CK6150車床主運動系統(tǒng)設計--分離式
30頁 7700字數(shù)+論文說明書+任務書+10張CAD圖紙【詳情如下】
CK6150車床主運動系統(tǒng)設計說明書--分離式.doc
主軸箱展開圖.dwg
任務書.doc
傳動方案圖.dwg
傳動系統(tǒng)的結構網.dwg
轉速圖.dwg
軸承端蓋.dwg
驅動齒輪.dwg
齒輪零件圖4件.dwg
CK6150車床主運動系統(tǒng)設計說明書
目錄
摘要 2
1.緒論 3
2.主動參數(shù)的擬定 6
2.1確定傳動公比 7
2.2主電動機的選擇 8
3.擬定機床的傳動方案 9
3.1結構式的確定 10
3.2繪出結構網 14
3.3繪制轉速圖 12
4.確定各變速組傳動副的齒數(shù) 13
5.1變速組a 13
5.2變速組b 14
5.3變速組c 15
5.繪制傳動系統(tǒng)圖 16
6.各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核 17
6.1帶傳動設計 19
6.2驗算主軸轉速誤差 20
6.3傳動軸直徑的確定 22
6.4齒輪模數(shù)的初步計算 23
7.主要零件的設計與驗算 24
謝辭 29
小結 29
參考文獻 30
摘 要
本文作者研究的主要是數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)，這類主傳動系統(tǒng)的設計可用于對普通車床的改造，以適應當前我國機床工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，具有一定的經濟效益和社會效益。
本文作者完成的設計主要包括根據(jù)一些原始數(shù)據(jù)（其中包括機床的類型、規(guī)格等）結合實際條件和情況對車床一些參數(shù)進行擬定，再根據(jù)擬定的參數(shù)，進行傳動方案的比較，確定傳動方案。然后計算各傳動副的傳動比及齒輪齒數(shù)，再估算齒輪的模數(shù)和各軸的軸徑，并對齒輪和軸的強度、剛度進行校核。除此之外，還要對箱體內的主要結構進行設計，一些零件的選型選擇等，從而完成對整個主傳動系統(tǒng)的設計。
關鍵詞：數(shù)控車床 主傳動系統(tǒng) 設計
Abstract
What author of this text study numerical control main transmission of lathe mainly, the main design of transmission can use for to ordinary transformation of lathe, In order to adapt to the current situation of the present industrial development of lathe of our country, have certain economic benefits and social benefit.
The design that the author of this text finished includes according to some initial data mainly( type, specification of including the lathe ,etc.) Combine actual condition and situation draft to some parameters of lathe, and then according to the parameter drafted, Carry on the comparison of the transmission scheme, confirm the transmission scheme. It then can't calculate every transmission transmission of the packs than and gear wheel tooth count, estimate modulus and the every axle foot-paths of axle of gear wheel more, And check the intensity, rigidity of gear wheel and axle . In addition, will design the main structure in the body of the case , the selecting types of some parts, Electromagnetic choice of clutch,etc., finish to whole main design of transmission for instance.
Keywords：NC machine tool; main driving system; design
1緒論
機床主傳動系統(tǒng)因機床的類型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同，應滿足的要求也不一樣。設計機床主傳動系時最基本的原則就是以最經濟、合理的方式滿足既定的要求。在設計時應結合具體機床進行具體分析，一般應滿足的基本要求有：滿足機床使用性能要求。首先應滿足機床的運動特性，如機床主軸油足夠的轉速范圍和轉速級數(shù)；滿足機床傳遞動力的要求。
本文設計的為普通車床的傳動系統(tǒng)，根據(jù)不同的加工條件，對傳動系統(tǒng)的要求也不盡相同，依據(jù)某些典型工藝和加工對象，兼顧其他的可能工藝加工的要求，擬定機床技術參數(shù)，擬定參數(shù)時，要考慮機床發(fā)展趨勢和同國內外同類機床的對比，從而獲得最優(yōu)的參數(shù)，使機床設計的最為合理。
數(shù)控車床利用數(shù)字化的信息對車床運動及加工過程進行控制，是一種可編程的通用加工設備，能自動完成內外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、螺紋等工序的切削加工，所以特別適合加工形狀復雜的軸類和盤套類零件。
與通用機床和專用機床相比，數(shù)控車床具有加工靈活、通用性強、能適應產品的品種和規(guī)格頻繁變化的特點，能夠滿足新產品的開發(fā)和多品種、小批量、生產自動化的要求，是一種柔性的、高性能的自動化車床，代表了現(xiàn)代控制技術的發(fā)展方向，是一種典型的機電一體化產品，因此被廣泛應用于機械制造業(yè)。
數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)包括主軸電機、傳動系統(tǒng)與主軸組件，與普通機床相比，變速功能絕大部分由主軸電機的無級調速來承擔，省去了繁雜的齒輪變速機構，結構簡單，有些只有兩極或三級齒輪變速機構系統(tǒng)用以擴大電機無級調速的范圍
數(shù)控機床作為高自動化的機電一體化設備，其主傳動系統(tǒng)的設計一般應滿足以下基本要求。
使用性能要求高 首先應滿足機床的運動特性。如機床主軸有足夠的轉速范圍和轉速級數(shù)，不僅有低速大轉矩功能而且還要有較高的轉速。傳動系統(tǒng)設計合理，操作方便靈活、迅速、安全可靠。
傳遞動力要求 主電動機和傳動機構能提供和傳遞足夠的功率和轉速，具有較高的傳遞效率。
工作性能要求 主傳動中所有零部件要有足夠的剛度、精度、和抗振性、熱變形特性穩(wěn)定，才能保證加工零件有較高的質量。電動機、主軸及傳動部件都是熱源，低溫升、小變形是對主軸傳動系統(tǒng)的重要指標；主軸要較高的旋轉精度與運動精度；主軸軸頸尺寸、軸承類型及裝配方式，軸承預緊量大小、主軸組件的質量分布是否均勻及主軸組件的阻尼對主軸組件的靜剛度和抗振性都會產生影響；主軸組件必須有足夠的耐磨性，使之保持良好的精度；軸承處還要有良好的潤滑。
此外，還要求主創(chuàng)動系統(tǒng)結構簡單，便于調整與維修；工藝性好，便于加工與裝配；防護性好；使用壽命長。
機床主傳動系統(tǒng)可分為分級變速傳動和無級變速傳動。分級變速傳動是在一定范圍能均勻的、離散地分布著有限級數(shù)的轉速，主要用于普通機床。無級變速形式可以在一定范圍內連續(xù)改變轉速，以便得到滿足加工要求的最佳轉速，能在運轉中變速，便于自動變速。數(shù)控車床得主傳動系統(tǒng)通常采用無級變速。
與普通車床相比，數(shù)控車床的主傳動采用交、直主軸調速電動機，電動機調速范圍大，并可無級調速，使主軸結構大為簡化。為了適應不同的加工需求數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)有以下三種方式。
1.電動機直接驅動 主軸電動機與主軸通過聯(lián)軸器直接連接，或采用內裝式主軸電動機驅動。采用直接驅動可大大簡化主軸箱結構，能有效地提高主軸剛度。這種傳動的特點是主軸轉速的變化、輸出轉矩與主軸的特性完全一致。但因主軸的功率和轉矩特性直接決定主軸電機的性能，因而這種變速傳動的應用受到一定限制。
2.采用定比傳動 主軸電動機經定比傳動給主軸。 定比傳動可采用帶傳動或齒輪傳動，這種傳動方式在一定程度上能滿足主軸功率和轉矩的要求，但其變速范圍仍和電動機的調速范圍相同。
目前，交流、直流主軸電動機的恒功率轉速范圍一般只有2-4，而恒轉矩范圍則達100以上；許多大、中型機床的主軸要求有更寬的恒功率轉速范圍。很明顯，這種情況下主軸電動機的功率特性和機床主軸的要求不匹配:調速電動機的恒功率范圍遠小于主軸要求的恒功率變速范圍。所以這種變速方式多用于小型或高速數(shù)控機床。
