榫槽成型半自动切削机机械系统设计说明书(1)gkut.docx
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1、前言这次课程程设计是是机械制制造与自自动化的的一个十十分重要要的学习习环节,是是对三年年以来所所学的机机械方面面的知识识进行了了一次全全面的检检查、巩巩固和提提高。这这次课程程设计是是应用所所学基础础理论、专专业知识识与技能能去分析析和解决决生产实实际问题题的一次次综合训训练。把把所学的的知识能能够综合合运用到到实际零零件的加加工当中中。通过过这次设设计使我我们巩固固了所学学的知识识理论,加加深了印印象,使使我们能能够运用用所学到到的专业业知识解解决一些些具体的的问题。此次课程程设计涉涉及的知知识面有有机械制制图、公公差配合合、机械械设计基基础、机机械工艺艺等专业业知识、CAXA等基础知识。通
2、过这次次课程设设计我们们发现了了自己还还有许多多知识没没有掌握握牢固,还还需要继继续坚持持不懈的的努力与与学习。但但更多的的感触是是通过这这次毕业业设计使使我提高高、巩固固、扩大大了自己己所学到到的理论论知识与与技能,提提高自己己设计计计算、制制图、编编写技术术文件的的能力,学学会正确确使用技技术资料料、标准准手册等等工具书书,并在在这次设设计中培培养了我我们对机机械设计计的独立立工作能能力、初初步树立立了正确确的实际际思想,掌掌握了一一定的机机械加工工设计方方法步骤骤和思路路为以后后的学习习与设计计工作打打下了良良好的基基础。同同时,也也体会到到了老师师对我们们的淳淳淳教导和和用心良良苦,再
3、再次特此此感谢我我们的指指导老师师李楷模模老师,谢谢谢您!由于我们们水平有有限,设设计有许许多不足足之处,望望李老师师给予批批评和指指正。毕业设计计第三小小组内容摘要要本设计先先通过对对整个系系统的分分析,传传动的过过程分析析。在逐逐一的设设计。根根据任务务给定的的数据确确定出电电动机的的型号,在在根据电电动机和和系统所所需的速速度确定定出减速速器。本本设计主主要就是是针对减减速器的的设计。本本设计的的减速器器分为四四个部分分,轴、齿齿轮、箱箱体和附附件。根根据减速速器上分分配的传传动比先先设计高高速轴上上的齿轮轮和中间间轴上的的齿轮,在在设计低低速轴上上的齿轮轮,根据据齿轮在在设计三三根轴,
4、在在就是箱箱体的设设计,左左后根据据轴和箱箱体确定定附件的的尺寸。在齿轮的的设计中中主要是是传动比比先计算算小齿轮轮直径,齿齿数,计计算出模模数,在在计算大大齿轮的的直径和和齿数,最最后计算算齿宽和和中心距距;在轴轴的设计计中主要要就是根根据输入入功率和和输入速速度和轴轴上齿轮轮来确定定轴的各各阶梯的的长度和和直径;箱体的的设计主主要是根根据轴的的中心距距来一步步一步的的确定各各个位置置的尺寸寸,在就就就在箱箱体的基基础上把把附件的的尺寸给给确定出出来。关键词: 摆动导导杆摇杆滑滑块串联联机构、展开式二级圆柱齿轮减速器、传递效率、传动比、软齿面的钢制齿轮、模数、齿数、弯矩、转速、标准直径。 目
5、 录一、设计计任务3二、电动动机的选选择6三、减速速器的选选择6四、传动动装置中中各轴的的运动和和动力参参数计算算77五、低速速级齿轮轮传动计计算9六、高速速级齿轮轮传动计计算111七、带轮轮设计13八、中间间轴的设设计计算算及校核核计算16九、高速速轴的设设计计算算和校核核计算18十、低速速轴的设设计计算算和校核核计算22十一、箱箱体的设设计244十二、附附件的尺尺寸266十三、零零件加工工工艺过过程卡28十四、参参考文献献331设计内容计算及说说明结果一、设计计 任务榫槽成型型半自动动切削机机机械系系统设计计(主要要是传动动部分机机构设计计)二、 总体方案案设计、论论证零件件的设计计计算和
6、和校核计计算(一) 、电动机机的选择择(二) 、减速器器的选择择(三) 、传动装装置中各各轴的运运动和动动力参数数计算(四)、齿齿轮的设设计及校校核计算算1、选择择材料及及热处理理方法2、 按齿面接接触疲劳劳强度设设计(1)载载荷系数数(2)转转矩(3) 许用接触触应力(4) 齿宽系数数(5)求求d13、 确定主要要参数,计计算主要要几何尺尺寸(1) 齿数(2)模模数(3) 分度圆直直径(4) 中心距(5) 齿宽4、 校核弯曲曲疲劳强强度(1) 齿形系数数(2) 许用弯曲曲应力(3) 校核计算算5、 齿轮设计计1、选择择材料及及热处理理方法3、 按齿面接接触疲劳劳强度设设计(1)载载荷系数数(
