1、.頁腳頁腳大學文經學院畢業設計題目：Z520B臺式鉆床設計院 （系：大學文經學院機電工程系專業：機械設計制造及其自動化學生：學號：指導老師：職稱：教授年月日摘要來獲得最優方案。設計主傳動系統時，為減少齒輪數目，簡化結構，縮短軸向尺寸，用齒輪齒數的設計方法是試算法，計算麻煩且不易找出合理的設計方案。本文通過對主傳動系統中齒輪傳動特點的分析，從而繪制零件圖與裝配圖。關鍵詞：傳動系統，傳動副，齒輪模數，傳動比AbstractFirst,inordertoobtaintheidealandmoreunderstandingofthedesignmethod oftransmissionsystemde

2、signofmachinetooltransmissionsystemwhenthewinner. to of of spindletorquecharacteristics,ofdesignprincipleand of and and of system. Starting from the main drive system structure network, determine the optimummatchingschemeofmachinetoolspindlepowerandtorquecharacteristics, the calculation and verifica

3、tion of relevant motion parameters and dynamic parameters.Designstepsanddesignmethodofthisspecificationfocusesonmaindrivesystemofmachinetool,accordingtothemotionparametershavebeen determined by transmission center distance of expansion graph of the minimum as the goal, formulate transmission scheme

4、transmission system, in order to In ofmachinetool,inordertoreducethenumberofgears,simplifythestructure, size,ofisjoin of is to a Throughtheresearchandanalysisofthemaindrivesystemoftripleslidegear the and the box section view.KeyWords:thethe of gear, transmission ratio目錄 HYPERLINK l _TOC_250010 摘要I H

5、YPERLINK l _TOC_250009 AbstractIII HYPERLINK l _TOC_250008 目錄IV HYPERLINK l _TOC_250007 第1章 緒論1鉆床簡介1鉆床的發展及趨勢1本課題設計容及要求3 HYPERLINK l _TOC_250006 第2章Z520B 臺式鉆床方案設計4 HYPERLINK l _TOC_250005 第3章Z520B 臺式鉆床具體設計6設計轉速圍6帶傳動設計6轉速的計算7齒輪模數的計算8計算傳動軸最小軸徑13計算主軸跨距13 HYPERLINK l _TOC_250004 第4章 校核15剛度校核15軸承壽命校核16 HY

6、PERLINK l _TOC_250003 第5章零件的加工工藝18零件分析19加工所需工、量具20 HYPERLINK l _TOC_250002 結論21 HYPERLINK l _TOC_250001 參考文獻22 HYPERLINK l _TOC_250000 致.23第 1 章 緒論鉆床簡介鉆床指主要用鉆頭在工件上加工孔的機床。通常鉆頭旋轉為主運動，鉆頭軸向移動正孔中心，并使刀具轉動（主運動。鉆床的特點是工件固定不動，刀具做旋轉運動。紋等加工。在鉆床上配有工藝裝備時，還可以進行鏜孔,在鉆床上配萬能工作臺還能進行鉆孔、擴孔、鉸孔。鉆床主要用鉆頭在工件上加工孔（如鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲、

7、锪孔等）的機床。機械制造和各種修配工廠必不可少的設備。根據用途和結構主要分為以下幾類：1、立式：工作臺和主軸箱可以在立柱上垂直移動，用于加工中小型工件。212153、搖臂式：主軸箱能在搖臂上移動，搖臂能回轉和升降，工件固定不動，適用于加工大而重和多孔的工件，廣泛應用于機械制造中。4、深孔鉆床：深孔鉆鉆削深度比直徑大得多的孔（如槍管、炮筒和機床主軸等零件的卻液輸送裝置（由刀具部輸入冷卻液至切削部位）及周期退刀排屑裝置等。5、中心孔鉆床：用于加工軸類零件兩端的中心孔。6、銑鉆床：工作臺可縱橫向移動，鉆軸垂直布置，能進行銑削的鉆床。7可多面同時加工。鉆床的發展及趨勢207070-80ELDORADO

8、TBTB4-H30-C/LDEG8090TBT90ML深孔鉆床的水平質量創造了有利條件。為了加工某些零件上的相互交叉或任意角度、或與加工零件中心線成一定角度的斜孔，垂直孔或平行孔等需要，各個國家而專門開發研制多種專用深孔鉆床。例如專門為BW250-KWXYZW2000212MOLLART 公司生產制造的專為加工顆粒擠出模具而開發的具有六等分六根主軸同時加工同一工36000臺式小鉆床介紹臺式鉆床的工作原理:臺式鉆床是由電機力輸出，通過塔式皮帶輪和三角帶的變速傳遞配合完成零件的加工。本課題設計容及要求Z520B13mm；4.4804100（rpm）5.立式。第2章Z520B臺式鉆床方案設計能；把發

