CA6140型車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計【D=400mm 18級 公比1.26】【含CAD圖紙和說明書】
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課程設(shè)計(論文) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 課 題 CA6140 型車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 指導(dǎo)教師 年 月 日 第 2 頁 共 57 頁 摘要 CA6140 型車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計,主要包括三方面的設(shè)計,即:根據(jù)設(shè)計 題目所給定的機(jī)床用途、規(guī)格、主軸極限轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速數(shù)列公比或級數(shù),確定其 他有關(guān)運動參數(shù),選定主軸各級轉(zhuǎn)速值;通過分析比較,選擇傳動方案;擬定 結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng),擬定轉(zhuǎn)速圖;確定齒輪齒數(shù)及帶輪直徑;繪制傳動系統(tǒng)圖。 其次,根據(jù)機(jī)床類型和電動機(jī)功率,確定主軸及各傳動件的計算轉(zhuǎn)速,初定傳 動軸直徑、齒輪模數(shù),確定傳動帶型號及根數(shù),摩擦片尺寸及數(shù)目;裝配草圖 完成后要驗算傳動件(傳動軸、主軸、齒輪、滾動軸承)的剛度、強度或壽命。 最后,完成運動設(shè)計和動力設(shè)計后,要將主傳動方案“結(jié)構(gòu)化” ,設(shè)計主軸變速 箱裝配圖及零件圖,側(cè)重進(jìn)行傳動軸組件、主軸組件、變速機(jī)構(gòu)、箱體、潤滑 與密封、傳動軸及滑移齒輪零件的設(shè)計。 【關(guān)鍵詞】車床、主軸箱、變速系統(tǒng)、主軸組件。 第 3 頁 共 57 頁 目錄 目錄 3 1、緒論 6 2.設(shè)計計算 7 2.1 普通車床的規(guī)格 .7 2.1.1 車床的規(guī)格系列和用處 7 2.1.2 操作性能要求 .7 3.主動參數(shù)參數(shù)的擬定 .8 3.1 確定傳動公比 ?8 3.2 主電動機(jī)的選擇 .8 4.變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計 .9 4.1 主變速方案擬定 .9 4.2 變速結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 .9 4.2.1 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目 .10 4.2.2 變速式的擬定 .10 4.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定 .10 4.2.4 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 .11 4.2.6 結(jié)構(gòu)式的擬定 .11 4.2.7 確定各變速組變速副齒數(shù) .12 4.3 驗算主軸轉(zhuǎn)速誤差 .13 4.4 繪制變速系統(tǒng)圖 .13 第 5 章 動力計算 14 5.1 帶傳動設(shè)計 .14 5.2 計算設(shè)計功率 PD14 5.3 選擇帶型 .15 5.4 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗證帶速 .16 5.5 確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長度并驗算小輪包角 .16 5.6 確定帶的根數(shù) Z 17 5.7 確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 .17 5.8 確定帶的張緊裝置 .18 5.9 計算壓軸力 .18 5.10 各傳動軸的估算 .18 5.11 齒輪模數(shù)確定和結(jié)構(gòu)設(shè)計: .19 5.12 摩擦離合器的選擇與計算 .21 6、齒輪強度校核 22 6.1 傳動系統(tǒng)的 I 軸及軸上零件設(shè)計 22 第 4 頁 共 57 頁 6.1.1 