機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計說明書.doc

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機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計說明書 目錄 一、 概述 1.1 機床課程設(shè)計的目的………………………………………………… 1.2 車床的規(guī)格系列和用處………………………………………………. 1.3 操作性能要求…………………………………………………………. 二、參數(shù)的擬定 2.1 主電機的選擇…………………………………………………………. 2.2 確定轉(zhuǎn)速范圍…………………………………………………………. 三、傳動設(shè)計 3.1 傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇…………………………………………. 3.1.1 確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目………………….... 3.1.2 傳動式的擬定………………………………………………… 3.1.3 結(jié)構(gòu)式的擬定………………………………………………… 3.2 轉(zhuǎn)速圖的擬定………………………………………………………... 四、傳動件的估算 4.1 三角帶傳動的計算…………………..................................................... 4.2 傳動軸的估算………………………………………………………. 4.2.1 傳動軸直徑的估算………………………………………… 4.3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計算 4.3.1 齒輪齒數(shù)的確定…………………………………………… 4.3.2 齒輪模數(shù)的計算…………………………………………… 4.3.3 齒寬的確定………………………………………………… 4.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………… 五、動力設(shè)計 5.1 主軸剛度驗算 5.1.1 選定前端懸伸量C…………………………………………. 5.1.2 主軸支承跨距L的確定…………………………………… 5.1.3 計算C點撓度……………………………………………… 5.2 齒輪校驗…………………………………………………………….. 六、結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明 6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案………………………………. 6.2 展開圖及其布置……………………………………………………. 6.3 齒輪塊設(shè)計…………………………………………………………. 6.3.1 其他問題…………………………………………………… 6.4 主軸組件設(shè)計………………………………………………………. 七、總結(jié)……………………………………………………………………… 第一章 概述 一. 機械制造裝備課程設(shè)計的目的 機械制造裝備課程設(shè)計是在學(xué)生學(xué)完《機械制造裝備設(shè)計》課及其它先行課程之后進行的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生進行設(shè)計工作的基本訓(xùn)練。目的在于： 1、 通過機床主傳動系統(tǒng)的機械變速機構(gòu)設(shè)計，使學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想和掌握機床設(shè)計的基本方法； 2、 鞏固和加深所學(xué)理論知識，擴大知識面，并運用所學(xué)理論分析和解決設(shè)計工作中的具體問題； 3、 通過機械制造裝備課程設(shè)計，使學(xué)生在擬訂機床主傳動機構(gòu)、機床的構(gòu)造設(shè)計、各種方案的設(shè)計、零件的計算、編寫技術(shù)文件和設(shè)計思想的表達等方面，得到綜合性的基本訓(xùn)練； 4、 熟悉有關(guān)標準、手冊和參考資料的運用，以培養(yǎng)具有初步的結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的能力。 二．設(shè)計題目： 通用機床主傳動系統(tǒng)的變速箱部件設(shè)計。 主要技術(shù)參數(shù)： 1. 電動機功率：7.5kw 2. 電動機轉(zhuǎn)速：1450r/min 3. 主軸最低轉(zhuǎn)速：20r/min 4. 公比φ：1.26 5. 轉(zhuǎn)速級數(shù)；8 3.設(shè)計要求： 3.1 運動設(shè)計： 學(xué)生根據(jù)設(shè)計任務(wù)書所給定的參數(shù)和設(shè)計要求，在明確所設(shè)計機床用途及主要技術(shù)性能的基礎(chǔ)上，擬訂結(jié)構(gòu)網(wǎng)、轉(zhuǎn)速圖，確定齒輪齒數(shù)，并核算主軸轉(zhuǎn)速誤差，畫出傳動系統(tǒng)圖。 3.2 動力設(shè)計： 根據(jù)給定電動機功率，計算主要零件的尺寸，選擇材料，驗算主要傳動件的應(yīng)力、變形以及壽命等，是否在允許的范圍內(nèi)。 