3.采用分檔變速方式 采用這種變速方式主要是為了解決主軸電動機的功率特性和機床主軸功率特性不匹配。變速多采用齒輪副來實現(xiàn)，電動機的無級變速配合變速機構可確保主軸的功率、轉矩要求，滿足各種切削運動的轉矩輸出，特別是保證低速時的轉矩和擴大恒功率的調速范圍。
謝辭
首先我要感謝我的畢業(yè)設計指導老師對我的悉心教導，并且感謝所有給予我?guī)椭睦蠋焸儯谠O計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，使我終身受益。
小結
是我在校期間向學校所交的最后一份綜和性作業(yè)，從老師的角度來說，指導做畢業(yè)設計是老師對學生所做的最后一次執(zhí)手訓練。其次，畢業(yè)設計的指導是老師檢驗其教學效果，改進教學方法，提高教學質量的絕好機會。
畢業(yè)的時間一天一天的臨近，畢業(yè)設計也接近了尾聲。在不斷的努力下我的畢業(yè)設計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設計以前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的大概總結，但是真的面對畢業(yè)設計時發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯誤的。畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設計使我明白了自己原來知識太理論化了，面對單獨的課題的是感覺很茫然。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。
總之，不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負的感覺。
參考文獻
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10. 劉鴻文主編.《材料力學》(Ⅰ) 第四版 北京：高等教育出版社, 2006.11
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床主運動系統(tǒng)設計說明書 目錄 摘要 .................................................................................................................................................. 2 ............................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 ............................................................................................................................ 6 定傳 動公比 ? ................................................................................................................ 7 電動機的選擇 ................................................................................................................. 8 .................................................................................................................... 9 構式的確定 ..................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 出結構網 ......................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 制轉速圖 ......................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 ........................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 速組 a .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 速組 b .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 速組 c .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 .......................................................................................................................... 16 .............................................................. 錯誤 !未定義書簽。 7 傳動設計 ......................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 算主軸轉速誤差 ............................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 動軸直徑的確定 ............................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 輪模數(shù)的初步計算 ....................................................................................................... 23 ................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 謝辭 ................................................................................................................................................ 29 小結 ................................................................................................................................................ 29 參考文獻 ........................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 摘 要 本文作者研究的主要是數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)，這類主傳動系統(tǒng)的設計可用于對普通車床的改造，以適應當前我國機床工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，具有一定的經濟效益和社會效益。 本文作者完成的設計主要包括根據(jù)一些原始數(shù)據(jù)（其中包括機床的類型、規(guī)格等）結合實際條件和情況對車床一些參數(shù)進行擬定，再根據(jù)擬定的參數(shù)，進行傳動方案的比較，確定傳動方案。然后計算各傳動副的傳動比及齒輪齒數(shù)，再估算齒輪的模數(shù)和各軸的軸徑，并對齒輪和軸的強度、剛度進行校核。除此之外，還要對箱體內的主要結構進行設計，一些零件的選型選擇等，從而完成對整個主傳動系統(tǒng)的設計。 關鍵詞 ： 數(shù)控車床 主傳動系統(tǒng) 設計 of of of to of In to to of of of of to of to of to on of It t of of of of In in of of of to of NC 1 緒論 機床主傳動系統(tǒng)因機床的類型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同，應滿足的要求也不一樣。設計機床主傳動系時最基本的原則就是以最經濟、合理的方式滿足既定的要求。在設計時應結合具體機床進行具體分析，一般應滿足的基本要求有：滿足機床使用性能要求。首先應滿足機床的運動特性，如機床主軸油足夠的轉速范圍和轉速級數(shù)；滿足機床傳遞動力的要求。 本文設計的為普通車床的傳動系統(tǒng)，根據(jù)不同的加工條件，對傳動系統(tǒng)的要求也不盡相 同，依據(jù)某些典型工藝和加工對象，兼顧其他的可能工藝加工的要求，擬定機床技術參數(shù)，擬定參數(shù)時，要考慮機床發(fā)展趨勢和同國內外同類機床的對比，從而獲得最優(yōu)的參數(shù)，使機床設計的最為合理。 