齒輪的驗算 22 6.1.2 傳動軸 1 的驗算 24 6.1.3 軸承疲勞強度校核 25 6.2 傳動系統(tǒng)的Ⅱ軸及軸上零件設(shè)計 .26 6.2.1 齒輪的驗算 26 6.2.2 傳動軸 2 的驗算 29 6.2.3 軸 2 組件的剛度驗算 30 6.3 傳動系統(tǒng)的Ⅲ軸及軸上零件設(shè)計 .32 6.3.1 齒輪的驗算 32 6.3.2 傳動軸 3 的驗算 35 6.3.3 軸 3 組件的剛度驗算 36 6.4 傳動系統(tǒng)的Ⅳ軸及軸上零件設(shè)計 .38 6.4.1 齒輪的驗算 38 6.4.2 傳動軸的驗算 40 6.4.3 軸 4 組件的剛度驗算 41 6.5 傳動系統(tǒng)的Ⅴ軸及軸上零件設(shè)計 .43 6.5.1 齒輪的驗算 43 6.5.2 傳動軸的驗算 45 6.5.3 軸組件的剛度驗算 47 7.結(jié)構(gòu)設(shè)計 .49 7.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 .49 7.2 展開圖及其布置 .49 7.3 I 軸(輸入軸)的設(shè)計 .49 7.4 齒輪塊設(shè)計 .50 7.5 傳動軸的設(shè)計 .51 7.6 主軸組件設(shè)計 .52 7.6.1 各部分尺寸的選擇 .52 7.6.2 主軸材料和熱處理 .52 7.6.3 主軸軸承 .53 7.6.4 主軸與齒輪的連接 .54 7.6.5 潤滑與密封 .54 設(shè)計心得 55 結(jié) 論 56 參考文獻(xiàn) 57 致 謝 58 第 5 頁 共 57 頁 CA6140 型車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 1、緒論 機(jī)床技術(shù)參數(shù)有主參數(shù)和基本參數(shù),他們是運動傳動和結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù), 影響到機(jī)床是否滿足所需要的基本功能要求,參數(shù)擬定就是機(jī)床性能設(shè)計。主 參數(shù)是直接反映機(jī)床的加工能力、決定和影響其他基本參數(shù)的依據(jù),如車床的 最大加工直徑,一般在設(shè)計題目中給定,基本參數(shù)是一些加工件尺寸、機(jī)床結(jié) 構(gòu)、運動和動力特性有關(guān)的參數(shù),可歸納為尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)。 通用車床工藝范圍廣,所加工的工件形狀、尺寸和材料各不相同,有粗加 工又有精加工;用硬質(zhì)合金刀具又用高速鋼刀具。因此,必須對所設(shè)計的機(jī)床 工藝范圍和使用情況做全面的調(diào)研和統(tǒng)計,依據(jù)某些典型工藝和加工對象,兼 顧其他的可能工藝加工的要求,擬定機(jī)床技術(shù)參數(shù),擬定參數(shù)時,要考慮機(jī)床 發(fā)展趨勢和同國內(nèi)外同類機(jī)床的對比,使擬定的參數(shù)最大限度地適應(yīng)各種不同 的工藝要求和達(dá)到機(jī)床加工能力下經(jīng)濟(jì)合理。 機(jī)床主傳動系因機(jī)床的類型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同,應(yīng)滿足的 要求也不一樣。設(shè)計機(jī)床主傳動系時最基本的原則就是以最經(jīng)濟(jì)、合理的方式 滿足既定的要求。在設(shè)計時應(yīng)結(jié)合具體機(jī)床進(jìn)行具體分析,一般應(yīng)滿足的基本 要求有:滿足機(jī)床使用性能要求。首先應(yīng)滿足機(jī)床的運動特性,如機(jī)床主軸油 足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級數(shù);滿足機(jī)床傳遞動力的要求。主電動機(jī)和傳動機(jī)構(gòu) 能提供足夠的功率和轉(zhuǎn)矩,具有較高的傳動效率;滿足機(jī)床工作性能要求。主 傳動中所有零部件有足夠的剛度、精度和抗震性,熱變形特性穩(wěn)定;滿足產(chǎn)品 的經(jīng)濟(jì)性要求。傳動鏈盡可能簡短,零件數(shù)目要少,以便節(jié)約材料,降低成本。 本論文從資料查閱—總體設(shè)計-模塊設(shè)計—撰寫論文歷時三個月,具體流 程如下所示: ? 資料查閱、熟悉課題 ? 繪制裝配草圖 ? 各零部件的尺寸確定 ? 校核各零件的強度 ? 