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1、资源来自网络目录1 绪 论21.1课题研究背景及选题的意义21.1.1课题的背景21.1.2研究的意义21.1.3课题的目的21.2完成的内容32 机床主要参数的确定42.1 动力参数的确定42.2运动参数的确定52.2.1 主轴最低和最高转速的确定52.2.2 主轴转速数列的确定53 主传动系统的设计63.1 主传动方案拟定63.2 传动结构拟定式的选择63.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目63.2.2 分配总降速比73.3 皮带轮直径和齿轮齿数的确定及转速图拟定83.3.1确定皮带轮动直径83.3.2 确定齿轮齿数83.3.3 转速图拟定：103.3.4 主轴转速系列的验算103
2、.3.5 传动系统图的拟定123.4 确定各传动轴和齿轮的计算转速124 传动件的估算和验算134.1齿轮模数的计算134.1.1 各传动轴功率的计算134.1.2齿轮模数的计算144.1.3 计算各轴之间的中心距154.2 三角带传动的计算154.2.1计算皮带尺寸154.3 传动轴的估算和齿轮尺寸的计算174.3.1确定各轴的直径174.3.2 计算各齿轮的尺寸185 主轴部件的验算205.1验算主轴轴端的位移ya205.2 前轴承的转角及寿命的验算225.2.1 验算前轴承处的转角225.2.2 验算前支系寿命226主传动系统的结构设计246.1 皮带轮及齿轮块设计246.2 轴承的选择
3、246.2.1各轴承的选择246.2.2 主轴设计246.3箱体设计246.4操纵机构的设计256.5密封结构及油滑25总 结26致 谢27参考文献281 绪 论1.1课题研究背景及选题的意义1.1.1课题的背景金属切削机床是制造机器的机器，称为“工作母机”，习惯上称为机床。金属切削机床是用切削方法将金属毛胚加工成机器零件的机器。机械的水平随着机床的精密程度，机床的属性决定了它在国民经济中的重要地位，机床的技术水平直接影响机械制造工业产品的质量和劳动生产效率，机床直接标志着一个国家的工业生产的能力和科学技术水平。由原先的只为满足加工成形而要求刀具与工件间的某些相对运动关系和零件的一定强度和刚度
4、，发展至今日的高度科学技术成果综合应用的现代机床的设计，也包括计算机辅助设计（CAD）的应用。但目前机床主轴变速箱的设计还是以经验或类比为基础的传统（经验）设计方法。因此，探索科学理论的应用，科学地分析的处理经验，数据和资料，既能提高机床设计和制造水平，也将促进设计方法的现代化。同时，在设计中处处实际出发，分析和处理问题是至关重要的。从大处讲，联系实际是指在进行机床工艺可能性的分析。参数拟定和方案确定中，既要了解当今的先进生产水平和可能趋势。更应了解我国实际生产水平，使设计的机床，机器在四化建设中发挥最佳的小盖。从小处讲，指对设计的机床零部件的制造，装配和维修要进行认真的，切实的考虑和分析，综
5、合思考的设计方法。1.1.2研究的意义随着科学技术和社会生产的不断发展，对机电产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。它对提高生产率，保证产品质量，改善劳动强度和降低生产成本，都是非常重的。机床工业发展到今天，技术已成熟，自动化、高精度、高效率、多样化已成为当今时代机床发展的特征。多样化的发展已经是机床的特点，技术的发展速度的更新和产品的加速使机床必须多品种，现代的机床主要面对多品种中小批生产，因此现代机床不仅要保障加工精度和高度自动化，还必须有一定的钢度和柔性，使之能方便的适应加工。1.1.3课题的目的机床设计是学生在学完基础课，技术基础课及专业课的基础上，结合机床主传动（主轴变速箱）设计计
6、算进行集合训练。1.掌握机床主传动部件设计过程和方法，包括参数拟定，传动设计，零件计算，结构设计等，培养结构分析和设计的能力。2.综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力。3.训练和提高设计的基本技能。如计算，制图，应用设计资料，标准和规范，编写技术文件等。1.2完成的内容机床设计是学生在学完基础课，技术基础课及有关专业课的基础上，结合机床传动部件（主轴变速箱）设计进行的综合训练。1.参数拟定根据机床类型，规格和其他特点，了解典型工艺的切削用量，结合世界条件和情况，并与同类机床对比分析后确定：极限转速和，公比（或级数 Z ），主传动电机功率N。2.动设计根据拟定的参数，通过结构
7、网和转速图的分析，确定转动结构方案和转动系统图，计算各转动副的传动比及齿轮的齿数，并验算主轴的转速误差。3.动力计算和结构草图设计估算齿输模数m和轴径d，选择和计算反向离合器，制动器。将各传动件及其它零件在展开图和剖面图上做初步的安排，布置和设计。4.轴和轴承的验算在结构草图的基础上，对一根传动轴的刚度（学时充裕时，也可以对该轴的强度进行验算）和该轴系的轴承的寿命进行验算。5.主轴变速箱装配设计主轴变速箱装配图是以结构草图为“底稿”，进行设计和会制的。图上各零件要表达清楚，并标注尺寸和配合。 6.设计计算说明书应包括参数，运动设计的分析和拟定，轴和轴承的验算等，此外，还应对重要结构的选择和分析
