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金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì) 太原工業(yè)學(xué)院 金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目 臥式車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 班級(jí)學(xué)號(hào) 設(shè)計(jì)日期 2012年7月 14 太原工業(yè)學(xué)院 課 程 設(shè) 計(jì) 課程名稱 金屬切削機(jī)床 設(shè)計(jì)題目 臥式車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系別 機(jī)械工程系 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 0920111 姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 日期 2012.6.26 臥式車(chē)床設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 一、設(shè)計(jì)題目 臥式車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)系數(shù)：主軸最低轉(zhuǎn)速31.5 公比Ф=1.41= 變速級(jí)數(shù)z=12 電機(jī)功率P=7.5KW ，電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440 二、確定結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng) 1. z=12 Ф=1.41 31.5 變速范圍 （也可由表查得） 10 15 22.4 33.5 50 75 10.6 16 23.6 35.5 53 80 11.2 17 25 37.5 56 85 11.8 18 26.5 40 60 90 12.5 19 28 42.5 63 95 13.2 20 30 45 67 100 14 21.2 31.5 47.5 71 2.結(jié)構(gòu)式、傳動(dòng)組和傳動(dòng)副數(shù)的確定 ①傳動(dòng)組和傳動(dòng)副數(shù)可能的方案有： 12 = 43 12 = = 34 12 = 322 12 = 232 12 = 223 第一行方案有時(shí)可以省掉一根軸。缺點(diǎn)是有一個(gè)傳動(dòng)組內(nèi)有四個(gè)傳動(dòng)副。如果用一個(gè)四聯(lián)滑移齒輪，則會(huì)增加軸向尺寸；如果用兩個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪，則操縱機(jī)構(gòu)必須互鎖以防止兩個(gè)滑移齒輪同時(shí)嚙合。所以一般少用。 第二行的三個(gè)方案可根據(jù)下述原則比較：從電動(dòng)機(jī)到主軸，一般為降速傳動(dòng)。接近電動(dòng)機(jī)處的零件，轉(zhuǎn)速較高，從而轉(zhuǎn)矩較小，尺寸也就較小。如使傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)組放在接近電動(dòng)機(jī)處，則可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可以少些，就省材料了。這就是“前多后少”的原則。從這個(gè)角度考慮，以取 12 = 3 x2x2 的方案為好。 ②結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)的各種方案的確定 由①知方案有 a. b. c. d. e. f. 選擇原則： I)傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍 降速傳動(dòng)中，主動(dòng)齒輪的最少齒數(shù)受到限制； 避免被動(dòng)齒輪的直徑過(guò)大升速傳動(dòng)比最大值2（斜齒傳動(dòng)= 2.5）盡量減少振動(dòng)和噪聲； 各變速組的變速范圍=/≤8-10 之間； 對(duì)于進(jìn)給傳動(dòng)鏈，由于轉(zhuǎn)速通常較低，零件尺寸也較小，上述限制可放寬些。 。故 在檢查傳動(dòng)組的變速范圍時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。因?yàn)槠渌鼈鲃?dòng)組的變速范圍都比它小。應(yīng)為: II)基本組與擴(kuò)大組的排列順序。 原則是選擇中間傳動(dòng)軸變速范圍最小的方案。 綜上所述，方案a 較好 3.結(jié)構(gòu)網(wǎng) 三、轉(zhuǎn)速圖 1.因?yàn)? Ф=1.41= 所以每隔5個(gè)數(shù)取一個(gè)數(shù) 查表1-1得 各級(jí)轉(zhuǎn)速分別為： 31.5 45 63 90 125 180 250 355 600 710 1000 1400 2.根據(jù)已知參數(shù)，取電動(dòng)機(jī) ,額定功率7.5KW，滿載轉(zhuǎn)速1440。 本例所選定的結(jié)構(gòu)式共有三個(gè)傳動(dòng)組，變速機(jī)構(gòu)共需4軸。加上電動(dòng)機(jī)軸共5軸。故轉(zhuǎn)速圖需5條豎線，主軸共12速，電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近，故需12條橫線。 Ⅳ軸 12級(jí)速度 31.5 45 63 90 125 180 250 355 600 710 1000 1400 Ⅲ軸 傳動(dòng)組變速 =8，所以倆個(gè)傳動(dòng)副傳動(dòng)比為極限值=， Ⅱ軸 級(jí)比指數(shù)3，取轉(zhuǎn)速為500,710,1000 Ⅰ軸 級(jí)比指數(shù)1，取 四、帶輪直徑與齒輪齒數(shù)的確定 1.選擇三角帶類型 選工況系數(shù)X=1.1，則計(jì)算功率 根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速和計(jì)算功率，三角帶取B型。 2.確定帶輪的計(jì)算直徑 B型 取=126mm = ，其中=0.02 所以 3.確定三角帶速度 4.確定中心距 =(0.7~2)() 取=1.8*（126+256）=688 5.確定三角帶的計(jì)算長(zhǎng)度及內(nèi)周長(zhǎng) =2+ 將計(jì)算出的數(shù)值取整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度 6.驗(yàn)算三角帶的繞曲次數(shù)n。 ﹤40（m為帶輪個(gè)數(shù)） 7.確定實(shí)際中心距A 當(dāng)中心距需要精確計(jì)算時(shí)，可按下式計(jì)算 式中 得A=714.95 8.驗(yàn)算最小包角 9.確定三角帶根數(shù) 為單根三角帶在情況下傳遞的功率值，表示包角系數(shù)。