C6150机床.docx

机械制造装备设计课程设计说明书设计题目：C6150机床床头箱的课程设计设 计 者： 张志雄班 级：机电101201学 号：201012010138指导教师： 贾育秦太原科技大学2014-3-15序言 本次课程设计任务是C6150车床变速箱传动设计。由于C6150车床是精密，高精密加工车床，要求车床加工精度高，主轴运转可靠，并且受外界，振动，温度干扰要小，因此，为尽量减小变速箱，原电机振动源对主轴箱传动的影响。1.参数的确定任务要求Nmax=1250rpm，Nmin=20rpm，主轴转速级数Z=17，计算得转速公比=1.26，选择电机转速1450r/min，电机功率5.5kw。2.传动设计 2.1选择结构式确定变速组的数目和各变速组中传动副的数目。机床变速范围比较大，必须经过较长的传动链减速才能获得主轴所需的转速，通常采用p=2或3，因此，18=3*3*2，共需3个变速组。 2.2.1传动组顺序安排确定不同传动副数的各变速组的排列次序。由于采用电机和电磁离合器M1和M2控制获得2级变速，所以选择18=2*3*3的方案。图1中，轴和轴a间的反向机构可当做主传动变速。当电机反转，经胶带轮和反向机构等传动主轴时，主轴仍为正转。轴a上有3级滑移齿轮得三级变速，轴abb也可得3级变速，又电机和电磁离合器M1和M2控制得到2级变速，这样使主轴可以获得18级转速图1 2.2.2传动组扩大顺序安排确定变速组的扩大顺序。根据前小后大的原则，选择18=2*3*3。下图是该传动的结构式3.带轮直径和齿轮齿数的确定 3.1带轮直径的确定 本次设计中，存在电动机到轴的一组皮带轮传动，传动比为1：1.4， 一般机床上采用V带，根据电动机转速和功率即可确定带型号，传动带 数25个最佳。根据带轮传递功率和转速，对于电动机到I轴选择A型 带，I轴上带轮直径D2=165mm，电动机轴上带轮直径D1=118mm，采用4根带。 3.2齿轮齿数的确定 为了便于设计和制造，同一传动组内各齿轮的模数常取为相同。此时，各传动副的齿轮齿数和相同。显然，齿数和太小，则小齿轮的齿数少，将会发生根切，或造成其加工齿轮中心孔的尺寸不够（与传动轴直径有关），或造成加工键槽（传递运动需要）时切穿齿根；若齿数和太大，则齿轮结构尺寸大，造成主传动系统结构庞大。因此，应根据传动轴直径等适当选取。本次设计共有a-a，b-两个传动副。轴a-a之间有3对啮合齿轮，其传动转速图如下U1=2，U2=1，U3=1/1.25，u1 = , u2 = ,u3 = 最小齿轮必然是 在降速比最大的传动副u1 中，即Z1=Zmin ,取Z1=26=52 ，取齿数和SZ=78所以 Z2=39, =SZ Z2 =39 Z3=43， =SZ Z3 =35轴b-之间有2对啮合齿轮，转速图如下U4=3.15，U5=1，u4 = , u5 = , 最小齿轮在U4中，Z4=27，Sz=111，Z5=563.3检查主轴各级转速 主轴：n理=1000r/min，n实=1016r/min （n实- n理）/ n理=1.6%2.6% 主轴a：n理=630r/min，n实=638r/min （n实- n理）/ n理=1.2%2.6% 主轴a：n理=315r/min，n实=318r/min （n实- n理）/ n理=0.95%2.6% 主轴b：n理=160r/min，n实=159r/min （n实- n理）/ n理=0.6%2.6% 主轴b：n理=63r/min，n实=62.5r/min （n实- n理）/ n理=0.8%2.6%主轴：n理=20r/min，n实=20.1r/min （n实- n理）/ n理=0.5%=370(P/Nj)(1/3)（5）式中，Nj：大齿轮的计算转速，单位为r/min。 P：该齿轮传递功率，单位为KW。