牛头刨床机械传动系统设计.doc

1、目 录一、课程设计题目3二、工作原理3三、设计要求3四、设计数据及要求4五、电动机类型和功率的选择5六、确定总传动比、分配各级传动比5七、计算装置的动力参数6八 、 V带设计71、确定计算功率72、73、 计算大带轮的基准直径74、确定V带的中心距a, 基准长度75、验算小带轮上的包角86、计算带的根数Z87、计算V带的最初拉力最小值88、计算压轴力8九齿轮1，2设计91、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数92、按齿轮弯曲强度设计93.齿面接触疲劳强度计算10齿轮3，4设计111、选用斜齿圆柱齿轮传动112、按齿面接触强度计算113、计算124、按齿根弯曲强度设计145、计算几何尺寸15十、轴

2、的设计16I轴的设计161、轴的结构设计16轴II20轴23十一、滚动轴承的选择和寿命计算26（1）轴上的轴承26轴上的轴承27轴上的轴承28十二、键连接的选择与校核29十三联轴器的选择30十四、减速器箱体的结构和主要尺寸设计3030一、 课程设计题目：牛头刨床机械传动系统设计二、工作原理牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工件的平面切削加工的机床。如图1为其参考示意图。电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动或蜗杆传动）带动执行机构（导杆机构和凸轮机构）完成刨刀的往复运动和间歇移动。刨床工作时，刨头6由曲柄2带动右行，刨刀进行切削，称为工作行程。在切削行程H中，前后各有一

3、段0.05H的空刀距离，工作阻力F为常数；刨刀左行时，即为空回行程，此行程无工作阻力。在刨刀空回行程时，由摆动从动件盘形凸轮机构通过四杆机构带动棘轮机构，棘轮机构带动螺旋机构使工作台连同工件在垂直纸面方向上做一次进给运动，以便刨刀继续切削。三、设计要求电动机轴与曲柄轴2平行或垂直，刨刀刀刃E点与铰链点C的垂直距离为50mm，水平距离为1.2H。使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有轻微冲击。允许曲柄2转速偏差为5。要求导杆机构的最大压力角应为最小值；凸轮机构的最大压力角应在许用值a之内，摆动从动件9的升、回程运动规律均为等加速等减速运动, 其它参数见设计数据。电机同步转速为1500r/min，

4、执行机构的传动效率按0.95计算，系统有过载保护。按小批量生产规模设计。四、设计数据及要求 H=250mm nAB曲柄滑块3导杆滑块6连杆n2CEDO9O22O43145工作台86工件71091112c）执行机构运动简图 牛头刨床机械示意图=48r/min有效行程： 0.9H=0.9x250=225mm=0.225m计算与说明主要结果五、电动机类型和功率的选择 导杆输出功：W=0.9 H Fmax=0.9x250x10-3x5200 J =11700J 查机械设计课程设计指导书，依表9.1取传动带V带传动 8级精度圆锥齿轮传动 ，圆柱斜齿球轴承 联轴器 计算效率及功率：查表14.1，选用Y90

5、L-4电动机，其额定功率为1.5kw,转速为1400r/min 即O轴参数已知：六、确定总传动比、分配各级传动比考虑润滑条件，是两级大齿轮相近，取=2.5 ， 七、计算装置的动力参数计算各轴的转速：轴：轴：轴：计算各轴的输入功率：轴： 轴： 轴：各轴的输入转矩 八 、 V带设计已知：P=1.5kw , , 1、确定计算功率 查表8-7得工况系数 ，故： 查表8-11选用Z型2、由表8-6和表8-8取小带轮基准直径 验算带的速度 由于3、 计算大带轮的基准直径根据表8-8，取4、确定V带的中心距a, 基准长度由 取初定中心距由表8-2选带的基准长度（公式（a-0.15Ld）（a+0.03Ld）中

6、心距的变化范围 5、验算小带轮上的包角6、计算带的根数Z由 和，查表8-4a 得 根据，2.5和Z型带，查表8-4b得查表8-5得，查表8-2得，于是计算V带根数Z 取5根7、计算V带的最初拉力最小值查表8-3得 ，所以应使带的实际初拉力8、计算压轴力带轮采用四孔板式，材料为铸钢九齿轮1，2设计1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。 由所选的传动方案，选用直齿锥齿轮传动。金属刨床，故选用7级精度。材料选择，由表10-1选择小齿轮材料为40cr（调质），硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。二者材料硬度差为40HBS。选小齿轮齿数，大齿轮齿数.2、按齿轮弯曲强度设

7、计确定公式内的各计算数值使用实数查表10-2 ，动载系数，按图10-8及查 ,K=1.25,由表10-7选取齿宽系数，又，2）查表10-5(4)(5)求许用接触应力,按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限（6）由图10-19取接触疲劳寿命系数，取失效概率，安全系数1， 3.齿面接触疲劳强度计算依据公式 （2）查表10-6查得材料弹性影响系数,，相关系数:分锥角 赤顶高 齿根高分度圆直径 齿根圆直径 齿根角 锥齿R 分度圆齿厚是齿量齿数 齿宽取B=28齿轮3，4设计 1、选用斜齿圆柱齿轮传动 选用7级精度，由表10-1选择小齿轮材料为40cr（调质），硬度为280HBS

