简易铣床传动装置课程设计说明书.doc

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1、-机械设计课程设计说明书题 目： 简易铣床传动装置 指导老师： 学生姓名： 学 号： 所属院系： 机械工程学院 专 业： 机械工程及自动化 班 级： 完成日期： 2013-7-10 新疆大学机械工程学院2013年7月 目 录第一章 机械课程设计任务31.1设计用于简易卧式铣床的传动装置31.2 设计任务41.3 具体作业4第二章 电动机的选择52.1选择电动机类型和结构形式52.2选择电动机的容量5第三章 各轴的运动及动力参数计算73.1 传动比的分配73.2 运动和动力参数计算7第四章 带传动的设计与计算94.1 V带设计94.2 带轮的设计10第五章 蜗杆传动设计115.1 选择蜗杆传动类

2、型115.2 材料的选择115.3 选择蜗杆头数和蜗轮齿数125.4 蜗杆与蜗轮的主要参数和尺寸计算135.5 精度等级公差14第六章 蜗轮轴的设计与计算156.3 初步确定轴的最小直径156.4 轴的结构设计166.5 求轴上的载荷17第七章 蜗杆轴的设计与校核217.2 选择轴材料、确定许用应力227.4 轴的结构设计227.5 求轴上的载荷238.1 蜗轮轴上的轴承校核288.2 蜗杆轴的轴承校核308.3 键的校核31第九章 减速器箱体的设计33参考文献37第一章 机械课程设计任务1.1设计用于简易卧式铣床的传动装置图1传动装置图（1）设计数据 丝杠直径50mm，丝杠转矩T=550Nm

3、，转速n=25r/min。（2）工作条件 室内工作，动力源为三相交流电动机，电动机双向运转，载荷较平稳，间歇工作。（3）使用期限 计寿命为12000h，每年工作300天；检修期间隔为三年。（4）生产批量及加工条件 中等规模的机械厂，可加工7、8级精度的齿轮与蜗轮。1.2 设计任务1）确定传动方案,完成总体方案论证报告；2）选择电动机型号；3）设计减速传动装置。1.3 具体作业（转矩=550Nm，转速=25r/min）1）机构简图一份；2）减速器装配图一张；3）零件工作图二张（输出轴及输出轴上的传动零件）；4）设计说明书一份。 第二章 电动机的选择2.1选择电动机类型和结构形式 所选用机构如下图

4、2.1 图2.1电动机类型和结构形式要根据电源、工作条件（温度、环境、空间尺寸等）和载荷特点（性质、大小、启动性能和过载情况）来选择。根据工作条件和载荷特点应选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步交流电动机，电压380V。2.2选择电动机的容量工作机所需功率 预取电动机的同步转速为：1000r/min传动装置的传动比为：初选一级带传动和一级蜗杆减速，工作图如2-1。 取带的传动比为2，则蜗杆传动的传动比为 各传动装置的效率如下： 零件 联轴器 球轴承 蜗杆传动 带传动 效率 0.99 0.99 0.75 0.98传动装置的总效率 电动机功率为：因工作中有轻微振动，故电动机额定效率应稍大于，由机械

5、设计课程设计表6-164Y系列三相异步电动机技术数据，选择电动机额定功率为2.2KW。根据同步转速及电动机功率选择电动机型号为Y112M6型。其同步转速为1000r/min，满载转速为940r/min。第三章 各轴的运动及动力参数计算3.1 传动比的分配 （1）总传动比 （2）分配传动装置各级传动比 取V带传动的传动比为 =2，则减速器的传动比为.3.2 运动和动力参数计算（1）电动机轴-O轴 =2.2,=940r/min (2) 蜗杆轴-轴 =2.20.98=2.16, =470r/min, （3）蜗轮轴-轴 =2.160.950.75=1.54, =25r/min (4) 丝杠 =600N

6、m,=25r/min, =1.540.990.99=1.47各轴动力参数如下表：表3.1传动装置的运动和动力参数表 轴电动机轴蜗杆涡轮轴丝杠轴转速n（）9404702525功率P（）2.22.161.541.47转矩T（）22.443.9588.3550 第四章 带传动的设计与计算4.1 V带设计 确定计算功率 查机械设计课程中的表8-7得 =1.1，所以 =1.12.2=2.42kw 选择v带型号初选普通v带，根据为2.42kw，根据机械设计基础课程中的图13-15，选用A型带。 确定带轮的基准直径（1）初选小带轮的基准直径由表13-9，应大于75mm，现取小带轮基准直径=100mm则。 验

7、算带速V= 符合5m/sV0.07d=6.37mm,取h=8mm,则轴环直径=82mm,轴环宽度b1.4h,取b=12mm。 考虑轴VII段与轴承和端盖之间的配合选取 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。（3）轴上零件的周向定位 蜗轮、联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。查表取得平键截面尺寸，对于 联轴器与轴的周向定位的平键尺寸为bhl=181190,半联轴器与轴的配合为。 蜗轮与轴的周向定位的定位尺寸为bhl=251445，轮毂与轴的配合为。此外滚动轴承与轴的定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为n6。（4） 确定轴圆角和导角尺寸参照表，取轴端倒角为2，采用R1.6或者R2。6

