台式钻床毕业设计

1、.页脚页脚大学文经学院毕业设计题目：Z520B台式钻床设计院 （系：大学文经学院机电工程系专业：机械设计制造及其自动化学生：学号：指导老师：职称：教授年月日摘要来获得最优方案。设计主传动系统时，为减少齿轮数目，简化结构，缩短轴向尺寸，用齿轮齿数的设计方法是试算法，计算麻烦且不易找出合理的设计方案。本文通过对主传动系统中齿轮传动特点的分析，从而绘制零件图与装配图。关键词：传动系统，传动副，齿轮模数，传动比AbstractFirst,inordertoobtaintheidealandmoreunderstandingofthedesignmethod oftransmissionsystemde

2、signofmachinetooltransmissionsystemwhenthewinner. to of of spindletorquecharacteristics,ofdesignprincipleand of and and of system. Starting from the main drive system structure network, determine the optimummatchingschemeofmachinetoolspindlepowerandtorquecharacteristics, the calculation and verifica

3、tion of relevant motion parameters and dynamic parameters.Designstepsanddesignmethodofthisspecificationfocusesonmaindrivesystemofmachinetool,accordingtothemotionparametershavebeen determined by transmission center distance of expansion graph of the minimum as the goal, formulate transmission scheme

4、transmission system, in order to In ofmachinetool,inordertoreducethenumberofgears,simplifythestructure, size,ofisjoin of is to a Throughtheresearchandanalysisofthemaindrivesystemoftripleslidegear the and the box section view.KeyWords:thethe of gear, transmission ratio目录 HYPERLINK l _TOC_250010 摘要I H

5、YPERLINK l _TOC_250009 AbstractIII HYPERLINK l _TOC_250008 目录IV HYPERLINK l _TOC_250007 第1章 绪论1钻床简介1钻床的发展及趋势1本课题设计容及要求3 HYPERLINK l _TOC_250006 第2章Z520B 台式钻床方案设计4 HYPERLINK l _TOC_250005 第3章Z520B 台式钻床具体设计6设计转速围6带传动设计6转速的计算7齿轮模数的计算8计算传动轴最小轴径13计算主轴跨距13 HYPERLINK l _TOC_250004 第4章 校核15刚度校核15轴承寿命校核16 HY

6、PERLINK l _TOC_250003 第5章零件的加工工艺18零件分析19加工所需工、量具20 HYPERLINK l _TOC_250002 结论21 HYPERLINK l _TOC_250001 参考文献22 HYPERLINK l _TOC_250000 致.23第 1 章 绪论钻床简介钻床指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动正孔中心，并使刀具转动（主运动。钻床的特点是工件固定不动，刀具做旋转运动。纹等加工。在钻床上配有工艺装备时，还可以进行镗孔,在钻床上配万能工作台还能进行钻孔、扩孔、铰孔。钻床主要用钻头在工件上加工孔（如钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、

7、锪孔等）的机床。机械制造和各种修配工厂必不可少的设备。根据用途和结构主要分为以下几类：1、立式：工作台和主轴箱可以在立柱上垂直移动，用于加工中小型工件。212153、摇臂式：主轴箱能在摇臂上移动，摇臂能回转和升降，工件固定不动，适用于加工大而重和多孔的工件，广泛应用于机械制造中。4、深孔钻床：深孔钻钻削深度比直径大得多的孔（如枪管、炮筒和机床主轴等零件的却液输送装置（由刀具部输入冷却液至切削部位）及周期退刀排屑装置等。5、中心孔钻床：用于加工轴类零件两端的中心孔。6、铣钻床：工作台可纵横向移动，钻轴垂直布置，能进行铣削的钻床。7可多面同时加工。钻床的发展及趋势207070-80ELDORADO

8、TBTB4-H30-C/LDEG8090TBT90ML深孔钻床的水平质量创造了有利条件。为了加工某些零件上的相互交叉或任意角度、或与加工零件中心线成一定角度的斜孔，垂直孔或平行孔等需要，各个国家而专门开发研制多种专用深孔钻床。例如专门为BW250-KWXYZW2000212MOLLART 公司生产制造的专为加工颗粒挤出模具而开发的具有六等分六根主轴同时加工同一工36000台式小钻床介绍台式钻床的工作原理:台式钻床是由电机力输出，通过塔式皮带轮和三角带的变速传递配合完成零件的加工。本课题设计容及要求Z520B13mm；4.4804100（rpm）5.立式。第2章Z520B台式钻床方案设计能；把发

