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1、1.车床的规格系列和用处表1 车床的主参数(规格尺寸)和基本参数工件最大回转直径D(m）正转最低转速Nmax()电机功率N(k）转速级数Z传动比40055.161.22参数的拟定1 各级转速划分各级转速为:由给定的参数，=1.2=,6级查表25得各级转速为:45,5,0，112,0,18,224,280,355，45，560，710,90,1120,14002.2主电机选择合理的拟定电机功率，使机床既能充足发挥其使用性能，满足生产需要,又不致使电机常常轻载而减少功率因素。已知电动机的功率是5.5，选Y12S4,额定功率5.,满载转速140 ,最大额定转距2.2。3运动设计3.1 传动构造式的拟
2、定3.1.1 拟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构成,各传动组分别有、个传动副。即 传动副中由于构造的限制以或4为合适,即变速级数Z应为2和4的因子:,可以有三种方案：16=22；62222；16=43.1. 传动式的拟定16级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时,要考虑到机床主轴变速箱的具体构造、装置和性能。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。最后一种传动组的传动副常选用。除此之外，虽然=22、144两种方案的传动轴比较少,但是,这两种传动组内有四个变速传动副,增大了传动轴的轴向尺寸，这两种方案不适宜采用。综上所述,传动式
3、为16222。3.1. 构造式的拟定对于传动式162222,有4种构造式和相应的构造网。分别为: 根据传动比指数分派“前疏后密”的原则应采用第一种方案。即:的方案。 转速图的拟定根据已拟定的构造方案绘出转速图如下： 图1级变速车床转速图3.3 拟定齿轮齿数当各变速组的传动比拟定后来,可拟定齿轮齿数。对于定比传动的齿轮齿数可根据手册推荐的措施拟定。对于变速组内齿轮的齿数,如传动比是原则公比的整多次方时,变速组内每对齿轮的齿数和及小齿轮的齿数可以在参照书中选用。一般在主传动中，最小齿数应不小于17。3第一组齿轮： =6，2,64，66,68,70,72 =6,6,65,66,8,7 由于可知选用=
4、8,从表查出积极轮的齿数为4,30。从动轮齿数则为3,38。第二组齿轮： =0,62,64,66，68，7,72 =60,2,65,67,70,2可选用=2从表中查出积极轮的齿数36，2。从动轮的齿数则为3，44。 第三组齿轮： 60,62,64，66,6,70,72,74 =,63，66，67，,7选用=74从表中查出积极轮的齿数3,2。 从动轮的齿数则为37,5。第四组齿轮： 80,8,85,6,8 0，81,84,85,8选用0从表中查处积极轮的齿数49,16。从动轮齿数3,64. . 绘制传动系统图根据上面所计算个传动齿轮齿数绘制传动系统图如下: 图2 16级变速传动系统图41 传动轴
5、的估算4.1求各轴的计算转速(1）、主轴的计算转速主轴的计算转速度是低速第一种三分之一变速范畴的最高一级转速，即j =2/mi。 (2）、各传动轴的计算转速 轴有8级转速，其最低转速180/mi,通过双联齿轮使主轴获得两级转速:4rn和280 /min。20 /min比主轴的计算转速高，需传递所有功率,故轴的180r/min转速也能传递所有功率,即=180 r/m 同理可得：=4 同理可得：II710r/n 同理可得:jI= 90r/n(3)、各齿轮的计算转速 各变速组内一般只计算组内最小的，也是强度最单薄的齿轮,故也只需要拟定最小齿轮的计算转速。 1) 轴-间变速组的最小齿轮是Z=16,该齿