8、.5 求轴上的载荷 根据轴的结构简图，分别按水平方向和垂直方向计算各力产生的弯矩，并按计算结果分别作出水平面上的弯矩图和垂直面上的弯矩图，然后计算出总弯矩并作出总弯矩图。计算出的危险将截面处的、及M值。已知： ， 求出垂直面的支承反力 ； 求水平面的支承反力 绘制垂直弯矩图 ； 绘制垂直弯矩图 轴传递的转矩 求合成弯矩 求危险截面的当量弯矩 带入数据得 计算危险截面的最小轴径轴的材料选用45钢，调质处理，由表141查的，由表143查的 ，则 ，而蜗杆的齿根圆直径为62mm大于40mm ，符合要求。所有剪力弯矩图如下： 第七章 蜗杆轴的设计与校核 7.1 求作用在轴上的力 因为蜗杆上所受的力与蜗

9、轮上所受的力大小相等方向相反，所以有 ， 7.2 选择轴材料、确定许用应力 对材料无特殊要求，故选45钢调质处理。由表14.7查得强度极限，在由表14.2得许用弯曲应力7.3 按扭转强度计算轴径 根据表14.1得C=107118mm有 ： ， 考虑到轴的最小直径处安装带轮，含有键槽，故将直径增大3%5%,为18.320.1mm，取轴的最小直径为20mm,长度为38mm。 7.4 轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足皮带轮的轴向定位要求，轴段需制出一轴肩，故27mm，选取配合长度。 图7.2 蜗杆的结构图初步选择滚动轴承。初步选用角接触球

10、轴承。按工作要求，初步选用0基本游隙，标准精度级的角接触球轴承7306c，dDB=307219,故,而长度要比轴承宽度小两毫米，便于给轴承定位，所以取。轴段的轴肩应给轴承定位，但其高度不得超过轴承内圈高度，现取，结合箱体尺寸得出该轴段长度为 轴段为一轴肩，取其长度为 ，直径为 蜗杆部分和为车制蜗杆所留轴段总长为，蜗杆两端部分轴段直径为（图中未标出）。VII段轴与V段轴的尺寸一样。VIII段轴的长度为 ，直径为。 IX轴段与轴承配合，其长度为，直径为。7.5 求轴上的载荷根据轴的结构简图，分别按水平方向和垂直方向计算各力产生的弯矩，并按计算结果分别作出水平面上的弯矩图和垂直面上的弯矩图，然后计算

11、出总弯矩并作出总弯矩图。计算出的危险将截面处的、及M值。 已知： ， 皮带轮对轴产生的压轴力 求垂直面的支承反力 求水平面的支承反力 F力在支点产生的反力 其中力F作用方向与带传动的布置情况有关，在具体布置尚未确定的前提下，可按最危险的情况考虑。 绘制水平弯矩图 绘制水平弯矩图 F力产生的弯矩图 求合成弯矩图考虑到最不利情况： 求轴传递的转矩 求危险截面的当量弯矩及计算危险截面处的轴直径 取=0.6 ， 轴的材料选用45钢，调质处理，由表141查的，由表143查的 ，则 ，而蜗杆的齿根圆直径为65mm大于35mm ，符合要求。剪力弯矩图如下： 图7.3 轴的载荷分析图 第八章 轴承和键的校核8

12、.1 蜗轮轴上的轴承校核 ， （1） 求轴承的径向载荷 已知，,，（2）求径向力， 求轴向力 (由表16-11查的e=0.4) 由表16-12查的轴承内部轴向力为： ，所以轴承1为压紧端 ，（3） 求当量动载荷 查表16-11可得、 、 。故当量动载荷为：（4）验算寿命 已知，所以此组轴承满足寿命要求。8.2 蜗杆轴的轴承校核 图8.2求径向载荷已知 ， （1） （2） 求轴向力 求轴向力 (由表16-11查的e=0.4) 由表16-12查的轴承内部轴向力为： ，所以轴承1为压紧端 ，（4） 求当量动载荷 查表16-11可得、 、 。故当量动载荷为：（4） 验算寿命 已知， 符合要求.8.3

13、键的校核 已查的=(100120)MPa（1）联轴器键的校核键用的是钢材料。所以此键满足强度要求。（2）蜗轮处键的校核 键亦用钢材料。.所以此键也满足强度要求。（3）皮带轮处键的校核 ， 键用铸铁材料，查的=（5060）MPa.所以,此键可用。 第九章 减速器箱体的设计考课程设计书上的参数，可计算出尺寸如表9.1所示：名称符号蜗杆减速器的尺寸关系及结果箱座壁厚25mm箱盖壁厚21.25mm箱座凸缘厚度37.5mm箱盖凸缘厚度37.5mm箱座底凸缘厚度62.5mm地脚螺栓直径19.2mm地脚螺栓数目轴承旁联接螺栓直径14.4mm箱盖箱座联接螺栓直径10mm联接螺栓的间距175mm轴承端盖螺钉直径