繪制裝配圖和部分零件圖 ? 撰寫論文、科技翻譯 第 6 頁 共 57 頁 2.設(shè)計計算 2.1 普通車床的規(guī)格 2.1.1 車床的規(guī)格系列和用處 普通機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型號作為設(shè)計時應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此,對 這些基本知識和資料作些簡要介紹。本次設(shè)計的是普通型車床主軸變速箱。主 要用于加工回轉(zhuǎn)體。 表 1.1 車床的主參數(shù)(規(guī)格尺寸)和基本參數(shù)表 工件最大 回轉(zhuǎn)直徑 (mm)maxD 電機(jī)轉(zhuǎn)速 n ( )mir 最低轉(zhuǎn)速 ( min )r 電機(jī)功 率 P(kW ) 公比 ?轉(zhuǎn)速級數(shù) Z 400 1500 23.6 7.5 1.41 18 2.1.2 操作性能要求 1)具有皮帶輪卸荷裝置 2)手動操縱雙向片式摩擦離合器實現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)及停止運動要求 3)主軸的變速由變速手柄完成 第 7 頁 共 57 頁 3.主動參數(shù)參數(shù)的擬定 3.1 確定傳動公比 ? 根據(jù)【1】 公式(3-2)因為已知,78P5.026.1????znR?1283minax?? 根據(jù)【1】 表 3-5 標(biāo)準(zhǔn)公比 。這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系列 =1.26.7P?? 因為 =1.26= ,根據(jù)【1】 表 3-6 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首先找到最小極限轉(zhuǎn)速?406.17P 23.6,再每跳過 3 個數(shù)(1.26~1.06)取一個轉(zhuǎn)速,即可得到公比為 1.26 的數(shù) 列: 23.6,30,37.5,47.5,60,75,95,118,150,190,236,300,375,475, 600,750,950,1180. 3.2 主電動機(jī)的選擇 合理的確定電機(jī)功率 P,使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能,滿足生產(chǎn)需要, 又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。 現(xiàn)在以常見的中碳鋼為工件材料,取 45 號鋼,正火處理,車削外圓,表面 粗糙度 =3.2mm。采用車刀具,可轉(zhuǎn)位外圓車刀,刀桿尺寸:16mm 25mm。刀aR ? 具幾何參數(shù): =15 , =6 , =75 , =15 , =0 , =-0?o0?or?or?o?o01? 10 , b =0.3mm,r =1mm。o1re 現(xiàn)以確定粗車是的切削用量為設(shè)計: ① 確定背吃刀量 和進(jìn)給量 f,根據(jù)【2】 表 8-50, 取 4mm,f 取 0.6pa4Ppa 。rm ② 確定切削速度,參【2】 表 8-57,取 V =1.7 。48Pcsm ③ 機(jī)床功率的計算, 主切削力的計算 根據(jù)【2】 - 表 8-59 和表 8-60,主切削力的計算4950 第 8 頁 共 57 頁 公式及有關(guān)參數(shù): F =9.81 Z?Fcn60CFcZa?FcfcZvFcK =9.81 270 4 0.92 0.9515.?75.0615.0?? =3242(N) 切削功率的計算 = =3242 1.7 =5.5(kW)cPF?cv310??310? 依照一般情況,取機(jī)床變速效率 =0.8.? = =6.86(kW)Z8.5 根據(jù)【3】 表 12-1 Y 系列(IP44)電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù),Y 系列167 (IP44)電動機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型異步電動機(jī),具有防塵埃、 鐵屑或其他雜物侵入電動機(jī)內(nèi)部的特點,B 級絕緣,工業(yè)環(huán)境溫度不超過 +40℃,相對濕度不超過 95%,海拔高度不超過 1000m,額定電壓 380V,頻 率 50Hz。適用于無特殊要求的機(jī)械上,如機(jī)床,泵,風(fēng)機(jī),攪拌機(jī),運輸 機(jī),農(nóng)業(yè)機(jī)械等。 