机床（磨床）主传动系统结构设计

黄河科技学院毕业设计 论文 第 1 页 1 绪论 1 1 磨床简介 磨床 grinder grinding machine 是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床 大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工 少数的是使用油石 砂带等 其他磨具和游离磨料进行加工 如珩磨机 超精加工机床 砂带磨床 研磨机和抛光 机等 磨床能加工硬度较高的材料 如淬硬钢 硬质合金等 也能加工脆性材料 如玻 璃 花岗石 磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削 也能进行高效率的磨削 如 强力磨削等 十八世纪 30 年代 为了适应钟表 自行车 缝纫机和枪械等零件淬硬后的加工 英国 德国和美国分别研制出使用天然磨料砂轮的磨床 这些磨床是在当时现成的机 床如车床 刨床等上面加装磨头改制而成的 它们结构简单 刚度低 磨削时易产生 振动 要求操作工人要有很高的技艺才能磨出精密的工件 1876 年在巴黎博览会展出的美国布朗 夏普公司制造的万能外圆磨床 是首次具有 现代磨床基本特征的机械 它的工件头架和尾座安装在往复移动的工作台上 箱形床 身提高了机床刚度 并带有内圆磨削附件 1883 年 这家公司制成磨头装在立柱上 工作台作往复移动的平面磨床 1900 年前后 人造磨料的发展和液压传动的应用 对磨床的发展有很大的推动作 用 随着近代工业特别是汽车工业的发展 各种不同类型的磨床相继问世 例如 20 世 纪初 先后研制出加工气缸体的行星内圆磨床 曲轴磨床 凸轮轴磨床和带电磁吸盘 的活塞环磨床等 自动测量装置于 1908 年开始应用到磨床上 到了 1920 年前后 无心磨床 双端 面磨床 轧辊磨床 导轨磨床 珩磨机和超精加工机床等相继制成使用 50 年代又出 现了可作镜面磨削的高精度外圆磨床 60 年代末又出现了砂轮线速度达 60 80 米 秒 的高速磨床和大切深 缓进给磨削平面磨床 70 年代 采用微处理机的数字控制和适 应控制等技术在磨床上得到了广泛的应用 随着高精度 高硬度机械零件数量的增加 以及精密铸造和精密锻造工艺的发展 磨床的性能 品种和产量都在不断的提高和增长 1 2 磨床的分类 黄河科技学院毕业设计 论文 第 2 页 磨床可分为十余种 1 外圆磨床 是普通型的基型系列 主要用于磨削圆柱形和圆锥形外表面的磨床 2 内圆磨床 是普通型的基型系列 主要用于磨削圆柱形和圆锥形内表面的磨床 3 座标磨床 具有精密座标定位装置的内圆磨床 4 无心磨床 工件采用无心夹持 一般支承在导轮和托架之间 由导轮驱动工件 旋转 主要用于磨削圆柱形表面的磨床 5 平面磨床 主要用于磨削工件平面的磨床 6 砂带磨床 用快速运动的砂带进行磨削的磨床 7 珩磨机 用于珩磨工件各种表面的磨床 8 研磨机 用于研磨工件平面或圆柱形内 外表面的磨床 9 导轨磨床 主要用于磨削机床导轨面的磨床 10 工具磨床 用于磨削工具的磨床 11 多用磨床 用于磨削圆柱 圆锥形内 外表面或平面 并能用随动装置及附 件磨削多种工件的磨床 12 专用磨床 从事对某类零件进行磨削的专用机床 按其加工对象又可分为 花键轴磨床 曲轴磨床 凸轮磨床 齿轮磨床 螺纹磨床 曲线磨床等 1 3 国内外磨床的现状 1 3 1 机床的模块化设计 从最早的德国在 1930 年首先提出的 模块化构造 的设计方法到本世纪 5 0 年代 欧美一些国家正式提出所谓 模块化设计 的概念 机床的模块化设计愈来愈受到重 视 并己形成较成熟的模块化系统 取得了很好的经济效益 因而采用模块化设计在 世界各地得到了迅速发展 采用模块化设计产品有下列优点 1 产品更新换代快 2 可以缩短设计和制造周期 3 可以降低成本 4 维修方便 黄河科技学院毕业设计 论文 第 3 页 5 产品性能可靠 这种方法可以提高机床设计的柔性和可变性 1 3 2 新型砂轮材料的应用带来磨削技术的变革 刀具磨削加工是高速 高精度的成形磨削 这也是生产中的关键问题 成形磨削 有两个难题 一是砂轮质量 主要是砂轮必须同时具有良好的自砺性和形廓保持性 