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1、金属切削机床课程设计说明书 题 目 卧式车床主运动变速系统设计 机械制造与自动化 专业 级 班 姓 名 学号 指导老师 职称 年 月 日课程设计评语: 课程设计答辩负责人签字：年 月 日目 录 一、设计课题 二、参数拟定 三、运动设计 四、动力计算和结构草图设计 五、传动轴的设计 六、主轴变速箱装配设计 七、设计小结 八、参考文献一、设计课题 设计说明及数据计算 备 注 设计最大加工直径400mm卧式车床的主运动变速系统 加工材料：钢、铸铁；刀具材料：硬质合金、高速钢，轴使用摩擦片离合器， 主运动电动机功率7.5kw，1450r/min。 v max= 200m/min; v min= 610
2、m/min. 二、参数拟定 设计说明及数据计算 备 注 由课题已知条件查切削用量简明手册，得知此车床的切削进给量为 0.51.8mm/r。 查卧式机床技术规格，据所设计机床型号，与CA6140对比，得知此机床最大加工 棒料直径约为47mm，由已知条件得： min / 2 . 1355 14 . 3 min / 200 1000 1000 min max max r d m d n min / 66 . 40 14 . 3 min / 6 1000 1000 max min min r d m d n 取整数值得 n max= 1360 r/min，n min= 40 r/min，即此机床主轴的
3、转速范围为 401360r/min，得34 min / 40 min / 1360 min max r r n n R n 查标准公比表，考虑到适当减小相对速度损失，选定公比 ，得 26 . 1 ，取Z=16 26 . 16 26 . 1 lg 34 lg 1 lg lg 1 n R Z 按标准转速数列为： 40，50.5，64，81，102.5，129.5，164，207，262，332，419.5，531，671.5，849.5 ，1074.5，1360r/min. 由主运动电机功率7.5KW，转速1450r/min，查机械设计手册，所选电动机型号为 Y132M-4，其主要参数为额定功率7
4、.5kW，同步转速1500r/min，满载转速1440r/min， 满载电流7A，满载时效率87%，满载功率因数0.85，最大转矩/额定转矩=2.2，净重 81kg。 切削进给量参考切 削用量简明手册第 9页表1.4 CA6140技术规格 参考金属切削机床 概论第23 页表2- 1 所参考机械设计手 册为软件版2.0三、运动设计 设计说明及数据计算 备 注1.选择结构式 1）确定变速组的数目和各变速组中传动副的数目 由Z=16，决定采用四个变速组，即16=2222。 2）确定变速组的扩大顺序 根据“前密后疏”的原则，选择16=2 1 2 2 2 4 2 8 的结构式。 3）验算变速组的变速范围
5、 最后扩大组的变速范围 ,在允许的变速范围内。 35 . 6 8 ) 1 2 ( ) 1 ( j j x k r 2确定是否需要增加降速的定比传动副 该车床的主传动系统的总降速比为40/1440=1/36，因在此系统中采用四个变速组， 平均降速比尚不足2.5，降速相对缓慢，因此无需另增加降速定比传动副。 3分配各变速组的最小传动比，拟定转速图 在本传动系统中共需要4根轴，加上电动机轴；16级转速，画转速图的格线如下： 1）决定轴45 的最小降速传动比主轴上的齿轮希望大一些，能起到飞轮的作用， 所以最后一个变速组的最小降速传动比取1/4，公比 ，1.26 6= 4，因此从5 26 . 1 轴E点
6、向上六格，在4轴找到D点，连结DE线即为45 轴的最小传动比。 2）决定其余变速组的最小传动比根据“前缓后急”的原则，轴34 间变速组取,即从D点向上四格，在3轴上取C点；同理轴23 间取 , 4 min / 1 u 3 min / 1 u 即从C点向上数三格，在轴2上取B点，分别连结AB线，BC线，CD线，如上图所示。 3）画出各变速组的传动比连线按基本组的级比指数x0=1，第一扩大组的级比指数x1=2，第二扩大组的级比指数x3=4，第三扩大组的级比指数x4=8，画出各变速组的传 动比连线如下图所示： 车床主传动系统转速图:四、动力计算和结构草图设计 设计说明及数据计算 备 注1选定齿轮传动
7、类型、材料及轴的材料 根课题要求，选用闭式直齿圆柱标准齿轮，材料选用45钢调质，齿面硬度为250HBS。轴选用45钢淬火处理。 2确定传动系统中齿轮的齿数 由主传动转速图可知在此传动系统中，最小齿数齿轮必在4轴上，由4轴到5轴的 传动比分别为： ， 4 1 1 6 1 u 6 . 1 2 2 u 最小齿轮必然在降速比最大的传动副u 1 中，即z 1 =z min ,取z 1 =20，则80 4 20 1 1 1 u z z 齿数和 100 80 20 1 1 z z S z61 100 6 . 1 1 6 . 1 1 2 2 2 z S u u z39 61 100 2 2 z S z z 同
8、理由3轴到4轴的传动比分别为：, 39 . 0 1 u 1 2 u 取z 1 =23，则59 1 1 1 u z z 齿数和 82 59 23 1 1 z z S z41 82 1 1 1 1 2 2 2 z S u u z41 41 82 2 2 z S z z 同理由2轴到3轴的传动比分别为：, 494 . 0 1 u 79 . 0 2 u 取z 1 =25，则51 1 1 1 u z z 齿数和 76 51 25 1 1 z z S z34 76 79 . 0 1 79 . 0 1 2 2 2 z S u u z 42 34 76 2 2 z S z z 同理由1轴到2轴的传动比分别为：
9、, 59 . 0 1 u 746 . 0 2 u 取z 1 =26，则44 1 1 1 u z z 齿数和 70 44 26 1 1 z z S z30 70 746 . 0 1 746 . 0 1 2 2 2 z S u u z40 30 70 2 2 z S z z 3确定齿轮模数 1）计算最小齿轮分度圆直径3 2 ) ( 1 2 H H E d Z Z Z u u KT d 确定各参数值: 载荷系数 查载荷系数表取K=1.2； 齿轮最大转矩； mm N n P T 5 6 6 10 37 . 4 164 5 . 7 10 55 . 9 10 55 . 9 材料弹性系数 查材料弹性系数表，
10、 ； MPa Z E 8 . 189 取 ， ,符合齿宽系数范围。 3 . 0 a 75 . 0 3 . 0 5 5 . 0 ) 1 ( 5 . 0 a d i 区域系数 Z H= 2.5； 重合度系数 因 ； 68 . 1 ) 80 1 20 1 ( 2 . 3 88 . 1 ) 1 1 ( 2 . 3 88 . 1 z z t ； 88 . 0 3 68 . 1 4 3 4 t Z 许用应力 查接触疲劳极限图，取 ,查最小安全系数表按一 MPa H 610 lim 般可靠要求取S H= 1； 则 MPa S H H H 610 lim 载荷系数表参考机 械设计基础第75 页表6-6 材料弹性系数表参 考机械设计基础第 76页表6-7 齿宽系数参才机械 设计基础第79页 表6-9 接触疲劳极限图参 考机械设计基础第 77页图6-21，最 小安全系数表参考 第78页表6-8
