镗床专机设计.doc

1、目 录摘要、关键词 1第 1 章 镗床传动方案的确定1第 2 章 电动机选择及相关运动参数的计算22.1 电动机的选择22.2 机械传动装置运动和动力参数的计算3第 3 章 机械传动示意图4第 4 章 普通 V 带传动设计5第 5 章 镗床结构特点7第 6 章 主轴的设计9第 7 章 轴承校核11小 结12参考文献12致 谢13附录141简易镗床设计(主轴系统)【摘 要】 简易镗床为学校实训中心机械传动实验室配合教学演示用的机械传动装置。它不仅可以形象地表达能量及机械运动形式的转换，同 时 可让你体验调整塔轮对主轴转速的改变。本文从课题要求入手，进行必要的设计计算，并对该机构薄弱环节主轴镗铣时

2、的扭矩校核，保证了装置的可靠运行。【关键词】 简易镗床；方案；设计；校核第 1 章 镗床传动方案的确定（1） 根据毕业设计任务书要求的简易镗床切削转矩为 2030Nm，进给线速为，其刀具随主轴上作旋转运动，转速分别为 、 、min6 min30ri60r，工作台随丝杠上作直线进给运动。本人进行了有关实地调研、查阅80r相关资料，认为利用塔轮结构能够简便的将电动机转速降为多种转速；利用 V带传动、二级摆线针轮减速器，将电动机 的转速降为 ，从而in150rin1r满足设计要求。（2） 主运动：电动机经过两组塔轮进行传动，再通过主轴使刀具作旋转运动，以实现刀具的切削运动。进给运动：电动机经过减速传

3、动装置（V 带传动、摆线针轮减速箱、V 带传动）带动丝杠作旋转运动，以实现工作台往返直线进给。（3） 根据镗床的运动特点，刀具在切削加工过程中需要多种转速（如镗孔、车削内外螺纹、攻丝、铣削端面或平面等） 。镗床最大的特色是设计考虑到设计的简易性、操作可行性，再加上能够配合教学演示所用，经过诸多方面的考虑，而采用塔轮传动机构最适合。（4） 由于本次设计的主轴转速先定为 、 、 ，进给线速min30ri60rmin8r为 ，从而设计、校验其相关数据。min6（5） 此次所设计的简易镗床，仅设有纵向可移动工作台，但具有较精确的坐标测量系统，也适于加工孔距误差较小的孔系。2第 2 章 电动机选择及相关

4、运动参数的计算2.1、电动机的选择（1） 、选择电动机类型和结构按工作要求，一般选用 Y 系列三相异步电动机为卧式结构。结构形式：基本安装 型，机座带底脚，端盖无凸缘，额定电压 380V.B3（2） 、选择电动机的容量电动机工作功率按式（1）为Pd (1)wak由式（2）PW = = kw (2)954MNTn因此Pd = kwPd 电 动 机 工 作 功 率PW 工作机（主轴）所需功率 kwT主轴的扭矩 mNn-主轴的转速 inr-从电动机到主轴的总效率a= 321式中 -V 带传动效率-深沟球轴承转动效率2-圆锥滚子轴承传动效率3查表的 =0.96 =0.99 =0.98 根据毕业设计任务

5、书要求主轴扭矩为123mN0则 =a 87.09.096.2则 kwpd.54833（3）确定电动机转速由于主轴的工作转速为 300 600 800 此次设计采用的是minrirminr塔轮降速传动机构，计算的传动比采用的是降速传动比，故主轴是取 in30minr采用的是两极传送 总传动比 21a其中 它们都是 V 带的传动比)2(1故 =a )94(3则电动机转速范围为 min)2701(min0)( rrnwad 根据容量和转速，由有关手册查出有三种使用的电动机型号，因此有三种传动方案，如图表（2-1）：传动装置的传动比方案电动机型号额定功率PedKW电动机转速r/min总传动比带传1V动

