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1、专业课程设计说明书全套图纸，加153893706设计题目： 简易卧式铣床的传动装置的设计 汽车学院 院（系） 104040206 班设计者： 指导教师： 2008年1月9日重庆工学院20机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定.2二、铣刀选择. .2三、电动机选择3四、公比和铣床转速的确定.3五、运动参数及动力参数计算.3六、传动零件的设计计算.4七、输入轴的设计计算.7八、校核轴的疲劳强度.8九、输出轴的设计计算.10十、轴承的校核.10十一、箱体尺寸选取.11十二、操纵机构.13十三、三维建模.13主要参考文献.15组员设计心得.16计算过程及计算说明一、 传动方案拟定简易卧式铣床的传动
2、装置（1） 工作条件：室内工作，动力源为三相交流电动机，电动机双向运转，载荷较平稳，间歇工作。（2） 设计数据：丝杆直径50 mm，丝杆转矩T=500N m，转速n=20r/min。（3） 使用期限：设计寿命为12000h,每年工作300天；检修期间隔为三年。（4） 生产批量及加工条件：中等规模的机械厂，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。二、 铣刀选择盘形铣刀 JB/T 7970.7-1995 硬质合金铣刀基本参数：模数1.0，大径50 mm，内径22 mm，厚度4 mm，齿数14，铣切深度2.2 mm每齿进给量0.3mm/r平均切削力：F=B*tSz*z/de=0.237cos=(de-2t)
3、/de=0.912最大切削厚度a=Sz*sin=0.041查表得单位切削压F 620710Mpa 取700MpaF（切）=F*F（平均）=700*0.237*10N=1659NT=F（切）*R=1659*25N mm=41.475 N mmP（切）=T*n/9550000=1.086kwP(电机)=P（切）/=1.55kw三、电动机选择根据铣刀查表选择电动机取Y132S8P（额）=2.2 kw n（额）=750 r/min其主要性能：额定功率：2.2KW，额定转速750r/min满载转速750r/min，额定转矩2.0。四、公比和铣床转速的确定为了使转速损失小，机床结构有不过于复杂根据要求取=
4、2，根据公比查表 取铣床的三级转速为：63 r/min；125 r/min；250 r/min。与此相对应的三个传动比为：1/1.41；1/2；1/4。五、运动参数及动力参数计算1、各轴的功率（KW）PI=P工作*= 2.20.97=2.13 KWPII=PI=2.130.97=2.07 KW2、 计算各轴扭矩（Nmm）TI=9.55106Pd/nI=323.49 NmTII=9.55106PII/nII=313.786 Nm六、传动零件的设计计算1、齿轮传动的设计计算 （1）选择齿轮材料及精度等级1考虑减速器传递功率不高，速度不大，所以小齿轮用40Cr, 齿面要求调质，硬度为280HBS；大
5、齿轮用45, 调质后240HBS.两者的硬度差40HBS.所以符合要求。2.齿轮齿数的确定为了便于设计和制造，主传动系统中所采用齿轮模数的种类尽可能少一些，因此三对齿轮的模数均为2，当各对齿轮的模数相同，且不采用变位齿轮时，则各对齿轮的齿数和必然相等。为了节省材料和使结构紧凑，确定变速组的齿数和时，应尽可能小，所以取最小齿轮的齿数为32，与之相对应的齿轮齿数为88，所以配对的齿轮齿数和为1203、第一对齿轮传动的设计计算 (1)按齿面接触疲劳强度设计 由d12.32(kT1(u+1)/duH2)1/3 确定有关参数如下：传动比u=1.41取小齿轮齿数:Z1= 则大齿轮齿数：Z1-1=iZ1=1
6、.4150=70 实际传动比I0=70/50=1.4传动比误差：i-i0/I=|1.41-1.4|/1.41=+0.71%5% 可用齿数比：u=i0=1.41 取d=1 (2)转矩T1T1=83522 Nm (3)载荷系数k取k=1.3 (4)许用接触应力HH= HlimZNT/SHHlimZ1=600Mpa HlimZ2=550Mpa计算应力循环次数NLNL1=60n1jL=60250112000=1.8108NL1-1=NL1/i=1.8108/1.41=1.277108查得接触疲劳的寿命系数：ZNT1=0.91 ZNT2=0.94通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数SH=