8、做必要的说明。2.机床主要参数的确定机床（机器）设计的初始，首先需要确定有关参数，他们是传动设计和机构设计的依据，影响到产品是否能满足所需要的功能要求。因此，参数拟定是机床设计中的重要环节。2.1 动力参数的确定1.确定电动机的功率和转速刀具材料：YT15 工件材料：45号钢切削方式：车削外圆 切削深度：3.5mm进给量：纵向35级：0.081.59mm/r 横向35级：0.0270.052mm/r 切削深度：90电机功率7.5kw 电机转速 1440r/min机床外形尺寸 长宽高：304915131210主轴转速范围 正转21级：11.51200r/min 反转12级：181520r/min
9、主轴孔径 ：41mm 工件最大加工长度 ：1400或1900mm（1） 主切削力 Fz=1900aPf0.75N （2-1）=19003.50.350.75=3026.06N（2） 切削功率 N切= （2-2） =4.45kW（3） 估算重电机功率 N= （2-3）=（2-3）式中：N值为5.56kW按我国生产的电机在Y系列的额定功率选取如下；同步转速1500r/min额定功率5.5kW满载转速1440r/min2.2运动参数的确定2.2.1 主轴最低和最高转速的确定计算车床主轴极限转速是加工直径，按经验分别取（0.10.2）D和（0.450.5）D12。主轴极限转速应为：nmax=r/min
10、=1200r/minnmin=r/min=11.5r/min2.2.2 结构式：床头箱的传动轴I左端装有胶带轮，中间还有双向摩擦片式离合器,用于控制主轴正反转和启动。传动轴II，III，IV都装有变速滑移齿轮，主轴VI上装有离合器，用于控制主轴得到高速档或者低速档转速。当离合器左移合上时，电动机经带轮传给轴I的运动，由带动的齿轮传至轴II和轴III上的传动齿轮，而后直接传动主轴VI，获得六级高速。由手柄通过偏心滑块、凸轮及连杆机构进行变速。右合时，运动由轴III经轴IV上的二个双联滑移齿轮传至轴V，然后传给主轴VI，获得18级低速。因为高速和低速之间三级转速近似，所以该机床主轴只有21级转速。
11、由手柄操作。主轴前支承用D3182120双列向心短圆柱滚子轴承，后支承由D8215推力球轴承和E7514圆锥滚子轴承组成。为实现主轴迅速停车，采用钢带刹车装置，制动轮在轴IV上，它和离合器由手柄操作，两者互锁由上条件知，结构是为：21=（23+232+6）-32.2.3 绘制转速图1选定电动机 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，所以选择Y132M-4型电动机。Y是一般用途的三相异步电动机（封闭式）132表示电机的中心高为132mm M表示中机座 4表示4极电机它的技术参数如下：额定功率：7.5KW，满载转速1440r/Min，满载电流15.4A，功率因数为0.85,重量约
12、81kg 2、主轴转速数列的确定1. 确定转速范围Rn定公比确定主轴转速数例.2. 转速范围 R=104.3 （2-4） = （2-5）考虑到设计的结构复杂程度要适中，故采用常规的扩大转动，并选级数Z=21。,今以 =1.26和代入R= z-1式，得R=121,因此取 =1.26更为适合。标准数列表给出以 =1.06的从110000的数值，因 =1.26=，从表中找到nmax=1250，取得：1250,1000,800，630，500，400，315,250,200,160,125,100,80,63,50,40,31.5,25,20,16,12.5,10共21级转速。3、 其他各轴转速的确定
13、 在七根轴中，除去电动机轴，其余六轴按传动顺序依次设为、V、VI。与、与、与、IV与V、V与VI轴之间的传动组分别设为a、b、c、d、e。现由VI（主轴）开始，确定、V轴的转速：先来确定V轴的转速（1）传动组e的变速范围为，结合结构式，V轴的转速只有一种可能：24、30、37.5、48、58、76、90、120、150、184、231、304、r/min，还有六级高速382、402、600、760、955、1200r/min（2）确定轴IV的转速传动组b的级比指数为11，希望中间轴转速较小，又不致传动比太小，可取 ，轴IV的转速确定为：90、120、150、184、231、304、382、40
14、2、600、760、955、1200r/min（3）确定轴III的转速对于轴III，其级比指数为5,可取 转速为：82、402、600、760、955、1200r/min确定二轴的转速为955、1200r/min 确定一轴的转速 级比指数为由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比。3 主传动系统的设计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，换向，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，机构以及其组成，安排不同特点的传动形式，变速类型。传动方案和型式与结构的复杂程密切相关，和工作性能也有关。因此，确定传动方案和型式，要从结构，工艺，性能及经济性等多方面统一考虑。传动方案有多种，传动型式更是式样众多，比如：传
