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木工機床課程設(shè)計MB106A進給系統(tǒng)有級變速裝置設(shè)計

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1、1緒論 1.1 木工機床課程設(shè)計目的和內(nèi)容 (1)木工機床課程設(shè)計目的 木工機床課程設(shè)計是《木工機床設(shè)計》課程的一個實踐教學環(huán)節(jié),其目的在于,通過機床的傳動設(shè)計,使學生受到方案比較、結(jié)構(gòu)分析、零件計算、機械制圖、技術(shù)條件編寫及技術(shù)資料查閱的綜合訓練,培養(yǎng)初步具有機床部件的設(shè)計能力。 (2)木工機床課程設(shè)計的內(nèi)容 包括以下幾項: 1)傳動設(shè)計 根據(jù)設(shè)計題目給定的設(shè)計原始數(shù)據(jù)確定其他有關(guān)運動參數(shù),選定各級轉(zhuǎn)速值;通過分析比較,選擇傳動方案;擬定結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng),擬定轉(zhuǎn)速圖;確定齒輪及帶輪直徑;繪制傳動系統(tǒng)圖。 2)動力設(shè)計 根據(jù)設(shè)計題目給定的機床類型和電動機功率,確定各傳動件的轉(zhuǎn)速,

2、初定傳動軸直徑、齒輪模數(shù),確定傳動帶型號及根數(shù);裝備草圖完成后要驗算傳動件(傳動軸、主軸、齒輪、滾動軸承)的強度、剛度和壽命。 3)結(jié)構(gòu)設(shè)計 完成傳動設(shè)計和動力設(shè)計后,要將主傳動方案“結(jié)構(gòu)化”,設(shè)計進給變速箱裝備圖及零件工作圖,側(cè)重進行傳動軸組件、變速機構(gòu)、操縱機構(gòu)、箱體、潤滑與密封,以及傳動軸和滑移齒輪零件等的設(shè)計。 1.2 木工機床課程設(shè)計要求 木工機床課程設(shè)計的內(nèi)容體現(xiàn)在設(shè)計圖紙和設(shè)計計算說明說中,因此圖紙和說明說的質(zhì)量應(yīng)并重。其具體要求如下: (1)進給變速箱部件裝備圖 它用以表明該部件的結(jié)構(gòu)、機構(gòu)工作原理,零件的功用、形狀、尺寸、位置、相互連接方法、配合及傳動關(guān)系等。進給變速

3、箱轉(zhuǎn)配圖通常由外觀圖、展開圖和若干橫向剖式圖等組成。若受學時所限,可以繪制展開圖和主要橫向剖視圖。 在裝配圖上,零件要標注件號、參數(shù)及數(shù)量,各軸要標注軸號。展開圖上標注各傳動軸組件的主要配合尺寸(如軸承、花鍵等),還要標注一個能影響軸向裝備尺寸的軸向尺寸鏈。橫向剖視圖應(yīng)完整表達一個操縱機構(gòu),標注嚙合齒輪的中心距及公差,標注主要零件輪廓尺寸,定位及聯(lián)系尺寸等。裝配圖的方案和結(jié)構(gòu)要合理,圖面整潔清晰,尺寸標注正確,符合國家標準。 (2)零件工作圖 繪制若干個零件(如傳動軸、滑移齒輪等)工作圖,應(yīng)能正確表達零件的結(jié)構(gòu)形狀、材料及熱處理,尺寸公差和形位公差、表面粗糙度和技術(shù)條件等,符

4、合有關(guān)標準規(guī)定。 (3)設(shè)計計算說明書 時機計算說明書是對設(shè)計部件的性能、主要結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)等方面進行分析及理論計算的技術(shù)文件,應(yīng)論證合理,論據(jù)充分,計算正確,條例清晰,文句通順,標點正確,圖標清晰,字跡工整;篇幅不少于5000字,一律采用國家法定計量單位,引用參考文獻的有關(guān)結(jié)論及公式用方括號注出。其主要內(nèi)容:概述(機床的用途、使用范圍、主要技術(shù)參數(shù)及特點等,同類機床對比分析);運動設(shè)計;動力設(shè)計(包括零件的初算及驗算);結(jié)構(gòu)設(shè)計(主要結(jié)構(gòu)的分析、操縱機構(gòu)、潤滑劑密封方式的說明);其他(另需說明或論證的有關(guān)問題);參考文獻。 1.3 木工機床課程設(shè)計的任務(wù) 1.3.1 設(shè)計的題目 將MB1

