木工机床课程设计MB106A进给系统有级变速装置设计

1绪论1.1 木工机床课程设计目的和内容(1)木工机床课程设计目的 木工机床课程设计是木工机床设计课程的一个实践教学环节，其目的在于，通过机床的传动设计，使学生受到方案比较、结构分析、零件计算、机械制图、技术条件编写及技术资料查阅的综合训练，培养初步具有机床部件的设计能力。 (2)木工机床课程设计的内容 包括以下几项：1）传动设计 根据设计题目给定的设计原始数据确定其他有关运动参数，选定各级转速值；通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构网，拟定转速图；确定齿轮及带轮直径；绘制传动系统图。2）动力设计 根据设计题目给定的机床类型和电动机功率，确定各传动件的转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数；装备草图完成后要验算传动件（传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的强度、刚度和寿命。3）结构设计 完成传动设计和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计进给变速箱装备图及零件工作图，侧重进行传动轴组件、变速机构、操纵机构、箱体、润滑与密封，以及传动轴和滑移齿轮零件等的设计。1.2 木工机床课程设计要求木工机床课程设计的内容体现在设计图纸和设计计算说明说中，因此图纸和说明说的质量应并重。其具体要求如下：（1）进给变速箱部件装备图 它用以表明该部件的结构、机构工作原理，零件的功用、形状、尺寸、位置、相互连接方法、配合及传动关系等。进给变速箱转配图通常由外观图、展开图和若干横向剖式图等组成。若受学时所限，可以绘制展开图和主要横向剖视图。 在装配图上，零件要标注件号、参数及数量，各轴要标注轴号。展开图上标注各传动轴组件的主要配合尺寸（如轴承、花键等），还要标注一个能影响轴向装备尺寸的轴向尺寸链。横向剖视图应完整表达一个操纵机构，标注啮合齿轮的中心距及公差，标注主要零件轮廓尺寸，定位及联系尺寸等。装配图的方案和结构要合理，图面整洁清晰，尺寸标注正确，符合国家标准。 （2）零件工作图 绘制若干个零件（如传动轴、滑移齿轮等）工作图，应能正确表达零件的结构形状、材料及热处理，尺寸公差和形位公差、表面粗糙度和技术条件等，符合有关标准规定。（3）设计计算说明书 时机计算说明书是对设计部件的性能、主要结构、系统等方面进行分析及理论计算的技术文件，应论证合理，论据充分，计算正确，条例清晰，文句通顺，标点正确，图标清晰，字迹工整；篇幅不少于5000字，一律采用国家法定计量单位，引用参考文献的有关结论及公式用方括号注出。其主要内容：概述（机床的用途、使用范围、主要技术参数及特点等，同类机床对比分析）；运动设计；动力设计（包括零件的初算及验算）；结构设计（主要结构的分析、操纵机构、润滑剂密封方式的说明）；其他（另需说明或论证的有关问题）；参考文献。1.3 木工机床课程设计的任务1.3.1 设计的题目将MB106A进给系统中的无级变速装置该为六级有级变速装置，并进行系统的设计与计算。1.3.2 设计原始数据加工木料最大宽度 600mm加工木料最大厚度 200mm最小刨削长度 290mm最大刨削厚度 5mm刀头切削园直径 128mm刀轴转速 6000r/min刀片数 4片进料辊筒直径 90mm进料速度 732m/min主电机功率 5.5kw加工材种 软、硬杂木木材含水率 10%-15%1.3.3 课程设计的工作量 （1）编写设计计算说明书 a.机床用途说明 b.运动计算拟定结构图，转速图和传动系统图 c.动力计算通过计算，决定进给电机功率和主要零件的尺寸和材料 d.设计方案的分析比较 （2）设计图纸 a.绘制进给变速箱体图1张，表明齿轮传动关系，操纵机构的装配关系和工作位置关系 b.绘制主要零件工作图1张 c.绘制传动系统图1张1.3.4 课程设计的时间安排 木工机床课程设计的时间为3周（1）分析题目、并拟定设计方案 8%（2）初步计算零件 8% （3）初步绘制部件装配图 40%（4）验算主要零件 10%（5）绘制主要零件工作图 10%（6）修订装配图 4%（7）编写说明书 10%（8）考查 10%1.4 木工机床课程设计步骤（1）设计准备工作 根据给定的设计题目，应明确设计任务、内容、要求和步骤。拟定工作计划；手机查阅技术资料；对12台同类机床进给传动部件进行分析研究、做到理解、消化并能有所改进，在此基础上进行设计构思。