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1、 课程设计说明书课程名称：课程名称： 机械制造装备设计 设计题目设计题目:最大加工直径为 mm 的普通车床主轴箱部件设计 专专 业：业： 机械设计制造及其自动化 班班 级：级： 机 设 学生姓名学生姓名: : 学学 号号: 指导教师指导教师: 徐 华 湖南工业大学科技学院教务部 制201 年 12 月 30 日目录目录一绪论3 二、设计步骤3 1.运动设计.3 1.1 已知条件3 1.2 结构分析式4 1.3 绘制转速图4 1.4 绘制传动系统图7 2.动力设计.8 2.1 确定各轴转速.8 2.2 带传动设计.8 2.3 各传动组齿轮模数的确定和校核.11 3. 齿轮强度校核.12 3.1
2、校核 a 传动组齿轮13 3.2 校核 b 传动组齿轮14 3.3 校核 c 传动组齿轮15 4. 主轴挠度的校核.16 4.1 确定各轴最小直径16 4.2 轴的校核17 5. 主轴最佳跨距的确定.17 5.1 选择轴颈直径,轴承型号和最佳跨距18 5.2 求轴承刚度.18 6. 各传动轴支承处轴承的选择.19 7. 主轴刚度的校核.19 7.1 计算跨距.19 三、总结21 四、主要参考文献22一、一、 绪论绪论普通中型车床主轴箱设计普通中型车床主轴箱设计普通中型车床主轴箱设计普通中型车床主轴箱设计普通中型车床主轴箱设计，主要包括三方面的设计，通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构网
3、，拟定转速图；确定齿轮齿数及带轮直径；绘制传动系统图。其次，根据机床类型和电动机功率，确定主轴及各传动件的计算转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数，摩擦片尺寸及数目；装配草图完成后要验算传动件的刚度、强度或寿命。最后，完成运动设计和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计主轴变速箱装配图及零件图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与密封、传动轴及滑移齿轮零件的设计。 二、设计步骤二、设计步骤1.运动设计运动设计1.1 已知条件已知条件1确定转速范围：主轴最小转速 Nmin（r/min）=90r/min、Nmax（r/min）=2000r/min,主电动机转速（
4、r/min)=1440、P（kw）=4kw2最大加工直径 =250mm3确定公比：41. 11.2 结构分析式结构分析式本次设计中，我按 12 级的主轴箱来计算: 3 223123221223212从电动机到主轴主要为降速传动，若使传动副较多的传动组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节省材料，也就是满足传动副前多后少的原则，因此取方案。在22312xx降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比；在升速时为防止产生过大的噪音和震动常限制最大转速比41mini。在主传动链任一传动组的最大变速范围2maxi。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最108minmaxm
5、axiiR小， 根据中间传动轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如下：检查传动组的变速范围时，只检查最后一个扩大组：其中， 1222PXR26. 162X22P所以 ，合适。10856. 71626. 12R1.3 绘制转速图绘制转速图选择电动机一般车床若无特殊要求，多采用 Y 系列封闭式三相异步电动机，根据原则条件选择 Y-132M-4 型 Y 系列笼式三相异步电动机。分配总降速传动比总降速传动比 0625. 01440/90/mindnni又电动机转速符合转速数列标准，因而不增加一min/1440rnd定比传动副。(3)确定传动轴轴数传动轴轴数 = 变速组数 + 定比传动副数 +
6、1 = 3 + 0 + 1 = 4。确定各级转速并绘制转速图由 取z = 10 确定各级转速：min/90rnmim41. 12000,1400,1000,710,500,355,250,180,125,90r/min。在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按传动顺序依次设为、。与、与、与轴之间的传动组分别设为 a、b、c。现由（主轴）开始，确定、轴的转速： 先来确定轴的转速传动组 c 的变速范围为，结合结构式，10, 89 . 741. 1max66R轴的转速只有一和可能：180、250、355、500、710，1000r/min。 确定轴的转速传动组 b 的级比指数为 2，希望中间轴转速较小，
7、因而为了避免升速，又不致传动比太小，可取，988. 1/12/11ib41. 1/12ib轴的转速确定为：355、500、710r/min。确定轴的转速对于轴，其级比指数为 1,可取，2/1/12 1ia41. 1/1/12ia1/13ia确定轴转速为 710r/min。由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比。71/144710/1440i5确定各变速组传动副齿数传动组 a:查表 8-1, ，2/1/12 1ia26. 1/1/12ia1/13ia时：2/1/12 1ia57、60、63、66、69、72、75、78zS时：41. 1/1/12ia58、60、63、65、67、68、70、