而这两者往往是有矛盾的 二是砂轮修整技术 即高效 经济的获得所要求的砂轮形 廓和锐度 国外现己采用高精度金刚石滚轮来修整砂轮 并开发了连续修整成形磨削 新工艺 效果较好 磨削加工最基本的特点之一 是磨料粒度很小 由于磨料的内聚性 使用普通的 方法 难以制造出均匀一致的细粒度砂轮 应用电泳沉积 10 20nm 超细粒度磨料形成 磨料粒 是值得注意的新技术 近年来低压化学气相沉积 CVD 金刚石膜 发展速 度迅速 为了生产出质量更高的砂轮 各国都在积极改进传统的粘结剂 以便生产出 适合不同要求的 CBN 砂轮 黄河科技学院毕业设计 论文 第 4 页 2 磨床传动方案的分析确定 机械传动装置位于原动机和工作机之间 用以用以传递运动和动力或改变运动方 式 传动方案设计是否合理 对整个机械的工作性能 尺寸 重量和成本等影响很大 因此 传动方案的设计是整个机械设计中的关键环节 2 1 磨床对传动方案的要求 合理的传动方案 首先应满足工作机的功能要求 其次还应满足工作可靠 结构 简单 尺寸紧凑 传动效率高 重量轻 成本低廉 工艺性好 使用和维护方便等要 求 任何一个方案 要同时满足以上所有要求是时分困难的 因此要统筹兼顾 满足 最主要的和最基本的要求 2 2 磨床传动方案的拟定 满足同一工作机功能要求 往往可采用不同的传动机构 不同的组合和布局 从 而可得出不同的传动方案 拟定传动方案时 应充分了解各种传动机构的性能及适用 条件 结合工作机所传递的载荷性质和大小 运动方式和速度以及工作条件等 对各 种传动方案进行分析比较 合理的选择 本次设计的任务主要是磨床主传动系统的结构设计 下面提出几个方案进行比较 1 齿轮传动 齿轮传动具有承载能力大 效率高 允许速度高 尺寸紧凑 寿命 长等特点 因此在传动装置中一般应首先采用齿轮传动 由于斜齿圆柱齿轮传动的承 载能力和平稳性比直齿圆柱齿轮传动好 故在高速级或要求传动平稳的场合 常采用 斜齿圆柱齿轮传动 2 带传动 具有传动平稳 吸振等特点 且能起过载保护作用 但由于它是靠摩 擦力来工作的 在传递同样功率的条件下 传动结构尺寸较大 3 链传动 由于工作时链速和瞬时传动比呈周期性变化 运动不均匀 冲击振动 大 一般布置在传动系统的低速级 经过分析 决定采用斜齿圆柱齿轮传动 经过一级变速达到设计效果 黄河科技学院毕业设计 论文 第 5 页 3 总体设计 3 1 电动机的选择 3 1 1 电动机类型的选择 电动机的类型和结构形式应根据电源种类 工作条件 工作时间的长短及载荷的 性质 大小 启动性能和过载情况等条件来选择 工业上一般采用三相交流电动机 Y 系列三相交流异步电动机由于具有结构简单 价格低廉 维护方便等优点 故其应用 广泛 本次设计采用 Y 系列三相异步电动机 3 1 2 电动机功率的选择 电动机的功率选择是否合适 对电动机的正常工作和经济性能都有影响 功率选 得过小 不能保证工作机的正常工作或使电动机长期过载而过早损坏 功率选得过大 则电动机的价格高 且经常不在满载下运行 电动机效率和因数都较低 造成很大的 浪费 电动机功率的确定 主要与其载荷大小 工作时间长短 发热多少有关 对于长 期稳定工作的机械 可根据电动机所需功率 Pd来选择 而不必校验电动机的发热和启 动力矩 选定磨床砂轮型号尺寸为 250 25 75 同时确定砂轮转速为 1450r min 工作机有效功率 PW Fv 1000 W 根据砂轮转速及尺寸可确定 v 18 84m s 其中 F 250N W 1 因此 PW Fv 1000 W 250 18 84 1000 1 4 71kW 计算电动机所需功率 首先确定传动装置的总效率 设各效率分别为 1 8 级 闭式齿轮传动 2 滚动轴承 3 弹性联轴器 查机械设计课程设计表 2 2 得 黄河科技学院毕业设计 论文 第 6 页 1 0 97 2 0 98 3 0 99 总效率 1 22 3 0 97 0 98 0 99 0 92 电动机所需功率为 Pd Pw 4 71 0 92 5 12kW 由机械设计课程设计表 16 1 选电动机额定功率 5 5kW 3 1 3 电动机转速的选择 同一功率的异步电动机有同步转速 3000 1500 1000 750r min 等几种 一般来 说 电动机的同步转速愈高 