说明书.doc

C6132型车床主轴箱设计及齿轮结构设计【优秀全套机械毕业设计】

收藏

资源目录
跳过导航链接。
C6132型车床主轴箱设计及齿轮结构设计.zip
C6132型车床主轴箱设计及齿轮结构设计
CAD制图
传动系统图.dwg
箱体展开图.dwg
齿轮零件图.dwg
文档
展开图.dwl
展开图.dwl2
压缩包内文档预览:(预览前20页/共44页)
预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图
编号:447199    类型:共享资源    大小:1017.18KB    格式:ZIP    上传时间:2015-07-03 上传人:小*** IP属地:福建
45
积分
关 键 词:
c6132 车床 主轴 设计 齿轮 结构设计
资源描述:

1.机床的类型及主要参数:C6132车床,变电动机功率:N=3Kw;最大转速=1120r/min、最小转速=25r/min;工作时间:一班制;变速级数:z=12。

2.工件材料:45号钢  

3.设计部件名称:主轴箱


机床是用金属毛坯加工成机器零件的机器,它是制造机器的机器。他可一将金属毛坯技工成具有较高精度的形状、尺寸和较高表面质量的零件。他所担负的工作量占机器总制造工作量的40%-60%。机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。机床的属性决定了它在国民经济中的重要地位。机床工业为各种类型的机械制造厂提供先进的制造技术与幼稚高效的机床设备,促进机械制造工业的生产能力和工艺水平的提高。机械制造业工业肩负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务,即为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种机器、仪器和工具。为适应现代化建设的需要,必须大力发展机械制造工业。机械制造工业是国民经济各部门赖以发展的基础。机床工业则是机械制造工业的基础。一个国家机床工业的技术水平,在很大程度上标志着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。显然,机床在国民经济现代化建设中起着重大的作用。

近些年来,随着电子技术、计算机技术、信息技术以及激光技术等的发展并应用于机床领域,使机床的发展进入了一个新时代。自动化、精密化、高效化和多样化成为为这一时代机床发展的特征,用以满足社会生产多种多样越来越高的要求,推动社会生产力的发展。新技术的迅猛发展和客观需求的多样化,决定了机床必须多品种;技术的加速更新和生产更新换代的加速。使机床主要面对多品种的中小批生产。因此现代机床不仅要保证加工精度、效率和高度自动化,还必须有一定的柔性,即灵活性,使之能够很方便地适应加工任务的改变。

20世纪以来,齿轮变速箱的出现,使机床的结构和性能发生呢感了根本性的变化。随着电气、液压等科学技术的出现并在机床上得到广泛应用,使机床技术有了迅速的发展。除通用机床外,又出现了许多边型品种和各式各样的专用机床。在机床发展的这个阶段机床的动力已由自然力代替了人力。特别是工业革命以来,人只需要操纵机床。生产力已不受人的体力的限制。我国的机床工业是在新中国成立后建立起来的,发展很迅速。现在,我国机床工业已经取得了很大的成就,但与世界先进水平相比,还有叫大的差距。主要表现在:大部分高精度和超精度机床的性能还不能满足要求,精度保持性也较差,特别是高效自动化和数控化机床的产量、技术水平和质量等方面都明显落后。因此,在我国机床工业面临着光荣而艰巨的任务,必须奋发图强,努力工作,不断扩大技术队伍和提高人员的技术素质,学习和引进国外的先进科学技术,大力开展科学研究,以早日赶上世界先进水平。

车床类机床主要用来加工各种回转表面。由于多种机器零件具有回转表面,车床的通用性又较广,因此在机器制造厂中,车床的应用极为广泛,在车床中所占的比重最大,约占机床总台数的20%-35%。

主轴箱是车床的重要组成部分,固定在床身的左端,内部装有主轴和变速及传动机构。工件通过卡盘等夹具装夹在主轴前端。它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速,同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量,一旦主轴的旋转精度降低,则机床的使用价值就会降低。

设计中综合了应用机械设计、机床、工装等机械设计、制造系统理论知识与实践技能,适当结合CAD/CAM相关知识与技术,以质量、生产率和经济性辨证统一为原则,设计主要用于加工回转零件的车床主轴箱传动、结构及主要零件的设计

   设计中最主要讲述了普通中型车床主轴箱的结构设计,有车床的规格、参数,电动机的选择,动力设计和传动设计,轴和齿轮的确定,重要齿轮的设计齿轮机械加工工艺过程反感的确定等。另外为了更直观的看到整个设计,还有主轴箱的展开图、齿轮零件图

关键词:普通中型车床 主轴箱 齿轮


Abstract

The machine is used for rough machining of metal machine parts into the machine, it is the machinery manufacturing machines. He will be a rough metal craftsmen with high precision into the shape, size and high surface quality of parts. He accounts for the work undertaken by the machinery manufacturing workload of 40% -60%. Machine direct impact on the technological level of manufacturing industrial machinery product quality and labor productivity. Machine attributes its decision in the important position of the national economy. Machine tool industry for various types of machinery factory in providing advanced manufacturing technology and naive efficient machine equipment, machinery manufacturing industries to promote the productive capacity and raise the level of technology. Machinery manufacturing industry is shouldering the national economy for the provision of modern technology and equipment department of the task, namely, industry, agriculture, transport, scientific research and national defense and other departments to provide all kinds of machinery, equipment and tools. In order to meet the needs of modernization, we must vigorously develop the machinery manufacturing industry. Machinery manufacturing industry is the sector's national economic development. Machine Tool Industry Machinery Manufacturing industry is the foundation. A country's machine tool industry technical standards, in large measure, marked the country's industrial production capacity and scientific and technological level. Clearly, the machine tool in the modernization of the national economy plays an important role.
In recent years, as electronic technology, computer technology, information technology, and laser technology used in machine tools and the development of the area so that the machine entered a new era. Automation and sophisticated, efficient and diversified into the era of machine tools for the development of the characteristics of a variety of social production to meet growing demands, and promote the development of productive forces. The rapid development of new technology and the diversification of an objective demand, the machine must be decided more variety; technologies to accelerate the updating and upgrading of production accelerated. Machine tools to face the main variety of small and medium-sized batch production. So modern machine tools not only to ensure that the processing accuracy, efficiency and a high degree of automation, must also have a certain flexibility, that is flexibility, so that it can easily adapt to changes in processing tasks.
Since the 20th century, the emergence of transmission gear, so that the structure and performance of machine tools in this sense a fundamental change. With electrical, hydraulic, and other science and technology and the emergence of widely used on the machine so that the machine tool technology has developed rapidly. In addition to general machine tools, and there are many varieties and the edge of a wide range of special machine tools. In this stage of the development of machine tools machine has been the driving force to replace the natural forces of human. Especially since the Industrial Revolution, people only need to control machine tools. Productivity out of people's physical limitations. China's machine tool industry is in the founding of new China, set up and develop very rapidly. Now, China's machine tool industry has made great achievements, compared with the advanced world level, there is big gap. The main problems: the majority of high-precision and ultra-precision machine tools still can not meet the performance requirements, and also to maintain the accuracy poor, especially the efficient automation and the output of CNC machine tools, technical standards and quality, obviously lagging behind. Therefore, in China's machine tool industry faces a glorious and arduous task, we must work hard, and growing technical team of technical staff and improve the quality of learning and the introduction of foreign advanced science and technology and vigorously carry out scientific research in order to catch up with the world at an early date Advanced level.
Lathe machine type mainly used for processing various rotary surface. A variety of machine parts with rotating surface, the universal lathe and a wider, so the machine factory in the application of a wide range of lathes, in the lathe had the largest share, accounting for about Taiwan's machine tool total number of 20% -35% .
Headstock lathe is an important part of the fixed bed in the extreme left, and loaded with spindle speed and transmission mechanism. Chuck, and so on through the workpiece clamping fixture in the front spindle. Its main task is to be the main motor came after a series of rotating the spindle speed to get the necessary institutions of both the pros and cons to the different speed and separation of the main driving force for me to pass into the campaign to me. Headstock middle-spindle lathes is the key parts. Spindle in bearings on the smooth functioning of a direct impact on the quality of the workpiece processing, once the rotating spindle to reduce accuracy, the machine will reduce the value.
The design of the application of integrated mechanical design, machine tools, cutting tools, technology, tooling and other mechanical design, manufacturing systems theoretical knowledge and practical skills, the right combination of CAD / CAM-related knowledge and technology, quality, productivity and economy of the principle of dialectical unity, Designed mainly for processing parts of the rotary lathe spindle box transmission, structure and major parts of the craft.
Design of the ordinary about the most important medium-spindle lathes me the structural design, lathe specifications, parameters, the choice of motors, power transmission design and design of a shaft and gear identification, the design of important gear, there is a large part of the design process Tooling and design, including gear machining process offensive determine the process and the process of developing the card, the fixture design. In addition to the more intuitive to see the whole design, the spindle box started map, spindle box profiles, gear parts and components in Figure fixture assembly
Key words:ordinary medium-sized lathe  

