CK5116数控车床主传动系统设计【含9张CAD图纸】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共54页)
编号：131448150
类型：共享资源
大小：2.07MB
格式：ZIP
上传时间：2021-06-03
上传人：好资料QQ****51605
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
150
积分
- 关 键 词：
-
CK5116
数控车床
传动系统
设计
CAD
图纸
- 资源描述：
-
喜欢就充值下载吧。资源目录里展示的全都有，下载后全都有，图纸均为CAD原图，有疑问咨询QQ:414951605 或1304139763
- 内容简介：
-
CK5116数控车床主传动系统设计摘 要CK5116主传动在整个机床中属于相对重要部件，通过其内部的齿轮传动可以实现多级变速,从而人们需要的速度可以从最后传到主轴的速度的到。通常主轴箱传动系统的性能直接影响机床的性能。本设计介绍普通机床中CK5116主轴的设计过程，文章先简要介绍了车床的发展历史和现状，分析了主轴箱中各个重要部件结构原理和其在做主轴箱里的作用。详细介绍了CK5116里的齿轮、轴、主轴和轴承等零件的整个设计过程。具体内容包括选取满足要求相应的功率电机和各个零件的整体结构设计，其中包括材料的定选尺寸的合理安排以及加工需求。对于轴和齿轮零件运用的有关公式，进行合理的分析对相对较危险的部位进行作图、计算和查表，进行各种校核。最终对各个零部件进行参数拟定、传动设计、传动件的估算和验算、各部件结构设计，绘制零件图和装配图。CK5116机床是典型的车削加工机床，其中主轴箱是机床组成的核心部件，主轴箱的作用是将电动机的运动传递到主轴上，实现车削回转运动。本次论文设计主要包括传动方案及传动系统图的拟定，包含转速的设计、结构式的确定及工艺范围；各轴传递功率及力矩的计算；主要部件的设计及校核；主轴箱的主要部件主要包括箱体、传动轴、齿轮及带轮。最终确定主轴箱的整体结构设计。关键词： CK5116, 主轴箱； 结构设计； 主轴 AbstractCK5116 main drive machine belonging to the relative importance of the entire component can be achieved by its multi-speed internal gear, whereby the speed of people need to be passed from the final speed to the spindle. Performance is usually headstock transmission system directly affects the performance of the machine. This design introduces general Machine CK5116 spindle design process, the article briefly describes the history and current situation lathe, analyzes the various components of the structure of an important principle in the headstock spindle box and doing their roles. Details of the CK5116 in the gears, shafts, bearings and other parts of the spindle and the entire design process. Specifically includes selecting meet the requirements for the power motor and the overall design of the individual parts, including reasonable arrangements given the selected size and material processing needs. And the gear to the shaft part about the use of formula, reasonable risk analysis portion relatively plotted, calculated look-up table, and performs various checking. The various components of the final formulation parameters, transmission