機械設計課程設計---簡易專用半自動三軸鉆床傳動裝置

1、<p><b>　　機械設計課程設計</b></p><p><b>　　說明書</b></p><p>　　設計題目 簡易專用半自動三軸鉆床傳動裝置 </p><p><b>　　設計者 </b></p><p><b>　　指導教師 <

2、;/b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　機械設計綜合課程設計是針對機械設計系列課程的要求，由原機械原理課程設計和機械設計課程設計綜合而成的一門設計實踐課程；是繼機械原理與機械設計課程后，理論與實踐緊密結合，培養(yǎng)工科學生機械工程設計能力的課程。</p><p>　　課程設計的目的主要體現在以下三個方面：

3、</p><p>　　1. 培養(yǎng)學生綜合運用機械設計課程和其它先修課程的基礎理論和基本知識，以及結合生產實踐分析和解決工程實際問題的能力；使所學的理論知識得以融會貫通、協(xié)調應用。</p><p>　　2. 通過課程設計，使學生學習和掌握一般機械設計的程序和方法，樹立正確的工程設計思想，培養(yǎng)獨立的、全面的、科學的工程設計能力。</p><p>　　3.在課程設計的實踐

4、中學會查找、翻閱、使用標準規(guī)范、手冊、圖冊和相關技術資料等 ，熟悉和掌握機械設計的基本技能。</p><p>　　通過本學期對該課程的學習，我開始了從無所知到熟練掌握機械設計的設計過程。在老師的悉心指導下，我認真的學習了機械課程設計的基礎知識，仔細的開始了設計工作。經過一個學期的努力，我在完成設計任務的同時，對以前所學的相關專業(yè)知識有了更深刻的理解，也在設計過程中復習了以前所學的相關課程，對這些課程知識有了更深刻

5、的融會貫通。</p><p>　　現在這個課程設計任務已經完成，我明顯的感覺到自己的相關實踐能力有很大的提高，使用電腦繪圖軟件也愈加熟練，在機械設計過程中也能注意到一些容易出現的小問題。</p><p>　　由于自己能力有限，設計上的疏漏錯誤之處在所難免，懇請指正。</p><p>　　在此感謝老師在這一學期里的辛勤教導，嚴格要求和認真指正。</p>

6、<p><b>　　一、設計任務書</b></p><p><b>　　1、設計題目</b></p><p>　　建議專用半自動三軸鉆床傳動裝置設計。</p><p><b>　　2、設計背景</b></p><p><b>　　a、題目簡述</b&g

7、t;</p><p>　　三個鉆頭一相同的切削速度v做切削主運動，安裝工件的工作臺做進給運動。每個鉆頭的切削阻力矩為T，每個鉆頭軸向進給阻力為F，被加工零件上三孔直徑均為D，每分鐘加工兩件。</p><p>　　（圖一）簡易專用半自動三軸鉆床傳動裝置設計參考圖</p><p><b>　　b、使用狀況</b></p><p&

8、gt;　　室內工作，生產批量為5臺；動力源為三相交流380/220V；電動機單向運轉，載荷較平穩(wěn)；使用期限為10年，大修周期為3年，雙班制工作（早、中班各8個小時）；</p><p><b>　　c、生產狀況</b></p><p>　　專業(yè)機械廠制造，可加工7、8級精度的齒輪、蝸輪。</p><p><b>　　3、設計參數<

9、/b></p><p><b>　　4、設計任務</b></p><p>　　a、完成鉆床總體傳動方案的設計和論證，繪制總體設計原理方案圖。</p><p>　　b、完成鉆頭主要傳動裝置的結構設計。</p><p>　　c、完成裝配圖1張（用A0圖紙），零件圖2張（用A3圖紙）。</p><p&

10、gt;　　d、編寫設計說明書一份。</p><p><b>　　二、傳動方案擬定</b></p><p>　　根據設計任務書，該傳動裝置分為三部分，二級帶輪傳動，蝸桿-齒輪二級傳動和工作機。</p><p><b>　　1、方案的提出</b></p><p><b>　?。▓D二）方案簡圖&

