铣床主轴XZ303工艺编制及工装设计Word格式文档下载.docx

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引言

机械工业是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消耗品的产业，国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低在很大程度上取决于它所采用装备的性能和质量。

所以机械工业的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。

经过建国40多年的发展，机械工业已成为我国工业中产品门类比较齐全，具有相当规模和一定技术基础的支柱产业之一。

改革开放以来，机械工业引进了大量的国外先进技术，目前这些技术已大批量投入生产，加上国内自行研究开发的结果，使机械产品的结构正向着合理化方向发展，对市场的适应能力也明显增强。

通过对引进技术的消化吸收，又计划的推进了企业的技术改造，引导企业走依靠科技进步的道路，使制造技术机械产品的性能及企业的经济效益都发生了显著的变化，我国机械工业综合技术水平有了较大幅度的提高，一批先进的生产技术在生产中得到应用和普及，约有近10%的企业进入了高技术企业的行列，60%以上的企业建立了专门的技术开发机构，此外科技体制改革不断深化，绝大多数研究院、所已进入经济建设主战场，正发挥越来越大的作用。

按照传统的专业划分，机械制造工艺学的研究范畴是零件的机械加工和装配的工艺过程。

很长时间以来，机械加工工艺最广泛采用的方法是切削加工和磨削加工，即按照一定的顺序，采用硬度比工件高的切削刀具实现机械加工。

改革开放以来，机械工业充分利用国内外的技术资源，进行技术改造，依靠科技进步，已经取得了长足的发展。

但与世界先进水平相比，我国的机械制造业的产品在功能、质量等方面还有较大的差距，产品构成落后，精度保持性差、科研开发能力较薄弱、人员技术素质还跟不上现代机械制造业飞速发展的需要。

因此，我国机械制造业必须不断增强技术力量，培养高水平的人才和提高现有人员的素质，学习和引进国外先进科学技术，使我国的机械制造工业早日赶上世界先进水平。

1.课题研究目的及意义

课题研究目的

本次设计的主要目的是通过对主轴的工艺进行研究，解决编制主轴工艺规程中的实际问题，从而编制出较为合理的工艺规程。

在通常的加工工艺中，存在着主轴精度不高，耐磨性、稳定性差，可靠性低等直接影响机床效率的问题，本次设计针对这些问题进行分析。

通过采用合理的工序，专用的夹具，刀具、量具和严格的科学分析。

在一定程度上使这些问题降到最低点或避免这些问题的发生。

2.电机选择

2.1电动机选择（倒数第三页里有东东）

2.1.1选择电动机类型

2.1.2选择电动机容量

电动机所需工作功率为：

；

工作机所需功率为：

传动装置的总效率为：

传动滚筒

滚动轴承效率

闭式齿轮传动效率

联轴器效率

代入数值得：

所需电动机功率为：

略大于即可。

选用同步转速1460r/min；

4级；

型号Y160M-4.功率为11kW

2.1.3确定电动机转速

取滚筒直径

1.分配传动比

（1）总传动比

（2）分配动装置各级传动比

取两级圆柱齿轮减速器高速级传动比

则低速级的传动比

2.1.4电机端盖组装CAD截图

图2.1.4电机端盖

2.2运动和动力参数计算

2.2.1电动机轴

2.2.2高速轴

2.2.3中间轴

2.2.4低速轴

2.2.5滚筒轴

3.齿轮计算

3.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

1>

按传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。

2>

绞车为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。

3>

材料选择。

由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。

4>

选小齿轮齿数，大齿轮齿数。

取

5初选螺旋角。

初选螺旋角

3.2按齿面接触强度设计

由《机械设计》设计计算公式（10-21）进行试算，即

3.2.1确定公式内的各计算数值

（1）试选载荷系数1。

（2）由《机械设计》第八版图10-30选取区域系数。

（3）由《机械设计》第八版图10-26查得，，则。

（4）计算小齿轮传递的转矩。

（5）由《机械设计》第八版表10-7选取齿宽系数

（6）由《机械设计》第八版表10-6查得材料的弹性影响系数

（7）由《机械设计》第八版图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；

大齿轮的接触疲劳强度极限。

13计算应力循环次数。

（9）由《机械设计》第八版图（10-19）取接触疲劳寿命系数;

。

（10）计算接触疲劳许用应力。

取失效概率为1%，安全系数S=1，由《机械设计》第八版式（10-12）得

（11）许用接触应力

3.2.2计算

（1）试算小齿轮分度圆直径

===49.56mm

（2）计算圆周速度

（3）计算齿宽及模数

==2mm

h=2.252.252=4.5mm

49.56/4.5=11.01

（4）计算纵向重合度

0.318124tan=20.73

（5）计算载荷系数K。

已知使用系数根据v=7.6m/s,7级精度，由《机械设计》第八版图10-8查得动载系数

由《机械设计》第八版表10-4查得的值与齿轮的相同，故

由《机械设计》第八版图10-13查得

由《机械设计》第八版表10-3查得.故载荷系数

11.111.41.42=2.2

（6）按实际的载荷系数校正所算得分度圆直径，由式（10-10a）得

（7）计算模数

3.3按齿根弯曲强度设计

由式（10-17）

3.3.1确定计算参数

（1）计算载荷系数。

=2.09

（2）根据纵向重合度，从《机械设计》第八版图10-28查得螺旋角影响系数

（3）计算当量齿数。

（4）查齿形系数。

由表10-5查得

（5）查取应力校正系数。

由《机械设计》第八版表10-5查得

（6）由《机械设计》第八版图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；

大齿轮的弯曲强度极限；

（7）由《机械设计》第八版图10-18取弯曲疲劳寿命系数，；

（8）计算弯曲疲劳许用应力。

取弯曲疲劳安全系数S＝1.4,由《机械设计》第八版式（10-12）得

（9）计算大、小齿轮的并加以比较。

=

由此可知大齿轮的数值大。

3.3.2设计计算

对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿面齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取2，已可满足弯曲强度。

但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度得的分度圆直径100.677mm来计算应有的齿数。

于是由

取，则取

3.4几何尺寸计算

3.4.1计算中心距

a=

将中以距圆整为141mm.

3.4.2按圆整后的中心距修正螺旋角

因值改变不多，故参数、、等不必修正。

3.4.3计算大、小齿轮的分度圆直径

3.4.4计算齿轮宽度

圆整后取.

低速级

取m=3;

由

取

圆整后取

表1高速级齿轮：

名　　称

代号

计算公式

　　　小齿轮

大齿轮

模数

m

2

压力角

20

分度圆直径

d

=227=54

=2109=218

齿顶高

齿根高

齿全高

h

齿顶圆直径

表2低速级齿轮：

3

=327=54

4.　轴的设计

4.1低速轴

4.1.1求输出轴上的功率转速和转矩

若取每级齿轮的传动的效率,则

4.1.2求作用在齿轮上的力

因已知低速级大齿轮的分度圆直径为

圆周力,径向力及轴向力的

4.1.3初步确定轴的最小直径

先按式初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质处理.根据《机械设计》第八版表15-3,取,于是得

输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径.为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号.

联轴器的计算转矩,查表考虑到转矩变化很小,故取,则:

按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,查标准GB/T5014-2003或手册,选用LX4型弹性柱销联轴器,其公称转矩为2500000.半联轴器的孔径,故取,半联轴器长度L=112mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度.

4.1.4轴的结构设计

（1）拟定轴上零件的装配方案

图4-1

（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

1）根据联轴器为了满足半联轴器的轴向定位