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简易半自动三轴钻床.rar

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    编号:20181016173634562    类型:共享资源    大小:549.51KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    简易 半自动 钻床
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    机械设计基础课程设计设计说明书35040515 王召1机械设计课程设计计算说明书姓名:王召学号:35040515指导老师:陈心颐机械设计基础课程设计设计说明书35040515 王召2前 言简易半自动三轴钻床用于在零件上钻孔,由电动机驱动,室内工作,通过传动装置使钻头持续转动,在零件上打孔。要求使用期限是双班制 10 年。目 录一、设计任务书……………………………………………………………………3二、总体方案设计………………………………………..…………………….…31、传动方案拟定…………………………………………..…………………32、电动机的选择………………………………………………………….….43、传动系统的运动和动力参数………………………………………..........5三、传动零件的设计计算…………………………………………………………6(1)圆锥齿轮设计………………………………………………………....……..6(2)圆柱齿轮设计…………………………………………………………….....11(3)轴的设计和校核计算…………………………………………………….…16(4)键联接设计计算……………………………………………….……………21(5)滚动轴承的选择及寿命计算……………………………..………………...22四、减速器箱体及附件的设计…………………………......................................26(1)润滑和密封形式的选择,润滑油和润滑脂的选择……………………….26(2)箱体设计………………………. ………………………. …………………26(3)技术要求………………………. ………………………. …………………26五、参考资料…………………………………………………………………..…27机械设计基础课程设计设计说明书35040515 王召3一、设计任务书1、设计题目:简易半自动三轴钻床2、设计背景:(1)题目简述:简易半自动三轴钻床用于在零件上钻孔,由电动机驱动,室内工作,通过传动装置使钻头持续转动,在零件上打孔。(2)使用状况:生产批量为 5 台;动力源为三相交流电 380/220V,电机单向转动,载荷较平稳;使用期限为 10 年,每年工作 300 天,每天工作 5 小时;检修期为三年大修。(3)生产状况:生产厂具有加工 7、8 级精度齿轮、蜗轮的能力。3、设计参数:选择第 4 组数据:切削速度 v=0.21m/s,孔径 D=8mm,切削阻力矩 T=120N.m,切削时间 7s,切削阻力 F=1280N。4、设计任务:(1)三个钻头以相同的切削速度 v 作切削主运动,安装工件的工作台作进给运动。每个钻头轴向进给阻力为 F,被加工零件上三孔直径均为 D,每分钟加工两件。(2)室内工作,生产批量为 5 台。(3)动力源为三相 380/220V,电机单相运转,载荷较平稳。(4)使用期限为 10 年,大修周期为三年,双班制工作。(5)专业机械厂制造,可加工 7、8 级精度的齿轮、蜗轮。二、总体方案设计1、传动方案的拟定根据设计任务书,该传动方案的设计分成原动机和传动装置两部分:(1)原动机的选择设计要求:动力源为三相交流电 380/220v.故,原动机选用电动机。(2)传动装置的选择减速器电动机输出转速较高,并且输出不稳定,同时在运转故障或严重过载时,可能烧坏电动机,所以要有一个过载保护装置。可选用的有:带传动,链传动,齿轮传动,蜗杆传动。链传动与齿轮传动虽然传动效率高,但会引起一定的振动,且缓冲吸振能力差,也没有过载保护;带传动平稳性好,噪音小,有缓冲吸震及过载保护的能力,精度要求不高,制造、安装、维护都比较方便,成本也较低,但是传动效率较低,传动比不恒定,寿命短;但还是比较符合本设计的要求,所以采用蜗杆传动。总传动比为 1,要实现传动方向改变 90 度,因而可以考虑采用蜗轮蜗杆机械设计基础课程设计设计说明书35040515 王召4加斜齿轮或者是锥齿轮加斜齿轮减速器,但考虑到蜗轮蜗杆效率较低,而且安装精度、润滑要求高等因素,因而决定采用后者,即锥齿轮加斜齿轮减速器。机构简图:2.电动机的选择(1)类型和结构形式的选择:按工作条件和要求选用一般用途的 Y 系列三相异步卧式电动机,封闭结构。(2)电动机功率计算传动效率:带传动: V 带 10.96η一对轴承: 2η锥齿轮 : 油润滑 8 级精度齿轮 一对圆柱斜齿轮:8级精度 30.97η联轴器效率 4η总传动效率: 机械设计基础课程设计设计说明书35040515 王召554254213=0.960.97.=0.9η钻头转速: r/minw1n.3VD(3)电动机转速计算确定传动比范围:齿轮传动比范围 ; 在相关手册中查阅符合这5~2齿i一转速范围的电机,综合考虑总传动比,结构尺寸及成本,选择 Y160M1-2型,额定功率 11kW 电动机,满载转速 30/minmnr3.