CM6150型精密普通車床床頭箱設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,cm6150,精密,普通,車床,床頭,設(shè)計(jì),cad,圖紙,說明書,仿單 5 課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目：CM6150型精密普通車床床頭箱設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)者： 班級(jí)學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2012年9月3日—2012年9月23日 CM6150型精密普通車床床頭箱設(shè)計(jì) [摘要] 本次設(shè)計(jì)為CM6150型精密普通車床的主軸箱設(shè)計(jì)。 該機(jī)床屬于精密車床。主傳動(dòng)為分離型傳動(dòng)，并用精度高的傳動(dòng)齒輪。主軸支撐采用精密滾動(dòng)軸承。它能完成普通車床的各種車削工作，加工零件尺寸精度可達(dá)1級(jí)，光潔度達(dá)▽7以上。 首先根據(jù)本次設(shè)計(jì)的主要參數(shù)進(jìn)行機(jī)床轉(zhuǎn)速的確定，擬定傳動(dòng)方案，確定出床頭箱的轉(zhuǎn)速圖和變速傳動(dòng)系統(tǒng)圖。選定齒輪的齒數(shù)，通過驗(yàn)算主軸的轉(zhuǎn)速誤差是否在誤差值的允許范圍內(nèi)，從而確定設(shè)計(jì)的齒輪是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。根據(jù)《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》和已經(jīng)確定的主軸箱轉(zhuǎn)速圖，計(jì)算主軸、各傳動(dòng)軸以及各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，進(jìn)而確定齒輪的模數(shù)和材料，完成齒輪的設(shè)計(jì)。接下來針對(duì)齒輪的模數(shù)以及傳動(dòng)軸（中軸）的剛度和強(qiáng)度、軸承壽命等進(jìn)行校核驗(yàn)算，達(dá)到合格后即初步完成了車床主軸箱的整體設(shè)計(jì)。 [關(guān)鍵詞] 床頭箱 齒輪 軸  目錄 第一章 引言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 第二章 主要技術(shù)參數(shù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 第三章 傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 第四章 主要設(shè)計(jì)零件的計(jì)算和驗(yàn)算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 第五章 課程設(shè)計(jì)體會(huì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 第五章 參考資料編目．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 第一章 引 言 本次課程設(shè)計(jì)任務(wù)是CM6150車床主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)。由于CM6150車床是精密，高精密加工車床，要求車床加工精度高，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，并且受外界，振動(dòng)，溫度干擾要小，因此，為盡量減小變速箱，原電機(jī)振動(dòng)源對(duì)主軸箱傳動(dòng)的影響。 在機(jī)床設(shè)計(jì)開始時(shí)需要先確定相關(guān)的參數(shù)，它是其它設(shè)計(jì)的根據(jù)，影響到產(chǎn)品是否可以滿足實(shí)際要求，這是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。機(jī)床參數(shù)有主基本參數(shù)與基本參數(shù)。主參數(shù)是機(jī)車參數(shù)中最重要的，它直接反映機(jī)床的加工能力和特性，決定和影響其它基本參數(shù)。 第二章 主要技術(shù)參數(shù) 工件最大回轉(zhuǎn)直徑： 在床面上………………………………………………………………500毫米 在床鞍上………………………………………………………………280毫米 工件最大長(zhǎng)度………………………………………………………………1000毫米 主軸孔徑………………………………………………………………… 52毫米 主軸前端孔錐度 ………………………………………………………… 莫氏6號(hào) 主軸轉(zhuǎn)速范圍： 正傳（24級(jí)）………………………………………………………………… 10~1600轉(zhuǎn)/分 反傳（12級(jí)）………………………………………………………………… 20~800轉(zhuǎn)/分 加工螺紋范圍： 公制（44種）………………………………………………………………………0.5~40毫米 