最大加工直径为φ400mm的普通车床的主轴箱部件设计【5.5KW 1440 25 12 1.41】【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851课程设计主轴箱部件院系机械工程学院专业机械设计制造及其自动化专业班级学号姓名指导老师日期买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852目录目录3第1章机床用途、性能及结构简单说明1第2章设计部分的基本技术特性和结构分析221车床主参数和基本参数222确定传动公比223拟定参数的步骤和方法3231极限切削速度VMAX、VMIN3232主轴的极限转速3第3章运动设计531主电机功率动力参数的确定532确定结构式533确定结构网634绘制转速图和传动系统图635确定各变速组此论传动副齿数836核算主轴转速误差9第4章设计部分的动力计算941带传动设计9411计算设计功率PD9412选择带型10413确定带轮的基准直径并验证带速11414确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角11415确定带的根数Z12416确定带轮的结构和尺寸12417确定带的张紧装置13418计算压轴力1342计算转速的计算1443齿轮模数计算及验算15买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985344传动轴最小轴径的初定2045主轴合理跨距的计算21第5章摩擦离合器多片式的计算23第6章主要零部件的选择2561电动机的选择2562轴承的选择2563变速操纵机构的选择2564轴的校核2565轴承寿命校核2866键的选用及校核2967轴承端盖设计29第7章箱体的结构设计31第8章润滑与密封32第9章主轴箱结构设计及说明3391结构设计的内容、技术要求和方案3392展开图及其布置33结束语35参考文献36买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709854买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709855买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709856买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709857买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709850第1章机床用途、性能及结构简单说明机床技术参数有主参数和基本参数，他们是运动传动和结构设计的依据，影响到机床是否满足所需要的基本功能要求，参数拟定就是机床性能设计。主参数是直接反映机床的加工能力、决定和影响其他基本参数的依据，如车床的最大加工直径，一般在设计题目中给定，基本参数是一些加工件尺寸、机床结构、运动和动力特性有关的参数，可归纳为尺寸参数、运动参数和动力参数。通用车床工艺范围广，所加工的工件形状、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬质合金刀具又用高速钢刀具。因此，必须对所设计的机床工艺范围和使用情况做全面的调研和统计，依据某些典型工艺和加工对象，兼顾其他的可能工艺加工的要求，拟定机床技术参数，拟定参数时，要考虑机床发展趋势和同国内外同类机床的对比，使拟定的参数最大限度地适应各种不同的工艺要求和达到机床加工能力下经济合理。机床主传动系因机床的类型、性能、规格和尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。设计机床主传动系时最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。在设计时应结合具体机床进行具体分析，一般应满足的基本要求有满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动特性，如机床主轴油足够的转速范围和转速级数；满足机床传递动力的要求。主电动机和传动机构能提供足够的功率和转矩，具有较高的传动效率；满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件有足够的刚度、精度和抗震性，热变形特性稳定；满足产品的经济性要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以便节约材料，降低成本。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第2章设计部分的基本技术特性和结构分析21车床主参数和基本参数车床的主参数（规格尺寸）和基本参数如下原始数据主要技术参数主电动机功率P/KW55主电动机转速1440最小转速25公比141级数Z1222确定传动公比根据【1】公式（32）因为已知，14178PMAXIN120RZNZ112LGNR根据【1】表35标准公比。这里我们取标准公比系列1417因为141106，根据【1】表36标准数列。首先找到最小极限转速67P50，再每跳过5个数（126106）取一个转速，即可得到公比为141的数列625,355,50，71，100，140，200，200，400，560，800，1120买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985223拟定参数的步骤和方法231极限切削速度VMAX、VMIN根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要考虑允许的切速极限参考值如下表21加工条件VMAXM/MINVMINM/MIN硬质合金刀具粗加工铸铁工件3050硬质合金刀具半精或精加工碳钢工件150300螺纹加工和铰孔38232主轴的极限转速计算车床主轴极限转速时的加工直径，则主轴极限转速应为结合题目条件，取标准数列数值，取41考虑到设计的结构复杂程度要适中，故采用常规的扩大传动。