磁极对数愈少 外轮廓尺寸愈小 价格愈低 反之 外 轮廓尺寸愈大 价格愈贵 当工作机转速较高时 选用高速电动机较经济 选电动机的同步转速 3000r min 工作机转速 nw 1450r min 总传动比 i nm nw 表表 3 13 1 电动机相关数据电动机相关数据 型号额定功率同步转速满载转速传动比 Y132S1 25 5kW3000r min2900r min2 查机械设计课程设计表 16 2 知电动机机座中心高 132mm 外伸轴径 38mm 外伸轴 长度 80mm 3 2 传动装置运动和动力计算 3 2 1 各轴转速计算 n nm 2900r min n nw 1450r min 3 2 2 各轴输入功率 P Pd 2 3 4 92 0 99 0 98 4 77Kw P P 1 2 4 77 0 97 0 98 4 53Kw 3 2 3 各轴输入转矩 T 9550P n 9550 4 77 2900 15 71Nm T 9550P n 9550 4 53 1450 29 84Nm 表表 3 23 2 各轴动力与运动参数各轴动力与运动参数 轴号转速功率转矩传动比 2900r min4 77kW15 71Nm 1450r min4 53kW29 84Nm 2 黄河科技学院毕业设计 论文 第 7 页 4 传动零件的设计计算 4 1 齿轮的设计 齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一 形式很多 应用广泛 传递的功率可 达数十万千万 圆周速度可达 200m s 齿轮传动的主要特点有 1 效率高 在常用的机械传动中 以齿轮传动的效率为最高 2 结构紧凑 在同样的使用条件下 齿轮传动所需的空间尺寸一般较小 3 工作可靠 寿命长 设计制造正确合理 使用维护良好的齿轮传动 工作十 分可靠 寿命可长达一 二十年 这也是其他机械传动所不能比拟的 4 传动比稳定 传动比稳定往往是对传动性能的基本要求 齿轮传动广泛应用 也是由于具有这一特点 4 1 1 齿轮各参数的设计计算 选定齿轮类型 精度等级 材料及齿数 由齿轮的失效形式可知 设计齿轮传动时 应使齿面具有较高的抗磨损 抗点蚀 抗胶合及抗塑性变形的能力 而齿根要有较高的抗折断能力 因此 对齿轮材料性能 的基本要求为齿面要硬 齿芯要韧 1 初选直齿圆柱齿轮试算 2 选定齿轮精度为 7 级精度 3 材料的选择 由机械设计表 10 1 选小齿轮材料为 45 钢 调质 硬度 235HBS 大齿轮材料 45 钢 正火 硬度 190HBS 硬度差为 45HBS 4 初选小齿轮齿数 Z1 24 则大齿轮齿数 Z2 iZ1 24 2 48 u 2 5 按齿面接触强度计算 d1t 2 32 2 1 3 1 tE dH K TZu u 1 确定公式内各数值 黄河科技学院毕业设计 论文 第 8 页 1 试选载荷系数 Kt 1 3 2 计算小齿轮传递的转矩 T1 T 15 71Nm 1 571 104Nmm 3 由机械设计教材表 10 7 选齿宽系数 d 1 4 由机械设计教材表 10 6 查得材料弹性影响系数 ZE 189 8 MPa 5 由机械设计教材图 10 21d 按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限 Hlim1 550Mpa 由图 10 21c 查得大齿轮接触疲劳强度极限 Hlim2 390Mpa 6 计算应力循环次数 N1 60n1jLh 60 2900 1 10 8 260 3 62 109 N2 N1 u 3 62 109 2 1 81 109 7 由图 10 19 取接触疲劳寿命系数 KHN1 0 9 KHN2 0 91 8 计算接触疲劳许用应力 取失效概率 1 安全系数 S 1 H 1 KHN1 Hlim1 S 0 9 550MPa 495MPa H 2 KHN2 Hlim2 S 0 91 390MPa 354 9MPa 2 计算 1 试算小齿轮分度圆直径 代入 H 中较小的值 d1t 2 32 47 83mm 2 1 3 1 tE dH K TZu u 2 4 3 1 3 1 571 103189 8 12354 9 2 计算圆周速度 v d1tn1 