X6132型万能升降台铣床主传动系统及主轴组件设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀设计 毕 业 设 计（论 文）说 明 书 题 目 万能升降台铣床 主传动 系统 及 主轴组件设计 学 生 系 别 专 业 班 级 机械设计制造及自动化 学 号 指 导 教 师 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 主轴组件设计 系： 专业： 班级： 学号： 学生： 指导教师： 接受任务时间 教研室主任 （签名） 系主任 （签名） 1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 1） 主运动驱动电动机功率的确定 ， 主传动设计，齿轮设计 ， 主轴组件的 计算 ； 2）绘制 传动装配图 及 床身、齿轮、 主 轴 等零件图； 3）编写设计说明书。 2指定查阅的主要参考文献及说明 1)金属切削机床，顾熙棠 、迟建山、胡宝珍主编（下册） ， 上海科学技术出版社 2)机床设计手 册第二册（上），机床设计手册编写组编 ， 机械工出版社， 1979年。 3)专用机床设计与制造，哈尔滨工业大学、哈尔滨市教育局专用机床设计与制造编写组编著 ， 黑龙江人民出版社， 1979 年 ， 哈尔滨。 3设计的原始参数 1） 主轴转速 n=30 1500r/速级数 Z=18，电动机转速 400r/ 2） 工件材料是钢和铁 ： 3） 铣刀直径 100 毫米，齿数 4， 4） 铣切宽度 50 毫米，铣切深度 米，转速 750 转 /分，进给量 750毫米 /分。 4进 度安排 设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期 1 生产现场参观实习、 收集资料 2 主传动的设计及主轴组件的设计 3 画图、说明书的编写和检查 4 检查并 提交 毕业设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 主传动 系统 设计及主轴组件设计是 金属切削 机床设计中的 重要内容 ，本 次 毕业设计的 题目是 传动设计及主轴组件设计 。 设计 中 根据 已知条件 ， 确定 了 主电动 机功率 、传动系统 公比、变速组和传动副数目、 计算了齿轮齿数， 绘制了 转速图 ， 并 进行了主传动的结构设计 。在此基础上 进行了 齿轮设计 ， 主轴 轴承 的配置和 主轴 结 构参数的确定 及 主轴组件的刚度验算。 关键词： 铣床 ， 主传动系统 ， 主轴组件 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he is in s is 6132In to of up on on on s s 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 中文摘要 英文摘要 第 1 章 绪论 床的用途及性能 1 床的主要规格参数 3 第 2 章 主运动驱动电动机功率的确定 4 第 3章 28主传动设计 速图的拟定 9 定公比 5 定变速组和传动副数目 5 定传动顺序顺序方案 5 定扩大顺序方案 6 定转速图 9 轮齿数的确定 17 定齿轮齿数时应注意下面这些问题 10 设计中的基本变速组和第一扩大组齿轮齿数的确定 12 计中第二扩大组齿轮齿数的确定 13 查相邻齿轮的齿数差 13 核 16 轮的布置与排列 17 传动的结构设计 21 动的布局及变速方式 17 传动的开停装置 18 传动的制动装置 18 传动的换向装置 18 算转速的确定 21 第 4 章 齿轮设计 轮 25 算 23 算齿根弯曲强度 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轮 18的几何尺寸计算： 25 它齿轮参数的确定 26 第 5 章 主轴组件的计算 轴组件结构参数的确定 30 集和分析资料 27 轴组件结构参数的确定 30 轴的结构和组件的布置 31 轴的材料与、热处理和技术要求 31 轴轴承 31 轴组件的刚度验算 38 轴的受力分析 35 轴组件的刚度验算 38 传动系统中各轴承的参数确定 40 第 6 章 结论 41 参考文献 42 致谢 43 附录 44 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 1 章 绪 论 床的用途及性能 万能升降台铣床属于通用机床。主要适用于 机械 工厂中 加 工车间 、工具 车间和维 修 车间的 成批生产、 单 件 、 小批生产。 这 种铣床可用圆柱铣 刀、圆 盘 铣刀、角度铣刀、成型铣刀和端面铣刀加工 各 种平面、斜面、沟槽等。如果 配以 万能铣头、圆工作台、分度头等铣床附件， 还 可以扩大机床 的 加工范围。 铣床的工作台可向左、右各回转 450，当工作台转动一定角度，采用分度头时，可以加工各种螺旋面。 