最大加工直径250mm车床主传动系统设计【4KW 50 1120 8 1.41】【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 毕业设计 最大加工直径 25040 1120 8 院 系：机械工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化专业 班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 日 期： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 本设计着重研究机床主传动系统的设计步骤和设计方法，根据已确定的运动参数以变速箱展开图的总中心距最小为目标，拟定变速系统的变速方案，以获得最优方案以及较高的设计效率。在机床主传动系统中，为减少齿轮数目，简化结构，缩短轴向尺寸，用齿轮齿数 的设计方法是试算，凑算法，计算麻烦且不易找出合理的设计方案。本文通过对主传动系统中双联滑移齿轮传动特点的分析与研究，绘制零件工作图与主轴箱展开图及剖视图。 关键词 :传动系统设计 ,传动副，结构网，结构式 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 on of of to of is In of to of to of of is is to In of of of of 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 目 录 第 1 章 机床用途、性能及结构简单说明 . 1 第 2 章 设计部分的基本技术特性和结构分析 . 2 床主参数和基本参数 . 2 定传动公比 . 2 定参数的步骤和方法 . 2 限切削速度 . 2 轴的极限转速 . 2 第 3 章 运动设计 . 4 电机功率 动力参数的确定 . 4 定结构式 . 4 定结构网 . 4 制转速图和传动系统图 . 4 定各变速组此论传动副齿数 . 6 算主轴转 速误差 . 7 第 4 章 带传动和齿轮传动计算 . 8 传动设计 . 8 择带型 . 9 定带轮的基准直径并验证带速 . 9 定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角 . 10 定带的根数 z . 11 定带轮的结构和尺寸 . 11 定带的张紧装置 . 11 算压轴力 . 11 算转速的计算 . 13 轮模数计算及验算 . 14 动轴最小轴径的初定 . 18 轴合理跨距的计算 . 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 第 5 章 摩擦离合器 (多片式 )的计算 . 22 第 6 章 主要零部件的选择 . 24 承的选择 . 24 速操纵机构的选择 . 24 的校核 . 24 承寿命校核 . 27 的选用及校核： . 28 承端盖设计 . 28 第 7 章 箱体的结构设计 . 30 第 8 章 润滑与密封 . 32 第 9 章 主轴箱结构设计及说明 . 33 构设计的内容、技术要求和方案 . 33 开图及其布置 . 33 结束语 . 35 参考文献 . 35 致谢 . 35 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 机床 用途、性能及结构简单说明 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。 通用车床工艺范围广，所加工的工件形状、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬质合金刀具又用高速钢刀具。因此，必须对所设计的机床工艺范围和使用情况做全面的调研和统计，依据某些典型工艺和加工对象，兼顾其他的可能工艺加工的要求，拟定机床技术参数，拟定参数时，要考虑机床发展趋势和同国内外同类机床的对比，使拟定的参数最大限度地适应各种不同的工艺要求和达到机床加工能力下经济合理。 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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 章 设计部分的基本技术特性和结构分析 床主参数和基本参数 车床的主参数（规格尺寸）和基本参数如下： 技术参数： 0r/120r/Z=8 级；公比为 动机功率P=4机转速 n=710/1420r/ 定传动公比 根据【 1】783为已知 a x n， ， = Z=1=10 根据【 1】77准公比 。 这里我们取标准公比系列 =为 =根据【 1】77先找到最小极限转速 50，再每跳过 5个数（ 取一个转速，即可得到公比为 数列： 50， 71， 100， 140， 200， 200， 400， 560， 800， 1120 定参数的步骤和方法 限切削速度 据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要考虑： 允许的切速极限参考值如下： 表 工 条 件 m/m/硬质合金刀具粗加工铸铁工件 30 50 硬质合金刀具半精或精加工碳钢工件 150 300 螺纹加工和铰孔 3 8 轴的极限转速 计算车床主轴极限转速时的加工直径，则主轴极限转速应为 结合题目条件，取标准数列数值， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 取 考虑到设计的结构复杂程度要适中，故采用常规的扩大传动。