英制（20種）…………………………………………………………………… 7∕16~40牙/英寸 模數(shù)（39種）…………………………………………………………………… 0.4~40毫米 徑節(jié)（37種）……………………………………………………………………… 7∕8~80徑節(jié) 進(jìn)給量范圍： 縱向………………………………………………… 0.028~3.264 毫米/轉(zhuǎn) 橫向………………………………………………… 0.011~1.232 毫米/轉(zhuǎn) 主電機(jī)： 功率…………………………………………………………… 3.5∕5千瓦 轉(zhuǎn)速………………………………………………………… 750∕1500轉(zhuǎn)/分 工件最大長(zhǎng)度為1000毫米的機(jī)床： 外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）……………………………………………2580×945×1295毫米 第三章 傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖 1.參數(shù)的確定 任務(wù)要求Nmax=1600rpm，Nmin=10rpm，主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=21，計(jì)算得轉(zhuǎn)速公比=1.26，選擇電機(jī)轉(zhuǎn)速1500r/min／750 r/min，電機(jī)功率3.5／5kw。 已知主軸最低轉(zhuǎn)速nmin為10mm/min,最高轉(zhuǎn)速nmax為1600mm/min，轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍為 Rn=nmax/nmin=160。 選定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比為φ＝1.26。 Z=lgRn/lgφ+1= lg14/lg1.12+1=24。 2.傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2.1選擇結(jié)構(gòu)式 確定變速組的數(shù)目和各變速組中傳動(dòng)副的數(shù)目。本次設(shè)計(jì)使用兩個(gè)變速組，各一對(duì)齒輪，以及一對(duì)內(nèi)齒輪。內(nèi)齒輪嚙合時(shí)，主軸可以獲得高轉(zhuǎn)速；由兩對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，主軸獲得低轉(zhuǎn)速。 24=2×3×2×2 2.2繪制轉(zhuǎn)速圖 （1）選定電動(dòng)機(jī) 一般金屬切削機(jī)床的驅(qū)動(dòng)，如無特殊性能要求，多采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。Y系列電動(dòng)機(jī)高效、節(jié)能、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動(dòng)小、運(yùn)行安全可靠。根據(jù)機(jī)床所需功率選擇Y160M-4，其同步轉(zhuǎn)速為1500r/min。 （2）分配總降速傳動(dòng)比 總降速傳動(dòng)比為uII=nmin/nd=10/1600≈6.67×10－3,nmin為主軸最低轉(zhuǎn)速，考慮是否需要增加定比傳動(dòng)副，以使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標(biāo)準(zhǔn)或有利于減少齒輪和及徑向與軸向尺寸，并分擔(dān)總降速傳動(dòng)比。然后，將總降速傳動(dòng)比按“先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速組中的最小傳動(dòng)比。 （3）確定傳動(dòng)軸的軸數(shù) 傳動(dòng)軸數(shù)＝變速組數(shù)+定比傳動(dòng)副數(shù)+1=6 （4）繪制轉(zhuǎn)速圖 先按傳動(dòng)軸數(shù)及主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)格距l(xiāng)gφ畫出網(wǎng)格，用以繪制轉(zhuǎn)速圖。在轉(zhuǎn)速圖上，先分配從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到主軸最低轉(zhuǎn)速的總降速比，在串聯(lián)的雙軸傳動(dòng)間畫上u(k→k+1)min.再按結(jié)構(gòu)式的級(jí)比分配規(guī)律畫上各變速組的傳動(dòng)比射線，從而確定了各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。 圖一 傳動(dòng)系統(tǒng)圖 圖二 轉(zhuǎn)速圖 3.變速箱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 變速箱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和合理布局各齒輪副、傳動(dòng)軸、主軸及其裝置，使其達(dá)到機(jī)床總體設(shè)計(jì)對(duì)主軸箱部位的全部技術(shù)要求。 