机床三向进给丝杠为梯形丝杠， 机床三向进给丝杠为滚珠丝杠。 、 型数显万能升降台铣床是在 万能升降台铣床的基础上，在纵向、横向增加两个坐标的数字显示装置的一种变型铣床，该铣床具有普通万能升降台铣床的全部性能外，借助于数字显示装置还能作到加工和测量同时进行，实现动态位移数字显示，既保证了工件加工质量，又减轻了工人劳动强度和提高劳动生产率，配上万能铣头还可以进行镗孔加工。 床的主要 技术 参数 工作台： 工作台工作面积（宽 长）（毫米） .1320 工作台最大纵向行程 : 手 动（毫米） . 机 动（毫米） . 工作台最大横向行程： 手 动（毫米） . 机 动（毫米） . 工作台最大垂直行程： 手 动（毫米） . 机 动（毫米） . 工作台最大回转角度（度）： . 45 T 型 槽 数 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 T 型槽宽度（毫米） 18 T 型槽间距离 (毫米 ) . 主要 联系 尺寸： 主轴中心线到工作台面距离 最 小（毫米） 30 最 大（毫米） 350 床身垂直导轨至工作台中心距离 最 小（毫米） 215 最 大（毫米） . 主轴中心线至悬梁的距离（毫米） . 主传动、进给传动： 主轴转速级数 18 主轴转速范围（转 /分） .500 工作台进给量级数 . . 工作台进给范围（毫米 /分） 纵 向 1180 横 向 .1180 垂 直 向 .94 工作台横向及纵向快速移动量 （毫米 /分） . 工作台垂直快速移动量 （毫米 /分） . 动力参数，外形尺寸、重量： 进给电机 功 率（千瓦） 冷却泵电机 功 率（千瓦） 25 冷却泵输出流量（升 /分） 22 机床外形尺寸（长 宽 高）（毫米 ） .1770 1665 机床重量（公斤） . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 承载能力： 被加工工件最大重量（公 斤） . 数显装置分辨率（毫米） （ 、 ） 05 数显有效坐标测量范围（毫米） （ 、 ）： 纵向横向 700 255 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 章 主运动驱动电动机功率的确定 电动机功率是计算机床零件和决定结构尺寸的主要依据。电动机应取恰当的功率，功率大了，则机床零、部件的尺寸也随之不必要 的 增大，不仅浪费材料，而且使电动机经常处于低负荷情况下工作，致使功率因数小，浪费电力。如果电动机功率取小了，则机床的技术性能达不到设计要求，且出现电动机超负荷工作情况，容易烧坏电机和电 器 元件。 机床主运动驱动电动机功率，常用计算和统计分析相结合的方法来确定。有条件时，还辅以实测法。在我们开始设计机床时，主传动链的结构方案尚未确定，可用下面的经验公式进行粗略估算： （ 2 式中： m 机床总机械效率，对于主运动为回转运动的机床， m=本设计中由于传动件转速较高，所以我们取为 铣削 钢 ：钢的含碳量 抗拉强度极限 600 兆帕，铣刀直径 100 毫米 ， 齿数 4，铣切宽度 50 毫米，铣 削 深度 米，转速 750 转 /分，进给量 750毫米 /分。 铣削功率的计算公式为 60/10 3 2 式中 铣削 功率（）； 切削力（）； 铣削速度（ m/。 高速钢铣刀铣削力的计算（采用端铣刀），根据机械制造工艺设计手册表 3 25 为 Z （ 2 将已知条件 0（查表得）、 0、 100、 Z=4代入上式即： Z 90 100 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 ) 式中 铣切宽度 ( 每齿进给量（ ； 铣刀直径（ ； Z 铣刀齿数 在这里算出的 4 2 0600() 式中 则 60/10 3 60/103 所以 P= 本设计中 选择 主电机 的 功率选 速为 1440（转 /分）。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 章 28 主传动设计 转速图的拟定 已知主轴转速为 n=30 1500r/速级数 Z=18， 电动机转速 400r/定公比 由公式 Rn=1Z （ 3 301500=118 定变速组和传动副数目 大多数机床广泛应用滑移齿轮变速，为了满足结构设计和操纵方便的要求，通常采用双联或三联滑移齿轮，因此，主轴转速为 18级的变速系统需要 3个变速组，即 Z=18=3 3 2。 定传动顺序方案 按 照 传动顺序，各变速组排列方案有： 18=3 3 2 18=3 2 3 18=2 3 3 根据设计要点，应遵守传动副“前多后少”的原则，选择 18=3 3 2 方案。 定扩大顺序方案 传动顺序确定之后，还可列出若干不同扩大顺序方案。