9、電機產生的其它能量轉換為機械能。Z520B 臺式小鉆床動力的計算與選擇計算鉆床切削力，包括主軸轉矩計算和軸向切削力。加工材料為 Q235 鋼，鉆頭為高速鋼麻花鉆，加工方式為鉆孔，結構鋼和鑄鋼取 b =736MPa，D=13mm，f =0.2mm，由機床夾具設計手冊得： 先計算鉆床轉矩：kM=0.34D2f08kkMk 為切削力矩（NM） D 為鉆頭直徑（mm）F 為每轉進給量（mm） kp 為修正系數ff計算軸向切削力： F=667D0.7ffk ( bp736)0.75Ff為軸向切削力D（mm） f(mm)Kp 為修正系數由金屬切削原理可知，主軸切削功率的計算公式為： Pm=（Fffn/10

10、0060+2Mkn/60）10-3KW=0.25KWFf 為軸向切削力（N） f 為每轉進給量(mm)n 為主軸固定轉速（r/min）Mf 為切削力矩（NM）查軸承傳動效率為 0.99，查鍵傳動效率為 0.98，計算鉆床主軸傳遞功率 P：P=/(0.990.990.98)=0.37KWZ520BYY801-40.55KW1390r/min2.2Nm，17Kg。第3章Z520B臺式鉆床具體設計設計轉速圍擬定鉆床的主傳動系統的轉速圖，由上可知：主軸的轉速圍為 4804100 r/min，選擇公比 選擇公比 ，小型機床，按照 =1.41 計算時Rn=nmax/nmin=4100/480=8.5Z=1

11、+lgRn/lg=1+lg8.5/lg1.41=8按標準轉速數列為：475，670，950，1320，1900，2650，4750 r/min選擇相近的 475 r/min4750 r/min。帶傳動設計輸出功率 P=0.55kw,轉速 n1=1390r/min,n2=1900r/min確定計算功率:按最大的數據計算P=0.55kw,K 為工作情況系數，取K=1.1 pd=PK=0.55X1.1=0.65kwVpd,n1=1390r/min13.163.3AV 帶d1=125mmd1,d2小帶輪直徑 d1=125mmv= d1n1/(60X1000)= X1250X1420/(60X1000)

12、=6.9m/s從動輪直徑 d2=n1d1/n2=1900X125/1420=90mm 取 d2=90mm 查1表 3.3計算實際傳動比 i=d2/d1=125/90=2.222a1a00.7(d1+d2)a02(d1+d2)203a0 580 2帶的計算基準長度001221Ld 2a+0012212x300+ /2(90+200)+(200-90)2/4X300650mm查13.2Ld0=630mm 3計算實際中心距aa0+(Ld-Ld0)/2=300+(630-650)=290mm4 確定中心距調整圍amax=a+0.03Ld=290+0.03X630=308.9mmamin=a-0.015

13、Ld=290-0.015X630=280.55mm12（5）驗算包角: =1800-（d-d）/aX57.30=1800-(180-90)/290X57.3012（6）確定 V 帶根數：確定額定功率：P0P0=0.15kw 查1表37得功率增量P0=0.13kw 查138K =0.99 查13Kl=0.81確定帶根數：Z=PC/（P0+P）KKL=0.66/(1.05+0.13)X0.99X0.81=0.87 取 Z=1轉速的計算主軸的計算轉速nj，由公式nj=nmin取80 r/min。(2). 傳動軸的計算轉速(z/得，主軸的計算轉速nj=70.9r/min，軸2=224 r/min，軸1

14、=315r/min。4224r/min315r/min、450r/minZ3/Z3450r/minZ4/Z4160r/min其計算轉速nj=1601 r/min3-1。表 3-1 各軸計算轉速軸 號軸 號 軸軸 軸計算轉速63016080r/minZ4480r/min Z4j=80 r/min。4Z4 4Z/Z 160r/min4Z6 j=160r/min3-2。齒輪模數的計算為了使齒輪能夠正常工作，應對齒輪的材料提出如下基本要求：失效。輪齒心部應有足夠的強度和較好的韌性，以防止齒根折斷忽然抵抗沖擊載荷。應有良好的加工工藝性能及熱處理性能，以便加工和提高力學性能。適合制造齒輪的材料有很多，最常