对于最小齿数和，则有各轴应满足的最低模数。计算可知模数取m=2.75。4.结构设计 在生产实际中，轴上齿轮的传动主要靠周向键连接来实现的，花键连接以其对中性好，导向性能好，应力集中小等优点获得广泛应用。因而本次设计中，所有的传动轴均采用花键轴，通过各轴的当量直径来选取适当标准的花键轴径，再通过花键轴径来选取轴上各齿轮传动副的齿数。4.1 齿轮的轴向分布 本次设计中有多处使用了滑移齿轮，而滑移齿轮必须保证当一对齿轮完全脱离后，令一对齿轮才能进入啮合，否则会产生干涉或变速困难。所以与之配合的固定齿轮间的距离应保证留有足够的空间，至少不少于齿宽的两倍，并留有=12mm的间隙。 齿轮齿宽一般取b1=（612）m，对变速箱内齿轮传动副模数m=2.5mm，本次设计的齿轮宽度b=6m=15mm 。 4.2 传动轴及其上传动元件的布置 I轴上为两个摩擦片式电磁离合器，两个离合器分别与两个固定齿轮相连左右端均选取深沟球轴承，左端选用一个型号为6205深沟球轴承，右端选用一个型号为6205的深沟球轴承。左端通过一对6206深沟球轴承连接带轮，电机工头左端V带轮将动力传至I轴，又通过滑移齿轮传动力至IIa轴。I轴的结构形式如图： a轴上为3个固定齿轮，两端均选用圆锥滚子轴承，动力由I轴传入，通过3个齿轮将动力传至a轴上。a轴的结构形式如图：a轴上为一组三联滑移齿轮和两个固定齿轮,左端连接一个摩擦片式电磁离合器用于制动，左端采用一个圆锥滚子轴承，又端采用一对深沟球轴承。动力由a轴经三联滑移齿轮传入，从右端的齿轮传出至b轴。a轴的结构形式如下图：b轴上为两个固定齿轮，左右两端都采用圆锥滚子轴承。动力由左端齿轮传入，再传入b轴。b轴的结构形式如下图所示：b轴上为一组固定齿轮，左右两端均采用圆锥滚子轴承。动力由b轴传入，由固定齿轮传递到主轴上取。b轴的结构形式如下图所示：轴为主轴，轴上有3个固定齿轮，左端采用深沟球轴承，中间和右端采用圆锥滚子轴承。动力由b轴输入，从右端输出。轴的结构形式如下图所示：4.3 滑移齿轮的控制 变速采用机械操纵方式。通过转动手柄来移动滑移齿轮，实现变速。4.4a轴强度的校核 由于a轴同时承受弯矩和转矩，在进行校核时，按弯矩和转矩的合成强度条件进行校核，根据第三强度理论，可推得：本设计主轴的材料为经调质处理的45钢，它的许用疲劳强度 =60Mpa。在验算前，先进行一些简略处理一简化计算。主轴的结构简图如图所示。这里，由于中间支撑仅做辅助支撑，在进行受力分析时，并不将其看做是支撑反力点。左右轴承集中反力作用点，均看做作用在轴承支撑的中点处。现将主轴上各传动元件的作用点位置和距离表示如下：a轴上各元件的作用点位置如图所示这种情况下，主轴上右边的固定齿轮受力。由高速轴的受力分析知：转矩 （1）、合成弯矩（2）、扭矩（3）、当量弯矩由手册查材料45刚的强度参数C截面当量弯曲应力：所以轴的强度符合标准。5.参考文献【1】张铁，李琳，李杞仪主编.创新思维与设计M.北京.国防工业出版社,2005.【2】璞良贵，纪明刚.机械设计第八版M.北京.高等教育出版社，2006.【3】陈立德，赵海霞.机械制造装备设计M.北京.国防工业出版社,2010.【4】吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册M.北京：高等教育出版社，2004.4【5】东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职工大学.机床夹具设计手册第二版M.上海：上海科学技术出版社，1994.4【6】南京机械研究所.金属切削机床夹具设计图册M.北京：机械工业出版社，1983.5【7】卢秉恒.机械技术基础M.北京：机械工业出版社，2007.12致 谢本次课程设计是在指导老师贾育秦老师的悉心指导下完成的。在选题