主轴传动系统课程设计说明书.docx

1、主轴传动系统课程设计说明书删m満4科爭履h I i i a iijii i * r ; 0.98= 3.7&W主动轮 转速n1=625r/min，最大传动比2,载荷平稳，单向回转，单班制工作，工 作期限10年，每年按300天计，原动机为电动机。解：材料、热处理方法。可选一般齿轮材料如下：小齿轮选用 45号钢，调制处理， HBi =450HBS ;大齿轮选用 45号钢，正火处理,HB2=410HBS，硬质差40HBS ,在规定的3050范围内2选择精度等级。减速器为一般齿轮传动，估计圆周速度不大于 6m s，根据参考文献【二】中的表 8-4，初选7级精度。3按齿面接触疲劳强度设计齿轮，齿轮承载能

2、力应由齿面接触疲 劳强度决定。di- ju牡dU【Ta） 载荷系数K:查参考文献【二】中表8-5，取K=1.2.b） 转矩T1 :3T| = 9550 10 Rn= 9550 103 3.76 加=4.06 1 04 （ N *mm）c） 接触疲劳许用应力L h 1 ：， - -H limH J 二 = SH由参考文献【二】的图8-12查得：匚Hlim1=950MPa Hlim 2 = 850MPa。接触疲劳寿命系数Zn :由公式N=60 n j Lh得Ni =60 885 10 300 8 =1.27 109Kl N1 1 27汉109 8N2 -二 =6.35 108I 2查参考文献【二】

3、的图8-11，得Zn1 =1 N1 N0 N = 109Zn2 二 1.05按一般可靠性要求，查参考文献【二】的表 8-8，取Sh =1.1,则查参考文献【二】中的表8-10，取屮d=0.4d1 A 76.57 田O 二1 =107.56mmduPF取 d1=108mm.e）计算圆周速度V :因v 5m s，故所取的7级精度合适。确定主要参数，计算主要几何尺寸1） 齿数：Z1 =24，Z2 =482） 模数 m : m=d/z=3 mm3） 分度圆直径：d仁 mxz=3x36=108d2=mxz=3x36=1084） 中心距 a： a=（d1+d2）/2=108mm5）齿根圆直径:= m =

4、ha 一 2c=3x(36-2-0.25x2)=100.5mmdf2=m(Z2-2h-2c)=3x(36-2-0.5)=100.5mm7)齿宽 b : b=0.3xd1=31.6 (mm) 经处理后取b2=30,取bl也为30mm.4按齿根弯曲疲劳强度校核。由参考文献【二】的式(8-5)得出匚F，若二F乞匚F 则校核合格(a) 齿形系数Yf :查参考文献【二】的表8-6得：Yf1=2.60，Yf2 = 2.27(b) 应力修正系数Ys:查参考文献【二】的表8-7得:Ys1=1.60，Ys2 = 1.75(C)许用弯曲应力匚f:8-8 查得二 Flim1=990(MPa)，- Flim2=930

5、(MPa) Y N1 Flim11 990F = 707(MPa)Sf1.4rYn2；- Flim21 930丁F= 664(MPa)Sf1.4故二 F 12KT 2 疋 1 2 疋 3 05疋 105bmZ-1YF1 S 30 32 27 260倔必儆叩盼十MPa齿根弯曲疲劳强度校核合格2、各组齿轮结构尺寸列表由于余下的齿轮计算方法都一样，不再重复叙述了，经计算列出各齿轮结构 尺寸，如下表所示：齿轮Z1=36Z1=36Z2=30 Z2=42Z3=24Z3=48Z4=42Z4=42Z5=22Z5=62Z6=30Z6=60Z7=18Z7=72模数3333333分度圆直径1089072126669

6、054108126144126186180216中心距108108108126126135135齿 宽2535253030252525352530302525五、带传动设计已知：电动机功率P =4kW，转速ni=1440r/min，传动比i=2.3，每天工作 16小时。1、确定计算功率Pc和选择带V型号（1）确定计算功率Pc由参考文献【二】的表10-4得：Ka=1.3由参考文献【二】中式（10-10）得：Pc=Ka X p=1.3x4=5.2 kw（2）选择V带型号由文献【二】的图10-9得：选用A型V带2、确定带轮基准直径，并验算带速第12页共20页(1)确定带轮基准直径由文献【二】的图10