design, estimation and checking the drive member, each member design, part and assembly drawing FIG. CK5116 machine is a typical turning tool, wherein the machine headstock is composed of a core member, the role of the headstock movement of the motor is transmitted to the main shaft, to realize turning rotary motion. The paper proposed design includes a transmission scheme and transmission system of FIG comprising speed design, structure and process of determining the range; calculating transmission power and torque of each axis; Design and checking the main member; main component primary headstock It includes a housing, a drive shaft, gears and pulleys. Ultimately determine the overall structural design of the headstock. Keywords: CK5116, headstock; Structural Design; spindle目 录摘 要1Abstract2目 录3第1章 绪论51.1 概述51.2 课题研究的目的和意义51.3 国内外研究现状及发展趋势61.4 本课题的基本设计思路及研究方法7第2章 数控机床主传动系统设计92.1 转速图的拟定92.2 绘制传动系统图10第3章 传动件的设计133.1 带传动设计133.1.1选择带型143.1.2确定带轮的基准直径并验证带速143.1.3确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角153.1.4确定带的根数z163.1.5确定带轮的结构和尺寸163.1.6确定带的张紧装置163.2 各变速组齿轮模数的确定和校核183.2.1 齿轮模数的确定183.2.2 齿宽的确定223.2.3 齿轮结构的设计223.3 传动轴的直径估算233.3.1 确定各轴转速233.3.2传动轴直径的估算：确定各轴最小直径243.3.3 键的选择253.4 传动轴的校核253.5 键的校核263.6 摩擦离合器的选择和计算26第4章 机床零件的验算304.1 传动轴I轴的验算304.1.1 I轴的设计校核304.1.2 校核轴的强度314.2 轴承的校核和键的选择334.3 II轴上的齿轮设计354.3.1 II轴上的齿轮设计354.3.2 II轴选轴、键和轴承的选择394.5 III轴上的各部件设计404.5.1 III轴上的齿轮设计404.5.2 III轴选轴、键和轴承的选择444.6 IV轴主轴的选取454.7 齿轮的验算464.8 滚动轴承的验算485 总结和展望515.1本文工作总结515.2 课题展望51参考文献53致 谢54第1章 绪论1.1 概述在任何一个国家的国民生活和经济发展中，机械制造行业都起着举足轻重的作用，是各行各业生存发展的依靠，是经济发展的根本基础，是社会发展的不可或缺的部分。机械制造业在国防，交通业，工农业，科学研究等这些部门中提供着品种繁多的工具，设备等，同时也为机械行业本身提供着各种生产设备。看一个国家或地区的科技发展和经济水平，很大程度上就是看这个国家的机械行业的水平怎样。然而，以车削加工生产为代表的精密加工是机械企业生产所需装备的核心之一，其加工主要靠金属的切削工艺来达到所要求的精度等级。在机械设备的加工总工作量中，有很大一部分是靠以车床的车削为代表的加工工艺来完成的，因此，机械产品零件的加工质量和企业的效率，在很大程度上都是受车床的车削工艺。所以说，一个国家或地区的工业发展水平和科研能力，很大程度上是依靠这个国家或地区的工业化。所以，以车床为代表的车床车削在一个国家的工业现代化和经济全球化浪潮中有着令人不用质疑的重要性。从近数十载的世界工业发展史来看，从上世纪的八九时年代到现在的二十一世纪，机械发展的趋势已从之前的一味只追求如何提高产品的节约经济性到如今的产品所含技术水平的竞争。