7、2)转转矩(5) 许用接触触应力(6) 齿宽系数数(8)求求d14、 确定主要要参数,计计算主要要几何尺尺寸(2) 齿数(3) 模数(4)分分度圆直直径(55)中心心距(6) 齿宽5、 校核弯曲曲疲劳强强度(4) 齿形系数数(5) 许用弯曲曲应力(6) 校核计算算5、 齿轮设计计图(五)带带轮设计计1、选取取V带型型号2、确定定带轮基基准3、验算算带速4、确定定中心距距和带的的基准长长度5、验算算小带轮轮包角6、确定定V带根根数7、确定定V带的的初拉力力8、计算算轴上压压力(六)中中间轴的的设计计计算和校校核1、材料料的选择择2、最小小直径3、轴上上各阶梯梯直径4、轴上上各段长长度5、计算算作
8、用在在轴上的的力6、校核核轴的强强度(七)高高速轴的的设计计计算和校校核1、 材料的选选择2、最小小直径3、轴上上各阶梯梯直径4、轴上上各段长长度5、计算算作用在在轴上的的力6 、校校核轴的的强度(八)低低速轴的的设计计计算和校校核1、材料料的选择择2、最小小直径3、轴上上各阶梯梯直径4、轴上上各段长长度5、计算算作用在在轴上的的力6、校核核轴的强强度(九)箱箱体的结结构设计计1、 主要结构构尺寸(十)附附件的结结构1、吊耳耳环吊钩钩的的结结构尺寸寸2、通气气罩3、轴承承端盖4、油标标5、油塞塞6、螺栓栓7、螺钉钉工作原理理及原始始数据要要求1.工作作原理:榫槽成成型半自自动切削削机的组组成部
9、分分如下图图所示:该机器为为木工机机械,其其功能是是将木质质长方形形块切削削出榫槽槽,其执执行系统统工作过过程如下下图所示示。先由由构件22压紧工工作台上上的工件件,接着着端面铣铣刀3将将工件的的右端面面切平,然然后构件件2松开开工件,推推杆4推推动工件件向左直直线移动动,通过过固定的的榫槽刀刀,在工工件上的的全长上上开出榫榫槽。2.设计计要求及及相关参参数原始数据据见下表表(单位位:mmm):XYHLL2L3L4L5L6L7502201070307030201820设计要求求及任务务:推杆杆在推动动工件切切削榫槽槽过程中中,要求求工件作作近似等等速运动动。共加加工5台台,室内内工作,载载荷有
10、轻轻微冲击击,原动动机为三三相交流流电动机机,使用用期限为为10年年,每年年工作3300天天,每天天工作116小时时,每半半年作一一次保养养,大修修期为33年。其其他设计计参数如如下表:参数名称各方案参数值推杆工作载荷/N20002500300035004000端面切刀工作载荷/N15001800200022002500生产率/(件/min)80706050401)计机机构系统统总体运运动方案案,画出出系统运运动简图图,完成成系统运运动方案案论证报报告。2)完成成传动系系统或执执行系统统的结构构设计,画画出传动动系统或或执行系系统的装装配图。3)设计计主要零零件,完完成3张张零件工工作图。4)
11、编写写设计说说明书。1、本方方案选取取的数据据为推杆杆工作载载荷/NN:30000NN,端面面切刀工工作载荷荷/N:20000N,生生产率为为60件件/miin。 本方案案主要设设计的是是传动系系统,所所以只设设计了连连接传动动系统的的执行件件的结构构,也就就是连接接推杆的的结构,该该结构需需承受较较大的载载荷,而而且要运运动平稳稳近似匀匀速,所所以对于于该结构构我们用用摆动导导杆摇杆滑滑块串联联机构,利利用Prro/EE仿真得得出各杆杆的数据据分别为为:2770mmm,688mm,1433mm,40mmm,1157mmmR20mmm,如如下图所所示:用传动比比为1:1的VV带轮连连接减速速器
