X6132型萬能升降臺銑床主軸箱設(shè)計(jì)【4張CAD高清圖紙和說明書】【JC系列】
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緒論 設(shè)計(jì)的過程是通過分析、創(chuàng)造和綜合而達(dá)到滿足特定功能目標(biāo)的一種活動(dòng)。在此過程中需不斷的對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評論,根據(jù)評價(jià)的結(jié)果進(jìn)行修改,在設(shè)計(jì)的過程中不斷地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。金屬切削機(jī)床是機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備,隨著社會(huì)不斷發(fā)展和科學(xué)不斷進(jìn)步對機(jī)床設(shè)計(jì)要求越來越高,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助工程應(yīng)用。使得機(jī)床的設(shè)計(jì)理論和方法由人工繪圖向計(jì)算機(jī)繪圖,由定性設(shè)計(jì)向定量設(shè)計(jì)。由表態(tài)和線性分析向動(dòng)態(tài)和非線性分析,由可行性設(shè)計(jì)向最佳設(shè)計(jì)過度。 金屬切削機(jī)床的基本功能是提供切削加工所必需運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。機(jī)床基本工作原理是通過刀具與工件之間相對運(yùn)動(dòng),由刀具切除工件加工表面多余的金屬材料,形成工件加工表面的幾何形狀、尺寸,并達(dá)到其精度要求。X6132萬能升降臺銑床是一個(gè)十分典型的普通車床,廣泛的應(yīng)用在生產(chǎn)中。主軸箱的設(shè)計(jì)不僅要滿足機(jī)床總體布局變速箱的形狀和尺寸的限制、達(dá)到18級轉(zhuǎn)速,還要便于裝配、調(diào)整、潤滑和維修。 根據(jù)指導(dǎo)教師的推薦、重點(diǎn)選用金屬切削機(jī)床以及輔助類書刊包括材料力學(xué)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)等圖書。其中,金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)無疑是系統(tǒng)化介紹和設(shè)計(jì)車床的資料。它從機(jī)床設(shè)計(jì)的步驟,機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)化,機(jī)床的總體布局到主要參數(shù)的確定。在主要的傳動(dòng)設(shè)計(jì)中,參考齒輪齒數(shù)和齒輪直徑的確定,是主軸箱的尺寸,軸的軸徑,以及傳動(dòng)精度等一系列布局。在結(jié)構(gòu)式,結(jié)構(gòu)網(wǎng)確定之后,要對傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)、材料、構(gòu)造等進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)及齒輪模數(shù)確定等。 傳動(dòng)件包括齒輪、傳動(dòng)軸、離合器、制動(dòng)裝置等。其中齒輪的構(gòu)造中三聯(lián)滑移齒輪,對齒輪的拼裝,齒輪太窄或太寬時(shí)的處理,齒輪在軸上的定位問題都有比較全面的論述。 傳動(dòng)軸在反復(fù)彎曲載荷和扭曲載荷下不發(fā)生疲勞破壞。在剛度方面,軸的彎曲和扭曲載荷下不致產(chǎn)生過大的變形。高速旋轉(zhuǎn)的軸還應(yīng)計(jì)算器臨界轉(zhuǎn)速,以免發(fā)生共振,傳動(dòng)軸首先要估算直徑,然后再進(jìn)行剛度驗(yàn)算。提高剛度時(shí)可以采用加大軸的直徑縮短軸的長度,使軸上的主動(dòng)和被動(dòng)傳動(dòng)件盡可能的靠近,使傳動(dòng)件靠近軸。 文獻(xiàn)資料室一個(gè)設(shè)計(jì)者必備的工具,選擇全面的實(shí)用的工具是設(shè)計(jì)者必備的素質(zhì)。其實(shí),整個(gè)設(shè)計(jì)的過程就是將大學(xué)四年學(xué)習(xí)的知識融會(huì)貫通的過程,很多當(dāng)時(shí)不會(huì)用的感覺泛泛的東西通過設(shè)計(jì)將變得更具體,可行,學(xué)會(huì)應(yīng)用資料,為我所用,能將那些規(guī)格化的鼓勵(lì)的零件經(jīng)過計(jì)算,設(shè)計(jì)成一臺可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械,就是我們設(shè)計(jì)的根本意圖所在了。 我們設(shè)計(jì)還是比較初級模型,在實(shí)踐中,只有不斷的改進(jìn),才能達(dá)到高的生產(chǎn)效率,然而,基礎(chǔ)的知識和原理是設(shè)計(jì)的源頭,就我個(gè)人而言,我希望能通過這次專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)對自己未來從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為今后的工作、學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。由于能力所限、設(shè)計(jì)中難免有許多不妥之處,懇請老師多多指教。目錄一、 概述41.1金屬切削機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)中的地位41.2機(jī)床畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的41.3車床的規(guī)格系列和用處41.4 操作性能要求5二、傳動(dòng)設(shè)計(jì)52.1 主傳動(dòng)方案擬定52.