7、-9得，推荐的小带轮基准直径为 中表10-6，考虑带轮直径大对带的工作寿命有利，取 则 d2=ixd1=2.3x100=230mm根据文献【二】的表10-6取标准值d2=250mm(2)验算带速V参照文献【二】中表10-3，取Z = 45、计算V带的预拉力和轴向压力(1)单根V带的初拉力由文献【二】中表10-1查得q =0.1kg/m，由式(10-16)得由文献【二】中式(10-17 )得a 170.8FQ=2ZFosin 2 4 133 sin 1060.6( N)2 2六、轴的设计在主轴箱的设计中，1、u、川轴为光轴，不作特殊要求，这里仅对主轴进行设 计和校核。（1）选择主轴的材料由于主轴

8、承受的扭矩较大并且是空心轴，由文献【二】中的表 11-1和表11-3 所以选用 35SiMn 调质处理，硬度 229.286HBS , p 7oMPa，-b 八口 MPa，- s = H MPa 。（2）按扭矩初算轴的直径Rii =3.4kw 齿轮效率口齿轮=.97 ，轴承效率口轴承=98 ，2P主轴=Pii 轴承齿轮二 3.4 0.98 0.97 = 3.17kw根据文献【二】中式（11-2），并查表11-2，取C=10Q则考虑有键槽并且是空心轴故取 d=65mm.3）轴的结构设计I段：d仁60mm U段：d2=64mm川段：采用圆锥滚子轴承结构， d=70mmW段：考虑轴肩取 d4=80m

9、m轴的总长丨=900.4mm（4）验算轴的疲劳强度 a）画出轴的受力简图（a）已知小齿轮 d81mm，=177.5mm，1厂 403.75mm T=9550000xP/n=757000（n m）求圆周力Ft，径向力FrM cM c12 Mc22 = -839.62 2305.72 =2453.8 N *me） 画转矩图（e）T =T川=757N *mf） 画当量弯矩图（f）转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取=.6，截面C处的当量弯矩Mec =Mc2 C T)21/2 =2453.82 (0.6 757)21/2 = 2495.48N *m校核危险截面C的强度:;=Mec/(0.1df3) =2

10、495480/(0.1 73.53) =62.85MPa 十=70MPa该轴强度足够七、轴承的选择1.I轴：一轴的前后端与箱体外壁配合，配合处传动轴的轴径是30mm同时一轴也不会承受轴向力故也选用深沟球 轴承，型号： 6205。2.轴：轴径:30mm,采用深沟球轴承，型号：6205G3.山轴：轴径:35mm,采用深沟球轴承，型号：6207G4.主轴：主轴是传动系统之中最为关键的部分，因此应该合理的选择轴承。末端轴径:90mm从主轴末端到前端依 次选择轴承为角接触球轴承， 型号： 7216c; 圆柱滚子 轴承，型号：NU216E圆锥滚子轴承，型号：30212;轴 径:60m m角接触球轴承，型号

11、：7218c。八、箱体的结构设计1 、箱体材料 箱体多采用铸造方法获得，也有用钢板焊接而成。铸造箱体常用材料为HT15-33,强度要求较高的箱体用HT20-40,只有热变形要求小的情况下才采用合 金铸铁，采用HT20-40。与床身做成一体的箱体材料应根据床身或导轨的要求而 定。箱体要进行时效处理。2 、箱体结构1 、箱体结构设计要点(1) 根据齿轮传动的中心距、齿顶圆直径、齿宽 等几何尺寸，确定减速 器的箱体的内部大小。由中心距确定箱体的长度，由齿顶圆直径确定 箱体的高度。由齿宽来确定箱体的宽度。(2)依据铸造(或焊接)箱体的结构尺寸、工艺要求，确定箱体的结构尺 寸，绘制箱体。如箱盖，箱座及螺

12、栓的尺寸。(3)根据齿轮的转速确定轴承润滑的方法与装置，选择轴承端盖的类型。(4)附件设计与选择。同时，可以进行轴系的结构设计，选择轴承和联轴箱体的尺寸名称符号尺寸关系箱座壁厚025mm箱盖壁厚6 ii2mm箱盖凸缘厚bi27箱座凸缘厚b27箱座底凸缘厚b245地脚螺钉数目n6轴承旁凸台半径RiC2外箱壁至轴承端面距 离liCi +C2 + (5 0)铸造过渡尺寸x、y见“一般标准”中的“铸造过渡斜度”齿轮顶圆与内箱壁距 离也ii.2d齿轮端面与内箱壁距 离也25箱盖、箱座肋厚mi、m2m皿范卜mh趾o.缈2、铸造工艺性要求为了便于铸造以及防止铸件冷却时产生缩孔或裂纹，箱体的结构应有良好的 铸