12、。因为,切切削与压压紧工序序同时进进行,推推槽工序序单独进进行。所所以推槽槽工序应应在切削削与压缩缩后进行行,所以以任务书书的数据据可得出出推槽的的1/22行程必必须大于于1000mm,因因此这里里我们取取推槽的的行程为为2200mm。因因生产率率为600件/mmin所所以可以以得出一一个工件件所需时时间为11s,故故推槽的的速度为为:v=s/tt=0.44/1=00.444m/ss,又因因为推杆杆的工作作载荷为为:30000NN,所以以可得出出电机做做小功率率:P=FV=330000N0.444m/s=113200w=1.332kww。查有有关表,我我们选用用Y900L-44型号电电动机(查
13、查:北京京科技大大学 罗罗圣国和和清华大大学 吴吴宗泽主主编的机机械设计计课程设设计手册册高等等教育出出版社 表1221)此此型号电电动机参参数如下下电动机型号额定功率 kw满载转速 r/min堵转转矩最大转矩额定转矩额定转矩Y90L-4 1.5 1400 2.2 2.2 因为本本机械传传动系统统要求在在室内工工作,且且考虑到到木质材材料切削削时有木木屑等杂杂尘的产产生,为为了防止止杂尘对对机械系系统的污污染影响响其工作作性能和和使用寿寿命,我我们选择择“闭式机机构”作为传传动装置置。考虑虑到本传传动装置置要求只只能有轻轻微震动动,防止止噪声污污染,我我们选择择用能“平稳传传动”的结构构。最最
14、后兼顾顾制造的的“简洁及及经济性性”我们选选用结构构较简单单制造容容易且能能平稳传传递载荷荷的“展开式式二级圆圆柱齿轮轮减速器器”作为我我们本机机械系统统的传动动装置。综合上述述,总的的传动系系统机构构如下图图:1、分配配传动比比总传动比比i=14000/660=因为减速速器的传传动比的的范围为为:2.544.5.(查唐唐国民主主编的机机械零件件课程设设计齿轮蜗杆减减速器设设计表表2-55 湖南南省科学学技术出出版社)所以在减减速器与与电动机机间我们们用一个个带传动动来连接接。分配如下下:带传动传传动比ii轮=分配到两两级圆柱柱齿轮的的传动比比高速级的的传动比比i高=4低速级的的传动比比i低=
15、2.52、运动动和动力力参数计计算带传动的的传递效效率:带=0.998 闭式齿齿轮的传传递效率率:齿=0.97滚滚动轴承承(一对对)的传传递效率率:轴承=00.999(查:唐唐国民主主编的机机械零件件课程设设计-齿齿轮蜗杆减减速器设设计 湖南省省科学技技术出版版社 表表2-77)1、电动动机轴:P电=PP额 =11.5kkw n 电=n额=14400rr/miinT电=995500=95550=100.02275NNm2、1轴轴(高速速轴)P1=PP电带=1.50.998=11.477kwn1=nn电/i轮=6000r/minnT1=995500=95550=233.39975NNm3、2轴轴
16、(中间间轴)P2=PP1齿轴承 =1.47kkw0.9970.999=11.411kwn2=nn1/i高=1550r/minnT2=995500=95550=899.777Nm4、3轴轴(低速速轴)P3=PP2齿轴承 =1.410.9990.997=11.355kwn3 =600r/mminT3=995500=95550=2114.8875NNm电动机轴轴3轴轴的输出出功率或或输出转转矩分别别为各轴轴的输入入功率或或输入转转矩乘以以轴承效效率0.99。例如1:轴的输出出功率:P1=P10.999=11.477kw0.999=11.466kw输出转矩矩:T1=T10.999=223.339755
17、Nm0.999=223.116355Nm其余类推推;运动和动动力参数数汇总如如下图所所示: 轴名 功率P/kw 转矩T/Nm 转速N/r/min 输入 输出 输入 输出 轴电 1.510.028 1400 1轴 1.47 1.4623.16422.932 600 2轴 1.41 1.40 89.77 88.87 150 3轴 1.35 1.34214.88212.73 601、低速速级齿轮轮传动计计算已知:传传动比ii3 = 2.5,小小齿轮转转速n = 600r/mmin,转矩T3=212.73Nm我们所设设计的齿齿轮传动动属于闭闭式传动动,通常常采用软软齿面的的钢制齿齿轮,查查任成高高主编
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