目录



第1章 绪论1

1.1主轴及其部件设计的主要意义1

1.2 主要设计内容1

1.3主要技术参数1

第2章 车床主传动系统方案设计2

2.1 主传动的组成及要求2

2.1.1 主传动的组成2

2.1.2 主传动的设计要求2

2.2 主传动系统的传动方式3

2.2.1 集中传动式3

2.2.2 分离传动式3

2.3 主传动的变速方式3

2.3.1 变换齿轮变速3

2.3.2 滑移齿轮变速4

2.3.3 多速电动机变速4

2.3.4 各种变速机构的组合4

第3章 主传动系统的运动设计5

3.1 确定极限转速5

3.2 确定公比5

3.3 确定结构网和结构式5

3.3.1 传动组和传动副数的确定5

3.3.2 结构网和结构式各种方案的选择5

3.4 绘制转速图7

3.4.1 选定电动机7

3.4.2 拟定转速图的步骤7

3.5 齿轮齿数的确定9

3.5.1 传动组a10

3.5.2 传动组b10

3.5.3 传动组c10

3.5.4 换向齿轮副11

3.6 传动系统图的拟定11

第4章 主运动部件结构设计13

4.1 带传动设计13

4.1.1 确定计算功率13

4.1.2 选取V带型13

4.1.3 验算带速和确定带轮直径13

4.1.4 确定带传动的中心距和带的基准长度14

4.1.5 验算小带轮的包角14

4.1.6 确定带的根数14

4.1.7 计算单根V带初拉力的最小值15

4.1.8 计算压轴力15

4.1.9 带轮的结构15

4.2 确定计算转速16

4.2.1 主轴16

4.2.2 各传动轴16

4.2.3 各齿轮16

4.2.4 核算主轴转速误差16

4.3 各传动组齿轮模数的确定16

4.3.1 传动组a17

4.3.2 传动组b17

4.3.3 传动组c18

4.4 齿轮尺寸表18

4.6 确定各轴最小直径23

4.6.1 Ⅰ轴的直径23

4.6.2 Ⅱ轴的直径24

4.6.3 Ⅲ轴的直径24

4.6.4 主轴的直径24

4.7 主轴组件设计24

4.7.1 主轴直径的初选24

4.7.2 主轴组件的前悬伸和跨距24

4.7.3 主轴组件最佳跨距选择24

4.7.4 主轴组件的选择26

4.7.5 轴的强度校核26

4  轴的受力分析28

4.7.6  轴的刚度校核30

第五章  有关零件的分析33

5.1零件分析33

5.1.1齿轮结构特点33

5.1.2齿轮的技术要求33

5.2齿轮材料、毛坯与热处理34

5.2.1材料的选择34

5.2.2齿轮毛坯的制造34

5.2.3材料的热处理34

5.3.定位基准的选择35

5.3.1粗基准的选择35

5.4齿轮的结构设计36

第6章 主轴箱箱体计算39

结  论41

参考文献42

致  谢43






内容简介:
2012 届专科毕业设计(论文)任务书 姓名: 刘明亮 专业: 机电一体化 班级: 机电 Z092 任务下达时间: 0 4 月 09 日 任务完成时间: 06 月 22 日 毕业设计(论文)题目: C6132 型车床主轴箱及齿轮结构设计 专题题目 : 主轴箱设计 齿轮结构设计 题目主要内容: 设计内容:独立完成变速级数为 12 级的机床主传动系统主轴变速箱设计,包括车削左右螺纹的换向机构及与进给联系的输出轴,并完成 齿轮结构设计。 目的要 求、主要技术指标: 1 机床的类型及主要参数: C6132 车床,变电动机功率: N=3Kw;最大转速=1120r/min、最小转速 =25r/min; 工作时间:一班制; 变速级数: z=12。 2 工件材料: 45 号钢 3 设计部件名称:主轴箱 应完成的主要任务: 设计任务: (1)运动设计:根据所给定的转速范围及变速级数,确定公比,绘制结构网、转速图、计算齿轮齿数。 (2)动力计算:选择电动机型号及转速,确定传动件的计算转速、对主要零件(如皮带、齿轮、主轴、轴承等)进行计算(初算和验算);(3)齿轮结构设计 设 计工作量要求: (1)主轴箱展开图;( A0) (2)传动系统图; (3)齿轮零件图; (4)编写课程设计说明书一份。 主要参考文献: 1 徐嘉元、曾家驹主编 . 机械制造工艺学 . 北京: 机械工业出版社, 2006 2 贾亚洲主编 .金属切削机床概论 .北京:机械工业出版社, 2010 3 M. Sokovic, J. Kopac, L.A. Dobrzanski. Wear of PVD-coated Solid Carbide End Mills in Dry High-speed CuttingJ. Journal of Materials Processing Technology, 2004,157: 422-426. 指导教师: 教研室主任: nts nts2012 届专科毕业设计(论文)开题报告 第 1 页 共 5 页 1.设计背景或研究意义 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器,它是制造机器的机器,又称为“工作母机”或“工具机”。在现代机械制造工业中,金属切学机床是加工机器零件的主要设备,它所担负的工作量,约占机器总制造工作量的40% 60%。机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。 机床设计和制造的发展速度是很快的。由原先的只为满足加工成形而要求刀具与工件间的某些相对运动关系和零件的一定强度和刚度,发展至今日的高度科学技术成果综合应用的现代机床的设计,也包括计算机辅助设计( CAD)的 应用。但目前机床主轴变速箱的设计还是以经验或类比为基础的传统(经验)设计方法。因此,探索科学理论的应用,科学地分析的处理经验,数据和资料,既能提高机床设计和制造水平,也将促进设计方法的现代化。 随着科学技术的不断发展,机械产品日趋精密、复杂,改型也日益频繁,对机床的性能、精度、自动化程度等提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一,不仅能提高产品质量和生产率,降低生产成本,还能改善工人的劳动条件。为此,许多企采用自动机床、组合机床和专用机床组成自动或半自动生产线。但是,采用 这种自动、高效的设备,需要很大的初期投资以及较长的生产准备周期,只有在大批量的生产条件(如汽车、拖拉机、家用电器等工业主要零件的生产)下、才会有显著的经济效益。 在机械制造工业中,单件、小批量生产的零件约占机械、加工的 70% 80%。科学技术的进步和机械产品市场竞争的日益激烈,致使机械产品不改型、更新换代、批量相对减少,质量要求越来越高。采用专用的自动化机床加工这类零件就显得横不合理,而且调整或改装专用的“刚性”自动化生产线投资大、周期长,有时从技术上甚至是不可能实现的。采用各类仿型机床,虽然可以部分地解决 小批量复杂的加工,但在更新零件时需制造靠模和调整机床,生产准备周期长,而且由于靠模误差的影响,加工零件的精度很难达到较高的要求。 为了解决上述问题,满足多品种、小批量,特别是结构复杂、精度要求高的零件的自动化生产,迫切需要一种灵活的、通用的、能够适于产品频繁变化“柔性”自动化机床。随着计算机科学技术的发展, 1952 年,美国帕森斯公司( Parsons)和麻省理工学院( MIT)合作,研制成功里世界上第一台以数字计算机为基础的数字控制( numerical control,简称 NC) 3 坐标直线插补铣床,从而机械制造 业进入了一个新阶段。 机床工业作为工业的基础生产要素,其下游行业涉及到机械制造的各个方面,nts2012 届专科毕业设计(论文)开题报告 第 2 页 共 5 页 行业发展对下游行业生产设备的需求相关度较高,下游行业的投资强度将影响到机床行业的发展。机床行业与国内生产总值和固定资产投资呈较强的正相关关系,所以在我国 GDP稳定持续快速增长的经济环境下,机床行业必将得到快速发展的机会。2006 年机床行业的增长速度为 37.3%,远高于全球机床行业 9.3%增长速度,同时中国机床消费量连续五年居世界第一位,占全球消费量的 22%的比重。机床自给率达到 40%以上,数控机床自给率达到 30%,中 国机床出口仅占国内生产总值的 18%。由2008 年统计数据来看,金属切削机床制造业是机床行业的主要子行业,其资产比重占机床行业的 54.14%,收入比重和利润比重也几乎占据整个机床行业一一半的份额;其次是金属成形机床制造业、铸造机械制造业、其他金属加工机械制造,收入比重均在 10%以上。 我国机床行业正处在快速成长的阶段,并且受到国家政策重点支持。具备如下特征的企业将成为市场竞争的主力:发展大型、精密、高速数控装备和数控系统及功能部件,具备自主知产权,有能力研发生产的企业;具备进口替代能力的企业;并购重组的企 业;拥有对上游功能零部件较强整合能力的企业。机床行业未来发展判断:下游行业,如汽车、普通机械、军工和高新技术行业增长与企业更新换代保证了国内机床消费的增长,预计机床消费增速保持 15%左右,其中数控机床消费增速在 20%左右;进口替代空间更巨大 (数控机床目前有 70%左右为进口,行业收入增速将高于国内机床消费增速,预计行业收入增速在 20%左右,数控机床收入增速在30%左右,预计优势企业增长将高于行业平均水平;重组并购造就有竞争力的企业,看好行业内的沈阳机床集团、大连机床集团、秦川发展集团。 C6132 普通 卧式 车 床用途广泛,能车削各种零件外圆、内圆、端面、锥面、切槽和其它旋转面以及公制螺纹、英制螺纹、模数螺纹、径节螺纹等。还可承担钻孔、套料、镗孔、铰孔、滚花、拉油槽等工作。车床的主轴孔大。该车床结构合理,操作灵便、刚性强、适宜于硬质合金刀具进行高速切削和强力切削来加工各种黑色金属和有色金属,加工精度可达 IT6,表面粗糙度可达 Ra1.6。适用于各类机械厂的单件、小批量和多品种的机械加工生产 。 nts2012 届专科毕业设计(论文)开题报告 第 3 页 共 5 页 2.设计的主要环节或论文的基本内容 2 1 论文基本内容: 独立完成变速级数为 12 级的机床主传动系统主轴变速 箱设计,包括车削左右螺纹的换向机构及与进给联系的输出轴,并完成齿轮 设计 . 2 2 论文目的要求、主要技术指标: (1)机床的类型及主要参数: C6132 车床,最大转速 =1120r/min、最小转速 =25r/min;工作时间:一班制;功率: 3kw; 速级数: z=12。工件材料: 45 号钢 , . ( 2) 通过设计掌握常用的机械设计手段、方法及流程。 ( 3) 设计要做到科学、规范、准确,具有使用价值。 ( 4)通过设计可以得到机械科技人员的基本训练,包括调查研究、搜集资料、工程设计、理论分析计算、图纸 绘制、撰写设计说明书。 ( 5)强化机械设计、工艺制定、制图识图能力及计算机应用能力。 ( 6)针对实际生产的特点,要确定出合理的结构参数。 ( 7) 实际必须符合 GB 及相关设计规范。 2 3 论文应完成的主要任务: a.设计任务: (1)运动设计:根据所给定的转速范围及变速级数,确定公比,绘制结构网、转速图、计算齿轮齿数。 (2)动力计算:选择电动机型号及转速,确定传动件的计算转速、对主要零件(如皮带、齿轮、主轴、轴承等)进行计算(初算和验算); (3)齿轮结构设计 b.设计工作量要求: (1)主轴箱展开图;( A0) (2)传动系统图; (3)齿轮零件图; (4)编写课程设计说明书一份。 nts2012 届专科毕业设计(论文)开题报告 第 4 页 共 5 页 3.进度安排 1 论文选题;(第 8 周) 2 毕业实习,确定毕业设计的方案;针对毕业设计过程中出现的问题去工厂实习,在实际中解决问题;(第 8,9 周) 3 查阅相关资料,对设计课题作初步的了解;(第 8、 10 周) 4 根据资料,对设计方案的数据进行初步计算和处理, 同时 撰写开题报告和实习报告;(第 9、 10,12 周) 5 完成 c6132 车床的零件图和装配图对相关的数据计算和处理过程进 行完善,提高设计质量;(第 11 14 周) 6 撰写毕业设计说明书;(第 15 17 周) 7 完成设计,进行毕业答辩(第 18 周) nts2012 届专科毕业设计(论文)开题报告 第 5 页 共 5 页 指导教师意见: (对本设计或论文的深度、广度及工作量的评价) 指导教师(签字): 年 月 日 教研室审查意见: 教研室主任(签字): 年 月 日 nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) I 摘 要 机床是用金属毛坯加工成机器零件的机器,它是制造机器的机器。他可一将金属毛坯技工成具有较高精度的形状、尺寸和较高表面质量的零件。他所担负的工作量占机器总制造工作量的 40%-60%。机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。机床的属性决定了它在国民经济中的重要地位。机床工业为各种类型的机械制造厂提供先进的制造技术与幼稚高效的机床设备,促进机械制造工业的生产能力和工艺水平的提高。机械制造业工业肩负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务,即为工业、农业、交通运输业、科研和国 防等部门提供各种机器、仪器和工具。为适应现代化建设的需要,必须大力发展机械制造工业。机械制造工业是国民经济各部门赖以发展的基础。机床工业则是机械制造工业的基础。一个国家机床工业的技术水平,在很大程度上标志着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。显然,机床在国民经济现代化建设中起着重大的作用。 近些年来,随着电子技术、计算机技术、信息技术以及激光技术等的发展并应用于机床领域,使机床的发展进入了一个新时代。自动化、精密化、高效化和多样化成为为这一时代机床发展的特征,用以满足社会生产多种多样越来越高的要求,推动社 会生产力的发展。新技术的迅猛发展和客观需求的多样化,决定了机床必须多品种;技术的加速更新和生产更新换代的加速。使机床主要面对多品种的中小批生产。因此现代机床不仅要保证加工精度、效率和高度自动化,还必须有一定的柔性,即灵活性,使之能够很方便地适应加工任务的改变。 20 世纪以来,齿轮变速箱的出现,使机床的结构和性能发生呢感了根本性的变化。随着电气、液压等科学技术的出现并在机床上得到广泛应用,使机床技术有了迅速的发展。除通用机床外,又出现了许多边型品种和各式各样的专用机床。在机床发展的这个阶段机床的动力已由自然力 代替了人力。特别是工业革命以来,人只需要操纵机床。生产力已不受人的体力的限制。我国的机床工业是在新中国成立后建立起来的,发展很迅速。现在,我国机床工业已经取得了很大的成就,但与世界先进水平相比,还有叫大的差距。主要表现在:大部分高精度和超精度机床的性能还不能满足要求,精度保持性也较差,特别是高效自动化和数控化机床的产量、技术水平和质量等方面都明显落后。因此,在我国机床工业面临着光荣而艰巨的任务,必须奋发图强,努力工作,不断扩大技ntsC6132 型车床主轴箱及 齿轮结构 设计 II 术队伍和提高人员的技术素质,学习和引进国外的先进科学技术,大力开展科学研究,以早 日赶上世界先进水平。 车床类机床主要用来加工各种回转表面。由于多种机器零件具有回转表面,车床的通用性又较广,因此在机器制造厂中,车床的应用极为广泛,在车床中所占的比重最大,约占机床总台数的 20%-35%。 主轴箱是车床的重要组成部分,固定在床身的左端,内部装有主轴和变速及传动机构。工件通过卡盘等夹具装夹在主轴前端。 它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速,同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接 影响工件的加工质量,一旦主轴的旋转精度降低,则机床的使用价值就会降低。 设计中综合了应用机械设计、机床、工装等机械设计、制造系统理论知识与实践技能,适当结合 CAD/CAM 相关知识与技术,以质量、生产率和经济性辨证统一为原则,设计主要用于加工回转零件的车床主轴箱传动、结构及主要零件的 设计 。 设计中最主要讲述了普通中型车床主轴箱的结构设计,有车床的规格、参数,电动机的选择,动力设计和传动设计,轴和齿轮的确定,重要齿轮的设计齿轮机械加工工艺过程反感的确定等。另外为了更直观的看到整个设计,还有主轴箱的展开图 、齿轮零件图 。 关键词: 普通中型车床 主轴箱 齿轮 nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) III Abstract The machine is used for rough machining of metal machine parts into the machine, it is the machinery manufacturing machines. He will be a rough metal craftsmen with high precision into the shape, size and high surface quality of parts. He accounts for the work undertaken by the machinery manufacturing workload of 40% -60%. Machine direct impact on the technological level of manufacturing industrial machinery product quality and labor productivity. Machine attributes its decision in the important position of the national economy. Machine tool industry for various types of machinery factory in providing advanced manufacturing technology and naive efficient machine equipment, machinery manufacturing industries to promote the productive capacity and raise the level of technology. Machinery manufacturing industry is shouldering the national economy for the provision of modern technology and equipment department of the task, namely, industry, agriculture, transport, scientific research and national defense and other departments to provide all kinds of machinery, equipment and tools. In order to meet the needs of modernization, we must vigorously develop the machinery manufacturing industry. Machinery manufacturing industry is the sectors national economic development. Machine Tool Industry Machinery Manufacturing industry is the foundation. A countrys machine tool industry technical standards, in large measure, marked the countrys industrial production capacity and scientific and technological level. Clearly, the machine tool in the modernization of the national economy plays an important role. In recent years, as electronic technology, computer technology, information technology, and laser technology used in machine tools and the development of the area so that the machine entered a new era. Automation and sophisticated, efficient and diversified into the era of machine tools for the development of the characteristics of