传动系统的运动和动力参数计算总传动比: 30/in5.9851.4MaWnri1、分配减速器的各级传动比:带传动的传动比为 02i若齿轮的传动比取 ,则锥齿轮的传动比为231.4612.ii2、计算传动装置的运动和动力参数(1)计算各轴转速电机轴: 30/minMnrⅠ轴: 15Ⅱ轴: 21/i73.18/min.046rnriⅢ轴: 23478/in50./i.i(2)计算各轴输入功率电机轴: 1dpkw1 轴: 00.967.32PWk2 轴: 21230.97.kW机械设计基础课程设计设计说明书35040515 王召63 轴: 3237.90.97.04PkWkWa、 计算各轴输入转矩电动机输出转矩: 9507.95302.75ddMT Nmn1 轴: 11.6148.9P2 轴: 29507.329.5.7dT Nmn3 轴: 3.0451.83.dP将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表:功率 P / kW 转矩 T /N·m轴名输入 输出 输入 输出转速 nr/min传动比 i效率电机轴7.95 25.3075 3000 2 0.96Ⅰ轴 7.632 7.557 48.59 48.10 15002.046 0.96Ⅱ轴 7.329 7.256 95.47 94.51 733.138Ⅲ轴 7.04 6.969 133.98 132.64 501.81.461 0.96三、传动零件的设计计算 圆锥齿轮设计计算项目计算内容 计算结果机械设计基础课程设计设计说明书35040515 王召7选材、精度选用直齿轮,批量较小,小齿轮用 45 钢,调质处理,硬度平均取220HB,大齿轮用 45 钢,正火处理,硬度平均取 190HB。8 级精度。工作时间及部分参数闭式直齿圆锥齿轮传动,轴夹角 ,90传递功率 ,转速17.632Pkw15/minnr传动比 。04i两班制工作,寿命 10 年(每年按 300 天计算)小齿轮做悬臂布置,使用时间内,工作时间占 23.3%9017.632Pkw5/minnr.04i寿命 10 年,300 天/年,工作时间占 23.3%初步计算小齿轮直径 1d因为采用闭式软齿面传动,按齿面接触强度初步估算小齿轮分度圆直径 初选小齿轮齿数取 , 18z2.046183.2,Z37,1Z37.5i传动比相对误差 ,合适'0.1.49%526i 小齿轮转矩 148590TNm 初选载荷系数:,AVFK, ,1.25.1.6tK 取齿宽系数 0.3R 确定弹性影响系数 189.EZMPa 确定区域载荷系数:标准直齿圆锥齿轮传动 2.5HZ 确定接触许用应力6.1KMPaZE89145.TNmli2607Ha12[]598.PHMAK1.V6t0.3R25HZ819.6N240机械设计基础课程设计设计说明书35040515 王召8循环次数 81601506301.293610hNnjL82/4.i查教材图 10-19 曲线得 ,1HNK2.5HN查教材图 10-21(d)得 ,lim160HMPalim2570Pa取安全系数 .HS11lim22[]/16/60.057598.PNKMaP 由接触强度计算小齿轮的分度圆直径 2131RKTE.9uHZd2( -0.5)( ) 2131R23 2.9u8..648590756() 75.90.(3).6d m2( -)( )确定基本参数 验算载荷系数 1(.)75.9(1.0)4.mRd齿轮圆周速度 164..7/600nv ms精度等级取 8 级精度合理由教材图 10-8 查得 1.2HFK1.254970/in6.3AtKFNb查教材表 10-9 得出轴承系数 ,由公式得.5Hbe1.5.8HFbe接触强度载荷系数:8 级精度合理18z237取 6nm机械设计基础课程设计设计说明书35040515 王召91.25.871.235AVHK 校正直径: 331 .75.99.416ttdm校核传动比误差:因齿数未做圆整,传动比不变。确定主要传动尺寸确定模数 ,.4/8.m查表取 6小齿轮直径 1t1dz0大齿轮直径 2t2m锥距21u.0461R=d 89.34齿宽 1b.39..7 圆整,取 ,2m16b 12d08mb3.79R2校核齿根弯曲疲劳强度 确定弯曲强度载荷系数:与接触强度系数相同 3.95K 计算当量齿数 11820.3cos.VZ223784.2cos0.9VZ,2FY2.17F,5.1S85SY 确定许用应力:由教材图 10-18 ,1K0.92FN20.95FN取安全系数 4S由教材图 10-20(C)得, ,FN14MPaFN25MPa按脉动循环变应力确定许用弯曲应力,即 FN10.94[]281FKPaS5.1AK4V2.F751Y4.2F1S675.2Y904.1FKNMPaF25机械设计基础课程设计设计说明书35040515 王召10FN2[]8.4MPa 校核弯曲强度 1F1 122213.754890.1584.(0.5)6FaS FRKTYMPabmZ 237489..6FaFN1[]289MP.4a528.P合格静强度校核静强度校核,因传动无严重过载,故不作静强度校核 圆柱齿轮设计计算项目计算内容 计算结果选材、精度选用斜齿轮,批量较小,小齿轮用 45 钢,调质处理,硬度 210HB~230HB,平均取 220HB,大齿轮用 45 钢,正火处理,硬度为 170HB~210HB,平均取 190HB。8 级精度。初步计算小齿轮直径 1d因为采用闭式软齿面传动,按齿面接触强度初步估算小齿轮分度圆直径,由附录 A 表 由表3211uKTdHPdA1 取 , 动载荷系数756d,转矩22130.()/.47WHBZ,由表 27.11 查取195.4TNM 0.1d接触疲劳极限4.1K195.TNmli260HMPa
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