15、用的是鋼、鑄鐵，有些場合也采用非金屬材料。1、鋼鋼具有強度高、韌性好、便于制造和熱處理等優點。大多數齒輪毛坯都采用優質碳素鋼和合金鋼通過鍛造而成，并通過熱處理改善和提高力學性能。按熱處理后齒面硬度的不同，鋼制齒輪分為軟齒面齒輪和硬齒面齒輪兩種。行調質或正火的熱處理之后再進行精加工，一般采用插齒或滾齒等方法。3050HBS相接近。在一般情況下，通常選用不同的材料或不同的熱處理可以實現這個要求。350HBS23或生產等條件的限制，一般情況下應盡可能采用硬齒面齒輪。2、鑄鋼對于齒輪的直徑尺寸較大（400600mm可用鑄鋼來制造。例如低速、重載的礦山機械中的大齒輪。3、鑄鐵灰鑄鐵具有較好的減磨性和加工

16、性能，而且價格低廉，但它的強度較低，抗沖擊性能差，因此，常用于開式、低速輕載、功率不大及沖擊振動的齒輪的傳動中。球墨鑄鐵的力學性能和抗沖擊能力較灰鑄鐵高，可代替灰鑄鐵、鑄鋼和調質鋼鑄造大直徑齒輪。4、非金屬材料非金屬材料的彈性好，耐磨性好，可注塑成型，成本低，但承載能力小，適用高速輕載以及精度要求不高場合。例如食品機械、家電產品以及辦公設備等。齒輪材料選用 40Cr，直齒輪的材料選用 20CrMnTi，雙聯齒輪選用 20CrMnTi。模數計算。一般同一變速組的齒輪取同一模數，選取負荷最重的小齒輪，按簡(u 1)P3(u 1)P32m 1z un2jjj為按接觸疲勞強度計算的齒輪模數 Nd為驅動

17、電動機功率（kW；N為被計算齒輪的計算轉速（r/min；Nju1 為小齒輪的齒數（齒； M為齒寬系數， （B，m）， M；Mj（a）。取0基本組的齒輪參數計算(u (u 1)P32m 1z un2jj3(1.41 3(1.41 1) 3.5821.412結合齒輪的模數標準，取標準值 m=3擴大組的齒輪參數計算(u (u 1)P32m 1z un2jj3(2.78 3(2.78 1) 3.5822結合齒輪的模數標準，取標準值 m=5 如表 3-3 所示。表3-3模數組號組號基本組擴大組模數mm22基本組齒輪計算。 齒面接觸疲勞強度：2088108zm(u 1)K K K K N1 23uBn20

18、88108zm(u 1)K K K K N1 23uBnfs彎曲應力：191 10 5 K K11K3Ks(MPa ) w2wN（kW，N=3.5kW;nj 為轉速（r/min）. nj M為齒輪模數（mm）, m=3（mm）;B為齒寬（mm）;B=25（mm）;Z為小齒輪齒數；z=19;U為小齒輪齒數與大齒輪齒數之比,u=2.78;K s 為壽命系數；K s =KT Kn K N K qKT工作期限系數；m60n1m60n1TC0T-T=15000h.;齒輪的最低轉速（r/min）00C -基準循環次數，接觸載荷取C =10 7 ，彎曲載荷取C 2 00m-m=3；m=6;Kn轉速變化系數，

19、查【5】2Kn =0.60KN功率利用系數，查【5】2上，取KN Kq -材料強化系數，查【5】2上， Kq =0.60 K3工作狀況系數，取K3 =1.1K2動載荷系數，查【5】2K2 =1K1齒向載荷分布系數，查【5】2K1=1Y齒形系數，查【5】2，Y=0.386；j許用接觸應力（MPa）,查【44-7，=650 Mpa； w -許用彎曲應力（MPa，查【44-7，取 w =275 根據上述公式，可求得及查取值可求得： j =635 Mpa j w =78 Mpa w 擴大組齒輪計算。241HB286HB， 260HB，45229HB286HB，240HB。同理根據基本組的計算，查文獻【