a variety of social production to meet growing demands, and promote the development of productive forces. The ntsC6132 型车床主轴箱及 齿轮结构 设计 IV rapid development of new technology and the diversification of an objective demand, the machine must be decided more variety; technologies to accelerate the updating and upgrading of production accelerated. Machine tools to face the main variety of small and medium-sized batch production. So modern machine tools not only to ensure that the processing accuracy, efficiency and a high degree of automation, must also have a certain flexibility, that is flexibility, so that it can easily adapt to changes in processing tasks. Since the 20th century, the emergence of transmission gear, so that the structure and performance of machine tools in this sense a fundamental change. With electrical, hydraulic, and other science and technology and the emergence of widely used on the machine so that the machine tool technology has developed rapidly. In addition to general machine tools, and there are many varieties and the edge of a wide range of special machine tools. In this stage of the development of machine tools machine has been the driving force to replace the natural forces of human. Especially since the Industrial Revolution, people only need to control machine tools. Productivity out of peoples physical limitations. Chinas machine tool industry is in the founding of new China, set up and develop very rapidly. Now, Chinas machine tool industry has made great achievements, compared with the advanced world level, there is big gap. The main problems: the majority of high-precision and ultra-precision machine tools still can not meet the performance requirements, and also to maintain the accuracy poor, especially the efficient automation and the output of CNC machine tools, technical standards and quality, obviously lagging behind. Therefore, in Chinas machine tool industry faces a glorious and arduous task, we must work hard, and growing technical team of technical staff and improve the quality of learning and the introduction of foreign advanced science and technology and vigorously carry out scientific research in order to catch up with the world at an early date Advanced level. Lathe machine type mainly used for processing various rotary surface. A variety of machine parts with rotating surface, the universal lathe and a wider, so the machine factory in the application of a wide range of lathes, in the lathe had the largest share, accounting for about Taiwans machine tool total number of 20% -35% . Headstock lathe is an important part of the fixed bed in the extreme left, and loaded with spindle speed and transmission mechanism. Chuck, and so on through the workpiece nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) V clamping fixture in the front spindle. Its main task is to be the main motor came after a series of rotating the spindle speed to get the necessary institutions of both the pros and cons to the different speed and separation of the main driving force for me to pass into the campaign to me. Headstock middle-spindle lathes is the key parts. Spindle in bearings on the smooth functioning of a direct impact on the quality of the workpiece processing, once the rotating spindle to reduce accuracy, the machine will reduce the value. The design of the application of integrated mechanical design, machine tools, cutting tools, technology, tooling and other mechanical design, manufacturing systems theoretical knowledge and practical skills, the right combination of CAD / CAM-related knowledge and technology, quality, productivity and economy of the principle of dialectical unity, Designed mainly for processing parts of the rotary lathe spindle box transmission, structure and major parts of the craft. Design of the ordinary about the most important medium-spindle lathes me the structural design, lathe specifications, parameters, the choice of motors, power transmission design and design of a shaft and gear identification, the design of important gear, there is a large part of the design process Tooling and design, including gear machining process offensive determine the process and the process of developing the card, the fixture design. In addition to the more intuitive to see the whole design, the spindle box started map, spindle box profiles, gear parts and components in Figure fixture assembly Key words: ordinary medium-sized lathe ntsC6132 型车床主轴箱及 齿轮结构 设计 VI 目录 第 1 章 绪论 . 错误 !未定义书签。 1.1 主轴及其部件设计的主要意义 . 错误 !未定义书签。 