數(shù)控車床利用數(shù)字化的信息對車床運動及加工過程進行控制，是一種可編程的通用加工設備，能自動完成內外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、螺紋等工序的切削加工，所以特別適合加工形狀復雜的軸類和盤套類零件。 與通用機床和專用機床相比，數(shù)控車床具有加工靈活、通用性強、能適應產品的品種和規(guī)格頻繁變化的特點，能夠滿足新產品的開發(fā)和多品種、小批量、生產自動化的要求，是一種柔性的、高性能的自動化車床，代表了現(xiàn)代控制技術的發(fā)展方向，是一種典型的機電一體化產品，因此被廣泛應用于機械制造業(yè)。 數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)包括主軸電機、傳動系統(tǒng)與主軸組件，與普通機床相比，變速功能絕大部分由主軸電機的無級調速來承擔，省去了繁雜的齒輪變速機構，結構簡單，有些只有兩極或三級齒輪變速機構系統(tǒng)用以擴大電機無級調速的范圍 數(shù)控機床作為高自動化的機電一體化設備，其主傳動系統(tǒng)的設計一般應滿足以下基本要求。 使用性能要求高 首先應滿足機床的運動特性。如機床主軸有足夠的轉速范圍和轉速級數(shù)， 不僅有低速大轉矩功能而且還要有較高的轉速。傳動系統(tǒng)設計合理，操作方便靈活、迅速、安全可靠。 傳遞動力要求 主電動機和傳動機構能提供和傳遞足夠的功率和轉速，具有較高的傳遞效率。 工作性能要求 主傳動中所有零部件要有足夠的剛度、精度、和抗振性、熱變形特性穩(wěn)定，才能保證加工零件有較高的質量。電動機、主軸及傳動部件都是熱源，低溫升、小變形是對主軸傳動系統(tǒng)的重要指標；主軸要較高的旋轉精度與運動精度；主軸軸頸尺寸、軸承類型及裝配方式，軸承預緊量大小、主軸組件的質量分布是否均勻及主軸組件的阻尼對主軸組件的靜剛度和抗振性都 會產生影響；主軸組件必須有足夠的耐磨性，使之保持良好的精度；軸承處還要有良好的潤滑。 此外，還要求主創(chuàng)動系統(tǒng)結構簡單，便于調整與維修；工藝性好，便于加工與裝配；防護性好；使用壽命長。 機床主傳動系統(tǒng)可分為分級變速傳動和無級變速傳動。分級變速傳動是在一定范圍能均勻的、離散地分布著有限級數(shù)的轉速，主要用于普通機床。無級變速形式可以在一定范圍內連續(xù)改變轉速，以便得到滿足加工要求的最佳轉速，能在運轉中變速，便于自動變速。數(shù)控車床得主傳動系統(tǒng)通常采用無級變速。 與普通車床相比，數(shù)控車床的主傳動采用交、直主軸調速電動機 ，電動機調速范圍大，并可無級調速，使主軸結構大為簡化。為了適應不同的加工需求數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)有以下三種方式。 主軸電動機與主軸通過聯(lián)軸器直接連接，或采用內裝式主軸電動機驅動。采用直接驅動可大大簡化主軸箱結構，能有效地提高主軸剛度。這種傳動的特點是主軸轉速的變化、輸出轉矩與主軸的特性完全一致。但因主軸的功率和轉矩特性直接決定主軸電機的性能，因而這種變速傳動的應用受到一定限制。 主軸電動機經定比傳動給主軸。 定比傳動可采用帶傳動或齒輪傳動，這種傳動方式在一定程度上能滿足主 軸功率和轉矩的要求，但其變速范圍仍和電動機的調速范圍相同。 目前，交流、直流主軸電動機的恒功率轉速范圍一般只有 2恒轉矩范圍則達 100以上；許多大、中型機床的主軸要求有更寬的恒功率轉速范圍。很明顯，這種情況下主軸電動機的功率特性和機床主軸的要求不匹配 :調速電動機的恒功率范圍遠小于主軸要求的恒功率變速范圍。所以這種變速方式多用于小型或高速數(shù)控機床。 采用這種變速方式主要是為了解決主軸電動機的功率特性和機床主軸功率特性不匹配。變速多采用齒輪副來實現(xiàn)，電動機的無級變速配合變速機構可確保主 軸的功率、轉矩要求，滿足各種切削運動的轉矩輸出，特別是保證低速時的轉矩和擴大恒功率的調速范圍。 確定主軸的最高轉速和最低轉速，應該在分析所設計機床幾種典型加工方式的切削用量和參考現(xiàn)有同類型機床的技術性能的基礎上，并按照“技術上先進，經濟上合理”的原則進行。 由于通用性機床加工對象很廣，不同工序所采用的切削用量相差懸殊，而且加工零件的尺寸變換也很大，所以要合理地確定其極限轉速是一個復雜的任務，必須對有關加工工序和切削用量進行分析，在分析切削 用量的過程中，應特別注意下列幾點： 所選的切削用量不應該是個別記錄，而應該具有普遍性。 如普通車到在大多數(shù)情況下已經采用硬質合金，目前陶瓷刀具也已開始應用等情況。 應該和先進的同類機床比較，因為過大的轉速范圍不僅不能充分發(fā)揮其性能，而且還可能使結構無法實現(xiàn)。在傳動系統(tǒng)擬定好以后，驗算各主要傳動件的最大圓周速度應不超過允許值。 主軸最高和最低轉速可按下列計算： v?(其中： — 主軸最高、最低轉速（ m/ — 典型工序的最大、最小切削速度（ m/ 、 — 最 大、最小計算直徑。 定傳動公比 ? 根據(jù)《機械制造裝備設計》832為已知 ??? ∴ Z=?1 ∴ ? = )1( ?=據(jù)《機械制造裝 備設計》83準公比 ? 。這里我們取標準公比系列 ? =據(jù)《機械制造裝備設計》83得到公比為 數(shù)列： 30； 60； 75； 95； 118； 150； 190； 236； 300； 電動機的選擇 合理的確定電機功率 P，使機床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產需要 ，又不致使電機經常輕載而降低功率因素。 現(xiàn)在以常見的中碳鋼為工件材料，取 45 號鋼，正火處理，車削外圓，表面粗糙度用車刀具，可轉位外圓車刀，刀桿尺寸： 1625具幾何參數(shù)：0?=15o ，0?=6o ， r? =75o ， r?? =15o ， ? =0o ，01?= 現(xiàn)以確定粗車是的 切削用量為設計： ① 確定背吃刀量f，根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》 444P 表 8 ② 確定切削速度，參《切削加工簡明實用手冊》448 機床功率的計算， 主切削力的計算 根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》449切削力的計算公式及有關參數(shù)： ? 220? 4? ? N） 切削功率的計算 cP= 310?=2× 310? = 取機床的效率為 )( ?? ?根據(jù)《機械設計課程設計手 冊》1672Y 系列（ 動機的技術數(shù)據(jù) ,動機為一般用途全封閉自扇冷式籠型異步電動機，具有防塵埃、鐵屑或其他雜物侵入電動機內部的特點， B 級絕緣，工業(yè)環(huán)境溫度不超過 +40℃，相對濕度不超過 95%，海拔高度不超過 1000m，額定電壓380V，頻率 50用于無特殊要求的機械上，如機床，泵，風機，攪拌機，運輸機，農業(yè)機械等。 根據(jù)以上要求， 由于要使電機轉速 主軸最高轉速相近或相宜，以免采用過大的升速或過小的降速傳動。 所以初步定電機為： 機轉速970r/ 16= 822234631 ????根據(jù)主變速傳動系設計的一般原則，從電動機到主軸主要為降速傳動，若使傳動副較多的傳動組放在較接近電動機處可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材料，也就是滿足傳動副前多后少的原則，因此取 22312 ??? 方案。在降速傳動中，防止齒 輪直徑過大而使徑向尺寸常限制最小傳動比41i；在升速時為防止產生過大的噪音和震動常限制最大轉速比 2i。在主傳動鏈任一傳動組的最大變速范圍 ? ? 10~8m a xm a x ?? 根據(jù)結構式，從而確定結構網如下： 檢查傳動組的變速范圍時，只檢查 62 擴大組： ? ?1222 ???? 其中 ， 62 ?X ， 22 ?P 所以 10~????R ，合適。 制轉速圖 在降速傳動中，防止齒輪直徑過大而使徑向尺寸常限制最小傳動比41i，現(xiàn)取最后的變速組的最小降速傳動比為 1/4；查表，可得 ? 。根據(jù)降速前慢 后快的原則，決定其余變速組的最小降速傳動比，變速組 ；變速組 ；變速組 由 5 z = 16確定各級轉速： （ r ） 60； 75； 95；118； 150； 190； 236； 300； 375； 469； 586； 733 繪制的轉速圖如下： 4 確定各變速組傳動副的齒數(shù) 速組 a: 變速組 個傳動副，其傳動比分別為： 2321 ,,1 ??? 后兩個傳動比小于 1，取其倒數(shù)，按 u=1，查出符合三個傳動比的齒數(shù)和 別有： 11? ?? 62、 64、 66、 68、 70、 72、 74?? ?? 63、 65、 66、 68、 70、 72、 74?? ?? 62、 65、 67、 70、 72、 73?? 符合的有 70， 72，可取 ?0,于是可得軸Ⅰ齒輪齒數(shù)分別為： 35、 31、 27。 于是 35/351 ?39/312 ?43/273 ?的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為： 35、 39、 43。 速組 b: 變速組 個傳動副，其傳動比分別為： 321 ,1 ?? bb 后一個傳動比小于 1，取其倒數(shù)，按 u=1， 2查表 3出符合兩個傳動比的齒數(shù)和 別有： 11? ?? 72、 74、 76、 78、 80、 82、 84、 86?? 22 ? ?? 72、 75、 78、 81、 84、 86、 87?? 