5、06A進給系統(tǒng)中的無級變速裝置該為六級有級變速裝置,并進行系統(tǒng)的設(shè)計與計算。 1.3.2 設(shè)計原始數(shù)據(jù) 加工木料最大寬度 600mm 加工木料最大厚度 200mm 最小刨削長度 290mm 最大刨削厚度 5mm 刀頭切削園直徑 128mm 刀軸轉(zhuǎn)速 6000r/min 刀片數(shù) 4片 進料輥筒直徑 90mm 進料速度 7—32m/min 主電機功率 5.5kw 加

6、工材種 軟、硬雜木 木材含水率 10%---15% 1.3.3 課程設(shè)計的工作量 (1)編寫設(shè)計計算說明書 a.機床用途說明 b.運動計算——擬定結(jié)構(gòu)圖,轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖 c.動力計算——通過計算,決定進給電機功率和主要零件的尺寸和材料 d.設(shè)計方案的分析比較 (2)設(shè)計圖紙 a.繪制進給變速箱體圖1張,表明齒輪傳動關(guān)系,操縱機構(gòu)的裝配關(guān)系和工作位置關(guān)系 b.繪制主要零件工作圖1張 c.繪制傳動系統(tǒng)圖1張 1.3.4 課程設(shè)計的時間安排 木工機床課程設(shè)計的時

7、間為3周 (1)分析題目、并擬定設(shè)計方案 8% (2)初步計算零件 8% (3)初步繪制部件裝配圖 40% (4)驗算主要零件 10% (5)繪制主要零件工作圖 10% (6)修訂裝配圖 4% (7)編寫說明書 10% (8)考查 10%

8、 1.4 木工機床課程設(shè)計步驟 (1)設(shè)計準備工作 根據(jù)給定的設(shè)計題目,應(yīng)明確設(shè)計任務(wù)、內(nèi)容、要求和步驟。擬定工作計劃;手機查閱技術(shù)資料;對1—2臺同類機床進給傳動部件進行分析研究、做到理解、消化并能有所改進,在此基礎(chǔ)上進行設(shè)計構(gòu)思。 (2)傳動設(shè)計 (3)傳動件選擇及初算 繪制裝配草圖之前,需要初步定出各傳動件的結(jié)構(gòu)尺寸,如傳動軸的直徑、齒輪的模數(shù)及寬度、v帶的型號及根數(shù)、滾動軸承的類型及配置等。 (4)繪制部件的裝配草圖 (5)零件驗算 零件的位置和尺寸確定之后,即可分析其受力狀態(tài),并進行較為精確的驗算,驗算指定的零件及其項目,一般可以驗算傳動軸彎曲剛度及抗振性、花鍵軸側(cè)擠壓應(yīng)

9、力、直齒圓柱齒輪疲勞強度、滾動軸承疲勞壽命等。 (6)加深部件裝配圖 根據(jù)驗算結(jié)果修改草圖,進一步完善草圖,經(jīng)審查同意后,按制圖標準加深裝配圖。要先畫展開圖,后畫橫向剖視圖,必要時還要交叉進行,并按要求完成部件裝配圖 (7)繪制零件圖 (8)編寫設(shè)計計算說明書 設(shè)計過程中的計算與分析要及時整理,待圖紙完成后,要對說明書草稿進行認真修改,抄清完成。 1.5 木工機床課程設(shè)計指導 在木工機床課程設(shè)計過程中,學生應(yīng)運用所學知識獨立進行工作,指導教師要充分發(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)造性,要啟發(fā)學生獨立思考,認真主動地查閱文獻資料,注意培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。同時,教師應(yīng)認真負責,注意審閱