7、1 H1=Hlim1ZNT1/SH=6000.91/1Mpa=546MpaH2=Hlim2ZNT2/SH=5500.94/1Mpa=517Mpa故得：d12.32(kT1(u+1)/duH2)1/3=2.321.383522(1+1.41)/1.41（189.8/51721/3mm=100.202mm模数：m=d1/Z1=100.202/50=2.004mm齿高h=2.25m=4.509mmb/h=64/4.509=14.19 mm(5)校核齿根弯曲疲劳强度 F=(2kT1/bm2Z1)YFaYSaH确定有关参数和系数分度圆直径：d1-1=mZ1-1=270mm=140mm齿宽：b=dd1=1
8、64mm=64mm取b1=64mm b1-1=70mm(6)齿形系数YFa和应力修正系数YSa根据齿数Z1=50 Z1-1=70由表6-9相得YFa1=2.32 YSa1=1.70YFa1-1=2.24 YSa1-1=1.75 (7)许用弯曲应力F F= Flim YSTYNT/SF查得：Flim1=550Mpa Flim1-1 =500Mpa查得：YNT1=0.84 YNT1-1=0.87试验齿轮的应力修正系数YST=1按一般可靠度选取安全系数SF=1.4 计算两轮的许用弯曲应力F1=Flim1 YSTYNT1/SF=55010.84/1.4Mpa=330Mpa F1F1-1=Flim YS
9、TYNT1-1/SF =50010.87/1.4Mpa=310.714Mpa F1-1故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够 (8)计算齿轮传动的中心矩aa=(Z1+Z1-1)*m/2=(50+70)*2/2=120mm 同理其他两对齿轮的参数为：Z2=40,Z2-1=80 d2=80mm,d2-1=160mma2=120mm b2=54mm b2-1=60mmZ3=32,Z3-1=88 d3=64mm,d3-1=176mma3=120mm b3=50mm b3-1=55mm轴的设计计算七、输入轴的设计计算选用45#调质，硬度217255HBSA0=112mmPI=2.13KWTI=323.49Nmd11
10、2 (2.13/63)1/3mm=20.59mm联轴器计算转矩Tca=KT 取K=1.3Tca=1.3*323490=420.537NmmTca应小于联轴器公称转矩选用HL3型弹性柱销联轴器，其公称转矩630000 Nmm，孔径d=30 mm，半联轴器的长度L=82 mm，其半联轴器和轴配合的毂孔长度L=60mm。选用双列向心球面轴承1208，其尺寸d*D*T=40*80*18齿轮距箱体内壁距离16 mm，轴承距箱体内壁距离8 mm。选用U型平键，其尺寸为b*h*L=10*8*46八、校核轴的疲劳强度判断危险截面 由于花键轴截面处受的载荷较大，直径较小，所以判断为危险截面花键轴截面右侧的 截面
11、上的转切应力为由于轴选用40cr，调质处理，所以，。综合系数的计算由，经直线插入，知道因轴肩而形成的理论应力集中为，轴的材料敏感系数为，故有效应力集中系数为查得尺寸系数为，扭转尺寸系数为，轴采用磨削加工，表面质量系数为，轴表面未经强化处理，即，则综合系数值为碳钢系数的确定：碳钢的特性系数取为，安全系数的计算：轴的疲劳安全系数为故轴的选用安全。输入轴如下图：九、输出轴的设计计算选用45#调质钢，硬度（217255HBS）取A0=112dA0(P2/n2)1/3=112(2.07/63)1/3=35.9mm取d=40mm轴承选用双列圆锥滚子轴承，其尺寸为：d*D*T*b=40*80*55*8选用U
12、型平键:b*h*L=8*7*40十、轴承的校核径向力 N派生力 ，轴向力 由于，所以轴向力为，当量载荷 由于，所以，。由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为轴承寿命的校核 输出轴如下图所示：十一、箱体尺寸选取名称符号尺寸箱座壁厚8箱盖壁厚8箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度14箱座底凸缘厚度14轴承旁联接螺栓直径12定位销直径10大齿轮顶圆于内箱壁距离11齿轮端面至内箱壁距离16轴承端盖外径120盖与座联接螺栓直径12轴承端盖螺钉直径10十二、操纵机构操纵机构采用摆动式操纵机构，该机构是通过摆杆、滑块拨动被操纵件。十三、三维建模打开UG窗口，在工具栏中单击建模，选择添加组件。按照各种装配关系，将输出轴的其它两齿轮装配上。将输出轴、输入轴装到箱座上。将轴承、操纵机构装到箱座上。最后将箱盖、螺栓、销钉等装到箱座上。参 考 文 献 1. 王启义，章继伟主编。金属切削机床设计。上海科学技术出版社，1985年5月第1次印刷。2. 戴曙主编。金属切削机床设计。机械工业出版社，1981年7月北京第一版。3. 杨黎明主编。机械零件设计手册。国防工业出版社，1