1.2 主要设计内容 . 错误 !未定义书签。 1.3 主要技术参数 . 错误 !未定义书签。 第 2 章 车床主传动系统方案设计 . 错误 !未定义书签。 2.1 主传动的组成及要求 . 错误 !未定义书签。 2.1.1 主传动的组成 . 错误 !未定义书签。 2.1.2 主传动的设计要求 . 错误 !未定义书签。 2.2 主传动系统的传动方式 . 错误 !未定义书签。 2.2.1 集中传动式 . 错误 !未定义书签。 2.2.2 分离传动式 . 错误 !未定义书签。 2.3 主传动的变速方式 . 错误 !未定义书签。 2.3.1 变换齿轮变速 . 错误 !未定义书签。 2.3.2 滑移齿轮变速 . 错误 !未定义书签。 2.3.3 多速电动机变速 . 错误 !未定义书签。 2.3.4 各种变速机构的组合 . 错误 !未定义书签。 第 3 章 主传动系统的运动设计 . 错误 !未定义书签。 3.1 确定极限转速 . 错误 !未定义书签。 3.2 确定公比 . 错误 !未定义书签。 3.3 确定结构网和结构式 . 错误 !未定义书签。 nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) VII 3.3.1 传动组和传动副数的确定 . 错误 !未定义书签。 3.3.2 结构网和结构式各种方案的选择 . 错误 !未定义书签。 3.4 绘制转速图 . 错误 !未定义书签。 3.4.1 选定电动机 . 错误 !未定义书签。 3.4.2 拟定转速图的步骤 . 错误 !未定义书签。 3.5 齿轮齿数的确定 . 错误 !未定义书签。 3.5.1 传动组 a . 错误 !未定义书签。 3.5.2 传动组 b . 错误 !未定义书签。 3.5.3 传动组 c . 错误 !未定义书签。 3.5.4 换向齿轮副 . 错误 !未定义书签。 3.6 传动系统图的拟定 . 错误 !未定义书签。 第 4 章 主运动部件结构设计 . 错误 !未定义书签。 4.1 带传动设计 . 错误 !未定义书签。 4.1.1 确定计算功率 . 错误 !未定义书签。 4.1.2 选取 V 带型 . 错误 !未定义书签。 4.1.3 验算带速和确定带轮直径 . 错误 !未定义书签。 4.1.4 确定带传动的中心距和带的基准长度 . 错误 !未定义书签。 4.1.5 验算小带轮的包角 . 错误 !未定义书签。 4.1.6 确定带的根数 z . 错误 !未定义书签。 4.1.7 计算单根 V 带初拉力的最小值 . 错误 !未定义书签。 4.1.8 计算压轴力 . 错误 !未定义书签。 4.1.9 带轮的结构 . 错误 !未定义书签。 4.2 确定计算转速 . 错误 !未定义书签。 4.2.1 主轴 . 错误 !未定义书签。 4.2.2 各传动轴 . 错误 !未定义书签。 4.2.3 各齿轮 . 错误 !未定义书签。 4.2.4 核算主轴转速误差 . 错误 !未定义书签。 4.3 各传动组齿轮模数的确定 . 错误 !未定义书 签。 4.3.1 传动组 a . 错误 !未定义书签。 4.3.2 传动组 b . 错误 !未定义书签。 4.3.3 传动组 c . 错误 !未定义书签。 4.4 齿轮尺寸表 . 错误 !未定义书签。 ntsC6132 型车床主轴箱及 齿轮结构 设计 VIII 4.6 确定各轴最小直径 . 错误 !未定义书签。 4.6.1 轴的直径 . 错误 !未定义书签。 4.6.2 轴的直径 . 错误 !未定义书签。 4.6.3 轴的直径 . 错误 !未定义书签。 4.6.4 主轴的直径 . 错误 !未定义书签。 4.7 主轴组件设计 . 错误 !未定义书签。 4.7.1 主轴直径的初选 . 错误 !未定义书签。 4.7.2 主轴组件的前悬伸和跨距 . 错误 !未定义书签。 4.7.3 主轴组件最佳跨距选择 . 错误 !未定义书签。 4.7.4 主轴组件的选择 . 错误 !未定义书签。 4.7.5 轴的强度校核 . 错误 !未定义书签。 4 轴的受力分析 . 错误 !未定义书签。 4.7.6 轴的刚度校核 . 错误 !未定义书签。 第五章 有关零件的分析 . 错误 !未定义书签。 5.1 零件分析 . 错误 !未定义书签。 5.1.1 齿轮结构特点 . 错误 !未定义书签。 5.1.2 齿轮的技术要求 . 错误 !未定义书签。 5.2 齿轮材料、毛坯与热处理 . 错误 !未定义书签。 5.2.1 材料的选择 . 错误 !未定义书签。 5.2.2 齿轮毛坯的制造 . 错误 !未定义书签。 5.2.3 材料的热处理 . 错误 !未定义书签。 5.3.定位基准的选择 . 错误 !未定义书签。 5.3.1 粗基准的选择 . 错误 !未定义书签。 5.4 齿轮的结构设计 . 错误 !未定义书签。 第 6 章 主轴箱箱体计算 . 错误 !未定义书签。 结 论 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) 第 1 页 共 44 页 第 1 章 绪论 1.1 主轴及其部件设计的主要意义 主轴箱的设计主要是主轴的设计。 1.为了满足各种 不规则形状工件 的加工 ,车床主轴 选择立式还是卧式将直接影响装夹工件和设计夹具的时间。 2.根据加工的范围不同,设计不同的机构能达到意想不到的效果。如采用立式主轴能依靠 工件自重, 使其 与夹具基准面准确地、紧密的接触,获得高精度且稳定的加工。 3.好的主轴设计能使 制造费用降低 ,性能很好的提高,更具有市场竞争力。 4.主轴作为数控机床的执行件,联系着伺服电动机和刀架,因此他的 设计将直接影响加工后成品的精度。而精度是影响我国数控机床发展的首要问题。 综上所述,主轴及其部件的设计是数控机床发展是一个重要方面,需要在设计中重点对待。 C6125机床可进行各种车削工作,并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。 主轴三支撑均采用滚动轴承;进给系统用双轴滑移共用齿轮机构;纵向与横向进给由十字手柄操纵,并附有快速电机。该机床刚性好、功率大、操作方便。 1.2 主要设计内容 本文主要对主传动系统、主运动部件和主轴箱的箱体进行设计。 1.3 主要技术参数 根据设计要求并参考实际情况,初步选定机床主要 参数如下: 床身上最大回转直径 : 350 mm 刀架上回转直径 : 125 mm 主轴转速级数 : 正转 12 级 主轴转速范围 : 正转 25-1120r/min; 主电动机功率: 3kw 主电动机 转速 : 960r/min ntsC6125型车床主轴箱及主轴 结构 设计 第 2 页 共 44 页 第 2 章 车床主传动系统方案设计 主运动传动系统简称主传动系统,它的功用是将电动机的运动传给机床主轴,使主轴带动工作部件实现主运动,并能满足普通车床主轴变速和换向的要求 ,它对机床的使用性能、结构和制造成本都有明显的影响。 2.1 主传动的组成及要求 2.1.1 主传动的组成 1.定比传动机构:即具有固定的传动比传动机构,用来实现降速或升速,一般常采用齿轮、皮带及链传动等,有时也可以采用联轴节直接传动。 2.变速装置:机床中的变速装置有齿轮变速机构,机械无极变速以及液压无级变速装置等。 3.主轴组件:机床的主轴组件是执行件,它由主轴、主轴支承和安装在主轴上的传动件等组成。 4.开停装置:用来控制机床主运动执行件的启动和停止。通常采用离合器或直接开停电动机。 5.制动装置:用来使机床主运动执行件尽快地停止运动,以减少辅助时间,通常可以采用机械的、液压的、电气的或 电动机的制动方式。 6.换向装置:用来改变机床主运动方向。对于主运动换向的机床,在主传动中都应该设有换向装置。它们可以是机械的、液压的或直接改变电动机的旋转方向。 7.操纵机构:机床的开停、变速、换向及制动等,一般都需要通过操纵机构来控制。在设计机床时,一般是联系起来考虑主传动与操纵机构的设计方案。 8.润滑与密封装置:为了保证主传动装置的正常工作和使用寿命,必须有良好的润滑装置与可靠的密封装置。 9.箱体:用来安装上述个组成部分。封闭式箱体不仅能保护传动机构,免受尘土、切屑等侵入,而且还可以减少这些机构所 发生的噪声。 2.1.2 主传动的设计要求 1.机床的主轴须有足够的变速范围和转速级数,以便满足实际使用的要求。 2.主电动机和传动机构须能承受和传递足够的功率和扭矩,并具有较高的传动效nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) 第 3 页 共 44 页 率。 3.执行件须有足够的精度、刚度、抗振性、和小于许可限度的热变形和温升。 4.噪声应在允许的范围内。 5.操纵要轻便灵活、迅速、安全可靠,并须便于调整和维修。 6.结构简单,润滑与密封良好,便于加工和装配,成本低。 2.2 主传动系统的传动方式 主传动的布局主要有集中传动式和分离传动式两种。主传动的全部变速机构和主轴组件 装在同一箱体内,称为集中传动布局;分别装在变速箱和主轴箱两个箱体内,其间用带、链条等传动时,称为分离传动式布局。 2.2.1 集中传动式 优点是结构紧凑,便于实现集中操纵,箱体少。缺点是:传动机构运转中的振动和发热会直接影响到主轴的工作精度。一般适用于主运动为旋转运动的普通精度的中、大型机床。 2.2.2 分离传动式 优点是变速箱所产生的振动和热量不传给或少传给主轴,从而减少了主轴的振动和热变形;高速时不用齿轮传动,而由带直接传动,运动平稳,加工表面质量好;当采用背轮机构时,传动链短,传动效率较高,转动惯量 小,便于启动和制动;低速时经背轮机构传动,扭矩大适应粗加工的要求。其缺点是:要两个箱体,低速时带负荷大,带根数多,容易打滑;当带安装在主轴中段时,调整、检修都不方便。 本课题设计的车床 主要加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面,主运动的速度很高,所以经分析决定采用集中式传动 2.3 主传动的变速方式 2.3.1 变换齿轮变速 这种变速机构的构造简单,结构紧凑,主要用于大批量生产中的自动或半自动机床、专用机床及组合机床等。 ntsC6125型车床主轴箱及主轴 结构 设计 第 4 页 共 44 页 2.3.2 滑移齿轮变速 广泛应用于通用机床和一部分专用机床,其优点是:变速范围大 ,变速级数也较多;变速方便又节省时间;在较大的变速范围内可传递较大的功率和扭矩;不工作的齿轮不啮合,因而空载功率损失较小等。其缺点是:变速箱的构造较复杂不能在运转中变速,为使滑移齿轮容易进入啮合,多用直齿圆柱齿轮传动,传动平稳性不如斜齿轮传动等。 2.3.3 多速电动机变速 采用多速电动机,可以简化机床的结构、使用方便、并能在运动中改变某几种转速。