符合的有 72， 78， 84， 86，可取 ?8,于是可得軸Ⅱ齒輪齒數(shù)分別為： 39，26。 于是 39/391 ?52/262 ?的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為： 39、 52。 速組 c: 變速組 個傳動副，其傳動比分別為： 521 ,? cc 后一個傳動比小于 1，取其倒數(shù)，按 u=查出符合兩個傳動比的齒數(shù)和 別有： ?? 81、 82、 83、 84、 86、 88、 91、?? ?? 83、 84、 87、 88、 91、 92?? 符合的有 84， 88、 91，可取 ?4,于是可得軸Ⅲ齒輪齒數(shù)分別為： 47、20。 于是 37/471 ?64/202 ?的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為： 37、 64。 算得各齒輪的參數(shù)如下： (齒數(shù) 模數(shù) 分度圓直徑 齒根高 齒 頂高 齒根圓直徑 齒頂圓直徑 中心距 1z 35 3 105 11 105 2z 35 105 11 3z 31 93 9 4z 39 117 23 5z 27 81 7 6z 43 129 35 7z 39 3 117 23 117 8z 39 117 23 9z 26 78 8 10z 52 156 66 11z 47 4 188 175 196 168 12z 37 148 138 156 13z 20 80 5 4 70 88 14z 64 256 246 264 5 繪制傳動系統(tǒng)圖 擬定傳動系統(tǒng)的原則是：在保證機床的運動和使用要求的前提下，運動傳動鏈要盡可能的短而簡單；傳動效率高以及操作簡單方便 。首先要考慮某些結構方面的問題，考慮結構能否實現(xiàn)：如小齒輪的齒根圓是否大于軸的直徑，大齒輪的頂圓是否會碰及相鄰軸等；其次因考慮結構是否合理，如布置是否緊湊，操縱是否方便等。 根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動機等已知條件可繪制出如下系統(tǒng)圖： 帶傳動是由帶和帶 輪組成傳遞運動和動力的傳動。根據(jù)工作原理可分為兩類：摩擦帶傳動和嚙合帶傳動。摩擦帶傳動是機床主要傳動方式之一，常見的有平帶傳動和 合傳動只有同步帶一種。 普通 結構為：承載層為繩芯或膠簾布，楔角為 40° 、相對高度進似為 形截面環(huán)行帶。其特點為：當量摩擦系數(shù)大，工作面與輪槽粘附著好，允許包角小、傳動比大、預緊力小。繩芯結構帶體較柔軟，曲撓疲勞性好。其應用于：帶速 V＜ 25～ 30m/s;傳動功率 P＜ 700動比i≤ 10軸間距小的傳動。 一．主要失效形式 1．帶在帶輪上打滑，不能傳遞動力； 2．帶由于疲勞產生脫層、撕裂和拉斷； 3．帶的工作面磨損。 保證帶在工作中不打滑的前提下能傳遞最大功率，并具有一定的疲勞強度和使用壽命是 是靠摩擦傳動的其它帶傳動設計的主要依據(jù)。 電動機轉速 n=970r/遞功率 P=動比 i=970/600=班制，一天運轉 16 小時，工作年數(shù) 10年。 1． 確定計算功率 取 ? 2 5 K ???2．選取 V 帶型 根據(jù)小帶輪的轉速和計算功率，選 3．確定帶輪直徑 查表，小帶輪最小基準直徑 251 ,取 401 ? ，則 大帶輪的直徑為 61 4 ???? 。取標準值 242? 4．計算帶的速度 驗算帶速度100060 11?? 其中 1n r/ 1d ]25,5[/?? ??? 符合要求。 5．初定帶傳動的中心距 設中心距為0a,則 0． 55（ 21 ） ? a? 2（ 21 ） 于是 a? 728, 初取中心距為 ?0 6．計算帶的基準長度 帶長02122100 4)()(22 ???? ? 7 54 0 04 )1 4 02 2 4()2 2 41 4 0( 022 ?? ???????查表取相近的基準長度400?。 7．計算帶傳動的實際中心距 帶傳動實際中心距 d 0 ???????8．驗算小帶輪的包角 一般小帶輪的包角不應小于 ?120 。 ????21?????????? 符合要求。 9．確定 V 帶的根數(shù) Ld ( 00 ??? 其中： 0p?- 1?i 時傳遞功率的增量； ? ，查得的包角系數(shù)； 長度系數(shù)； 為避免 制根數(shù)不大于 10。 ????=4根 10．計算帶的張 緊力0 0 0 d ?????其中： m/s； kg/m；取 q=m。 v = s。 0 ????????11．計算作用在軸上的壓軸力 9 1 i i 0 ???????? 算主軸轉速誤差 轉速誤差： %1(10%100)( , ????? ?標標n ,n 為主軸的實際轉速。?????21,m i n/ ?????? %?? ，合格 同理 ， %?? ，合格 %3m i n ,/ ???? 合格 %i n ,/ ???? 合格 %7m i n ,/ ???? 合格 %7m i n ,/ ???? 合格 %i n ,/ ???? 合格 %i n ,/ ???? 合格 %i n ,/ ???? 合格 % 8 1 1 8m i n ,/ 8'10 ???? 合格 %i n ,/1 ???? 合格 % 0 1 9 1m i n ,/ 1'12 ???? 合格 % 6 2 3 1m i n ,/ 1'13 ???? 合格 %i n ,/4 ???? 合格 %i n ,/5 ???? 合格 % 5 4 7 2m i n ,/ 2'16 ???? 合格 動軸直徑的確定 1）各軸計算轉速 主軸的計算轉速 m 15 13/1613m i n ???? ??? 取 ， Ⅳ軸的計算轉速： 75r/軸的計算轉速 :190r/軸的計算轉速： 375r/軸的計算轉速： 600r/ 齒輪 1Z 2Z 3Z 4Z 5Z 6Z 7Z 8Z 9Z 計算轉速 600 600 600 475 600 375 375 375 375 r/輪 10Z 11Z 12Z 13Z 14Z 計算轉速 190 190 236 236 75 r/一般按扭轉剛度初算傳動軸直徑： 4 ][?? ，其中 軸軸傳遞的功率； ][? 為該軸每米長度允許扭轉角 查機械設計手冊，各傳動的效率分別為： 帶傳動： ? ，齒輪傳動 ? ，軸承 ?1）Ⅰ軸的直徑： m i n/6 0 0, ???? ， ][? =m 0 ??? ，取 d=35）Ⅱ軸的直徑 m i n/375,2 ????? ][? =m 5 ??? ,取 d=40）Ⅲ軸的直徑： m i n/190,32 ????? , ][? =m 0 ??? ,取 d=45）Ⅳ軸的直徑： m i n/75,43 ????? , ][? = ??? ,取 d=55)主軸的直徑： m i n/ 5 ????? 由主軸所傳遞的功率查表，取主軸前軸頸的直徑 001 ? ，主軸后軸頸的直徑 12 )? ，取 2 =80軸孔徑 d 取主軸平均直徑的55%取 d=50 按下列公式初定模數(shù)： 332式中： n 該齒輪的計算轉速 取齒數(shù)最少的齒輪計算。 Z=19 則 3 ?????? 初選齒輪模數(shù) m=4 設計與驗算 輪強度計算和模數(shù)的選定 a： 按變速組內最小齒輪 43,2765 ?? 兩齒輪選用 45 鋼，調質處理，齒面硬度 217—— 2558 級精度。按接觸疲勞強度設計：3 21 )][(12 ??? 其中 : 1）小齒輪傳遞功率的轉矩： 85600 61 ?????2）載荷系數(shù) K=）齒寬系數(shù) 5.0?d?； 4）彈性系數(shù) 5）齒數(shù)比 u=5=)節(jié)點區(qū)域系數(shù) Z 7)重合度 31271( 11(1 ??????? Z??查表，取重合度系數(shù) 用接觸應力Z ?? ??由圖表查得接觸疲勞極限應力 =570 ??????????h 查表得，壽命系數(shù) ,? Z。取安全系數(shù) l i m ????? ??3 21 )][(12 ??? =齒輪模數(shù) m 31?? 校核齒根彎曲疲勞強度m [11 ?? ? ?????其中： 1） K=1T =1d =27*3=81,b= ??? 取b=40）齒形系數(shù) 1 ?? Y 3)應力修正系數(shù) ? 合度系數(shù)?Y=）許用彎曲應力 Y?? ??查表 =220命系數(shù)全系數(shù) Y?? ??=176m [ 3 4 8 ? ? ????????????? [?? ?????符合要求 b： 按變速組內最小齒輪 52,26109 ?? 兩齒輪選用 45 鋼，調質 面硬度 40—— 508級精度。按接觸疲勞強度設計：3 21 )][(12 ??? 其中 : 1）小齒輪傳遞功率的轉矩： 29375 61 ?????2）載荷系數(shù) K=）齒寬系數(shù) 5.0?d?； 4）彈性系數(shù) 5）齒數(shù)比 u=9=2 6)節(jié)點區(qū)域系數(shù) Z 7)重合度 21261( 11(1 ??????? Z??查表，取重合度系數(shù) 用接觸應力Z ?? ??由圖表查得接觸疲勞極限應力 =1100 ??????????h 查表得，壽命系數(shù) ,? Z。取安全系數(shù) M P 2 1 1 0 l i m ????? ??3 21 )][(12 ??? =齒輪模數(shù) m 取 m=3 校核齒根彎曲疲勞強度m [11 ?? ? ?????其中： 1 ） K=1T =1d =26*3=78,b= ??? dd?）齒形系數(shù) 1 ?? Y 3)應力修正系數(shù) ? 合度系數(shù)?Y= 5）許用彎曲應力 Y?? ??查表 =320命系數(shù)全系數(shù) Y?? ??