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇52.2.1 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目52.2.2 確定傳動(dòng)順序62.2.3 確定擴(kuò)大順序6 2.2.4 確定變速組中的極限傳動(dòng)比及變速范圍.6 2.2.5 確定最小傳動(dòng)比.7三、 傳動(dòng)件的估算93.1 帶輪設(shè)計(jì)93.2 齒輪齒數(shù)的確定和計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算113.2.1 齒輪齒數(shù)的確定113.2.2 齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算143.3 軸及傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速163.4 齒數(shù)模數(shù)的確定16 3.5 傳動(dòng)軸直徑的確定.17 3.6 主軸軸徑的確定.18四、驗(yàn)算主要零件184.1齒輪模數(shù)驗(yàn)算184.2 傳動(dòng)軸剛度驗(yàn)算204.3 軸承壽命驗(yàn)算22五、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明245.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案24六、總結(jié)24七、參考文獻(xiàn)24一、概述1.1 金屬切削機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)中的地位金屬切削機(jī)床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器,它是制造機(jī)器的機(jī)器,又稱為“工作母機(jī)”或“工具機(jī)”。在現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)中,金屬切學(xué)機(jī)床是加工機(jī)器零件的主要設(shè)備,它所擔(dān)負(fù)的工作量,約占機(jī)器總制造工作量的40%60%。機(jī)床的技術(shù)水平直接影響機(jī)械制造工業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。1.2機(jī)床畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)生學(xué)完相應(yīng)課程及先行課程之后進(jìn)行的實(shí)習(xí)性教學(xué)環(huán)節(jié),是大學(xué)生的必修環(huán)節(jié),其目的在于通過機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使學(xué)生在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案過程中,得到設(shè)計(jì)構(gòu)思,方案分析,結(jié)構(gòu)工藝性,機(jī)械制圖,零件計(jì)算,編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練,樹立正確的設(shè)計(jì)思想,掌握基本的設(shè)計(jì)方法,并培養(yǎng)學(xué)生具有初步的結(jié)構(gòu)分析,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。1.3車床的規(guī)格系列和用處 規(guī)格系列: 表1 X6132萬能升降臺銑床的主參數(shù)(規(guī)格尺寸)和基本參數(shù)最低轉(zhuǎn)速Nmin( )最低轉(zhuǎn)速Nmax( )主電機(jī)轉(zhuǎn)速( )主電機(jī)功率N(kw)公比轉(zhuǎn)速級數(shù)Z 30150014507.51.2618 1.4 操作性能要求用處:該機(jī)床用于銑削平面、斜面、溝槽、齒輪等。工作臺可繞垂直軸在 水平面范圍整,如采用分度頭附件,還可加工螺旋表面。二、傳動(dòng)設(shè)計(jì)2.1 主傳動(dòng)方案擬定擬定傳動(dòng)方案,包括傳動(dòng)型式的選擇以及開停、幻想、制動(dòng)、操縱等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確定。傳動(dòng)型式則指傳動(dòng)和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同特點(diǎn)的傳動(dòng)型式、變速類型。傳動(dòng)方案和型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān),和工作性能也有關(guān)系。因此,確定傳動(dòng)方案和型式,要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。傳動(dòng)方案有多種,傳動(dòng)型式更是眾多,比如:傳動(dòng)型式上有集中傳動(dòng),分離傳動(dòng);擴(kuò)大變速范圍可用增加傳動(dòng)組數(shù),也可用背輪結(jié)構(gòu)、分支傳動(dòng)等型式;變速箱上既可用多速電機(jī),也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。顯然,可能的方案有很多,優(yōu)化的方案也因條件而異。此次設(shè)計(jì)中,我們采用集中傳動(dòng)型式的主軸變速箱。2.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對于分析和選擇簡單的串聯(lián)式的傳動(dòng)不失為有用的方法,但對于分析復(fù)雜的傳動(dòng)并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案,就并非十分有效。 