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机床课程设计,是在金属切削机床课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计,使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中,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,并培养学生具有初步的结构分析,结构设计和计算能力
普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此,对这些基本知识和资料作些简要介绍。本次设计的是普通型车床主轴变速箱。主要用于加工回转体。
车床的主参数(规格尺寸)和基本参数(GB1582-79,JB/Z143-79)
工件最大回转直径
D
(mm)
正转最高转速
nmax
( )
电机功率
N(kw)
公比
转速级数Z
反转
11
400
1600
12
级数Z反=Z正/2;n反max≈
操作性能要求
1)具有皮带轮卸荷装置
2)手动操纵双向摩擦片离合器实现主轴的正反转及停止运动要求
3)主轴的变速由变速手柄完成
4)床头箱的外型尺寸、与床头床身的联接要求与C618K-I车床的床头箱相同
确定极限转速
,
又∵=∴得=. 取=45;
主电机选择
合理的确定电机功率N,使机床既能充分发挥其使用性能,满足生产需要,又不致使电机经常轻载而降低功率因素。
,根据《车床设计手册》附录表2选Y132S-4,,满载转速1440
,。
主传动方案拟定
拟定传动方案,包括传动型式的选择以及开停、幻想、制动、操纵等整个传动系统的确定。传动型式则指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。
传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关,和工作性能也有关系。因此,确定传动方案和型式,要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。
传动方案有多种,传动型式更是众多,比如:传动型式上有集中传动,分离传动;扩大变速范围可用增加传动组数,也可用背轮结构、分支传动等型式;变速箱上既可用多速电机,也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。
显然,可能的方案有很多,优化的方案也因条件而异。此次设计中,我们采用集中传动型式的主轴变速箱。
传动结构式、结构网的选择
结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法,但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案,就并非十分有效。
确定传动组及各传动组中传动副的数目
级数为Z的传动系统由若干个顺序的传动组组成,各传动组分别有、、……个传动副。即
传动副中由于结构的限制以2或3为合适,即变速级数Z应为2和3的因子: ,可以有三种方案:
12=3×2×2;12=2×3×2;12=2×2×3;
传动式的拟定
12级转速传动系统的传动组,选择传动组安排方式时,考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能。
在Ⅰ轴如果安置换向摩擦离合器时,为减少轴向尺寸,第一传动组的传动副数不能多,以2为宜。
主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大,因此主轴上齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用2。
综上所述,传动式为12=2×3×2。
结构式的拟定
对于12=2×3×2传动式,有6种结构式和对应的结构网。分别为:
, , ,
由于本次设计的机床I轴装有摩擦离合器,在结构上要求有一齿轮的齿根圆大于离合器的直径。初选的方案。
转速图的拟定
图3-1正转转速图
图3-2 反转转速图
图3-3主传动系图
4. 传动件的估算
三角带传动的计算
三角带传动中,轴间距A可以加大。由于是摩擦传递,带与轮槽间会有打滑,宜可缓和冲击及隔离振动,使传动平稳。带轮结构简单,但尺寸大,机床中常用作电机输出轴的定比传动。
(1)选择三角带的型号
根据公式
式中P---电动机额定功率,--工作情况系数
查《机械设计》图8-8因此选择A型带,尺寸参数为B=80mm,=11mm,h=10,。
(2)确定带轮的计算直径,
带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。为提高带的寿命,小带轮的直径不宜过小,即。查《机械设计》表8-3,8-7取主动轮基准直径=125。
由公式
式中:
-小带轮转速,-大带轮转速,-带的滑动系数,。
所以,由《机械设计A》表8-7取园整为224mm。
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