6、比 带传2动比1 Y100LZ-4 3.0 1430 4.77 2.39 22 Y112M-4 4.0 1440 4.8 2.4 23 Y112S-4 5.5 1440 4.8 2.4 2（2-1）综合考虑电动机和传动装置的尺寸和皮带传动比，可见第二方案比较适合。因此选定电动机型号为 Y112M-4。2.2 机械传动装置运动和动力参数的计算（1） 各轴转速电机带轮的转速 min140rn4塔轮 的转速 min60142rn塔轮 的转速有三种即： iriminr（2） 各轴输入功率分别为带传动，深沟球轴承，圆锥滚子轴承的传动效率 321,塔轮 轴 )(728.9.0687.211 kwd 塔轮

7、轴 532由于塔轮 轴与刀杆主轴是同一个轴即)57.1kw（轴 （3） 各轴输入转矩由电动机轴输出转矩)(03.19487.2954mNndd 塔轮 轴 8.46.11d 塔轮 轴 )(5902832由于考虑到；当塔轮 轴转速为 时，转距就是 ：而上面所minrmN30算出塔轮 轴转距为 ，是塔轮转速为N4.5inr第 3 章 机械主轴传动示意图电动机皮带轮塔轮 V 带塔轮 主轴短镗刀带带有镗杆镗刀二选译一51 动力部分：电动机2 传动部分： V 带传动、塔轮传动系统： 3 工作部分（执行机构）：镗床主轴4 控制部分：开关第 4 章 普通 V 带传动的设计（1） 确定计算功率 CP根据工作情况

8、 查表（6-2）得工况系数 2.1A)(76.328.1kwCA（2）选择 V 带的型号根据 及 查得，交点在 B 型带区域界附近，故初选 B 型 V 带。CP1n 计算传动比 4.26012 确定小带轮直径 1d由表 6-8，取 =125mm (要大于或等于最小直径，并符合直径1系) 确定大带轮直径 2d大带轮直径 )1(2取弹性滑动率 =0.02 )(294)0.(54.)1(2 md查表 6-8 取得 =300mm2 验算带速 Vsnd42.91061066带速 V 在 5 25 范围内 故合适/ms 计算中心距 a，带长 dL由式 12120.7()()d do得 0.7 (125+3

9、00) 2(125+300)即 297.5 8500a取 =550mm由式 得12120 02()/()/4ddLa=2 550+3.14（125+300）/2+(125-300) 2/4 550=1100667.25+82.1=1849.35()m由式（6-5）找到与 相近的数据，取 =1800mml35.18490dL 实际中心距 a 200lad)(325.18495m )(327.49810.50.min mlad 5.3ax 验算小带轮包角 1由公式 得ooada3.578021oo.11故合适o209.6 确定 V 带的根数 z根据 查表 6-3 得 包角系数oa.1 96.0a根

10、据 查表 6-7 得 带长修正系数mld80 5lK7由材料查表（6-8）得 2.2kw 038.0由式 （9-23）得 lackKz)(02.135.8795.06)(.z取 Z=2 确定单根 V 带的预紧力 0F查表（6-4）每米长度质量 mkg17.20)15.(vKzvFAC20 4.97096.4.287)(.135N 确定带对轴的压力 QF2sin10ZFQ9.60i8.37)(514N选择普通 V 带型号为 B 型，长度 1800mm，根数 2 根。第 5 章 镗床结构特点插床机械系统的执行机构主要是主轴和镗刀(镗杆)，如图（5-1）所示。刀的末端是采用的是莫氏锥度，然后与主轴一端配合，电动机经过塔轮传动装置（V 带传动）带动主轴转动，塔轮有三种变速度，以实现刀具的切削运动如图（5-2）所示。8(5-1)9（5-2）第 6 章 主轴的设计 选择材料，确定许用应力材料选为 45 钢、正火处理查表 7-1，材料强度极限 查表 7-12，对称循环状态下许用应aBMP68力 aMP516 计算基本直径 mind