根據(jù)以上要求,我們選取 Y132M-4 型三相異步電動機(jī),額定功率 7.5kW,滿 載轉(zhuǎn)速 1440 ,額定轉(zhuǎn)矩 2.2,質(zhì)量 81kg。minr 至此,可得到上表 1.1 中的車床參數(shù)。 4.變速結(jié)構(gòu)的設(shè)計 4.1 主變速方案擬定 擬定變速方案,包括變速型式的選擇以及開停、換向、制動、操縱等整個 變速系統(tǒng)的確定。變速型式則指變速和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同 特點的變速型式、變速類型。 變速方案和型式與結(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, 確定變速方案和型式,要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。 變速方案有多種,變速型式更是眾多,比如:變速型式上有集中變速,分 離變速;擴(kuò)大變速范圍可用增加變速組數(shù),也可采用背輪結(jié)構(gòu)、分支變速等型 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)計中,我們 采用集中變速型式的主軸變速箱。 第 9 頁 共 57 頁 4.2 變速結(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)式的變速不失為有用的方法, 但對于分析復(fù)雜的變速并想由此導(dǎo)出實際的方案,就并非十分有效。 4.2.1 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目 數(shù)為 Z 的變速系統(tǒng)由若干個順序的變速組組成,各變速組分別有 、?Z ……個變速副。即 ? ??321Z? 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,為實現(xiàn) 18 級主軸轉(zhuǎn)速變化的傳動系統(tǒng)可以以下多種傳動副組合: ① 18=3ⅹ3ⅹ2 ②18=3 ⅹ2ⅹ3 ③18=2 ⅹ3ⅹ3 等 18 級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組,選擇傳動組安排方式時,考慮到機(jī)床主軸箱的具體結(jié)構(gòu)、裝 置性能,應(yīng)滿足前多后少的原則,主軸上的傳動副數(shù)主軸對加工精度、表面粗糙度的影響 很大,因此主軸上的齒輪少些為好。 綜上所述,傳動式為 18=3ⅹ3ⅹ2 4.2.2 變速式的擬定 12 級轉(zhuǎn)速變速系統(tǒng)的變速組,選擇變速組安排方式時,考慮到機(jī)床主軸變 速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。 在Ⅰ軸如果安置換向摩擦離合器時,為減少軸向尺寸,第一變速組的變速 副數(shù)不能多,以 2 為宜。 主軸對加工精度、表面粗糙度的影響很大,因此主軸上齒輪少些為好。最 后一個變速組的變速副數(shù)常選用 2。 ① 18=3ⅹ3ⅹ2 ②18=3 ⅹ2ⅹ3 ③18=2 ⅹ3ⅹ3 等 4.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定 18 級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組,選擇傳動組安排方式時,考慮到機(jī)床主軸箱的具體結(jié)構(gòu)、裝 置性能,應(yīng)滿足前多后少的原則,主軸上的傳動副數(shù)主軸對加工精度、表面粗糙度的影響 很大,因此主軸上的齒輪少些為好。 綜上所述,傳動式為 18=3ⅹ3ⅹ2 設(shè)計車床主變速傳動系時,為避免從動齒輪尺寸過大而增加箱體的徑向尺 寸,在降速變速中,一般限制限制最小變速比 ;為避免擴(kuò)大傳動誤41min?u 差,減少震動噪聲,在升速時一般限制最大轉(zhuǎn)速比 。斜齒圓柱齒輪傳動2ax? 較平穩(wěn),可取 。因此在主變速鏈任一變速組的最大變速范圍5.2max?u 第 10 頁 共 57 頁 。在設(shè)計時必須保證中間變速軸的變??)10~8(25.)~(minaxma ???uR 速范圍最小。 4.2.4 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定 2)確定變速組擴(kuò)大順序: 18=3ⅹ3ⅹ2 的傳動副組合,在降速傳動中,為防止齒輪直徑過大而徑向尺寸,常限制最小 傳動比在升速時為防止產(chǎn)生過大的噪聲和震動常限制最大轉(zhuǎn)速比 。