9、电机产生的其它能量转换为机械能。Z520B 台式小钻床动力的计算与选择计算钻床切削力，包括主轴转矩计算和轴向切削力。加工材料为 Q235 钢，钻头为高速钢麻花钻，加工方式为钻孔，结构钢和铸钢取 b =736MPa，D=13mm，f =0.2mm，由机床夹具设计手册得： 先计算钻床转矩：kM=0.34D2f08kkMk 为切削力矩（NM） D 为钻头直径（mm）F 为每转进给量（mm） kp 为修正系数ff计算轴向切削力： F=667D0.7ffk ( bp736)0.75Ff为轴向切削力D（mm） f(mm)Kp 为修正系数由金属切削原理可知，主轴切削功率的计算公式为： Pm=（Fffn/10

10、0060+2Mkn/60）10-3KW=0.25KWFf 为轴向切削力（N） f 为每转进给量(mm)n 为主轴固定转速（r/min）Mf 为切削力矩（NM）查轴承传动效率为 0.99，查键传动效率为 0.98，计算钻床主轴传递功率 P：P=/(0.990.990.98)=0.37KWZ520BYY801-40.55KW1390r/min2.2Nm，17Kg。第3章Z520B台式钻床具体设计设计转速围拟定钻床的主传动系统的转速图，由上可知：主轴的转速围为 4804100 r/min，选择公比 选择公比 ，小型机床，按照 =1.41 计算时Rn=nmax/nmin=4100/480=8.5Z=1

11、+lgRn/lg=1+lg8.5/lg1.41=8按标准转速数列为：475，670，950，1320，1900，2650，4750 r/min选择相近的 475 r/min4750 r/min。带传动设计输出功率 P=0.55kw,转速 n1=1390r/min,n2=1900r/min确定计算功率:按最大的数据计算P=0.55kw,K 为工作情况系数，取K=1.1 pd=PK=0.55X1.1=0.65kwVpd,n1=1390r/min13.163.3AV 带d1=125mmd1,d2小带轮直径 d1=125mmv= d1n1/(60X1000)= X1250X1420/(60X1000)

12、=6.9m/s从动轮直径 d2=n1d1/n2=1900X125/1420=90mm 取 d2=90mm 查1表 3.3计算实际传动比 i=d2/d1=125/90=2.222a1a00.7(d1+d2)a02(d1+d2)203a0 580 2带的计算基准长度001221Ld 2a+0012212x300+ /2(90+200)+(200-90)2/4X300650mm查13.2Ld0=630mm 3计算实际中心距aa0+(Ld-Ld0)/2=300+(630-650)=290mm4 确定中心距调整围amax=a+0.03Ld=290+0.03X630=308.9mmamin=a-0.015

13、Ld=290-0.015X630=280.55mm12（5）验算包角: =1800-（d-d）/aX57.30=1800-(180-90)/290X57.3012（6）确定 V 带根数：确定额定功率：P0P0=0.15kw 查1表37得功率增量P0=0.13kw 查138K =0.99 查13Kl=0.81确定带根数：Z=PC/（P0+P）KKL=0.66/(1.05+0.13)X0.99X0.81=0.87 取 Z=1转速的计算主轴的计算转速nj，由公式nj=nmin取80 r/min。(2). 传动轴的计算转速(z/得，主轴的计算转速nj=70.9r/min，轴2=224 r/min，轴1

14、=315r/min。4224r/min315r/min、450r/minZ3/Z3450r/minZ4/Z4160r/min其计算转速nj=1601 r/min3-1。表 3-1 各轴计算转速轴 号轴 号 轴轴 轴计算转速63016080r/minZ4480r/min Z4j=80 r/min。4Z4 4Z/Z 160r/min4Z6 j=160r/min3-2。齿轮模数的计算为了使齿轮能够正常工作，应对齿轮的材料提出如下基本要求：失效。轮齿心部应有足够的强度和较好的韧性，以防止齿根折断忽然抵抗冲击载荷。应有良好的加工工艺性能及热处理性能，以便加工和提高力学性能。适合制造齿轮的材料有很多，最常

