北航机械设计课程设计半自动钻床传动装置说明书

北航机械设计课程设计半自动钻床传动装置说明书机械设计基础课程设计设计题目：半自动钻床传动装置设计者：班级： 381331班指导老师：前言本设计为机械设计基础课程设计的内容，是先后学习过画法几何、机械原理、机械设计、工程材料、加工工艺学等课程之后的一次综合的练习和应用。本设计说明书是对半自动钻床传动装置设计的说明，半自动钻床是专业机械加工的机器，使用广泛，本次设计是使用已知的使用和安装参数自行设计机构形式以及具体尺寸、选择材料、校核强度，并最终确定形成图纸的过程。...

机械设计基础课程设计设计题目：半自动钻床传动装置设计者：班级： 381331班指导老师：前言本设计为机械设计基础课程设计的内容，是先后学习过画法几何、机械原理、机械设计、工程材料、加工工艺学等课程之后的一次综合的练习和应用。本设计说明书是对半自动钻床传动装置设计的说明，半自动钻床是专业机械加工的机器，使用广泛，本次设计是使用已知的使用和安装参数自行设计机构形式以及具体尺寸、选择材料、校核强度，并最终确定形成图纸的过程。通过设计，我们回顾了之前关于机械设计的课程，并加深了对很多概念的理解，并对设计的一些基本思路和方法有了初步的了解和掌握。目录 1前言 2目录 4一、设计任务书 41、产品名称 42、设计目标及使用条件 43、主要设计参数 44、设计参考图 5二、总体方案设计 51 执行机构分析 52 总体思路 6三传动装置设计 61 机构初步设计 62 电动机的选择 73传动装置的运动和动力参数 9四带传动主要参数及几何尺寸计算 11五齿轮传动设计计算 111低速级(斜齿圆柱齿轮的设计) 142高速级(锥齿轮的设计) 17六轴的设计与校核 171初估轴径 172轴强度校核 171 高速轴 202 中间轴 223 低速轴 26七轴承的选择与校核 261 高速轴轴承30209 262 中间轴轴承30209 273 低速轴轴承30211 29八键的选择与校核 31九、联轴器的选择 33十减速器箱体各部分结构尺寸 331 箱体 332 润滑及密封形式选择 333 箱体附件设计 34十一参考文献一、设计任务书 1、产品名称半自动三轴钻床传装置 2、设计目标及使用条件 ①切削过程中，安装工件的工作台在垂直方向上自动做进给运动。 ②每分钟加工两个工件。 ③动力源为三相交流380/220V，电动机单向运转，载荷平稳。 ④使用期限为10年，大修周期为3年，双班制工作。 ⑤专业机械厂制造，生产批量为5台，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。 3、主要设计参数切削速度v/(m/s) 0.21 孔径D/mm 8 总切削阻力矩T/(N m) 120 工作台及附件最大质量/kg 550 工作台最大速度/(m/s) 0.15 切削时间/s 7 工作台切削阻力/N 1280 4、设计参考图二、总体方案设计 1 执行机构分析为实现单个驱动装置圆周运动到三轴钻头圆周运动的转换，理想的执行机构是单个圆柱齿轮与三个圆柱齿轮啮合的执行机构，减速传动机构采用圆锥圆柱齿轮减速器。 2 总体思路三传动装置设计 1 机构初步设计电动机输出转速后，先经以及带传动减速，经圆锥-圆柱齿轮减速，传出后经一追齿轮转向90°，再通过一个圆柱齿轮与三个圆柱齿轮啮合，经万向联轴器与钻头相连。工作台升降由另一电动机驱动。 2 电动机的选择（1）、选择电动机： Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，380V （2）、选择电动机容量 V带传动效率，滚动轴承效率（一对）齿轮传动效率，联轴器效率（3）、确定电动机转速：钻头故选取电动机Y200L1-2，额定功率30Kw，同步转速3000r/min，满载转速2950r/min 3传动装置的运动和动力参数（1）、分配传动比（2）、分配各级装置的传动比 V带：，减速箱锥齿轮减速器斜齿轮：，转向锥齿轮，圆柱齿轮（3）、运动和动力参数的计算 0轴：（0轴输出功率） 1轴：（1轴输出功率） 