14、8mm窥视孔盖螺钉直径6mm定位销直径 8mm螺栓扳手空间与凸缘宽度安装螺栓直径M16至外箱壁距离24mm至凸缘边距离22mm沉头座直径32mm轴承旁凸台半径22mm凸台高度10mm外箱壁至轴承座端面距离52mm蜗轮外圆与内壁距离15mm蜗轮轮毂端面与内壁距离15mm箱盖、箱座肋厚m、8-9mm轴承端盖外径87mm和155mm轴承端盖凸缘厚度9mm轴承旁螺栓距离87mm和155mm 表9-1 心得体会 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，

15、学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础 说实话，课程设计真的有点累然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫漫回味这3周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，另我有了一中”春眠不知晓”的感觉。 经过三天计算和方案的初步确定，接下来就是画图，这次实习我们主要用的是Solid edge三维画图软件，这个软件最大的好处就是所画的三维图能直观的反映我们所设计的零件以及装配件的外形，还可以生成工程图，这一点对我们做课程设计是很有用的。我们要做的就是在计算机上面画出我们设计的每一个零件

16、，包括附件，然后把每一个零件进行装配。最后再生成工程图。这个过程是很繁琐和复杂的，要考虑很多因素。不过通过这次画图的经历，进一不熟练的掌握了画图软件操作。最难的就是工程图的生成和绘制，因为我们的设计成果就反映在了这张工程图上了，要考虑很多二维图的表达标准。因为在已经画好的装配图里面直接生成的工程图有很多缺陷，所以很多东西还是得我们自己修改和绘制。里面涉及到很多，比如：剖视图，断面图，局部放大等。最后在老师的指导下我们改了很多的错误，使自己的图得到了完善。最后一步就是说明书的书写，说明书里要包括所有的设计过程，所有的计算，校核等，通过对说明书的书写，我们对这次课程实习要做的任务和学到的知识再一次

17、进行了温习。深有感触！在本次的课程设计中，我们综合运用了各方面的知识，如机械设计、机械原理、工程材料、机械制造基础、材料力学、理论力学、Auto CAD、Solid edge等科目，在本次的设计中，我们学会了把自己所有的知识学以致用，综合考虑各方面的因素，如质量，体积，材料，造价，安装，工艺等。通过本次的作业，让我们有了一个对问题的整体把握，最重要的是使我掌握了设计的基本步骤和设计的逻辑思维。 通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：有2次因为不小心我计算出错，只能毫不情意地重来但一想起周伟平教授，黄焊伟总检平时对我们耐心的教

18、导，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，一定呀养成一种高度负责，认真对待的良好习惯这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练在花费了很大的精力和时间后，机械设计课程设计终于做完了，我的收获也颇为丰富。课程设计不象其它作业，它是很烦琐的一个任务，所以收获也不仅是一些新的知识，而且还可以考验我们的耐心和毅力！通过这次设计自己的独立设计思考和解决问题能力有所提高，同时也增强了我克服困难的决心和信心。这次设计，让我学会很多知识，增长了不少见识。首先，它培养了了我自学的能力。虽然这次设计有老师辅导，但是是以学生为主，尤其在机器

19、零件的布置上，靠我们自己思考。因此为了提高效率，我在图书馆，各种网站查询了不少资料，看了不少作品，最后根据自己的想法。以前我学的知识和领悟到东西，才设计出这套机器。 当然，在设计过程中，我也遇到了不少的困难。比如蜗杆传动的结构比较简单，但是开始时很难准确的确定蜗轮轴和蜗杆轴的长度，以至于对后面的弯矩计算产生很大影响。可能这次设计不是很成功或者不很完美，但我仍然会为了这紧张的又充实的三周感到高兴。通过这次课程设计，我懂得了好多东西，了解了团结合作的重要性，以及创新实践的必要性。感谢学校给我们这么宝贵的实习机会，帮助我增强了才干以及在未来工作上的能力。感谢指导老师的耐心指导及热心帮助，帮助我解决了

20、许多学习上的问题，让我对机械类的学科又再度增添了浓厚的兴趣。也深刻明白了我们所学专业的重要性以及这次课程实习目的和重要性。希望今天的课程实习能对自己将来的发展有很大帮助，我也不会忘记这次在实习过程中学到的一切东西！再次感谢学校的支持和老师的悉心指导！参考文献1 吴宗泽，罗圣国主编。机械设计课程设计手册。北京：高等教育出版社，19922 濮良贵，纪名刚主编。机械设计。第八版。北京：高等教育出版社，20123 周开勤主编。机械零件手册。第四版。北京：高等教育出版社，19944 章日晋等主编。机械零件的结构设计。北京：机械工业出版社，19875 王伯平编。互换性与技术测量第3版机械工业出版社，20086 王之栋、王大康主编 机械设计综合课程设计 北京：机械工业出版社，2012.