C616車床主軸箱設(shè)計(jì)【4KW 31.5 1400 1.41 12】【含CAD圖紙?jiān)次募?/h1>
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緒 論設(shè)計(jì)的過(guò)程是通過(guò)分析、創(chuàng)造和綜合而達(dá)到滿足特定功能目標(biāo)的一種活動(dòng)。在此過(guò)程中需不斷的對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)的結(jié)果進(jìn)行修改，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。金屬切削機(jī)床是機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)裝備，隨著社會(huì)不斷發(fā)展和科學(xué)不斷進(jìn)步對(duì)機(jī)床設(shè)計(jì)技術(shù)要求越來(lái)越高，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）應(yīng)用。使得機(jī)床的設(shè)計(jì)理論和方法由人工繪圖向計(jì)算機(jī)繪圖，由定性設(shè)計(jì)向定量設(shè)計(jì)、由表態(tài)和線性分析向動(dòng)態(tài)和非線性分析，由可行性設(shè)計(jì)向最佳設(shè)計(jì)過(guò)渡。金屬切削機(jī)床的基本功能是提供切削加工所必需運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。機(jī)床的基本工作原理是通過(guò)刀具與工件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由刀具切除工件加工表面多余的金屬材料，形成工件加工表面的幾何形狀、尺寸，并達(dá)到其精度要求。C616型車床是一個(gè)十分典型的普通車床，廣泛的應(yīng)用在生產(chǎn)中。主軸箱的設(shè)計(jì)不緊要滿足機(jī)床總體布局變速箱的形狀和尺寸的限制、達(dá)到十二級(jí)轉(zhuǎn)速，還要便于裝配、調(diào)整、潤(rùn)滑和維修. 根據(jù)指導(dǎo)教師的推薦，重點(diǎn)選用吳圣莊編著的金屬切削機(jī)床以及輔助類書(shū)刊包括材料力學(xué)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)機(jī)械制圖機(jī)械設(shè)計(jì)等圖書(shū)。其中，戴曙的金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)無(wú)疑是系統(tǒng)化介紹和設(shè)計(jì)車床的資料。它從機(jī)床設(shè)計(jì)的步驟，機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)化，機(jī)床的總體布局到主要的參數(shù)的確定，（包括尺寸參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)）。在主要的傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，參考齒輪齒數(shù)和帶輪直徑的確定，是主軸箱的尺寸，軸的軸徑，以及傳動(dòng)精度等一系列布局。在結(jié)構(gòu)式，結(jié)構(gòu)網(wǎng)確定之后，要對(duì)傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)、材料、構(gòu)造等進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)及齒輪的模數(shù)確定等。傳動(dòng)件包括齒輪、傳動(dòng)軸、離合器、制動(dòng)裝置等。其中齒輪的構(gòu)造中選用雙聯(lián)齒輪，對(duì)齒輪的拼裝，齒輪太窄或太寬時(shí)的處理，齒輪在軸上的定位問(wèn)題都有比較全面的論述。傳動(dòng)軸在反復(fù)彎曲載荷和扭曲載荷下不發(fā)生疲勞破壞。剛度方面，軸在彎曲和扭曲載荷下不致產(chǎn)生過(guò)大的變形。高速旋轉(zhuǎn)的軸還應(yīng)計(jì)算其臨界轉(zhuǎn)速，以免發(fā)生共振，傳動(dòng)軸首先要估算直徑，然后再進(jìn)行剛度驗(yàn)算。提高剛度時(shí)可以采用加大軸的直徑縮短軸的長(zhǎng)度，使軸上的主動(dòng)和被動(dòng)傳動(dòng)件盡可能的靠近，使傳動(dòng)件靠近軸。在文獻(xiàn)資料當(dāng)中機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè)中有關(guān)C616的主軸箱軸向展開(kāi)圖以及剖面圖，外觀圖等，以及各種軸的空間布置，都要參考圖冊(cè)中提供的東西，是一本比較使用的資料。傳動(dòng)件如齒輪和軸的校核都是參照材料力學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)等內(nèi)容和公式來(lái)展開(kāi)的。同時(shí)要參考金屬工藝學(xué)在尺寸的標(biāo)注以及公差配合等內(nèi)容時(shí)，要查閱尺寸及公差配合和機(jī)械制造基礎(chǔ)中的尺寸鏈計(jì)算。同時(shí)，還有機(jī)床的總體布局和裝配，油路等因素的考慮要查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（化學(xué)工藝出版社編）。在制圖的過(guò)程中，標(biāo)題攔的尺寸，圖紙大小以及一些零件的畫(huà)法要參考機(jī)械制圖和簡(jiǎn)明手冊(cè)等工具書(shū)。