在主傳動鏈任2imax? 一傳動組的最大變速范圍 。根據(jù)前密后疏的原則,初選結(jié)構(gòu)式10~8)/(Rminax?? 如下: 93128?? 在設(shè)計時必須保證中間傳動軸的變速范圍最小,根據(jù)中間傳動軸變速范圍小的原則選擇結(jié) 構(gòu)網(wǎng)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下: 檢查傳動組的變速范圍時,只需檢查最后一個擴(kuò)大組,第二擴(kuò)大組的變速范圍是: ,其中??132R??Px?2P6X2.??,,? 所以 ,符合要求10~86.-9?? 4.2.6 結(jié)構(gòu)式的擬定 繪制轉(zhuǎn)速圖 ⑴、選擇 Y132M-4 型 Y 系列籠式三相異步電動機(jī)。 第 11 頁 共 57 頁 ⑵、分配總降速變速比 總降速變速比 017.4/6.23/min??d 又電動機(jī)轉(zhuǎn)速 不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn),因而增加一定比變速i140rd 副。 4.2.7 確定各變速組變速副齒數(shù) 齒輪齒數(shù)的確定,當(dāng)各變速組的傳動比確定以后,可確定齒輪齒數(shù)。對于 定比傳動的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊推薦的方法確定。對于變速組內(nèi)齒輪 的齒數(shù),如傳動比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時,變速組內(nèi)每對齒輪的齒數(shù)和 及zS 小齒輪的齒數(shù)可以從【1】表 3-9 中選取。一般在主傳動中,最小齒數(shù)應(yīng)大于 18~20。采用三聯(lián)滑移齒輪時,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。 第 12 頁 共 57 頁 在保證輸出的轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確的前提下,應(yīng)盡量減少齒輪齒數(shù),是齒輪結(jié)構(gòu)尺寸緊湊。齒輪齒數(shù) 的確定原則: 實際轉(zhuǎn)速 與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 n 的相對轉(zhuǎn)速誤差 為:'nn???%101 '' ????????n 齒輪副的齒數(shù)和 ;120~z?S 滿足結(jié)構(gòu)安裝要求,相鄰軸承孔德壁厚不小于 3mm。 ④當(dāng)變速組內(nèi)各齒輪副的齒數(shù)和不相等時,齒數(shù)和的差不能大于 3。 利用查表法求出各傳動組齒輪齒數(shù)如下表: 4.3 驗算主軸轉(zhuǎn)速誤差 主軸各級實際轉(zhuǎn)速值用下式計算: ??3212 1udnE???? 式子中 u1、u2、u3 分別為第一、第二、第三變速組齒輪傳動比,ε 取 0.05。 轉(zhuǎn)速誤差用主軸實際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速相對誤差的絕對值表示: 其中 n'為主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速。 轉(zhuǎn)速誤差表 主軸轉(zhuǎn)速 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 26.5 30 37.5 47.5 60 75 95 118 150 實際轉(zhuǎn)速 26.8 30 37.5 47.6 60 75 97.3 118 150 轉(zhuǎn)速誤差% 0.95 0 0 0.95 0 0 1.84 0 0 主軸轉(zhuǎn)速 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 190 236 300 375 475 600 750 950 1180 實際轉(zhuǎn)速 190.6 236 303.8 376.1 475 607.5 752.3 960 1185 轉(zhuǎn)速誤差% 0.24 0 1.55 0.2 0 1.6 0.23 0.8 1.56 轉(zhuǎn)速誤差滿足要求。 