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哈工大-机械制造装备设计大作业-卧式升降台铣床

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Harbin Institute of Technology

课程大作业说明书

课程名称：机械制造装备设计

设计题目：卧式升降台铣床

院系：

班级：

设计者：

学号：

指导教师：

设计时间：

哈尔滨工业大学 2

目 录

一、设计任务„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

1.1机械制造装备设计大作业的目的„„„„„„„„„„„ „„„„„3

1.2机械制造装备设计大作业的内容„„„„„„„„„„„„ „„„„3

1.3设计任务书„„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

二、运动设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

2.1确定转速系列„„„„„„„„„„„ „„„„„„„„„„„„„3

2.2绘制转速图„„„„„„„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„4

2.3确定定比传动副带轮直径„„„„„„„„„ „„„„„„„„„„7

三、动力设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8

3.1传动轴直径初定„„„„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„„9

3.2主轴轴颈直径的确定„„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„„9

3.3齿轮模数的初步计算„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„„„9

3.4对各种限制的讨论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10

3.5选择带轮传动带型及根数„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12

3.6离合器与制动器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12

参考文献„„„„„„„„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„„„„12

3

一、设计任务

1.1机械制造装备设计大作业的目的

机械制造装备设计大作业,是机械制造装备设计课程进行过程中的一个重要教学环节。其目的在于通过机床主传动系统设计，使学生进一步理解设计理论，得到设计构思、方案分析、零件计算、查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养学生具有初步机械系统设计和计算能力。

1.2机械制造装备设计大作业的内容

1、运动设计

根据给定的机床用途、规格、极限速度、转速数列公比（或转速级数），分析比较拟定传动结构方案（包括结构式和结构网，转速图）和传动系统图，确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差。

2、动力设计

根据给定的电动机功率和传动件的计算转速，初步计算传动轴直径、齿轮模数；确定皮带类型及根数、摩擦片式离合器的尺寸和摩擦片数及制动器尺寸、选择机床主轴结构尺寸。

1.3设计任务书

设计题目：卧式升降台铣床主传动系统设计

铣床 机床主参数 公比φ 最低转速 级数Z 功率（kW）

工作台面积320×12500mm2

卧式升降台铣床主传动系统设计 1.41 37.5 11 4

二、运动设计

1确定转速系列

已知设计参数为：电机额定功率4wPK额，铣床最低转速min/5.37minrN，级数Z=11，公比=1.41。

由铣床的最低转速min/5.37minrN、公比=1.41、级数Z=11，可知转速调整范围110n=1.4132ZR，主轴的极限转速min/12005.3732minmaxrNRNn，

查文献[1]表3-6可知主轴实际最大转速1180maxN/minr，且主轴的转速数列为37.5、53、75、106、150、212、300、425、600、850、1180

4

因两轴间变速组的传动副数多采用2或3，在设计简单变速系统时，变速级数应选择mnz=32的形式，mn、均为正整数，即选用三联齿轮和两联齿轮进行变速。由参考文献[1]，主变速传动系设计的一般原则是：传动副前多后少原则，传动顺序与扩大顺序相一致原则和变速组降速前慢后快原则，确定变速结构式如下：

13511=322，

其最末扩大组的调速范围

5-52==1.41=5.68R（21），

满足要求。

设计机床主变速传动系时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，一般限制降速最小传动比min14u主；为避免扩大传动误差，减少振动噪声，一般限制直齿圆柱齿轮的最大升速比max2u主，由于铣床箱体尺寸较大，可选择最后扩大组的最小降速比min14u主，最大升速比max1u主。

2.2绘制转速图

1、选定电动机

根据机床主轴最大转速，由参考文献[2]表15.1，选用Y系列封闭自扇冷式鼠笼式三相异步电动机，电机型号1124YM，其级数4P，同步转速1500/minr，满载转速为1440/minr。