20、6，可得Kn =0.62， KN =0.77，Kq =0.60，K3 =1.1，K 2 =1，K1 =1，m=3.5，n j 可求得： j =619 Mpa j w =135Mpa w 計算傳動軸最小軸徑由【5】式 6，傳動軸直徑按扭轉剛度用下式計算：d=1.64（mm）Tn4Tn4Tn-該軸傳遞的額定扭矩（N*mm）T=9550000 xN/nN-該軸傳遞的功率（KW）nj該軸的計算轉速-該軸每米長度的允許扭轉角，=10。各軸最小軸徑如表 3-3。表3-3最小軸徑軸 號 軸軸III軸軸 號 軸軸III軸mm253045由于電動機功率根據【13.206090mmd1=80mmd2=60mmNN

21、3016Ka=120mm，30mm。P主軸最大輸出轉矩 T=9550n=9550 3 =424.44N.m80假設設該機床為車床的最大加工直徑為 300mm。床身上最常用的最大加工直徑，即經濟加工直徑約為最大回轉直徑的 50%，這里取 60%，即 180mm，故半徑為 0.09m；切削力（沿y軸）F0.09=4716N背向力（沿x軸）Fp=0.5 Fc=2358NF2CF2CF2p此力作用于工件上，主軸端受力為 F=5272.65N。先假設 l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力 RA 和 RB 分別為AR=Fl a =5272.65120 240 =7908.97NAl240a120

22、RB=F=5272.65=2636.325Nl240根據文【1式3.7得Kr=3.39Fr1 La0.8 (iz)0.9 co1.9 a得前支承的剛度KA=1689.69BN/；K= 785.57N/m；KA =1689.69=2.15BKB785.57主軸的當量外徑 de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為 (0.07 4 0.03 4 )I=113.810-8m4643= EI=3K A a2.11011.81080.13106=0.14查【13-38 得 l0 =2.0，與原假設接近，所以最佳跨距la合理跨距為（0.75-1.5）l0 l=360mm。=1202.0=240mmD=

23、100mm，d=80mm。前軸承 采用雙列圓柱滾子軸承，后支承采用背對背安裝的角接觸球軸承。第 4 章 校核剛度校核單一載荷下，軸中心處的撓度采用文獻【5】中的公式計算：:ab 1.Nxx3D 4mZn Y L兩支承的跨距；D軸的平均直徑；X=ai /L；ai齒輪工作位置處距較近支承點的距離；N軸傳遞的全功率；Yh 校核合成撓度YY2aYY2a2cos2bY Ya bYa輸入扭距齒輪撓度；輸出扭距齒輪撓度 ) ； =144嚙合角 =20，齒面摩擦角 =5.72。ya2 =0.026；ya3 =0.084；ya1=0.160；yb5 =0.205；yb4 =0.088；yb6 =0.025。ya

24、1 ya1 yb5222ya1yb5 cos=0.238查文獻【6】，帶齒輪軸的許用撓度y=5/10000*L即y=0.268。因合成撓度小于許用撓度，故軸的撓度滿足要求。A，BA,B 可按下式近似計算：A B 3yh rad l將上式計算的結果代入得：A B 0.00052 rad 由文獻【6】，查得支承處的 =0.001因A B 0.00052 0.001，故軸的轉角也滿足要求。軸承壽命校核、軸軸承的校核軸選用的是深溝球軸承 6206，其基本額定負荷為 19.5KN, 由于該軸的轉速是定值nr，所以齒輪越小越靠近軸承，對軸承的要求越高。根據設計要求，應該對軸未端的滾子軸承進行校核。齒輪的直

25、徑d 4軸傳遞的轉矩T 9550P nT 9550 7.50.96 86Nm800齒輪受力 2T 2 1535.7Nrd112103根據受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為:在水平面：F .7 1410 NlAHl238 426在水平面：F l2 l3) .5NlAVl238 426F2AHF2AV141021839.52F2AHF2AV141021839.52因軸承在運轉中有中等沖擊載荷，又由于不受軸向力，濮良貴主編機械設計( 第八版)表 13-6 查得載荷系數 f p ，取 f p 1.2 ，則有：P f p FA 1.2 2317 .7 2781 .24 N軸承的壽命計算:所以按軸承的受力大小計算壽命106CLh (60n 10619500()3 71803.8h 58400h60 800 2781.24故該軸承 6206 能滿足要求。、其他軸的軸承校核同上，均符合要求。7008c,=3；P=XFr+YFaX=1，Y=0。對軸受力分析得：前支承的徑向力 Fr=2642.32N。由軸承壽命的計算公式：預期的使用壽命L 10h=15000hL L 10hC16670()(22.81000