中心高为200mm的专用车床设计【功率P=3KW 主电动机转速S=1500转 n1=150 n2=200 n3=250 n4=300】【含CAD图纸、说明书】

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中心高为200mm的专用车床设计【功率P=3KW主电动机转速S=1500转n1=150n2=200n3=250n4=300】【含CAD图纸、说明书】.zip

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关键词：: 功率P=3KW 主电动机转速S=1500转 n1=150 n2=200 n3=250 n4=300 含CAD图纸、说明书中心高为200mm的专用车床设计【功率P=3KW 主电动机转速S=1500转 n1=150 心高

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内容简介：: 任务书一设计题目：中心高为200mm的专用车床的主轴箱部件;设计原始数据：主电动机功率P=3KW,主电动机转速S=1500r/min转速,n1=150r/min n2=200r/min, n3=250r/min, n4=300r/min. 二工艺要求：加工工件材料为棒料钢材，要求正反转；加工表面为外圆柱面，加工直径为120mm;机床精度等级为普通版。三设计内容: 1.运动设计：确定主传动的结构网图，转速图，传动系统图，计算齿轮齿数； 2. 动力计算：选择电动机型号，对主要零件进行计算（如带，齿轮，主轴，传动轴，轴承等）进行计算（出算和验算）； 3.绘制下列图纸：机床主传动系统图，主轴箱部件展开图及主要剖面图，主轴零件图；4编写设计说明书一份目录第1章设计目的1第2章设计步骤12.1. 运动设计12.1.1已知主要技术参数12.1.2结构分析式12.1.3转速图12.1.4传动系统图22.2. 动力计算32.2.1 电机的选取32.2.2 各传动轴的设计32.2.3 确定各齿轮齿数52. 2.4 带传动设计62.3. 齿轮和轴的强度校核72.3.1基本组齿轮的校核72.3.2轴强度校核92.4. 轴承的选择和校核122.4.1轴承的选择122.4.2 轴承的校核13第3章总结13第4章参考文献14II课程设计（说明书）第1章设计目的通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，在拟定传动和变速的结构方案中，得到设计构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写与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，并且具有初步的结构分析、结构设计和计算能力，为以后的毕业设计与工作打下基础。第2章设计步骤2.1. 运动设计2.1.1已知主要技术参数主动电动机功率P=3kw,主电机功率,参考指导书，确定公比：，转速级数：。2.1.2结构分析式有两种方案可以选择：（1）（2），根据传动副较多的变速组安排在前面，传动副较少的变速组安排在后面的原则，选择（1）方案。在降速中为了防止降速过快而导致齿轮径向尺寸增大，常限制最小传动比；在升速时为了防止过大的噪声和震动，常限制最大传动比。在主传动链任一传动组的最大变速范围。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小，根据中间传动轴的变速范围小的原则选择结构网。并且在一般情况下，应尽量使基本组安排在传动顺序最高的位置，使传动件的转矩也较小。检查传动组的变速范围时，最后一个扩大组变速范围最大，故只检查最后一个扩大组：，式中经检验其合适。2.1.3转速图（1）确定传动轴轴数N 本次设计考虑车床正反转，故设计时需设有换向离合器和换向齿轮，所以传动轴数N=变速组数+电机轴数+1=2+1+1+1=5；在5根轴中，除去电动机轴，其余四轴按传动顺序依次设为、。与之间为V带传动，取传动比，与之间为齿轮传动，传动比，与轴之间为基本组，与之间为第一扩大组，级比指数取4。（2）确定各级转速并绘制转速图由确定各级转速：1700、1180、800、600、425、300、212、150r/min,参考设计转速与标准转速，我们取基组级比指数为1，第一扩大组级比指数为4，得到转速图如下：1-3 转速图2.1.4传动系统图根据轴数，齿轮副，电动机等已知条件可绘制出传动系统图：电动机先通过V带降速传动到轴，轴与轴之间通过三对齿轮进行降速，其为基本组，而与之间为第一扩大组，通过两对齿轮进行传递，从而带动主轴转动，传动系统图如下图所示：传动系统图 2.2. 动力计算2.2.1 电机的选取根据已给参数，主电动机功率为，查手册选取电动机型号为Y100L2-4，额定满载转速为1420；选取滚动轴承的效率；V带传动的效率；齿轮传动的效率；背吃刀量，0.25，切削力；当最低转速时，切削速度因此切削功率 2.2.2 各传动轴的设计1. 轴（1）材料选取：采用45钢，调质处理，其许用剪切应力。（2）计算直径转速越高，传递的扭矩越小，在取用相同材料的情况下，相应的轴径也可设计的小些。为高速轴，为了保证强度足够，选取；2. 轴（1）材料选取：主轴采用45钢，调质处理。（2）计算直径：根据功率，参考机械制造装备表2-5得主轴前轴颈直径主轴后颈直径。3. 轴（1）材料选取：采用45钢，调质处理，其许用剪切应力。（2）计算直径：轴的输入功率：轴的转速; 轴的输入扭矩：根据得取4. 