机械制造装备课程设计中心高为200mm的专用车床的主轴箱部件设计.doc

1、 目录一.参数的拟定41.1确定转速范围41.2主电机的选择4二.传动设计42.1确定结构式42.2拟定结构网图42.3绘制转速图52.4齿轮齿数的确定52.5 拟定传动系统图6三、动力计算73.1 传动带的计算73.2传动轴径的估算73.3齿轮模数计算83.4各齿轮几何尺寸的计算93.5主轴尺寸的确定9四、轴承的选择10五、校核计算105.1齿轮的校核105.2传动轴刚度的校核11六、参考文献1314宁波工程学院机械工程学院机械制造装备课程设计任务书姓名：xxx 班级：机制xx 学号：xxxxx 一、设计题目：中心高为200mm的专用车床的主轴箱部件设计原始数据：主要技术参数题目10主电动机

2、功率P/kW3主电动机n电/(r/min)1500n1200n2300n3400n4500二、工艺要求：加工工件材料为棒料钢材，要求正反转。加工工件表面为外圆柱表面，加工直径为150（加工零件图略）。刀具采用硬质合金刀。工件装夹采用专用卡盘（不作设计内容）。机床精度等级为普通级。三、设计内容：1）运动设计：根据给定的转速确定主传动的结构网、转速图、传动系统图、计算齿轮齿数。2）动力计算：选择电动机型号，对主要零件（如带、齿轮、主轴、传动轴、轴承等）进行计算（初算和验算）。3）绘制下列图纸： 机床主传动系统图（画在说明书上）。 主轴箱部件展开图及主要剖面图。 主轴零件图。4）编写设计说明书1份四

3、、设计要求：1）设计图样必须用计算机绘制，图样正确清晰，结构完整合理，尺寸标注、技术要求规范且符合生产实际。2）说明书条理清楚，内容充实，分析透彻，计算准确。3）说明书中引用的内容、公式、数据必须注明出处。五、设计期限：自2011年12月26日至2012年01月11日六、答辩日期：自2012年01月12日至2012年01月13日指导教师：刘春林、张薇薇 2011年12月23日一.参数的拟定1.1确定转速范围根据任务书给定： ，根据文献1表1-5选取公比，标准转速数列为200、250、315、400、500，重新取定，。变速范围，级数，取Z=6。1.2主电机的选择根据文献2表3-2，确定电机型号

4、为Y100L2-4，额定功率3kw，转速为1420r/min。二.传动设计2.1确定结构式根据“前多后少” 、“前紧后松” 、“前慢后快” 原则确定结构式为6=3122。2.2拟定结构网图图2.1 结构网图2.3绘制转速图图2.2专用车床主传动转速图0轴之间为带传动，传动比为，其目的是为了防止中间变速组降速过快，缩小齿轮径向尺寸。a变速组为轴之间传动；b变速组为轴之间传动；2.4齿轮齿数的确定轴之间的齿轮副齿数和Sz取90。轴之间的齿轮副齿数和Sz取90。2.5 拟定传动系统图图2.3传动系统图三、动力计算3.1 传动带的计算V带带型选A型，根据文献3图8-11选定小带轮基准直径，大带轮直径，

5、则大带轮直径，圆整为125mm。一般初选带轮中心距为，取。 相应的带长 【文献3式(8-22)】，根据文献3表8-2选取带长基准长度，修正系数。实际中心距 【文献3式(8-23)】。带的根数 【文献3式(8-26)】。3.2传动轴径的估算传动轴直径按扭转刚度用下列公式估算：式中 d传动轴受扭转部分的直径(mm)； P该传动轴的输入功率(kw)； Pd电动机额定功率(kw)； 电动机到该轴的传动效率； nj该传动轴的计算转速(r/min)； 每米长度允许的扭转角(deg/m)；求得d值后，应作适当修正。当轴上有一个键槽时，d值应增大4%5%。根据文献4表2-4，取V带传动效率=0.96，滚动轴承

6、效率，6、7级精度齿轮传动(稀油润滑)效率。各传动轴的的输入功率：轴 轴 根据文献2表4-13取=0.8。各轴的轴径估算：轴 ，取轴 500r/min时 ，取630r/min时 ，取800r/min时 ，取3.3齿轮模数计算只计算降速比最大的齿轮副。按接触疲劳强度计算齿轮模数(mm)：；分别根据文献3表10-2，图10-19取，；分别根据文献2表4-17，表4-18取，；根据文献2表4-16，齿轮材料为40Cr调质，=650MPa；。计算得：2.64按弯曲疲劳强度计算齿轮模数(mm)：根据文献2表4-24，表4-16取Y=0.414,=275MPa。计算得：由以上确定齿轮模数。3.4各齿轮几何

7、尺寸的计算以：(1)计算分度圆直径 (2)计算中心距 (3)计算齿宽 齿宽系数0.3，取。同理，可计算其他各齿轮的几何尺寸。表3-1 各齿轮几何尺寸齿轮模数m压力角齿数z分度圆直径d齿宽b齿顶圆直径daZ13204012024126Z23205015029156Z33203510524111Z43205516529171Z532030902496Z63206018029186Z73203510524111Z83205516529171Z932026782484Z1032064192291983.5主轴尺寸的确定(1)主轴直径的确定根据文献1图3-30，取主轴前轴颈直径D1=75mm，根据文献1

8、式(3-1)：取D2=55mm。(2)主轴内孔直径的确定一般应保证，取d=40mm。(3)主轴前端悬伸量的确定根据文献1表3-13，取=105mm。(4)主轴合理跨距的确定，取L=4a=420mm。四、轴承的选择轴轴承：圆锥滚子轴承30206，圆锥滚子轴承30205。轴轴承：圆锥滚子轴承30205一对。轴轴承：圆锥滚子轴承30311，推力球轴承51111，圆锥双列圆柱滚子轴承NN 3015 K/W33。五、校核计算5.1齿轮的校核只校核降速比最大的齿轮副（）。(1)齿根弯曲强度校核根据文献3式(10-5a,)，齿根危险截面的弯曲强度条件式为载荷系数 分别根据文献3表10-2，图10-8表10-

9、3查得，；根据文献2表4-18，取，再根据文献3图10-13，得=1.03。则根据文献3表10-5，查得，； 【文献3式(10-12)】取安全系数S=1.4；分别根据文献3图10-18，图10-20c，取KFN=1.0，。100.1MPa弯曲强度合格。 (2)齿面接触强度校核根据文献3式(10-8)，齿面接触疲劳强度条件式为根据文献3表10-6查得；，。分别根据文献3图10-19，图10-21d取，；取S=1。接触强度合格。5.2传动轴刚度的校核只校核轴。由于中间齿轮（即和）啮合时轴的挠度最大，所以选中间齿轮啮合时来进行校核。根据文献3式(10-3)根据文献2表4-15查得挠度计算公式为为齿轮到左轴承的距离，为齿轮到右轴承的距离，为弹性模量，取，为惯性矩，为两轴承跨距，。计算得根据文献2表4-14查得，允许挠度=，所以合格。根据文献2表4-15查得倾角计算公式为计算得根据文献2表4-14查得，轴承处允许倾角=0.005，所以合格。六、参考文献1黄鹤汀主编，金属切削机床设计。北京，机械工业出版社，19992金属切削机床课程设计指导书3西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著，机械设计（第八版）。北京，高等教育出版社，20064陈秀宁，施高义编著，机械设计课程设计。杭州，浙江大学出版社，20075刘鸿文主编，材料力学（第4版）。北京，高等教育出版社，2004