通常与其他的变速方式联合使用。 2.3.4 各种变速机构的组合 根据机床的不同工作特点,通常机床的变速机构往往是上述几种变速机构的组合。 本课题设计的车床 要求变速 范围大,变速级数多,能够传递较大的功率和扭矩,所以经分析采用滑移齿轮变速。 nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) 第 5 页 共 44 页 第 3 章 主传动系统的运动设计 3.1 确定极限转速 已知主轴最低转速 min/25m in rn ,最高转速 min/1201m a x rn ,转速调整范围为 8.44/ m inm a x nnR n 3.2 确定公比 此机床为生产率要求较高的普通机床,减少相对转速损失是主要的,所以公比 取得较小, 1n zR =44.8 z=12 这里选定主轴转速数列的公比为 41.1 3.3 确定结构网和结构式 3.3.1 传动组和传动副数的确定 12=4 3 12=3 4 12=3 2 2 12=2 3 2 12=2 2 3 在上列两行方案中,第一行方案有时可以省掉一根轴。缺点是有一个传动组内有四个传动副。如果用一个四联滑移齿轮,刚会增加轴向尺寸,如果用两个双联滑移齿轮,则操纵机构必须互锁以防止两个滑移齿轮同时啮合。所以一般少用。 第二行的三个方案可根据 下述原则比较:从电动机到主轴,一般为降速传动。接近电动机处的零件,转速较高,从而转矩较小,尺寸也就较小。如使传动副较多的传动组放在接近电动机处,则可使小尺寸的零件多些,大尺寸的零件就可以少些,就省材料了。这就是“前多后少”的原则。从这个角度考虑,以取 12=3 2 2的方案为好。 3.3.2 结构网和结构式各种方案的选择 在 12=3 2 2中,又因基本组和扩大组排列顺序的不同而有不同的方案。可能的六种方案,其结构网和结构式见下图。在这些方案中,可根据下列原则选择最佳方案。 一般情况下,为了使传动 件尺寸较小,各变速组的排列顺序应尽可能设计成基本组在前,第一扩大组次之,最后扩大组在后的顺序。也就是说,各变速组的扩大顺序应ntsC6125型车床主轴箱及主轴 结构 设计 第 6 页 共 44 页 尽可能与运动的传递顺序相一致,即要求 jxxxx .210图 3.1结构网 1 传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围 在降速传动中,被动齿轮尺寸过大而增加变速箱的尺寸常限制最小传动比41min i;在升速时应避免扩大传动误差和减小振动常限制最大转速比 2max i。因此,nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) 第 7 页 共 44 页 主传动链任一传动组的最大变速范围 108m inm a xm a x iiR。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小。 在检查传动组的变速范围时,只需检查最后一个扩大组。因为其它传动组的变速范围都比它小。即 m a x)1( RR npnxn ( 3-1) 图 3.1中,方案 a、 b、 c、 e的第二扩大组 62x , 22 p ,则 61-262 )(R 。 41.1 ,则m a x62 841.1 RR ,是可行的。方案 d和 f, 42 x , 32 p , m a x81342 16 RR ,是不可行的。 2 基本组和扩大组的排列顺序 上述 6种方案中虽然都是主轴获得连续的等比数列的转速值。 在可行的四种结构网方案 a、 b、 c、 e中,还要进行比较以选择最佳方案。原则是选择中间传动轴变速范围最小的方案。因为如果方案同号传动轴的最高转速相 同,则变速范围小的,最低转速较高,转矩较小,传动件的尺寸也就可以小些。因此各变速组的变速范围应逐渐增大,即所谓前密后疏的原则。比较图 3.1的方案 a、 b、 c、 e,方案 a的中间传动轴变速范围最小,故方案 a最佳。 3.4 绘制转速图 3.4.1 选定电动机 一般金属切削机床的驱动,如无特殊性能要求,多采用 Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。 Y 系列电动机高效、节能、起动转矩大、噪声低、振动小、运行安全可靠。根据机床所需功率选择 Y132S-6,其同步转速为 min/0001 r 。 3.4.2 拟定转速图的步骤 首先根据公比和主轴最低转速确定出主轴的各级转速值为: 25、 35.5、 50、 70、 100、140、 200、 280、 400、 560、 800、 1120,然后拟定转速图。 ( 1)确定变速组的数目。大多数机床广泛采用滑移齿轮的变速方式,为满足结构设计和操纵方便的要求,通常都采用双联或三联齿轮,因此, 12 级转速需要 3 个变速组,即 Z=12= 223 。 ( 2)确定变速组的排列方案。变速组的排列可以有多种方 案,由于结构上没有特殊要求,故选择 12= 223 的方案。 ntsC6125型车床主轴箱及主轴 结构 设计 第 8 页 共 44 页 ( 3)确定基本组和扩大组。根据“前密后疏”的原则,选择 12=631 223 的方案,其中第一变速组为基本组(以 a 表示),级比指数为 1;第二变速组为第一扩大组(以 b表示),级比指数为 3;第三变速组为第二扩大组(以 c 表示),级比指数为 6。 ( 4)确定是否增加降速传动。由于电机的转速为 960r/min,主轴的最低转速为 25 r/min,因此总降速比 i=11139196025 ,即共需要降 11 个格,若每一个变速组的最小降速比 均为41,则三个变速组总的降速比可达到641414141 ,再加上定比传动,故无需增加降速传动。 ( 5)分配降速比。前面已经确定, 12= 223 共需 3 个变速组、 4 跟传动轴,加上电机轴共 5 根传动轴、 4 个变速组。根据“前缓后急”的原则,且满足最小降速比大于41( 41.41 4 ,最多能降 4 个格),因此最后一个变速组能降 4 个格,第三个变速组能降3 个格,第二个变速组能降 2 个格,第一个变速组能降 2 个格,共计 11 个格,即432111111 。 ( 6)话转速图。画 12 根距离相等的水平线代表 12 级转速,画 5 根距离相等的竖线代表 5 根传动轴,这样形成了转速图格线,在主轴上标出 12 级转速,在第轴上标出电动机的转速 960r/min,此时从电动机到主轴最低转速公降 11 个格。中间各轴的转速可以从电动机开始往后推,也可以从主轴开始向前推,通常,以往前推比较方便,即从主轴开始往前推。首先,画出各变速组中转动比最小的传动副, c 变速组中传动比为41 ,从主轴最低转速( 25r/min)向上数 4 个格,在轴上找出相应的点( 100r/min)连线,得到一对传动副; b 变速组中传动比为31 在轴上( 100r/min)的点向上数 3 个格,在轴上找出相应的点( 280r/min)连线,得到一对传动副; a 变速组中传动比为21 ,在轴上( 280r/min)的点向上数两个格,在轴上找出相应的点( 560r/min)得到一对传动副;再连接电动机转速和轴上( 560 r/min)的点,得到一对传动副;这样就画nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) 第 9 页 共 44 页 出了各变速组中最小的传动副。其次,画出个变速组中其他传动副,根据确定的结构式12= 223 , c 变速组中有两对传动副,级比指数为 6(即两对传动副相距 6 个格),从主轴最低转速( 25r/min)向上数 6 个格得( 200r/min)点与轴上( 100r/min)的点相连,得到 c 变速组 中的另一对传动副; b 变速组中有两对传动副,级比指数为 3,在轴上( 100 r/min)的点向上数 3 个格得( 280r/min)点与轴上( 280r/min)的点相连,得到 b 变速组中的另一对传动副; a 变速组中有 3 对传动副,级比指数为 1,在轴上( 280r/min)的点向上数 1 个格是得( 400r/min)的点。再在( 400 r/min)的点向上数 1个格得( 560r/min)的点,两点分别与轴上( 560r/min)的点相连,得到另两对传动副。 最后,画出所有的连线。如图 3.2 所述,转速图中两轴之间的平行线代表一对 齿轮传动,所以画变速组中的连线时,应从主动轴各点分别画各对传动副,使主轴得到 12级转速。 图 3.2 转速图 3.5 齿轮齿数的确定 ntsC6125型车床主轴箱及主轴 结构 设计 第 10 页 共 44 页 3.5.1 传动组 a 如 3.2图所示的传动组 a, 11ai, 41.112 ai,213 ai。查参考文献 1表 8-1,取 i为 1,1.4,和 2的三行。结果如下: 11ai zS , 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 41.112 aizS , 60, 63, 65, 67, 68, 70, 72, 73, 75 213 aizS , 60, 63, 66, 69, 72, 75, 从以上各行中可挑出, zS 60和 72是共同适用的。可取 zS 72,从表中查出小齿轮齿数分别为 36、 30、 24。即 1ai36/36, 2ai30/42, 3ai24/48。 可得轴上的三联齿轮齿数分别为: 36、 42、 48。 3.5.2 传动组 b 同上可得轴上两联齿轮的齿数分别为: 22、 42。 于是 62/221 bi, 42/422 bi, 可得轴上两齿轮的齿数分别为: 62、 42。 3.5.3 传动组 c 查表 ,1 1/ 4ci , 22 ci1 1/ 4ci 时: zS 84、 85、 89、 90、 94、 95 22 ci 时: zS 72、 75、 78、 81、 84、 87、 89、 90 可取 zS 90. 1 1/ 4ci 为降速传动,取轴齿轮齿数为 18; 22 ci 为升速传动,取轴齿轮齿数为 30。 于是得1 18 / 72ci , 30/602 ci 得轴两联动齿轮的齿数分别为 18, 60;得轴两齿轮齿数分别为 72, 30。 nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) 第 11 页 共 44 页 3.5.4 换向齿轮副 类比其他同类车床,轴齿轮齿数为 34,轴上齿轮的齿数为 30,它们之间的惰轮的齿数为 34。 