60 1000 3 14 47 83 2900 60000 7 26m s 由 v 2m s 故改用斜齿圆柱齿轮 6 选齿轮精度等级 材料及齿数 1 精度等级仍选 7 级 2 材料同上 3 选小齿轮齿数 Z1 24 大齿轮齿数 Z2 48 4 初选螺旋角 14 7 按齿面接触强度计算 黄河科技学院毕业设计 论文 第 9 页 d1t 2 1 3 21 tHE dH K TZ Zu u 1 确定公式内各计算数值 1 试选 Kt 1 6 2 由机械设计教材图 10 30 选区域系数 ZH 2 433 3 由教材图 10 26 查得 1 0 765 2 0 89 则 1 2 1 655 4 许用接触应力 H H 1 H 2 2 495 354 9 2 424 95Mpa 其余尺寸与上述直齿圆柱齿轮相同 2 计算 1 d1t 2 1 3 21 tHE dH K TZ Zu u 2 4 3 2 1 6 1 571 1032 433 189 8 1 1 6552424 95 37 75mm 2 计算圆周速度 v d1tn1 60 1000 3 14 37 75 2900 60000 5 73m s 3 计算齿宽 b 及模数 mnt b dd1t 1 37 75 37 75mm mnt d1tcos Z1 37 75 cos 24 1 526mm14 h 2 25 mnt 3 43 4 b h 37 75 3 43 10 993 5 计算纵向重合度 0 318 dZ1tan 0 318 1 24 tan 1 90314 6 计算载荷系数 K 查机械设计教材表 10 2 选 KA 1 25 由 v 5 73m s 7 级精度 查图 10 8 得动载荷 系数 KV 1 36 由表 10 4 查得 KH 1 342 由表 10 3 查得 KH KF 1 4 由图 10 13 查 得 KF 1 4 故载荷系数 K KAKVKH KH 1 25 1 36 1 4 1 342 3 194 黄河科技学院毕业设计 论文 第 10 页 7 按实际载荷系数校正分度圆直径 d1 d1t 37 75 47 53mm3 t K K 3 3 194 1 6 8 计算模数 mn mn d1cos Z1 47 53 cos 24 1 92214 8 按齿根弯曲强度计算 mn 2 1 3 2 1 2cos FaSa dF KTY Y Y Z 1 确定公式内各计算参数 1 计算载荷系数 K KAKVKF KF 1 25 1 35 1 4 1 4 3 332 2 根据纵向重合度 1 903 从机械设计教材图 10 28 查得 Y 0 88 3 计算当量齿数 ZV1 Z1 cos3 24 cos3 26 25814 ZV2 Z2 cos3 48 cos3 52 51614 4 查取齿形系数 由机械设计教材表 10 5 查得 YFa1 2 590 YFa2 2 42 5 查应力校正系数 YSa1 1 598 YSa2 1 708 6 弯曲疲劳许用应力计算 由机械设计教材图 10 2c 查得小齿轮弯曲疲劳强度极限 FE1 410Mpa 大齿轮弯曲 疲劳强度极限 FE2 245Mpa 由图 10 18 取弯曲疲劳寿命系数 KFN1 0 83 KFN2 0 89 取弯曲疲劳安全系数 S 1 4 则弯曲疲劳许用应力 F 1 KFN1 FE1 S 0 83 410 1 4 243 07Mpa F 2 KFN2 FE2 S 0 89 245 1 4 155 75Mpa 7 计算大小齿轮 并加以比较 F SaFaY Y 黄河科技学院毕业设计 论文 第 11 页 0 071 0 0265 1 11 F SaFaY Y 07 243 598 1 59 2 2 22 F SaFa YY 75 155 708 1 42 2 大齿轮的数值大 2 设计计算 mn 1 322mm 2 1 3 2 1 2cos FaSa dF KTY Y Y Z 2 3 2 2 3 194 0 88 cos 14 0 0265 1 241 655 对比计算结果 由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 mn大于齿根弯曲疲劳强度计 算的法面模数 取 mn 1 5 已可满足弯曲强度 