机械类毕业设计-铣床主轴箱设计、新型组合式选粉机总体及分级部分设计.docx

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1、江苏科技大学毕业设计论文（铳床专用主轴箱设计）中北大学课程设计任务书2010/2011学年第一学期学 院：专 业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：07020143X-43）课程设计题目： X6120型（卧升降台式）铳床主轴箱设计起迄日期：12月20日12月24日课程设计地点：机械工程与自动化学院指 导 教 师：秦慧斌讲师于大国讲师系 主 任：王彪下达任务书日期：2010年12月17日课 程设计 任务书1设计目的:通过本课程设计的训练，使学生初步掌握机床的运动设计（包括主轴箱、变速箱传动链），动力计算（包括确定电机型号，主轴、传动轴、齿轮的计算转速），以及关键零部件的强度校核，获得工程师必

2、备设计能力的初步训练。同时巩固金属切削机床课程的基本理论和基本知识。（1）运用所学的理论及实践知识，进行机床设计的初步训练，培养学生的综合设计能力；（2）掌握机床设计（主轴箱或变速箱）的方法和步骤，包括参数拟定、传动设计、零件计算、结构设计等，培养结构分析和设计的能力；（3）掌握设计的基本技能，具备查阅和运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力；（4）基本掌握设计计算、绘图和编写技术文件的能力。2 .设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：（1）机床的类型、用途及主要参数X6120 （卧升降台式）铳床，变速级数：Z=I2,主轴最高转速：ma=1800rmin,最低转速：mi

3、n=40rmin,电机功率：N=3KW,电机转速 n= 15OOrmin,公比 =1.41 o（2）工件材料：45号钢刀具材料：YT15（3）设计部件名称：主轴变速箱3 .设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等）：（1）设计任务 传动设计：根据所给定的转速范围及变速级数，绘制结构网、转速图、计算齿轮齿数; 动力计算：选择电动机型号及转速，确定传动件的计算转速、对主要零件（如皮带、齿轮、主轴、轴承等）进行计算（估算和验算）。（2）设计工作量要求: 主轴箱展开图、轴系剖视图AO号图纸1张； 主要零件工作图A3号图纸1张； 编写详实课程设计说明书一份。课程设计任务书4 .

4、主要参考文献:1曹金榜，易锡麟.机床主轴变速箱设计指导M,北京:机械工业出版社,1987.52陈易新.金属切削机床课程设计指导书M.北京:机械工业出版社987.73范云涨.金属切削机床设计简明手册M.北京:机械工业出版社,1994.74任殿阁.机床设计指导M.辽宁:辽宁科学技术出版社,1991.15翁世修.金属切削机床设计指导M.上海:上海交通大学,1987.86上海纺织工学院，哈尔滨工业大学，天津大学主编,机床设计图册M,上海:上海科学技术出版社,1979.67戴曙,金属切削机床M,北京:机械工业出版社,2001.35 .设计成果形式及要求:（1）X6120铳床主轴箱展开图、轴系剖视图A0号

5、图纸1张;（2）主要零件工作图A3号图纸1张；（3）课程设计说明书一份。2010 年12 月 20-21 日12月22日12 月 23-24 日6 .工作计划及进度:明确课程设计的目的和要求,查阅相关资料，传动方案设计结构分析与选择,计算主要部件绘制主轴箱展开图,传动件验算,绘制主要零件工作图,编制设计说明书12月25日 课程设计答辩系主任审查意见:签字：目录1.概述2 .参数的拟定13 ,传动设计14 .传动件的估算45 .动力设计106 .主轴空间位置图137 .主轴箱位置展开图148 .结构设计及说明14209 .总结1910 .参考文献L概述LI铳削专用主轴箱设计的目的课程设计是在金属

6、切削机床课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。1.2车床的规格系列和用处普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。本次设计的是普通铳床主轴变速箱。1. 3操作性能要求1）具有皮带轮卸荷装置2）主轴的变速由变速手柄，和滑移齿轮完成2 .参数的拟定2.1 公比选择已知最低