如今，我国已成为WTO的成员国之一，工业现代化，经济全球化的浪潮已经扑面而来，然而，由于我国的机械发展水平相对于世界上的发达国家还有不小的差距，因而，我们国家的工业发展还面临着很大的考验，但同时，我们也面临着新的机遇：从产品零件的理论设计到最终的加工出来，所需的时间周期不断变小，产品所需包含的质量水平和技术要求不断提升，同时国民心中的安全和营造绿色家园的心声愈演愈烈，所以以车床车削为代表的高技术水平的加工生产将是现代机械企业生存和发展的必然之选。1.2 课题研究的目的和意义随着社会生产和科学技术的迅速发展，很多企业已经越来越注重精细化生产和发展，从而来满足人们对复杂多变的产品的需要。因而，在现代机械工业生产中，小批量多品种零件的加工生产占产品总数量的比例会越来越高，而零件的复杂性和精度等级要求也会迅速地提高，所以很多产品都需要进行车削加工。但是由于高科技，高精度的专用车床设备其在价格，设备的日常管理，操作维护和保养等方面的成本均比较高，所以在现实中很多企业尤其是中小规模的企业，出于对经济成本等方面因素的考虑，厂里有不少的普通车床设备，然而拥有能满足较高精度的车削加工生产的专用车床设备的企业数量却寥寥无几。但是在日常的实际加工生产中，企业却经常会遇到一些小批量甚至是单件大型零件的车削加工，针对此种情况，很多中小企业会根据企业的自身现状，对现有的普通车床进行改造，车床改车床，设计出一种符合车削加工生产要求的车床主传动装置安装在现有机床上，从而实现用现有的普通车床却能实现车床的功能对零件进行加工，这样，既满足了零件的加工生产要求，同时也省去了企业买专用车床设备的一笔昂贵的费用，从而达到了既节约了成本，提高了加工生产效率，又很好的增强了企业在社会生产发展中的竞争力。大学生的毕业设计是大学四年中的一项非常重要的工作，其通过根据大学四年所学的专业知识，运用机械原理的思想进行设计，从而很好地培养了自己在实践中提出问题，分析问题，解决问题的实践能力，为毕业后能成为一名优秀的设计人员做了很好的铺垫。本次毕业设计，我的题目是：车床车床的机构设计与应用，通过此次的设计，我可以对车床主传动的内部零件结构，运动方式，工作原理等方面能有进一步的理解；通过车床车床主传动的设计，从而掌握车床主传动设计的基本原理和方法，同时也能够对专用车床主传动的设计作进一步的学习和理解应用；同时也能够很好的提高自身的专业技能水平，争取早日成为一名优秀的设计人员。1.3 国内外研究现状及发展趋势机械制造业是重点行业的国家或地区之一，其先进水平，标志着综合国力和国家的现状工业现代化，因此，它实际上是进一步比它的经济价值我们有一个战略地位。现在，让中国的机械制造业的总体水平，美国，德国，是发达国家日本的一部分，还有在世界上的差距。美国，日本，这些国家在德国，他们有机械，精密机械加工的一个非常高的水平，提出了一个高科技的特点，他们现在所从事的这个领域，作为新的经济增长点已经设计了一个普通车床主传动生活的全是公司发展的黄金时期。还有作为世界上生产中国最大的机床之一使用，但大部分的原因为服务很长一段时间在现有的机器，设备在非常困难的情况下，实际上面临的，已经过时你。因此，现有的车床变换，通过设计一种灵活的车床主变速器，设备成本，因为不符合生产过程的需要，由此，不仅通过转动部件，储存，安装在车床提高生产效率是是，那是很多机械企业，是生存和中小型企业的发展尤其是必然趋势。如果整个购买新的专用转折点，不仅不需要的一小笔钱，因为还没有得到有效利用现有机械设备的结果，形成资源的浪费。中国机械制造行业，不仅降低了后期出发资源的浪费，不仅可以较小的成本，从而利用执行处理，现有资源进行整合旧机械全这是可能的，但在事实上，迫切需要制定绩效，以获得更先进的加工工艺，将成为许多中小型企业明智的选择。1.4 本课题的基本设计思路及研究方法1.本课题要研究的内容:根据学校和指导老师的要求，到南通佳益机械厂实际参观学习，根据企业的具体加工生产要求，设计出一种车床车床主传动，安装在厂里的普通机床上，以求能达到实际生产之用。毕业设计是在学完本课程后，进行一次学习设计的综合性练习。通过毕业设计，使学生能够运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识，及生产实习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。通过毕业设计，分析比较机械系统中的某些典型机构，进行选择和改进；结合结构设计，进行设计计算并编写技术文件；完成系统主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计，掌握查阅相关工程设计手册、设计标准和资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高学生设计能力的目的。通过设计，使学生获得机械系统基本设计技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。毕业设计内容由理论分析与设计计算、图样技术设计和技术文件编制三部分组成。2.理论分析与设计计算（1）机械系统的方案设计。