但为了同时满足接触疲劳强度 需按 接触疲劳强度算得的分度圆直径 d1 47 53mm 来计算应有的齿数 于是由 Z1 d1cos mn 47 53 cos 30 745 取 Z1 30 则 Z2 uZ1 6014 9 几何尺寸计算 1 计算中心距 a Z1 Z2 mn 2cos 30 60 1 5 2cos 69 588mm 取 a 70mm14 2 按圆整后的中心距修正螺旋角 arccos arccos a mZZ n 2 21 702 5 1 6030 15 359 3 计算大小齿轮分度圆直径 d1 Z1mn cos 30 1 5 cos 46 667mm15 359 d2 Z2mn cos 60 1 5 cos 93 333mm15 359 4 计算齿轮宽度 b dd1 1 46 667 46 667mm 圆整后取 b 47mm 则 B2 47mm B1 52mm 由于 Z1 Z2 d1 b 发生变化 故相应的参数需要修正 然后再根据修正结果 看齿轮强度是否足够 经过修正后发现齿轮强度足够 因此还用原来的数值 齿轮传动尺寸如表 4 1 黄河科技学院毕业设计 论文 第 12 页 表表 4 14 1 齿轮传动尺寸齿轮传动尺寸 名称计算公式结果 法面模数 mn1 5 法面压力角 n20 螺旋角 15 359 Z130 齿数 Z260 传动比 i2 d146 667mm 分度圆直径 d293 333mm da1 d1 2ha mn49 667mm 齿顶圆直径 da2 d2 2ha mn96 333mm df1 d1 2 ha c mn42 167mm 齿根圆直径 df2 d2 2 ha c mn88 833mm 中心距 a mn Z1 Z2 2cos 70mm B152mm 齿宽 B247mm 4 1 2 齿轮的结构设计 通过齿轮传动的强度计算 只能确定出齿轮的主要尺寸 如齿数 模数 齿宽 螺旋角 分度圆直径等 而齿圈 轮辐 轮觳等的结构形式及尺寸大小 通常都由结 构设计而定 齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸 毛坯 材料 加工方法 使用要求及经济性 能等因素有关 进行齿轮的结构设计时 必须综合考虑上述各方面的因素 小齿轮直径很小 故采用齿轮轴结构 黄河科技学院毕业设计 论文 第 13 页 大齿轮的齿顶圆直径小于 160mm 因此做成实心结构的齿轮 具体结构见零件图 4 2 轴的设计 轴的设计和其他零件的设计相似 包括结构设计和工作能力计算两方面的内容 轴的结构设计是根据轴上零件的安装 定位以及轴的制造工艺等方面的要求 合理的 确定轴的结构及尺寸 轴的结构设计不合理 会影响轴的工作能力和轴上零件的工作 可靠性 还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难等 因此 轴的结构设计是轴 设计中的最重要的内容 轴的工作能力计算指的是轴的强度 刚度和振动稳定性等方面的计算 多数情况 下 轴的工作能力主要取决于轴的强度 这事只需对轴进行强度计算 以防止断裂或 塑性变形 而对刚度要求高的轴和受力大的细长轴 还应进行刚度计算 以防止工作 时产生较大的弹性变形 4 2 1 轴的材料的选择和最小直径估算 轴的材料主要是碳钢和合金钢 钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件 有的则直接 用圆钢 由于碳钢比合金钢价廉 对应力集中的敏感性较低 同时也可以用热处理和 化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度 故采用碳钢制造轴比较广泛 其中最 常用的是 45 钢 根据工作条件 初选轴的材料为 45 钢 调质处理 按按扭转强度法进行最小直径 估算 即 dmin A0 初算轴径时 若最小轴径段开有键槽 还要考虑键槽对轴强度 3 n P 的影响 当该轴段截面上有一个键槽时 d 增大 5 7 当有两个键槽时 d 增大 10 15 A0值由机械设计教材表 15 3 确定 高速轴 A01 126 低速轴 A02 120 高速轴 d1min A01 126 14 873mm3 1 1 n P入 3 