2.2.1 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目 一定變速組組數(shù)的變速系統(tǒng)可由不同數(shù)目的變速組組成。變速傳動(dòng)裝置總變速級數(shù)應(yīng)等于各變速組變速級數(shù)的連乘積,即,式中Z主軸總變速級數(shù);p、q、r各組變速機(jī)構(gòu)的變速級數(shù)(即為每組傳動(dòng)副數(shù))。 減少變速組的數(shù)目可以縮短傳動(dòng)鏈,但在總變速級數(shù)不一定的情況下,勢必會(huì)增加各變速組內(nèi)傳動(dòng)副數(shù)目P,并且降速過快,會(huì)導(dǎo)致齒輪的徑向尺寸增大。18級轉(zhuǎn)速的變速系統(tǒng),其變速級和傳動(dòng)副數(shù)的組合方案為:首先應(yīng)該確定,預(yù)使主軸得到18級轉(zhuǎn)速需要幾個(gè)變速組,以及他們各需要幾個(gè)傳動(dòng)副。方案:變速組數(shù)目為3個(gè),傳動(dòng)軸數(shù)最少為4根,但齒輪對數(shù)目為,結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,同時(shí)由于機(jī)床結(jié)構(gòu)原因,通常采用雙聯(lián)或三聯(lián)齒輪進(jìn)行變速。方案:雖然變速組數(shù)目為2個(gè),傳軸軸數(shù)最少為3根,但齒輪對數(shù)目為3+6=9、9+2=11,比方案中多。同時(shí)使變速箱的軸向尺寸增加,使操縱機(jī)構(gòu)變得復(fù)雜,難以實(shí)現(xiàn)。綜上所述,主軸為18級轉(zhuǎn)速的變速系統(tǒng),應(yīng)采用由3個(gè)變速組所組成的方案,即應(yīng)選擇方案。2.2.2確定傳動(dòng)順序在一般情況下,變速系統(tǒng)為降速的,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速往往比主軸變速范圍內(nèi)大多數(shù)轉(zhuǎn)速高,現(xiàn)對上述方案進(jìn)行分析。方案:變速組a有3對傳動(dòng)副,在靠近主軸處為低速的變速組b為2對,變速組c也為2對。根據(jù)扭矩公式可知,當(dāng)傳動(dòng)件傳遞的功率一定,轉(zhuǎn)速高時(shí)所傳遞的扭矩小,則軸、齒輪等傳動(dòng)件尺寸相應(yīng)的可小一些。因此,從傳動(dòng)順序來說,應(yīng)盡量使前面的傳動(dòng)件多些,可節(jié)省材料,減輕重量,故第一方案為最佳方案。2.2.3確定擴(kuò)大順序當(dāng)傳動(dòng)順序確定后,由于基本組、擴(kuò)大組的排列順序不同,可得出不同的排列方案,其結(jié)構(gòu)式為:射線開口大勢必造成低轉(zhuǎn)速較低,其結(jié)果是使傳動(dòng)件的尺寸較大。因此,在網(wǎng)上表現(xiàn)為前后傳動(dòng)組的射線間開口笑,后面?zhèn)鲃?dòng)組的射線間開口大,這時(shí)各變速組的變速范圍是逐漸增大的,故方案為最佳方案。2.2.4確定變速組中的極限傳動(dòng)比及變速范圍在主傳動(dòng)系統(tǒng)中,對于降速,為了防止被動(dòng)齒輪的直徑過大而使徑向尺寸太大,常應(yīng)限制最小傳動(dòng)比。對于升速,為了防止產(chǎn)生過大的振動(dòng)和噪聲,常應(yīng)限制最大傳動(dòng)比。由于齒輪副的極限傳動(dòng)比有了限制,則變速組的最大變速范圍相應(yīng)地也應(yīng)有一定的限制。在主運(yùn)動(dòng)中: 因此,一般只要最后擴(kuò)大組的變速范圍不超過限制范圍,則其余的變速組也不會(huì)超過。通常,最后擴(kuò)大組的傳動(dòng)副數(shù)為2,可以減少最后擴(kuò)大組的變速范圍,以利于不超過限制范圍。因此,設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),Rn值的擴(kuò)大,由于受到值的限制,就不能通過無限增加變速組的數(shù)目來實(shí)現(xiàn)。驗(yàn)算:方案,其最后擴(kuò)大組的變速范圍,合格。2.2.5確定最小傳動(dòng)比在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),電動(dòng)機(jī)與主軸的轉(zhuǎn)速已經(jīng)確定。當(dāng)降速時(shí),分配傳動(dòng)比應(yīng)使各個(gè)中間傳動(dòng)軸的最低轉(zhuǎn)速適當(dāng)?shù)馗咝?。因?yàn)閚高后,在傳遞一定功率下,傳遞的扭矩就小,相應(yīng)的使傳動(dòng)件的尺寸也小。未來使更多的傳動(dòng)件在相對高速下工作,減少變速箱的結(jié)構(gòu)尺寸,除了在傳動(dòng)順序上前多后少,擴(kuò)大順序上前密后疏,對于降速運(yùn)動(dòng)最小傳動(dòng)比應(yīng)采取前緩后急的原則,即在傳動(dòng)順序上,越靠前最小傳動(dòng)比越小,最后變速組的最小傳動(dòng)比常取1/4。據(jù)上所述,主運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速圖為: 傳動(dòng)系統(tǒng)圖為: 三、 傳動(dòng)件的估算3.1 帶輪設(shè)計(jì)1、確定計(jì)算功率 查表8-6 知= 2、選擇帶型 根據(jù)計(jì)算功率 和小帶輪轉(zhuǎn)速由圖8-9知選擇V帶B型。 