镗床专机设计.doc

目 录摘要、关键词 1第1章 镗床传动方案的确定1第2章 电动机选择及相关运动参数的计算22.1 电动机的选择22.2 机械传动装置运动和动力参数的计算3第3章 机械传动示意图4第4章 普通V带传动设计5第5章 镗床结构特点7第6章 主轴的设计9第7章 轴承校核11小 结12参考文献12致 谢13附录14简易镗床设计(主轴系统)【摘 要】 简易镗床为学校实训中心机械传动实验室配合教学演示用的机械传动装置。它不仅可以形象地表达能量及机械运动形式的转换，同时可让你体验调整塔轮对主轴转速的改变。本文从课题要求入手，进行必要的设计计算，并对该机构薄弱环节主轴镗铣时的扭矩校核，保证了装置的可靠运行。【关键词】 简易镗床；方案；设计；校核第1章 镗床传动方案的确定（1） 根据毕业设计任务书要求的简易镗床切削转矩为2030Nm，进给线速为，其刀具随主轴上作旋转运动，转速分别为、，工作台随丝杠上作直线进给运动。本人进行了有关实地调研、查阅相关资料，认为利用塔轮结构能够简便的将电动机转速降为多种转速；利用V带传动、二级摆线针轮减速器，将电动机的转速降为，从而满足设计要求。（2） 主运动：电动机经过两组塔轮进行传动，再通过主轴使刀具作旋转运动，以实现刀具的切削运动。进给运动：电动机经过减速传动装置（V带传动、摆线针轮减速箱、V带传动）带动丝杠作旋转运动，以实现工作台往返直线进给。（3） 根据镗床的运动特点，刀具在切削加工过程中需要多种转速（如镗孔、车削内外螺纹、攻丝、铣削端面或平面等）。镗床最大的特色是设计考虑到设计的简易性、操作可行性，再加上能够配合教学演示所用，经过诸多方面的考虑，而采用塔轮传动机构最适合。（4） 由于本次设计的主轴转速先定为、，进给线速为，从而设计、校验其相关数据。（5） 此次所设计的简易镗床，仅设有纵向可移动工作台，但具有较精确的坐标测量系统，也适于加工孔距误差较小的孔系。第2章 电动机选择及相关运动参数的计算2.1、电动机的选择（1）、选择电动机类型和结构 按工作要求，一般选用Y系列三相异步电动机为卧式结构。结构形式：基本安装型，机座带底脚，端盖无凸缘，额定电压380V.（2）、选择电动机的容量 电动机工作功率按式（1）为 Pd (1) 由式（2） PW =kw (2) 因此 Pd = Pd PW 工作机（主轴）所需功率kwT主轴的扭矩n-主轴的转速-从电动机到主轴的总效率=式中 -V带传动效率 -深沟球轴承转动效率 -圆锥滚子轴承传动效率 查表的=0.96 =0.99 =0.98 根据毕业设计任务书要求主轴扭矩为 则=则（3）确定电动机转速 由于主轴的工作转速为300 600 800 此次设计采用的是塔轮降速传动机构，计算的传动比采用的是降速传动比，故主轴是取采用的是两极传送 总传动比 其中 它们都是V带的传动比故 =则电动机转速范围为 根据容量和转速，由有关手册查出有三种使用的电动机型号，因此有三种传动方案，如图表（2-1）：方案电动机型号额定功率PedKW电动机转速r/min传动装置的传动比总传动比带传动比带传动比1Y100LZ-43.014304.772.3922Y112M-44.014404.82.423Y112S-45.514404.82.42 （2-1）综合考虑电动机和传动装置的尺寸和皮带传动比，可见第二方案比较适合。因此选定电动机型号为Y112M-4。2.2机械传动装置运动和动力参数的计算（1） 各轴转速电机带轮的转速塔轮的转速塔轮的转速有三种即：（2） 各轴输入功率 分别为带传动，深沟球轴承，圆锥滚子轴承的传动效率 塔轮轴塔轮轴由于塔轮轴与刀杆主轴是同一个轴即（3） 各轴输入转矩由电动机轴输出转矩 塔轮轴 塔轮轴由于考虑到；当塔轮轴转速为时，转距就是：而上面所算出塔轮轴转距为，是塔轮转速为 第3章 机械主轴传动示意图电动机 皮带轮 塔轮 V带塔轮主轴短镗刀带带有镗杆镗刀二选译一 1动力部分：电动机 2传动部分： V带传动、塔轮传动系统： 3工作部分（执行机构）：镗床主轴 4控制部分：开关第4章 普通V带传动的设计（1） 确定计算功率根据工作情况 查表（6-2）得工况系数 （2）选择V带的型号 根据及查得，交点在B型带区域界附近，故初选B型V带。 