1. 车床参数的拟定1.1车床主参数和基本参数1.1.1拟定参数的步骤和方法1) 极限切削速度Vmax、Vmin根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要考虑：允许的切速极限参考值如下：表1.1加 工 条 件 Vmax(m/min) Vmin(m/min)硬质合金刀具粗加工铸铁工件 30〜50硬质合金刀具半精或精加工碳钢工件150〜300螺纹加工和铰孔3〜8根据给出条件，取Vmax=150 m/min螺纹加工和铰孔时取Vmin=4 m/min2) 主轴的极限转速计算车床主轴极限转速时的加工直径，按经验分别取K=0.5,Rn=0.25则主轴极限转速应为:取标准数列数值，即=1250r/min在中考虑车螺纹和铰孔时，其加工的最大直径应根据实际加工情况选取50mm左右r/min取标准数列数值，即=28r/min转速范围Rn=转速范围 Rn= = =44.64r/min取Z= =12考虑到设计的结构复杂程度要适中，故采用常规的扩大传动并选级数Z=12，各级转速数列可直接从标准的数列表中查出，按标准转速数列为：28，40，56，80，112，160，224，315，450，630，900，12503) 主轴转速级数Z和公比已知Rn=Rn= Z-1且 Z= x3ba、b为正整数，即Z应可以分解为2和3的因子，以便用2、3联滑移齿轮实现变速。
取Z=12级则Z=22=1250 =28 Rn= =44.64综合上述可得：主传动部件的运动参数=28 Z=12 =1.414) 主电机功率一一动力参数的确定合理地确定电机功率N，使机床既能充分发挥其性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻 载而降低功率因素中型普通车床典型重切削条件下的用量刀具材料：YT15工件材料45号钢，切削方式：车削外圆查表可知：切深ap=3.5mm进给量f(s)=0.35mm/r切削速度V=90m/min功率估算法用的计算公式a主切削力：Fz=1900apf0.75=1900 0.75=3026Nb切削功率：N 切=KW= KW=4.45KWc估算主电机功率：N= = =5.5KW可选取电机为：Y132S-4额定功率为5.5KW，满载转速为1440r/min.2. 运动设计2.1传动结构式、结构网的选择确定2.1.1传动组及各传动组中传动副的数目级数为Z的传动系统由若干个顺序的传递组组成，各传动组分别有Z1、Z2、Z3、…个传动 副.即Z=Z1Z2Z3...传动副数由于结构的限制以2或3为适合，即变速级数Z应为2和3的因子：即Z=2a 3b实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副的组合：1) 12=3x4 2) 12=4x33) 12=3x2x2 4) 12=2x3x25) 12=2x2x3按照传动副“前多后少”的原则选择Z=3x2x2这一方案，但主轴换向采用双向片式摩擦离合 器结构，致使I轴的轴向尺寸过大，所以此方案不宜采用，而应先择12=2x3x2。
方案4)是比较合理的12=2x3x22.1.2传动系统扩大顺序的安排12=2x3x2的传动副组合，其传动组的扩大顺序又可以有6种形式：1) 12=21x32x26 2) 12=21x34x223) 12=23x31x26 4) 12=26x31x235) 12=22x34x21 6) 12=26x32x21根据级比指数分配要“前密后疏”的原则，应选用Z= x x这一方案，然而对于我们所设计的 结构将会出现两个问题：第一变速组采用降速传动时，由于摩擦离合器径向结构尺寸限制，使得I轴上的齿轮直径不 能太小，11轴上的齿轮则会成倍增大这样，不仅使I-II轴间中心距加大，而且I-II轴间 的中心距也会辊大，从而使整个传动系统结构尺寸增大这种传动不宜采用如果第一变速组采用升速传动，则I轴至主轴间的降速传动只能同后两个变速组承担为了 避免出现降速比小于允许的杉限值，常常需要增加一个定比降速传动组，使系统结构复杂 这种传动也不是理想的如果采用Z= X X这一方案则可解决上述存在的问题2.1.3绘制结构网图2.1结构网2.1.4传动组的变速范围的极限值齿轮传动最小传动比Umin 1/4，最大传动比Umax，决定了一个传动组的最大变速范围 rmax=umax/umin。
因此，要按照下表，淘汰传动组变速范围超过极限值的所有传动方案极限传动比及指数X,X,值为：表2.1公比极限传动比指数1.41X 值：Umin= =1/44X,值：Umax= x, =22(X+ X,)值：rmin= x+x=862.1.5最大扩大组的选择正常连续的顺序扩大组的传动的传动结构式为：Z=Z1[1] Z2[Z1] Z3[Z1 Z2]最后扩大组的变速范围按照r原则，导出系统的最大级数Z和变速范围Rn为：表2.2Z3231.41 Z=12 Rn=44 Z=9 Rn=15.6最后扩大组的传动副数目Z3=2时的转速范围远比Z3=3时大因此，在机床设计中，因要求的R较大，最后扩大组应取2更为合适同时，最后传动组与最后扩大组往往是一致的安装在主轴与主轴前一传动轴的具有极限或 接近传动比的齿轮副承受最大扭距，在结构上可获得较为满意的处理，这也就是最后传动组 的传动副经常为2的另一原因2.2转速图的拟定运动参数确定以后，主轴各级转速就已知，切削耗能确定了电机功率在此基础上，选择电 机型号，确定各中间传动轴的转速，这样就拟定主运动的转速图，使主运动逐步具体化2.2.1主电机的选定1） 电机功率N：中型机床上，一般都采用三相交流异步电动机作为动力源。