各级转速数列可直接从标准的数列表中查出，按标准转速数列为： 50， 71， 100， 140， 200， 200， 400， 560， 800， 1120买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 章 运动设计 电机功率 动力参数的确定 合理地确定电机功率 N，使机床既能充分发挥其性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。 根据题设条件电机功率为 4 选 取双 速电 机为： 额 定功 率 为 4 满载 转 速 为1440r/10r/定结构式 对于 Z=8 可分解为： Z=21 22 24。 定结构网 根据“前多后少” , “先降后升” , 前密后疏 ,结构紧凑的原 则 ,选取传动方案 Z=21 22 24,易知第二扩大组的变速范围 r= (x=8 满足要求，其结构网如图 2知该题设选用电机为二级调速电机，其分摊了 0个级别的变速。 图 2构网 Z=21 22 24 制转速图和传动系统图 （ 1）选择电动机：采用 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 （ 2）绘制转速图： 图 速图 （ 3） 画主传动系统图。根据系统转速图及已知的技术参数，画主传动系统图如图 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 1 (m+D) 轴最小齿数和 :+D/m) 定各变速组此论传动副齿数 (1)100型机床 02)直齿圆柱齿轮 18m 4 齿轮齿数的确定。变速组内取模数相等， 据设计要求 1824,齿数和100 124，由表 据各变速组公比，可得各传动比和齿轮齿数，各齿轮齿数如表 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 3齿轮齿数 传动比 基本组 第一扩大组 第二扩大组 1:2 1:1 1:1 1： 号 Z1 Z2 4 5 Z6 齿数 20 40 25 35 42 42 22 62 60 30 18 72 算主轴转速误差 实际传动比所造成 的主轴转速误差，一般不应超过 10( ,即 n 10( = 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 4 章 带传动和齿轮传动计算 传动设计 输出功率 P=4速 440r/00r/ 计算设计功率 Pd 表 作情况系数原动机 类 类 一天工作时间 /h 10 1016 16 10 1016 16 载荷 平稳 液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（ ）；离心式压缩机；轻型运输机 荷 变动小 带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（ ）；发电机；旋转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛 荷 变动较大 螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和木工机械；纺织机械 荷 变动很大 破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机；橡胶辊压机 据 稳 ，两班工作制（ 16小时），查机械设计 ， 取 1 . 1 4 4 . 4 k e P k W 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 择带型 普通 械设计 图 带轮计算功率表 根据算出的 小带轮转速 1440r/查图得： 0 100可知应选取 带。 定带轮的基准直径并验证带速 由机械设计 3 7查得，小带轮基准直径为 80 100取 575 295表 13 表 带带轮最小基准直径Y Z A B C D E 0 75 125 200 355 500 21211440 = 1 . 8 , = 1 0 0 1 . 8 = 1 8 0 m 由机械设计 3得260 误差验算传动比：21180= 1 . 8 2( 1 ) 1 0 0 ( 1 2 % )d （ 为弹性滑动率） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 误差111 . 8 2 1 . 81 0 0 % 1 0 0 % 0 . 4 % 1 0 %1 . 8i 符合要求 带速 1 1 0 0 1 4 4 0v = 7 . 1 6 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 满足 5m/以宜选用 总之，小带轮选 带轮选择 带轮的材料：选用灰铸铁， 定带的张紧装置 选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。 算压轴力 由机械设计 3 12查得， 0 面已得到 1a =z=4，则 1a 1 7 1 . 22 s i n = 2 4 1 2 3 . 7 5 s i n N = 9 8 7 . 0 5 z F 对带轮的主要要求是质量小且分布均匀、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和 焊接带轮的内应力要小 , 带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通 0 ，为了适应 规定普通 为 32 、 34 、 36 、 38 （按带的型号及带轮直径确定），买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 轮槽尺寸见表 7在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮缘与轮毂成一整体。 