[工學]最大加工直徑為400mm的普通車床的主軸箱部件設計_沈陽航空工業學院(已修改)

　

【正文】 最大加工直徑為400mm的普通車床的主軸箱部件設計系名： 機電工程學院 專業班級： 學生姓名學號指導老師指導老師職稱年 月 第一章緒論第2章 傳動方案的擬定及說明 主軸級數的擬定 變速結構的設計主電機功率——動力參數的確定 確定變速組及各變速組中變速副的數目 結構網的擬定 確定各變速組變速副齒數1）確定齒輪齒數 結構設計的內容、技術要求和方案第4章 傳動件的設計 帶輪的設計 區別看看 機設p163 傳動軸的直徑估算 確定各軸轉速 確定各軸轉速 齒輪的布置 (好好查查機械設計手冊) 齒寬的確定 帶輪結構設計 各軸軸承的選用 摩擦離合器上扭矩的計算3 計算軸向壓力Q第5章 主軸組件的設計 主軸的基本尺寸確定 外徑尺寸D 主軸孔徑d 主軸懸伸量a 支撐跨距L 主軸最佳跨距的確定 主軸的驗算 主軸組件彎曲剛度的驗算 主軸組件扭轉剛度的驗算 主軸軸承壽命的驗算7）主軸材料與熱處理6）頭部尺寸的選擇 第6章 箱體與潤滑的設計 箱體的設計 潤滑與密封 其他目錄第一章車床參數的擬定車床主參數和基本參數運動設計傳動結構式、結構網的學選擇確定第2章 傳動方案的擬定及說明普通機床的規格和類型有系列型號作為設計時應該遵照的基礎。因此，對這些基本知識和數據作些簡要介紹。本次設計的是普通型車床主軸變速箱。主要用于加工回轉體。最大加工直徑(mm)最高轉速( )最低轉速( )電機功率P（kW）公比4002000 454 車床的主參數（規格尺寸）和基本參數表1）具有皮帶輪卸荷裝置2）手動操縱雙向片式摩擦離合器實現主軸的正反轉及停止運動要求3）主軸的變速由變速手柄完成 變速結構的設計變速方案有多種，變速型式更是眾多，比如：變速型式上有集中變速，分離變速；擴大變速范圍可用增加變速組數，也可采用背輪結構、分支變速等型式；變速箱上既可用多速電機，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。顯然，可能的方案有很多，優化的方案也因條件而異。此次設計中，我們采用分離變速型式的主軸變速箱。 主軸級數的擬定由設計任務已知：機床主軸極限轉速為： 公比： 考慮到設計的結構復雜程度要適中，故采用常規的擴大傳動分級變速，并選取級數z=12,設其轉速公比為。則由式： （1） 現以= ：得： Z=12因為：查表（機制）表24，首先找到45，然后每跳過5個數取一個數，：4690、12180、250、35500、71000、1400、2000共12級轉速。綜合上述可得：主傳動部件的運動參數 =2000 =45 Z=12 =主電機功率——動力參數的確定合理地確定電機功率N，使機床既能充分發揮其性能，滿足生產需要，又不致使電機經常輕載而降低功率因素。選擇電動機的原則有兩點：①考慮電動機的主要性能（啟動、超載及調速等）、額定功率大小、額定轉速及結構型式等方面要滿足生產機械的要求。②在以上前提下優先選用結構簡單、運行可靠、維護方便又價格合理的電動機。中型普通車床典型重切削條件下的用量刀具材料：硬質合金YT15（采用車刀具，可轉位外圓車刀）刀桿尺寸：16mm25mm =刀具幾何參數：=10，=10，=75， =。工件材料：鋼鐵材料（取熱軋45號鋼）切削方式：車削外圓 表面粗糙度：=查表可知(切削用量參考表、硬質合金外圓車刀切削速度參考值表)：背吃刀量ap=4mm 進給量f(s)=()功率估算法用的計算公式機床功率的計算，主切削力的計算 主切削力的計算公式及有關參數： = =1620（N）切削功率的計算 ===（kW）依照一般情況，取機床變速效率=.==(kW)根據《機械設計師手冊》Y系列（IP44）封閉式三相異步電動機技術數據表，該系列電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，工業環境溫度不超過+40℃，相對濕度不超過95%，海拔高度不超過1000m，額定電壓380V，頻率50Hz。適用于無特殊要求的機械上，如機床，泵，風機，攪拌機，運輸機，農業機械等。我們選取Y112M4型三相異步電動機，額定功4kW,滿載轉速1440，品質47kg。 確定變速組及各變速組中變速副的數目級數為Z的主變速系統由若干個順序的變速組組成，各變速組分別有、……個變速副。即 變速副中由于結構的限制以2或3為合適，即變速級數Z應為2和3的因子： ，實現12級主軸轉速變化的傳動系統可以寫成多種傳動副的組合:1) 12=34 2) 12=433) 12=322 4) 12=2325) 12=22312級轉速變速系統的變速組，選擇變速組安排方式時，考慮到機床主軸變速箱的具體結構、裝置和性能，應該遵守以下四個原則：（1）傳動副前多后少原則（2）傳動順序與擴大順序相一致的原則（3）變速組的降速要前快后慢，中間軸的轉速不宜超過電動機的轉速（4）轉速圖中傳動比的分配以上原則，還需根據具體情況加以靈活運用。分析：1） 和方案2)可省掉一根軸。但有一個傳動組有四個傳動副。若用一個四聯滑移齒輪，則將大大增加其軸向尺寸；若用兩個雙聯滑移齒輪，則操縱機構必須互鎖以防止兩個滑移齒輪同時嚙合。將使得結構比較復雜。故在此不予采用。2） 按照傳動副“前多后少”的原則選擇Z=322這一方案，但主軸換向采用雙向片式摩擦離合器結構，致使Ⅰ軸的軸向尺寸過大，所以此方案不宜采用，加之主軸對加工精度、表面粗超度的影響最大。因此在主軸的傳動副不宜太多，故方案5）亦不采用。而應先擇12=232。3）方案4，因為I軸上裝有雙向摩擦片式離合器M，軸向尺寸較長，為使結構緊湊第一變速組采用了雙聯齒輪，而不是按照前多后少的原則，采用三個傳動副。設計車床主變速傳動系時，為避免從動齒輪尺寸過大而增加箱體的徑向尺寸，一般限制降速最小傳動比 ；為避免擴大傳動誤差，減少振動噪聲，一般限制直齒圓柱齒輪最大升速比。斜齒圓柱齒輪傳動較平穩，可取。因此在主變速鏈任一變速組的最大變速范圍。在設計時必須保證中間變速軸的變速范圍最小。綜上所述：方案采用12=2x3x2 結構網的擬定 由上選擇的結構式12=233126 ,畫其結構圖如下： 結構式的擬定（1） 選擇Y112M4型三相異步電動機。（2） 分配總降速變速比總降速變速比（3）主軸轉速45r/min、z = 12 4690、12180、250、35500、71000、1400、2000共12級轉速在五根軸中，除去電動機軸，其余四軸按變速順序依次設為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（主軸）。Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ軸之間的變速組分別設為a、b、c。現由Ⅳ（主軸）開始，確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的轉速：1先來確定Ⅲ軸的轉速變速組c 的變速范圍為，結合結構式，Ⅲ軸的轉速只有一種可能：，7500、35250、180、125 r/min。2確定軸Ⅱ的轉速變速組b的級比指數為1，決定其余變速組的最小傳動比根據“前慢后快”的原則。