10、。課程設(shè)計要分段進行,審閱后才能轉(zhuǎn)入下階段的工作。特別注意方案和結(jié)構(gòu)上的原則性問題,要把集中布置和個別指導結(jié)合起來,集中布置壓迫強調(diào)共性問題,如介紹木工機床課程設(shè)計的目的、要求、內(nèi)容及工作量;運動設(shè)計步驟;進給變速箱展開圖草圖、橫向剖視圖草圖繪制,零件驗算;進給變速箱裝配圖加深,零件工作圖繪制及設(shè)計計算說明書編寫,以及布置有關(guān)答辯事項等。 2 運動設(shè)計 2.1 選擇傳動方案 應(yīng)根據(jù)機床的使用要求和結(jié)構(gòu)性能綜合考慮,參考同類型機床,合理選擇傳動方案并加以論證,初步擬出傳動系統(tǒng)示意圖。 (1)選擇傳動布局 選擇集中傳動式或者分離傳動式 (2)選擇變速方式 變速方式分為

11、無級和有級變速,本課程設(shè)計要求選用有級變速方式,變速裝置可選用滑移齒輪變速機構(gòu)、交換齒輪變速機構(gòu)或者離合器變速機構(gòu)。也可以把上述方法組合使用,本方案選用滑移齒輪變速機構(gòu),選擇布局方式如圖2-1 圖2-1 分離傳動式布局 2.2 進給電機的選擇(P29) 根據(jù)工作要求運用木材切削原理有關(guān)知識進行進給電動機型號選擇如下: 進給速度v=7~32m/min 進料滾筒直徑d= 90mm 變速范圍 該結(jié)構(gòu)為六級變速,故Z=6 公比, 取標準值 查表2-2知各級轉(zhuǎn)速如下: ,,,,, 動力設(shè)計:

12、進給功率 (1)被加工材料為軟木(以松木為例) 式中 其中 當切削厚度e<0.1mm時為薄切削,e0.1mm時為厚切削 由最大切削厚度為5mm知薄切削與厚切削均要滿足。 厚切削時, 摩擦系數(shù)0,25~0.3 選0.3 摩擦角θ=15°~17° 取 為不同含水率條件下的修正系數(shù),故查表1-3【2】取1.05 修正系數(shù),切削刃的變鈍程度用工作時數(shù)T 表示 由表1-1選 由刀軸轉(zhuǎn)速6000r/min,刀軸直徑128mm知切削速度 由表1-2選得切削松木 =0.020 =0.007 =0.55 =0.0022δ

13、 =0.074 =0.020 =1.9 =0.42 由刨削厚度知 齒距,由 故每齒進給量 刨削寬度b取600mm(原始數(shù)據(jù)) 薄切削時由最大刨削厚度0.1知 可得 可知,薄切削遠小于厚切削時的切削力,可不予考慮 又有 其中 (1) 被加工材料為硬木(以櫟木為例) 取3mm, u取15m/min 取0.70 由軟木,硬木知選擇電動機時選用軟木的切削力 =1185.45 =0.63224 采用Y系列三相異步電動機Y100L-6 電機參數(shù):同步轉(zhuǎn)速n

14、=940r/min,額定功率。 2.3 傳動原理 最小轉(zhuǎn)速: 最大轉(zhuǎn)速: 變速范圍: 公 比: 取=1.41 選取轉(zhuǎn)速:22.4,31.5,45,63,90,125. 結(jié)構(gòu)式:6=31×23, 6=21×32, 6=23×31, 6=32×21 由降速“前慢后快”,級數(shù)排列“前多后少”,轉(zhuǎn)速分布“前密后疏”,轉(zhuǎn)速變換“升早降晚”, 選擇:結(jié)構(gòu)式為:6=31×23 結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖依次分別如下:【1】 圖2-2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖

15、 圖2-3 轉(zhuǎn)速圖 確定齒輪齒數(shù) 根據(jù)轉(zhuǎn)速分布圖進行計算各傳動副齒輪的齒數(shù) A組傳動副齒輪齒數(shù)的選擇,查表3-1得 表1 A組傳動副齒輪齒數(shù)的選擇 傳動比 小齒數(shù) 大齒數(shù) 72 36 36 72 30 42 72 24 48 B組傳動副齒輪齒數(shù)的選擇,查表3-1【1】得 表2 B組傳動副齒輪齒數(shù)的選擇 傳動比 小齒數(shù) 大齒數(shù) 68 34 34 68 18 50 傳動原理圖如下 圖3-2水平面內(nèi)分析 垂直面內(nèi) 圖3-3垂直面內(nèi)分析

16、 合成彎矩圖 圖3-4彎矩圖 圖3-6當量彎矩圖 因齒輪單向回轉(zhuǎn),視扭矩為脈動循環(huán) 最大危險處為C點處,其當量彎矩 彎曲應(yīng)力 由表6-4【4】查得,對于45號鋼 故軸的強度足夠 2.4 軸承壽命的計算 在變速系統(tǒng)中,2軸的最高轉(zhuǎn)速為500r/min,轉(zhuǎn)速最高承受的徑向力較大。所以對軸2軸承進行校核 A點受力 , D點受力 A點徑向載荷 B點徑向載荷 B點徑向載荷 A點徑向載荷,故按B點處軸承計算軸承壽命。 由于工作溫度低于120°,由表7-7【4】

17、查得 由此可求得 2.5 鏈輪的設(shè)計 (1) 確定計算功率 查表3-6【4】取工況系數(shù), 可得 得 p=1.315kw (2) 選擇鏈輪齒數(shù) 1) 根據(jù)傳動比i = 3,查表3-6得,取 2) 大鏈輪齒數(shù) ,?。ㄅ紨?shù)) 3) 實際傳動比 4) 驗算傳動比 =4%<5% 合格 (3) 初定中心距 (4) 確定鏈節(jié)數(shù) 取偶數(shù)Lp=130 (5) 計算額定功率 1) 采用單排鏈,查3-4 表 2) 小鏈輪齒數(shù)系數(shù) (查表3-5【4】) 3) 鏈長系數(shù)

18、 (按圖3.13【4】曲線1查找) 4) 計算額定功率 (6) 確定鏈條節(jié)距 由和,查圖3.12【4】,選單排08A滾子鏈, 油表3-1【4】查得,鏈節(jié)距p=12.7mm。 (7) 驗算鏈速 合格 (8) 計算實際中心距 (9) 確定鏈條長度 (10) 結(jié)構(gòu)設(shè)計 小鏈輪直徑 2.6 鍵的選擇 均選普通平鍵A型鍵 表3-1 鍵的選擇 鍵的位置 型號尺寸 帶輪小輪 6×5×19 齒數(shù)30齒輪 8×8×18 齒數(shù)24齒輪 8×8

19、×18 齒數(shù)36齒輪 8×8×18 齒數(shù)18齒輪 10×8×28 齒數(shù)34齒輪 10×8×28 鏈輪小輪 8×10×36 2.7 螺栓及其相關(guān)件的選擇 附件尺寸均參考對應(yīng)螺釘或螺栓【5】 表3-1 螺栓的選擇 螺釘位置 型號尺寸 數(shù)量(個) 帶輪螺母 20M15 1 軸承端蓋螺釘 35M6 12 箱蓋鏈接螺栓 40M8 4 鏈輪螺母 25M30 1 窺孔蓋螺釘 16M8 8 3 操縱機構(gòu)方案設(shè)計 選擇單獨操縱機構(gòu),擺