8、72、73、77zS时：1/13ia58、60、62、64、66、68、70、72、74、76zS可取72,于是可得轴齿轮齿数分别为：24、30、36。zS于是，48/241ai42/302ai36/363ai可得轴上的三联齿轮齿数分别为：48、42、36。 动组 b:同理可得轴上两联齿轮的齿数分别为：24、42。，得轴上两齿轮的齿数分别为：48、30。 动组 c:同理可得轴两联动齿轮的齿数分别为 40，80；得轴两齿轮齿数分别 80，40。1.4 绘制传动系统图绘制传动系统图根据轴数，齿轮副，电动机等已知条件可有如下系统图：2.动力设计动力设计2.1 确定各轴转速 确定主轴计算转速：主轴的计
9、算转速为min/355rnn13zminIV各传动轴的计算转速： 轴可从主轴按 80/40 的传动副找上去，轴的计算转速180r/min；轴的计算转速为 355r/min；轴的计算转速为 710r/min。3各齿轮的计算转速传动组 c 中，40/80 只需计算 z = 40 的齿轮，计算转速为710r/min ；传动组 b 计算 z = 42 的齿轮，计算转速为 355r/min；传动组 a 应计算 z = 24 的齿轮，计算转速为 710r/min。4核算主轴转速误差min/198840/8030/4236/36144/711440rn实min/2000rn标%5%6 . 0%100)(标标
10、实 nnn所以合适。2.2 带传动设计带传动设计电动机转速 n=1450r/min,传递功率 P=4KW,传动比 i=2.03，两班制，一天运转 16.1 小时，工作年数 10 年。确定计算功率 取1.1，则AK4.4KW41 . 1PKPAca选取 V 带型根据小带轮的转速和计算功率，选 b 型带。确定带轮直径和验算带速查表小带轮基准直径,mmd26mmxd542262261验算带速成10006011 ndv其中 -小带轮转速，r/min；1n-小带轮直径，mm；1d，合适。25, 5/42. 9100060144012514. 3smv4确定带传动的中心距和带的基准长度设中心距为,则0a0
11、55（） a 2（）21dd 21dd 于是 208.45 a 758,初取中心距为400mm。0a带长02 12 21004)()(22addddaLmm1399查表取相近的基准长度，。dLmmLd1400带传动实际中心距mmLLaad5 .40020 05验算小带轮的包角一般小带轮的包角不应小于。120。合适。1201 .1623 .5718012 1add6确定带的根数Lca kkpppZ)(00其中： -时传递功率的增量；0p1i-按小轮包角，查得的包角系数；k-长度系数；Lk为避免 V 型带工作时各根带受力严重不均匀，限制根数不大于 10。290. 095. 0)46. 019. 2
12、(4 . 4Z7计算带的张紧力0F2 0)5 . 2(500qvkk vZpFca其中： -带的传动功率,KW；capv-带速,m/s；q-每米带的质量，kg/m；取 q=0.17kg/m。v = 1440r/min = 9.42m/s。NF7 .19342. 917. 0)95. 09 . 05 . 2(442. 94 . 45002 08计算作用在轴上的压轴力NZFFQ153024 .161sin7 .193422sin21 02.3 各传动组齿轮模数的确定和校核各传动组齿轮模数的确定和校核模数的确定：a 传动组：分别计算各齿轮模数先计算 24 齿齿轮的模数：3221) 1(16338jm
13、d nzNm其中: -公比 ； = 2；-电动机功率； = 4KW；dNdN-齿宽系数；m-齿轮传动许允应力;-计算齿轮计算转速。jn， 取= 600MPa,安全系数 S = SKNlim lim1。由应力循环次数选取9 . 0NKMPa54016009 . 0，取 S=1，。90. 0NK MPaMPaSKHN540160090. 01limmmm5 . 224 取 m = 2.5mm。按齿数 30 的计算，可取 m = 2.5mm；mmm5 . 230 按齿数 36 的计算，, 可取 m = 2.5mm。mmm5 . 236于是传动组 a 的齿轮模数取 m = 2.5mm，b = 32mm
14、。轴上齿轮的直径：。mmdmmdmmdaaa60245 . 275305 . 290365 . 2321；轴上三联齿轮的直径分别为：mmdmmdmmdaaa120485 . 2105425 . 290365 . 2 3 2 1；b 传动组：确定轴上另两联齿轮的模数。322) 1(16338jmd nzNm按 22 齿数的齿轮计算：min/3558 . 2rnj，可得 m = 4mm；按 42 齿数的齿轮计算：可得 m = 4mm；于是轴两联齿轮的模数统一取为 m = 4mm。于是轴两联齿轮的直径分别为：mmdmmdbb1684249624421；轴上与轴两联齿轮啮合的两齿轮直径分别为：mmdmmdbb120304196484 2 1；c 传动组：取 m = 2.5mm。轴上两联动齿轮的直径分别为：mmdmmdcc200805 . 2100405 . 221；轴四上两齿轮的直径分别为：。；mmdmmdcc