2、分配总降速传动比

总降速传动比为mindnun=0318.011805.37，又电动机转速为1440/minr，在所要求标准转速数列当中，因而需用到带轮传动。

3、确定传动轴的轴数

传动轴数=变速组数+定比传动副数+1=3+1+1=5。

4、齿轮齿数确定

由传动结构式可知，变速组a有3个传动副，其传动比分别是 1aU、2aU、3aU。传动比小于1时取其倒数，由参考文献[1]表3-9可得到以下数据：

011aU74,72,70,68,66,64,62,60ZS

121.41aU60,63,65,67,68,70,72,73ZS

232aU78,75,72,69,66,63,60ZS

取72ZS 5

同理，在变速组b中，可以得到：

011bU74,76,78,80,82,84,86ZS

322.82bU72,73,76,77,80,81,84,87ZS

取80ZS

在变速组c中，可以得到：

11/1/1.41cU100,102,104,106,108,110ZS

423.98cU100,101,103,104,105,106,108,109,110,111ZS

取104ZS

一般变速组内所有齿轮的模数相同，并是标准齿轮，因而三对传动副的齿数和ZS是相同的。由此可以确定各传动之间的齿数，如下所示：

基本组 72ZS

123636ZZ343042ZZ562448ZZ

第一扩大组 80zS

784040ZZ9102159ZZ

第二扩大组 104zS

11126143ZZ13142183ZZ

6

5、绘制转速图

如下图（图1）所示：

图1 转速图

7 6、绘制传动系统图

由参考文献[1]，根据各级变速组传动比，可绘制出一种合理的传动系统图，如下图（图2）所示。

图2 传动系统图

7、核算主轴转速误差

齿轮齿数确定后，主轴的各级实际转速即确定，实际传动比所造成的主轴转速误差，应满足：

10(1)%4.1%nnn实标标

所得结果如下表（表1）所示：

标号 实n 标n 误差 结论

1 1205.8 1180 2.19% 合格

2 850 850 0 合格

3 607.1 600 1.18% 合格 8

4 429.2 425 0.99% 合格

5 288.5 300 3.83% 合格

6 214.6 212 1.23% 合格

7 151.3 150 0.87% 合格

8 107.5 106 1.42% 合格

9 76.5 75 2.00% 合格

10 54.8 53 3.40% 合格

11 38.3 37.5 2.13% 合格

表1 主轴转速误差

2.3确定定比传动副带轮直径

根据电机功率为7.5KW，电机类型为Y型电机，执行机构类型为金属切削机床，设每天工作8-16小时。可得设计功率为：

..KWdAPKP12448

式中：

AK为工况系数，由参考文献2取.AK12

P为电机功率，KWP4

根据dP和n选择带型和小带轮直径，由参考文献2，普通V带直径优选系列选择A型带，小带轮直径120mm。则大带轮直径为：

22.199)02.01(8501440120)1(21nndD 取D=200mm

式中，ε为转速损失率，取.200。

综上，mmd120，D=200mm。

三、动力设计

3.1传动轴直径初定

由参考文献[1]，按扭转刚度估算轴的直径

4][91jinNd

式中 d——传动轴直径（mm） 9

iN——该轴传递的功率（KW）

jn——该轴的计算转矩（r/min）

[]——该轴每米长度允许扭转角（deg/m），取10/75.0][m

由图1可知各轴的计算转速为：

Nj1=850r/min，nj2=425r/min，nj3=150r/min，nj4=106r/min

本次计算中，各州传递功率为点击功率与传递过程中的效率的乘积，效率值可由参考文献[2]表9.1查得，如下所示：

*****=0.99联轴器，=0.99轴承，=0.98齿轮，=0.98滚子轴承代入各数据得到以下结果：

4040.990.999122.1115000.75dmm

Ⅰ轴

24140.990.990.989126.86700.75dmm

取128mmd；

Ⅱ轴

324240.990.990.989131.683350.75dmm

取232mmd；

Ⅲ轴

434340.990.990.989140.81180.75dmm

取342mmd。

*******

3.2主轴轴颈直径的确定

没有特殊要求的时候，主轴材料优先选用价格低廉的优质结构钢，如45号钢，调质到220~250HB，在端部锥孔，定心轴颈或定心锥面等部位，采用高频淬火至50~55HRC。由参考文献[3]表5.7，功率为4KW的卧式升降台铣床选用前轴颈直径

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X62铣床升降台说明书

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河北工程学院毕业设计(说明书)

1 绪 论

机械工业肩负着为国家经济各部门提供各种先进装备的任务，而机床工业则是机械工业的重要组成部分，是为机械工业提供制造技术和装备的工业。机床的拥有量、产量、品质和质量。是衡量一个国家工业水平的重要标志之一。因此机床工业在国民经济中占有极其重要地位。

机床工作原机的属性，决定了它与国民经济各工业部门之间的关系。机床工业可以生产出各种各样的基础机械产品、专业设备和机电一体化的产品，为能源、交通、农业、轻纺、石油化工、冶金、电子、兵器、航空航天和矿山工程等各种行业部门提供先进的制造技术与优质高效的工艺装备，从而推动这些行业的发展。机床工业对国民经济和社会进步起着重大的推动作用。

金属切削机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作量，在一般情况下约占机器的总制造工作量的50%~70%，它的先进程度直接影响到机器制造工业的产品质量和劳动生产率。

这次对X62铣床的设计，可以使我们对传动系统的传动及控制原理有一个深层的了解。通过本次设计，利于我们牢固掌握和灵活运用所学过的知识，提高我们的动手能力。

河北工程学院毕业设计(说明书)

