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机械毕业设计全套
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10、机床主轴箱课程设计,机械毕业设计全套
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目 录 、 参数的拟定 、 运动的设计 、 传动件的估算和验算 、 展开图的设计 、 总结 nts一、 参数拟定 、确定公比 已知 12 级（采用集中传动） nmax =1800 nmin=45 Rn =z-1 所以算得 1.41 2、确定电机功率 N 根据 320和 400车床设计的有关参数，用插补法： 已知最大回转直径为 360。 切深 ap(t)为 3.75mm,进给量 f (s)为 0.375mm/r,切削速度 v 为95m/min。 计算： 主（垂直）切削力： FZ=1900ap f0.75 N =1900 X 3.75 X 0.3750.75 N 3414.4 N 切削功率 : N 切 = FZV/61200 KW = 5.3 KW 估算主电机功率 : N= N 切 / 总 = N 切 /0.8 KW =5.3/0.8 KW =6.6 KW 因为 N 值必须按我国生产的电机在 Y 系列的额定功率选取 ,所以选 7.5 KW。 nts二、 运动的设计 1、列出结构式 12=23 31 26 因为：在 I 轴上如果安置换向摩擦离合器时，为减小轴向尺寸，第一传动组的传动副数不能多，以 2 为宜。在机床设计中，因要求的 R 较大，最后扩大组应取 2 更为合适。由于 I 轴装有摩擦离合器，在结构上要求有一齿轮的齿根圆大于离合器的直径。 2、绘出结构网 3、拟定转速图 1）主电机的选定 电动机功率 N： 7.5 KW 电机转速 nd: 因为 nmax =1800r/min ，根据 N=7.5 KW，由于要使电机转nts速 nd与主轴最高转速相近或相宜，以免采用过大的升速或过小的降速传动。所以初步定电机为： Y132m-4，电机转速1440r/min。 2）定比传动 在变速传动系统中采用定比传动，主要考虑传动、结构和性能等方面要求，以及满足不同用户的使用要求。为使中间两个变速组做到降速缓慢，以利于减少变速箱的径向尺寸， 故 在 - 轴间增加一对降速传动齿轮。 3）分配降速比 12级降速为： 40 56 80 12 112 160 224 315 450 630 900 1250 1800 （ r/min） 决定 -间的最小降速传动比： 由于齿轮极限传动比限制 imax=1/4，为了提高主轴的平稳性，取最后一个变速组的降速传动比为 1/4，按公比=1.41，查表可知： 1.414=4。决定其余变速组的最小传动比，根据降速前慢后快的原则， - 轴间变速组取 U=1/43 -轴间取 U=1/43 画出转速图 12=233126 nts 结构大体示意图 : 4、计算各传动副的传动比 见下 述步骤 nts5、计算齿轮齿数 见下述步骤 6、带轮直径和齿轮齿数的确定 1）选择三角带型号 根据电机转速 1440 r/min 和功率 n=7.5 查图可确定三角带型号为 B 型。 7、确定带轮的最小直径 Dmin 查表得 Dmin=140 8、计算大带轮直径 D 大 根据要求的传动比 和滑动率确定 D 大 D 小 1 (1 )u 140 1 (1 0 .0 2 )900 219.52 220 9、确定齿轮齿数 1）第一变速组内有 两对齿轮，其传动比为 U1= 12zz =1.41 U2= 34zz =12 初步定出最小齿轮齿数 Zmin和 Smin： 根据结构条件，由表得 Zmin=2.24,在 u=2 一行中找到 Zmin=22 时，同时满足两个传动比的要求，确定 Sz =72 34Z Sz Z =72-24=48 Z1=30 21Z Sz Z=72-30=40 nts 2)第二变速组有三对传动副 5167228933210111 . 4 111211( 2 . 8 2 )ZZZZZZ 确定最小齿轮的齿数 Zmin和 Smin m in 9 21ZZ Smin=80 1 0 m i n 9 8 0 2 1 5 9Z S Z 7 27Z 8 m i n 7 8 0 2 7 5 4Z S Z 5 33Z 6 47Z 3)第三变速组有两对齿轮 11 2112132414m i n 1 3m i n2113 . 9 821104ZZZZZZZS 确 定14 83Z 11 35Z 12 69Z 1 30Z 2 42Z 3 24Z 4 48Z 5 33Z 6 47Z 7 27Z 8 54Z 9 21Z 10 59Z 11 35Z 12 69Z 13 21Z 14 83Z nts11110| | 1 0 ( 1 ) % 4 . 1 % 1 4 0 2 4 2 1 2 11 4 4 0 4 1 . 2 62 2 0 4 8 5 9 8 34 1 . 2 6 4 0| | | | 3 . 1 5 % 4 . 