3.3 機構(gòu)設(shè)計 將運動設(shè)計所確定的機床主傳動系統(tǒng)（其中包括傳動軸系、變速機構(gòu)、主軸組件、換向、制動、操縱機構(gòu)、潤滑密封等）布置在展開圖和截面圖內(nèi)，一般要完成零號圖紙1張。 3.4編寫設(shè)計計算說明書一份 第二章 參數(shù)擬定 2.1．選擇電動機 由設(shè)計題目知p=7.5kw,電動機轉(zhuǎn)速n=1450r/min,則由《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》中附表9-1，應(yīng)選取Y132s2-4型號電動機 電動機型號 額定功率/kw 電動機轉(zhuǎn)速（r/min） 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 Y132s2-4 7.5kw 1500 1440 2.2 確定轉(zhuǎn)速范圍； 由設(shè)計條件知： 公比φ=1.26 主軸最低轉(zhuǎn)速n=20r/min 轉(zhuǎn)速級數(shù)z=8 轉(zhuǎn)速范圍Rn=Nmax/Nmin=φz-1 由上式可計算得Rn=5.04 最高轉(zhuǎn)速Nmax=100.8r/min 取最高轉(zhuǎn)速Nmax=110r/min 第三章 傳動設(shè)計 3.1傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇： 3.1.1 確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目 級數(shù)為Z的傳動系統(tǒng)由若干個順序的傳動組組成，各傳動組分別有、、……個傳動副。 傳動副中由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為合適，即變速級數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子：只有以下一種方案： 8=2x2x2 3.1.2結(jié)構(gòu)式的擬定 按照傳動比的擬定原則，8級轉(zhuǎn)速級數(shù)可以分成8=2x2x2的形式。其中有三種擴大方案： (a) 8=21x24x22 (b) 8=22x21x24 (c)8=21x22x24 (d)8=22x24x21 (d)8=24x22x21 (e)8=24x21x22 從電動機到主軸主要為降速傳動，若使傳動副較多的傳動組放在較接近電動機處可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材料，也就是滿足傳動副前多后少的原則，因此取確定結(jié)構(gòu)式方案。在降速傳動中，防止齒輪直徑過大而使徑向尺寸常限制最小傳動比 ；在升速時為防止產(chǎn)生過大的噪音和震動常限制最大轉(zhuǎn)速比。在主傳動鏈任一傳動組的最大變速范圍。在設(shè)計時必須保證中間傳動軸的變速范圍最小 根據(jù)確定擴大順序的原則又可確定最佳結(jié)構(gòu)式為：8=21x22x24. 3.2 轉(zhuǎn)速圖的擬定 由最低轉(zhuǎn)速Nmin=20r/min 最高轉(zhuǎn)速Nmax=110r/min 公比φ=1.26 可計算出各級轉(zhuǎn)速分別為：20r/min,25.2r/min,31.75r/min,40r/min, 50r/min,63.5r/min,80r/min,110r/min. 由此可作出轉(zhuǎn)速圖如下所示： 電動機 軸1 軸2 軸3 軸4 圖1正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖 四、傳動件的估算 4.1 三角帶傳動設(shè)計 三角帶傳動中，軸間距A可以加大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動，使傳動平穩(wěn)。帶輪結(jié)構(gòu)簡單，但尺寸大，機床中常用作電機輸出軸的定比傳動。 (1)選擇三角帶的型號 根據(jù)公式：Pca=KaP=7.5x1.1=8.25 式中P---電動機額定功率 --工作情況系數(shù) 查《機械設(shè)計》圖8-11因此選擇A型帶 (2)確定帶輪的計算直徑， 帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大。為提高帶的壽命，小帶輪的直徑不宜過小，即《機械設(shè)計》查表8-6和表8-8確定 小帶輪的基準直徑d1=112mm 由公式 式中： -小帶輪轉(zhuǎn)速，-大帶輪轉(zhuǎn)速，-帶的滑動系數(shù)，一般取0.02。 小帶輪轉(zhuǎn)速n1=1440r/min 因為大小帶輪的傳動比為1/1.263=0.5 大帶輪轉(zhuǎn)速n2=720r/min 大帶輪的基準直徑d2=224mm (3)確定三角帶速度 按公式V=πDn/60x1000=8.4m/s (4)初定中心距 帶輪的中心距，通常根據(jù)機床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選?。?根據(jù)經(jīng)驗公式 ，取=600mm. (5)三角帶的計算基準長度 L0=1732mm 由《機械設(shè)計》表8-2，圓整到標準的計算長度 (6)驗算三角帶的撓曲次數(shù) u=1000mv/L=9.3, 符合要求。 (7)確定實際中心距 圖2主傳動系圖 3.3確定變速組齒輪齒數(shù)