根据机床切削能力的要求确定电机功率：N=5.5KW2） 电机转速：选用时，要使电机转速与主轴最高转速和I轴转速相近或相宜，以免采用过大的升速或过 小的降速传动1440r/min3） 分配降速比：该车床主轴传动系统共设有四个传动组其中有一个是带传动根据降速比分配应“前慢后 快”的原则以及摩擦离合器的工作速度要求，确定各传动组最小传动比u 总=/ =28/1440=1/51.4分配总降速传动比时，要考虑是否增加定比传动副，以使转速数列符合标准和有利于减小齿 数和减小径向与轴向尺寸，必须按“前慢后快”的原则给串联的各变速器分配最小传动比a决定轴m-w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极限1/4,公比^=1.41, 1.414=4，因此从w轴的最下点 向上4格，找到m上对应的点，连接对应的两点即为m-w轴的最小传动比b决定其余变速组的最小传动比根据“前慢后快”的原则，轴II -m间变速组取umin=1仰3, 即从m轴向上3格，同理，轴I-II间取u=1何3，连接各线c根据个变速组的传动比连线按基本组的级比指数x0=3,第一扩大组的级比指数x1=1，第二扩大组的级比指数x3=6,画出传动系统图如2.2所示图2.2转速图2.3齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制2.3.1齿轮齿数的确定的要求可用计算法或查表确定齿轮齿数，后者更为简便，根据要求的传动比u和初步定出的传动 副齿数和，查表即可求出小齿轮齿数。
选择时应考虑：1. 传动组小齿轮应保证不产生根切对于标准齿轮，其最小齿数=172. 齿轮的齿数和不能太大，以免齿轮尺寸过大而引起机床结构增大，一般推荐齿数和<100-120，常选用在100之内3. 同一变速组中的各对齿轮，其中心距必须保证相等4. 保证强度和防止热处理变形过大，齿轮齿根圆到键槽的壁厚5. 保证主轴的转速误差在规定的范围之内图2.3齿轮的壁厚2.3.2变速传动组中齿轮齿数的确定1）确定齿轮齿数1. 用计算法确定第一个变速组中各齿轮的齿数Zj+Zj，=Zj/Zj，=uj其中Zj——主动齿轮的齿数Zj一动齿轮的齿数uj 一对齿轮的传动比 一对齿轮的齿数和为了保证不产生根切以及保证最小齿轮装到轴上或套筒上具有足够的强度，最小齿轮必然是 在降速比最大的传动副上出现把Z1的齿数取大些：取 Z1=Zmin=20 则Z2= =58齿数和=Z1+Z2=20+58=78同样根据公式Z3= =392. 用查表法确定第二变速组的齿数a首先在u1、u2、u3中找出最小齿数的传动比u1b为了避免根切和结构需要，取Zmin=24c查表找到u1=1/1.413的倒数2.82的行找到Zmin=24查表最小齿数和为92d找出可能的齿数和 的各种数值，这些数值必须同时满足各传动比要求的齿轮齿数能同时满足三个传动比要求的齿数和有=92 96 99 102e确定合理的齿数和=102依次可以查得Z5=27 Z6=75Z7=34 Z8=68Z9=42 Z10=60同理可得其它的齿轮如下表所示：表2.3变速组第一变速组第二变速组第三变速组齿数和78 102 114齿轮 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 Z12 Z13 Z14齿数 20 58 39 39 24 78 34 68 42 60 23 91 76 382) 验算主轴转速误差由于确定的齿轮齿数所得的实际转速与传动设计的理论转速难以完全相符，需要验算主轴各 级转速，最大误差不得超过±10何-1)%。
主轴各级实际转速值用下式计算n ^=nEx(1-s)xuaxubxucxud其中£— 滑移系数£=0.2ua ub uc ud分别为各级的传动比12/45转速误差用主轴实际转速与标准转速相对误差的绝对值表示/n= I | <±10(^-1)%n 实 1=1440x0.625x0.98x0.35x0.35x0.25=27.8zdn= | (27.8-28)/28 | =0.7%同样其他的实际转速及转速误差如下：表2.4主轴转速 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12标准转速 28 40 56 80 112 160 224 315 450 630 900 1250实际转速 27.8 39.8 55.7 79.6 111.2 159.3 223.6 314.5 445.6 628.4 897.8 1244.9转速误差 0.7 0.5 0.5 0.5 0.7 0.4 0.1 0.2 0.9 0.3 0.2 0.4转速误差满足要求3) 齿轮的布置为了使变速箱结构紧凑以及考虑主轴适当的支承距离和散热条件，其齿轮的布置如下图2.4 所示4) 绘制主传动系统图按照主传动转速图以及齿轮齿数绘制主传动系统图如下2.5所示图2.4齿轮结构的布置图2.5主传动系统图3 .强度计算和结构草图设计3.1确定计算转速3.1.1主轴的计算转速nj=nmin^z/3-1z=12nj=nmin^3=28x2.82=79r/min3.1.2中间传动件的计算转速III轴上的6级转速分别为：112、160、224、315、450、630r/min.主轴在79r/min以上都 可以传递全部功率。
I轴经Z13-Z14传递到主轴，这时从112r/min以上的转速全部功率，所以确定最低转速 112r/min为I轴的计算转速按上述的方法从转速图中分别可找到计算转速：II轴为 315r/m。