2900 77 4 因为该轴最小轴径处安装联轴器 设有一个键槽 故增大 7 则由此算得最小轴 径 d1min 15 915mm 取整得 d1min 16mm 低速轴 d2min A02 120 17 542mm 取整的 d2min 18mm3 2 2 n P 入 3 1450 53 4 黄河科技学院毕业设计 论文 第 14 页 输入轴 高速轴 的最小轴径处安装联轴器 为了使轴径与联轴器的孔径相适应 需同时选取联轴器的型号 联轴器的计算转矩为 Tca KAT 入 查机械设计课程设计表 14 1 考虑到转矩的变 化小 故取 KA 1 3 则 Tca KAT 入 1 3 15 71 20 423Nm 按照计算转矩小于公称转矩 查机械设计课程设计表 13 4 选用 TL3 型弹性套柱销联轴器 其公称转矩 31 5Nm 办 联轴器孔径 d11 20mm 办联轴器长度 L 52mm 办联轴器与轴配合的縠孔长度 L1 38mm 4 2 2 轴的结构设计 轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸 轴的结构主要取决于以下因素 轴在机器中的安装位置及形式 轴上安装的零件 类型 尺寸 数量以及轴连接的方式 载荷的性质 大小 方向及分布情况 轴的加 工工艺等 由于影响轴的结构的因素较多 而且其结构形式又要随着具体情况不同而 异 所以轴没有标准的结构形式 设计时 必须针对不同的情况进行具体的分析 但 是 不论何种具体条件 轴的结构都应满足 轴和装在轴上的零件都要有准确的工作 位置 轴上的零件应便于装拆和调整 轴应具有良好的工艺性等 1 高速轴结构设计 1 各轴段直径的确定 d11 最小轴径处 装联轴器的外伸轴段 d11 20mm d12 密封处轴段 定位轴肩的高度 h 0 07 0 1 d11 取 h 0 1d11 则 h 0 1d11 0 1 20 2mm 故 d12 d11 2h 20 4 24mm 取 d12 25mm d13 滚动轴承处轴段 取 d13 30mm 查机械设计课程设计表 12 4 滚动轴承型号 选取 30206 其尺寸为 d D T B 30 62 17 25 16mm d14 过度轴段 取 d14 36mm d15 d15 d14 36mm d16 d16 d13 30mm 2 各轴段长度的确定 l11 办联轴器与配合縠孔长度 L1 38mm 为了保证轴端挡圈只压在办联轴器上不压 在轴端面上 故 l11略短于 L1 取 l11 36mm l12 根据与轴承端盖的配合关系 l12 50mm l13 由滚动轴承装配关系 l13 17mm 黄河科技学院毕业设计 论文 第 15 页 l14 l14 40mm l15 由小齿轮齿宽决定 l15 52mm l16 l16 40mm l17 由滚动轴承装配关系 l17 17mm 2 低速轴的结构设计 1 各轴段直径的确定 d21 与滚动轴承配合 由机械设计课程设计表 12 4 选滚动轴承的型号为 30207 其尺寸为 d D T B 35 72 18 25 17mm 因此取 d21 35mm d22 过度轴段 d22 40mm d23 低速齿轮段 d23 46mm d24 轴环 d24 54mm d25 过度轴段 d25 46mm d26 与滚动轴承配合 d26 35mm d27 d27 30mm 2 各轴段长度的确定 l21 由滚动轴承装配关系确定 l21 17mm l22 l22 44 5mm l23 略短于齿轮宽度 l23 45mm l24 轴环 l24 10mm l25 l25 32 5mm l26 由滚动轴承装配关系 l26 17mm l27 l27 50mm l28 圆锥轴段 l28 50mm l29 l29 20mm 8 细部结构参见零件图 4 2 3 轴的校核 轴的校核包括强度校核和刚度校核 进行轴的强度校核计算时 应根据轴的具体受载及应力情况 采取相应的计算方 法 并恰当的选取其许用应力 对于仅仅承受扭矩的轴 应按扭转强度条件计算 对 黄河科技学院毕业设计 论文 第 16 页 于只承受弯矩的轴 应按弯曲强度条件计算 需要时还应按疲劳强度条件进行精确校 核 轴在载荷作用下 将产生弯曲或扭转变形 若变形量超过允许的限度 