4.4 繪制變速系統(tǒng)圖 根據(jù)軸數(shù),齒輪副,電動機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖: 變速組 第一變速組 第二變速組 第三變速組 齒數(shù)和 72 90 95 齒輪 1z23z45z67z89z10z123z145z16 齒數(shù) 32 40 24 48 28 44 45 45 30 60 18 72 63 32 19 76??%10n'-????? 第 13 頁 共 57 頁 第 5 章 動力計算 5.1 帶傳動設(shè)計 輸出功率 P=7.5KW,轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min,n2=750r/min 5.2 計算設(shè)計功率 Pd edAdPK? 表 4 工作情況系數(shù) AK 原動機(jī) ⅰ類 ⅱ類 一天工作時間/h工作機(jī) 10? 10~16 16?0?10~16 16? 載荷 平穩(wěn) 液體攪拌機(jī);離心式水泵;通 風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)( ) ;離7.5kW?1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3 第 14 頁 共 57 頁 心式壓縮機(jī);輕型運輸機(jī) 載荷 變動小 帶式運輸機(jī)(運送砂石、谷物) , 通風(fēng)機(jī)( ) ;發(fā)電機(jī);7.5kW? 旋轉(zhuǎn)式水泵;金屬切削機(jī)床; 剪床;壓力機(jī);印刷機(jī);振動 篩 1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4 載荷 變動較大 螺旋式運輸機(jī);斗式上料機(jī); 往復(fù)式水泵和壓縮機(jī);鍛錘; 磨粉機(jī);鋸木機(jī)和木工機(jī)械; 紡織機(jī)械 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 載荷 變動很大 破碎機(jī)(旋轉(zhuǎn)式、顎式等) ;球 磨機(jī);棒磨機(jī);起重機(jī);挖掘 機(jī);橡膠輥壓機(jī) 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8 根據(jù) V 帶的載荷平穩(wěn),兩班工作制(16 小時) ,查《機(jī)械設(shè)計》P 296表 4, 取 KA=1.1。即 1.7.kWdAedP??? 5.3 選擇帶型 普通 V 帶的帶型根據(jù)傳動的設(shè)計功率 Pd 和小帶輪的轉(zhuǎn)速 n1 按《機(jī)械設(shè)計》P297 圖 13-11 選取。 根據(jù)算出的 Pd=7.7kW 及小帶輪轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min ,查圖得:d d=80~100 可知應(yīng) 選取 A 型 V 帶。 第 15 頁 共 57 頁 5.4 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗證帶速 由《機(jī)械設(shè)計》P 298表 13-7 查得,小帶輪基準(zhǔn)直徑為 80~100mm 則取 dd1= 95mm ddmin.=75 mm(d d1根據(jù) P295表 13-4 查得) 表 3. V 帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑 mind 槽型 Y Z A B C D Emind 20 50 75 125 200 355 50021 240=1.9,=951.82.475d d??所 以 由《機(jī)械設(shè)計》P 295表 13-4 查“V 帶輪的基準(zhǔn)直徑” ,得 =180mm2d ① 誤差驗算傳動比: ( 為彈性滑動率)21180=.934()95(%)di?????誤 ? 誤差 ,符合要求1.34.0%.65i???誤 < ② 帶速 19510v=7./66dnms?? 滿足 5m/s0.5mm,可避免滲氮層穿透剝落。 7.6.3 主軸軸承 1)軸承類型選擇 主軸前軸承有兩種常用的類型: 雙列短圓柱滾子軸承。承載能力大,可同時承受徑向力和軸向力,結(jié)構(gòu)比 較簡單,但允許的極限轉(zhuǎn)速低一些。 與雙列短圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的軸承有三種: 600角雙向推力向心球軸承。是一種新型軸承,在近年生產(chǎn)的機(jī)床上廣泛采 用。