2轴：（2轴输出功率） 3轴：（3轴输出功率） 4轴：（4轴输出功率） 5轴：（4轴输出功率）参数列表轴名输入功率kw 输出功率kw 输入转矩 N.m 输出转矩N.m 转速 r/min 传动比 i 效率 0轴 24.868 80.50 2950 1.2 0.96 1轴 23.87 23.63 92.73 91.80 2458.33 1.9 0.95 2轴 22.69 22.46 167.475 165.80 1293.86 2.58 0.95 3轴 21.56 21.34 410.62 406.51 501.43 1 0.95 4轴 20.495 20.30 390.34 386.44 501.43 1 0.95 5轴 6.49 6.43 123.60 122.37 501.43 四带传动主要参数及几何尺寸计算计算项目计算内容计算结果确定计算功率由表31-7 由公式选取带型由图31-15 选用B带，选取小带轮直径由表31-3 大带轮直径小带轮带速满足5m/s 下册）计算项目计算内容计算结果（1）初步计算转矩齿宽系数由表27-14 接触疲劳极限由表27-14b 需用接触应力计算由表B1，估计动载荷系数K 初步计算小齿轮直径取初步齿宽b （2）校核计算圆周速度精度等级由表27-1选取8级精度 8级精度齿数z 取由于互质取模数查表27-4取标准值确定齿数取 b=96mm 使用系数由表27-7 动载系数由表27-6 齿间载荷分配系数首先求解非硬齿面斜齿轮，8级精度齿向载荷分配系数区域系数由图27-18 弹性系数由表27-15 重合度系数由表27-5 同理由于无变位，端面啮合角螺旋角系数许用接触应力由表27-17取最小安全系数总工作时间盈利循环次数单向运转由图27-27取接触寿命系数齿面工作硬化系数由表27-18接触强度尺寸系数润滑油膜影响系数取值验算接触疲劳强度较为合适，尺寸无需调整（3）确定主要传动尺寸中心距取整螺旋角端面模数分度圆直径齿宽 b=96mm 当量齿数（4）齿根弯曲疲劳强度验算齿形系数由当量齿宽查图27-20取值应力修正系数由图27-21取值螺旋角系数由图27-22取值齿向载荷分配系数由图27-9取值许用弯曲应力由图27-30取试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限由表27-17取最小安全系数由表27-33确定尺寸系数由图27-32确定弯曲寿命系数另外取值如右验算（5）齿轮主要传动尺寸列表压力角螺旋角分度圆直径齿顶高齿根高齿顶间隙中心距 2高速级(锥齿轮的设计) 计算项目计算内容计算结果材料选取大小齿轮使用45号钢，调质处理，硬度217-255HBS，平均硬度236HBS 精度等级均为7级有关数据以及公式引自《机械设计》（哈工大版）计算项目计算内容计算结果（1）初步计算转矩初选载荷系数弹性系数齿宽系数节点区域系数应力循环系数初步计算小齿轮直径（2）确定传动系数计算载荷系数K 表8-3 齿宽中点分度圆直径满足7级齿轮精度要求动载系数图8-7 齿向载荷分配系数 K= K=1.4652 修正小齿轮分度圆直径选取齿数大端模数 m=3.94mm 取m=4mm 大端分度圆直径锥距齿宽 (3)、校核齿根弯曲疲劳强度 K、b、、m 切向力齿形系数应力修正系数 ’ 许用弯曲应力符合强度要求（4）齿轮主要传动尺寸列表锥距R 齿宽系数六轴的设计与校核 1初估轴径电机轴取高速轴取中间轴取低速轴取 2轴强度校核 1 高速轴齿轮上的作用力转矩圆周力径向力轴向力支反力带的压轴力 Y-Z平面 X-Z平面合成弯矩转矩当量弯矩校核受力图· 2 中间轴高速级大齿轮齿轮上的作用力转矩圆周力径向力轴向力低速级小齿轮齿轮上的作用力转矩圆周力径向力轴向力支反力 Y-Z平面 N.m X-Z平面 N 合成弯矩转矩当量弯矩校核受力图· 3 低速轴齿轮上的作用力转矩圆周力径向力轴向力支反力 Y-Z平面 X-Z平面合成弯矩转矩当量弯矩校核受力图· 4数据列表高速轴中间轴低速轴 Y-Z平面 N.m X-Z平面 N 合成弯矩转矩当量弯矩校核七轴承的选择与校核 1 高速轴轴承30209 计算项目计算公式计算结果轴承主要性能参数轴承30209性能参数 ,Y=1.5 轴承受力情况 , (向左) 求 0 轴承A 冲击载荷系数由表38-4得当量动载荷轴承B 冲击载荷系数由表38-4得当量动载荷轴承寿命结论：所选用轴承可用。 