7.1.主軸組件 Ⅴ軸在主軸箱內(nèi)是關(guān)鍵部件之一，其工作性能對(duì)加工質(zhì)量有這直接的影響。采用后端定位。該軸同時(shí)受軸向力和徑向力，可以選擇向心球軸承和推力球軸承，前軸承精度要求一般比后軸承高一級(jí)，前軸承選用C級(jí)精度，后軸承采用D級(jí)。換向直徑由電機(jī)帶動(dòng)，制動(dòng)采用電磁制動(dòng)器[15]。 7.2傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu) 軸的長(zhǎng)度較短，可以采用兩端定位，軸上的零件固定主要有彈性擋圈、軸用擋圈、軸套、鍵等。 第四章 主要設(shè)計(jì)零件的計(jì)算和驗(yàn)算 1．傳動(dòng)軸直徑的計(jì)算 按鈕轉(zhuǎn)剛度對(duì)傳動(dòng)軸直徑進(jìn)行估算。 （mm） （3-10） 式中：d —— 主軸直徑[mm]; P —— 該軸傳遞的功率[kw]； nj —— 該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速[rpm]; —— 該軸允許的扭轉(zhuǎn)角[deg/m] [7]; 因該軸屬于一般傳動(dòng)軸，=0.6 Ⅴ軸： 可取50mm Ⅵ軸： 取80mm Ⅶ軸：取40mm。 2.帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定 4.1帶輪直徑的確定 本次設(shè)計(jì)中，存在電動(dòng)機(jī)到Ⅰ軸的一組皮帶輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比為1：1.4， 一般機(jī)床上采用V帶，根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和功率即可確定帶型號(hào)，傳動(dòng)帶 數(shù)2~5個(gè)最佳。根據(jù)帶輪傳遞功率和轉(zhuǎn)速，對(duì)于電動(dòng)機(jī)到I軸選擇A型 帶，變速箱帶輪直徑D2=140mm，軸Ⅴ上帶輪直徑D1=210mm，采用4根帶。 4.2齒輪齒數(shù)的確定 為了便于設(shè)計(jì)和制造，同一傳動(dòng)組內(nèi)各齒輪的模數(shù)常取為相同。此時(shí)，各傳動(dòng)副的齒輪齒數(shù)和相同。 顯然，齒數(shù)和太小，則小齒輪的齒數(shù)少，將會(huì)發(fā)生根切，或造成其加工齒輪中心孔的尺寸不夠（與傳動(dòng)軸直徑有關(guān)），或造成加工鍵槽（傳遞運(yùn)動(dòng)需要）時(shí)切穿齒根；若齒數(shù)和太大，則齒輪結(jié)構(gòu)尺寸大，造成主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大。因此，應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)軸直徑等適當(dāng)選取。本次設(shè)計(jì)共有Ⅴ-Ⅶ，，Ⅶ-Ⅵ兩個(gè)傳動(dòng)副。 軸Ⅴ-Ⅶ之間有1對(duì)嚙合齒輪，軸Ⅶ-Ⅵ之間有1對(duì)嚙合齒輪，u1 = , u2 =，Z1=Zmin ,取Z1=20，=81 ，取齒數(shù)和SZ=101,。=17，=85。 4.3檢查主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速 主軸Ⅴ：n理=1600r/min，n實(shí)=1632r/min （n實(shí)- n理）/ n理=2.0%<2.6% 主軸Ⅶ：n理=800r/min，n實(shí)=808r/min （n實(shí)- n理）/ n理=1.0%<2.6% 主軸Ⅵ：n理=1600r/min，n實(shí)=1648r/min （n實(shí)- n理）/ n理=2.2%<2.6% 所以齒輪齒數(shù)符合要求。 4.4齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為1600r/min，Ⅴ軸的轉(zhuǎn)速在750r/min以上時(shí)才能傳遞全部功率，所以Ⅴ軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為1000r/min，Ⅶ軸的轉(zhuǎn)速在1000r/min以上時(shí)能傳遞全部功率，Ⅶ軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為1000r/min。 4.5 各軸傳遞功率的確定 各軸的傳遞功率N=η*Pe。在確定各軸效率時(shí)，不考慮軸承的影響，但在選取各軸齒輪傳遞效率時(shí)，取小值以彌補(bǔ)軸承帶來的誤差。一般機(jī)床上格傳動(dòng)元件的效率見下表。 效率 傳動(dòng)元件 V帶 8級(jí)精度圓柱齒輪 0.95 0.97 表一 機(jī)械傳動(dòng)效率表 床頭箱圓柱齒輪傳動(dòng)選取8級(jí)精度。求的各軸的傳遞功率為 5.0=4.56kw； 4.56*0.95=4.33kw； 4.33*=4.07kw； 4.6齒輪模數(shù)的確定 由中心距A及齒數(shù)Z1,Z2，可求齒輪模數(shù)為： m=2A/(Z1+Z2)???????????????????????????????????????????????????????? ? 