=256m [1 5 6 2 2 ? ? ????????????? [1 4 7112212 ??? ?????符合要求 c： 按變速組內最 小齒輪 64,201413 ?? 兩齒輪選用 45 鋼，調質 面硬度 40—— 508級精度。按接觸疲勞強度設計：3 21 )][(12 ??? 其中 : 1）小齒輪傳遞功率的轉矩： 27236 61 ?????2）載荷系數(shù) K=）齒寬系數(shù) 5.0?d?； 4）彈性系數(shù) 5）齒數(shù)比 u=13=)節(jié)點區(qū)域系數(shù) Z 7)重合度 41201( 11(1 ??????? Z??查表，取重合度系數(shù) 用接觸應力Z ?? ?? 由圖表查得接觸疲勞極限應力 =1100 ??????????h 查表得，壽命系數(shù) ,? Z。取安全系數(shù) 2 3 1 0 l i m ????? ??3 21 )][(12 ??? =齒輪模數(shù) m 取 m=4 校核齒根彎曲疲勞強度m [11 ?? ? ?????其中： 1 ） K=1T =1d =20*4=80b= ??? dd?） 齒形系數(shù) 1 ?? Y 3)應力修正系數(shù) ? 合度系數(shù)?Y=）許用彎曲應力 Y?? ??查表 =320命系數(shù)全系數(shù) Y?? ??=256m [1 8 1 5 2 ? ? ????????????? [1 7 0112212 ??? ?????符合要求 謝辭 首先我要感謝我的畢業(yè)設計指導老師對我的悉心教導，并且感謝所有給予我?guī)椭睦蠋焸?，在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的 信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，使我終身受益。 小結 是我在校期間向學校所交的最后一份綜和性作業(yè)，從老師的角度來說，指導做畢業(yè)設計是老師對學生所做的最后一次執(zhí)手訓練。其次，畢業(yè)設計的指導是老師檢驗其教學效果，改進教學方法，提高教學質量的絕好機會。 畢業(yè)的時間一天一天的臨近，畢業(yè)設計也接近了尾聲。在 不斷的努力下我的畢業(yè)設計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設計以前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的大概總結，但是真的面對畢業(yè)設計時發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯誤的。畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設計使我明白了自己原來知識太理論化了，面對單獨的課題的是感覺很茫然。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。 總之，不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負的感覺。 參考文獻 1. 馮辛安 . 機械制造裝備設計 機械工業(yè)出版社 . 2007 2. 王啟義，蔡群禮，胡寶珍 . 金屬切削機床設計 . 東北工學院出版社 . 1989 3. 黃鶴汀，俞光 . 金屬切削機床設計 . 上?？茖W技術文獻出版社 . 1985 4. 顧熙棠，金瑞祺，劉謹 . 金屬切削機床 . 上海科學技術出版社 . 1993 5. 陳鐵鳴 . 機械設計 . 哈爾濱工業(yè)大學 出版社 . 2006 6. 吳宗澤，羅圣國 . 機械設計課程設計手冊 . 高等教育出版社 . 2006 7. 減速器實用技術手冊編輯委員會編 . 《減速器實用技術手冊》北京 :機械工業(yè)出版社 , 1992 8. 機床設計手冊編寫組主編 . 《機床設計手冊》 北京 :機械工業(yè)出版社 , . 哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室編 . 《理論力學》（Ⅰ） 第六版 北京：高等教育出版社 ,10. 劉鴻文主編 .《材料力學》 (Ⅰ ) 第四版 北京：高等教育出版社 , 1. 機械設計手冊編委會主編 . 《機械設計手冊》 12. 成大先主編 .《 機械設計手冊 》 第四版第二卷 北京：化學工業(yè)出版社 ,2003.9 重 慶 理 工 大 學 畢業(yè)設計（論文）任務書 題目 運動系統(tǒng)設計 （任務起止日期 2012年 02月 13日 ～ 2012 年 5 月 汽 車 學院 機械制造及自動化 專業(yè) 108040206 班 學生姓名 學 號 指導教師 系 主 任 二級學院院長 課題內容 1、熟悉 2、進行 動 及 結構 設計 。 課題任務要求 1、針對 機床設計 撰寫文獻綜述； 2、完成一篇與設計相關的英文文獻翻譯； 3、 主運動系統(tǒng)設計 ： 主運動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)圖、 減速器、電機的選擇、 V 帶的設計 ； 4、 指定零件圖 ； 5、在完成上述工作基礎上，撰寫設計說明書； 6、畢業(yè)答辯準備。 主要參考文獻（由指導教師選定） 1、 華楚生等 . 機械制造技術基礎， 重慶： 重慶大學出版社； 2、 馮辛安等 . 機械制造裝備設計 ， 北京： 機械工業(yè)出版社； 3、 黃勁枝等 . 機械設計基礎，沈陽：機械工業(yè)出版社； 4、 廖念釗等 . 互換性與技術測量，中國計量出版社； 5、周德儉 . 數(shù)控技術，重慶：重慶大學出版社； 6、葉偉昌等 . 機械工程及自動化簡明設計手冊，北京：機械工業(yè)出版社 ； 7、（數(shù)控）機床設計 相關手冊和圖冊 ； 8、（數(shù)控） 機床設計與 改造 相關文獻，重慶工學院圖書館數(shù)字期刊； 同組設計 者 李澤 注： 1、任務書由指導教師填寫； 2、任務書在第七學期期末下達給學生。 學生完成畢業(yè)設計（論文）工作進度計劃表 序號 畢業(yè)設計（論文）工作任務 工 作 進 度 日 程 安 排 周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 開題報告 、文獻翻譯、文獻綜述 — — — — 方案設計及論證 — — 結構設計 — — — — — — — — 上交設計資料及答辯準備 — — 畢業(yè)論文答辯 — 注： 1、此表由指導教師填寫； 2、此表每個學生一份，作為畢業(yè)設計（論文）檢查工作進度之依據(jù)； 3、進度安排用“ — ”在相應位置畫出。 畢業(yè)設計（論文）階段工作情況檢查表 時間 第 一 階 段 第 二 階 段 第 三 階 段 內容 組織紀律 完 成 任 務 情 況 組織紀律 完 成 任 務 情 況 組織紀律 完 成 任 務 情 況 檢 查 情 況 教師簽字 簽字 日期 簽字 日期 簽字 日期 注： 1、此表由指導教師認真填寫 （要求手寫） ； 2、“組織紀律”一欄根據(jù)學生具體執(zhí)行情況如實填寫； 3、“完成任務情況”一欄按學生是否按進度保質保量完成任務的情況填寫； 4、對違紀和不能按時完成任務者，指導教師可根據(jù)情節(jié)輕重對該生提出警告或不能參加答辯的建議。 床主運動系統(tǒng)設計說明書 目錄 摘要 .................................................................................................................................................. 2 ............................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 ............................................................................................................................ 6 定傳 動公比 ? ................................................................................................................ 7 電動機的選擇 ................................................................................................................. 8 .................................................................................................................... 9 構式的確定 ..................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 出結構網 ......................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 制轉速圖 ......................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 ........................