1 %40I I I I I I I I I I I I VI I I I I I I I I I I I VnnnD Z Z ZnnD Z Z Znnnnn VV理实理实理理、 主 轴 转 速 系 列 的 验 算-n同 理2nV 3.15 4.1% 合格 3nV 1.7%4.1% 合格 4nV 3.2%4.1% 合格 5nV 1.4%4.1% 合格 6nV 1.7%4.1% 合格 7nV 2%4.1% 合格 8nV 0.4%4.1% 合格 9nV 0.6%4.1% 合格 10nV 0.02%4.1% 合格 11nV 1.17%4.1% 合格 12nV 1.34%4.1% 合格 nts 1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z14Z齿数 30 42 24 48 33 47 27 54 21 59 35 69 21 83 摸数 3 分度圆直径 90 126 72 144 99 141 81 162 63 177 105 207 63 249 齿根高fh( *ahc )m=1.25 3=3.75 齿顶高ah*ah m=1 3=3 齿高 6.75 齿顶圆直径ad96 132 78 150 105 147 87 168 69 183 111 213 69 255 齿根圆直径fd82.5 118.5 64.5 136.5 91.5 133.5 73.5 154.5 55.5 169.5 97.5 99.5 55.5 241.5 中心距 108 120 156 齿宽 24 11 片式摩擦离合器的选择和计算 1）外 摩擦片的内径 d 因为 II 轴直径为 23.4mm d=23.4+4=27.4mm=2D2)摩擦片的尺寸 nts93307 . 5 0 . 9 61 . 2 9 5 5 09009 1 . 6 8jjNm k N mnNm 3）摩擦面对 Z 33120( ) ( )zvmm n k kZf D d k k查表得 Z=17 静扭距 9 1 .6 8jm N m取 100Nm d=30mm D=98mm 1D=90mm B=30mm b=10mm 三 传动件的估算和验算 1三角带传动的计算 1）选择三角带的型号 根据计算功率 nts1 0 1 7 . 5 8 . 2 58 . 2 5J W dJN K N K WN K W 小带轮的转速 1441r/min 选择带的型号为 B 型 2）确定带轮的计算直径12.DD由前面计算结果得 1D=140mm 2D=220mm 3)确定三角带速度 V 11 /6 0 1 0 0 03 . 1 4 1 4 0 1 4 4 06 0 1 0 0 01 0 . 5 6 /DnV m sms4）初定中心距0A0 1 2( 0 . 6 2 ) ( )2 1 6 7 2 0A D D m mmm取0A=500mm 5)确定三角带的计算长度0L及内周长NL221000241 5 9 7 . 5DDL Z A m mAmm 12（ ）（ D + D ） +L=1633mm NL=1600mm nts6)验算三角带的扰曲次数 u 10004 0 /1 0 0 0 1 0 . 5 616001 3 . 2 4 0 /mvuSLZS次次7)确定实际中心距 A 00 21 6 0 0 1 5 9 7 . 55002502LLA A m mmm8）验算小带轮的包角10021100001 8 0 5 7 . 32 2 0 1 4 01 8 0 5 7 . 35021 7 0 . 8 7 1 2 0DDA 9）确定三角带根数 Z 016 . 0 5 2 . 2 82 . 7 1 0 . 9 8jNZNC 取 Z=3 2齿轮模数的估算和计算 1）各轴计算转速 nts133m i n4 0 1 . 4 1 1 1 2 / m i n1 6 0 / m i n4 5 0 / m i n9 0 0 / m i nzcIVIIIIIn n rnrnrnr 2）各齿轮计 算转速 1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z14Z900 1250 900 450 450 315 450 224 450 160 160 315 450 112 r/min 3)估算 第三变速组，按齿轮弯曲疲劳的估算 3333123327 . 5 ( 0 . 9 8 ) 0 . 9 9 0 . 9 63 2 2 . 8 52 1 4 5 00 . 9 8 ( )0 . 9 9 ( )0 . 9 6 ( )wNm m mZn 齿 轮 轴 承 带按齿面点蚀的估算 3333127 . 5 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 9 63 7 0 3 7 0 9 0 . 54502 2 9 0 . 51 . 7 4104, , 3 ( )jjwjNA m mnAmZZm m m 根 据 选 标 准 值nts 4）计算（验算） 根据接触疲劳齿轮模数 1 2 3322133137023( 1 )163007 . 5 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 9 6 6 . 61 1 2 / m i n83833 . 9 5216 0 6 0 1 1 2 1 7 5 0 02 . 2 7100 . 8 90 . 5 80 . 5 52 . 2 7 0 . 8 9 0 . 5 8 0 . 5 5 0 . 