牛头刨床机械传动系统方案设计说明书.docx

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牛头刨床机械传动系统方案设计说明书

第一章设计任务……………………………………………………………2页

第二章整体设计……………………………………………………………5页

肯定传动方案……………………………………………………5页

刨床选择适合的电机类型……………………………………6页

V带设计……………………………………………9页

齿轮1设计……………………………………………12页

齿轮2设计…………………………………………………16页

轴I设计…………………………………………………20页

轴I的受力分析……………………………………………21页

轴II设计…………………………………………………25页

轴III设计………………………………………………31页

轴III的受力分析……………………………………………33页

轴承寿命计算……………………………………………38页

键的选择和校核………………………………………40页

联轴器及润滑、密封方式的选择和设计………………42页

减速器箱体相关尺寸的设计…………………………………43页

第三章个人总结………………………………………………………45页

参考文献………………………………………………………47页

第一章设计任务设计结果

、课程设计题目：

牛头刨床机械传动系统方案设计

、工作原理：

牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工作的

平面切削加工的机床。

如图1为其参考示用意。

电动机通过减速传动装置

（皮带和齿轮传动）带动执行机构（导杆机构和凸轮机构）完成刨刀的往

复运动和间歇移动。

刨床工作时，刨头6由曲柄2带动右行，刨刀进行切

削，称为工作行程。

在切削行程H中，前后各有一段的空刀距离，

工作阻力F为常数；刨刀左行时，即为空回行程，此行程无工作阻力。

在

刨刀空回行程时，由摆动从动件盘形凸轮机构通过四杆机构带动棘轮机构

，棘轮机构带动螺旋机构使工作台连同工件在垂直纸面方向上做一次进给

运动，以便刨刀继续切削。

图1

设计结果

、设计要求：

电动机轴与曲柄轴2平行或垂直，刨刀刀刃E点与铰链点C的垂直距离为

50mm，水平距离为。

利用寿命10年，每日一班制工作，载荷有轻微冲

击。

允许曲柄2转速误差为±5%。

要求导杆机构的最大压力角应为最小值；

凸轮机构的最大压力角应为许用值[a]之内，摆动从动件9的升，回程运动

规律均为等加速等减速运动，其他参数见设计数据。

电机同步转速为1500

r/min，执行机构的传动效率按0995计算，系统有过载保护。

按小批量生

产规模设计。

、设计数据：

导杆机构运动分析

转速n2

机架lo2o4

工作行程H

行程速比系数K

连杆与导杆之lBC/lO4B

48

380

310

导杆机构动态静力分析

工作阻力Fmax（N）

导杆质量m4（kg）

滑块6质量

m6（kg）

导杆4转动惯量Js4（kgm^2）

45

20

70

凸轮机构设计

从动件最大摆角ψmax

从动件杆长lO9D

许用压力角［α］

推程运动角δo

远休止角δs

回程运动角δo’

15°

125

40°

75°

10°

75°

、设计内容：

1、设计题目（包括设计条件和要求）；

二、按照电机转速和主轴转速的比值，选择传动机构并比较，肯定传动系统方案；

3、电动机类型和功率的选择；

4、肯定总传动比、分派各级传动比；

五、计算传动装置的运动和动力参数；

六、传动零件（带传动及齿轮传动（或蜗杆传动）设计计算；

7、传动轴的结构设计及校核；

八、转动轴承的选择和寿命计算；

九、键连接的选择和校核计算；

10、联轴器的选择计算；

1一、润滑剂及润滑方式、密封装置的选择；

1二、减速器箱体的结构和主要尺寸设计；

13、运用运算机软件设计及画图；

14、列出主要参考资料并编号；

1五、设计的心得体会和收获。

、设计工作量：

、整个刨床运动方案简图，运动循环图一张（A3），建议采用三维软件绘制（如proe等）

设计结果

二、传动轴零件图1张；传动零件1张，均要求运算机采用A3图纸出图，图纸

格式为留装订边，题目栏、明细栏参考机械设计手册国标规定；

3、设计说明书一份（应包括设计主要内容，在说明书中列出必要的计算公式、

设计计算的全数进程。

），可打印，封面格式见《机械设计课程设计指导书》；

4、以组为单位进行答辩，答辩要求制作PPT。

、设计时刻：

16周-17周

第二章整体设计肯定传动方案设计结果

传动方案图解如下：

刨床选择适合的电机类型：

设计结果

依照工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，同步转速

1500r/min,执行机构的传动效率按计算，系统有过载保护。

«SkipRecordIf...»