3、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)8-11圖,取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑=150mm 根據(jù)式(8-15)從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 =1.933112=290mm 根據(jù)表8-8取=290mm 按式(8-13)驗(yàn)算帶的速度 帶的速度合適 4確定A型V帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距 根據(jù)初步確定中心距:初定中心距 根據(jù)式(8-22)計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度 由表8-2選帶的基本長度Ld=1600mm 按式(8-21)計(jì)算實(shí)際中心距 5、驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 由(8-6)得: 主動(dòng)輪的包角合適6、計(jì)算V型帶的根數(shù)Z由式(8-22)由 查表8-4a和表8-4b 得 查表8-5得: 查表8-2得 7、計(jì)算預(yù)緊力由式8-27知 查表8-3得q=0.18kg/m 故:8、計(jì)算作用在軸上的壓軸力式(8-28) =2Z3.2 齒輪齒數(shù)以及計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定當(dāng)各變速組的傳動(dòng)比確定以后,可確定齒輪齒數(shù)。對于定比傳動(dòng)的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊推薦的方法確定。對于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù),如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí),變速組內(nèi)每對齒輪的齒數(shù)和及小齒輪的齒數(shù)可以從表3-6(機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì))中選取。一般在主傳動(dòng)中,最小齒數(shù)應(yīng)大于1820。采用三聯(lián)滑移齒輪時(shí),應(yīng)檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關(guān)系:三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于4,以保證滑移是齒輪外圓不相碰。3.2.1齒輪齒數(shù)的確定第一組齒輪:傳動(dòng)比,查機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表1.7可得相應(yīng)的齒數(shù)和的值可取60,78.,我們可取的值為60,則各齒輪相對應(yīng)的齒數(shù)為 檢查主軸各級轉(zhuǎn)速誤差:檢驗(yàn)式為式中 第一對齒輪 符合要求第二對齒輪 符合要求第三對齒輪 符合要求第二組齒輪:傳動(dòng)比,查機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表1.7可得相應(yīng)的齒數(shù)和的值可取70,77.,我們可取的值為70,則各齒輪相對應(yīng)的齒數(shù)為 檢查主軸各級轉(zhuǎn)速誤差:檢驗(yàn)式為式中 第一對齒輪 符合要求第二對齒輪 符合要求第三對齒輪 符合要求第三組齒輪:傳動(dòng)比,查機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)表1.7可得相應(yīng)的齒數(shù)和的值可取85,89,90,95.,我們可取的值為89,則各齒輪相對應(yīng)的齒數(shù)為 檢查主軸各級轉(zhuǎn)速誤差:檢驗(yàn)式為式中 第一對齒輪 符合要求第二對齒輪 符合要求3.2.2齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪裝在軸上,從轉(zhuǎn)速圖可以看出,共有118r/min750r/min共9級轉(zhuǎn)速,經(jīng)齒輪/傳動(dòng)主軸得到235r/min1500r/min這9級轉(zhuǎn)速能傳遞全部功率,故齒輪的這9級轉(zhuǎn)速也能傳遞全部功率,其中最低轉(zhuǎn)速118r/min正好為齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪裝在軸(主軸)上,有235r/min1500r/min共9級轉(zhuǎn)速,都能傳遞全部功率,其最低轉(zhuǎn)速235r/min即為齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪裝在軸上,有118r/min750r/min共9級轉(zhuǎn)速。其中375r/min750r/min的4級轉(zhuǎn)速能傳遞全部功率,而118r/min300r/min的5級轉(zhuǎn)速不能傳遞全部功率。因此,齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速即為375r/min。其余依次類推,各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下。齒輪序號計(jì)算轉(zhuǎn)速1450695695475695375695300300齒輪序號計(jì)算轉(zhuǎn)速47530023530011811823537595齒輪的具體值見表齒輪尺寸表齒輪齒數(shù)z模數(shù)m分度圓d齒頂圓齒根圓齒頂高齒根高3234921008245437414815613845520480887045640416016815045717468765845843417217216245943417217216245102741081169845113141241241144512394156156146451320480887045145042002081904515593177183169.533.7516303909682.533.75171847280624518714284292274453.3軸及傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。