设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。（2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。（3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算和校核。本课题拟采用的手段和途径：本课题的研究需要查阅大量的资料，我要先到学校图书馆查阅与本课题有关的书籍和资料本，同时上网浏览最新的有关课题的文献资料。因为这是企业的实际生产工艺，所以我还需到企业进行实地参观学习，弄明白机床的具体改造要求，车床主传动的具体工作原理，具体的设计和安装要求，以及其具体要实现的功能，同时要弄明白整个加工的工艺流程，要虚心的向企业里的技术人员和师傅请教，以求最终能设计出符合实际加工要求的车床主传动。第2章 数控机床主传动系统设计2.1 转速图的拟定已知机床的转速范围在14r/min3550r/min，电动机的最高转速为4500 r/min电动机的额定功率P=30kW，确定主轴箱结构（1）确定主轴的变速范围 （2）确定主轴的计算转速 由于数控机床主轴的变速范围大，计算转速应比计算值高些，所以圆整取计算转速nc=。（3）确定主轴的恒功率变速范围 （4）确定电动机所能够提供的恒功率变速范围 (取调频电机的额定转速为1500r/min）由于RnpRdp，电动机直接驱动主轴不能满足恒功率变速要求，因此需要串联一个有级变速箱，以满足主轴的恒功率调速范围。（5）确定分级变速恒功率变速范围（6）确定转速级数取，则 可以取Z=4当时，K1，功率重复，=2.62 4=，=8，所以成立结论：=15.8，=2.62，（7）结构式的确定根据2、3原则4=22根据前多后少原则4=22根据前紧后松原则4=极限原则 =6.878 满足所以结构式确定为 4= （8）根据结构式与公比等确定转速图如下图 图2.1转速图和主轴功率特性图2.2 绘制传动系统图根据上述求出的齿轮齿数绘制传动系统图如下：图2.2传动系统图根据前面的切削计算，选择30KW的YVF200L-4型三相调频异步电动机，参数如下图表：图2.3 YVF200L-4型三相调频异步电动机产品型号：YVF200L-4型三相调频异步电动机电动机使用条件： 环境温度：-1540 海拔：不超过1000m 额定电压：380V，可选220-760V之间任何电压值额定频率：50Hz、60Hz 防护等级：IP44、IP54、IP55 绝缘等级：B级、F级、H级 冷却方式：ICO141 工作方式：S1 连接方式：3KW及以下Y接法、4KW及以上为接法 第3章 传动件的设计3.1 带传动设计功率P=30kW,转速n1=1500r/min,n2=750r/min计算设计功率Pd表3.1 工作情况系数工作机原动机类类一天工作时间/h10161016载荷平稳液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（）；离心式压缩机；轻型运输机1.01.11.21.11.21.3载荷变动小带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（）；发电机；旋转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛1.11.21.31.21.31.4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1.21.31.41.41.51.6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1.31.41.51.51.61.8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KA1.1。即3.1.1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。根据算出的Pd33kW及小带轮转速n11500r/min ，查图得：dd=200315可知应选取C型V带。3.1.2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dd1=200mm ddmin.=75 mm（dd1根据P295表13-4查得）表3 V带带轮最小基准直径槽型YZABCDE205075125200355500由机械设计P295表13-4查“V带轮的基准直径”，得=400mm 误差验算传动比： （为弹性滑动率）误差符合要求 带速 满足5m/sv300mm，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。3.1.6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。