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 速組 a .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 速組 b .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 速組 c .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 .......................................................................................................................... 16 .............................................................. 錯誤 !未定義書簽。 7 傳動設計 ......................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 算主軸轉速誤差 ............................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 動軸直徑的確定 ............................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 輪模數(shù)的初步計算 ....................................................................................................... 23 ................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 謝辭 ................................................................................................................................................ 29 小結 ................................................................................................................................................ 29 參考文獻 ........................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 摘 要 本文作者研究的主要是數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)，這類主傳動系統(tǒng)的設計可用于對普通車床的改造，以適應當前我國機床工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，具有一定的經濟效益和社會效益。 本文作者完成的設計主要包括根據(jù)一些原始數(shù)據(jù)（其中包括機床的類型、規(guī)格等）結合實際條件和情況對車床一些參數(shù)進行擬定，再根據(jù)擬定的參數(shù)，進行傳動方案的比較，確定傳動方案。然后計算各傳動副的傳動比及齒輪齒數(shù)，再估算齒輪的模數(shù)和各軸的軸徑，并對齒輪和軸的強度、剛度進行校核。除此之外，還要對箱體內的主要結構進行設計，一些零件的選型選擇等，從而完成對整個主傳動系統(tǒng)的設計。 關鍵詞 ： 數(shù)控車床 主傳動系統(tǒng) 設計 of of of to of In to to of of of of to of to of to on of It t of of of of In in of of of to of NC 1 緒論 機床主傳動系統(tǒng)因機床的類型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同，應滿足的要求也不一樣。設計機床主傳動系時最基本的原則就是以最經濟、合理的方式滿足既定的要求。在設計時應結合具體機床進行具體分析，一般應滿足的基本要求有：滿足機床使用性能要求。首先應滿足機床的運動特性，如機床主軸油足夠的轉速范圍和轉速級數(shù)；滿足機床傳遞動力的要求。 本文設計的為普通車床的傳動系統(tǒng)，根據(jù)不同的加工條件，對傳動系統(tǒng)的要求也不盡相 同，依據(jù)某些典型工藝和加工對象，兼顧其他的可能工藝加工的要求，擬定機床技術參數(shù)，擬定參數(shù)時，要考慮機床發(fā)展趨勢和同國內外同類機床的對比，從而獲得最優(yōu)的參數(shù)，使機床設計的最為合理。 數(shù)控車床利用數(shù)字化的信息對車床運動及加工過程進行控制，是一種可編程的通用加工設備，能自動完成內外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、螺紋等工序的切削加工，所以特別適合加工形狀復雜的軸類和盤套類零件。 與通用機床和專用機床相比，數(shù)控車床具有加工靈活、通用性強、能適應產品的品種和規(guī)格頻繁變化的特點，能夠滿足新產品的開發(fā)和多品種、小批量、生產自動化的要求，是一種柔性的、高性能的自動化車床，代表了現(xiàn)代控制技術的發(fā)展方向，是一種典型的機電一體化產品，因此被廣泛應用于機械制造業(yè)。 數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)包括主軸電機、傳動系統(tǒng)與主軸組件，與普通機床相比，變速功能絕大部分由主軸電機的無級調速來承擔，省去了繁雜的齒輪變速機構，結構簡單，有些只有兩極或三級齒輪變速機構系統(tǒng)用以擴大電機無級調速的范圍 數(shù)控機床作為高自動化的機電一體化設備，其主傳動系統(tǒng)的設計一般應滿足以下基本要求。 使用性能要求高 首先應滿足機床的運動特性。如機床主軸有足夠的轉速范圍和轉速級數(shù)， 不僅有低速大轉矩功能而且還要有較高的轉速。傳動系統(tǒng)設計合理，操作方便靈活、迅速、安全可靠。 傳遞動力要求 主電動機和傳動機構能提供和傳遞足夠的功率和轉速，具有較高的傳遞效率。 工作性能要求 主傳動中所有零部件要有足夠的剛度、精度、和抗振性、熱變形特性穩(wěn)定，才能保證加工零件有較高的質量。電動機、主軸及傳動部件都是熱源，低溫升、小變形是對主軸傳動系統(tǒng)的重要指標；主軸要較高的旋轉精度與運動精度；主軸軸頸尺寸、軸承類型及裝配方式，軸承預緊量大小、主軸組件的質量分布是否均勻及主軸組件的阻尼對主軸組件的靜剛度和抗振性都 會產生影響；主軸組件必須有足夠的耐磨性，使之保持良好的精度；軸承處還要有良好的潤滑。 此外，還要求主創(chuàng)動系統(tǒng)結構簡單，便于調整與維修；工藝性好，便于加工與裝配；防護性好；使用壽命長。 機床主傳動系統(tǒng)可分為分級變速傳動和無級變速傳動。分級變速傳動是在一定范圍能均勻的、離散地分布著有限級數(shù)的轉速，主要用于普通機床。無級變速形式可以在一定范圍內連續(xù)改變轉速，以便得到滿足加工要求的最佳轉速，能在運轉中變速，便于自動變速。數(shù)控車床得主傳動系統(tǒng)通常采用無級變速。 與普通車床相比，數(shù)控車床的主傳動采用交、直主軸調速電動機 ，電動機調速范圍大，并可無級調速，使主軸結構大為簡化。為了適應不同的加工需求數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)有以下三種方式。 主軸電動機與主軸通過聯(lián)軸器直接連接，或采用內裝式主軸電動機驅動。采用直接驅動可大大簡化主軸箱結構，能有效地提高主軸剛度。這種傳動的特點是主軸轉速的變化、輸出轉矩與主軸的特性完全一致。但因主軸的功率和轉矩特性直接決定主軸電機的性能，因而這種變速傳動的應用受到一定限制。 主軸電動機經定比傳動給主軸。 定比傳動可采用帶傳動或齒輪傳動，這種傳動方式在一定程度上能滿足主 軸功率和轉矩的要求，但其變速范圍仍和電動機的調速范圍相同。 目前，交流、直流主軸電動機的恒功率轉速范圍一般只有 2恒轉矩范圍則達 100以上；許多大、中型機床的主軸要求有更寬的恒功率轉速范圍。很明顯，這種情況下主軸電動機的功率特性和機床主軸的要求不匹配 :調速電動機的恒功率范圍遠小于主軸要求的恒功率變速范圍。所以這種變速方式多用于小型或高速數(shù)控機床。 采用這種變速方式主要是為了解決主軸電動機的功率特性和機床主軸功率特性不匹配。變速多采用齒輪副來實現(xiàn)，電動機的無級變速配合變速機構可確保主 軸的功率、轉矩要求，滿足各種切削運動的轉矩輸出，特別是保證低速時的轉矩和擴大恒功率的調速范圍。 確定主軸的最高轉速和最低轉速，應該在分析所設計機床幾種典型加工方式的切削用量和參考現(xiàn)有同類型機床的技術性能的基礎上，并按照“技術上先進，經濟上合理”的原則進行。 由于通用性機床加工對象很廣，不同工序所采用的切削用量相差懸殊，而且加工零件的尺寸變換也很大，所以要合理地確定其極限轉速是一個復雜的任務，必須對有關加工工序和切削用量進行分析，在分析切削 用量的過程中，應特別注意下列幾點： 所選的切削用量不應該是個別記錄，而應該具有普遍性。 