（2）传动设计（3）传动件选择及初算 绘制装配草图之前，需要初步定出各传动件的结构尺寸，如传动轴的直径、齿轮的模数及宽度、v带的型号及根数、滚动轴承的类型及配置等。（4）绘制部件的装配草图（5）零件验算 零件的位置和尺寸确定之后，即可分析其受力状态，并进行较为精确的验算，验算指定的零件及其项目，一般可以验算传动轴弯曲刚度及抗振性、花键轴侧挤压应力、直齿圆柱齿轮疲劳强度、滚动轴承疲劳寿命等。（6）加深部件装配图 根据验算结果修改草图，进一步完善草图，经审查同意后，按制图标准加深装配图。要先画展开图，后画横向剖视图，必要时还要交叉进行，并按要求完成部件装配图（7）绘制零件图（8）编写设计计算说明书 设计过程中的计算与分析要及时整理，待图纸完成后，要对说明书草稿进行认真修改，抄清完成。1.5 木工机床课程设计指导在木工机床课程设计过程中，学生应运用所学知识独立进行工作，指导教师要充分发挥学生的主动性和创造性，要启发学生独立思考，认真主动地查阅文献资料，注意培养学生分析问题和解决问题的能力。同时，教师应认真负责，注意审阅。课程设计要分段进行，审阅后才能转入下阶段的工作。特别注意方案和结构上的原则性问题，要把集中布置和个别指导结合起来，集中布置压迫强调共性问题，如介绍木工机床课程设计的目的、要求、内容及工作量；运动设计步骤；进给变速箱展开图草图、横向剖视图草图绘制，零件验算；进给变速箱装配图加深，零件工作图绘制及设计计算说明书编写，以及布置有关答辩事项等。2 运动设计2.1 选择传动方案应根据机床的使用要求和结构性能综合考虑，参考同类型机床，合理选择传动方案并加以论证，初步拟出传动系统示意图。 （1）选择传动布局 选择集中传动式或者分离传动式 （2）选择变速方式 变速方式分为无级和有级变速，本课程设计要求选用有级变速方式，变速装置可选用滑移齿轮变速机构、交换齿轮变速机构或者离合器变速机构。也可以把上述方法组合使用，本方案选用滑移齿轮变速机构，选择布局方式如图2-1 图2-1 分离传动式布局2.2 进给电机的选择(P29)根据工作要求运用木材切削原理有关知识进行进给电动机型号选择如下：进给速度v=732m/min 进料滚筒直径d= 90mm变速范围 该结构为六级变速，故Z=6公比， 取标准值查表2-2知各级转速如下：,动力设计：进给功率(1)被加工材料为软木（以松木为例） 式中 其中当切削厚度e<0.1mm时为薄切削，e0.1mm时为厚切削由最大切削厚度为5mm知薄切削与厚切削均要满足。厚切削时， 摩擦系数0,250.3 选0.3 摩擦角=15°17° 取为不同含水率条件下的修正系数，故查表1-3【2】取1.05修正系数，切削刃的变钝程度用工作时数T 表示由表1-1选由刀轴转速6000r/min，刀轴直径128mm知切削速度由表1-2选得切削松木 =0.020 =0.007 =0.55 =0.0022 =0.074 =0.020 =1.9 =0.42 由刨削厚度知齿距，由故每齿进给量刨削宽度b取600mm（原始数据） 薄切削时由最大刨削厚度0.1知可得可知，薄切削远小于厚切削时的切削力，可不予考虑又有其中(1) 被加工材料为硬木（以栎木为例）取3mm， u取15m/min 取0.70由软木，硬木知选择电动机时选用软木的切削力 =1185.45=0.63224 采用Y系列三相异步电动机Y100L-6电机参数：同步转速n=940r/min,额定功率。2.3 传动原理 最小转速: 最大转速：变速范围：公 比： 取=1.41选取转速：22.4，31.5，45，63，90，125.结构式：6=31×23， 6=21×32， 6=23×31， 6=32×21由降速“前慢后快”，级数排列“前多后少”，转速分布“前密后疏”，转速变换“升早降晚”， 选择：结构式为：6=31×23结构网和转速图依次分别如下：【1】图2-2 结构网图 图2-3 转速图确定齿轮齿数根据转速分布图进行计算各传动副齿轮的齿数A组传动副齿轮齿数的选择，查表3-1得表1 A组传动副齿轮齿数的选择传动比小齿数大齿数723636723042722448B组传动副齿轮齿数的选择，查表3-1【1】得表2 B组传动副齿轮齿数的选择传动比小齿数大齿数683434681850传动原理图如下图3-2水平面内分析垂直面内图3-3垂直面内分析合成弯矩图图3-4弯矩图图3-6当量弯矩图因齿轮单向回转，视扭矩为脉动循环 最大危险处为C点处，其当量弯矩弯曲应力由表6-4【4】查得，对于45号钢 故轴的强度足够2.4 轴承寿命的计算 在变速系统中，2轴的最高转速为500r/min，转速最高承受的径向力较大。所以对轴2轴承进行校核 A点受力 , D点受力 A点径向载荷 B点径向载荷 B点径向载荷 A点径向载荷,故按B点处轴承计算轴承寿命。 