Z5140立式钻床主传动系统设计Word文档格式.docx
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4轴的计算和确定.............................................12
4.1确定主轴和各轴的计算转速..............................12
4.2确定传动轴的计算转速..................................13
4.3轴颈的确定............................................14
4.4主轴轴颈直径的确定....................................15
5各变速组齿轮模数的确定和校核...............................16
5.1齿轮模数的初步计算....................................17
5.2齿轮校核..............................................18
6轴的校核...................................................19
6.1主轴的扭转刚度校核....................................20
6.2扭转刚度校核..........................................21
7联轴器的设计...............................................22
7.1选择联轴器的类型......................................22
7.2计算联轴器的计算扭矩..................................23
7.3确定联轴器的型号......................................24
7.4校核最大转速..........................................25
7.5协调轴孔直径..........................................26
7.6规定部件相应的安装精度................................27
8轴承的选择和验算...........................................28
8.1轴承的选择............................................29
8.2轴承寿命的验算........................................30
总结.........................................................32
参考文献.....................................................33
机床设计任务
一.机械制造毕业设计的目的
1、通过机床主传动系统的机械变速机构设计,使学生树立正确的设计思想和掌握机床设计的基本方法;
2、巩固和加深所学理论知识,扩大知识面,并运用所学理论分析和解决设计工作中的具体问题;
3、通过机械制造设计,使学生在拟订机床主传动机构、机床的构造设计、各种方案的设计、零件的计算、编写技术文件和设计思想的表达等方面,得到综合性的基本训练;
4、熟悉有关标准、手册和参考资料的运用,以培养具有初步的结构分析和结构设计计算的能力。
二、机床设计的内容和工作量
为满足教学要求,达到上述目的,设计的题目一般拟订为通用机床主传动系统的变速箱部件设计。
学生应在规定时间内,独立完成下列计算工作量:
1、运动设计学生根据设计任务书所给定的参数和设计要求,在明确所设计机床用途及主要技术性能的基础上,拟订结构网、转速图,确定齿轮齿数,并核算主轴转速误差,画出传动系统图。
2、动力设计根据给定电动机功率,计算主要零件的尺寸,选择材料,验算主要传动件的应力、变形以及寿命等,是否在允许的范围内。
3、机构设计将运动设计所确定的机床主传动系统(其中包括传动轴系、变速机构、主轴组件、换向、制动、操纵机构、润滑密封等)布置在展开图和截面图内,一般要完成零号图纸1张。
4、编写设计计算说明书一份。
详细的设计内容和工作量可见<
<
机械制造装备课程设计任务书>
>
和指导教师的具体布置。
四、学时分配、计划进度安排
本次课程设计集中安排三周。
根据设计工作程度及对学生的要求,计划进度大致安排如下:
1、理解题目,阅读指导书,拟订总体方案,进行运动设计2天
2、动力设计——主要零件的计算和初算5天
3、结构设计——绘制装配草图2天
4、验算主要零件1天
5、绘制正式装配图2天
6、整理、编写设计计算说明书2天
7、答辩
Z5140立式钻床主传动系统设计
绪论
机床主传动系统因机床的类型、性能、规格和尺寸等因素的不同,应满足的要求也不一样。