11、lt;/b></p><p><b>　　a、方案參考</b></p><p>　　方案一：兩帶輪傳動比采用 1:4, 1:3。</p><p>　　方案二：兩帶輪傳動比采用 1:3, 1:3。</p><p>　　方案三：兩帶輪傳動比采用 1:2, 1:4。</p><p><b&g

12、t;　　b、決定方案</b></p><p>　　電動機初步選擇轉速為1500r/min；</p><p>　　與工作臺相接觸的凸輪轉速為2r/min；</p><p>　　選擇蝸桿-齒輪二級減速器，傳動比為60~90；</p><p>　　由于上部分傳動機構的約束，最終選擇帶傳動比分別為 1:3, 1:3的方案，即（方案二）。&

13、lt;/p><p><b>　　2、凸輪設計</b></p><p><b>　　a、凸輪的工作循環(huán)</b></p><p>　?。▓D三）凸輪工作循環(huán)圖</p><p><b>　　b、凸輪縮略圖</b></p><p><b>　?。▓D四）凸輪&

14、lt;/b></p><p><b>　　三、電機的選擇</b></p><p><b>　　1、選擇電機類型</b></p><p>　　按工作需要選用Y系列三項異步臥式電動機，380v電壓。</p><p><b>　　2、選擇電機容量</b></p>

15、<p><b>　　a、功率</b></p><p>　　工作臺所需的功率： </p><p><b>　　b、效率</b></p><p>　　V帶傳動效率；齒輪傳動效率效率；蝸桿傳動效率；傳動機構總效率：</p><p>　　所需電機功率（下部分機構）：</p><

16、p>　　上部分機構所需電機功率： </p><p>　　所以電機功率為： </p><p><b>　　c、選擇電機型號</b></p><p>　　由以上功率可選擇電機型號為：</p><p>　　Y160M-4 滿載n=1460r/min</p><p>　　四、傳

17、動系統(tǒng)的運動和動力參數</p><p><b>　　1、計算總傳動比</b></p><p><b>　　2、分配各級傳動比</b></p><p>　　取V帶傳動比為1:3、1:3；即</p><p>　　蝸桿-齒輪減速器傳動比為</p><p>　　其中高速級蝸桿蝸輪

18、傳動比為</p><p>　　低速級齒輪傳動比為</p><p>　　3、計算傳動裝置的運動和動力參數</p><p><b>　　a、計算各軸轉速</b></p><p>　　0軸（電動機軸）：</p><p>　　1軸（帶輪1軸）：</p><p><b&

19、gt;　　2軸（蝸桿軸）：</b></p><p><b>　　3軸（蝸輪軸）：</b></p><p>　　4軸（大齒輪軸）： </p><p>　　b、計算各軸輸入功率</p><p><b>　　0軸：</b></p><p><b>　　1

20、軸：</b></p><p><b>　　2軸：</b></p><p><b>　　3軸：</b></p><p><b>　　4軸：</b></p><p>　　c、計算各軸輸入轉矩</p><p><b>　　0軸：</

21、b></p><p><b>　　1軸：</b></p><p><b>　　2軸：</b></p><p><b>　　3軸：</b></p><p><b>　　4軸：</b></p><p><b>　　d、結

22、論</b></p><p>　　將運動和動力參數計算結果進行整理并列于下</p><p><b>　　五、傳動零件的設計</b></p><p><b>　　1、帶傳動的設計</b></p><p><b>　　a、V帶1設計</b></p><

23、p>　　V帶1帶輪：材料選用鑄鐵，小帶輪采用實心式，大帶輪采用輻板式</p><p><b>　　b、V帶2設計</b></p><p>　　V帶2帶輪：材料選用鑄鐵，小帶輪采用實心式，大帶輪采用輻板式</p><p><b>　　2、蝸輪蝸桿設計</b></p><p>　　蝸桿采用45鋼，