由械制造裝備設(shè)計(jì)中表1.8可查出傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。從轉(zhuǎn)速圖上可以看出,軸共有9級轉(zhuǎn)速:118r/min1500r/min之間的所有轉(zhuǎn)速都傳遞全部功率。此時(shí),軸若經(jīng)齒輪副/傳動(dòng)主軸,它只有在375r/min750r/min的那4級轉(zhuǎn)速時(shí)才能傳遞全部功率;若經(jīng)過齒輪副/傳動(dòng)主軸。則118r/min750r/min的9級轉(zhuǎn)速能傳遞全部功率,因此,其中的最低轉(zhuǎn)速118r/min即為軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。其余,依次類推。各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下:軸序號計(jì)算轉(zhuǎn)速1450750300118953.4齒數(shù)模數(shù)的確定一般同一變速組中的齒輪取同一模數(shù),選擇負(fù)荷最重的小齒輪按簡化的接觸疲勞強(qiáng)度公式計(jì)算 式中:按疲勞接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率 計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 大齒輪齒數(shù)和小齒輪齒數(shù)之比 小齒輪齒數(shù)齒寬系數(shù),(B為齒寬,m為模數(shù)),許用接觸應(yīng)力 傳動(dòng)組1模數(shù): 傳動(dòng)組2模數(shù): 傳動(dòng)組3模數(shù): 故選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 3.5傳動(dòng)軸直徑的計(jì)算傳動(dòng)軸的直徑可按下列扭轉(zhuǎn)剛度公式進(jìn)行計(jì)算 取取由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊3.19-317表知取花鍵軸尺寸為取由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表取花鍵軸尺寸為取由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表3.19-317 取花鍵軸尺寸為將計(jì)算結(jié)果列成表格形式,如:軸號花鍵軸尺寸備注7.214102635平鍵6.7775030.1456-423610花鍵6.3743037.3456-484212花鍵67552506-555014花鍵 3.6主軸軸頸的確定 根據(jù)功率N=7.5kw 在5.57.5之間 知 主軸軸頸選75100 取d=75mm 四、驗(yàn)算主要零件 4.1齒輪模數(shù)驗(yàn)算 一般按接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算,選取某軸上承受載荷最大的齒輪和同材料同模數(shù)齒輪中齒輪最少齒寬最小的齒輪進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算對象主軸前軸的小齒輪 即第IV軸(1)、按接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 由258頁5.4-84材料彈性系數(shù) 由表5.4-85齒輪材料性能系數(shù) 由表5.4-80查得 -嚙合角影響系數(shù) 非變位齒輪 =14.84(2)按彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算(防止齒根折斷) -齒形系數(shù) 非變位外嚙合直齒輪圓柱齒輪 =1 =1.29 =0.85 259頁表5.4-85查得 =1.04 =1 =0.85=30.65 所以 所以 合格4.2傳動(dòng)軸剛度驗(yàn)算(軸) (1)計(jì)算軸的平均直徑,畫出計(jì)算簡圖。花鍵軸: (2)計(jì)算該周傳遞的扭矩 6.374kw 375r/min =162324.533mm (3)、求作用在齒輪處B點(diǎn)的力 切向力: 徑向力: (4)、求作用在齒輪處C點(diǎn)的力 切向力: 徑向力: (5)、計(jì)算撓度應(yīng)用552頁表5.8公式 E=2.1N/mm I=81844mm校: = =0.5=0.0164mm = =0.5=0.0207mm = =0.5=0.0316mm(6)、計(jì)算傾角,應(yīng)用【1】552頁表5.8-16公式 A: =rad =0.5=0.00028 rad =rad =0.5=0.00034 rad D: =rad =0.5=-0.00021 rad =rad =0.5=-0.00034 rad =+=0.0741 =+=0.0043 =+=0.1015 =+=0.012 =+=0.00126 rad =+=0.00006 rad =+=-0.00101 rad =+=-0.00009 rad=rad =rad由551頁表5.8-14查得【Y】=(0.00030.0005)l=0.1032mm故【Q】=0.0025 rad 所以 合格 4.3、軸承壽命的驗(yàn)算 軸承的壽命應(yīng)滿足 -額定壽命T工作期限 h ;通常取T=10000h額定壽命的計(jì)算公式:=式中:n-軸承(即軸)的計(jì)算轉(zhuǎn)速; -壽命指數(shù),球軸承=3, 滾子軸承=10/3 C-額定動(dòng)負(fù)荷 (N) P-當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 -47.8(6212型) -71.5 P=x -徑向負(fù)荷(由支反力解出) -軸向負(fù)荷(該系統(tǒng)的軸向負(fù)荷為0)由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊584頁表5.9-18查得: X=1 y=0 所以 := = A端:6212型軸承: D端:6216型軸承: 校核合格五、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明5.