轴（1）材料选取：采用45钢，调质处理，其许用剪切应力。（2）计算直径：轴的输入功率：轴的转速：轴的输入转矩：根据得同样取 2.2.3 确定各齿轮齿数1. 、（第一扩大组）根据，查机床主轴变速箱设计简明手册表B-9得，故；取模数，故最小齿数=37.2 参考金属切削机床设计取。；在降速最大的一对齿轮副中，故，对于的齿轮副，得。2. 、（基本组）根据，参考机床主轴变速箱设计简明手册表B-9得，故;取模数，故最小齿数=17.5，参考金属切削机床设计取。，在降速最大的一对齿轮副中，取，对于的齿轮副，得；同理，对于的齿轮副，，解得。3. 减速齿轮、电机通过V带传动到轴，轴与轴之间采用一对齿轮传动，可设计成传动比，模数也取。 2. 2.4 带传动设计电动机转速，传递功率，传动比，（1）确定计算功率取，则（2）选取V带型参考机械设计图8-11选B型带。（3）确定带轮的基准直径和验算带速参考机械设计表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径，大带轮的基准直径，参考机械设计表8-8圆整取验算带速，式中，代入求得：，合适。（4）确定带传动的中心距和带的基准长度根据，得，取中心。参考机械设计表8-2选取带的基准长度。带传动实际中心距；（5）验算小带轮的包角一般不应小于。，合适。（6）确定带的根数由和查机械设计表8-4得；同理，参考机械设计表8-4b得；查机械设计表8-5得，故代入到公式为避免V型带工作时各根带受力严重不均匀，限制根数不大于10，此处选取；（7）计算带的张紧力式中：为带的传动功率,；为带速,m/s; q为每米带的质量，；取q=0.1; （8）计算作用在轴上的压轴力 2.3. 齿轮和轴的强度校核2.3.1基本组齿轮的校核根据GB10015-88选取为7级精度，其中采用40（调质处理）硬度为280HBS，大齿轮选用45钢（调质处理），硬度为240HBS，两者材料硬度相差40HBS。1. 齿面接触疲劳强度的校核（1）小齿轮的传递转矩；（2）齿宽系数参考机械设计表10-7取；（3）小齿轮分度圆直径；（4）齿数比；（5）参考机械设计表10-6和图10-21，选取材料的弹性影响系数，小齿轮的接触强度极限，大齿轮的接触强度极限；计算应力循环次数：设计工作寿命为15年，每年工作300天，两班制；参考机械设计图10-19取接触疲劳寿命系数，；计算接触疲劳许用应力，安全系数取，失效概率为%；（6）小齿轮圆周速度根据，7级精度，由机械设计图10-8得动载系数；设计的为直齿轮，所以；由机械设计表10-2查得使用系数；表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对轴承不对称布置时，；故载荷系数;齿面接触疲劳所以齿面接触疲劳强度符合要求。2. 齿根疲劳强度的校核（1）小齿轮的传递转矩；（2）齿宽系数参考机械设计表10-7取；（3）小齿轮分度圆直径；（4）齿宽齿高比：；参考机械设计图10-13取，载荷系数；（5）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，参考机械设计图10-20c和图10-18，选取小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限，弯曲疲劳寿命系数；因此有：（6）参考机械设计表10-5查得齿根弯曲强度校核：所以齿根弯曲疲劳强度符合要求。 2.3.2轴强度校核由于轴工作中受到的载荷最大，跨度也大，故选取轴进行校核。1. 确定外加载荷（1）齿轮的受力：主轴的输入功率；主轴的输入扭矩：；齿轮受到的切向力：齿轮与相互啮合，因此两者受到大小相等，方向相反的力，所以受到的切向力，径向力（2）齿轮的受力：切向力：；径向力：；2. 计算弯矩轴的受力图如下：受力图（1）在平面内，根据静力受力平衡可得代入数据求得；OA段：；AB段: ;BC段：；弯矩图如下：弯矩图从图中可以看出B处弯矩最大，为（2）在平面内，根据静力平衡得到代入数据求得；OA段：；AB段：；BC段：；得出弯矩图如下：弯矩图从弯矩图中可以看出B处弯矩最大，为3. 校核轴的弯曲强度由弯矩图可知B处为危险截面，因此对B处进行弯矩校核。其合成弯矩所以轴弯曲强度符合要求。2.4. 轴承的选择和校核2.4.1轴承的选择轴：前支承、后支承均选择6205；轴：前支承选择6205，中支承选择6206，后支承选择6205；轴：前支承选择6205，中支承选择6208，后支承选择6205；轴：前支承选择234416B/P5,NN3016K/P6;后支承：选择NN3013K/P6。 2.4.2 轴承的校核轴的受力最大，故只需校核轴上的轴承。O处的轴承受到的力：C处的轴承受到的力：故校核O处的轴承。参考机械设计课程设计表8-155，6205的基本额定动载荷，基本额定静载荷，参考机械设计表13-6，表13-5，取，；当量动载荷轴承的使用寿命设计轴承的使用寿命为4年，每年工作300天，两班制，则，故寿命符合要求。第3章总结本次关于专用车床的主轴箱部件设计的课程设计告一段落了，虽然在其过程中遇到了许多问题，但在老师的指导下及其同学的帮助下，还是完成了此次任务。这次的课程设计中有许多我们比较生硬的知识，例如皮带轮的设计等，通过此次设计，不仅对我学过的课本知识进行了一次复习与巩固，也让我学到了平时接触较少的机械知识，让我明白了计算结合实际的重要性，培养我有关这方面的设计能力，为以后接触到相关的事情打下坚实的基础。第4章参考文献1 黄鹤汀.金属切削机床设

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