如无特殊要求， 应根据“前密后疏”的原则，使扩大顺序与传动顺序一致， 这样可 得到最佳的 传动 方案， 其结构式为 23318 931 根据式 )12(22 查最后扩大组的变速范围： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 )12(9)12(22 乎要求 故可选定上述 传动 方案 是合理的 。 定转速图 根据已确定的结构式 便可 拟定转速图，应注意解决定比传动和分配传动比，合理确定传动轴 的转速。 比传动 在变速传动系统中采用定比传动，主要考虑传动、结构和性能等方面要求，以及满足不同用户的使用要求。在本设计中，铣床的总降速比48114 4030m u，若每一个变速组的最小降速比均取 1/4，则三个变速组的总降可达到 1/4 1/4 1/4=1/64，故无需要增加降速传动。但是，为使中间两个变速组做到降速缓慢，以利于减少变速箱的径向尺寸，故在 轴间增加一对降速传动齿轮，这样 ，也有利于设计变型机床，因为只要改变这对降速齿轮传动比，在其他三个变速组不变的情况下 ，就可以将主轴的 18 种转速同时提高或降低，以便满足不同用户的需要。 配降速比 前面已确定， 18=3 3 2 共需三个变速组，并在 轴间增加一对降速传动齿轮，因此，转速图上有五根传动轴，如图（ a）所示。画五根距离相等的竖直线（、）代表五根轴；画 18 根距离相等的水平线代表 18 级转速，这样便形成了传动轴格线和转速格线。 1)在主轴上标出 18 级转速： 30 1500r/第轴上用 A 点代表电动机转速 440r/低转 速用 E 点标出，因此 A、 E 两点联线相距 17格，即代表总降速传动比171 2）决定、轴之间的最小降速传动比：一般铣床的工作特点是间断切削，为了提高主轴运转的平稳性，主轴上齿轮应大一些，能起到飞轮的作用，所以最后一个变速组的降速传动比取41。按公比 ，查表可知， ，即61u， 从 E 点向上数六格（ 6） ,在轴上找出 D 点， 动线表示买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴间变速组（第二扩大组）的降速传动比。 3)决定其余变速组的最小传动比：根据降速前慢后快的原则， 轴间变速组（第一扩大组），取 u=41 ,即从 D 点向上数四格（ 4），在轴上找出 C 点用 动线表示；同理， 轴间取 u=41 ，用 动线表示； 轴间取 u=31 ，用 动线表示。 出各变速组其他传动线（图 b） ， 轴间有一对齿轮传动，转速图上为一条 动线。 轴间为基本组，有三对齿轮传动，级比指数 ，故三条传动线在转速图上各相距一格，从 C 点向上每隔一格取 线 们的传动比分 别为21 、31 、41 。 轴间为第一扩大组也有三对齿轮传动，级比指数 三条传动线在转速图上各相距三格， 们的传动比分别为 2 ，21 ，41 。 轴间为第二扩大组，有两对齿轮传动，级比指数 92x，两条传动线在转速图上应相距九格，即 们的传动比分别为 3 和61 。 出全部传动线（图 c），即为本设计的主传动 系统 转速图。如前所述，转速图两轴之间的平行线代表同一对齿轮传动，所以画 轴间的的传动线时，应从 点分别画出 平行线，使轴得到九种转速。同理，画 轴间的传动线时，应画九条与 行的线，九条与行的线，使主轴得到 18 种转速。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3速比传动线 图 3速组传动线 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 36132床主传动转速图 齿轮齿数的确定 定齿轮齿数时应注意下面这些问题 1 齿轮的齿数和不应过大，一般推荐齿数各 100 120。 2 齿轮的齿数和不应过小，应考虑： 1）最小齿轮不产生根切现象，对于标准直齿圆柱齿轮可 取 17Z。 2）受结构限制的各齿轮（尤其是最小齿轮），应 能 可靠地装到轴上或进行套装；齿轮的齿槽到孔壁或键槽的壁厚 a 2m（ m 为模数），以保证有足够的强度，避免出现变形或断裂现象。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3）两轴间最小中心距应取得适宜。若齿数和太小，则中心距过小，将导致两轴上的轴承及其他结构之间的距离过近或相碰。 设计中的基本变速组和第一扩大组齿轮齿数的确定 设这两组变速组的模数相同，对于变速组内齿轮模数相同时齿轮齿数的确定，一般有两种方法（计算法和查表法），本设计采用计算法求齿轮齿数。 在变速组内，各对齿轮的齿数之比，必须满足转速图上已经确定的传动比；当各对齿轮的模数相同，且不采用变位齿轮时，则各对齿轮的齿数 和 必然相等可列出： 即可得： 111式中： ZZ 分别为 j 齿轮副的主动与从动齿轮的齿数； j 齿轮副的传动比； 齿轮副的齿数和。 轴与轴间的齿轮（基本变速组）确定 该变速组内有三对齿轮，其传动比为 齿轮一定在最大降速比 ，根据具体 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 结 构情况取 167 Z， 齿数和 55391687 z 。 