，用4根 10.確定齒輪齒數(shù) =...,60、62、64、66、68、70、72、74... =...60、63、65、67、68、70、72... =...60、63、66、69、72、75... 從以上三行挑出=60和72可用，取=72 查表得=36，,,,, ， =...60、62、64、68、70、72、74、76、78、80、82、84... =...61、65、68、69、72、73、76、77、80、81、84... 取=84 查表得,,, =...84、87、89、90、92、93... =...80、84、85、89... 取=90 36 24 30 36 42 48 42 22 42 62 60 18 30 72 11.主軸轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的驗(yàn)算 主軸轉(zhuǎn)速在使用上并不要求十分準(zhǔn)確，轉(zhuǎn)速稍低或稍高并無(wú)太大的影響，由確定的齒輪數(shù)所得的實(shí)際轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)設(shè)計(jì)理論值難以完全相符，需要驗(yàn)算主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速，最大誤差不超過(guò)10 12.傳動(dòng)系統(tǒng)圖 13.計(jì)算轉(zhuǎn)速。 （1）主軸 計(jì)算轉(zhuǎn)速為主軸從最低轉(zhuǎn)速算起，第一個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高級(jí)轉(zhuǎn)速，即為 （2）各傳動(dòng)軸：軸Ⅲ可從主軸為90r/min，按72/18的傳動(dòng)副找上去，似應(yīng)為355r/min, 但由于軸Ⅲ上的最低轉(zhuǎn)速125r/min，經(jīng)c可使主軸得到31.5和250r/min倆種轉(zhuǎn)速，250r/min 要傳遞全部功率，所以軸Ⅲ計(jì)算轉(zhuǎn)速應(yīng)為125r/min,軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速可按傳動(dòng)副b推上去，得355r/min。 五、傳動(dòng)軸計(jì)算及其組件的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)軸直徑的估算與驗(yàn)算 傳動(dòng)軸直徑的估算 傳動(dòng)軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下列公式估算傳動(dòng)軸直徑 其中N-電動(dòng)機(jī)功率，nj-該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min Ⅰ Ⅱ Ⅲ nj 710 355 125 d 19.83 23.58 30.61 0.93d 18.44 21.93 28.47 主軸前軸徑取90 六、齒輪模數(shù)的估算與計(jì)算 1. 彎曲疲勞（根據(jù)齒輪最多的齒輪進(jìn)行計(jì)算與計(jì)算） 齒輪彎曲疲勞的估算 Z6： Z10： Z14： 2. 齒面點(diǎn)蝕估算 Z6： Z10： Z14： 齒數(shù)模數(shù) 第一變速組 第二變速組 第三變速組 mw 2.43 3.17 3.36 mj 2.84 3.45 3.59 取m 4 4 4 七、齒根圓驗(yàn)算 1. Ⅱ、Ⅲ軸上齒輪使用花鍵周向定位 小徑d 規(guī)格NdDB 23 623266 26 626306 28 628327 30 6303510 32 6323510 36 6363810 由上表得 齒根圓強(qiáng)度校核 Ⅱ Ⅲ 估算軸徑 21.93 28.47 軸直徑d 30 30 花鍵（Z-dDB) 6-303510 6-303510 齒根圓d1=mz-2.5m Z8=422-2.54=78 Z12=418-2.54=62 (78-35)/2>2m 合格 (62-35)/2=13.572m 合格 2.Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ軸上齒輪使用平鍵周向定位 Ⅳ 主軸直徑 83 t1 5.4 齒根圓d1 Z13=430-2.54=110 d1/2-（d/2+t1） 110/2-(83/2+5.4)=8.172m 合格 八 齒輪的尺寸計(jì)算 齒輪 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 Z12 Z13 Z14 齒數(shù) 36 24 30 36 42 48 42 22 42 62 60 18 30 72 分度圓d 144 96 120 144 168 192 168 88 168 248 240 72 120 288 尺寬的計(jì)算 齒寬計(jì)算公式（齒寬系數(shù)，d1為小齒輪直徑） =0.2-1.4 兩支乘相對(duì)小齒輪作對(duì)稱布置最大 兩支乘相對(duì)小齒輪作不對(duì)稱布置取中等 小齒輪作懸臂布置最小 Ⅰ軸Zmin=24 =0.5 Bj1=0.596=48 圓整取48 Ⅱ軸Zmin=22 =0.5 Bj2=0.588=44 圓整取44 Ⅳ軸Zmin=30 =0.5 Bj4=0.5120=60 Ⅲ軸Zmin=18 =0.5 Bj3=0.572=36.0 圓整取36 在設(shè)計(jì)上，相嚙合齒輪的一對(duì)齒輪，小齒輪比大齒輪寬5-10mm B1=72 B4=72 B2=48 B6=40 B3=60 B5=53 B8=44 B10=37 B9=B7=84 B12=36 B14=29 B13=60 B11=53 九、參考文獻(xiàn) 戴曙主編. 金屬切削機(jī)床. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2011 孫桓，陳作模，葛文杰主編. 機(jī)械原理第七版. 北京：高等教育出版社. 2006 陸鳳儀，鐘守炎主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)第二版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2010 唐增寶，常建娥主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)第三版. 武漢：華中科技大學(xué)出版社. 2006 10、 小結(jié) 通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)，感慨頗多，收獲也很多。從中學(xué)到很多東西，做課程設(shè)計(jì)要按照一定的步驟完成設(shè)計(jì)的任務(wù)，設(shè)計(jì)中既是對(duì)課本內(nèi)容的認(rèn)識(shí)與深化了解，也要靠自己去理解分析問(wèn)題，對(duì)于一次設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，總體布局很重要，既要有邏輯聯(lián)系，又要分類排版，在做課程設(shè)計(jì)中，感覺(jué)學(xué)習(xí)很充實(shí)。