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7-3。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3.2 普通V带轮的轮槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92） 项目 符号 槽型 Y Z A B C D E 基准宽度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基准线上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基准线下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽间距 e 8 0.3 12 0.3 15 0.3 19 0.4 25.5 0.5 37 0.6 44.5 0.7 第一槽对称面至端面的距离 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小轮缘厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15 带轮宽 B B =( z -1) e + 2 fz 轮槽数 外径 d a 轮 槽 角 32 对应的基准直径 d d 60 - - - - - - 34 - 80 118 190 315 - - 36 60 - - - - 475 600 38 - 80 118 190 315 475 600 极限偏差 1 0.5 V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(dd(2.53)d时)，如图3.1a。 （2） 腹板带轮：用于中小尺寸的带轮(dd 300mm 时)，如图3.1b。 （3） 孔板带轮：用于尺寸较大的带轮(ddd) 100 mm 时)，如图3.1c 。 （4） 椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带轮(dd 500mm 时)，如图3.1d。（a） （b） （c） （d）图3.1 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）3.2 各变速组齿轮模数的确定和校核3.2.1 齿轮模数的确定齿轮模数的估算。通常同一变速组内的齿轮取相同的模数，如齿轮材料相同时，选择负荷最重的小齿轮，根据齿面接触疲劳强度和齿轮弯曲疲劳强度条件按【5】表7-17进行估算模数和，并按其中较大者选取相近的标准模数，为简化工艺变速传动系统内各变速组的齿轮模数最好一样，通常不超过23种模数。先计算最小齿数齿轮的模数，齿轮选用直齿圆柱齿轮及斜齿轮传动，查【4】表10-8齿轮精度选用7级精度，再由【4】表10-1选择小齿轮材料为40C(调质)，硬度为280HBS：根据【5】表7-17；有公式：齿面接触疲劳强度：齿轮弯曲疲劳强度：、a变速组：分别计算各齿轮模数，先计算最小齿数28的齿轮。齿面接触疲劳强度：其中: -公比 ； = 2； P-齿轮传递的名义功率；P = 0.9630=28.8KW； -齿宽系数=； -齿轮许允接触应力，由【5】图7-6按MQ线查取; -计算齿轮计算转速;K-载荷系数取1.2。=650MPa，。 根据【6】表10-4将齿轮模数圆整为4mm 。 齿轮弯曲疲劳强度：其中:P-齿轮传递的名义功率； -齿宽系数=； -齿轮许允齿根应力，由【5】图7-11按MQ线查取；-计算齿轮计算转速; K-载荷系数取1.2。，根据【6】表10-4将齿轮模数圆整为2.5mm 。所以于是变速组a的齿轮模数取m = 4mm，b = 32mm。、b变速组：确定轴上另两联齿轮的模数，先计算最小齿数18的齿轮。 齿面接触疲劳强度：其中: -公比 ； =4； P-齿轮传递的名义功率 -齿宽系数=； -齿轮许允接触应力，由【5】图7-6按MQ线查取; -计算齿轮计算转速;K-载荷系数取1.2。=650MPa， 根据【6】表10-4将齿轮模数圆整为4mm 。 齿轮弯曲疲劳强度：其中:P-齿轮传递的名义功率； -齿宽系数=； -齿轮许允齿根应力，由【5】图7-11按MQ线查取；-计算齿轮计算转速; K-载荷系数取1.2。，、c变速组：齿顶圆直径 ； 齿根圆直径；分度圆直径 ；齿顶高 ；齿根高 ； 齿轮的具体值见表表3.3 齿轮尺寸表 （单位：mm）齿轮齿数z模数分度圆直径d齿顶圆直径齿根圆直径齿顶高齿根高304120128110456042402482304549419620418645494196204186452741081169845714284292274457142842922744527410811698452741081169845714284292274453.2.2 齿宽的确定 由公式得：轴主动轮齿轮；一般一对啮合齿轮，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，应主动轮比从动轮齿宽大（510mm）。