2 中间轴轴承30209 计算项目计算公式计算结果轴承主要性能参数轴承30209性能参数轴承受力情况 , 求轴承B 冲击载荷系数由表38-4得当量动载荷轴承A 冲击载荷系数当量动载荷轴承寿命结论：所选用轴承可用 3 低速轴轴承30211 计算项目计算公式计算结果轴承主要性能参数轴承30211性能参数轴承受力情况 , 求轴承B 冲击载荷系数由表38-4得当量动载荷轴承A 冲击载荷系数由表38-4得当量动载荷轴承寿命结论：所选用轴承可用。八键的选择与校核高速轴键的选择和参数选用普通平键,圆头, d1=35mm,d2=35mm,选用键,, 转矩键长接触长度许用挤压应力查表铸铁许用挤压应力为满足要求，可用中间轴键的选择和参数选用普通平键,圆头,d1=40mm,d2=40mm,选用键, 转矩键长接触长度许用挤压应力查表铸铁许用挤压应力为采用双键，180°布置满足要求，可用低速轴键的选择和参数选用普通平键,圆头, d1=60mm,d2=45mm,选用键, 转矩键长接触长度许用挤压应力查表铸铁许用挤压应力为满足要求，可用九、联轴器的选择（一）电动机与减速器之间的联轴器选择因轴的转速较高，为减小启动载荷，缓和冲击，应选用具有较小转动惯量和具有弹性的联轴器，此处选用弹性套柱销联轴器。工作条件为轻微冲击，查表9-2取=1.3 n=r/min 查表13-5，选用TL6型弹性套柱销联轴器。其技术参数：许用转矩[T]=250N•m;许用转速；孔径范围32~42mm。结构参数：两半联轴器选用长圆柱形孔（J型），C型键槽，电动机的输出端孔径为∅35×80mm，减速器输入轴端孔径及长度为∅35×80mm。该联轴器标记为： TL6 GB/T 4323-2002 （二）减速器与开式齿轮轴之间的联轴器选择选用弹性联轴器。工作条件为轻微冲击，查表取=1.3 n=501.34r/min 查表13-5，选用TL8型弹性联轴器。其技术参数：许用转矩[T]=710N•m;许用转速；孔径范围45~56mm。结构参数：主动端半联轴器选用长圆柱形孔（J型），C型键槽，从动端半联轴器选用有沉孔的短圆柱形轴孔（J型），C型键槽，减速器的输出端孔径为∅45×60mm，开始齿轮输入轴端孔径及长度为∅40×90mm。该联轴器标记为： TL8 GB/T 4323-2002 =1.3 n=r/min TL6 GB/T 4323-2002 =1.3 n=501.34r/min TL8 GB/T 4323-2002 十减速器箱体各部分结构尺寸 1 箱体名称符号尺寸箱盖壁厚箱座壁厚箱盖凸缘厚度箱座凸缘厚度地脚螺钉直径地脚螺钉数目轴承旁连接螺钉直径箱盖与箱座连接螺钉直径轴承端盖螺钉直径窥视孔盖螺钉直径定位销直径起盖螺钉直径大齿轮顶圆与内壁距离齿轮端面与内壁距离轴承端盖外径轴承端盖凸缘厚度 2 润滑及密封形式选择设计项目设计内容密封装置高速轴密封挡油环密封，，挡油板内密封中间轴密封挡油环密封，低速轴密封挡油环密封，，挡油板内密封润滑油以及润滑脂的选择轴承脂润滑齿轮油润滑 3 箱体附件设计设计项目设计内容设计结果通气器指标： ,,，, , 材料为Q235 油标指标： , , , , ,, ,, ，选用B型排油螺塞指标： ,, , , , , , , , , 管螺纹六角螺塞及其组合件十一参考文献（1）机械设计基础（下册），吴文祥等主编，北京：北京航空航天大学出版社，年月（2）机械设计综合课程设计，王之栋、王大康主编，北京：机械工业出版社，年月（3）机械设计哈尔滨工业大学出版社 2002年原动机（电动机）圆锥圆柱齿轮减速器齿轮啮合装置单级皮带传动（V带）工作台传动装置执行机构 _1408713930.unknown

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