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1、目录 一、设计目的-1- 二、设计步骤-1- 1.运动设计-1- 1.1 已知条件-1- 1.2 结构分析式.-1- 1.3 绘制转速图-2- 1.4 绘制传动系统图.-5- 2.动力设计-5- 2.1 确定各轴转速-5- 2.2带传动设计.-6- 2.3各传动组齿轮模数的确定和校核.-7- 3. 齿轮强度校核-9- 3.1 校核 a 传动组齿轮.-9- 3.2校核 b 传动组齿轮-10- 3.3 校核 c 传动组齿轮-11- 4. 主轴挠度的校核-13- 4.1 确定各轴最小直径.-13- 4.2 轴的校核-13- 5. 主轴最佳跨距的确定-14- 5.1 选择轴颈直径,轴承型号和最佳跨距.
2、-14- 5.2求轴承刚度-14- 6. 各传动轴支承处轴承的选择.-15- 7. 主轴刚度的校核-15- 7.1 主轴图.-15- 7.2 计算跨距-16- 三、总结-17- 四、参考文献-18- 一、设计目的一、设计目的 通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计, 在拟定传动和变速的结构方 案过程中,得到设计构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写 技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练,树立正确的设计思想,掌握基本的 设计方法,并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。 二、设计步骤二、设计步骤 1.1.运动设计运动设计 1.11.1 已知条件已知条件 1确定转速范围:主轴最
3、小转速min/ 5 . 31 min rn=。 2确定公比:41 . 1 = 3转速级数:12=z 1.21.2 结构分析式结构分析式 22312=32212=323212= 从电动机到主轴主要为降速传动, 若使传动副较多的传动组放在较接近电动 机处可使小尺寸零件多些,大尺寸零件少些,节省材料,也就是满足传动副前多 后少的原则,因此取32212=方案。在降速传动中,防止齿轮直径过大而使 径向尺寸常限制最小传动比 4 1 min i;在升速时为防止产生过大的噪音和震动常 限 制 最 大 转 速 比2 max i。 在 主 传 动 链 任 一 传 动 组 的 最 大 变 速 范 围 ()108 m
4、inmaxmax =iiR。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小, 根据中间传动轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如下: 检查传动组的变速范围时,只检查最后一个扩大组: ()1 222 =PXR其中41 . 1 =,6 2 =X,2 2 =P 所以10846 . 8 1641 . 1 2 =R,合适。 1.31.3 绘制转速图绘制转速图 选择电动机 一般车床若无特殊要求,多采用 Y 系列封闭式三相异步电动机,根据原则条 件选择 Y-132M-4 型 Y 系列笼式三相异步电动机。 分配总降速传动比 总降速传动比02 . 0 1440/ 5 . 31/ min = d nni 又电动
5、机转速min/1440rnd=不符合转速数列标准,因而增加一定比传动 副。 3确定传动轴轴数 传动轴轴数 = 变速组数 + 定比传动副数 + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。 确定各级转速并绘制转速图 由min/ 5 . 31rnmim=41 . 1 =z = 12 确定各级转速: 1400、1000、710、500、355、250、180、125、90、63、45、31.5r/min。 在五根轴中,除去电动机轴,其余四轴按传动顺序依次设为、。 与、与、与轴之间的传动组分别设为 a、b、c。现由(主轴)开 始,确定、轴的转速: 1先来确定轴的转速 传动组 c 的变速范围为10, 8841
6、. 1 max 66 =R,结合结构式, 轴的转速只有一和可能: 125、180、250、355、500、710r/min。 确定轴的转速 传动组 b 的级比指数为 3,希望中间轴转速较小,因而为了避免升速,又不 致传动比太小,可取 8 . 2/1/1 3 1 = i b,1/1 2 = i b 轴的转速确定为:355、500、710r/min。 确定轴的转速 对于轴,其级比指数为 1,可取 2/1/1 2 1 = i a,41 . 1 /1/1 2 = i a,1/1 3 = i a 确定轴转速为 710r/min。 由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比71/144710/1440=i
7、。下 面画出转速图(电动机转速与主轴最高转速相近) 。 传动系统的转速图 电动机 5确定各变速组传动副齿数 传动组 a: 查表 8-1,2/1/1 2 1 = i a,41 . 1 /1/1 2 = i a,1/1 3 = i a 2/1/1 2 1 = i a时:= z S57、60、63、66、69、72、75、78 41 . 1 /1/1 2 = i a时:= z S58、60、63、65、67、68、70、72、73、77 1/1 3 = i a时:= z S58、60、62、64、66、68、70、72、74、76 可取= z S72,于是可得轴齿轮齿数分别为:24、30、36。 于
