《12级主轴箱-车床主运动机械变速传动系统设计-N=80~3550;公比1.41;Z=12；P=7.5KW》由会员分享，可在线阅读，更多相关《12级主轴箱-车床主运动机械变速传动系统设计-N=80~3550;公比1.41;Z=12；P=7.5KW（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目录一、设计目的- 2 -二、设计步骤- 2 -1.运动设计- 2 -1.1已知条件- 2 -1.2结构分析式- 2 -1.3 绘制转速图- 3 -1.4 绘制传动系统图- 5 -2.动力设计- 6 -2.1 确定各轴转速- 6 -2.2 带传动设计- 6 -2.3 各传动组齿轮模数的确定和校核- 8 -3. 齿轮齿根弯曲疲劳强度校核- 11 -3.1校核a传动组齿轮- 11 -3.2 校核b传动组齿轮- 13 -3.3校核c传动组齿轮- 14 -4. 各轴的设计及主轴的校核- 16 -4.1 确定各轴最小直径- 16 -4.2主轴的计算及校核- 17 -4.3多片式摩擦离合器的设计计算- 1
2、8 -4.4各轴轴承选择- 20 -三、总结- 20 -四、参考文献- 21 -一、设计目的通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案分析、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，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。二、设计步骤1.运动设计1.1已知条件1公比:=1.41 2转速级数：Z=123确定转速范围：主轴最小转速:nmin=80r/min可得调速范围：Rn=Z-1=1.4112-1=43.8 最大转速:nmax=nmin*Rn=80*43.8=3504r
3、/min查表取标准转速nmax=3550r/min4电动机功率：P=7.5KW 1.2结构分析式 3 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。在主传动链任一传动组的最大变速范围。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小， 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：R2=X2*(P2-1) 其中=1.
4、41，X2=6，P2=2 所以R2=1.416*(2-1)=8 ，合适。1.3 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Y132M-4型Y系列笼式三相异步电动机。其同步转速1440r/min,额定功率7.5KW分配总降速传动比 总降速传动比 i=nminnd=801440=0.056 又电动机转速nd=1440r/min不符合转速数列标准，因而增加一定比传动副。3确定传动轴轴数 传动轴轴数 = 变速组数 + 定比传动副数 + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。确定各级转速并绘制转速图 由nmin= 80r/min, =1.41,Z=12确定
5、各级转速：3550、2500、1800、1250、900、630、450、315、224、160、112、80r/min。16035502500180012509006304503151122248019:7625:7130:6037:5363:3248:4845:45由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比i=1800/1440=1.25 。下面画出转速图（电动机转速与主轴最高转速相近）。 5确定各变速组传动副齿数传动组a:ai1=1/2=1/2， ai2=1/=1/1.41， ai3=1/1查实用机床设计手册表2.3-4, 可取SZ=90,于是可得轴齿轮齿数分别为：30、37、45。可得
6、轴上的三联齿轮齿数分别为：60、53、45。传动组b:bi1=1/3=1/2.82， bi2=1/1查实用机床设计手册表2.3-4, 可取 SZ=96，于是可得轴上两联齿轮的齿数分别为：25、48。于是得轴上两齿轮的齿数分别为：71、48。传动组c:ci1=14=1/3.98, ci2=2=2查实用机床设计手册表2.3-4, 可取SZ=95,ci1=1/3.98为降速传动，取轴齿轮齿数为19；ci2=2为升速传动，取轴齿轮齿数为32。得轴两联动齿轮的齿数分别为19，63；得轴两齿轮齿数分别为76,32。1.4 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：1251604853
