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1、目录1 .概述 11.1 机床课程设计的目的 11.2 车床的规格系列和用处 11.3 操作性能要求 12 .参数的拟定 12.1 确定极限转速 12.2 主电机选择 13 .传动设计 23.1 主传动方案拟定 23.2 传动结构式、结构网的选择 23.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目 23.2.2 传动式的拟定 23.2.3 结构式的拟定 34 .传动件的估算 44.1 三角带传动的计算 44.2 传动轴的估算 64.2.1 传动轴直径的估算 64.2.2 传动轴以及主轴计算转速 74.3 齿轮齿数的确定和模数的计算 74.3.1 齿轮齿数的确定 74.3.2 齿轮模数的计算 84
2、.3.3 齿宽确定 104.4 带轮结构设计 115 . 动力设计 115.1 主轴刚度验算 115.1.1 选定前端悬伸量C 115.1.2 主轴支承跨距L的确定 125.1.3 计算当量外径 125.1.4 主轴刚度的计算 125.1.5 对于这种机床的刚度要求 125.2 齿轮校验 135.3 轴承的校验 136 .系统传动图 147 .心得体会 168 .参考文献 171 .概述1.1 机床课程设计的目的机床课程设计，是在金属切削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，
3、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。本次设计的是普通车床主轴变速箱。1.3 操作性能要求1）具有皮带轮卸荷装置2）主轴的变速由滑移齿轮完成2 .参数的拟定2.1 确定极限转速主轴最大转速2000r/min ,最低转速160 r/min 。公比邛=1.252.2 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
4、不致使 电机经常轻载而降低功率因素。已知电动机的功率是5.5KW根据机床设计手册3选Y132S1-2,额定功率5.5 kw ,满载转速2900 r.min ,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、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
5、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，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 传动结构式、结构网的选择结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。3.2.1 确定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动组组成，各传动组分别有Zp Z2、个传动副。即Z =Z1Z2Z3本设计中传动级数为Z=12传动副中由于结构的限制以 2或3为合适，本课程设计 选择方案：12=
6、3X2X2; 12=2X3X 2; 12 = 2X2X33.2.2 传动式的拟定12级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体 结构、装置和性能以及一个“前多后少”的原则。故离电动机近的传动组的传动副个数最 好高于后面的传动组的传动副数。主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用2。综上所述，传动式为12=3X 2X2。3.2.3 结构式的拟定对于12=3X 2X2传动式，有6种结构式和对应的结构网。分别为：12 =31 23 2612 = 32 21 2612 = 32 26 2112=31 26 2312 =34
7、 21 2212 = 34 22 21根据(1)传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围(2)基本组扩大组的排列顺序,初选12 =31父23 M26的方案。转速图的拟定电耳机 I H in r图i转速图4 .传动件的估算4.1 三角带传动的计算三角带传动中，轴间距A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)选择三角带的型号根据机械设计4表8-6取Ka =1.2根据公式 p -K P =1.2 5.5-6.6KW ca a式中P-电动机额定功率，Ka-工作情况系数查机械设计4图8-8因此选
8、择A型带，尺寸参数为B=80mmbd =11mm h=10,5=409(2)确定带轮的计算直径D1，D2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Di不宜过小,即Dt Dmin。查机械设计4表8-3 , 8-7取主动轮基准直径Dj100mm。由公式D2 =上口1 1 - ；n2式中:n小带轮转速，n?大带轮转速，名-带的滑动系数，一般取0.02。2900所以d2=100(1-0.02 )=225.5mm ,取值224mm可以潴足传动比的要求。1264(3)确定三角带速度按公式V 二二队= 3.14224-100L0 =2 486 100 224 = 1448.58mm24
9、486由机械设计4表8-2,圆整到标准的计算长度L=1400mm(6)确定实际中心距AA =A0+- =486 + (1488.58-1400 )+2 = 442mm 2(7)验算小带轮包角*% 之180 -2 -D1 父57.5 =163.87 120 ,主动轮上包角合适。 A(8)确定三角带根数Z根据机械设计4式8-22得 100 2900 I”60 100060 1000s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: 据经验公式 0.7(D1 +D2kAo KA4/mm - Nj其中：P-电动机额定功率K-键槽系数A-系数”-从电机到该传动轴之间传动件
10、的传动效率的乘积；nj -该传动轴的计算转速。计算转速nj是传动件能传递全部功率的最低转速。 各传动件的计算转速可以从转速图 上，按主轴的计算转速和相应的传动关系确定。查机械制造装备设计1表3-8取I, IV轴的K=1.05, A=110; II , III轴是花键轴，取 K=1.07, A=7%取 30mm一.523所以 d1 =(110 1.05)4：mm = 29.3mmd2 =(77 d.07)4J 507mm = 23.3mm,. 7994.92d3 =(77 1.07)4；mm = 27.4mm ,492d4 =(110x1.05)mm = 40.7mm,取 25mm取 30mm取
11、 50mm此轴径为平均轴径，设计时可相应调整4.2.2 传动轴以及主轴计算转速根据转速图可判断:njI =1264r/minnjII =799r/minnjIII =401r/minnjiv =319r/min4.3 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 Sz及小齿轮的齿数可以从1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
12、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。第一组齿轮：11111传动比：3=诵=1，ui=E5，u2=2 1.251.6查表，齿数和Sz取70Z =35, Z2=35, Z3=31, Z4=39, Z5=27, Z6=43;第二组齿轮：传动比：u1 = q- = 1, u2 = 3 =1002 70 =1.944”2齿数和Sz取84:,Z7=42, Z8=42, Z9=28, Zio=56;第三组齿轮：传动比：u1 = 2 -1.6, u2 = 4 = -2.5齿数和Sz取113:Zii=69,乙2二44,乙3=32, Z14=81,4.3.
13、2齿轮模数的计算I - H齿轮弯曲疲劳的计算：N1=Nd =5.5 0.96 0.99kw = 5.23kwmf.之 32 ai-N- mm = 323/-5-23 = 1.695mmznj.44 799（机床主轴变速箱设计指导3P36, nj为大齿轮的计算转速，可根据转速图确定）齿面点蚀的计算：A - 3703 N mm =37070 5.23 69.21mm .nj 799取A=70,由中心距A及齿数计算出模数:2Amj 二j乙Z2根据计算选取两个中的较大值，选取相近的标准模数取mj =1.944所以取m = 3 H-m齿轮弯曲疲劳的计算:N2 =5.5 0.96 0.99 0.99 0.99kw = 5.07kw332摄5=32=48齿面点蚀的计算： A之370Nmm = 370j507 =86.2 ,n.401取A=87,由中心距A及齿数计算出模数：2Am,二乙 Z22 87 =2.0784根据计算选取两个中的较大值，选取相近的标准模数取mj=2.07所以取m=3m- IV齿轮弯曲疲劳的计算：N3 =5.5 0.96 0.99 0.98 0.99 0.98