6 481 . 51 . 0 4sjmjjs r n w qmTnNqsmi k k k k Nm m mZ i nN K WnrZiK K K K KnTKCKKKKKK 11 . 40 . 6 6 5 02 . 6 2sjjKKm算 出根据弯曲疲劳计算齿轮模数 nts1236811 2 331( 0 . 4 0 8 0 . 3 9 5 ) / 2 0 . 3 9 5 0 . 4 0 1 51 . 41 . 51 . 0 46 0 1 1 2 1 7 5 0 00 . 9 42 1 00 . 8 90 . 7 80 . 7 70 . 9 4 0 . 8 9 0 . 7 8 0 . 7 7 0 . 5831 1 2 / m i n 2 7 582 7 5 2 . 6 2nNqs r n n qjwmswm j wYKKKKKKKK K K K KZnrm P aK K K K NmZ Y n ggg3、传动轴的估算和验算 1）传动轴直径的估算 491 jNdn mm V 轴： 3347 . 5 ( 0 . 9 8 ) ( 0 . 9 9 ) 0 . 9 6 . 1 61 1 2 / m i n 0 . 7 5 d e g /6 . 1 69 1 4 7 . 3 61 1 2 0 . 7 5djvN N K Wnrmd m m ntsIV 轴： 2247 . 5 ( 0 . 9 8 ) ( 0 . 9 9 ) 0 . 9 6 . 41 6 0 / m i n 1 . 2 5 d e g /6 . 49 1 3 8 . 4 91 6 0 1 . 2 5djIVN N K Wnrmd m m III 轴 47 . 5 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 9 6 . 5 54 5 0 / m i n 1 . 2 5 d e g /6 . 5 59 1 2 9 . 94 5 0 1 . 2 5djIIIN N K Wnrmd m m II 轴： 47 . 5 0 . 9 9 0 . 9 6 . 6 89 0 0 / m i n 1 . 7 5 d e g /6 . 6 89 1 2 3 . 49 0 0 1 . 7 5djN N K Wnrmd m m nts2）传动轴强度的验算 选第 II 轴进行验算 32113 4 8 1 4 495500032943622 . 2 9 1 08330978893002031861300203677300trttNHtNHrNVd m z m mPT N m mnTFdF F t g NFFFNFFNFFN gggg大 齿 轮297 324300tNHFFNg 1222222219 7 1 8 6 1 9 7 1 8 0 5 1 7657721921263 5 0 0 0 . 3( 2 )( ) 4 ( ) 5 9 2H N HV N VHVcam F N m mm m N m mm m m N m mwmTmTw w w gggg取 nts四 展开图设计 1 反向机构 利用机械传动实现主轴反转需要一个惰轮，将惰轮装在有两个支承的传动轴上，轴的刚性较好，有利于降低噪音。 2 输入轴 1） 带轮装在 轴端。 2） 卸荷装置 将带轮装在轴承上，轴承装在套筒上，传给轴的只是扭矩，径向力由固定在箱体上的套筒承受。本设计采用将带轮支在轴承外圈上，扭矩从端头传入。 3） 空套齿轮结构 2 齿轮块设计 1） 选用 7 级精度 2） 采用焊接连接，工艺简单，连接后齿轮能 达到一定的定心精度。 4 冲动轴设计 1） I 轴：深沟球轴承 II 轴：深沟球轴承 III 轴：深沟球轴承，圆锥滚子轴承 IV 轴：双列圆柱滚子轴承，圆锥滚子轴承 2）采用轴肩，轴承盖等定位 5主轴组件的设计 nts1）内孔直径 43mm 2）轴颈直径 47.3mm 3）前锥孔采用莫氏锥孔，选莫氏锥度号 为 6 号。 4）支承跨距 L 和外伸长度 a L/a=3 5)头部尺寸：选 B 型 5 号 6）轴承的配置 双列矩圆柱滚子轴承：种轴承承载能力大，内孔有 1/12 锥度，摩擦系数小，温升低，但不能承受轴向力，必须和能承受轴向力的轴承配合使用。 圆锥滚子轴承：载能力大，可同时承受径向力和轴向力，结构比较简单，但允许的极限转速低一点。 配置轴承时，应注意：每个支承点都要能承受径向力，两个方向的轴向力应分别有相应的轴承承受。径向力和两个方向的轴向力都应传递到箱体上，即负荷都有机床支承承受，主轴采用两个支承，机构简单，制造方便。 nts 主轴刚度的验算： m a x1 m a x1121213600 . 2 5 1 5 7 5 1 0 575(1 . 1 1 . 5 ) 6 8 . 5 01 . 1 1 . 568( 0 . 7 0 . 8 ) 5 2 . 5 6 0600 . 5 5 0 . 6 ( 0 . 5 5 0 . 6 ) 3 1 . 4 4 0 . 838(1 . 2 5 2 . 5 ) 9 3 . 5 1 8 1 . 5100D m mD D m m m mD m mDDDD m mD D m mD m mdd D m mDmma D m mmm Q1取D取取取 d计 算
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