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1、=1.78 （=5exp1600/90=1.77）90 16028550790316081.概述1.1机床课程设计的目的机床课程设计，是在机床课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和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，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力1.2车床的规格系列和用处普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。本次设计的是普通型车床
2、主轴变速箱。主要用于加工回转体。车床的主参数（规格尺寸）和基本参数（GB1582-79，JB/Z143-79）最低转速Nmin(r/min)最高转速Nmax(r/min)转速级数Z90160061.3 操作性能要求1）具有皮带轮卸荷装置2）主轴的变速由变速手柄完成3）床头箱的外型尺寸、与床头床身的联接要求与C618K-I车床的床头箱相同2.参数的拟定2.1 确定极限转速 ， 又 Rn=1600/90 =1.782.2 主电机选择合理的确定电机功率N，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。电动机的功率是5.5KW，根据车床设计手册附录表2选Y132S-4
3、，额定功率5.5，满载转速1440 ，最大额定转距2.2。3.传动设计3.1 主传动方案拟定拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、幻想、制动、操纵等整个传动系统的确定。传动型式则指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定传动方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。传动方案有多种，传动型式更是众多，比如：传动型式上有集中传动，分离传动；扩大变速范围可用增加传动组数，也可用背轮结构、分支传动等型式；变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。显然，可能的方案有很多，
4、优化的方案也因条件而异。此次设计中，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。3.2 结构式的拟定对于6级传动式，有6种结构式和对应的结构网。分别为：6 = 31 * 23， 6 = 32 * 21， 6 = 21 * 32， 6 = 23 * 31。由于本次设计的机床I轴装有摩擦离合器，在结构上要求有一齿轮的齿根圆大于离合器的直径。初选 6666666的方案。3.3 转速图的拟定 图3-1正转转速图4. 传动件的估算4.1 V带传动的计算V带传动中，轴间距可以加大。由于是摩擦传递，带与轮槽间会有打滑，宜可缓和冲击及隔离振动，使传动平稳。带轮结构简单，但尺寸大，机床中常用作电机输出轴的定比传动。(1)
5、选择V带 根据公式 式中P-电动机额定功率，-工作情况系数 查机械设计图11.15因此选择A型带，尺寸参数为D1=112140mm， I=1440/903=1.6带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。为提高带的寿命，小带轮的直径不宜过小，即。查机械设计表11.6取主动轮基准直径=125。由公式 =(N2/N1)*D1= (1440/903)*125=200 式中：-小带轮转速，-大带轮转速。所以，由机械设计表11.6取园整为200mm。(3)确定V速度按公式 (4)初定中心距带轮的中心距，通常根据机床的总体布局初步选定，一般可在下列范围内选取： 根据经验公式 取2*（125+200）=650，取=
6、600mm. (5)V带的计算基准长度 =2*600+(3.14/2)(125+200)+(200-125)2/（4*600）=1712.3 由机械设计表11.12，圆整到标准的计算长度Ld （） (6)确定实际中心距（）(8)验算小带轮包角，主动轮上包角合适。176.25(9)确定V带根数根据机械设计式11.22得表11.8= 0.15KW,表11.10 = 1.32KW表11.7=0.98；表11.12 =0.96 所以取 根(10)计算预紧力查机械设计表11.4，q=0.1kg/m4.2 传动轴的估算 传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度的要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不
