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1、黑龙江大学课程设计说明书全套图纸，加153893706学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化课程名称：专业方向课程设计设计题目：普通车床主轴箱设计姓名：学号：指导教师：成绩：2目 录目 录2第1章 机床主要参数的确定41.1车床主参数和基本参数41.2 确定最高转速41.3 转速数列41.4确定结构式41.5 确定结构网51.6 绘制转速图和传动系统图71.7 确定各变速组此论传动副齿数8第2章 动力计算112.1 带传动设计112.2计算设计功率Pd112.3选择带型122.4确定带轮的基准直径并验证带速132.5确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角142.6确定带的根数z152
2、.7确定带轮的结构和尺寸152.8确定带的张紧装置152.9计算压轴力152.10 计算转速的计算152.11齿轮的计算转速162.12 齿轮模数计算及验算162.13 传动轴最小轴径的初定212.14 主轴的设计与计算222.15 主轴材料与热处理25第3章 主要零部件的选择253.1电动机的选择253.2 轴承的选择253.3 键的规格253.4变速操纵机构的选择26第4章 校核274.1 轴的校核274.2 轴承寿命校核29第5章 设计心得32结 论33参考文献34致 谢35 分级变速主传动系统设计论文第1章 机床主要参数的确定1.1车床主参数和基本参数车床的主参数（规格尺寸）和基本参数
3、如下：工件最大回转直径D(mm)正转最低转速nmin( )电机功率N（kw）变速级数Z公比400284.5121.411.2 确定最高转速根据【1】公式（3-2）因为已知 ，=1.41，Z=12取标准数列数值，即 =1250r/min1.3 转速数列查1表2.12，首先找到28r/min、然后每隔5个数取一个值（1.41=1.066），得出主轴的转速数列为28，40，56，80，112，160，224，315，450，630，900，1250共12级。1.4确定结构式 已知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。对于Z=12可以按照12=232传
4、动式有6种结构式和对应的结构网。分别为：， ， ， 由于本次设计的机床I轴装有摩擦离合器，在结构上要求有一齿轮的齿根圆大于离合器的直径。初选的方案。从电动机到主轴主要为降速变速，若使变速副较多的变速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，也就是满足变速副前多后少的原则，因此取12=232方案为好。设计车床主变速传动系时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，在降速变速中，一般限制限制最小变速比 ；为避免扩大传动误差，减少震动噪声，在升速时一般限制最大转速比。斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取。因此在主变速链任一变速组的最大变速范围。在设计时必须保证中间变速轴的变速范围
5、最小。综合上述可得：主传动部件的运动参数 =28 Z=12 =1.411.5 确定结构网12=232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=213226 2) 12=2134223) 12=233126 4) 12=2631235) 12=223421 6) 12=263221根据级比指数分配要“前密后疏”的原则，应选用Z=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，使得轴上的齿轮直径不能太小，轴上的齿轮则会成倍增大。这样，不仅使-轴间中心距加大，而且-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。
6、这种传动不宜采用。如果第一变速组采用升速传动，则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=这一方案则可解决上述存在的问题。图2.1结构网传动组的变速范围的极限值齿轮传动最小传动比Umin1/4,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：rmi
7、n=x+x=86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=Z11Z2Z1Z3Z1Z2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2.2 Z3 2 3 1.41 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。1.6 绘制转速图和传动系统图（1）选择
8、电动机：采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。（2）绘制转速图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-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 轴的最下点向上4格，找到上对应的
9、点，连接对应的两点即为-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-间变速组取umin=1/3，即从轴向上3格，同理，轴-间取u=1/3，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（3）画主传动系统图。根据系统转速图及已知的技术参数，画主传动系统图如图2-3：1-2轴最小中心距：A1_2min1/2(Zmaxm+2m+D)轴最小齿数和:Szmin(Zmax+2+D/m)1.7 确定各变速组此论传动副齿数(1)Sz100-120,中型机床S
10、z=70-100(2)直齿圆柱齿轮Zmin18-20 图2-3 主传动系统图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被动齿轮的齿数 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=39 2. 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，
11、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78102114齿轮Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z14齿数20583939247834684260239176382）验算主轴转速误差由
12、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(-1)%。主轴各级实际转速值用下式计算n实=nE(1-)uaubucud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=10(-1)%n实1=14400.6250.980.350.350.25=27.8n=(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n1n2n3n4n5n6n7n8n9n10n11n12标准转速284056801121602243154506309001250实际转速27.839.855.779.6111.2159.3223.6314.5445.6628.4897.81244.9转速误差0.70.5 0.50.50.70.40.10.20.90.30.20.4转速误差满足要求。 第2章 动力计算2.1 带传动设计输出功率P=4.5KW,转速n1=1440r/min,n2=900r/min2.2计算设计功率Pd表4 工作情况系数工作机原动机类类一天工作时间/h10161016载荷平稳液体搅拌机；离心