7、7632196371254845456030372.动力设计2.1 确定各轴转速 确定主轴计算转速：主轴的计算转速为 nIV=nminz3-1=80*1.41123-1=224 r/min各传动轴的计算转速： 轴可从主轴224 r/min按19/76的传动副找上去，轴的计算转速900 r/min；轴的计算转速为900r/min；轴的计算转速为1800r/min。3各齿轮的计算转速传动组c中， 只需计算z =19的齿轮，计算转速为224 *76/19=900 r/min；传动组b计算z = 25的齿轮，计算转速为900r/min；传动组a应计算z = 30的齿轮，计算转速为1800r/min。4
8、核算主轴转速误差n实=1440*160125*4545*4848*6332=3629 r/min n标=3550r/min n实-n标n标=3629 -35503550=2.22%10-1=4.1% 所以合适。2.2 带传动设计电动机转速n=1440r/min,传递功率P=7.5KW,传动比i=1800/1440=1.25 ，两班制，一天运转16.1小时，工作年数10年。 定计算功率 取KA=1.1，则Pca=KAP=8.25KW选取V带型 根据小带轮的转速和计算功率，选A型带。确定带轮直径和验算带速 查表小带轮基准直径d1=125mm,d2=125*i=125*1.25 =160mm 验算带
9、速成v=d1n160*1000 其中 -小带轮转速(r/min)； -小带轮直径(mm)； v=3.14*125*1440600*1000=9.42 m/s4,25，合适。4确定带传动的中心距和带的基准长度 设中心距为,则 0.55(d1+d2)a02(d1+d2) 于是 156.75 a0570 ,初取中心距为a0=400mm。 带长L0=2a0+2d1+d2+d2-d124a0 =2*400+3.142125+160+160-12524*400=1248 mm查表取相近的基准长度Ld，Ld=1250mm。 带传动实际中心距a=a0+Ld-L02=400+1250-1248 2=401 mm
10、5验算小带轮的包角 一般小带轮的包角不应小于。 1180-d2-d1a*57.3=175 120, 合适6确定带的根数 Z=PcaP0+P0kkL其中： P0=1.93P0为1=180，载荷平稳，i=1，特定基准长度时单根V带的额定功率，由实用机床设计手册图3.2-3，3.2-4得：P0=0.06P0 为时传递功率的增量，由实用机床设计手册图3.2-3，3.2-4得： k=0.99k为按小轮包角；由实用机床设计手册表3.2-6查得 kL=0.93kL为长度系数；由实用机床设计手册表3.2-6查得 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。 Z=8.251.93+0.06*0.
11、99*0.93 =4.50 取5 7计算带的张紧力 F0=500pcavZ2.5-kk+qv2其中： -带的传动功率,8.25KW； v-带速,9.42 m/s； q-每米带的质量，kg/m；取q=0.1kg/m。 由实用机床设计手册表3.2-1查得 F0=500*8.259.42 *5*2.5-0.990.99+0.1*9.42 2=142.45 N8计算作用在轴上的压轴力 FQ2ZF0sin122*5*142.45 *sin175 2 =1423.13 N 2.3 各传动组齿轮模数的确定和校核模数的确定(按齿面接触疲劳计算齿轮模数)：a传动组：只需计算齿数最小齿轮模数计算30齿齿轮的模数：
12、mj=163003(i+1)k1k2k3Pmz12i njj2其中: i-公比 ； i=2； k1-工况系数；取1.2 k2-动载荷系数；查金属切削机床设计指导表28 按精度等级7，HB350,取k2=1.4 k3-齿向载荷分布系数；查金属切削机床设计指导表29 取k3=1.12 P-齿轮所传递的额定功率；P =Pd=7.5*0.95=7.125Kw =带轴承=0.96*0.99=0.95 m-齿宽系数；取8 z1-小齿轮齿数；取30 nj-齿轮计算转速；1800r/min j-齿轮许用接触应力； 按45#整体淬火j=1100MPa mj=1630032+1*1.2*1.4*1.12*7.1258*302*2*1800*11002=1.77 取m =3 mm。 于是传动组a的齿轮模数取m =3 mm，b =24mm。 轴上齿轮的直径： da1=3 *45=135mm, da2=3 *37=111mm, da3=3 *30=90mm 轴上三联齿轮的直径分别为： da1=3 *45=135mm, da2=3 *53=159mm,da3=3 *60=180mm b传动组： 按最小齿数25的齿轮计算