3.6 传动系统图的拟定 根据轴数,齿轮副,电动机等已知条件可有如下系统图: 图 3.3 主传动系统 3.7 机床传动原理图 ntsC6125型车床主轴箱及主轴 结构 设计 第 12 页 共 44 页 在机床的运动分析中,为了便于分析机床运动和传动联系,常用一些简明的符号来表示运动源与执行件、执行件与执行件之间的传动联系,这就是传动原理图。图 1 为传动原理图常用的部分符号。 a)电动机 b)主轴 c)车刀 d) 定比传动机构 e)滚刀 f)合成机构 g)换置机构 图 3.4传动原理常使用的部分符号 下面以卧式车床的传动原理图为例,说明传动原理图的画法和所表示的内容。如图 2 所示,从电动机至主轴之间的传动属于外联系传动链,它是为主 轴提供运动和动力的。即从电动机 1 2 uv 3 4 主轴,这条传动链亦称主运动传动链,其中 1 2 和 3 4 段为传动比固定不变的定比传动结构, 2 3 段是传动比可变的换置机构 uv,调整 uv 值用以改变主轴的转速。从主轴 4 5 uf 6 7 丝杠 刀具 ,得到刀具和工件间的复合成形运动(螺旋运动),这是一条内联系传动链,其中 4 5 和 6 7 段为定比传动机构, 5 6 段是换置机构 uf,调整 uf值可得到不同的螺纹导程。在车削外圆面或端面时,主轴和刀具之间的传动联系无严格的传动比要求,二者的运动是两个独立的简单成形运动,因 此,除了从电动机到主轴的主传动链外,另一条传动链可视为由电动机 1 2 uv 3 5 uf 6 7 刀具 (通过光杆 ),此时这条传动链是一条外联系传动链 图 3.5 卧式车床传动原理图nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) 第 13 页 共 44 页 第 4 章 主运动部件结构设计 4.1 带传动设计 电动机转速 n=960r/min,传递功率 P=4KW,电动机轴与轴之间的降速比为960/560=1.7,即带传动的传动比为 1.7i 。一班制工作,一天运转 8小时。 4.1.1 确定计算功率 由 机械设计 表 8-7查 得工作情况系数取 AK 1.1,故 kWkWPKPAca 3 .331.1 ( 4-1) 4.1.2 选取 V 带型 根据小带轮的转速和计算功率,由参考文献 3图 8-10选 A型带。 4.1.3 验算带速和确定带轮直径 1 初选小带轮的基准直径 1dd 由 机械设计 表 8-6和表 8-8,取小带轮基准直径 mmdd 0011 。 2 验算带速 按 机械设计 式( 8-13) 验算带速 100060 11 ndv d ( 4-2) 其中 1n -小带轮转速, r/min; 1dd -小带轮直径, mm; 5 . 0 21 0 0 060 9 6 000114.3v m/s 因为 smvsm /30/5 ,故带速合适。 3 计算大带轮的直径 根据 机械设计 式( 8-15a),计算大带轮直径 2dd ntsC6125型车床主轴箱及主轴 结构 设计 第 14 页 共 44 页 mmmmid dd 1700011 .7d 12 根据 机械设计 表 8-8,圆整为 170。 4.1.4 确定带传动的中心距和带的基准长度 设中心距为 0a ,则 )(2)(7.021021 dddd ddadd ( 4-3) 于是 189 a 540,初取中心距为 mma 0360 。 带长 02122100 4)()(22 addddaL ddddd ( 4-4) = 1 1 4 65 0 04 1 0 0-1 7 01 7 01 0 023 . 1 43 6 022 )()(mm。 查参 机械设计 表 8-2取相近的基准长度 dL , mmLd 1201。 带传动实际中心距 mmLLaadd 3 4 72 1 4 611 2 013 6 02 00 ( 4-5) 4.1.5 验算小带轮的包角 一般小带轮的包角不应小于 120 。 12016 8. 457 . 3-180121 a dd dd( 4-6) 故 合适。 4.1.6 确定带的根数 z 1 计算单根 V 带的额定功率 rP 由 1dd =100mm和 n=960r/min,查 机械设计手册 表 8-4a得 kWP 95.00 。 根据 n=960r/min, 7.1i 和 A型带,查 机械设计手册 表 8-4b 得 kWP 1.00 。 nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) 第 15 页 共 44 页 查 机械设计手册 表 8-5得 69.0aK,表 8-2得 19.0LK ,于是 kWkWKKPPP Lr 0 . 9 219.069.01.00 . 9 500 其中: 0p 1i 时传递功率的增量; k 按小轮包角 ,查得的包角系数; Lk 长度系数; 2 计算 V 带的根数 z 3 .5 90 .9 23 .3 rcaPpz( 4-7) 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,取 4z 4.1.7 计算单根 V 带初拉力的最小值 由 机械设计 表 8-3得 A型带的单位长度质量 mkgq /10.0 ,所以 2m i n0 )5.2(5 0 0 qvk kvZpF ca ( 4-8) 其中: cap -带的传动功率 ,KW; v-带速 ,m/s; q-每米带的质量, kg/m; v = 960r/min = m/s。 4.1.8 计算压轴力 NFzFp 1 0 6 921 6 8 . 4s i n1 3 4 . 3422s i n)(2 1m i n0 ( 4-9) 4.1.9 带轮的结构 小带轮采用腹板式结构 , 大带轮采用孔板式结构,具体结构略。 NF 1 3 4 . 35 . 0 210.0)69.0 69.05.2(45 . 0 23 . 3500 20 ntsC6125型车床主轴箱及主轴 结构 设计 第 16 页 共 44 页 4.2 确定计算转速 4.2.1 主轴 主轴的计算转速为主轴从最低转速算起,第一个 1/3转速范围内的最高一级转速,即: m in/70r41.125nn 131213zm i n IV ( 4-10) 4.2.2 各传动轴 轴可从主轴 min/70r 按 18/72 的传动副找上去,似应为 min/280 r 。但由于轴上的最低转速 min/001 r 经传动组 c可使主轴得到 25和 min/002 r 两种转速。 min/002 r 要传递全部功率,所以轴的计算转速应为 min/001 r ;轴的计算转速可按传动副 b推上去,得 min/280 r ;轴的计算转速为 min/560 r 。 4.2.3 各齿轮 传动组 c中,有两对齿轮传动副传动, 72/18 齿轮副中, z=72的齿轮计算转速为70r/min, 18z 的齿轮,计算转速为 280r/min; 30/60 齿轮副中 30z 的齿轮,计算转速 为 200r/min, z=60 的齿轮,计算转速为 100r/min; 传动组 b中有两对齿轮副传动 22/62齿轮副中, z=62的齿轮计算转速为 100r/min,z=22的齿轮计算转速为 280r/min, 42/42齿轮副中两齿轮的计算转速为 100r/min; 传动组 a中有三对齿轮副传动其三对齿轮副中的 z=36, z=30和 24z 的齿轮的计算转速为 560r/min。 Z=48齿轮的计算转速为 280r/min, z=42齿轮的计算转速为400r/min, z=36齿轮的计算转速为 560r/min。 4.2.4 核算主轴转速误差 m i n/129130/6042/4236/36170100960 rn 实 min/1120r标n 故误差为 %50 . 8 %100%11201120-1129100%- 标标实 n nn ( 4-11) 所以合适。 4.3 各传动组齿轮模数的确定 nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) 第 17 页 共 44 页 4.3.1 传动组 a 1 计算 a 传动组各齿轮模数 先计算 24齿齿轮的模数: 3 221 )1(1 6 3 3 8jmd nz Nm ( 4-12) 其中 : 公比 ; 22448 ; dN -电动机功率; kwNd 3; m -齿宽系数; 6-10 -齿轮传动许允应力 ; jn-计算齿轮计算转速;取 min/056 rnj SK N lim , 取 MPa600lim ,安全系数 1S 。 由应力循环次数选取 90.0NK,取 1S , M P aM P aSK N 5401 60090.0l i m 。 2 . 9 75605402248 3)12(1 6 3 3 8 3 221 m 按齿数 30的计算, 67.22 m ; 按齿 数 36的计算, 49.23 m。 一般同一变速组中的齿轮取同一模数 于是传动组 a的齿轮模数取 3m , 4.3.2 传动组 b 1 计算 b 传动组各齿轮模数 确定轴上另两联齿轮的模数。 3 22 )1(16338jmd nz Nm ntsC6125型车床主轴箱及主轴 结构 设计 第 18 页 共 44 页 按 22齿数的齿轮计算: 8.22262 min/280 rn j 可得 3 . 8280540.82228 3)18.2(1 6 3 3 8 3 222 m 按 42齿数的齿轮计算: 可 得 mmm 3.98 ; 于是轴两联齿轮的模数统一取为 4m 。 4.3.3 传动组 c 1 计算 c 传动组各齿轮模数 按 18齿数的齿轮计算: 41872 min/280 rn j 可得 4 . 32805404188 3)14(1 6 3 3 8 3 223 m mm 按 30齿数的齿轮计算: 可 得 mmm 3.59 ; 于是轴两联齿轮的模数统一取为 5m 。 4.4 齿轮尺寸表 标准齿轮: *2 0 h 1 c 0 . 