3.2.3 齿轮结构的设计通过齿轮传动强度的计算，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、轮毂等的结构形式及尺寸大小，通常都由结构设计而定。当齿顶圆直径时，可以做成实心式结构的齿轮。当时，可做成腹板式结构，再考虑到加工问题，现决定把齿轮8、12和14做成腹板式结构。其余做成实心结构。根据【4】图10-39（a）齿轮10、12和13结构尺寸计算如下：齿轮8结构尺寸计算， ；，C取12cm。齿轮12结构尺寸计算;；，C取12cm。齿轮14结构尺寸计算，；，C取14cm。3.3 传动轴的直径估算传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度的要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不失是主要矛盾，除了载荷很大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求保证轴在载荷下不至发生过大的变形。因此，必须保证传动轴有足够的刚度。3.3.1 确定各轴转速 、确定主轴计算转速：计算转速是传动件能传递全部功率的最低转速。各传动件的计算转速可以从转速图上，按主轴的计算转速和相应的传动关系确定。根据【1】表3-10，主轴的计算转速为 (2.3)3.3.2传动轴直径的估算：确定各轴最小直径根据【5】公式（7-1），并查【5】表7-13得到取1.轴的直径：轴的直径：轴的直径： 其中：P-电动机额定功率（kW）；-从电机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积；-该传动轴的计算转速（）； -传动轴允许的扭转角（）。当轴上有键槽时，d值应相应增大45%;当轴为花键轴时，可将估算的d值减小7%为花键轴的小径;空心轴时，d需乘以计算系数b，b值见【5】表7-12。和为由键槽并且轴为空心轴，和为花键轴。根据以上原则各轴的直径取值：，和在后文给定，轴采用光轴，轴和轴因为要安装滑移齿轮所以都采用花键轴。因为矩形花键定心精度高，定心稳定性好，能用磨削的方法消除热处理变形，定心直径尺寸公差和位置公差都能获得较高的精度，故我采用矩形花键连接。按规定，矩形花键的定心方式为小径定心。查【15】表5-3-30的矩形花键的基本尺寸系列，轴花键轴的规格；轴花键轴的规格。3.3.3 键的选择查【4】表6-1选择轴上的键，根据轴的直径，键的尺寸选择，键的长度L取22。主轴处键的选择同上，键的尺寸为，键的长度L取100。3.4 传动轴的校核需要验算传动轴薄弱环节处的倾角荷挠度。验算倾角时，若支撑类型相同则只需验算支反力最大支撑处倾角；当此倾角小于安装齿轮处规定的许用值时，则齿轮处倾角不必验算。验算挠度时，要求验算受力最大的齿轮处，但通常可验算传动轴中点处挠度（误差%3）.当轴的各段直径相差不大，计算精度要求不高时，可看做等直径，采用平均直径进行计算，计算花键轴传动轴一般只验算弯曲刚度，花键轴还应进行键侧挤压验算。弯曲刚度验算；的刚度时可采用平均直径或当量直径。一般将轴化为集中载荷下的简支梁，其挠度和倾角计算公式见【5】表7-15.分别求出各载荷作用下所产生的挠度和倾角，然后叠加，注意方向符号，在同一平面上进行代数叠加，不在同一平面上进行向量叠加。轴的校核：通过受力分析，在一轴的三对啮合齿轮副中，中间的两对齿轮对轴中点处的挠度影响最大，所以，选择中间齿轮啮合来进行校核最大挠度：查【1】表3-12许用挠度； 。轴、轴的校核同上。3.5 键的校核键和轴的材料都是钢，由【4】表6-2查的许用挤压应力,取其中间值，。键的工作长度，键与轮榖键槽的接触高度。由【4】式（6-1）可得可见连接的挤压强度足够了，键的标记为：3.6 摩擦离合器的选择和计算片式摩擦离合器目前在机床中应用广泛，因为它可以在运转中接通或脱开，具有结合平稳、没有冲击、结构紧凑的特点，部分零件已经标准化，多用于机床主传动。按扭矩选择，即： 根据【15】和【14】表6-3-20，计算转矩，查【15】表6-3-21得摩擦盘工作面的平均直径式中d为轴的直径。摩擦盘工作面的外直径摩擦盘工作面的内直径摩擦盘宽度b摩擦面对数m，查【15】表6-3-17，摩擦副材料为淬火钢，对偶材料为淬火钢，摩擦因数取0.08，许用压强取，许用温度=30000h （5-46） 键的选择I轴齿轮与轴连接查机械设计手册选花键型号为：。