西南交通大学峨眉校区 机械设计大作业 设 计 题 目：牛 头 刨 床 姓名 欧吴浩 学号 20116440 班级 11级铁车1班 指导老师 何俊

2014年6月 2

目 录 1 设计题目…………………………………………………........... 1.1 工作原理………………………………………………...... 1.2 设计要求………………………………………………….. 1.3 设计内容………………………………………………….. 2 设计计算过程………………………………………………....... 2.1 传动方案的拟定与分析………………………………….. 2.2 选择电动机………………………………………………. 2.3带传动的设计计算……………………………………….. 2.4低速级斜齿轮传动的设计计算……………………..…… 2.5滚动轴承的选择计算……………………………..……… 2.6 键联接的选择及验算…………………………..………… 2.7联轴器的选择………………………..……..…………… 2.8箱体设计…………………………......……..…………… 3 设计小结………………………….................………………… 3.1 课程设计的体会……………………..…………………… 3.2 设计的优缺点……………………..……………………… 3.3 设计的改进意见………………..………………………… 4 参考文献……………….......……..……………………………

主 要 设 计 计 算 过 程 3

1 设计题目 1.1 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平面切削加工的机床。电动机经过减速传动装置（V带和齿轮传动）驱动执行机构（导杆机构和凸轮机构）完成刨刀的往复运动和间歇移动。 1.2 设计要求 （1）电动机轴与输出曲柄轴平行,允许曲柄转速偏差为±5%; （2）使用寿命10年，每日一班制工作; （3）载荷有轻微冲击;

（4）执行机构的传动效率按W=0.95计算； （5）要求传动系统有过载保护； （6）按小批量生产规模设计；

（7）已知工作机工作的最大功率maxP=3.1kW。 1.3 设计内容 （1）确定传动装置的类型，画出机械系统传动方案简图； （2）选择电动机，进行传动装置的运动和动力参数计算； （3）传动系统中的传动零件设计计算； （4）绘制减速器装配图草图和装配图各1张（A0）; （5）绘制减速器箱体零件图1张（A1）、齿轮及轴的零件图各1张（A2）。

2 设计计算过程 2.1 传动方案的拟定与分析 （1）方案1：

（2）方案2： （3）两种方案的比较与选择。 选择方案1。

图1 图2 4

理由如下： a.方案2中齿轮啮合力及带传动拉力在轴承1上分担较重，方案1中齿轮啮合力在轴承2上分担重于轴承1，两轴承上的载荷接近，结构合理； b.方案2中带传动拉力会使轴弯曲，带轮距小齿轮距离近，造成齿轮传动沿齿宽方向载荷分布不均匀，方案1中带轮与小齿轮距离远，对齿轮传动影响小，结构合理。

2.2 选择电动机 （1）选择电动机类型 按已知工作条件和要求，选用Y系列一般用途的三相异步电动机 （2）选择电动机的容量 工作机所需功率：

kWkWPPWW26.395.0/1.3/max

传动装置总效率： 23grcb

由《机械设计课程设计》第十章表10-1查得各部分效率如下： V带传动效率95.0b，齿轮（8级精度）效率97.0g，一对滚动轴承效率98.0r，万向联

轴器效率98.0c； 824.097.098.098.095.023 所需电机功率： kWkWPPwn96.3824.0/26.3/

查Y系列电动机技术数据，选电动机额定功率edP为4kW的Y112M-4电动机。 (3) 确定电动机转速 电机转速可选范围

min/1800~800min/)12~8()3~2(50rriinngbwd

可选同步转速1500r/min和1000r/min。选用同步转速1000r/min的电动机，查表10-2额定功率为edP

为4kW的Y132M1-6电动机,其满载转速min/960rnm。 查表10-3得电动机技术数据和主要尺寸如下表：

型号 额定功率 edP/kW 满载转速 )min/(1rnm 同步转速 )min/(1rn 电动机中心高 H/mm

外伸轴直径和长度 D/mm³E/mm

Y132M1-6 4 960 1000 132 38³80 5

2.3带传动的设计计算

1 确定设计功率dP 由《机械设计》表5-6查AK=1.1 kWkWPKPnAd36.496.31.1 2 选择V带型号 由图5-7取用A型V带。

3 选择带轮1D、2D

由表5-7，查取A型带轮mmD75min，应使min1DD，小带轮转速较低，选mmD1101。 验算带速v

smDvn/53.510006096011014.3100060

带速在5~25m/s之间，1D选择合适。 mmiDD2751105.212 参考表5-8给出的带轮直径系列，取mmD2802。 转速误差 %5018.0275275280 4 确定中心距a和带长dL 由式（5-18） )(2)(7.021021DDaDD mmamm7802730 初选 mma4000

带长 mmDDDDaLd1430400)()(22212210 查表5-3取mmLd1400 中心距 mmLLaadd38520 a的调整范围 6

mmLaad364015.0min mmLaad42703.0max

由式（5-4）1543.57180121aDD 6 确定V带根数 按式（5-21） cadKKPPPz)(00

由表5-5,插值求得得kWP03.10 由表5-10查得kWP11.00 由表5-9查得93.0aK 由表5-3查得96.0LK 代入求根数公式（5-21），得

28.496.093.0)11.003.1(36.4)(00LadKKPPPz 取z=4,符合表5-7推荐的轮槽数。 7 确定初拉力0F

查表5-4得mkgq/1.0

按式（5-22） NqvKzvPFad102)15.2(50020 8 计算作用在轴上的压力FQ NzFFQ7952sin210

带轮直径标准话后，带传动的实际传动比已经与总体设计时发生了变化，准确传动比和各转矩的准确值如下：

轴名 参数 电动机轴 1轴 2轴 3轴 工作机轴

转速)min/(1rn 960mn 47.3761n 28.1202n 91.493n 50wn 7

功率P/kW 96.3nP 76.31P 57.32P 39.33P 26.3wP

转矩T/N²mm 393900T 953801T 2834502T

6486603T

622660T

传动比i 2.55 3.13 2.41 1 效率η 0.95 0.960 0.960 0.97

2.4低速级斜齿轮传动的设计计算 1 选择齿轮材料和热处理、精度等级 材料选45钢，软齿面传动。小齿轮调质，齿面硬度230~240HBS，大齿轮正火，齿面硬度190~200HBS，精度等级为8级。

2 选取齿轮齿数和螺旋角 初选253z，41.22i，25.6041.225234izz，取604z，传动比4.225602i不变。

初选β=15° 3 按齿面接触疲劳强度设计。

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2)][(12HHEdZZZZuuKTd

确定式中各项数值： 因载荷有轻微冲击，初选tK=1.8

mmNT2834502

由表6-6，取9.0d

由表6-5，选MPazE8.189 由图6-14，查得42.2Hz 由式（6-7）得，

64.115cos)]601251(2.388.1[cos)]11(2.388.1[43zz

92.115tan259.0318.0tan318.03zd

由图6-13，查得78.0z