CAD6140車床主軸箱畢業(yè)設(shè)計(jì)
CAD6140車床主軸箱畢業(yè)設(shè)計(jì),cad6140,車床,主軸,畢業(yè)設(shè)計(jì)
金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì) CA6140型車床一、設(shè)計(jì)目的通過(guò)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過(guò)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(xiě)技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練,樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想,掌握基本的設(shè)計(jì)方法,并具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。二、設(shè)計(jì)步驟1.運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)1.1已知條件1確定轉(zhuǎn)速范圍:主軸最小轉(zhuǎn)速。2確定公比:3轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù):1.2結(jié)構(gòu)分析式 3 從電動(dòng)機(jī)到主軸主要為降速傳動(dòng),若使傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)組放在較接近電動(dòng)機(jī)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(dòng)副前多后少的原則,因此取方案。在降速傳動(dòng)中,防止齒輪直徑過(guò)大而使徑向尺寸常限制最小傳動(dòng)比 ;在升速時(shí)為防止產(chǎn)生過(guò)大的噪音和震動(dòng)常限制最大轉(zhuǎn)速比。在主傳動(dòng)鏈任一傳動(dòng)組的最大變速范圍。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間傳動(dòng)軸的變速范圍最小, 根據(jù)中間傳動(dòng)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(dòng)組的變速范圍時(shí),只檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組: 其中, 所以 ,合適。1.3 繪制轉(zhuǎn)速圖選擇電動(dòng)機(jī)一般車床若無(wú)特殊要求,多采用Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī),根據(jù)原則條件選擇Y-132M-4型Y系列籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。分配總降速傳動(dòng)比 總降速傳動(dòng)比 又電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn),因而增加一定比傳動(dòng)副。3確定傳動(dòng)軸軸數(shù) 傳動(dòng)軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比傳動(dòng)副數(shù) + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。確定各級(jí)轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖 由 z = 12確定各級(jí)轉(zhuǎn)速:1400、1000、710、500、355、250、180、125、90、63、45、31.5r/min。在五根軸中,除去電動(dòng)機(jī)軸,其余四軸按傳動(dòng)順序依次設(shè)為、。與、與、與軸之間的傳動(dòng)組分別設(shè)為a、b、c。現(xiàn)由(主軸)開(kāi)始,確定、軸的轉(zhuǎn)速: 先來(lái)確定軸的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)組c 的變速范圍為,結(jié)合結(jié)構(gòu)式,軸的轉(zhuǎn)速只有一和可能:125、180、250、355、500、710r/min。 確定軸的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)組b的級(jí)比指數(shù)為3,希望中間軸轉(zhuǎn)速較小,因而為了避免升速,又不致傳動(dòng)比太小,可取 ,軸的轉(zhuǎn)速確定為:355、500、710r/min。確定軸的轉(zhuǎn)速對(duì)于軸,其級(jí)比指數(shù)為1,可取 ,確定軸轉(zhuǎn)速為710r/min。由此也可確定加在電動(dòng)機(jī)與主軸之間的定傳動(dòng)比。下面畫(huà)出轉(zhuǎn)速圖(電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近)。 5確定各變速組傳動(dòng)副齒數(shù) 傳動(dòng)組a:查表8-1, ,時(shí):57、60、63、66、69、72、75、78時(shí):58、60、63、65、67、68、70、72、73、77時(shí):58、60、62、64、66、68、70、72、74、76可取72,于是可得軸齒輪齒數(shù)分別為:24、30、36。于是,可得軸上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為:48、42、36。傳動(dòng)組b:查表8-1, ,時(shí):69、72、73、76、77、80、81、84、87時(shí):70、72、74、76、78、80、82、84、86可取 84,于是可得軸上兩聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為:22、42。于是 ,得軸上兩齒輪的齒數(shù)分別為:62、42。傳動(dòng)組c:查表8-1,時(shí):84、85、89、90、94、95時(shí): 72、75、78、81、84、87、89、90可取 90.為降速傳動(dòng),取軸齒輪齒數(shù)為18;為升速傳動(dòng),取軸齒輪齒數(shù)為30。于是得,得軸兩聯(lián)動(dòng)齒輪的齒數(shù)分別為18,60;得軸兩齒輪齒數(shù)分別為72,30。