24、調質處理，表面硬度大于45HRC，蝸輪采用ZcuSn10P1沙型鑄造</p><p>　　3、圓柱直齒輪的設計計算</p><p>　　4、蝸桿軸的設計以及強度校核</p><p>　　a、45號鋼，正火，硬度為HB=170~217</p><p>　　b、按扭轉強度估算軸徑</p><p><b>　　取C

25、=112，</b></p><p>　　c、初步設計軸的結構</p><p>　　初選角接觸球軸承 7214Cd=70mm,D=125mm,B=24mm</p><p>　　與深溝球軸承 6214d’=70mm,D’=125mm,B’=24mm</p><p>　　d、軸的空間受力分析</p>

26、<p><b>　?、?</b></p><p><b>　?、?</b></p><p>　　e、計算軸承支點的支反力</p><p>　?、俅怪泵娴闹Х戳皬澗赜嬎?lt;/p><p>　?、谒矫嬷Х戳皬澗赜嬎?lt;/p><p><b>　　f、計

27、算合成彎矩</b></p><p><b>　　g、</b></p><p><b>　　h、許用彎曲應力</b></p><p><b>　??；安全</b></p><p><b>　　i、軸承壽命計算</b></p><

28、p>　　對軸承6214</p><p>　　對軸承7214C</p><p>　　A端為深溝球軸承，無軸向力，</p><p>　　因此，， X’=1，Y’=0</p><p>　　對角接觸球軸承，將其看作一個，則：，取X=0.72，Y=2.11</p><p><b>　

29、　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　由</b></p><p>　　5、蝸輪軸的設計以及強度校核</p><p>　　a、45號鋼，正火，硬度為HB=170~217</p><p>　　b、按扭轉強度估算軸徑<

30、/p><p>　　取C=112，，取d=55mm</p><p>　　c、初步設計軸的結構</p><p>　　初選角接觸球軸承 7211Cd=55mm,D=100mm,B=21mm</p><p>　　d、軸的空間受力分析</p><p><b>　?、?</b></p>

31、<p><b>　?、?，</b></p><p>　　e、計算軸承支點的支反力</p><p>　?、俅怪泵娴闹Х戳皬澗赜嬎?lt;/p><p>　　②水平面支反力及彎矩計算</p><p><b>　　f、計算合成彎矩</b></p><p><b>

32、;　　g、</b></p><p><b>　　h、許用彎曲應力</b></p><p><b>　??；安全</b></p><p><b>　　i、軸承壽命計算</b></p><p>　　對軸承7214C</p><p>&l

33、t;b>　　，</b></p><p><b>　　Y=1.74，</b></p><p><b>　　因此，</b></p><p><b>　　， </b></p><p>　　6、輸出軸的設計以及強度校核</p><p>　　a、

34、45號鋼，正火，硬度為HB=170~217</p><p>　　b、按扭轉強度估算軸徑</p><p>　　取C=112，，取d=80mm</p><p>　　c、初步設計軸的結構</p><p>　　初選深溝球軸承 6216d=80mm,D=140mm,B=26mm</p><p>　　d、軸的空間受力分

35、析</p><p><b>　?、?</b></p><p><b>　　② ，</b></p><p>　　e、計算軸承支點的支反力</p><p>　?、俅怪泵娴闹Х戳皬澗赜嬎?lt;/p><p>　　②水平面支反力及彎矩計算</p><p>&

36、lt;b>　　，</b></p><p><b>　　f、計算合成彎矩</b></p><p><b>　　g、</b></p><p><b>　　h、許用彎曲應力</b></p><p><b>　??；安全</b></p&g

37、t;<p><b>　　i、軸承壽命計算</b></p><p>　　對軸承6216</p><p>　　無軸向力，X=1，Y=0</p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　， </b></p><p>