1.按照要求取步转速n同=1500r/min

2.按照扭头刨床设计数据知有效工作行程H=m

3.工作机有效功率为

P«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»=（w）（减速后输出效率）

4.所以电机所需要的工作效率为：

P入=«SkipRecordIf...»

=«SkipRecordIf...»=1206（w）

（其中«SkipRecordIf...»别离是：

V带轮、齿轮、轴承、

联轴器传动的传动效率及总的传动效率）

5.为增加电机的应对突变载荷的性能，需要提升它的工作效率，即：

Ped=入=«SkipRecordIf...»1206=（w）

按照以上的计算结果查询机械设计课程指导书，

选取型号为Y90L—4，其P额=KW，n满=1400r/min的电机。

电机型号Y90L—4

6.计算传动装置的总传动«SkipRecordIf...»比并分派传动比：

总传动比«SkipRecordIf...»为«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»

设计结果

轮1的传动比i2=

齿轮2的传动比i3=

由于n出=«SkipRecordIf...»，可推出带传动的传动比i1

i1=«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»=

7.计算传动装置各轴的转速：

轴Ⅰn1=1400r/min

轴Ⅱn2=«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»=（r/min）

轴Ⅲn3=«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»=（r/min）

轴Ⅳn4=«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»=（r/min）

8.各轴输入的功率

轴ⅠP1=P入=kw

轴ⅡP2=P入«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»带=×=（kw）

轴ⅢP3=P2«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»齿1«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»轴承=××=（kw）

轴ⅣP4=P3«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»齿2«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»轴承=××=（kw）

联轴器输入功率P5=P4«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»轴承=×=（kw）

9.各轴输入的转矩

电动机轴的输出转矩Td为

设计结果

Td=×10«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»=×10«SkipRecordIf...»×«SkipRecordIf...»=（N·mm）

轴ⅠT1=Td=N·mm

轴ⅡT2=T1«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»i1=××=（N·mm）

轴ⅢT3=T2«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»齿1«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»轴承«SkipRecordIf...»i2

=×××=（N·mm）

轴ⅣT4=T3«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»齿2«SkipRecordIf...»«SkipRecordIf...»轴承«SkipRecordIf...»i3

=×××==（N·mm）

将上述计算汇总于下表，以备查用：

轴名

功率P/KW

转矩T/（N·mm）

转速n/（r/min）

传动比i

效率η

电机轴

×10«SkipRecordIf...»

1400

1

1

轴

×10«SkipRecordIf...»

1400

轴

×10«SkipRecordIf...»

轴

×10«SkipRecordIf...»

输出轴

×10«SkipRecordIf...»

V带设计设计结果

1.肯定计算功率Pca

查表得工作情形系数KA=，故Pca=KAP=×=（kw）

2.选择V带的带型

按照PCA、n1由图选择Z型。

Z型

3.肯定带轮的基准直径dd并验算带速v

1）初选小带轮的基准直径dd1。

由表8—6和表8—8,可得取小带轮的基

准直径dd1=71mmdd1=71mm

2）验算带速v。

V=«SkipRecordIf...»=«SkipRecordIf...»=（m/s）

因为5m/s

3）计算大带轮的基准直径。

.dd2=i·dd1=×71=（mm）

按照表可知圆整为dd2=224mmdd2=224mm

4.肯定V带的中心距a和基准长度Ld

1）计算V带的中心距a

（d«SkipRecordIf...»+d«SkipRecordIf...»）≤a«SkipRecordIf...»≤2（d«SkipRecordIf...»+d«SkipRecordIf...»）

（71+224）≤a«SkipRecordIf...»≤2（71+224）

≤a«SkipRecordIf...»≤590

初定中心距a0=400mm.

2）由式计算带所需的基准长度

Ld0=2a0+«SkipRecordIf...»（dd1+dd2）+«SkipRecordIf...»

=｛2×400+«SkipRecordIf...»×295+«SkipRecordIf...»｝=1278（mm）

设计结果

由表8-2选带的基准长度Ld=1250mm.Ld=1250mm

3）按式计算实际中心距a0

a=a0+«SkipRecordIf...»=（400+14）=414（mm）

5.验算小带轮上的包角α

α=180°-（dd2-dd1）«SkipRecordIf...»=180°-153*«SkipRecordIf...»=°≥90°a=°

6.计算带的根数z

1）计