各级转速数列可直接从标准的数列表中查出，按标准转速数列为25,355,50，71，100，140，200，200，400，560，800，1120买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709853买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709854第3章运动设计31主电机功率动力参数的确定合理地确定电机功率N，使机床既能充分发挥其性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。在这里就近选择一个55KW的电机，可选取电机为Y132S4额定功率为55KW，满载转速为1440R/MIN32确定结构式可以按照Z12进行分配已知ZX3B2AA，B为正整数，即Z应可以分解为2和3的因子，以便用2、3联滑移齿轮实现变速。确定变速组传动副数目实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合A）123B）12434C）123D）122221223在上述的方案中1和2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的话则会增加轴向尺寸；如果用两个滑移双联齿轮，则操纵机构必须互梭以防止两个滑移齿轮同时啮合。所以一般少用。3，4，5方案可根据下面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123的方案为2好。在122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面的图。在这些方案中可根据下列原则选择最佳方案。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时，为防止买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709855被动齿轮的直径过大而使径向尺寸太大，常限制最小传动比1/4。在升速时，为防止产生过大的震动和噪声，常限制最大传动比。因此主传动链任一传动组的最大变速范围一般为。方案ABCD是可行的。方案DF是不可行的。同时，最后传动组与最后扩大组往往是一致的，安装在主轴与主轴前一传动轴的具有极限或接近极限传动比的齿轮副承受最大扭矩，在结构设计上可以获得较为满意的处理。这也就是最后传动组的传动副经常为2的另一原因。设计车床主变速传动系时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，在降速变速中，一般限制限制最小变速比；为避免扩大传动误差，减少震动噪声，41MINU在升速时一般限制最大转速比。斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取2AX。因此在主变速链任一变速组的最大变速范围52MAXU。在设计时必须保证中间变速轴的变速10852MINAXUR范围最小。33确定结构网根据“前多后少”,“先降后升”,前密后疏,结构紧凑的原则易知第二扩大组的变速范围RP31X14143958满足要求6312图31结构网买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985634绘制转速图和传动系统图（1）选择电动机采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。（2）绘制转速图图32转速图（3）画主传动系统图。根据系统转速图及已知的技术参数，画主传动系统图如图2312轴最小中心距A1_2MIN1/2ZMAXM2MD轴最小齿数和SZMINZMAX2D/M买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985735确定各变速组此论传动副齿数1SZ100124,中型机床SZ701002直齿圆柱齿轮ZMIN1824,M4齿轮齿数的确定。变速组内取模数相等，据设计要求ZMIN1824,齿数和SZ100124，由表41，根据各变速组公比，可得各传动比和齿轮齿数，各齿轮齿数如表31。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985表31齿轮齿数基本组第一扩大组第二扩大组传动比11121141111282114代号Z1ZZ2ZZ3ZZ4ZZ5Z5Z6ZZ7Z7齿数303020402535424222626030187236核算主轴转速误差实际传动比所造成的主轴转速误差，一般不应超过101,即10141N标准转速标准转速实际转速经过计算都能小于41，转速都能满足设计要求。第4章设计部分的动力计算41带传动设计输出功率P55KW,转速N11440R/MIN,N2560R/MIN411计算设计功率PDEDADPK表41工作情况系数AK原动机类类一天工作时间/H工作机101016160101616载荷平稳液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（）；75KW离心式压缩机；轻型运输机101112111213买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709859载荷变动小带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（）；发75KW电机；旋转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛111213121314载荷变动较大螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和木工机械；纺织机械121314141516载荷变动很大破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机；橡胶辊压机131415151618根据V带的载荷平稳，两班工作制（16小时），查机械设计P296表4，取KA11。