38、;　　六、鍵和聯軸器的選擇</p><p><b>　　1、鍵的選擇和校核</b></p><p>　　鍵的選擇主要考慮所傳遞的扭矩的大小，軸上零件是否需要沿軸向移動，零件的對中要求等等。</p><p><b>　　a、輸入軸的鍵選擇</b></p><p>　?、俅_定平鍵類型及尺寸</p&

39、gt;<p>　　選普通平鍵（圓頭）連接，根據軸徑d=48mm，</p><p>　　選擇b=16mm，h=10mm,L=70mm.</p><p><b>　?、趶姸刃：?lt;/b></p><p><b>　　轉矩,</b></p><p><b>　　鋼的&l

40、t;/b></p><p><b>　　，，合格</b></p><p>　　b、蝸輪軸蝸輪用鍵的選擇</p><p>　?、俅_定平鍵類型及尺寸</p><p>　　選普通平鍵（圓頭）連接，根據軸徑d=60mm，</p><p>　　選擇b=18mm，h=11mm,L=70mm.&

41、lt;/p><p><b>　?、趶姸刃：?lt;/b></p><p><b>　　轉矩,</b></p><p><b>　　鋼的</b></p><p><b>　　，，合格</b></p><p>　　c、蝸輪軸小齒輪用鍵的選

42、擇</p><p>　?、俅_定平鍵類型及尺寸</p><p>　　選普通平鍵（圓頭）連接，根據軸徑d=60mm，</p><p>　　選擇b=18mm，h=11mm,L=100mm.</p><p><b>　?、趶姸刃：?lt;/b></p><p><b>　　轉矩,<

43、/b></p><p><b>　　鋼的</b></p><p><b>　　，，合格</b></p><p>　　d、輸出軸大齒輪用鍵的選擇</p><p>　?、俅_定平鍵類型及尺寸</p><p>　　選普通平鍵（圓頭）連接，根據軸徑d=88mm，</p&

44、gt;<p>　　選擇b=25mm，h=14mm,L=90mm.</p><p><b>　?、趶姸刃：?lt;/b></p><p><b>　　轉矩,</b></p><p><b>　　鋼的</b></p><p><b>　　，，合格&l

45、t;/b></p><p>　　e、輸出軸聯軸器用鍵的選擇</p><p>　?、俅_定平鍵類型及尺寸</p><p>　　選普通平鍵（圓頭）連接，根據軸徑d=50mm，</p><p>　　選擇b=16mm，h=10mm,L=63mm.</p><p><b>　?、趶姸刃：?lt;/b>

46、</p><p><b>　　轉矩,</b></p><p><b>　　鋼的</b></p><p><b>　　，，合格</b></p><p>　　2、聯軸器的選擇及校核</p><p>　　聯軸器的尺寸（型號）可根據配合處軸徑d及計算扭矩

47、 進行選擇，選擇時應滿足強度條件：。 式中：K為載荷系數；T為聯軸器傳遞的工作扭矩（即軸的扭矩）； 為公稱扭距，它決定于聯軸器的型號。</p><p>　　查手冊有：對于載荷系數可選擇扭矩變化較小的情況，工作機類型為中間軸，傳動軸，照明用發(fā)電機等，故取K=1.3。</p><p>　　根據工作情況可以選用J型聯軸器。</p><p>　　a、輸入軸聯軸器的選擇<

48、;/p><p>　　d=48mm,L=84mm,GB/T 3852-1997</p><p>　　b、輸出軸聯軸器的選擇</p><p>　　d=50mm,L=84mm,GB/T 3852-1997</p><p>　　七、減速器機體各部分尺寸設計</p><p>　　八、潤滑和密封形式的選擇</p>

49、<p>　　1、齒輪、蝸桿及蝸輪的潤滑</p><p>　　在減速器中，由表13.7，采用浸油潤滑，選用蝸輪蝸桿油（摘自），用于蝸桿蝸輪傳動的潤滑，代號為。浸油深度一般要求浸沒蝸桿螺紋高度，但不高于蝸桿軸承最低一個滾動體中心高。</p><p><b>　　2、滾動軸承的潤滑</b></p><p>　　蝸桿軸承浸泡于油液中，故72