2 第1章 概述

1.1 机械制造装备的重要地位

制造业是一个国家经济发展的重要支柱，是国民经济的主要来源，可以说，制造业的发展水平是一个 国家或地区经济实力，科技水平和综合国力的重要标志之一。机械制造是制造业核心，是向其它部门提供工具，仪器及各种先进制造装备的部门。机械制造业的生产能力和制造水平是衡量一个国家工业水平的标志之一。因此，机械制造业在国民经济中占据着重要地位。而机械制造业的生产能力和水平主要取决于机械制造装备的先进程度。随着科学技术的迅速发展，机械制造生产模式发生了巨大的演变。19世纪20年代制造业开始起家，二次世界大战期间，大规模军工生产，使得制造业得到飞速发展。

20世纪50年代末，产品品种单一，为了提高生产率，满足市场需要，广泛采用自动化机床，组合机床和专门生产线。在大批量生产条件下，这种生产方式可以实现刚性自动化，大幅度降低成本，极大的提高劳动生产率。

(机械制造行业)哈工大机械设计大作业——螺旋起重器

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（机械制造行业）哈工大机械设计大作业——螺旋起重器

哈工大机械设计大作业——螺旋起重器

一、概述

本次大作业的主题是设计一款螺旋起重器，旨在为机械制造行业提供一种高效、稳定、实用的起重设备。螺旋起重器是一种通过旋转螺旋轴来提升或降低重物的机械设备，具有结构简单、操作方便、承载能力强等优点。

二、设计要求

1. 提升能力：最大提升重量为2吨，且在提升过程中不得出现明显的晃动或倾斜现象。

2. 旋转速度：旋转速度应可调节，以便根据实际需要调整提升速度。

3. 稳定性：设备应具备较高的稳定性，以保证在提升重物时不会发生明显的晃动或倾斜。

4. 结构紧凑：设备结构应尽量紧凑，以减少占地面积和重量。

5. 操作简便：设备应易于操作，控制精度高，以便实现高效准确的提升。

三、设计方案

1. 总体结构：螺旋起重器主要由旋转轴、螺旋杆、支撑架、电机和控制系统组成。旋转轴通过轴承与支撑架连接，支撑架起到稳定和支撑整个设备的作用。螺旋杆与旋转轴连接，通过旋转轴的旋转实现重物的升降。电机和控制系统负责驱动旋转轴和调节旋转速度。

2. 旋转轴设计：旋转轴是螺旋起重器的核心部件，它需要承受重物的重量和旋转时的扭矩。因此，我们选择高强度钢材作为旋转轴的材料，并对其进行优化设计以提高其强度和刚度。此外，我们在旋转轴上设置了一些加强肋和凸起，以提高其抗扭强度。 3. 螺旋杆设计：螺旋杆是直接与重物接触的部件，其设计对设备的稳定性和提升能力有重要影响。我们选择优质钢材作为螺旋杆的材料，并对其进行抛光和强化处理以提高其耐磨性和抗拉强度。螺旋杆的长度和直径根据实际需要进行了优化设计，使其既能保证设备的稳定性，又能满足最大提升重量的要求。

4. 支撑架设计：支撑架是整个设备的支撑结构，其稳定性直接关系到设备的性能。我们采用高强度钢材制作支撑架，并对其进行优化设计以提高其抗弯强度和抗扭强度。此外，我们还设置了多个支撑腿以增加设备的稳定性。

2021年哈工大机械设计大作业轴系设计

2021年哈工大机械设计大作业轴系设计

Harbin Institute of Technology

机械设计大作业说明书

大作业名称:

机械设计大作业

设计题目: 轴系部件设计

班 级:

设 计 者:

学 号:

指导老师:

设计时间:

哈尔滨工业大学 目录

一、 设计任务 ................................................................................................. 错误!未定义书签。

二、 轴材料选择 ............................................................................................. 错误!未定义书签。

三、 初算轴径mind ........................................................................................ 错误!未定义书签。

四、 结构设计 ................................................................................................. 错误!未定义书签。

1.轴承部件结构型式 ................................................................................ 错误!未定义书签。

2. 轴结构设计 .......................................................................................... 错误!未定义书签。

2021年哈工大机械设计大作业

2021年哈工大机械设计大作业

哈尔滨工业大学

机械设计作业设计计算说明书

题目: 轴系部件设计

系别: 英才学院

班号: 1436005

姓名: 刘璐

日期: .11.12

哈尔滨工业大学

机械设计作业任务书

题目:

轴系部件设计

设计原始数据:

图1

表 1 带式运输机中V带传动已知数据

方案 dP（KW） (/min)mnr (/min)wnr 1i 轴承座中

心高H（mm） 最短工作

年限L 工作环境

5.1.2 4 960 100 2 180 3年3班 室外

有尘

机器工作平稳、 单向回转、 成批生产

目录

一、 带轮及齿轮数据 ........................................................................................................................ 1

二、 选择轴材料 .................................................................................................................................. 1

三、 初算轴径dmin .............................................................................................................................. 1

四、 结构设计 ........................................................................................................................................ 2