表 通 自 项目 符号 槽型 Y Z A B C D E 基准宽度 b p 基准线上槽深 h 基准线 下槽深 h 槽间距 e 8 12 15 19 37 第一槽对称面至端面的距离 f 6 7 9 16 23 28 最小轮缘厚 5 6 10 12 15 带轮宽 B B =( z e + 2 f z 轮槽数 外径 d a 轮 槽 角 32 对应的基准直径 d d 60 - - - - - - 34 - 80 118 190 315 - - 36 60 - - - - 475 600 38 - 80 118 190 315 475 600 极限偏差 1 辐）结构的不同分为以下几种型式： （ 1） 实心带轮：用于尺寸较小的带轮 (3)，如图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 （ 2） 腹板带轮：用于中小尺寸的带轮 ( 300 )，如图 （ 3） 孔板带轮：用于尺寸较大的带轮 (d) 100 )，如图 （ 4） 椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带轮 ( 500 )，如图 （ a） （ b） （ c） （ d） 图 轮结构类型 根据设计结果，可以得出结论：小带轮选择实心带轮，如图（ a） ,大带轮选择腹板带轮如图（ b） 算转速的计算 （ 1）主轴的计算转速 公式 nj=3/( z 得，主轴的计算转速 取 140r/ (2). 传动轴的计算转速 轴 3=180r/轴 2=180 r/ 1=355r/ （ 2）确定各传动轴的计算转速。各计算转速入表 4 表 4各轴计算转速 （ 3） 确定齿轮副的计算转速。齿轮 Z6装在主轴上 其中只有 140r/递全功率，故 Z6j=140 r/ 依次可以得出其余齿轮的计算转速，如表 4 表 4齿轮副计算转速 序号 Z400 400 400 140 轴 号 轴 轴 轴 计算转速 r/ 800 400 400 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 轮模数计算及验算 （ 1）模数计算。 一般同一变速组内的齿轮取同一模数，选取负荷最重的小齿轮，按简化的接触疲劳 强度公式进行计算，即 63383 221 )1( 可得各组的模数，如表 3示。 根据据其中较大值取相近的标准模数： 63383 221 )1( =16338 321213211 齿轮 的最低转速 r/ T 顶定的齿轮工作期限，中型机床推存： T =15 24 转速变化系数； 功率利用系数； 材料强化系数。 （寿命系数）的极值 齿轮等转动件在接取和弯曲交边载荷下的疲劳曲线指数 0 1k 工作情况系数。中等中级的主运动： 2k 动载荷系数； 3k 齿向载荷分布系数； Y 齿形系数； 根据弯曲疲劳计算齿轮模数公式为： 式中： N 计算齿轮转动递的额定功率 N= 计算齿轮（小齿轮）的计算转速 r/m 齿宽系数 , 8 计算齿轮的齿数，一般取转动中最小齿轮的齿数： i 大齿轮与小齿轮的齿数比， i = 112 （ +）用于外啮合，（ -）号用 于内啮合：s s T N n qk k k k k k：命系数； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 作期限 ， Tk=m 1000 00002000 035560 = 6102 200 0035560 =1.8 sk=上的键的选用和强度校核： 轴与齿轮的联接采用普通平键联接，轴径 d=48轮快厚度 L=递扭矩 267840；选用 选键型号为 791 09 6,7014 )(70 。查机械设计表 7 P 0,1 0 0 。由机械设计式（ 7式（ 7 : M P p 11001448/(2 6 7 8 4 04/4 由上式计算可知挤压强度满足。 M P 11001448/(2 6 7 8 4 02/2 由上式计算可知抗剪切强度满足。 主轴上的键的选用和强度校核 主轴与齿轮的联接采用普通平键联接，轴径 d=80轮快厚度 L=95递扭矩 357230；选用 于主轴空心所以选择键791096,801422 )(80 。查机械设计表 7 0,1 0 0 。由机械设计式（ 7式（ 7 M P P 1 1 001480/(3 5 7 2 3 04/4 由上式计算可知挤压强度满足。 M P 1 1 002280/(3 5 7 2 3 02/2 由上式计算可知抗剪切强度满足。 承端盖设计 为螺钉直径；为轴承外径；由结构确定；36430533023030)42()1510(买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 29 图 承端盖 参照机械设计及机械制造基础毕业设计减速器端盖设计方案来设计主轴箱端盖，材料采用 据轴承外径确定各端盖的结构尺寸，如图所示： (依据该参数设计各轴承端盖，详见装配图纸图案 ). 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 7 章 箱体的结构设计 1 、箱体材料 箱体多采用铸造方法获得，也有用钢板焊接而成。铸造箱体常用材料为度要求较高的箱体用 有热变形要求小的情况下才采用合金铸铁，采用 床身做成一体 的箱体材料应根据床身或导轨的要求而定。箱体要进行时效处理。 2 、箱体结构 1、箱体结构设计要点 根据齿轮传动的中心距、齿顶圆直径、齿宽 等几何尺寸，确定减速器的箱体的内部大小。