设计机床主传动系时最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。
在设计时应结合具体机床进行具体分析,一般应满足的基本要求有:
满足机床工艺范围﹑柔性﹑与物流系统的可接近性﹑刚度﹑精度﹑噪声﹑生产率﹑自动化和成本等方面的要求。
本文设计的为立式钻床的传动系统,根据不同的生产要求的能力,对传动系统的要求也不尽相同,例如包括:
加工工件类型﹑加工方法﹑加工表面形状﹑材料﹑工件和加工尺寸范围﹑毛坯类型等。
以及依据某些典型工艺和加工对象,兼顾其他的可能工艺加工的要求,对于大批量生产模式,工序分散,一台机床仅需对一种工件完成一道或几道工序的加工,因而,范围窄,但要求的加工效率高,可采用专用机床;
当单件小批量生产时,工序集中,要求机床有较大的加工范围,应采用普通机床或通用机床。
所以在拟定机床技术参数时,要综合考虑机床发展趋势以及应用的领域和同国内外同类机床的对比,从而获得最优的参数,使机床设计的较为合理。
1.主电机的选定
由总体设计方案可知:
Z5140钻床的总功率为4kW,转速为1430r/min,根据机械设计手选取电机为JO2-32,其外型见下图,其安装尺寸见下表:
机
座
号
D
E
M
N
P
R
JO2-32
28
60
215
180
250
5
4
120
14
415
其螺栓直径为12mm。
2.转速图的拟定
分析和设计主传动系统须应用一种特殊线图,称为转速图。
转速图能够清楚的表达出:
传动轴的数目,主轴及各传动轴的转速级数、转速值及其传动路线,变速组的个数、传动顺序及扩大顺序,各变速组的传动副数及其传动比数值,变速规律等。
首先根据最高转速和最低转速确定变速范围,选择合适的公比后再确定转速级数。
其次变速方案有多种,变速型式更是众多,比如:
变速型式上有集中变速,分离变速;
扩大变速范围可用增加变速组数,也可采用背轮结构、分支变速等型式;
变速箱上既可用多速电机,也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。
显然,可能的方案有很多,优化的方案也因条件而异。
在转速图中距离相等的一组竖直线代表各轴,从左向右依次标注Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ与传动系统图上各传动轴相对应,其中Ⅴ轴即主轴。
通常,电动机轴是以最左面一条竖直线表示。
应该指出,在转速图上的竖直线间的距离相等,并不表示各轴的中心距相等,其目的是在于是图画清晰。
距离相等的一组水平线代表各级转速,与竖线的交点代表各轴的转速。
由于分级变速机构的转速是按等比级数排列的,如纵坐标是对数坐标,则相邻水平线的距离是相等的,表示的转速之比是等比级数的公比。
传动轴格线间转速点的连线称为传动线,表示两轴间一对传动副的传动比u,用主动齿轮与从动齿轮的齿数比或主动带轮与从动带轮的轮径比表示,并且它们之间是倒数的关系。
最后按照任务书上的要求,本机床设计采用的机构是背轮机构,这类机构在机床上应用的较多。
拟定立式钻床的主传动系统的转速图,由总体设计方按可知:
主轴的转速范围为31.5~1400r/min,异步电动机的转速为1430r/min。
2.1选定公比
中型通用机床,常用的公比为1.26或1.41,考虑到适当减小本钻床的相对速度损失故取1.41,因为首先找到31.5,然后每隔5个数取一个数即可得到公比为1.41的数列,查表的其按标准转速数列为:
31.5,45,63,90,125,180,1250,355,500,710,1000,1400r/min。
2.2选择结构式
2.2.1确定变速组的数目和各变速组中传动副的数目
大多数的机床广泛应用滑移齿轮的变速方式,为了满足结构设计和操纵方便的要求,通常采用双联或三联滑移齿轮。
该机床的变速范围较大,必须经过较长的传动链减速才能把电动机的转速降到主轴所需的转速,故主轴转速为12级的变速系统需要2个或3个变速组,即Z=12=4×
3,或Z=12=4×
2×
2或Z=12=3×
2。
为了结构紧凑和主轴箱不过分的大,故选取Z=12=4×
2.
2.2.2确定不同传动副数的各变速组的排列次序
按着传动顺序,各变速组排列方案有:
因本钻床在结构上有特殊要求,根据设计要点,应遵守“前多后少”的原则,选择的方案。
2.2.3确定变速组的扩大顺序
根据“前密后疏”的原则,选择的结构式或者。
2.2.4验算变速组的变速范围
最后扩大组的变速范围,在允许的变速范围之内而最后扩大组变速范围超出值,是不允许的。
故选取的结构式。
2.2.5确定是否需要增加降速的定比传动副
该铣床的主传动系统的总降速比为30/1430≈1/48,三个变速组的最小降速比都为
1/4,则总降速比为1/64,这样是无需增加降速的定比传动副,为使中间的二个变速组降速缓慢,有利于变型机床的设计,改变降速齿轮副的传动比,就可以将主轴12级转速一起提高或降低。
2.3拟定转速图
钻床的电机和输入轴之间齿轮传动,运动由电机
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