a-a处花键图4-3 I轴的结构4.3 II轴上的齿轮设计4.3.1 II轴上的齿轮设计（1）分析要求 齿数比：u=i=2.81 I轴的转矩： = (5-47) 根据转速图可知I的最高转速为 第一根轴上传递的功率 =(5-48)圆周速度估计：属于中等速，中度载荷载（2）材料选择、热处理方式 选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质)硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。（3）初选齿数：小齿轮齿数22，大齿轮齿数62（4）初算小齿轮分度圆直径根据： (5-49) 确定公式内的各计算数值 ：试选载荷系数由机械设计表3-6选取齿宽系数由机械设计表3-2查得材料的弹性影响系数由机械设计图3-16按齿面硬度查得： 小齿轮的接触疲劳强度极限 大齿轮的接触疲劳强度极限; 计算应力循环次：N 一般机床工作时间1500020000小时。 机床工作时间t=20000h = (5-50) =(5-51) 由机械设计图3-18查得接触疲劳寿命系数,取失效概率为1%，安全系数S=1，得：接触疲劳许用应力 = = = (5-52) 小齿轮分度圆直径，代入中较小的值： （5）计算圆周速度 (5-53)（6）计算齿宽b： (5-54)（7）计算齿宽与齿高之比模数(5-55)齿高 (5-56) (5-57) （8）计算载荷系数 根据V=1.68m/s，7级精度，查机械设计表3-1得动载系数，直齿轮，假设。由机械设计表3-1查得(5-58)将数据代入得：由，查图10-13得；故载荷系数：(9) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径 (5-60)(10) 按齿根弯曲强度设计 由机械设计图5-17查得 小齿轮的弯曲疲劳强度极限； 大齿轮的弯曲疲劳强度极限； 由机械设计图3-19查得弯曲疲劳寿命系数。 计算弯曲疲劳许用应力 查机械设计表3-4取=1.4计算载荷系数K：由机械设计图3-14查得齿形系数由机械设计图3-15查得应力校正系数（11）计算大小齿轮并加以比较： (5-61) 取数值大的计算（12）齿轮模数的计算 按表3-7，取标准模数（13）计算齿轮齿数： 小齿轮齿数取(5-62) 大齿轮齿数 (5-63)（14）齿轮的几何计算 计算此轮分度圆直径： 大齿轮 小齿轮 (5-64) 计算中心距： (5-65) 计算齿宽 (5-66) 取大齿轮的齿宽 （13）验算 (5-67)比较得故该齿轮符合要求。4.3.2 II轴选轴、键和轴承的选择 轴的材料选择45号钢，经调质处理。由机械设计表6-1查得：抗拉强度 屈服点 弯曲疲劳极限 剪切疲劳极限 由机械设计6-4查得：=初选直径： = , =(5-68)故轴取=轴II设计如图5-3 由于第一根轴第二根轴，且 ，轴径确定的公式可知：转速越小轴径越大，所以只要满足转速小的地方的轴径要求，整个轴都可以满足要求。 键的选择 II轴齿轮与轴连接查机械设计手册选花键型号为：如图a,b处均有花键 图4.4 II轴的结构轴承的选择：根据实际情况，查机械设计课程设计选6207和6208型深沟球轴承。4.5 III轴上的各部件设计4.5.1 III轴上的齿轮设计（1）分析要求 齿数比：u=i=4 I轴的转矩：= (5-69)根据转速图可知I的最高转速为 第一根轴上传递的功率 =圆周速度估计：属于中等转速，中度载荷载（2）材料选择、热处理方式 选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质)硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。（3）初选齿数：小齿轮齿数18，大齿轮齿数72（4）初算小齿轮分度圆直径根据： 确定公式内的各计算数值 ：试选载荷系数由机械设计表3-6选取齿宽系数由机械设计表3-2查得材料的弹性影响系数由机械设计图3-16按齿面硬度查得： 小齿轮的接触疲劳强度极限 大齿轮的接触疲劳强度极限;计算应力循环次：N一般机床工作时间1500020000小时。机床工作时间t=20000h= 由机械设计图3-18查得接触疲劳寿命系数, 取失效概率为1%，安全系数S=1，得： 接触疲劳许用应力= = (5-70) 小齿轮分度圆直径，代入中较小的值：（5）计算圆周速度 (6)计算齿宽b：（7）计算齿宽与齿高之比模数齿高（8）计算载荷系数 根据V=2.25m/s，7级精度，查机械设计表3-1得动载系数，直齿轮，假设。由机械设计表3-1查得(5-71) 将数据代入得： 由，查机械设计图10-13得；故载荷系数： (9) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径 (10) 按齿根弯曲强度设计 由机械设计图5-17查得 小齿轮的弯曲疲劳强度极限； 大齿轮的弯曲疲劳强度极限； 由机械设计图3-19查得弯曲疲劳寿命系数。 