 金属切削机床课程设计 车床 - 11 - 058 确定齿向载荷分配系数 :取齿宽系数 1d非对称 2 2 31 . 1 2 0 . 1 8 1 0 . 6 0 . 2 3 1 0H d 40/ 查 机械设计得 确定齿间载荷分配系数 : t 4 0 4 01 1 0 K 10010140 由机械设计查得 K 确定动载系数 : 表 10 计算弯曲疲劳许用应力 由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限。 图 10K,S = 1.3 4 74 ， 0 4 03 9 t 故合适 。 核 c 传动组齿轮 校核齿数为 18 的即可，确定各项参数 P=n=355r/ 566 金属切削机床课程设计 车床 - 12 - 确定动载系数： 0060 355901 0 0060 齿轮精度为 7 级，由机械设计查得使用系数 9.0058 确定齿向载荷分配系数 :取齿宽系数 1d非对称 2 2 31 . 1 2 0 . 1 8 1 0 . 6 0 . 2 3 1 0H d 2)45/(40/ 查机械设计得 确定齿间载荷分配系数 : t 4 9 3 090 K 10012340 4 9 3 由机械设计查得 K 确定动载系数 : 2 5 7 表 10 计算弯曲疲劳许用应力 由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限。 图 10K,S = 1.3 4 74 ， 9 3 02 5 7 t 故合适 。 金属切削机床课程设计 车床 - 13 - 4. 主轴挠度的校核 定 各轴最小直径 1轴的直径： m 10,1 9710 2轴的直径： m i n/355,12 4355 3轴的直径： m i n/1 2 5, 4125 4主轴的直径： m i n/ 轴的校核：通过受力分析，在一轴的三对啮合齿轮副中，中间的两对齿轮对 轴中点处的挠度影响最大，所以，选择中间齿轮啮合来进行 校核 017)1096/(,228,33010200,36:2852922已知 金属切削机床课程设计 车床 - 14 - 所以合格, 。 轴、轴的校核同上。 5. 主轴最佳跨距的确定 400P=择轴颈直径 ,轴承型号和最佳跨距 前轴颈应为 75选 1d =100轴颈 12 ) 取 02 ,前轴承为 轴承为 据结构 ,定悬伸长度 51 求轴承刚度 考虑 机械效率 主轴最大输出转距 7690 床身上最大加工直径约为最大回转直径的 60%,取 50%即 200 切削力 7 6 背向力 3 8 06 7 6 故总的作用力 55822 次力作用于顶在顶尖间的工件上主轴尾架各承受一半 , 故主轴轴端受力为 7792/ 先假设 25753,3/ 前后支撑 别为 金属切削机床课程设计 车床 - 15 - 根据 01.0 co s)(39.3 30,2,1,17,039 0 70c o 6 0 90c o 3 36113464425375,3/0 与原假设相符查线图 。 6. 各传动轴支承处轴承的选择 主轴 前支承： 支承： 支承： 轴 前支承： 30207;后支承： 30207 轴 前支承： 30207;中支承： 支承： 30207 轴 前支承： 30208;后支承： 30208 7. 主轴刚度的校核 轴图 : 金属切削机床课程设计 车床 - 16 - 算跨距 前支承为双列圆柱滚子轴承，后支承为双列圆柱 滚子轴承 当量外径 e 1043510075680547222684 44444 主轴刚度：由于 8 5/ ei 10 对于机床的刚度要求，取阻尼比 当 v=50m/s=r 时 , 取 a xl i m o 计算 金属切削机床课程设计 车床 - 17 - ,a x 加上悬伸量共长 / 2/ 可以看出，该机床主轴是合格的 . 三、总结 金属切削 机床的课程设计任务 完成了 ，虽然设计的过程比较繁琐，而且刚开始还有些不知所措，但是在同学们的共同努力下，再加上老师的悉心指导，我终于顺利地完成了这次设计任务。本次设计巩固和深化了课堂理论教学的内容，锻炼和培养了我综合运用所学过的知识和理论的能力，是我独立分析
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