《《金属切削机床》课程设计铣床主轴箱设计【全套图纸】》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《金属切削机床》课程设计铣床主轴箱设计【全套图纸】（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中北大学课程设计说明书目录1. 机床参数确定22. 运动设计22.1传动组、传动副地确定22.2结构式、结构网的选择32.3拟定转速图42.4齿轮确定52.5传动系统图72.6轴、齿轮的计算转速73.传动零件的初步计算83.1传动轴直径设计83.2主轴轴颈直径的确定83.3齿轮模数的计算94.验算94.1三角胶带传动的计算94.2圆柱齿轮的强度计算104.3传动轴的验算134.4轴承的验算165感想176参考文献1. 机床参数确定：运动参数： 回转主运动的机床，主运动的参数是主轴转速。其数列的公比应选取标准的公比值，取公比=1.58Rn为主轴变速范围：。主轴转速级数： 机床传动系统的变速组大多
2、采用双联齿轮或三联齿轮，因此转速级数宜为2、3因子的乘积，即为宜，其中m、n为正整数。全套图纸，加153893706动力参数：由任务书设定电动机功率：N=4KW。查表应选用Y系列三相异步电动机Y112M-2（同步转速3000r/min，50HZ，380V），转速1440 r/min，效率85.5%。功率因素cos=0.87，额定转矩2.2KNm。2. 运动设计2.1 传动组、传动副的确定：实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合：1） 2） 3）4） 5）方案1）、2）可以省一根传动轴，但是其中一个传动组内有四个传动副，果增大了该轴的轴向尺寸这种方案不宜采用。根据传动副数目分配应
3、该“前多后少”的原则，取方案3）较合适。2.2 结构式、结构网的选择：在的传动副组合中，其传动副的扩大顺序又有以下六种形式：1） 2） 3）4） 5） 6）根据级比指数分配要“前密后疏”的原则，即传动顺序与扩大顺序相一致，应选用，其结构网如下图所示： 图1 结构网 检验最大扩大组的变速范围：，符合设计原则要求。2.3 拟定转速图：上述所选定的结构式共有三个传动组，变速机构共需4轴，加上电动机共5轴，故转速图需5条竖线，如下图所示。主轴共12速，电动机轴与主轴最高转速相近，故需12条横线。中间各轴的转速可以从电动机轴往后推，也可以从主轴开始往前推。通常以往前推比较方便，即先决定轴三的转速。 传动
4、组c的变速范围为可知两个传动副的传动比为： 图2 转速图 这样就确定了轴的六种转速只有一种可能，即为：800、500、315、200、125、80 r/min。随后决定轴的转速，传动组b的级比指数为3，在传动比极限范围内，轴的最高转速可为：800、500、315r/min，最底转速可为：315、400、500 r/min。为了避免升速，又不能使传动比太小，可取：，。轴的转速确定为315、500、800 r/min。同理，对于轴，可取：， ，。轴的转速：800 r/min。电动机轴与轴之间为带传动，传动比接近。2.4 齿轮齿数确定 利用查表法求出各传动组齿轮齿数： 表1 各传动组齿轮齿数变速组第
5、一变速组第二变速组第三变速组齿数和869298齿轮齿数3353384843433161464628706038 验算主轴转速误差，主轴各级实际转速值用下式计算：式中，、分别为大、小带轮的直径；、分别为第一、二、三变速组的齿轮传动比。 表2 转速误差表主轴转速标准转速r/min12.52031.5508012520031550080012502120实际转速r/min11.819.230.348.276.1124198313498770.812462118转速误差0.80.960.382.350.680.552.10.40.43.652.00.97 转速误差用主轴实际转速与标准转速相对误差的绝对