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件(傳動(dòng)軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動(dòng)器等)、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置,用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。主軸變速箱是機(jī)床的重要部件。設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要求外,著重考慮以下幾個(gè)方面的問題。精度方面的要求,剛度和抗震性的要求,傳動(dòng)效率要求,主軸前軸承處溫度和溫升的控制,結(jié)構(gòu)工藝性,操作方便、安全、可靠原則,遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則。主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn),由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)中不可避免要經(jīng)過反復(fù)思考和多次修改。 六、總結(jié)在畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中,我也遇到了一些問題。設(shè)計(jì)過程也是培養(yǎng)我們認(rèn)真細(xì)心的態(tài)度。在此過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,使我加深了對大學(xué)所學(xué)課程理解,綜合應(yīng)用,并得到進(jìn)一步的鞏固,這對以后的學(xué)習(xí)和工作都有積極的意義??傊@次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多東西。七、參考文獻(xiàn)1 顧熙棠,遲建山,胡寶珍.金屬切削機(jī)床(下冊).上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社2 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊編寫組編.機(jī)床設(shè)計(jì)手冊第二冊(上).北京:機(jī)械工出版社,1979.43 哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈爾濱市教育局專用機(jī)床設(shè)計(jì)與制造編寫組.專用機(jī)床設(shè)計(jì)與制造. 哈爾濱:黑龍江人民出版社,1979.4 沈陽市機(jī)電工業(yè)學(xué)校吳國華.金屬切削機(jī)床.北京:機(jī)械工業(yè)出版社5 揚(yáng)州工學(xué)院黃鶴汀.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社6 大連理工大學(xué)戴曙.金屬切削機(jī)床.北京:機(jī)械工業(yè)出版社7 福建機(jī)電學(xué)校吳林禪.金屬切削原理與刀具. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社8 邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)(第四版).高等教育出版社9 劉鴻文.材料力學(xué)(第4版). 北京:高等教育出版社11 孫恒 陳作模主編.機(jī)械原理.高等教育出版社.北京.2001 10 馮辛安主編.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社. 北京.1999.12 12 曹玉榜 易錫麟.機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)指導(dǎo). 機(jī)械工業(yè)出版社. 北京.1987.5.13 濮良貴 紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社.北京.200114 黃鶴汀主編. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì). 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社,2005 15劉興國,姜莉莉,燕啟貴,劉昌祺X52K銑床數(shù)控改造及設(shè)計(jì)西北業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)1996年4卷第01期9-1416李培江普通機(jī)床的數(shù)控改造研究機(jī)械管理開發(fā)2002.2第1期61-6217佟玲用微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)對X52K立銑床的改裝設(shè)計(jì)機(jī)械與電子1995第0418張俊生主編金屬切削機(jī)床與數(shù)控機(jī)床北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.119陳艷紅X52K銑床數(shù)控化改造機(jī)電一體化2002第06期83-84期39-4020 盧秉恒主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社.北京.2001 第24頁
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