2 5 度 , ,从机械原理 表 10-2查得以下公式 齿顶圆 mhzd aa )2( *1 齿根圆 mchzd aa )2-2-( *1 分度圆 mzd= 齿顶高 mhh aa *=nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) 第 19 页 共 44 页 齿根高 mchhaf )+(= *齿宽 6 1 0 ,mmB m m : 为 模 数若m取值为 8 则: 传动组 a 2524381 B ; 传动 组 b 3532482 B ; 传动组 c 04583 B; 一对啮合齿轮,为了防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小而 增大轮齿的载荷,设计上,应小齿轮齿宽 较 大 于大齿轮,(此处取差值为 5mm) 齿轮的具体值见表 轴 齿数 z 模数 m 分度圆 d 齿顶圆 ad齿根圆 fd齿顶高 ah齿根高 fh齿宽 B 36 3 108 114 100.5 3 3.75 25 24 3 72 78 64.5 3 3.75 25 30 3 90 96 82.5 3 3.75 25 36 3 108 114 100.5 3 3.75 25 48 3 144 150 136.5 3 3.75 20 42 3 126 132 118.5 3 3.75 20 22 4 88 152 80.5 4 5 32 42 4 168 175 160.5 4 5 32 62 4 248 256 240.5 4 5 30 42 4 168 176 160.5 4 5 32 60 5 300 310 292.5 5 6.25 32 18 5 90 100 82.5 5 6.25 40 30 5 150 160 142.5 5 6.25 40 72 5 360 370 352.5 5 7.5 32 ntsC6125型车床主轴箱及主轴 结构 设计 第 20 页 共 44 页 4.5 齿轮强度校 荷 计算公式: bm YYKT SaFaF 121 校核 a传动组齿轮 nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) 第 21 页 共 44 页 校核齿数为 24 的即可确定各项参数 ( 1) P=3kw, n=560r/min, m=3。 T=9.55 mmNnP 466 101.5560/31055.9/10 ( 2) 计算圆周速度 smdnv /11.21 0 0060 560721 0 0060 齿轮精度为 7 级,由机械设计查得动载系数 03.1vk ,直齿轮 1 FH kk 由机械设计查表 10-2 查得使用系数 1Ak ( 3) mmdb d 72721 ( 4) 取齿宽系数 1d非对称布置,由机械设计查表 10-4, 413.1Hk 由 67.10325.2 72 hb, 查图 10-13 得公式 35.1Fk 。 ( 5) 确定动载系数: NdTFkkkkktFVA H1 4 1 672 105 . 12239.135.1103.114 ( 6) 查表 10-5, 58.1,65.2 SF FY ; 查表 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 FE =500Mpa; 由图 10-18 取得弯曲疲劳寿命系数 85.0FNk 。 ( 7) 计算弯曲疲劳许用应力: 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 50.7212.9372416139.150.7258.165.257.30357.3034.150085.0bmKFYYM p atSFFF故满足要求。 2 校核 b 传动组齿轮 校核齿数为 22 的即可确定各项参数 (1) P=3kw, n=280r/min, m=4。 ntsC6125型车床主轴箱及主轴 结构 设计 第 22 页 共 44 页 T=9.55 mmNnP 466 101 0 . 2280/31055.9/10 (2) 计算圆周速度 smdnv /54.11 0 0060 280881 0 0060 齿轮精度为 7 级,由机械设计查得动载系数 02.1vk ,直齿轮 1 FH kk 由机械设计查表 10-2 查得使用系数 1Ak (3) mmdb d 88881 (4) 取齿宽系数 1d非对称布置,由机械设计查表 10-4, 568.1Hk 由 9 .7 8425.2 88 hb,查图 10-13 得公式 84.1Fk 。 (5) 确定动载系数 60.1568.1102.11 Hkkkkk FVA NdTF t 2 3 1 888 102.10224 (6) 查表 10-5, 75.1,72.2 SF FY ; 查表 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 FE =500Mpa; 由图 10-18 取得弯曲疲劳寿命系数 85.0FNk 。 (7) 计算弯曲疲劳许用应力: 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 1.171 0 . 5 34882 3 1 860.11 . 1775.172.257.3 0 357.3 0 34.15 0 085.0bmKFYYM p atSFFF故满足要求。 3 校核 C 传动组齿轮 校核齿数为 18 的即可确定各项参数 (1) P=3kw, n=280r/min, m=5。 T=9.55 mmNnP 466 101 0 . 2280/31055.9/10 (2) 计算圆周速度 nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) 第 23 页 共 44 页 smdnv /31.1100060 28090100060 齿轮精度为 7 级,由机械设计查得动载系数 02.1vk ,直齿轮 1 FH kk 由机械设计查表 10-2 查得使用系数 1Ak (3) mmdb d 90901 (4) 取齿宽系数 1d非对称布置,由机械设计查表 10-4, 42.1Hk 由 8525.2 90 hb,查图 10-13 得公式 35.1Fk 。 (5) 确定动载系数 39.135.1102.11 Hkkkkk FVA NdTF t 2 2 6 790 101 0 .2224 (6) 查表 10-5, 35.1,91.2 SF FY ; 查 表 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 FE =500Mpa; 由图 10-18 取得弯曲疲劳寿命系数 85.0FNk 。 (7) 计算弯曲疲劳许用应力: 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 6 8 . 1 87 . 0 15902 6 7239.16 8 . 1 835.191.257.3 0 357.3 0 34.15 0 085.0bmKFYYM p atSFFF故满足要求。 4.6 确定各轴最小直径 确定轴的最 小直径公式为3 npAd 轴, 因为轴的材料为 45 号钢,由机械设计基础 查表 得 A=107-118,此处取值为 110. 4.6.1 轴的直径 111 m in/560,96.0 PPrn 轴,ntsC6125型车床主轴箱及主轴 结构 设计 第 24 页 共 44 页 mmnPd 21. 1560 96.0411011033 轴4.6.2 轴的直径 m i n/280,922.099.099.098.0 212 rn mmnPd 25. 9280 922.0411011033 轴4.6.3 轴的直径 m in/001,89.099.098.0 323 rn mmnPd 2.36001 89.0401111033 轴 4.6.4 主轴的直径 m i n/70,85.098.098.099.0 434 rn mmnPd 40. 170 85.0401111033 轴 4.7 主轴组件设计 4.7.1 主轴直径的初选 根据机床主电动机功率查参考文献 2表 5-12,可以确定主轴前轴颈应为mm10570 ,初选 mmd 701 ,后轴颈 12 )85.07.0( dd 取 mmd 602 。 据统计,对于卧式车床内孔直径与外 径之比约为 0.5-0.6, 选内孔直径 mmd 40 。 4.7.2 主轴组件的前悬伸和跨距 根据结构 ,由金属切削手册 表 5-14 定悬伸长度 mma 701 。 4.7.3 主轴组件最佳跨距选择 考虑机械效率 0.85 nts华北科技学院毕业设计 (论文 ) 第 25 页 共 44 页 主轴最大输出转距 NPT 46 103 . 4 870 85.01055.9 ( 4-13) 床身上最大加工直径约为最大回转直径的 %60 ,即 为 mm210 ,故半径为 m105.0 。 切削力 NFC 3314105.0 348 ( 4-14) 背向力 NFFCP 1 6 5 73 3 1 45.05.0 ( 4-15) 故总的作用力 NFFFCP 370522 ( 4-16) 总作用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 NF 18532/ 先假设 mmlal 2 1 0703,3/ 前后支撑 BARR 分别为 NlaFRNlalFRBA618210701853224712107021018532根据 9.19.08.01.0 co s)(39.3 izlFddFK arrrv ( 4-17) 30,2,1,17,8.10,8.8618,2471AABBaBaAvBvAziizlmmlNFNF NKNKBA03310c o s1728.1018639.380160c o s3028.847
温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
提示  人人文库网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
关于本文
本文标题:C6132型车床主轴箱设计及齿轮结构设计【优秀全套机械毕业设计】
链接地址:https://www.renrendoc.com/p-447199.html

官方联系方式

2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载   
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器   
4:下载后的文档和图纸-无水印   
5:文档经过压缩,下载后原文更清晰   
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

网站客服QQ:2881952447     

copyright@ 2020-2025  renrendoc.com 人人文库版权所有   联系电话:400-852-1180

备案号:蜀ICP备2022000484号-2       经营许可证: 川B2-20220663       公网安备川公网安备: 51019002004831号

本站为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知人人文库网,我们立即给予删除!