即15605KWDAEDPK412选择带型普通V带的带型根据传动的设计功率PD和小带轮的转速N1按机械设计P297图1311选取。图41V带型功率转速图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098510根据算出的PD605KW及小带轮转速N11440R/MIN，查图得DD80100可知应选取A型V带。413确定带轮的基准直径并验证带速由机械设计P298表137查得，小带轮基准直径为80100MM则取DD1100MMDDMIN75MM（DD1根据P295表134查得）表42V带带轮最小基准直径MIND槽型YZABCDEMIND205075125200355500212405,1056DD由机械设计P295表134查“V带轮的基准直径”，得250MM2D误差验算传动比（为弹性滑动率）210512DIA误差符合要求1500452IA带速114V73/66DNMS满足5M/S300MM，所以宜选用E型轮辐式带轮。总之，小带轮选H型孔板式结构，大带轮选择E型轮辐式结构。带轮的材料选用灰铸铁，HT200。417确定带的张紧装置选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。418计算压轴力由机械设计P303表1312查得，A型带的初拉力F011783N，上面已得到17263O，Z4，则1A172632SIN48SINN94072OOFZ对带轮的主要要求是质量小且分布均匀、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小,带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通V带两侧面间的夹角是40，为了适应V带在带轮上弯曲时截面变形而使楔角减小，故规定普通V带轮槽角为32、34、36、38（按带的型号及带轮直径确定），轮槽尺寸见表73。装在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮缘与轮毂成一整体。表45普通V带轮的轮槽尺寸（摘自GB/T13575192）槽型项目符号YZABCDE基准宽度BP5385110140190270320买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098513基准线上槽深HAMIN162027535488196基准线下槽深HFMIN477087108143199234槽间距E80312031503190425505370644507第一槽对称面至端面的距离FMIN679115162328最小轮缘厚555675101215带轮宽BBZ1E2FZ轮槽数外径DA32603480118190315366047560038对应的基准直径DD80118190315475600轮槽角极限偏差105V带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式（1）实心带轮用于尺寸较小的带轮DD253D时，如图42A。（2）腹板带轮用于中小尺寸的带轮DD300MM时，如图42B。（3）孔板带轮用于尺寸较大的带轮DDD100MM时，如图42C。（4）椭圆轮辐带轮用于尺寸大的带轮DD500MM时，如图42D。（A）（B）（C）（D）图42带轮结构类型根据设计结果，可以得出结论小带轮选择实心带轮，如图（A）,大带轮选择腹板带轮如图（B）42计算转速的计算（1）主轴的计算转速NJ，由公式NN得，主轴的计算转速JMI13/Z买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098514NJ125R/MIN，取140R/MIN。2传动轴的计算转速轴3180R/MIN轴2180R/MIN，轴1355R/MIN。（2）确定各传动轴的计算转速。各计算转速入表46。表46各轴计算转速（3）确定齿轮副的计算转速。齿轮Z装在主轴上其中只有140R/MIN传递全6功率，故ZJ140R/MIN。6依次可以得出其余齿轮的计算转速，如表47。表47齿轮副计算转速序号Z1Z2Z3Z4Z5NJ80040040040014043齿轮模数计算及验算（1）模数计算。一般同一变速组内的齿轮取同一模数，选取负荷最重的小齿轮，按简化的接触疲劳强度公式进行计算，即MJ16338可得各321JJMNUZP组的模数，如表33所示。根据和计算齿轮模数，根据其中较大值取相近的标准模数JMW1633816338MMJ321JJNUZP3213JMSNIZKU齿轮的最低转速R/MIN；N顶定的齿轮工作期限，中型机床推存1524TT转速变化系数；NK功率利用系数；N材料强化系数。Q轴号轴轴轴计算转速R/MIN800400400买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098515（寿命系数）的极值SKMAXINSSK，齿轮等转动件在接取和弯曲交边载荷下的疲劳曲线指数M和基准顺环次数C0工作情况系数。