6、值表示：，计算值如表2。2.5 传动系统图如图4所示： 图3传动系统图2.6 轴、齿轮的计算转速：主轴：根据教材表8-2，中型机床主轴的计算转速是第一个三分之一转速范围内的最高一级转速，即为；各传动轴：轴可从主轴为500r/min按28/70的传动副找上去，似应为800r/min，但由于轴上的最底转速250r/min经传动组c可使主轴得到12.5和500r/min两种转速，400r/min要传递全部功率，所以轴的计算转速应为250r/min。轴的计算转速可按的传动副b推上去，得315r/min。 各齿轮：传动组c中，28/70只需计算z=28的齿轮，计算转速为500 r/min；60/38只需
7、计算z=38，；z=28和z=38两个齿轮哪一个的应力更大一些，较难判断，可同时计算，选择模数较大的作为传动组c齿轮的模数；传动组b应计算z=31，；传动组a应计算z=33，。3. 传动零件的初步计算：3.1 传动轴直径初定按扭转刚度计算：式中，d-传动轴直径（mm）； -该轴传递的额定扭矩（Nmm）； N-该轴传递的功率（Kw）； -该轴的计算转速（rpm）； -该轴每米长度允许扭转角（deg/m），取=0.8。轴：轴：轴：3.2 主轴轴颈直径的确定 由表3查得机床课程设计指导书：主轴前轴颈=60mm，后轴颈=（0.7-0.85）=42-51mm，取=45mm。3.3 齿轮模数的初步计算 一
8、般同一变速组中的齿轮取同一模数，选择负荷最重的小齿轮按简化的接触疲劳强度公式进行初算： 式中，-按接触疲劳强度估算的齿轮模数（mm）； -驱动电动机功率（Kw）； -被估算齿轮的计算转速 （r/min）； -大小齿轮齿数之比，-小齿轮齿数； -齿宽系数，6-10，B为齿宽，m为模数，取8； -许用接触应力，查表26取。 传动组b：31/61 传动组a：33/53 传动组c：28/70 4. 主要零件的验算4.1 三角胶带传动的计算和选定 确定计算功率：，选择B型三角带； 确定带轮直径、，由表11机床设计制导书查得： =140mm， 计算胶带转速： 初定中心距： 根据机床的布局及结构方案选 计算
9、胶带的长度： 选标准计算长度 ，作为标记的三角胶带的内周长度。 计算胶带的弯曲次数： 式中，m-带轮的个数；计算实际中心距：，其中，代入上式中，得 定小带轮的包角： 确定三角胶带的根数：，式中：单根三角胶带能传递的功率（Kw），由表13查得=2.23；-带轮包角系数，由表13查得=0.98； 则，取2。4.2 圆柱齿轮的强度计算： 验算变速箱中齿轮强度应选择相同模数承受载荷最大齿数最小的齿轮进行接触应力和弯曲应力计算，一般对高速传动的齿轮验算齿面接触应力，对低速传动的齿轮验算齿根弯曲应力，对硬齿面软齿心渗碳淬火的齿轮要验算齿根弯曲应力。接触应力的验算公式： 弯曲应力的验算公式： 表3 齿轮的强
10、度计算传动组第一传动组第二传动组第三传动组齿轮传递功率N3.763.803.84齿轮计算转速800800800齿轮的模数m 222齿宽B161616小齿轮数Z283133大齿轮与小齿轮齿数比u70/2861/3153/33寿命系数接触疲劳0.670.860.83弯曲疲劳0.900.900.90速度转化系数接触疲劳0.950.850.72弯曲疲劳0.930.930.90功率利用系数接触疲劳0.580.580.58弯曲疲劳0.780.780.78材料利用系数接触疲劳0.700.730.76弯曲疲劳0.720.750.77工作情况系数1.21.21.2动载荷系数1.21.21.2齿向载荷分布系数11
11、1.05齿形系数Y0.4380.4440.454其中寿命系数 工作期限系数 T-齿轮在机床工作期限内的总工作时间h ，对于中型机床的齿轮取 ，同一变速组内的齿轮总工作时间可近似地认为，P为该变速组的传动副数。；的极限值、，当时，则取；当时，取；-许用接触应力（），查表3-9，=1100；-许用弯曲应力（），查表3-9，=320。代入公式，得传动组c： 传动组b：传动组c：4.3 传动轴的验算 （强度验算、弯曲刚度验算）受力分析：以轴为例进行分析，轴上的齿轮为滑移齿轮。通常，选择主轴处于计算转速（200r/min）时齿轮的啮合位置为计算时的位置。根据本机床齿轮排列特点，主轴为250r/min时，轴受力变形大于前者，故采用此时的齿轮位置为计算位置。受力分析如下图所示：图5 齿轮轴向位置图5中F1为齿轮Z4（齿数为48）上所受的切向力Ft1，径向力Fr1的合力。F2为齿轮Z9（齿数46）上所受的切向力Ft2，径向力Fr2的合力。各