13、造工艺性。3、 加工工艺性对结构的要求由于生产批量和加工方法不同，对零件结构有不同要求，因此设计时要充分 注意加工工艺对结构的要求。4、 装配工艺对结构的要求为了更快更省力地装配机器，必须充分注意装配工艺对接否设计的要求。九、润滑与密封1、机床润滑（1） 普通机床主轴变速箱多用润滑油， 其中半精加工、 精加工和没有油式摩擦 离合器的机床， 采用油泵进行强制的箱内循环或箱外循环润滑效果好。 粗 加工机床多采用结构简单的飞溅润滑点。（ 2） 飞溅润滑要求贱油件的圆周速度为0.68米/秒，贱油件浸油深为1020毫米（不 大于23倍轮齿高）。速度过低或浸油深度过浅，都达不到润滑目的，速 度过高或浸油深

14、度过深， 搅油功率损失过大产生热变形大， 且油液容易气 化，影响机床的正常工作。 油的深度要足够， 以免油池底部杂质被搅上来。（ 3） 进油量的大小和方向回油要保证畅通， 进油方向要注意角接触轴承的泵油效应， 即油必须从小 端进大端出。箱体上的回油孔的直径应尽可能的大些， 一般应大于进油孔的直径。 箱体 上放置油标，一边及时检查润滑系统工作情况。（ 4） 放油孔 应在箱体适当位置上设置放油孔，放油孔应低于油池底面，以便放净油， 为了便于接油最好在放油孔处接长管。（ 5） 防止或减少机床漏油1箱体上外漏的最低位置的孔应高出油面。2轴与法兰盖的间隙要适当，通常直径方向间隙 11.5 毫米。3主轴上

15、常采用环形槽和间隙密封，效果要好，槽形的方向不能搞错。4箱盖处防漏油沟应设计成沟边向箱体油沟内侧偏一定距离，大约为 3 5毫米。2、润滑油的选择 润滑油的选择与轴承的类型、尺寸、运转条件有关，速度高选粘度低的，反之选粘度高的。润滑油粘度通常根据主轴前颈和主轴最高转速选。参考文献2刘孝民，黄卫萍主编 . 机械设计基础 . 华南理工大学出版社 .20063周开勤主编 . 机械零件手册（第五版） . 高等教育出版社 .20014聂建武主编 . 金属切削与机床 . 西安电子科技大学出版社 .20065金大鹰主编 . 机械制图 . 机械工业出版社 .20016龚溎义主编.机械设计课程设计图册 （第三版）

16、 .高等教育出版社 .1987机床主轴箱课程设计课程设计总结从入校至今经历了三次课程设计，打心底说，感悟一次比一 次深啊！俗话说得好啊，求天求地都没用，最后还得靠自己。两 周的课程设计有着很多话想说。 从开始的不知所措， 到现在的结 束。一步步似乎走得很艰辛，可是还是学到了不少东西。这次课 程设计是对大学以来所学的专业知识的一次完整的回顾和应用。 最重要的感觉是一次理论与实践的切换， 是对专业知识又一次新 的认识。说句实话，这次课程设计时间还算足够的，可是由于有 其他事情干扰， 我没有充分利用好。 记得开始的时候我一心想的 是完全由自己做， 不去走捷径。 可是两天之后我发现真的很难办 到啊！我采用了老师和以前做过同学的模版， 说明书完全是修改 数据。可是装配图我还是花了不少的心事， 借鉴了老师的模版再 加上参考文献。总体上完成了但是有的细节根本就没有做好啊！ 这也是本次设计的遗憾所在啊！通过本次课程设计的洗礼， 我真正的体会到了用制图软件制 图的乐趣所在， 以及制图软件的重要性。 以后哦还真得加把劲啊！ 以前的我认为我们学机械设计的以后跨入社会是不可能搞设计 的，只能一直在一线上奋斗。但是现在我明白了，我懂得了不是 我们不行，而是我们缺少努力。只要在这方面多下工夫，将来我 们一定能够实现自己在这方面的梦想。