如普通車到在大多數(shù)情況下已經采用硬質合金，目前陶瓷刀具也已開始應用等情況。 應該和先進的同類機床比較，因為過大的轉速范圍不僅不能充分發(fā)揮其性能，而且還可能使結構無法實現(xiàn)。在傳動系統(tǒng)擬定好以后，驗算各主要傳動件的最大圓周速度應不超過允許值。 主軸最高和最低轉速可按下列計算： v?(其中： — 主軸最高、最低轉速（ m/ — 典型工序的最大、最小切削速度（ m/ 、 — 最 大、最小計算直徑。 定傳動公比 ? 根據(jù)《機械制造裝備設計》832為已知 ??? ∴ Z=?1 ∴ ? = )1( ?=據(jù)《機械制造裝 備設計》83準公比 ? 。這里我們取標準公比系列 ? =據(jù)《機械制造裝備設計》83得到公比為 數(shù)列： 30； 60； 75； 95； 118； 150； 190； 236； 300； 電動機的選擇 合理的確定電機功率 P，使機床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產需要 ，又不致使電機經常輕載而降低功率因素。 現(xiàn)在以常見的中碳鋼為工件材料，取 45 號鋼，正火處理，車削外圓，表面粗糙度用車刀具，可轉位外圓車刀，刀桿尺寸： 1625具幾何參數(shù)：0?=15o ，0?=6o ， r? =75o ， r?? =15o ， ? =0o ，01?= 現(xiàn)以確定粗車是的 切削用量為設計： ① 確定背吃刀量f，根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》 444P 表 8 ② 確定切削速度，參《切削加工簡明實用手冊》448 機床功率的計算， 主切削力的計算 根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》449切削力的計算公式及有關參數(shù)： ? 220? 4? ? N） 切削功率的計算 cP= 310?=2× 310? = 取機床的效率為 )( ?? ?根據(jù)《機械設計課程設計手 冊》1672Y 系列（ 動機的技術數(shù)據(jù) ,動機為一般用途全封閉自扇冷式籠型異步電動機，具有防塵埃、鐵屑或其他雜物侵入電動機內部的特點， B 級絕緣，工業(yè)環(huán)境溫度不超過 +40℃，相對濕度不超過 95%，海拔高度不超過 1000m，額定電壓380V，頻率 50用于無特殊要求的機械上，如機床，泵，風機，攪拌機，運輸機，農業(yè)機械等。 根據(jù)以上要求， 由于要使電機轉速 主軸最高轉速相近或相宜，以免采用過大的升速或過小的降速傳動。 所以初步定電機為： 機轉速970r/ 16= 822234631 ????根據(jù)主變速傳動系設計的一般原則，從電動機到主軸主要為降速傳動，若使傳動副較多的傳動組放在較接近電動機處可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材料，也就是滿足傳動副前多后少的原則，因此取 22312 ??? 方案。在降速傳動中，防止齒 輪直徑過大而使徑向尺寸常限制最小傳動比41i；在升速時為防止產生過大的噪音和震動常限制最大轉速比 2i。在主傳動鏈任一傳動組的最大變速范圍 ? ? 10~8m a xm a x ?? 根據(jù)結構式，從而確定結構網如下： 檢查傳動組的變速范圍時，只檢查 62 擴大組： ? ?1222 ???? 其中 ， 62 ?X ， 22 ?P 所以 10~????R ，合適。 制轉速圖 在降速傳動中，防止齒輪直徑過大而使徑向尺寸常限制最小傳動比41i，現(xiàn)取最后的變速組的最小降速傳動比為 1/4；查表，可得 ? 。根據(jù)降速前慢 后快的原則，決定其余變速組的最小降速傳動比，變速組 ；變速組 ；變速組 由 5 z = 16確定各級轉速： （ r ） 60； 75； 95；118； 150； 190； 236； 300； 375； 469； 586； 733 繪制的轉速圖如下： 4 確定各變速組傳動副的齒數(shù) 速組 a: 變速組 個傳動副，其傳動比分別為： 2321 ,,1 ??? 后兩個傳動比小于 1，取其倒數(shù)，按 u=1，查出符合三個傳動比的齒數(shù)和 別有： 11? ?? 62、 64、 66、 68、 70、 72、 74?? ?? 63、 65、 66、 68、 70、 72、 74?? ?? 62、 65、 67、 70、 72、 73?? 符合的有 70， 72，可取 ?0,于是可得軸Ⅰ齒輪齒數(shù)分別為： 35、 31、 27。 于是 35/351 ?39/312 ?43/273 ?的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為： 35、 39、 43。 速組 b: 變速組 個傳動副，其傳動比分別為： 321 ,1 ?? bb 后一個傳動比小于 1，取其倒數(shù)，按 u=1， 2查表 3出符合兩個傳動比的齒數(shù)和 別有： 11? ?? 72、 74、 76、 78、 80、 82、 84、 86?? 22 ? ?? 72、 75、 78、 81、 84、 86、 87?? 符合的有 72， 78， 84， 86，可取 ?8,于是可得軸Ⅱ齒輪齒數(shù)分別為： 39，26。 于是 39/391 ?52/262 ?的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為： 39、 52。 速組 c: 變速組 個傳動副，其傳動比分別為： 521 ,? cc 后一個傳動比小于 1，取其倒數(shù)，按 u=查出符合兩個傳動比的齒數(shù)和 別有： ?? 81、 82、 83、 84、 86、 88、 91、?? ?? 83、 84、 87、 88、 91、 92?? 符合的有 84， 88、 91，可取 ?4,于是可得軸Ⅲ齒輪齒數(shù)分別為： 47、20。 于是 37/471 ?64/202 ?的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為： 37、 64。 算得各齒輪的參數(shù)如下： (齒數(shù) 模數(shù) 分度圓直徑 齒根高 齒 頂高 齒根圓直徑 齒頂圓直徑 中心距 1z 35 3 105 11 105 2z 35 105 11 3z 31 93 9 4z 39 117 23 5z 27 81 7 6z 43 129 35 7z 39 3 117 23 117 8z 39 117 23 9z 26 78 8 10z 52 156 66 11z 47 4 188 175 196 168 12z 37 148 138 156 13z 20 80 5 4 70 88 14z 64 256 246 264 5 繪制傳動系統(tǒng)圖 擬定傳動系統(tǒng)的原則是：在保證機床的運動和使用要求的前提下，運動傳動鏈要盡可能的短而簡單；傳動效率高以及操作簡單方便 。首先要考慮某些結構方面的問題，考慮結構能否實現(xiàn)：如小齒輪的齒根圓是否大于軸的直徑，大齒輪的頂圓是否會碰及相鄰軸等；其次因考慮結構是否合理，如布置是否緊湊，操縱是否方便等。 根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動機等已知條件可繪制出如下系統(tǒng)圖： 帶傳動是由帶和帶 輪組成傳遞運動和動力的傳動。根據(jù)工作原理可分為兩類：摩擦帶傳動和嚙合帶傳動。摩擦帶傳動是機床主要傳動方式之一，常見的有平帶傳動和 合傳動只有同步帶一種。 普通 結構為：承載層為繩芯或膠簾布，楔角為 40° 、相對高度進似為 形截面環(huán)行帶。其特點為：當量摩擦系數(shù)大，工作面與輪槽粘附著好，允許包角小、傳動比大、預緊力小。繩芯結構帶體較柔軟，曲撓疲勞性好。其應用于：帶速 V＜ 25～ 30m/s;傳動功率 P＜ 700動比i≤ 10軸間距小的傳動。 一．主要失效形式 1．帶在帶輪上打滑，不能傳遞動力； 2．帶由于疲勞產生脫層、撕裂和拉斷； 3．帶的工作面磨損。 保證帶在工作中不打滑的前提下能傳遞最大功率，并具有一定的疲勞強度和使用壽命是 是靠摩擦傳動的其它帶傳動設計的主要依據(jù)。 電動機轉速 n=970r/遞功率 P=動比 i=970/600=班制，一天運轉 16 小時，工作年數(shù) 10年。 1． 確定計算功率 取 ? 2 5 K ???2．選取 V 帶型 根據(jù)小帶輪的轉速和計算功率，選 3．確定帶輪直徑 查表，小帶輪最小基準直徑 251 ,取 401 ? ，則 大帶輪的直徑為 61 4 ???? 。取標準值 242? 4．計算帶的速度 驗算帶速度100060 11?? 其中 1n r/ 1d ]25,5[/?? ??? 符合要求。 5．初定帶傳動的中心距 設中心距為0a,則 0． 55（ 21 ） ? a? 2（ 21 ） 于是 a? 728, 初取中心距為 ?0 6．計算帶的基準長度 帶長02122100 4)()(22 ???? ? 7 54 0 04 )1 4 02 2 4()2 2 41 4 0( 022 ?? ???????查表取相近的基準長度400?。 7．計算帶傳動的實際中心距 帶傳動實際中心距 d 0 ???????8．驗算小帶輪的包角 一般小帶輪的包角不應小于 ?120 。 ????21?????????? 符合要求。 9．確定 V 帶的根數(shù) Ld ( 00 ??? 其中： 0p?- 1?i 時傳遞功率的增量； ? ，查得的包角系數(shù)； 長度系數(shù)； 為避免 制根數(shù)不大于 10。 ????=4根 10．計算帶的張 緊力0 0 0 d ?????其中： m/s； kg/m；取 q=m。 