文獻(xiàn)資料是一個(gè)設(shè)計(jì)者必備的工具，選擇全面的實(shí)用的工具是設(shè)計(jì)者必備的素質(zhì)。面對(duì)茫茫書(shū)海，我們要在指導(dǎo)老師的引導(dǎo)下挑選合適自己的設(shè)計(jì)題目的參考資料，并且要多方面收集現(xiàn)代設(shè)計(jì)中一些先進(jìn)信息加入到自己的題目中。其實(shí)，整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程就是將大學(xué)四年學(xué)習(xí)的知識(shí)融會(huì)貫通的過(guò)程，很多當(dāng)時(shí)不會(huì)用的感覺(jué)泛泛的東西通過(guò)設(shè)計(jì)將變的更具體，可行，學(xué)會(huì)應(yīng)用資料，為我所用，能將那些規(guī)格化的孤立的零件經(jīng)過(guò)計(jì)算，設(shè)計(jì)成一臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械，就是我們?cè)O(shè)計(jì)的根本意圖所在了。我們?cè)O(shè)計(jì)還是比較初級(jí)的模型，在實(shí)踐中，只有經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)，才能達(dá)到高的生產(chǎn)效率，然而，基礎(chǔ)的知識(shí)和原理是設(shè)計(jì)的源頭，工具書(shū)的編者為我們提供了如此系統(tǒng)的、直觀的資料，是難得的財(cái)富，要愛(ài)護(hù)藏書(shū)，讓知識(shí)美化世界，讓文明凈化人類。就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后的工作、學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)中難免有許多不妥之處，懇請(qǐng)老師多多指教。1主參數(shù)的確定1.1 主傳動(dòng)系公比的確定由機(jī)械設(shè)計(jì)工藝師手冊(cè)查得C616車床技術(shù)參數(shù)為:=1400r/min =31.5r/min Z=12 由公式： = 求得公比=1.411.2 各級(jí)轉(zhuǎn)速 =31.5r/min =250r/min =45r/min =355r/min=63r/min =500r/min =90r/min =710r/min=125r/min =1000r/min=180r/min =1400r/min 2主傳動(dòng)系設(shè)計(jì) 2.1 結(jié)構(gòu)式因?yàn)橐惠S上裝有雙向磨擦片式離合器，軸向尺寸較長(zhǎng)，為便于結(jié)構(gòu)緊湊，第一變速組采用雙聯(lián)齒輪不按前多后少的原則用三個(gè)傳動(dòng)副采用兩個(gè)傳動(dòng)副。根據(jù)以上的原則：可選擇幾種傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 12=232 12=223 12=322按擴(kuò)大順序原則 根據(jù)主傳動(dòng)系遵守先慢后快，且空間大的原則最終確定結(jié)構(gòu)式為： 2.2轉(zhuǎn)速圖如下： 傳動(dòng)系轉(zhuǎn)速圖3主傳動(dòng)系統(tǒng)圖3.1 齒輪齒數(shù)的確定從機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)書(shū)中查表3-9的基本組的傳動(dòng)比為：Ua1=1 Sz=,68，70，72，74，76，, Ua2=1.41 Sz=,68，70，72，73，75 , Ua3=2 Sz=,66,67,69,72,75,取Sz=72,三個(gè)傳動(dòng)副的主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為36,30,24則可算出三個(gè)傳動(dòng)副的齒輪齒數(shù)比分別為Ua1=36/36，Ua2=30/42, Ua3=24/48第一擴(kuò)大組的傳動(dòng)比為： Ub1=1 Sz=,80,82,84,86,88 , Ub2=2.82 Sz=,80,81,84,87,88 ,取Sz=84,兩個(gè)傳動(dòng)副的主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為42、22,則可算出兩個(gè)傳動(dòng)副的齒輪齒數(shù)比分別為Ua1=42/42，Ua2=22/62 第二擴(kuò)大組的傳動(dòng)比為： Uc1=2 Sz=,86,87,89,90,92, Uc2=3.98 Sz=,86,89,90,91,94,取Sz=90,一個(gè)傳動(dòng)副的從動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為30,另一個(gè)傳動(dòng)副主動(dòng)齒輪齒數(shù)為18,則可算出兩個(gè)傳比分別為Uc1=60/30, Uc2=18/723.2齒輪的計(jì)算與校核 3.2.1 計(jì)算齒數(shù)和為72的齒輪 軸名參數(shù)電動(dòng)機(jī)軸軸軸軸軸計(jì)算轉(zhuǎn)速n/(r/min)144071035512590功率P/KW4.003.843.703.573.45扭矩T/(Nm)26.5351.6599.54272.75366.08效率0.960.9650.9650.965齒輪選材齒寬系數(shù)d接觸疲勞極限初步計(jì)算許用接觸應(yīng)力H選擇齒輪類型選擇齒輪精度初步計(jì)算小齒輪直徑模數(shù)m的計(jì)算選取基本組齒數(shù)和為72的齒輪 （以下表由機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)可查到）按使用條件適用軟齒面小齒輪: 45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為230-255HBS.