50、14C與6214采用油潤滑。</p><p>　　在選用潤滑脂的牌號時，根據手冊查得常用油脂的主要性質和用途。因為本設計的減速器為室內工作，環(huán)境一般，不算惡劣，所以7211C和6216軸承選用通用鋰基潤滑脂（），它適用于寬溫度范圍內各種機械設備的軸承，選用牌號為的潤滑脂。</p><p><b>　　3、密封形式的選擇</b></p><p>

51、　　為防止機體內潤滑劑外泄和外部雜質進入機體內部影響機體工作，在構成機體的各零件間，如機蓋與機座間、及外伸軸的輸出、輸入軸與軸承蓋間，需設置不同形式的密封裝置。對于無相對運動的結合面，常用密封膠、耐油橡膠墊圈等；對于旋轉零件如外伸軸的密封，則需根據其不同的運動速度和密封要求考慮不同的密封件和結構。</p><p>　　本設計中由于密封界面的相對速度不是很大，采用接觸式密封，軸承蓋間采用粗羊毛氈封油圈，輸出軸與軸承

52、蓋間采用粗羊毛氈封油圈，輸入軸與軸承端蓋間采用J型橡膠密封圈。</p><p><b>　　九、其它技術說明</b></p><p>　?、贉p速器裝配前，必須按圖紙檢驗各個部分零件，然后需用煤油清洗，滾動軸承用汽油清洗，內壁涂刷抗機油浸蝕的涂料兩次。</p><p>　?、谠谘b配過程中軸承裝配要保證裝配游隙。</p><p&

53、gt;　?、圯S承部位油脂的填入量要小于其所在軸承腔空間的2/3。</p><p>　?、軠p速器的潤滑劑在跑合后要立即更換，其次應該定期檢查，半年更換一次。潤滑軸承的潤滑脂應定期添加。</p><p>　?、菰跈C蓋機體間，裝配是涂密封膠或水玻璃，其它密封件應選用耐油材料。</p><p>　　⑥對箱蓋與底座結合面禁用墊片，必要時可涂酒精漆片或水玻璃。箱蓋與底座裝配好后

54、，在擰緊螺栓前應用0.05mm塞尺檢查其密封性。在運轉中不許結合面處有漏油滲油現象。</p><p>　?、邷p速器裝配完畢后要進行空載試驗和整機性能試驗。</p><p>　　空載實驗：在額定轉速下正反轉各1～2小時，要求運轉平穩(wěn)、聲響均勻、各聯接件密封處不得有漏油現象。</p><p>　　負載實驗：在額定轉速及額定載荷下，實驗至油溫不再升高為止。通常，油池溫生不

55、得超過，軸溫升不得超過。</p><p>　　⑧搬動減速器應用底座上的釣鉤起吊。箱蓋上的吊環(huán)僅可用與起吊箱蓋。</p><p>　?、釞C器出廠前，箱體外表面要涂防護漆，外伸軸應涂脂后包裝。運輸外包裝后，要注明放置要求</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　吳瑞祥等主編. 機械設計基礎（下冊）.

56、 北京：北京航空航天大學出版社，2007.2</p><p>　　吳瑞祥等主編. 機械設計基礎（下冊）. 北京：北京航空航天大學出版社，2007.2</p><p>　　王之櫟、王大康主編. 機械設計綜合課程設計. 北京：機械工業(yè)出版社，2009.1</p><p>　　GB/T5782-2000. 北京：中國標準出版社</p><p>　　

57、GB/T93-1987. 北京：中國標準出版社</p><p>　　GB/T6170-2000. 北京：中國標準出版社</p><p>　　GB/T117-2000. 北京：中國標準出版社</p><p>　　GB/T1096-2003. 北京：中國標準出版社</p><p>　　GB/T292-1994. 北京：中國標準出版社<