8、,大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。选小齿轮齿数，大齿轮齿数， 初选螺旋角2、按齿面接触强度计算（1） 试选（2） 由图10-30取（3） 由图10-26查得：，（4） 由表10-7选取齿宽系数（5） 查表10-6查得材料弹性影响系数（6） 查图10-21d按齿面硬度查的小齿轮接触疲劳强度,大齿轮接触疲劳强度（7） 计算应力循环次数 （8） 由图10-19取接触疲劳寿命系数，（9） 计算接触疲劳许用应力取失效概率，安全系数1，由式10-12得：3、计算 （1）试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得 （2）计算圆周速度 （3）计算齿宽b及其模数齿高与齿宽之比 （4）计算纵向重合度 （5

9、）计算载荷系数k 使用系数，根据，7级精度，由图10-8查得动载系数，由表10-4查得，查图10-13得，由表10-3查得， 故 按实际载荷系数校正所算分度圆直径 （7）4、按齿根弯曲强度设计 （1）、确定计算参数，由式（10-17）1） 2）查图10-28查得螺旋角影响系数，得 3）计算当量齿数 4）查取齿形系数，由表10-5得，5）计算弯曲疲劳许用应力取s=1.4,查图10-18，10-20c得，弯曲疲劳寿命系数设计计算： 由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于根据弯曲疲劳强度计算的法面模数，将弯曲强度算的模数2.56圆整为标准值 按接触疲劳算的分度圆直径故取 5、计算几何尺寸（1）计算中心

10、距 取a=153mm（2）按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故不必修正（3）计算大小齿轮的分度圆直径（4）计算齿轮宽度圆整后(5)结构设计小齿轮的齿顶圆直径，采用实心结构的齿轮，（图10-36及图10-38）大齿轮的齿顶圆直径，采用腹板式结构，（图10-39）6、润滑选择采用闭式齿轮传动，故将大齿轮侵入油池进行侵油润滑，选用中负荷工业齿轮油（GB5903-1995）牌号为150十、轴的设计I轴的设计轴：已知 选取轴的材料为45钢，调质处理，根据表15-3，取，1、轴的结构设计初步确定轴的最小直径 1） mm 查设计手册得 mm 2） （非定位） 按照密封要求，取=20mm 3) ，取查机

11、械设计手册，由滚动轴承，预选轴承角接触球轴承，7305B D=62mm 故，4) ,mm 取 5） 6) 2、 轴的校核压轴力 H面: H面弯矩图：V面: 故，该轴符合要求轴II初步确定轴的最小直径先按式15-2初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45钢，调质处理，根据表15-3，取,得：又I段有轴承，故取， 角接触球轴承7305B， 1、 2、 ， ，3、 ，取 ，取4、 5、 ，（2）轴的校核H面 H面弯矩图V面 故，改轴符合要求轴：1、 轴的结构设计2初步确定轴的最小直径先按式15-2初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45钢，调质处理，根据表15-3，取,得： 1） mm 此处由键槽，

12、 查设计手册得38 mm 2） 按照密封要求，取=40mm 3) ，取故，查机械设计手册，由滚动轴承，预选轴承角接触球轴承，7309B D=100mm 4) ,mm 取 5） 取 6) 7) 2轴的校核H面: H面弯矩图：V面:故，该轴符合要求十一、滚动轴承的选择和寿命计算（1） 轴上的轴承：1、 初选角接触球轴承，其型号为7305B，C=26.2KN， 2、 计算轴向力 , ,由表13-5，初选e=1.14 故松：紧3、 求当量动载荷和 由表13-5分别进行查表，得径向载荷系数和轴向载荷系数为,因轴承运转中有中等冲击载荷，查表13-6，取，则4、 验算轴承寿命 因为,所以按轴承A的受力大小验

13、算故该轴符合条件。轴上的轴承轴承代号7305B 由轴承1为紧张，2为松边 ， 取 ,轴上的轴承轴承代号7309B 取轴承进行计算，轴承取7309B,十二、键连接的选择与校核 齿轮轴选用普通平键A型，根据轴的公称直径查表11-271、 由 取， 由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长L=50mm2、 校核键连接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由表6-2查的许用挤压应力，取，键的工作长度键与轮毂键槽的接触高度,T=24.6N符合要求，其标记为键50GB/T1096-2003轴2上的键的选择轴的直径 则选 键的工作长度,T=62.3N键与轮毂键槽的接触高度 所以合适键2的选择，轴直径 选 的普通平键,

14、T=62.3N轴3上键的选择轴的直径 则选 ,T=258.6N键的工作长度键与轮毂键槽的接触高度 所以合适键2的选择轴的直径 则选 ,T=258.6N键的工作长度键与轮毂键槽的接触高度 所以合适十三联轴器的选择1，P=1.30KW,n=48r/min,d=38mm,T=258.6N类型选择，为了隔离振动与冲击，选用弹性套柱销联轴器2，依14-1查从查表课本P108页，选LT型弹性套柱联轴器十四、减速器箱体的结构和主要尺寸设计机座壁厚:机盖壁厚： 机座凸缘厚度：机盖凸缘厚度：机座底凸缘厚度：？地脚螺钉直径：，选n=6轴旁连接螺栓直径：机盖与机座连接螺栓直径：连接螺栓的间距：轴承端盖螺钉直径:窥视孔盖螺钉直径：定位销直径：轴承旁凸台半径：凸台高度 h外机壁至轴承端面距离：内机壁至轴承端面距离：大齿轮顶园至内机壁距离：齿轮端面与内机壁距离：机盖机座肋厚轴承端盖外径：轴承端盖凸缘厚度：轴承旁连接螺栓距离：润滑剂 轴承润滑选 2号通用用锂基调滑脂 联轴器润滑选 7407好齿轮润滑脂W=11700NmP=936wP=1.156 kwno=1400r/minW=11700NmP=936wP=1.5 kwno=1400r/minW=11700NmP=936wP=1.5 kwno=1400r/min