由中心距确定箱体的长度，由齿顶圆直径确定箱体的高度。由齿宽来确定箱体的宽度。 依据铸造（或焊接）箱体的结构尺寸、工艺要求，确定箱体的结构尺寸，绘制箱体。如箱盖，箱座及螺栓的尺寸。 根据齿轮的转速确定轴承润滑的方法与装置，选择轴承端盖的类型。 附件设计与选择。同时，可以进行轴系的结构设计，选择轴承。 表 体的尺寸 名称 符号 尺寸关系 箱座壁厚 15 主轴左侧凸缘厚 1b 73 箱座凸缘厚 b 32 主轴右侧凸缘厚 2b 37 外箱壁至轴承端面距离 1l 12( 5 1 0 ) 齿轮顶圆与内箱壁距离 1 18 齿轮端面与内箱壁距离 2 10 2、铸造工艺性要求 为了便于铸造以及防止铸件冷却时产生缩孔或裂纹，箱体的结构应有良好的铸造工艺性。 3、加工工艺性对结构的要求 由于生产批量和加工方法不同，对零件结构有不同要求，因此设计时要充分注意加工工艺对结构的要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 31 4、装配工艺对结构的要求 为了更快更省力地装配机器，必须充分注意装配工艺对接否设计的要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 8 章 润滑与密封 1、润滑设计 普通机床主轴变速箱多用润滑 油，其中半精加工、精加工和没有油式摩擦离合器的机床，采用油泵进行强制的箱内循环或箱外循环润滑效果好。粗加工机床多采用结构简单的飞溅润滑点。 飞溅润滑 要求贱油件的圆周速度为 8米 /秒，贱油件浸油深为 10 20毫米（不大于 2 3倍轮齿高）。速度过低或浸油深度过浅，都达不到润滑目的，速度过高或浸油深度过深，搅油功率损失过大产生热变形大，且油液容易气化，影响机床的正常工作。油的深度要足够，以免油池底部杂质被搅上来。 进油量的大小和方向 回油要保证畅通，进油方向要注意角接触轴承的泵油效应，即油必须从小端进大端 出。 箱体上的回油孔的直径应尽可能的大些，一般应大于进油孔的直径。箱体上放置油标，一边及时检查润滑系统工作情况。 放油孔 应在箱体适当位置上设置放油孔，放油孔应低于油池底面，以便放净油，为了便于接油最好在放油孔处接长管。 防止或减少机床漏油 箱体上外漏的最低位置的孔应高出油面。 轴与法兰盖的间隙要适当，通常直径方向间隙 1 主轴上常采用环形槽和间隙密封，效果要好，槽形的方向不能搞错。 箱盖处防漏油沟应设计成沟边向箱体油沟内侧偏一定距离，大约为 3 5毫米。 2、润滑油的选择 润滑油的选择与轴承的 类型、尺寸、运转条件有关，速度高选粘度低的，反之选粘度高的。润滑油粘度通常根据主轴前颈和主轴最高转速选择。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 9 章 主轴箱结构设计及说明 构设计的内容、技术要求和方案 设计主轴变速箱的结构包括传动件（传动轴、轴承、带轮、齿轮、离合器和制动器等）、主轴组件、操纵机构、润滑密封系统和箱体及其联结件的结构设计与布置，用一张展开图和若干张横截面图表示。毕业设计由于时间的限制，一 0般只画展开图。 主轴变速箱是机床的重要部件。设计时除考虑一般机械传动的有关要求外，着重考虑以下几个方面的问题。 精度方面的要求 ，刚度和抗震性的要求，传动效率要求，主轴前轴承处温度和温升的控制，结构工艺性，操作方便、安全、可靠原则，遵循标准化和通用化的原则。 主轴变速箱结构设计时整个机床设计的重点，由于结构复杂，设计中不可避免要经过反复思考和多次修改。在正式画图前应该先画草图。目的是： 1 布置传动件及选择结构方案。 2 检验传动设计的结果中有无干涉、碰撞或其他不合理的情况，以便及时改正。 3 确定传动轴的支承跨距、齿轮在轴上的位置以及各轴的相对位置，以确 定各轴的受力点和受力方向，为轴和轴承的验算提供必要的数据。 开图及 其布置 展开图就是按照传动轴传递运动的先后顺序，假想将各轴沿其轴线剖开并将这些剖切面平整展开在同一个平面上。 两种布置方案，一是将两级变速齿轮和离合器做成一体。齿轮的直径受到离合器内径的约束，齿根圆的直径必须大于离合器的外径，负责齿轮无法加工。这样轴的间距加大。另一种布置方案是离合器的左右部分分别装在同轴线的轴上，左边部分接通，得到一级反向转动，右边接通得到三级反向转动。这种齿轮尺寸小但轴向尺寸大。我们采用第一种方案，通过空心轴中的拉杆来操 纵离合器的结构。 总布置时需要考虑制动器的位置。制动器可以布置在背轮轴上也可以放在其买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 34 他轴上。制动器不要放在转速太低轴上，以免制动扭矩太大，是制动尺寸增大。 齿轮在轴上布置很重要，关系到变速箱的轴向尺寸，减少轴向尺寸有利于提高刚度和减小体积。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 35 结束语 1、本次毕业设计是针对专业课程基础知识的一次综合性应用设计，设计过程应用了机械制图、机械原理、工程力学等。 2、本次毕业设计充分应用了以前所学习的知识，并应用这些知识来分析和解决实际问题。 3、本次毕业设计进一步掌握了一般设计的设计思路和设计切入点 ，同时对机械部件的传动设计和动力计算也提高了应用各种资料和实际动手的能力。 4、本次毕业设计进一步规范了制图要求，掌握了机械设计的基本技能。 5、本次毕业设计由于学习知识面的狭窄和对一些概念的理解不够深刻，以及缺乏实际设计经验，使得设计党中出现了许多不妥和错误之处，诚请老师给予指正和教导。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 36 结论 主轴箱是机床的动力源将动力和运动传递给机床主