由于工作温度低于120°，由表7-7【4】查得 由此可求得 2.5 链轮的设计（1） 确定计算功率查表3-6【4】取工况系数, 可得得 p=1.315kw（2） 选择链轮齿数1） 根据传动比i = 3,查表3-6得，取2） 大链轮齿数 ,取（偶数）3） 实际传动比 4） 验算传动比 =4%<5% 合格（3） 初定中心距 （4） 确定链节数 取偶数Lp=130（5） 计算额定功率1） 采用单排链，查3-4 表2） 小链轮齿数系数 (查表3-5【4】)3） 链长系数 (按图3.13【4】曲线1查找)4） 计算额定功率 （6） 确定链条节距由和，查图3.12【4】，选单排08A滚子链，油表3-1【4】查得，链节距p=12.7mm。（7） 验算链速 合格（8） 计算实际中心距 （9） 确定链条长度 （10） 结构设计 小链轮直径2.6 键的选择均选普通平键A型键表3-1 键的选择键的位置型号尺寸带轮小轮6×5×19齿数30齿轮8×8×18齿数24齿轮8×8×18齿数36齿轮8×8×18齿数18齿轮10×8×28齿数34齿轮10×8×28链轮小轮8×10×362.7 螺栓及其相关件的选择附件尺寸均参考对应螺钉或螺栓【5】表3-1 螺栓的选择螺钉位置型号尺寸数量（个）带轮螺母20M151轴承端盖螺钉35M612箱盖链接螺栓40M84链轮螺母25M301窥孔盖螺钉16M88 3 操纵机构方案设计选择单独操纵机构，摆动式操纵机构原理图如图【8】 图4-1摆动式操纵原理图设计步骤（1） 三联滑移齿轮操纵机构设计：L=96mm考虑结构形状，取H=100mm则得 滑块长度取L=30mmR=H+e=100+5.76=105.76mm 得 所以满足条件（2） 双联滑移齿轮操纵机构设计L=82考虑结构形状，取H=90mm则得滑块高度取h=20mmR=H+e=90+4.76=94.76mm 可得 所以满足条件。4 变速箱的润滑与密封（1）润滑润滑对机械设备的正常运转起着重要的作用，其作用为：控制摩擦、减少磨损、降低温度、防止腐蚀、保护金属表面、密封作用、减震防噪等。1轴承润滑该装置轴承转速较低，采用脂润滑，滚动轴承转速n与其内径d乘积dn是选用脂润滑的重要依据，具体计算如下： 由于，所以该装置采用脂润滑。据此选用钠基脂或者钙钠基脂。2齿轮润滑据齿轮圆周速度查表10-5 采用浸油润滑。3链轮润滑根据链轮速度和小齿轮齿数，用油刷或油壶定期润滑。（2）密封为防止液体、气体工作介质或润滑剂泄漏，防止灰尘、水分进入润滑部位必须设有密封装置。密封不仅能大量节约润滑剂，保证机器正常工作，提高机器寿命，而且改善工作环境，对工人健康有利。箱体上下接合面处采用密封胶，密封效果好，其他结合面处可加垫片以消除间隙起到密封作用。轴承盖处密封采用毡圈密封。5 课程设计感想 在x老师的耐心的、细致的指导下，我完成了课程设计的全部内容。通过本次三周的课程设计，我们提高了自己的综合分析能力，明白了许多设计问题并获得了一些实践经验。在设计过程中，我进行了部分零部件的设计计算，查阅了相关专业书籍和设计手册。将近三周的设计计算过程，使我们的设计水平和能力有了很大提高。同时，CAD和手绘作图能力也在此次的课程设计中得到锻炼。本次课程设计是一次实践教学环节。通过对MB106A木工机床无级变速装置的改进设计，使我们受到了方案比较，结构分析，零件设计与计算，CAD辅助机械制图，技术条件编写及技术资料查找等方面的综合训练，培养了木工机床变速装置的设计能力。再次感谢x老师的悉心指导！参考文献1 花军.现代木工机床设计.哈尔滨:东北林业大学出版社.2004.102 花军.现代木工机床结构.哈尔滨:东北林业大学出版社.2006.6       3 孙玉芹、孟兆新.机械精度设计基础.北京：科学出版社.2005.24 吕宏 机械设计 北京：北京大学出版社 2009.95 王连明 宋守玉 机械设计课程设计 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社2008.16 哈尔滨工业大学.材料力学.北京：高等教育出版社.2005.107 何名新、钱可强.机械制图.北京：高等教育出版社.2004.118 刘诚 机械制造装备设计课程设计 哈尔滨：东北林业大学出版社.2010.109 金维洙 木材切削与木工刀具 哈尔滨：东北林业大学出版社 2005.9   8 孔凌嘉 张春林 械制基础综合课程设计 北京：北京理工大学出版社.2004.29 韩继光 机械设计基础学习指南 北京：机械工业出版社 1996.2  18 / 18文档可自由编辑打印