机床设计说明书--陈攀 - 图文 

机械制造设计专业课程设计

立式钻床主轴箱设计

说明书

姓名： 陈攀

班级： 2011级机械卓越 学号： 201100160228 指导老师： 邹斌

2014年12月17日

目录

绪论................................................................................................................................. 3 1.原始要求及参数 ............................................................................................................ 3

1.1设计要求 ............................................................................................................. 3 1.2 生产要求 ............................................................................................................ 3 2主轴箱参数设计 ............................................................................................................ 4 3.传动设计 ....................................................................................................................... 4

3.1 主传动方案拟定 .................................................................................................. 4

3.2 传动式的拟定 ..................................................................................................... 4 3.3 各齿轮参数齿数 .................................................................................................. 5 3.3 转速图和传动系统简图 ....................................................................................... 6 3.4 选取电机 ............................................................................................................ 7 4. V带计算.................................................................................................................... 7 5.传动轴的估算和验算 ..................................................................................................... 9

5.1确定各轴转速 .................................................................................................... 10

5.2 计算各传动轴传递的功率 ...................................................................................11 6.各传动组齿轮模数的计算和校核 .................................................................................. 12

6.1 模数的确定 ....................................................................................................... 12 6.2 模数的校核 ....................................................................................................... 13 7.齿轮参数总结 .............................................................................................................. 16 8.齿轮强度的校核 .......................................................................................................... 17

8.1 齿轮强度的校核 ................................................................................................ 17 8.2轴的校核 ........................................................................................................... 22 8.2.1轴的受力分析.................................................................................................. 22

8.2.2轴上力的计算.................................................................................................. 22 9. 轴承的选择与校核 ..................................................................................................... 25

9.1轴承的选择 ........................................................................................................ 25 9. 2轴承的校核 ....................................................................................................... 26 10. 其他零件的选择 ....................................................................................................... 27

10.1减速器润滑方式，润滑油牌号及密封方式的选择 .............................................. 27 10.2 键的选择......................................................................................................... 28 10.3密封方式的选择 ............................................................................................... 28 11 结构设计及说明 ........................................................................................................ 28

11.1 齿轮结构设计 .................................................................................................. 28

11.2 带轮结构设计 .................................................................................................. 28 11.3 Ⅰ轴（输入轴）的设计 .................................................................................... 28 11.4 齿轮块设计 ..................................................................................................... 29 11.5 齿轮其他问题 .................................................................................................. 30 11.6 传动轴的设计 .................................................................................................. 30 11.7 主轴组件设计 .................................................................................................. 31 参考文献........................................................................................................................ 35

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绪论

我们设计的变速主轴箱运用于专用钻床上，主要加工厂家产品——变速箱壳体。该主轴箱拥有三级变速，提供主轴加工的十二级速度。文章主要说明了机床传动系统的设计、机床主轴部分等的设计。设计为实现主运动的传动工作，使它具有一定的转速和一定的变速范围，以便采用加工不同的孔、不同刀具和不同的零件，并方便地实现运动的开停、变速和制动。

1.原始要求及参数

1.1设计要求

工序号 40 工序名称 加工余量 （mm) 5 6.5 4 10 6 8 10 10 10 5 背吃刀量 (mm) 2.5 3.25 2 5 3 4 5 5 5 2.5 进给量 (mm/r) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 切削速度 (m/min) 30 30 30 6.9 30 30 30 30 30 30 15 30 800 500 125 1000 主轴转速n(r/min) 1000/800 1000 800 钻上表面孔 攻丝 110 钻M5半螺纹孔、攻丝 钻φ16、φ18 120 扩φ16 扩φ18 130 钻吊耳的φ20、钻φ10孔 180 扩吊耳的φ20 铰φ16、φ18孔 200 钻三个法兰面和k向凸台上螺纹孔和φ5孔 230 锪φ26槽 钻M16螺纹孔 攻丝 26 14 13 7 0.15 0.2 40 30 6.9 400 800 1.2 生产要求

本机床主要生产对象为变速箱箱体，年产量5000件，中批量生产。 本机床工作寿命为10年，每年工作300天，两班制。

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2主轴箱参数设计

【1】机床：钻床， 【2】转速级数：12级 【3】传动比： 1.26

【4】转速范围：主轴最小转速100 r/min，最大转速1250r/min；转速（r/min）有100、125、160、200、250、315、400、500、635、800、1000、1250。

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。此次设计中，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。

3.2 传动式的拟定

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Z?、

Z?、??个传动副，即Z?Z1Z2Z3??

3.2.1 变速组和传动副数的确定

变速组和传动副数可能的方案有: 12=4×3 12=3×4 12=3×2×2 12=2×3×2 12=2×2×3

传动副较多的变速组靠近电动机，可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可以少些，这就是“前多后少”的原则。从这个角度考虑，取12=3×2×2 的方案为好。

3.2.2 结构网或结构式各种方案的选择

在12=3×2×2 中，又因基本组和扩大组排列顺序的不同而有六种方案:

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(a) 12=31×23×26 (b) 12=31×26×23 (c) 12=32×21×26 (d) 12=34×21×22 (e) 12=32×26×21 (f) 12=34×22×21 在这些方案中，可根据下列原则选择最佳方案。

① 传动副的极限传动比和变速组的极限变速范围。若用齿轮传动，在降速时，常限制最小传动比imin≥1/4；升速时，最大传动比imax ≤2，如用斜齿轮传动，则 imax ≤2.5。因此，主传动链任一变速组的最大变速范围一般为

rmax=imax/imin =8~10。

② 基本组和扩大组的排列顺序 在可行的四种方案(a) 、(b) 、(c) 、(e) 中，原则是选择中间传动轴(本例如轴Ⅱ、Ⅲ）变速范围最小的方案。因为如果各方案同一传动轴的最高转速相同，则变速范围小的，最低转速较高，转矩较小，传动件的尺寸也就可以小些。比较四种方案的结构网，可以看出方案(a) 的中间传动轴变速范围较小，方案(e) 的较大，原因是(a) 方案的扩大顺序与传动顺序一致。 (e) 方案不一致。故方案(a) 最佳。

据各变速组的级比、级比指数确定其他各传动副的传动比。检验各传动比，均未超出极限值。传动式为12=31×23×26

3.3 各齿轮参数齿数

齿轮齿数和可供选择的组合如表：

表1 u Z 70 1.00 35 1.26 31 1.58 27 2.00 2.51 20 u Z 85 1.00 1.26 1.58 33 2.00 2.51 24 71 20 86 43 38 33 29 72 36 32 28 24 87 29 25 73 28 21 88 44 39 34 25 74 37 33 21 89 30 75 33 29 25 90 45 40 35 30 76 38 91 40 35 26 77 34 30 22 92 46 41 31 26 78 39 30 26 22 93 41 36 31 79 35 94 47 27 80 40 31 23 95 42 37 32 27 81 36 27 23 96 48 37 32 82 41 36 32 97 43 83 37 32 98 49 38 33 28 84 42 37 28 24 99 44 38 33 28 注：u为传动比，z为齿数和（摘录自《实用机床设计手册》） （1）传动组a组为基本组 级比指数x0=1 查上表可取于是

ai1?1ai2?1/??1/1.26ai3?1/?2?1/1.58，

Sz?72，

，于是可得轴Ⅰ齿轮齿数分别为：36、32、28。

，

ia3?28/44ia1?36/36ia2?32/40

可得轴Ⅱ上的三联齿轮齿数分别为：36、40、44。

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