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，按齒面點(diǎn)蝕估算的齒輪中心距有如下公式： A>=370(P/Nj)^(1/3)?????????????????????????????????????????????????（5） 式中，Nj：大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，單位為r/min。 ?????? P：該齒輪傳遞功率，單位為KW。 對(duì)于最小齒數(shù)和，則有各軸應(yīng)滿足的最低模數(shù)。 計(jì)算可知模數(shù)取m=3。 3．齒輪的強(qiáng)度驗(yàn)算 變速箱中的齒輪，不必都做強(qiáng)度驗(yàn)算?？稍谙嗤?shù)和材料的齒輪中，選取一個(gè)承受載荷最大并且齒數(shù)最小的齒輪，驗(yàn)算他的接觸和彎曲疲勞強(qiáng)度。 按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)mj[9]； （3-12） 式中：P——齒輪所傳遞的額定功率[kw]，； Pd——電動(dòng)機(jī)功率； ——從電動(dòng)機(jī)到所計(jì)算齒輪的傳動(dòng)效率； Z1——小齒輪齒數(shù)； i——齒輪對(duì)的傳動(dòng)比，，Z2為大輪齒數(shù)，i后面的“+”用于外嚙合，“-”用于內(nèi)嚙合； ——齒寬系數(shù)，（B為齒寬，m為模數(shù)），通常取6至10； nj——齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速[rpm]； k1——工作狀況系數(shù)，考慮載荷的沖擊影響：沖擊性機(jī)床（如刨床、插床） k1=1.6至1.8 k2——?jiǎng)虞d荷系數(shù) k3——齒向載荷分布系數(shù)； ——許用接觸應(yīng)力； 查表得： 第一變速組： 以Z3為例 滿足強(qiáng)度要求[10]。 4.主軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 軸上各元件的作用點(diǎn)位置如圖所示 作用點(diǎn)圖和彎矩圖 這種情況下，主軸上的固定齒輪受力。 由高速軸的受力分析知： 轉(zhuǎn)矩? ? （1）、合成彎矩 （2）、扭矩 （3）、當(dāng)量彎矩 由手冊(cè)查材料45剛的強(qiáng)度參數(shù) C截面當(dāng)量彎曲應(yīng)力： 所以軸的強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)。 第五章 課程設(shè)計(jì)體會(huì) 本次課程設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師李老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在選題，方案制定與實(shí)施，到說明書撰寫的整個(gè)過程，李老師都給了我耐心的指導(dǎo)和細(xì)致的關(guān)懷，在近三周的畢業(yè)設(shè)計(jì)生活中，李老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)，以及對(duì)學(xué)生無微不至的關(guān)心和愛護(hù)，令我終身難忘，使我終身受益。李老師高尚的人格，為人處事的方式，讓我欽佩不已，也在影響著我。在此謹(jǐn)向李老師致以深深的敬意和忠心的感謝！ 課程設(shè)計(jì)，是對(duì)我們專業(yè)知識(shí)以及心理素質(zhì)的檢驗(yàn)，也是我們對(duì)專業(yè)知識(shí)的復(fù)習(xí)，對(duì)于提高我們對(duì)專業(yè)知識(shí)的運(yùn)用具有很大幫助。 第六章 參考資料編目 【1】 張鐵，李琳，李杞儀主編.創(chuàng)新思維與設(shè)計(jì)[M].北京.國防工業(yè)出版社,2005. 【2】 璞良貴，紀(jì)明剛.機(jī)械設(shè)計(jì)第八版[M].北京.高等教育出版社，2006. 【3】 陳立德，趙海霞.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)[M].北京.國防工業(yè)出版社,2010. 【4】 吳宗澤，羅圣國.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：高等教育出版社，2004.4 【5】 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽工學(xué)院，第一汽車制造廠職工大學(xué).機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1994.4 【6】 南京機(jī)械研究所.金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983.5 【7】 盧秉恒.機(jī)械技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.12 傳動(dòng)系統(tǒng)圖 轉(zhuǎn)速圖 17