计算弯曲疲劳许用应力 查机械设计表3-4取=1.4 计算载荷系数K： 由机械设计图3-14查得齿形系数 由机械设计图3-15查得应力校正系数 （11）计算大小齿轮并加以比较：72 取数值大的计算 （12）齿轮模数的计算 按机械设计表3-7，取标准模数 （13）计算齿轮齿数： 小齿轮齿数取 大齿轮齿数 （14）齿轮的几何计算 计算此轮分度圆直径： 大齿轮 小齿轮 计算中心距： 计算齿宽 取大齿轮的齿宽 （13）验算 (5-72)比较得故该齿轮符合要求。4.5.2 III轴选轴、键和轴承的选择 轴的材料选择45号钢，经调质处理。由机械设计表6-1查得：抗拉强度 屈服点 弯曲疲劳极限 剪切疲劳极限 由机械设计6-4查得：=初选直径： = , = (5-73)故轴取= 由于第一根轴第二根轴，且 ，轴径确定的公式可知：转速越小轴径越大，所以只要满足转速小的地方的轴径要求，整个轴都可以满足要求。轴III设计如图III轴齿轮与轴连接查机械设计手册b处选花键型号为：另外a处选普通平键由于轴直径=，选宽=键高=长度=如图 图4.5 III轴结构图轴承的选择根据实际情况，查机械设计课程设计选6209型深沟球轴承。4.6 IV轴主轴的选取由数控机床系统设计表查得：前轴颈=后轴颈=根结构，定悬伸长=主轴最大输出转矩：= (5-74)最大回转直径为最大加工直径的60%即。故半径为 总切削力： (5-75)暂时取，即暂取求支反力： (5-76) 取前后刚度： 最佳跨距： 前，后轴颈的平均值，主轴内孔直径故惯性距; 则： =0.085 (5-77)查数控机床系统设计线图4-23得： 轴承选3182100系列双列圆柱滚子轴承选普通平键长，宽， 高4.7 齿轮的验算验算IV轴上齿轮（1）齿轮接触应力的计算由公式校核齿轮的接触应力。由公式 来确定由表查得 ，而 由转速图知 由表得 ，由表得，由表得 由表确定，由表得 ，由表得 ，由表得 ，最后取 则： 所以，齿轮的接触应力满足要求。（2）齿轮弯曲应力的验算由公式 进和计算其中：，由表可求得由表可知，由表可知，由表可知取 则： 所以，弯曲应力满足要求。4.8 滚动轴承的验算因为轴载荷最大，所以校核轴两端的轴承6309 GB/T276-94，6009 GB/T276-94由机械设计手册查得6309 GB/T276-94轴承的，；6009 GB/T276-94轴承的，轴承的受力分析情况如图所示其中 N N N N 合成支反力为： N N ，且因与有关，现轴承的受轴向力未知，因此试用逼近法来确定、以及的值。初选 N N轴承之间的轴向力 N N 对于轴承 查表取对于轴承 查表取从计算结果看与的结果与初选值接近，故可使用。轴承所以取，由于轴承所受力矩较小，所以取，由于轴承所受的载荷是无冲击，所以取。轴承所以取，由于轴承所受力矩较小，所以取，由于轴承所受的载荷是无冲击，所以取。 由表查得 ，由表查得 ，且取，由于是球轴承， 由于，所以计算时取 所以轴承满足要求。5 总结和展望5.1本文工作总结车床主传动设计是设计人员根据市场，社会和人们对机床的需要所进行的构思，计算，试验，选择方案，确定尺寸，绘制图纸以及编制技术文件等一系列创造性活动的总称，是机床产品实现的必要前提，是产品开发过程中至关重要的环节。机床产品设计的好坏，直接影响其成本，质量，研制周期及市场的竞争能力。本文的设计主要是从车床主轴箱的角度入手，使设计产品在给定的数值要求下达到最合理的经济和性能。为期三个月的设计任务圆满完成了，虽然设计的过程比较繁琐，而且刚开始还有些不知所措，甚至是害怕与退缩，尽管“雄关漫道真如铁”，但是在我“而今迈步从头越”，再加上老师的悉心指导，我终于顺利地完成了这次设计任务。我们专业课已经学过车床相关的知识，尤其是机械制造装备设计这颗中详尽的讲述了机床主传动系的设计，并且在大二的时候我们还做过二级减速器的课程设计，所以刚开始我对自己的课题满腹信心，但是当我仔细的审题后发现，并不是我想象的那么容易。本次的设计是在反复的修改中完成的，巩固和深化了课堂理论教学的内容，锻炼和培养了我综合运用所学过的知识和理论的能力，是我独立分析、解决问题的能力得到了强化. 在设计当中，我也遇到了一些问题,除了上述的以外比如在有些设计部分并没有完全严格计算，参考的一些普遍车床的数据在保证安全可靠的基础上做到了尽量满足工艺要求。在此过程中不断地发现问题和解决问题，使我加深了对大学所学课程理解、综合应用并得到进一步的巩固，设计过程培养了我认真细心的态度，这对以后的学习和工作都有积极的意义，也会是我大学积累的一笔非常宝贵的财富。5.2 课题展望一个国家的金属切削机（机床）的拥有量，产量，品种和质量如何
- 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。
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。
川公网安备: 51019002004831号