然后，确定其它两对齿轮副的齿数。 传动比为 361955195521121156225动比 轴与轴间齿轮副的确定（第一扩大组） 该变速组内的三对齿轮为： ，根据具体结构情况取 1813Z，则 齿数和 6547181413 z ，然后确定其他两对齿轮副的齿数。 传动比为 动比 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 设计中第二扩大组齿轮齿数的确定 设本变速组的模数不相等。 设 一 个 变 速 组 内 有 两 个 齿 轮 副1 和， 分 别 采 用 两 种 不 同 模 数1和 ，其齿数和为 SS 1和 ，如果不采用变位齿轮，因各齿轮副的中心距A 必须相等，可写出： 111 21)1(21 222 21)2(21 所以 211 则可得： 21221 设 1 22 1即可得： S ez 2 21 式中： 1 无公因数的整数 ； K 整数。 在计算这类似不同模数齿轮齿数时，首先定出变速组内不同的模数1和 ；根据式 计算出 1和 ；选择 K 值，由式 计算各齿轮副的齿数和 1和（应考虑齿数和不致过大或过小）；按各齿轮副的传动比分配齿数。 轴和轴齿轮副的确定（第二扩大组）， 该变速组中有两对齿轮，其传买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 动比为 24121 ，考虑实际受力情况相差较大，齿轮副的模数分别选择为 3421 。 由式21221 可得： 43121221 为了使齿数和较小并满足最小齿轮齿数的要求，选取 K=30，则 120430903301221S ez 3882271194113261查 相邻齿轮的齿数差 轴和轴 各采用了一个三联滑移齿轮，所以在确定其齿数之后，还应检查相邻齿轮的齿数差，以确保其左右移动时能顺利通过，不致相碰。 轴 223 Z（ 45172273 24 即合乎要求。 轴 2610 核 确定齿轮齿数时， 应符合转速图上传动比的要求。实际传动比（齿轮齿数之比）与理论传动比（转速图上给定的传动比）之间允许有误差，但不应过大 。 由 于 确 定 齿 轮 齿 数 所 造 成 的 主 轴 转 速 相 对 误 差 ， 一 般 不 允 许 超 过)%1(10 。即 )%1(10 n （ 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 式中： n 主轴的实际转速； n 主轴的标准转速； 公比。 主轴实际转速的计算： 760388237283322542614501450156023882372836195426145014501446838823728391654261450145013384388247183322542614501450123053882471836195426145014501123738824718391654261450145010187711926393322542614501450914871192639361954261450145081157119263939165426145014507947119372833225426145014506757119372836195426145014505587119372839165426145014504487119471833225426145014503387119471836195426145014502297119471839165426145014501161512114321161512116521161512118721161514134321161514136521161514138721181710943211817109652118171098721181712114321181712116521181712118721181714134321181714136521181714138721纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10883882263954265426145014501811933882263936195426145014501792738822639391654261450145016161510943211615109652116151098721轴的标准转速如下表所示 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 0 0 75 95 118 150 190 235 300 375 475 600 750 950 1180 1500 所以有 1(1014141313121211111010998877665544332211文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 0 . 