7、发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不失是主要矛盾，除了载荷很大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求保证轴在载荷下不至发生过大的变形。因此，必须保证传动轴有足够的刚度。4.2.1 传动轴直径的估算 P312 查机械设计表16.2取I，轴的K=1.05，A=100；II，III轴是花键轴，取K=1.06，A=2.0。d=102*3e(p/n)所以d1=18.6 30D2=27.5 30D3=40.1 40 此轴径为平均轴径，设计时可相应调整。4.3 齿轮齿数的确定和模数的计算4.3.1 齿轮齿数的确定当各变速组的传动比确定以后，可确定齿轮齿数。对于定比
8、传动的齿轮齿数可依据机械设计手册推荐的方法确定。对于变速组内齿轮的齿数，如传动比是标准公比的整数次方时，变速组内每对齿轮的齿数和及小齿轮的齿数可以从表3-6（机械制造装备设计）中选取。一般在主传动中，最小齿数应大于1820。采用三联滑移齿轮时，应检查滑移齿轮之间的齿数关系：三联滑移齿轮的最大齿轮之间的齿数差应大于或等于4，以保证滑移是齿轮外圆不相碰。1先计算扩大组的齿轮的齿数(1) ua1=1.78,ua2=3.16 , (2) 机械系统设计查表5-8在u=3.16中找出最小齿轮齿数z1,其最小齿数和 z1=17 ZE=70 (3) 机械系统设计查表5-8,同时满足传动比要求的齿数和有70,7
9、5等.(4) 在具体结构允许的情况下,选用齿数和较少的为宜,取(5).确定各齿轮副齿数 由u=1.78一行找出Za2=25. Za2=70-25=45 由u=3.16一行找出Za2=17. Za2=70-17=532.基本组齿轮齿数(1). ub1=1,ub2=1.78, u3=3.16 (2) 机械系统设计查表5-8在u=3.16中找出最小齿轮齿数z=17,其最小齿数和ZE=70 (3) 机械系统设计查表5-8同时满足传动比要求的齿数和有70,80,84等.(4) 考虑到减速器的尺寸,取ze=70(5).确定各齿轮副齿数 由u=1一行找出Zb1=35. Zb1=70-35=35 由u=1.7
10、8一行找出ZB2=25. Zb2=70-25=45由u=3.16一行找出Zb3=17. Zb3=70-17=534.3.2 齿轮模数的计算(1)- 齿轮弯曲疲劳的计算：T1=9.55*106*(P/n) = 9.55*1000000*（5.5/1600）= M= 3exp(2kt)/(fai dz2 弯曲疲劳极限)*YfaYsaYe= （机床主轴变速箱设计指导P36，为大齿轮的计算转速，可根据转速图确定）根据计算选取两个中的较大值，选取相近的标准模数。取 所以取(2) -齿轮弯曲疲劳的计算： (4)标准齿轮：从机械原理 表10-2查得以下公式齿顶圆 齿根圆 -分度圆 齿顶高 齿根高 齿轮的具体
11、值见表齿轮尺寸表齿轮齿数z模数m分度圆d齿顶圆齿根圆齿顶高齿根高1453135141127.533.752173515743.533.753253758167.533.754533159165151.533.755453135141127.533.756533159165151.533.75735310511197.533.758253758167.533.759173515743.533.751035310511197.533.75(四)轴承的选取(五)带轮的设计计算 (1)确定计算功率p=4kw,k为工作情况系数,去K=1.0 PJ=KP=1.0X4.0=4.0KW(2)选择三角带的型号
12、由PJ=4.0KW和n额=1440r/min查表选择B型带(3)取D1=125mm,则D1=1=180 D2=225mm(4)核算胶带速度V ,(1) 初定中心距 (2) 计算胶带的长度取(3) 核算胶带的弯曲次数 (4) 计算实际中心距 圆整取623(5) 核算小带轮的包角(10)确定胶带的根数 取整Z=3 B e=19 f=12.5 (查机械设计表8-10)(11)大带轮结构如下图: 225三、主轴组件的计算选取:(一) I轴与IV轴平键的选取 （1）IV轴：L=60 bXh=14X9(2 ) I轴: L=80 bXh=25X14 (二)离合器的设计计算: 1.离合器的选用及要求一般应使选
13、用和设计的离合器的额定静扭矩M和额定动扭矩M满足工作要求。只需按其结合后的静负载扭矩来选，即 MKM=kX9550X P离合器需传递的功率，单位为KW； n离合器所在的轴的计算转速，单位为r/min; 电动机至装离合器的轴的传动效率， M按离合器传动功率求得的扭矩，单位为N。M K安全系数，一般取1.5-1.7 MKM=kX9550X=1.6X9550X=70.42.片式摩擦离合器的计算1）决定外摩擦片的内径轴装式：D=d+（26）=25+5=30mm2）选定系数值确定内摩擦片外径D,单位为mm；系数=0.550.77，通常取0.7D= D/=30/0.7=433)计算摩擦面中径D及摩擦面平均线速度V4）计算摩擦面对数Z=式中 f摩擦片的摩擦因数，查表7-13 p