中等中级的主运动1动载荷系数；2K齿向载荷分布系数；3齿形系数；Y根据弯曲疲劳计算齿轮模数公式为式中N计算齿轮转动递的额定功率NDWNK计算齿轮（小齿轮）的计算转速R/MINJN齿宽系数,MMB/8Z1计算齿轮的齿数，一般取转动中最小齿轮的齿数大齿轮与小齿轮的齿数比，；（）用于外啮合，（）号II12Z用于内啮合命系数；STNNQKK工作期限，；TTMCN06349TK接31025618T弯96103084058NKNK接090055072弯Q接QK弯349084058055094SK接18084090072099时，取，当轴上的键的选用和强度校核买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098529轴与齿轮的联接采用普通平键联接，轴径D48MM；齿轮快厚度L785MM；传递扭矩；选用A型平键，初选键型号为MNT267840，。查机械设计表79得9106,74GBL。由机械设计式（714）和式（715）得MPAAP,MPAPADHLT1086270148/2704/由上式计算可知挤压强度满足。BLP3/6/2由上式计算可知抗剪切强度满足。主轴上的键的选用和强度校核主轴与齿轮的联接采用普通平键联接，轴径D80MM；齿轮快厚度L95MM；传递扭矩；选用A型平键，由于主轴空心所以选择键MNT35720，。查机械设计表79得916,842GB80L。由机械设计式（714）和式（715）得MPAAP0MPAPADHLTP10431/3572/由上式计算可知挤压强度满足。BLP07580/2由上式计算可知抗剪切强度满足。67轴承端盖设计图63轴承端盖参照机械设计及机械制造基础课程设计减速器端盖设计方案来设计主轴为螺钉直径；为轴承外径；由结构确定；36430532030415251DDMDDED买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098530箱端盖，材料采用HT150，依据轴承外径确定各端盖的结构尺寸，如图所示依据该参数设计各轴承端盖，详见装配图纸图案买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第7章箱体的结构设计1、箱体材料箱体多采用铸造方法获得，也有用钢板焊接而成。铸造箱体常用材料为HT1533,强度要求较高的箱体用HT2040，只有热变形要求小的情况下才采用合金铸铁，采用HT2040。与床身做成一体的箱体材料应根据床身或导轨的要求而定。箱体要进行时效处理。2、箱体结构1、箱体结构设计要点（1）根据齿轮传动的中心距、齿顶圆直径、齿宽等几何尺寸，确定减速器的箱体的内部大小。由中心距确定箱体的长度，由齿顶圆直径确定箱体的高度。由齿宽来确定箱体的宽度。（2）依据铸造（或焊接）箱体的结构尺寸、工艺要求，确定箱体的结构尺寸，绘制箱体。如箱盖，箱座及螺栓的尺寸。（3）根据齿轮的转速确定轴承润滑的方法与装置，选择轴承端盖的类型。（4）附件设计与选择。同时，可以进行轴系的结构设计，选择轴承。表71箱体的尺寸名称符号尺寸关系箱座壁厚15主轴左侧凸缘厚1B73箱座凸缘厚32主轴右侧凸缘厚237外箱壁至轴承端面距离1L1250C齿轮顶圆与内箱壁距离18齿轮端面与内箱壁距离2102、铸造工艺性要求为了便于铸造以及防止铸件冷却时产生缩孔或裂纹，箱体的结构应有良好的铸造工艺性。3、加工工艺性对结构的要求由于生产批量和加工方法不同，对零件结构有不同要求，因此设计时要充分注意加工工艺对结构的要求。4、装配工艺对结构的要求为了更快更省力地装配机器，必须充分注意装配工艺对接否设计的要求。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第8章润滑与密封1、润滑设计（1）普通机床主轴变速箱多用润滑油，其中半精加工、精加工和没有油式摩擦离合器的机床，采用油泵进行强制的箱内循环或箱外循环润滑效果好。粗加工机床多采用结构简单的飞溅润滑点。（2）飞溅润滑要求贱油件的圆周速度为068米/秒，贱油件浸油深为1020毫米（不大于23倍轮齿高）。速度过低或浸油深度过浅，都达不到润滑目的，速度过高或浸油深度过深，搅油功率损失过大产生热变形大，且油液容易气化，影响机床的正常工作。油的深度要足够，以免油池底部杂质被搅上来。（3）进油量的大小和方向回油要保证畅通，进油方向要注意角接触轴承的泵油效应，即油必须从小端进大端出。箱体上的回油孔的直径应尽可能的大些，一般应大于进油孔的直径。箱体上放置油标，一边及时检查润滑系统工作情况。（4）放油孔应在箱体适当位置上设置放油孔，放油孔应低于油池底面，以便放净油，为了便于接油最好在放油孔处接长管。（5）防止或减少机床漏油箱体上外漏的最低位置的孔应高出油面。轴与法兰盖的间隙要适当，通常直径方向间隙115毫米。主轴上常采用环形槽和间隙密封，效果要好，槽形的方向不能搞错。箱盖处防漏油沟应设计成沟边向箱体油沟内侧偏一定距离，大约为35毫米。2、润滑油的选择润滑油的选择与轴承的类型、尺寸、运转条件有关，速度高选粘度低的，反之选粘度高的。润滑油粘度通常根据主轴前颈和主轴最高转速选择。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第9章主轴箱结构设计及说明91结构设计的内容、技术要求和方案设计主轴变速箱的结构包括传动件（传动轴、轴承、带轮、齿轮、离合器和制动器等）、主轴组件、操纵机构、润滑密封系统和箱体及其联结件的结构设计与布置，用一张展开图和若干张横截面图表示。课程设计由于时间的限制，一0般只画展开图。主轴变速箱是机床的重要部件。设计时除考虑一般机械传动的有关要求外，着重考虑以下几个方面的问题。精度方面的要求，刚度和抗震性的要求，传动效率要求，主轴前轴承处温度和温升的控制，结构工艺性，操作方便、安全、可靠原则，遵循标准化和通用化的原则。主轴变速箱结构设计时整个机床设计的重点，由于结构复杂，设计中不可避免要经过反复思考和多次修改。在正式画图前应该先画草图。目的是1布置传动件及选择结构方案。2检验传动设计的结果中有无干涉、碰撞或其他不