计算传动比 确定小带轮直径 由表6-8，取=125mm (要大于或等于最小直径，并符合直径系) 确定大带轮直径大带轮直径取弹性滑动率=0.02查表6-8取得=300mm 验算带速V 带速V在525范围内 故合适 计算中心距a，带长由式 得 0.7(125+300) 2(125+300) 即 297.5850 取 =550mm由式 得 =2550+3.14（125+300）/2+(125-300)2/4550 =1100667.25+82.1 =1849.35由式（6-5）找到与相近的数据，取=1800mm 实际中心距a 验算小带轮包角由公式 得 故合适 确定V带的根数z根据 查表6-3得 包角系数根据 查表6-7得 带长修正系数 由材料查表（6-8）得 2.2kw 由式（9-23）得 取 Z=2 确定单根V带的预紧力查表（6-4）每米长度质量 确定带对轴的压力 选择普通V带型号为B型，长度1800mm，根数2根。第5章 镗床结构特点插床机械系统的执行机构主要是主轴和镗刀(镗杆)，如图（5-1）所示。刀的末端是采用的是莫氏锥度，然后与主轴一端配合，电动机经过塔轮传动装置（V带传动）带动主轴转动，塔轮有三种变速度，以实现刀具的切削运动如图（5-2）所示。 (5-1) （5-2） 第6章 主轴的设计 选择材料，确定许用应力材料选为45钢、正火处理查表7-1，材料强度极限 查表7-12，对称循环状态下许用应力 计算基本直径并据此进行轴系的结构设计。轴的结构设计 （6-1）1、刀架套，2、31313轴承，3、轴承座，4、 31312轴承，5、圆头帽，6、塔轮。轴的校核轴的扭转强度条件： 从表可查出45号钢的为3040。故，满足强度条件。又因为该轴的最小直径就是此处，所以该轴的其他轴径的比小的多，故满足强度条件，不需改动。第7章 轴承校核（1） 由机械设计简明手册查的31313轴承， 由机械设计简明手册查的31312轴承， 在主轴上31313轴承受到的径向力 由于在铣削加工过程中，刀具的吃刀量、加工材料的不同，的值是不同，本次设计就令轴向力为零，即（2） 由上面可得X=1 Y=0由式（12-5）得当量动载荷为 （3） 计算所需径向基本额定动载荷C。以受载最大的P1端作为计算依据。因中等冲击，查表12-8，取。工作温度正常，查表12-7得，查表12-9得，由式（12-4）得（4）因,故适用。小结为期四周的毕业设计工作即将结束，在这较短的时间内，本人针对课题任务通过实地调研、查阅资料，构思、确定方案、绘图、计算，从中学到了很多知识，尤其是在我的指导老师，问老师身上学到了很多不懂的知识。通过这次毕业设计，既巩固了以前的知识又培养我们认真、细致、耐心的工作作风和动手的能力。在设计期间，我也遇到了一些问题，通过问老师的指点和我的钻研，很快就解决了。在这次毕业设计过程中，我不断的发现问题和解决问题，使我加深了对大学期间所学课程的理解和综合应用，并得到进一步的巩固，这对以后的学习和工作有着积极的意义。总之，这次毕业设计让我学到了很多知识，为我今后的工作实践打下了良好的基础。【参考文献】1聂建武。金属切削与机床。西安：电子科技大学出版社，20062张普礼。机械加工设备。北京：机械工业出版社，20053骆素君。机械课程设计简明手册。北京：化学工业出版社，20064濮良贵。机械设计。北京：高等教育出版社，20015魏康民。机械加工技术。西安：电子科技大学出版社，20066孙庆群。机械工程综合实训。北京：机械工业出版社，2005致谢为期四周的毕业设计工作即将结束，在这较短的时间内，本人针对课题任务通过实地调研、查阅资料，构思、确定方案、绘图、计算，从中学到了很多知识，尤其是在我的指导老师，问老师身上学到了很多不懂的知识。通过这次毕业设计，既巩固了以前的知识又培养我们认真、细致、耐心的工作作风和动手的能力。在设计期间，我也遇到了一些问题，通过问老师的指点和我的钻研，很快就解决了。在这次毕业设计过程中，我不断的发现问题和解决问题，使我加深了对大学期间所学课程的理解和综合应用，并得到进一步的巩固，这对以后的学习和工作有着积极的意义。总之，这次