7、转速n,in=12. 5i,最高转速nma=2120rpm,变速级数Z=12,转速调整范围：j= 2120 = 169.6, Rtl = z-in 12.5%2.2 求出转速系列根据最低转速min=20rpm,最高转速nnm=1800rpm,公比=l. 26,按机床课程设计指导书（陈易新编）表5选出标准转速数列：20001250800500315200125805031.52012.52.3 主电机选择合理的确定电机功率N,使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。已知电动机的功率是5K肌 根据机床设计手册选Y100L-2,额定功率5Zw,满载转速2870

8、 %i,最大额定转距2.2。3 .传动设计3.1 主传动方案拟定拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、换向、制动、操纵等整个传动系统的确定。传动型式则指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定传动方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。传动方案有多种，传动型式更是众多，比如：传动型式上有集中传动，分离传动；扩大变速范围可用增加传动组数，也可用背轮结构、分支传动等型式；变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。此次

9、设计中，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。3.2 传动结构式、结构网的选择结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。3. 2.1确定传动组及各传动组中传动副的数目级数为Z的传动系统由若干个顺序的传动组组成，各传动组分别有乙、z2.传动副。即Z = ZZ2Z3本设计中传动级数为12。传动副中由于结构的限制以2或3为合适，本课程设选择方案：12=3X2X2； 12 = 2X3X2； 12 = 2234. 2.2传动式的拟定12级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能以及

10、一个“前多后少”的原则。故离电动机近的传动组的传动副个数最好高于后面的传动组的传动副数。主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用2o综上所述，传动式为12二3义2义2。3. 2.3结构式、结构网的拟定对于12=3X2X2传动式，有6种结构式和对应的结构网。分别为：12 = 31 232612 = 32 21 2612 = 32 26 2112 = 31 26 2312 = 34 21 2?12 = 34 29 21根据传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围（2）基本组扩大组的排列顺序，初选12 = 3x23 x26的方案。根据级比指数分配使传

11、动顺序与扩大顺序相一致，方案12=32326的结构网如下图所示：12 = 31 2, 26图1结构网3 . 2.4转速图的拟定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。电机轴2870图2转速图4 .传动件的估算4.1 三角带传动4.1.1 确定计算功率外 = KN KWN主动带轮传动的功率N =3KWK工作情况系数工作时间为二班制K=1.2故 Vj=1.23 = 3.64.1.

12、2 选择三角胶带的型号小带轮的转速：勺=2870 rpm选用B型三角胶带4.1.3 确定带轮直径&小轮直径D应满足条件：Di Omin (mm)Dlllin = 140 mm 故 O = 15()mm大轮直径。2 = 02%为大轮的转速人 = 1250rpm2X70/. 。= 150 = 344.4 355 mm 12504.1.4计算胶带速度vDn 3.141502870 ”,v = 22.5295 m/s6()0006000()4L5初定中心距A。两带轮中心距应在& =（。62）（。+A）mm故 A) = 1 义(150 + 355) = 505 mm4L6计算胶带的长度。4 = 24+g

13、(A+D2)+L4)c 3.14 (355-150)2=2 505 H505 H= 1823.7 mm4505查表12,选标准计算长度L及作为标记的三角胶带的内周长度”品=1823.7 查得 L=18004.7计算胶带的弯曲次数=1000z77vS-140S-1L带轮的个数m=21000 222.53180025.0340次/S符合要求4.1.8 计算实际中心距A(mm)(1 + Jq - 8(/), _ )4.1.9 定小带轮的包角80。一甘 x”20。0205180y/colx 180= 156.2,492.92 3.144.1.10 确定三角胶带的根数ZN.Z = NS (4+)K,及储

14、（包角系数）查机械设计表8.8 （=0.93Kl （长度系数）查表8-2 Kl =0.95玲（单根V带基本额定功率）8-5a小带轮节圆直径140庶二3.85(8-5b)传动比 i=L15P=0.89匕（计算功率）Pca = KP储（工作情况系数）Ka=1.23.60.86 故 Z=2 根可得4,=L23 = 36(385 +0.89) 0.93 0.954.1.11 作用在支撑轴上的径向力为。Q = 2SZsi 吟So (胶带初拉力)50 =200故 Q= 2200lsin = 195.74.2 传动轴的估算传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度的要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不失是主要矛盾，除了载荷很大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求保证轴在载荷下不至发生过大的变形。因此，必须保证传