v = s。 0 ????????11．計算作用在軸上的壓軸力 9 1 i i 0 ???????? 算主軸轉速誤差 轉速誤差： %1(10%100)( , ????? ?標標n ,n 為主軸的實際轉速。?????21,m i n/ ?????? %?? ，合格 同理 ， %?? ，合格 %3m i n ,/ ???? 合格 %i n ,/ ???? 合格 %7m i n ,/ ???? 合格 %7m i n ,/ ???? 合格 %i n ,/ ???? 合格 %i n ,/ ???? 合格 %i n ,/ ???? 合格 % 8 1 1 8m i n ,/ 8'10 ???? 合格 %i n ,/1 ???? 合格 % 0 1 9 1m i n ,/ 1'12 ???? 合格 % 6 2 3 1m i n ,/ 1'13 ???? 合格 %i n ,/4 ???? 合格 %i n ,/5 ???? 合格 % 5 4 7 2m i n ,/ 2'16 ???? 合格 動軸直徑的確定 1）各軸計算轉速 主軸的計算轉速 m 15 13/1613m i n ???? ??? 取 ， Ⅳ軸的計算轉速： 75r/軸的計算轉速 :190r/軸的計算轉速： 375r/軸的計算轉速： 600r/ 齒輪 1Z 2Z 3Z 4Z 5Z 6Z 7Z 8Z 9Z 計算轉速 600 600 600 475 600 375 375 375 375 r/輪 10Z 11Z 12Z 13Z 14Z 計算轉速 190 190 236 236 75 r/一般按扭轉剛度初算傳動軸直徑： 4 ][?? ，其中 軸軸傳遞的功率； ][? 為該軸每米長度允許扭轉角 查機械設計手冊，各傳動的效率分別為： 帶傳動： ? ，齒輪傳動 ? ，軸承 ?1）Ⅰ軸的直徑： m i n/6 0 0, ???? ， ][? =m 0 ??? ，取 d=35）Ⅱ軸的直徑 m i n/375,2 ????? ][? =m 5 ??? ,取 d=40）Ⅲ軸的直徑： m i n/190,32 ????? , ][? =m 0 ??? ,取 d=45）Ⅳ軸的直徑： m i n/75,43 ????? , ][? = ??? ,取 d=55)主軸的直徑： m i n/ 5 ????? 由主軸所傳遞的功率查表，取主軸前軸頸的直徑 001 ? ，主軸后軸頸的直徑 12 )? ，取 2 =80軸孔徑 d 取主軸平均直徑的55%取 d=50 按下列公式初定模數(shù)： 332式中： n 該齒輪的計算轉速 取齒數(shù)最少的齒輪計算。 Z=19 則 3 ?????? 初選齒輪模數(shù) m=4 設計與驗算 輪強度計算和模數(shù)的選定 a： 按變速組內最小齒輪 43,2765 ?? 兩齒輪選用 45 鋼，調質處理，齒面硬度 217—— 2558 級精度。按接觸疲勞強度設計：3 21 )][(12 ??? 其中 : 1）小齒輪傳遞功率的轉矩： 85600 61 ?????2）載荷系數(shù) K=）齒寬系數(shù) 5.0?d?； 4）彈性系數(shù) 5）齒數(shù)比 u=5=)節(jié)點區(qū)域系數(shù) Z 7)重合度 31271( 11(1 ??????? Z??查表，取重合度系數(shù) 用接觸應力Z ?? ??由圖表查得接觸疲勞極限應力 =570 ??????????h 查表得，壽命系數(shù) ,? Z。取安全系數(shù) l i m ????? ??3 21 )][(12 ??? =齒輪模數(shù) m 31?? 校核齒根彎曲疲勞強度m [11 ?? ? ?????其中： 1） K=1T =1d =27*3=81,b= ??? 取b=40）齒形系數(shù) 1 ?? Y 3)應力修正系數(shù) ? 合度系數(shù)?Y=）許用彎曲應力 Y?? ??查表 =220命系數(shù)全系數(shù) Y?? ??=176m [ 3 4 8 ? ? ????????????? [?? ?????符合要求 b： 按變速組內最小齒輪 52,26109 ?? 兩齒輪選用 45 鋼，調質 面硬度 40—— 508級精度。按接觸疲勞強度設計：3 21 )][(12 ??? 其中 : 1）小齒輪傳遞功率的轉矩： 29375 61 ?????2）載荷系數(shù) K=）齒寬系數(shù) 5.0?d?； 4）彈性系數(shù) 5）齒數(shù)比 u=9=2 6)節(jié)點區(qū)域系數(shù) Z 7)重合度 21261( 11(1 ??????? Z??查表，取重合度系數(shù) 用接觸應力Z ?? ??由圖表查得接觸疲勞極限應力 =1100 ??????????h 查表得，壽命系數(shù) ,? Z。取安全系數(shù) M P 2 1 1 0 l i m ????? ??3 21 )][(12 ??? =齒輪模數(shù) m 取 m=3 校核齒根彎曲疲勞強度m [11 ?? ? ?????其中： 1 ） K=1T =1d =26*3=78,b= ??? dd?）齒形系數(shù) 1 ?? Y 3)應力修正系數(shù) ? 合度系數(shù)?Y= 5）許用彎曲應力 Y?? ??查表 =320命系數(shù)全系數(shù) Y?? ??=256m [1 5 6 2 2 ? ? ????????????? [1 4 7112212 ??? ?????符合要求 c： 按變速組內最 小齒輪 64,201413 ?? 兩齒輪選用 45 鋼，調質 面硬度 40—— 508級精度。按接觸疲勞強度設計：3 21 )][(12 ??? 其中 : 1）小齒輪傳遞功率的轉矩： 27236 61 ?????2）載荷系數(shù) K=）齒寬系數(shù) 5.0?d?； 4）彈性系數(shù) 5）齒數(shù)比 u=13=)節(jié)點區(qū)域系數(shù) Z 7)重合度 41201( 11(1 ??????? Z??查表，取重合度系數(shù) 用接觸應力Z ?? ?? 由圖表查得接觸疲勞極限應力 =1100 ??????????h 查表得，壽命系數(shù) ,? Z。取安全系數(shù) 2 3 1 0 l i m ????? ??3 21 )][(12 ??? =齒輪模數(shù) m 取 m=4 校核齒根彎曲疲勞強度m [11 ?? ? ?????其中： 1 ） K=1T =1d =20*4=80b= ??? dd?） 齒形系數(shù) 1 ?? Y 3)應力修正系數(shù) ? 合度系數(shù)?Y=）許用彎曲應力 Y?? ??查表 =320命系數(shù)全系數(shù) Y?? ??=256m [1 8 1 5 2 ? ? ????????????? [1 7 0112212 ??? ?????符合要求 謝辭 首先我要感謝我的畢業(yè)設計指導老師對我的悉心教導，并且感謝所有給予我?guī)椭睦蠋焸?，在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的 信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，使我終身受益。 小結 是我在校期間向學校所交的最后一份綜和性作業(yè)，從老師的角度來說，指導做畢業(yè)設計是老師對學生所做的最后一次執(zhí)手訓練。其次，畢業(yè)設計的指導是老師檢驗其教學效果，改進教學方法，提高教學質量的絕好機會。 畢業(yè)的時間一天一天的臨近，畢業(yè)設計也接近了尾聲。在 不斷的努力下我的畢業(yè)設計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設計以前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的大概總結，但是真的面對畢業(yè)設計時發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯誤的。畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設計使我明白了自己原來知識太理論化了，面對單獨的課題的是感覺很茫然。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。 總之，不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負的感覺。 參考文獻 1. 馮辛安 . 機械制造裝備設計 機械工業(yè)出版社 . 2007 2. 王啟義，蔡群禮，胡寶珍 . 金屬切削機床設計 . 東北工學院出版社 . 1989 3. 黃鶴汀，俞光 . 金屬切削機床設計 . 上海科學技術文獻出版社 . 1985 4. 顧熙棠，金瑞祺，劉謹 . 金屬切削機床 . 上?？茖W技術出版社 . 1993 5. 陳鐵鳴 . 機械設計 . 哈爾濱工業(yè)大學 出版社 . 2006 6. 吳宗澤，羅圣國 . 機械設計課程設計手冊 . 高等教育出版社 . 2006 7. 減速器實用技術手冊編輯委員會編 . 《減速器實用技術手冊》北京 :機械工業(yè)出版社 , 1992 8. 機床設計手冊編寫組主編 . 《機床設計手冊》 北京 :機械工業(yè)出版社 , . 哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室編 . 《理論力學》（Ⅰ） 第六版 北京：高等教育出版社 ,10. 劉鴻文主編 .《材料力學》 (Ⅰ ) 第四版 北京：高等教育出版社 , 1. 機械設計手冊編委會主編 . 《機械設計手冊》 12. 成大先主編 .《 機械設計手冊 》 第四版第二卷 北京：化學工業(yè)出版社 ,2003.9