1.4 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖根據(jù)軸數(shù),齒輪副,電動(dòng)機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖:2.動(dòng)力設(shè)計(jì)2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速 確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速:主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速: 軸可從主軸90r/min按72/18的傳動(dòng)副找上去,軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速125r/min;軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為355r/min;軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為710r/min。3各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)組c中,18/72只需計(jì)算z = 18 的齒輪,計(jì)算轉(zhuǎn)速為355r/min;60/30只需計(jì)算z = 30的齒輪,計(jì)算轉(zhuǎn)速為250r/min;傳動(dòng)組b計(jì)算z = 22的齒輪,計(jì)算轉(zhuǎn)速為355r/min;傳動(dòng)組a應(yīng)計(jì)算z = 24的齒輪,計(jì)算轉(zhuǎn)速為710r/min。4核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 所以合適。2.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/min,傳遞功率P=7.5KW,傳動(dòng)比i=2.03,兩班制,一天運(yùn)轉(zhuǎn)16.1小時(shí),工作年數(shù)10年。確定計(jì)算功率 取1.1,則選取V帶型 根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計(jì)算功率,選B型帶。確定帶輪直徑和驗(yàn)算帶速 查表小帶輪基準(zhǔn)直徑, 驗(yàn)算帶速成 其中 -小帶輪轉(zhuǎn)速,r/min; -小帶輪直徑,mm; ,合適。4確定帶傳動(dòng)的中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 設(shè)中心距為,則 055()a2() 于是 208.45a758,初取中心距為400mm。 帶長(zhǎng) 查表取相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度,。 帶傳動(dòng)實(shí)際中心距5驗(yàn)算小帶輪的包角 一般小帶輪的包角不應(yīng)小于。 。合適。6確定帶的根數(shù) 其中: -時(shí)傳遞功率的增量; -按小輪包角,查得的包角系數(shù); -長(zhǎng)度系數(shù); 為避免V型帶工作時(shí)各根帶受力嚴(yán)重不均勻,限制根數(shù)不大于10。 7計(jì)算帶的張緊力 其中: -帶的傳動(dòng)功率,KW; v-帶速,m/s; q-每米帶的質(zhì)量,kg/m;取q=0.17kg/m。 v = 1440r/min = 9.42m/s。 8計(jì)算作用在軸上的壓軸力 2.3 各傳動(dòng)組齒輪模數(shù)的確定和校核模數(shù)的確定:a傳動(dòng)組:分別計(jì)算各齒輪模數(shù)先計(jì)算24齒齒輪的模數(shù):其中: -公比 ; = 2; -電動(dòng)機(jī)功率; = 7.5KW; -齒寬系數(shù); -齒輪傳動(dòng)許允應(yīng)力; -計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。 , 取= 600MPa,安全系數(shù)S = 1。 由應(yīng)力循環(huán)次數(shù)選取 ,取S=1,。 取m = 4mm。 按齒數(shù)30的計(jì)算,可取m = 4mm; 按齒數(shù)36的計(jì)算,, 可取m = 4mm。 于是傳動(dòng)組a的齒輪模數(shù)取m = 4mm,b = 32mm。 軸上齒輪的直徑: 。 軸上三聯(lián)齒輪的直徑分別為: b傳動(dòng)組: 確定軸上另兩聯(lián)齒輪的模數(shù)。 按22齒數(shù)的齒輪計(jì)算: 可得m = 4.8mm; 取m = 5mm。 按42齒數(shù)的齒輪計(jì)算: 可得m = 3.55mm; 于是軸兩聯(lián)齒輪的模數(shù)統(tǒng)一取為m = 5mm。于是軸兩聯(lián)齒輪的直徑分別為: 軸上與軸兩聯(lián)齒輪嚙合的兩齒輪直徑分別為: c傳動(dòng)組: 取m = 5mm。軸上兩聯(lián)動(dòng)齒輪的直徑分別為: 軸四上兩齒輪的直徑分別為: 3. 齒輪強(qiáng)度校核:計(jì)算公式3.1校核a傳動(dòng)組齒輪校核齒數(shù)為24的即可,確定各項(xiàng)參數(shù) P=8.25KW,n=710r/min,確定動(dòng)載系數(shù):齒輪精度為7級(jí),由機(jī)械設(shè)計(jì)查得使用系數(shù)確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)非對(duì)稱 ,查機(jī)械設(shè)計(jì)得確定齒間載荷分配系數(shù): 由機(jī)械設(shè)計(jì)查得確定動(dòng)載系數(shù): 查表 10-5 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 圖10-18查得 ,S = 1.3 , 故合適。3.2 校核b傳動(dòng)組齒輪校核齒數(shù)為22的即可,確定各項(xiàng)參數(shù) P=8.25KW,n=355r/min,確定動(dòng)載系數(shù):齒輪精度為7級(jí),由機(jī)械設(shè)計(jì)查得使用系數(shù)確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)非對(duì)稱 ,查機(jī)械設(shè)計(jì)得確定齒間載荷分配系數(shù): 由機(jī)械設(shè)計(jì)查得確定動(dòng)載系數(shù): 查表 10-5 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 圖10-18查得 ,S = 1.3 , 故合適。