8、是48/24 1 = a i,42/30 2 = a i,36/36 3 = a i 可得轴上的三联齿轮齿数分别为:48、42、36。 传动组 b: 查表 8-1,8 . 2/1/1 3 1 = i b,1/1 2 = i b 8 . 2/1/1 3 1 = i b时:= z S69、72、73、76、77、80、81、84、87 1/1 2 = i b时:= z S70、72、74、76、78、80、82、84、86 可取= z S84,于是可得轴上两联齿轮的齿数分别为:22、42。 于是62/22 1 = i b,42/42 2 = i b,得轴上两齿轮的齿数分别为:62、42。 传动组
9、c: 查表 8-1,4/1 1 = i c,2 2 = c i 4/1 1 = i c时:= z S84、85、89、90、94、95 2 2 = c i时:= z S72、75、78、81、84、87、89、90 可取= z S90. 4/1 1 = i c为降速传动,取轴齿轮齿数为 18; 2 2 = c i为升速传动,取轴齿轮齿数为 30。 于是得72/18 1 = i c,30/60 2 = c i 得轴两联动齿轮的齿数分别为 18,60; 得轴两齿轮齿数分别为 72,30。 1.41.4 绘制传动系统图绘制传动系统图 根据轴数,齿轮副,电动机等已知条件可有如下系统图: 2.2.动力设
10、计动力设计 2.12.1 确定各轴转速确定各轴转速 确定主轴计算转速:主轴的计算转速为 min/90r41 . 1 31.5nn 1 3 12 1 3 z min = IV 各传动轴的计算转速: 轴可从主轴 90r/min 按 72/18 的传动副找上去,轴的计算转速 125r/min;轴的计算转速为 355r/min;轴的计算转速为 710r/min。 3各齿轮的计算转速 传动组 c 中,18/72 只需计算 z = 18 的齿轮,计算转速为 355r/min;60/30 只需计算 z = 30 的齿轮,计算转速为 250r/min;传动组 b 计算 z = 22 的齿轮, 计算转速为 35
11、5r/min;传动组 a 应计算 z = 24 的齿轮,计算转速为 710r/min。 4核算主轴转速误差 min/ 5 . 141730/6042/4236/36256/1261440rn= 实 min/1400rn= 标 %5%25 . 1 %100 1400 )1400 5 . 1417( %100 )( = ei dd 故根据式(10-8) () () () () mN ala dd k AA ie s / 3 . 149 107588775 104556.80103103 92 12444 2 444 = + = + = 对于机床的刚度要求,取阻尼比035. 0= 当 v=50m/m
12、in,s=0.1mm/r 时, 8 . 68,/46 . 2 =mmNkcb, 取mmDb87 . 6 %5068702 . 0 02 . 0 maxlim = () mNKB36.84 8 . 68cos 035 . 0 1035 . 0 2 87 . 6 46 . 2 = + = 计算 A K mN l a l a a a KK mmmmDL A B A B BA / 5 . 76 687 75 1 687 1 . 281 1 4 . 0 75 1 . 281 6 . 036.84 1 1 4 . 06 . 0 1 . 281, 1 . 2063 . 0 2 2 2 2 2 2 2 2 m
13、ax = + + += + + += =加上悬伸量共长 mNmNKK As / 3 . 152/ 0 . 127 5 . 7666 . 1 66 . 1 = 可以看出,该机床主轴是合格的. 三、总结三、总结 金属切削机床的课程设计任务完成了,虽然设计的过程比较繁琐,而且刚开 始还有些不知所措,但是在同学们的共同努力下,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。本次设计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. 四、参考文献四、参考文献 1工程学院机械制造教研室 主编.金属切削机床指导书. 2濮良贵 纪名刚主编.机械设计(第七版).北京:高等教育出版社,2001 年 6 月 3毛谦德 李振清主编.袖珍机械设计师手册第二版.机械工业出版 社,2002 年 5 月 4 减速器实用技术手册编辑委员会编.减速器实用技术手册.北京:机械工业出版 社,1992 年 5戴曙 主编.金属切削机床.北京:机械工业出版社,2005 年 1 月 6 机床设计手册 编写组 主编.机床设计手册.北京:机械工业出版社,1980 年 8 月 7华东纺织工学院 哈尔滨工业大学 天津大学主编.机床设计图册.上海:上海科学技术 出版社,1979 年 6 月
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