具有承載能力大,允許極限轉(zhuǎn)速高的特點。外徑比同規(guī)格的雙列圓柱滾子 軸承小一些。在使用中,這種軸承不承受徑向力。 推力球軸承。承受軸向力的能力最高,但允許的極限轉(zhuǎn)速低,容易發(fā)熱。 向心推力球軸承。允許的極限轉(zhuǎn)速高,但承載能力低,主要用于高速輕載 的機(jī)床。 2)軸承的配置 大多數(shù)機(jī)床主軸采用兩個支撐,結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,但為了提高主軸剛 度也有用三個支撐的了。三支撐結(jié)構(gòu)要求箱體上三支撐孔具有良好的同心度, 否則溫升和空載功率增大,效果不一定好。三孔同心在工藝上難度較大,可以 用兩個支撐的主要支撐,第三個為輔助支撐。輔助支撐軸承(中間支撐或后支 撐)保持比較大的游隙(約 0.03~0.07 ) ,只有在載荷比較大、軸產(chǎn)生彎曲m 變形時,輔助支撐軸承才起作用。 軸承配置時,除選擇軸承的類型不同外,推力軸承的布置是主要差別。推 第 53 頁 共 57 頁 力軸承布置在前軸承、后軸承還是分別布置在前、后軸承,影響著溫升后軸的 伸長方向以及結(jié)構(gòu)的負(fù)責(zé)程度,應(yīng)根據(jù)機(jī)床的實際要求確定。 在配置軸承時,應(yīng)注意以下幾點: ① 每個支撐點都要能承受經(jīng)向力。 ② 兩個方向的軸向力應(yīng)分別有相應(yīng)的軸承承受。 ③ 徑向力和兩個方向的軸向力都應(yīng)傳遞到箱體上,即負(fù)荷都由機(jī)床支撐件 承受。 3)軸承的精度和配合 主軸軸承精度要求比一般傳動軸高。前軸承的誤差對主軸前端的影響最大, 所以前軸承的精度一般比后軸承選擇高一級。 普通精度級機(jī)床的主軸,前軸承的選 或 級,后軸承選 或 級。選擇CDE 軸承的精度時,既要考慮機(jī)床精度要求,也要考慮經(jīng)濟(jì)性。 軸承與軸和軸承與箱體孔之間,一般都采用過渡配合。另外軸承的內(nèi)外環(huán) 都是薄壁件,軸和孔德形狀誤差都會反映到軸承滾道上去。如果配合精度選的 太低,會降低軸承的回轉(zhuǎn)精度,所以軸和孔的精度應(yīng)與軸承精度相匹配。 1) 軸承間隙的調(diào)整 為了提高主軸的回轉(zhuǎn)精度和剛度,主軸軸承的間隙應(yīng)能調(diào)整。把軸承調(diào)到 合適的負(fù)間隙,形成一定的預(yù)負(fù)載,回轉(zhuǎn)精度和剛度都能提高,壽命、噪聲和 抗震性也有改善。預(yù)負(fù)載使軸承內(nèi)產(chǎn)生接觸變形,過大的預(yù)負(fù)載對提高剛度沒 有明顯的小果,而磨損發(fā)熱量和噪聲都會增大,軸承壽命將因此而降低。 軸承間隙的調(diào)整量,應(yīng)該能方便而且能準(zhǔn)確地控制,但調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不 能太復(fù)雜。雙列短圓柱滾子軸承內(nèi)圈相對外圈可以移動,當(dāng)內(nèi)圈向大端軸向移 動時,由于 1:12 的內(nèi)錐孔,內(nèi)圈將脹大消除間隙。 其他軸承調(diào)整也有與主軸軸承相似的問題。特別要注意:調(diào)整落幕的端面 與螺紋中心線的垂直度,隔套兩個端面的平行度都由較高要求,否則,調(diào)整時 可能將軸承壓偏而破壞精度。隔套越長,誤差的影響越小。 螺母端面對螺紋中心線垂直度、軸上和孔上套簡兩端平行度等均有嚴(yán)格的 精度要求。 7.6.4 主軸與齒輪的連接 齒輪與主軸的連接可以用花鍵或者平鍵;軸做成圓柱體,或者錐面(錐度 一般取 1:15 左右) 。錐面配合對中性好,但加工較難。平鍵一般用一個或者兩 個(相隔 180 度布置) ,兩國特鍵不但平衡較好,而且平鍵高度較低,避免因齒 輪鍵槽太深導(dǎo)致小齒輪輪轂厚度不夠的問題。 7.6.5 潤滑與密封 主軸轉(zhuǎn)速高,必須保證充分潤滑,一般常用單獨的油管將油引到軸承處。 主軸是兩端外伸的軸,防止漏油更為重要而困難。防漏的措施有兩種: 1)堵——加密封裝置防止油外流。 主軸轉(zhuǎn)速高,多采用非接觸式的密封裝置,形式很多,一種軸與軸承蓋之 間留 0.1~0.3 的間隙(間隙越小,密封效果越好,但工藝?yán)щy) 。還有一種m 第 54 頁 共 57 頁 是在軸承蓋的孔內(nèi)開一個或幾個并列的溝槽(圓弧形或 形) ,效果比上一種好v 些。在軸上增開了溝槽(矩形或鋸齒形) ,效果又比前兩種好。 在有大量切屑、灰塵和冷卻液的環(huán)境中工作時,可采用曲路密封,曲路可 做成軸向或徑向。徑向式的軸承蓋要做成剖分式,較為復(fù)雜。 