3.3校核c傳動(dòng)組齒輪校核齒數(shù)為18的即可,確定各項(xiàng)參數(shù) P=8.25KW,n=355r/min,確定動(dòng)載系數(shù):齒輪精度為7級(jí),由機(jī)械設(shè)計(jì)查得使用系數(shù)確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)非對(duì)稱,查機(jī)械設(shè)計(jì)得確定齒間載荷分配系數(shù): 由機(jī)械設(shè)計(jì)查得確定動(dòng)載系數(shù): 查表 10-5 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 圖10-18查得 ,S = 1.3 , 故合適。4. 主軸撓度的校核4.1 確定各軸最小直徑1軸的直徑:2軸的直徑:3軸的直徑:4主軸的直徑:4.2軸的校核軸的校核:通過(guò)受力分析,在一軸的三對(duì)嚙合齒輪副中,中間的兩對(duì)齒輪對(duì)軸中點(diǎn)處的撓度影響最大,所以,選擇中間齒輪嚙合來(lái)進(jìn)行校核 。軸、軸的校核同上。5. 主軸最佳跨距的確定400mm車床,P=7.5KW.5.1 選擇軸頸直徑,軸承型號(hào)和最佳跨距前軸頸應(yīng)為75-100mm,初選=100mm,后軸頸取,前軸承為NN3020K,后軸承為NN3016K,根據(jù)結(jié)構(gòu),定懸伸長(zhǎng)度5.2 求軸承剛度考慮機(jī)械效率主軸最大輸出轉(zhuǎn)距床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的60%,取50%即200,故半徑為0.1.切削力 背向力 故總的作用力 次力作用于頂在頂尖間的工件上主軸尾架各承受一半,故主軸軸端受力為 先假設(shè) 前后支撐分別為根據(jù) 。6. 各傳動(dòng)軸支承處軸承的選擇 主軸 前支承:NN3020K;中支承:N219E;后支承:NN3016K 軸 前支承:30207;后支承:30207 軸 前支承:30207;中支承:NN3009;后支承:30207 軸 前支承:30208;后支承:302087. 主軸剛度的校核7.1 主軸圖:7.2 計(jì)算跨距前支承為雙列圓柱滾子軸承,后支承為雙列圓柱滾子軸承當(dāng)量外徑主軸剛度:由于故根據(jù)式(10-8)對(duì)于機(jī)床的剛度要求,取阻尼比當(dāng)v=50m/min,s=0.1mm/r時(shí),取 計(jì)算 可以看出,該機(jī)床主軸是合格的.三、總結(jié) 金屬切削機(jī)床的課程設(shè)計(jì)任務(wù)完成了,雖然設(shè)計(jì)的過(guò)程比較繁瑣,而且剛開(kāi)始還有些不知所措,但是在同學(xué)們的共同努力下,再加上老師的悉心指導(dǎo),我終于順利地完成了這次設(shè)計(jì)任務(wù)。本次設(shè)計(jì)鞏固和深化了課堂理論教學(xué)的內(nèi)容,鍛煉和培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的知識(shí)和理論的能力,是我獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力得到了強(qiáng)化.四、參考文獻(xiàn)1工程學(xué)院機(jī)械制造教研室 主編.金屬切削機(jī)床指導(dǎo)書(shū).2濮良貴 紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)(第七版).北京:高等教育出版社,2001年6月 3毛謙德 李振清主編.袖珍機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)第二版.機(jī)械工業(yè)出版社,2002年5月4減速器實(shí)用技術(shù)手冊(cè)編輯委員會(huì)編.減速器實(shí)用技術(shù)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992年5戴曙 主編.金屬切削機(jī)床.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005年1月6機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組 主編.機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1980年8月7華東紡織工學(xué)院 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 天津大學(xué)主編.機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè).上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1979年6月- 18 - 車床主軸箱課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 學(xué) 院: 機(jī)械工程學(xué)院班 級(jí): 05級(jí)(2)班專 業(yè): 機(jī) 械 設(shè) 計(jì)姓 名: 廖 勇學(xué) 號(hào): 05011030214指導(dǎo)老師: 張 杰目錄一、設(shè)計(jì)目的-1-二、設(shè)計(jì)步驟-1-1.運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)-1-1.1已知條件-1-1.2結(jié)構(gòu)分析式-1-1.3 繪制轉(zhuǎn)速圖-2-1.4 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖-5-2.動(dòng)力設(shè)計(jì)-5-2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速-5-2.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)-6-2.3 各傳動(dòng)組齒輪模數(shù)的確定和校核-7-3. 齒輪強(qiáng)度校核-9-3.1校核a傳動(dòng)組齒輪-9-3.2 校核b傳動(dòng)組齒輪-10-3.3校核c傳動(dòng)組齒輪-11-4. 主軸撓度的校核-13-4.1 確定各軸最小直徑-13-4.2軸的校核-13-5. 主軸最佳跨距的確定-14-5.1 選擇軸頸直徑,軸承型號(hào)和最佳跨距-14-5.2 求軸承剛度-14-6. 各傳動(dòng)軸支承處軸承的選擇-15-7. 主軸剛度的校核-15-7.1 主軸圖-15-7.2 計(jì)算跨距-16-三、總結(jié)-17-四、參考文獻(xiàn)-18-
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