0 2 0 2 0 2 71716161515轮的布置与排列 确定齿轮齿数之后，应合理地布置齿轮排列方式。齿轮的排列方式将直接影响到变速箱尺寸、变速操纵的方便性及结构实现的可能性等 移齿轮的轴向布置 变速组中的滑移齿轮一般宜布置在主动轴上 ，因其转速一般比从动轴的转速高，则其上的滑移齿轮的尺寸小，重量轻，操纵省力。 轴上的三联滑移齿轮布置在主动轴上；轴上的两个两联滑移齿轮固定在轴上，这两个滑移齿轮即充当主动轮，又 起 到从动轮的角色；轴的三联滑移齿轮布置在从动轴上。 为了避免同一滑移齿轮变速组内的两对齿轮同时啮合，两个固定齿轮的间距， 应大于滑移齿轮的宽度 ， 并 留有 =1 2 毫米 的 间隙 。如下图是本设计中主传动系统简图，图中所标注的 就说明了这之间的关系。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3移齿轮的轴向布置 个变速组内齿轮轴向 位置的排列 本设计中滑移齿轮的轴向位置排列采用“窄式排列”，这样就大大缩短了它的轴向长度。 个变速组内齿轮轴向位置的排列 轴至轴 之 间的两个变速组中，其固定齿轮就是采用“相互交错排列”，较好地利用了空间，缩短了轴向尺寸。轴至轴之间还采用了“单公用齿轮”的变速机构（齿轮齿数为 39 的齿轮就是公用齿轮），采用公用齿轮不仅减少了齿轮的数量，而且 进一步 缩短了轴向尺寸。 主传动的结构设计 动的布局及变速方式 主传动的布局 整体流线型结构； 变速方式 孔 盘变速。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 传动的开停装置 开停装置 直接控制电 动 机开停装置。 传动的制动装置 制动装置 电磁离合器制动。 传动的换向装置 换向装置 电 动 机的正反转。 算转速的确定 设计机床时，须根据不同机床的性能要求， 合 理确定机床的最大工作能力，即主轴所能传递的最大功率 或最大转矩。对于所设计机床的传动件尺寸，主要是根据它所传递的最大 转矩进行计算。传动件传递的转矩大小与它所传递的功率和转速两个参数有关。传动 件 在传递全部功率时的最低转速，能够传递最大转矩，因此，将传 递全部功率时的最低转速，称为该传动件的计算转速。这样， 便 可根据传动件的计算转速 来 确定额定转矩，并选择传动件的结构尺寸。 轴计算转速的确定 主轴计算转速 时电动机为满载）时的最低转速。从计算转速起至最高转速间的所有转速都能够传递全部功率，而转矩则随转速增加而减少，此为恒功率工作范围；低于主轴计算转速的各级转速所能传递的转矩与计算转速时的转矩相等，即是该机床的最大转矩，而功率则随转速的降低而减少，此为恒转矩工作范围。 本设计 =18，其转速图如下图所示，由公式 13 zc 轴的计算转速为 m i i i i n （ 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 他传动件计算转速的确定 如前所述，主轴从计算转速起至最高转速间的所有转速都 能 传递全部功率，因此实现上述主轴转速的其他传动件的实 际工作转速也传递全部功率，这些实际工作转速中的最低转速，就是该 传动件的计算转速。 当主轴的计算转速确定后，就可以从转速图 上确定其他各传动件的计算转速。确定的顺序通常是由后往前，即先定出位于传动链 末 端（靠近主轴）的传动件的计算转速，再顺次由后往前定出各传动件的计算转速。一般可先找出该传动件共有几级实际工作转速，再找出其中能够够传递全部功率时的那几级转速，最后确定能够传递全部功率的最低转速，即为该传动件的计算转速。 1）传动轴的计算转速 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴的计算转速：从转速图上可以看出，轴共有 9 级转速： 118、 150、 190、235、 300、 375、 475、 600、 750r/轴在 95r/算转速）至 1500r/高转速）之 间 所有转速都 能 传递全部功率。此时，轴若经齿轮副817传动主轴，它只有在 375 750r/ 4级转速时才能传递全部功率；若经齿轮副 118 750r/ 9 级转速都传递全部功率，因此，其中的最低转速 118r/的计算转速。 轴的计算转速：同理，轴上共有 3级转速： 300、 375、 475r/时，经齿轮副（ ）传动轴，所得到 9 级转速能够传递全部功率。因此，轴上的这 3 级转速也都能传递全部功率，其中的最低转速 300r/为轴的计算转速。 其余依此类推，各轴的计算转速如下： 轴 序 号 计算转速 1450 600 300 118 95 2）齿轮的计算转速 齿轮 轮 上，从转速图可知， 18750r/齿轮副 35 1500r/齿轮 级转速也都能传递全部功率，其中最低转速 118r/为齿轮 齿轮 轮 上，共有 235 1500r/转速，都能传递全部功率，其最低转速 235r/16的计算转速。 齿轮 轮 上，共有 118 750r/转速。其中375 75