15、用的是钢、铸铁，有些场合也采用非金属材料。1、钢钢具有强度高、韧性好、便于制造和热处理等优点。大多数齿轮毛坯都采用优质碳素钢和合金钢通过锻造而成，并通过热处理改善和提高力学性能。按热处理后齿面硬度的不同，钢制齿轮分为软齿面齿轮和硬齿面齿轮两种。行调质或正火的热处理之后再进行精加工，一般采用插齿或滚齿等方法。3050HBS相接近。在一般情况下，通常选用不同的材料或不同的热处理可以实现这个要求。350HBS23或生产等条件的限制，一般情况下应尽可能采用硬齿面齿轮。2、铸钢对于齿轮的直径尺寸较大（400600mm可用铸钢来制造。例如低速、重载的矿山机械中的大齿轮。3、铸铁灰铸铁具有较好的减磨性和加工

16、性能，而且价格低廉，但它的强度较低，抗冲击性能差，因此，常用于开式、低速轻载、功率不大及冲击振动的齿轮的传动中。球墨铸铁的力学性能和抗冲击能力较灰铸铁高，可代替灰铸铁、铸钢和调质钢铸造大直径齿轮。4、非金属材料非金属材料的弹性好，耐磨性好，可注塑成型，成本低，但承载能力小，适用高速轻载以及精度要求不高场合。例如食品机械、家电产品以及办公设备等。齿轮材料选用 40Cr，直齿轮的材料选用 20CrMnTi，双联齿轮选用 20CrMnTi。模数计算。一般同一变速组的齿轮取同一模数，选取负荷最重的小齿轮，按简(u 1)P3(u 1)P32m 1z un2jjj为按接触疲劳强度计算的齿轮模数 Nd为驱动

17、电动机功率（kW；N为被计算齿轮的计算转速（r/min；Nju1 为小齿轮的齿数（齿； M为齿宽系数， （B，m）， M；Mj（a）。取0基本组的齿轮参数计算(u (u 1)P32m 1z un2jj3(1.41 3(1.41 1) 3.5821.412结合齿轮的模数标准，取标准值 m=3扩大组的齿轮参数计算(u (u 1)P32m 1z un2jj3(2.78 3(2.78 1) 3.5822结合齿轮的模数标准，取标准值 m=5 如表 3-3 所示。表3-3模数组号组号基本组扩大组模数mm22基本组齿轮计算。 齿面接触疲劳强度：2088108zm(u 1)K K K K N1 23uBn20

18、88108zm(u 1)K K K K N1 23uBnfs弯曲应力：191 10 5 K K11K3Ks(MPa ) w2wN（kW，N=3.5kW;nj 为转速（r/min）. nj M为齿轮模数（mm）, m=3（mm）;B为齿宽（mm）;B=25（mm）;Z为小齿轮齿数；z=19;U为小齿轮齿数与大齿轮齿数之比,u=2.78;K s 为寿命系数；K s =KT Kn K N K qKT工作期限系数；m60n1m60n1TC0T-T=15000h.;齿轮的最低转速（r/min）00C -基准循环次数，接触载荷取C =10 7 ，弯曲载荷取C 2 00m-m=3；m=6;Kn转速变化系数，

19、查【5】2Kn =0.60KN功率利用系数，查【5】2上，取KN Kq -材料强化系数，查【5】2上， Kq =0.60 K3工作状况系数，取K3 =1.1K2动载荷系数，查【5】2K2 =1K1齿向载荷分布系数，查【5】2K1=1Y齿形系数，查【5】2，Y=0.386；j许用接触应力（MPa）,查【44-7，=650 Mpa； w -许用弯曲应力（MPa，查【44-7，取 w =275 根据上述公式，可求得及查取值可求得： j =635 Mpa j w =78 Mpa w 扩大组齿轮计算。241HB286HB， 260HB，45229HB286HB，240HB。同理根据基本组的计算，查文献【

