CA6140主轴箱课程设计

-0-题目CA6140机床主轴箱课程设计姓名_______________学号专业_班级____________2012年12月5日-1-目录第一章设计目的....................................................2第二章设计步骤....................................................2第一节运动设计..............................................21.1已知条件..............................................21.2结构分析式............................................21.3绘制转速图............................................31.4绘制传动系统图........................................6第二节动力设计................................................62.1确定各轴转速..........................................62.2带传动设计............................................72.3各传动组齿轮模数的确定和校核..........................8第三节齿轮强度校核...........................................103.1校核a传动组齿轮.....................................103.2校核b传动组齿轮.....................................113.3校核c传动组齿轮.....................................12第四节主轴挠度的校核.........................................144.1确定各轴最小直径.....................................144.2轴的校核.............................................14第五节主轴最佳跨距的确定...................................155.1选择轴颈直径,轴承型号和最佳跨距......................155.2求轴承刚度...........................................15第六节各传动轴支承处轴承的选择.............................16第七节主轴刚度的校核.......................................167.1主轴图...............................................167.2计算跨距.............................................17三、参考文献.......................................................19-2-一、设计目的通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，在拟定传动和变速的结构方案过程中，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，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。二、设计步骤1.运动设计1.1已知条件[1]确定转速范围：主轴最小转速min/10minrn。[2]确定公比：26.1[3]转速级数：24z1.2结构分析式⑴223224从电动机到主轴主要为降速传动，若使传动副较多的传动组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节省材料，也就是满足传动副前多后少的原则，因此取223224方案。在降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比41mini；在升速时为防止产生过大的噪音和震动常限制最大转速比2maxi。在主传动链任一传动组的最大变速范围10~8minmaxmaxiiR。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小，根据中间传动轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如下：-3-检查传动组的变速范围时，只检查最后一个扩大组：1222PXR其中26.1，62X，22P所以10~856.71626.12R，合适。1.3绘制转速图⑴选择电动机一般车床若无特殊要求，多采用Y系列封闭式三相异步电动机，根据原则条件选择Y-132M-4型Y系列笼式三相异步电动机。⑵分配总降速传动比总降速传动比0069.01440/10/mindnni又电动机转速min/1450rnd不符合转速数列标准，因而增加一定比传动-4-副。[3]确定传动轴轴数传动轴轴数=变速组数+定比传动副数+1=4+1+1=6。⑷确定各级转速并绘制转速图由min/10rnmim26.1z=24确定各级转速：1440，1120，900，710,560，500，450,400,320,250,200,160,125,100,80，63,50,40,32,25,20,16,12.5,10r/min。在七根轴中，除去电动机轴，其余四轴按传动顺序依次设为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ。Ⅰ与Ⅱ，Ⅱ与Ⅲ，Ⅲ与Ⅳ，Ⅳ与Ⅴ，Ⅴ与Ⅵ轴之间的传动组分别设为a,b,c，d,e。现由Ⅵ（主轴）开始，确定Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ轴的转速：①先来确定Ⅴ轴的转速传动组e的变速范围，结合结构式，Ⅴ轴的转速只有一和可能：22,28,35.7,44.6,55.8,71,89,111.5,140.5,178.5,223.1,278.8,357,446,557,713.8,892,1115.4,r/min。②确定轴Ⅳ的转速4/161ib，轴Ⅳ的转速确定为：89,111.5,142.8,178.5,223.1,285.5,356.9,446.2,562.2,713.8,892.2,1115r/min。③定轴Ⅲ的转速对于轴Ⅲ，其级比指数为6,可取,4/1/161ia，11/12ia，26.13ia确定轴Ⅲ转速为1111,888.9,714,563.5,444,357r/min。由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比77.1820/1450i。下面画出转速图（电动机转速与主轴最高转速相近）。[5]确定各变速组传动副齿数①传动组a:查表2/1/121ia，41.1/1/12ia，1/13ia2/1/121ia时：zS……57、60、63、66、69、72、75、78……41.1/1/12ia时：zS……58、60、63、65、67、68、70、72、73、77……-5-1/13ia时：zS……58、60、62、64、66、68、70、72、74、76……可取zS72,于是可得轴Ⅰ齿轮齿数分别为：56,51。于是48/241ai，42/302ai，36/363ai可得轴Ⅱ上的两联齿轮齿数分别为：38,43。②传动组b:查表8-1,8.2/1/131ib，1/12ib8.2/1/131ib时：zS……69、72、73、76、77、80、81、84、87……1/12ib时：zS……70、72、74、76、78、80、82、84、86……可取zS84，于是可得轴Ⅱ上三联齿轮的齿数分别为：39,30,22。于是62/221ib，42/422ib，得轴Ⅲ上两齿轮的齿数分别为：41,50,58。③传动组c:查表8-1,4/11ic,22ci4/11ic时：zS……84、85、89、90、94、95……22ci时：zS……72、75、78、81、84、87、89、90……可取zS90.4/11ic为降速传动，取轴Ⅲ齿轮齿数为20；22ci为升速传动，取轴Ⅳ齿轮齿数为80。于是得72/181ic,30/602ci得轴Ⅲ两联动齿轮的齿数分别为20,50；得轴Ⅳ两齿轮齿数分别为50,80。③传动组d:查表8-1,8.2/1/131ib，1/12ib8.2/1/131ib时：zS……69、72、73、76、77、80、81、84、87……1/12ib时：zS……70、72、74、76、78、80、82、84、86……-6-可取zS84，于是可得轴Ⅳ上两联齿轮的齿数分别为：50,80。于是62/221ib，42/422ib，得轴Ⅴ上两齿轮的齿数分别为：50,58。③传动组e:查表8-1,8.2/1/131ib，1/12ib8.2/1/131ib时：zS……69、72、73、76、77、80、81、84、87……1/12ib时：zS……70、72、74、76、78、80、82、84、86……可取zS84，于是可得轴Ⅴ上两联齿轮的齿数分别为：50,80。于是62/221ib，42/422ib，得轴Ⅵ上两齿轮的齿数分别为：50,58。1.4绘制传动系统图根据轴数，齿轮副，电动机等已知条件可有如下系统图：-7-2.动力设计2.1确定各轴转速⑴确定主轴计算转速：主轴的计算转速为min/50r26.110nn132413zminIV⑵各传动轴的计算转速：轴Ⅴ可从主轴50r/min按58/26的传动副找上去，轴Ⅴ的计算转速111.5r/min；轴Ⅳ的计算转速为446r/min；轴Ⅲ的计算转速为710r/min。[3]各齿轮的计算转速传动组c中，18/72只需计算z=18的齿轮，计算转速为355r/min；60/30只需计算z=30的齿轮，计算转速为250r/min；传动组b计算z=22的齿轮，计算转速为355r/min；传动组a应计算z=24的齿轮，计算转速为710r/min。[4]核算主轴转速误差min/5.141730/6042/4236/36256/1261440rn实min/1400rn标%5%25.1%1001400)14005.1417(%100)(标标实nnn所以合适。2.2带传动设计电动机转速n=1440r/min,传递功率P=7.5KW,传动比i=2.03，两班制，一天运转16.1小时，工作年数10年。⑴确定计算功率取AK1.1，则25KW.85.71.1PKPAca⑵选取V带型根据小带轮的转速和计算功率，选B型带。⑶确定带轮直径和验算带速查表小带轮基准直径mmd1251,mmid25403.21251252验算带速成10006011ndv其中1n-小带轮转速，r/min；-8-1d-小带轮直径，mm；]25,5[/42.9100060144012514.3smv，合适。[4]确定带传动的中心距和带的基准长度设中心距为0a,则0．55（21dd）a2（21dd）于是208.45a758,初取中心距为0a400mm。带长021221004)()(22addddaLmm14054004)125254()254125(214.340022查表取相近的基准长度dL，mmLd1400。带传动实际中心距mmLLaad5.397200[5]验算小带轮的包角一般小带轮的包角不应小于120。1204.1613.57180121add。合适。[6]确定带的根数LcakkpppZ)(00其中：0p-1i时传递功率的增量；k-按小轮包角，查得的包角系数；Lk-长度系数；为避免V型带工作时各根带受