就会影响 轴上零件的正常工作 甚至会丧失机器应有的工作性能 因此 在设计有刚度要求的 轴时 必须进行刚度的校核计算 这里以低速轴为例 齿轮对轴的力作用点按简化原则应在齿轮宽度的中点 因此可决定低速轴上齿轮 力的作用点的位置 轴上安装的 30207 轴承 从机械设计课程设计表 12 6 可知 它的 负荷作用中心到到轴承外端面的距离 a 15 3mm 故可计算出支点跨距和轴上各力作用 点的相互位置尺寸 支点跨距 135mm 据此可计算出轴上的作用力 支反力 从而来 进行弯曲合成强度校核 计算轴上的作用力 圆周力 Ft 2T2 d2 2 15 71 103 93 333 336 64N 径向力 Fr Fttan n cos 336 64 tan cos 127 07N20 15 359 轴向力 Fa Fttan 336 64 tan 92 47N15 359 黄河科技学院毕业设计 论文 第 17 页 受力图如图 6 1 水平面支反力 Ft 336 64N 68 68 FHB 168 32N 弯矩图 最大弯矩 M 168 32 68 10 3 11 45Nm 垂直面支反力 Fr 127 07N FVB 53 54N 弯矩图 最大弯矩 M 53 54 68 10 3 4 32Nm 图 6 1 轴的强度校核受力图 黄河科技学院毕业设计 论文 第 18 页 合成弯矩 12 24Nm 2222 11 45 4 32 McMM 垂水 扭矩图如图 6 2 T2 29 84Nm 图 6 2 轴的强度校核扭矩图 当量弯矩 17 32Nm 2222 2 12 24 0 3 29 84 c MeMT 取 0 3 为不变载荷 截面 C 的强度为 33 17 32 0 002 0 10 1 46 ee MM Mpa Wd 1 w 因此轴的强度足够 黄河科技学院毕业设计 论文 第 19 页 5 润滑与密封的设计 齿轮在传动时 相啮合的齿面间有相对滑动 因此就要发生摩擦和磨损 增加动 力消耗 降低传动效率 特别是高速传动 就更要考虑齿轮的润滑 通用的闭式齿轮传动 其润滑方式根据齿轮的圆周速度大小而定 当齿轮的圆周 速度小于 12m s 时 常将大齿轮的轮齿进入油池中进行浸油润滑 本次设计采用机械油润滑 查机械设计课程设计表 15 1 选全损耗系统用油 其 代号为 L AN15 GB T 443 1998 此润滑油一般用于小型机床齿轮箱 传动装置轴承 中小型电动机 风动工具等 系统的密封设计详见传动系统装配图 黄河科技学院毕业设计 论文 第 20 页 结 论 毕业设计是本科教学工作的最后一个环节 同时也是很重要的一个环节 是对学 生整个大学生活中所学知识的综合检验 通过本次设计 对磨床及其主传动系统有了进一步的了解 充分的运用了本专业 所学的科目 将这些知识进行了综合运用 同时把这四年的学习中所学到的 看到的 尽可能的运用到本次设计中 在对机械和机械传动零件的分析 设计 选用 正确使 用以及维护等方面有了更加深刻的理解 真正做到了理论与实践相结合 总结了过去 四年中学习到的机械设计制造的基本知识 进一步了解常用机构 常用传动方式 联 接零部件 轴系零部件的应用 通过对本课程的学习 使我对机械设计方面的基本内 容有一个总体了解 对机械设计制造及其自动化专业的认识上升到了一个新的高度 在机械传动综合实验台本体设计中掌握典型的机械传动的组成 机构的运动学和 动力学分析 理解轮系运动方式及动力传递 掌握传动部件效率测定和计算 进一步了解机构组成及其运动特性 了解确定机械产品设计方案的方法 根据给 定工程实际题目 设计最优方案 培养我在实际工程中的动手能力 培养了我创新意 识及综合设计能力 黄河科技学院毕业设计 论文 第 21 页 致谢 本次设计是在刘万福教授的悉心指导下完成的 刘教授在百忙之中还专门抽出时间 给我们指导 在这课程设计的短短的几个月的时间里 使我巩固了以前所学的知识 通 过这次的毕业设计 使我对今后的工作更加充满了信心 刘主任以其严谨求实的治学态 度 高度的敬业精神 兢兢业业 孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神将对我今 后的工作和学习产生深远的影响 他渊博的知识 开阔的视野和敏锐的思维给了我深