20、動式操縱機構(gòu)原理圖如圖【8】 圖4-1擺動式操縱原理圖 設(shè)計步驟 (1) 三聯(lián)滑移齒輪操縱機構(gòu)設(shè)計: L=96mm 考慮結(jié)構(gòu)形狀,取H=100mm 則得 滑塊長度取L=30mm R=H+e=100+5.76=105.76mm 得 所以滿足條件 (2) 雙聯(lián)滑移齒輪操縱機構(gòu)設(shè)計 L=82 考慮結(jié)構(gòu)形狀,取H=90mm 則得 滑塊高度取h=20mm R=H+e=90+4.76=94.76mm 可得 所以滿足條件。 4 變速箱的潤滑與密封 (1)潤滑 潤滑對機械設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)起著重要的作用,其作用為:控制摩擦、減少磨損、

21、降低溫度、防止腐蝕、保護金屬表面、密封作用、減震防噪等。 1軸承潤滑 該裝置軸承轉(zhuǎn)速較低,采用脂潤滑,滾動軸承轉(zhuǎn)速n與其內(nèi)徑d乘積dn是選用脂潤滑的重要依據(jù), 具體計算如下: 由于,所以該裝置采用脂潤滑。 據(jù)此選用鈉基脂或者鈣-鈉基脂。 2齒輪潤滑 據(jù)齒輪圓周速度 查表10-5 采用浸油潤滑。 3鏈輪潤滑 根據(jù)鏈輪速度和小齒輪齒數(shù),用油刷或油壺定期潤滑。 (2)密封 為防止液體、氣體工作介質(zhì)或潤滑劑泄漏,防止灰塵、水分進入潤滑部位必須設(shè)有密封裝置。密封不僅能大量節(jié)約潤滑劑,保證機器正常工作,提高機器壽命,而且改善工作環(huán)境,對工人健康有利。 箱體上下接合

22、面處采用密封膠,密封效果好,其他結(jié)合面處可加墊片以消除間隙起到密封作用。軸承蓋處密封采用氈圈密封。 5 課程設(shè)計感想 在x老師的耐心的、細致的指導下,我完成了課程設(shè)計的全部內(nèi)容。通過本次三周的課程設(shè)計,我們提高了自己的綜合分析能力,明白了許多設(shè)計問題并獲得了一些實踐經(jīng)驗。 在設(shè)計過程中,我進行了部分零部件的設(shè)計計算,查閱了相關(guān)專業(yè)書籍和設(shè)計手冊。將近三周的設(shè)計計算過程,使我們的設(shè)計水平和能力有了很大提高。同時,CAD和手繪作圖能力也在此次的課程設(shè)計中得到鍛煉。 本次課程設(shè)計是一次實踐教學環(huán)節(jié)。通過對MB106A木工機床無級變速裝置的改進設(shè)計,使我們受到了方案比較,結(jié)構(gòu)分

23、析,零件設(shè)計與計算,CAD輔助機械制圖,技術(shù)條件編寫及技術(shù)資料查找等方面的綜合訓練,培養(yǎng)了木工機床變速裝置的設(shè)計能力。 再次感謝x老師的悉心指導! 參考文獻 [1] 花軍.現(xiàn)代木工機床設(shè)計.哈爾濱:東北林業(yè)大學出版社.2004.10 [2] 花軍.現(xiàn)代木工機床結(jié)構(gòu).哈爾濱:東北林業(yè)大學出版社.2006.6        [3] 孫玉芹、孟兆新.機械精度設(shè)計基礎(chǔ).北京:科學出版社.2005.2 [4] 呂宏 機械設(shè)計 北京:北京大學出版社 2009.9 [5] 王連明 宋守玉 機

24、械設(shè)計課程設(shè)計 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社2008.1 [6] 哈爾濱工業(yè)大學.材料力學.北京:高等教育出版社.2005.10 [7] 何名新、錢可強.機械制圖.北京:高等教育出版社.2004.11 [8] 劉誠 機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計 哈爾濱:東北林業(yè)大學出版社.2010.10 [9] 金維洙 木材切削與木工刀具 哈爾濱:東北林業(yè)大學出版社 2005.9    [8] 孔凌嘉 張春林 械制基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計 北京:北京理工大學出版社.2004.2 [9] 韓繼光 機械設(shè)計基礎(chǔ)學習指南 北京:機械工業(yè)出版社 1996.2   18 / 18文檔可自由編輯打印

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