大齒輪: 45號(hào)鋼,正火處理,硬度為190-217HBS.齒面接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算:由機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)圖3-16得: =580MPa =550MPa由機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)圖3-18得：=1 由機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)圖3-19得：=1由機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)表3-4得：=1， =1.4則=MPa=580MPa=MPa=550MPa（1）選擇齒輪類型根據(jù)齒輪的工作條件，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng);(2)選擇齒輪精度等級(jí)按估計(jì)的圓周速度,由機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)表3-5初步選擇8級(jí)精度;(3)初步計(jì)算齒輪的主要尺寸因電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),工作機(jī)載荷平穩(wěn),查機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)表3-1得: 因齒輪速度不高,取;因非對(duì)稱布置,軸的剛性較小,取則由機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)圖3-11,查得:;查機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)表3-2,得: 取. 按機(jī)械設(shè)計(jì)表3-7,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)變速組名稱齒數(shù)比分度圓直徑基圓直徑齒寬齒頂高齒根高齒頂圓直徑齒根圓直徑分度圓齒距分度圓齒厚基圓齒距中心距軸到軸9084.6602.53.1259583.757.4909084.6542.53.1259583.757.4907570.5512.53.1258068.757.49010598.7452.53.12511098.757.4906056.4422.53.1256553.757.490120112.8362.53.125125113.757.490軸到軸10598.7692.53.12511098.757.410510598.7632.53.12511098.757.41055551.7392.53.1256048.757.4105155145.7332.53.125160148.757.4105軸到軸4542.3332.53.1256038.757.4112.5180169.2272.53.125185173.757.4112.5150141452.53.125155143.757.4112.57570.5512.53.1258068.757.4112.53.2.2 校核齒數(shù)和為90的齒輪兩齒輪的材料均為軟齒面齒輪小齒輪用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理,硬度為230255HBS，大齒輪選用45鋼正火處理硬度為190217HBS。轉(zhuǎn)矩 接觸疲勞極限應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N,確定壽命系數(shù)、計(jì)算許用應(yīng)力輪齒彎曲強(qiáng)度條件計(jì)算彎曲應(yīng)力:校驗(yàn)合格齒面接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算初步計(jì)算=9.55確定極限應(yīng)力,齒面硬度:小齒輪按230HBS,大齒輪按190HBS,查機(jī)械設(shè)計(jì)圖3-16得: =580MPa =550MPa 查機(jī)械設(shè)計(jì)圖3-17得:=220MPa =210MPaa. 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N,確定壽命系數(shù)、=9.648=2.412查機(jī)械設(shè)計(jì)圖3-18得,查機(jī)械設(shè)計(jì)圖3-19得, b、計(jì)算許用應(yīng)力查機(jī)械設(shè)計(jì)表3-4得:=1=1.4故得:=c、驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度條件查機(jī)械設(shè)計(jì)圖3-14,得,;,.取計(jì)算彎曲應(yīng)力:=224.8MPa 在要求的范圍以上,包角合適.確定帶的根數(shù)Z因?yàn)?100mm,2.16V=7.54m/s查機(jī)械設(shè)計(jì)表5-2得 查機(jī)械設(shè)計(jì)表5-3得 因,查機(jī)械設(shè)計(jì)表5-4得 因=1550mm,查機(jī)械設(shè)計(jì)表5-5得 故得Z=3.38 取Z=4根 確定初拉力由機(jī)械設(shè)計(jì)式(5-17)得單根普通V帶的初拉力=500 =500=121.715N由機(jī)械設(shè)計(jì)式(5-18)得壓力=2Zsin=24121.715sin=966.7N六、箱體的設(shè)計(jì)箱體的設(shè)計(jì)查機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐。為了減輕重量和縮短生產(chǎn)周期，箱體采用Q205和Q235鋼板焊接而成。軸承底部可采用圓鋼，鍛鋼或鑄鋼制造；焊接箱體的箱厚約為鑄造體厚的70%到80%，質(zhì)量比鑄造箱體輕1/41/2。齒輪潤(rùn)滑采用浸油潤(rùn)滑，故將齒輪浸入箱體油液中當(dāng)傳動(dòng)裝置在傳動(dòng)時(shí)，借助油的粘度將油帶到嚙合表面進(jìn)行潤(rùn)滑，同時(shí)也將油甩到箱壁來(lái)散熱。為避免攪動(dòng)油損耗功率過(guò)大，只要使齒輪嚙合處充分潤(rùn)滑。傳動(dòng)件浸入油中深度不宜太深或太淺，應(yīng)合適地選擇浸油深度。七、潤(rùn)滑和密封1、潤(rùn)滑綜合考慮，選潤(rùn)滑方式為浸油潤(rùn)滑。潤(rùn)滑劑采用90號(hào)工業(yè)齒輪油，容量210000ml。傳動(dòng)件浸油深度為（約1個(gè)齒高），滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑選用飛濺潤(rùn)滑方式。2、密封密封的目的是防止外部的灰塵、水分等進(jìn)入軸承，同時(shí)也防止?jié)櫥瑒┑牧魇А＿B接表面應(yīng)精刨，其表面粗糙度不大于6.3，也可以在機(jī)座凸緣上銑出回油溝，使?jié)B入連接面的油重新流回箱底。密封圈選擇半粗羊毛氈圈。 八、離合器 摩擦離合器分為干式、濕式兩種。干式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、維修最小、空轉(zhuǎn)力矩?。轭~定力矩的0.005%），換向時(shí)顫振小，慣量小、起動(dòng)時(shí)間短通常用于瞬時(shí)脫開(kāi)、過(guò)載保護(hù)的場(chǎng)合。濕式（一般浸在油中）能降低磨損、緩沖沖擊載荷。需要注意結(jié)合件在油中摩擦系數(shù)減小，以及散熱不足，需加強(qiáng)冷卻。常用于小直徑多盤離合器。多盤式摩擦離合器在機(jī)床上廣泛使用，在中心距受空間限制的一些齒輪箱傳動(dòng)裝置上，計(jì)主軸箱體為普通車床，則離合器的選用是適合于通用型。 限于我們的水平和時(shí)間，離合器的設(shè)計(jì)略有不足，誠(chéng)懇老師批評(píng)指正。結(jié) 論C616 主軸箱的設(shè)計(jì)完成了。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我可以說(shuō)是對(duì)大學(xué)所學(xué)課程做了一次全方面的復(fù)習(xí)，雖然說(shuō)還達(dá)不到融會(huì)貫通的地步然而也基本上把那些所學(xué)的知識(shí)都聯(lián)系在了一起。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，我對(duì)機(jī)床裝備設(shè)計(jì)的步驟，內(nèi)容表達(dá)方式等有了比較系統(tǒng)的掌握，如機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)，總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，機(jī)床主要參數(shù)設(shè)計(jì)；主傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)，（傳動(dòng)系統(tǒng)圖和轉(zhuǎn)速圖），傳動(dòng)部件的選取，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；機(jī)床的外觀設(shè)計(jì)；計(jì)算說(shuō)明書(shū)的格式、寫法等，都有了正確的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)的思路上，還應(yīng)用到哲學(xué)上的思想；在查閱文獻(xiàn)資料時(shí)，一些外文資料的閱讀得益于大學(xué)英語(yǔ)的學(xué)習(xí)：計(jì)算校核傳動(dòng)件時(shí)，要用到高等數(shù)學(xué)的內(nèi)容，在專業(yè)方面的知識(shí)如理論力學(xué)，材料力學(xué)中的知識(shí)更是不可缺少的。機(jī)械設(shè)計(jì)是一門需要耐心和細(xì)心的工作，要求設(shè)計(jì)人員平心靜氣，一絲不茍的工作，不能有煩躁的情緒，如果能夠融入到設(shè)計(jì)的氛圍中是有很多樂(lè)趣的。經(jīng)過(guò)一翻努力最終設(shè)計(jì)完成了，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)有一些不足或欠缺的地方，望老師能夠指導(dǎo)。參考文獻(xiàn) 1.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 馮辛安主編 機(jī)械工業(yè)出版社2.機(jī)械設(shè)計(jì) 鐘毅芳等 華中科技大學(xué)出版社3.機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 江耕華等 煤炭工業(yè)出版社4.機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 揚(yáng)叔子 化學(xué)工業(yè)出版社5.理論力學(xué) 陳昭儀 航空工業(yè)出版社6.材料力學(xué) 戴少度 國(guó)防工業(yè)出版社7.機(jī)械加工手冊(cè) 陳心昭 機(jī)械工業(yè)出版社8.機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè) 上海紡織工學(xué)院 上?？萍汲霭嫔? 30 -