2)疏導(dǎo)——在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐?,使油能順利地流回到油箱?設(shè)計心得 經(jīng)過課程設(shè)計,使我和同伴對主軸箱設(shè)計這門課當(dāng)中許多原理公式有了進(jìn)一步的了解, 并且對設(shè)計工作有了更深入的認(rèn)識。懂得了理論和實踐同等重要的道理。理論能指導(dǎo)實踐, 使你能事半功倍,實踐能上升成為理論,為以后的設(shè)計打下基礎(chǔ)。 從校門走出后,一定要重 視實踐經(jīng)驗的積累,要多學(xué)多問。把學(xué)校學(xué)習(xí)的專業(yè)知識綜合的應(yīng)用起來,這非常重要。體 會到把技術(shù)搞好就必須安心的學(xué)習(xí),虛心向別人請教,耐心的對待每一個問題,不放過任何 一個自己遇到的問題,要善于發(fā)現(xiàn)問題。 在設(shè)計過程中,我們得到了老師們的精心指導(dǎo)和幫助,在此表示衷心的感謝!由于我們 的經(jīng)驗尚淺,知識把握不熟練,設(shè)計中定有許多地方處理不夠妥當(dāng),有些部分甚至可能存在 錯誤,希望老師多提寶貴意見。 第 55 頁 共 57 頁 結(jié) 論 傳動系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)構(gòu)及部分計算,到這里基本結(jié)束了,由于筆者水平有限, 加之時間倉促,僅對分級變速主傳動系統(tǒng)主要部分進(jìn)行設(shè)計和校核,定有許多 地方處理不夠妥當(dāng),有些部分甚至可能存在錯誤,望老師多提寶貴意見。 經(jīng)過這次課程設(shè)計,使我對機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計這門課當(dāng)中許多原理公式有了進(jìn)一步的了解, 并且對設(shè)計工作有了更深入的認(rèn)識。在設(shè)計過程中,得到 XX 老師的精心指導(dǎo)和幫助,在 此表示衷心的感謝。 第 56 頁 共 57 頁 參考文獻(xiàn) 【1】候珍秀.《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,修訂版; 【2】 、于惠力 主編 《機(jī)械設(shè)計》 科學(xué)出版社 第一版 【3】 、戴 曙 主編 《金屬切削機(jī)床設(shè)計》 機(jī)械工業(yè)出版社 【4】 、戴 曙 主編 《金屬切削機(jī)床》 機(jī)械工業(yè)出版社 第一版 【4】 、趙九江 主編 《材料力學(xué)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 第一版 【6】 、鄭文經(jīng) 主編 《機(jī)械原理》 高等教育出版社 第七版 【7】 、于惠力 主編 《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》 科學(xué)出版社 第 57 頁 共 57 頁 致 謝 在設(shè)計成過程中,感謝很多人的幫助和指點,首先我要感謝我的母校的辛勤培育,感 謝院系各位老師四年來的諄諄教誨,感謝他們默默的栽培我。 本次設(shè)計是在我的導(dǎo)師 XX 教授的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度, 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神,精益求精的工作作風(fēng),深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的 最終完成,老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持,在此,謹(jǐn)向教師表示衷心的感謝 和崇高的敬意!。 此外,在畢業(yè)設(shè)計過程中,也得到了其他老師和同學(xué)的幫助,設(shè)計任務(wù)一直在很好的 氛圍中進(jìn)行,在這里,也向他們表示真誠的感謝! 再次向設(shè)計中所有提供過幫助的人表示感謝!
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CA6140型車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計【D=400mm
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