20、6，可得Kn =0.62， KN =0.77，Kq =0.60，K3 =1.1，K 2 =1，K1 =1，m=3.5，n j 可求得： j =619 Mpa j w =135Mpa w 计算传动轴最小轴径由【5】式 6，传动轴直径按扭转刚度用下式计算：d=1.64（mm）Tn4Tn4Tn-该轴传递的额定扭矩（N*mm）T=9550000 xN/nN-该轴传递的功率（KW）nj该轴的计算转速-该轴每米长度的允许扭转角，=10。各轴最小轴径如表 3-3。表3-3最小轴径轴 号 轴轴III轴轴 号 轴轴III轴mm253045由于电动机功率根据【13.206090mmd1=80mmd2=60mmNN

21、3016Ka=120mm，30mm。P主轴最大输出转矩 T=9550n=9550 3 =424.44N.m80假设设该机床为车床的最大加工直径为 300mm。床身上最常用的最大加工直径，即经济加工直径约为最大回转直径的 50%，这里取 60%，即 180mm，故半径为 0.09m；切削力（沿y轴）F0.09=4716N背向力（沿x轴）Fp=0.5 Fc=2358NF2CF2CF2p此力作用于工件上，主轴端受力为 F=5272.65N。先假设 l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力 RA 和 RB 分别为AR=Fl a =5272.65120 240 =7908.97NAl240a120

22、RB=F=5272.65=2636.325Nl240根据文【1式3.7得Kr=3.39Fr1 La0.8 (iz)0.9 co1.9 a得前支承的刚度KA=1689.69BN/；K= 785.57N/m；KA =1689.69=2.15BKB785.57主轴的当量外径 de=(80+60)/2=70mm，故惯性矩为 (0.07 4 0.03 4 )I=113.810-8m4643= EI=3K A a2.11011.81080.13106=0.14查【13-38 得 l0 =2.0，与原假设接近，所以最佳跨距la合理跨距为（0.75-1.5）l0 l=360mm。=1202.0=240mmD=

23、100mm，d=80mm。前轴承 采用双列圆柱滚子轴承，后支承采用背对背安装的角接触球轴承。第 4 章 校核刚度校核单一载荷下，轴中心处的挠度采用文献【5】中的公式计算：:ab 1.Nxx3D 4mZn Y L两支承的跨距；D轴的平均直径；X=ai /L；ai齿轮工作位置处距较近支承点的距离；N轴传递的全功率；Yh 校核合成挠度YY2aYY2a2cos2bY Ya bYa输入扭距齿轮挠度；输出扭距齿轮挠度 ) ； =144啮合角 =20，齿面摩擦角 =5.72。ya2 =0.026；ya3 =0.084；ya1=0.160；yb5 =0.205；yb4 =0.088；yb6 =0.025。ya

24、1 ya1 yb5222ya1yb5 cos=0.238查文献【6】，带齿轮轴的许用挠度y=5/10000*L即y=0.268。因合成挠度小于许用挠度，故轴的挠度满足要求。A，BA,B 可按下式近似计算：A B 3yh rad l将上式计算的结果代入得：A B 0.00052 rad 由文献【6】，查得支承处的 =0.001因A B 0.00052 0.001，故轴的转角也满足要求。轴承寿命校核、轴轴承的校核轴选用的是深沟球轴承 6206，其基本额定负荷为 19.5KN, 由于该轴的转速是定值nr，所以齿轮越小越靠近轴承，对轴承的要求越高。根据设计要求，应该对轴未端的滚子轴承进行校核。齿轮的直

25、径d 4轴传递的转矩T 9550P nT 9550 7.50.96 86Nm800齿轮受力 2T 2 1535.7Nrd112103根据受力分析和受力图可以得出轴承的径向力为:在水平面：F .7 1410 NlAHl238 426在水平面：F l2 l3) .5NlAVl238 426F2AHF2AV141021839.52F2AHF2AV141021839.52因轴承在运转中有中等冲击载荷，又由于不受轴向力，濮良贵主编机械设计( 第八版)表 13-6 查得载荷系数 f p ，取 f p 1.2 ，则有：P f p FA 1.2 2317 .7 2781 .24 N轴承的寿命计算:所以按轴承的受力大小计算寿命106CLh (60n 10619500()3 71803.8h 58400h60 800 2781.24故该轴承 6206 能满足要求。、其他轴的轴承校核同上，均符合要求。7008c,=3；P=XFr+YFaX=1，Y=0。对轴受力分析得：前支承的径向力 Fr=2642.32N。由轴承寿命的计算公式：预期的使用寿命L 10h=15000hL L 10hC16670()(22.81000