6、轮使主轴获得8级转速45 r,56r/in，71rmin，90mn,12rmn,140r/min，8/m,224r/mi主轴计算转速是112r/mn，故该齿轮在450r/min时应传递功率，是计算转速；2) 同理可得，轴-间=21的计算转速为50r/min3) 同理可得，轴IIII间8的计算转速为0/mn;4) 同理可得，轴III间=3的计算转速为900in。4.传动轴直径的估算由公式: 其中：P-电动机额定功率 -系数 n-该传动轴的计算转速-从电机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积;对于空心轴课采用公式: 其中: ,即空心轴的内径d1与外径之比一般取计算转速n是传动件能传递所有功率的最低
7、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拟定,当取各级效率为1时，所得的轴颈不小于最小轴径,如下计算轴颈时均取效率为1。则:由于在一轴上要安装离合器，因此一轴直径应大某些，取;又由于轴、3、4均为花键轴内径分别取为:、；主轴最小直径为，以上轴径为平均轴径，设计时可相应调节。4.1.3 主轴前端直径的估算由通用机床主轴前端轴颈尺寸可知:主轴前端轴颈D1与直径的关系,即0.2 已知:=40mm则:=0.250.25415105mm再查参照书选车床最大回转直径=40,即为最大加工直径,因此主轴内空直径d=0.110,取35m 4.2 三角带传动的计算三角带传动中,轴间
8、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。带轮构造简朴，但尺寸大，机床中常用作电机输出轴的定比传动。()选择三角带的型号根据公式:式中P-电动机额定功率,-工作状况系数 查参照书机械设计图8-11可因此选择A型带。（2)拟定带轮的计算直径,带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。为提高带的寿命,小带轮的直径不适宜过小,即。取积极轮基准直径14mm。4由公式 式中:-小带轮转速,-大带轮转速。因此,取为250mm。4（)拟定三角带速度按公式 在规定的ms 范畴内，合理。 ()初定中心距带轮的中心距,一般根据机床的总体布局初步选定，一般可在下列范畴内选用：根据
9、经验公式 取m,取=800m(5)三角带的计算基准长度 由表-取整 （6）验算三角带的挠曲次数，符合规定。(7)拟定实际中心距(8）验算小带轮包角，积极轮上包角合适。(9)拟定三角带根数由公式得: 4传动比: 查表8-5c，8-5d 得= 05K， 1.3KW查表88，=0.9;查表8-2，=096因此取Z=4根（10)计算预紧力查表84，=01kg/m 4综上所述可得：表3 皮带参数和带轮尺寸带型号带长/mm带根数带轮直径/中心距/mm预紧力/N大带轮小带轮A2244201481196924. 齿轮模数和齿宽的计算43.1 齿轮模数的拟定(1)一般同一变速组中的齿轮取同一模数,选择负荷最重的
10、小齿轮按简化的接触疲劳强度公式计算 式中：按疲劳接触强度计算的齿轮模数驱动电机功率 计算齿轮的转速大齿轮齿数和小齿轮齿数之比 小齿轮齿数齿宽系数，(B为齿宽,为模数），许用接触应力 传动组a模数：2.传动组b模数:26传动组c模数:3.61传动组d模数:4.02取4.3.2 齿宽的拟定由公式（）6得:第一套啮合齿轮第二套啮合齿轮第三套啮合齿轮第四套啮合齿轮一对啮合齿轮,为了避免大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小而增大轮齿的载荷,设计上,应积极轮比小齿轮齿宽敞，因此取各齿轮齿宽如下:表4 各齿轮齿宽齿轮Z1Z23ZZ5ZZ7Z8Z90Z1Z23Z14Z5Z6齿宽2424424830
11、32830328282532动力传动件的校核5.1 主轴刚度验算5.1. 选定前端悬伸量C参照P11,根据主轴端部的构造，前支承轴承配备和密封装置的型式和尺寸，这里选定C=120mm. 851.主轴支承跨距L的拟定一般最佳跨距,考虑到构造以及支承刚度因磨损会不断减少，应取跨距L比最佳支承跨距大某些，再考虑到构造需要,这里取L=600mm。85.1 计算C点挠度1)周向切削力的计算： 4其中取故，故。)驱动力Q的计算 8其中:因此:3)轴承刚度的计算这里选用圆锥孔双列圆柱子滚子轴承根据求得: 4)拟定弹性模量，惯性距I;和长度。轴的材产选用0r,查6,有 5 主轴的惯性距为：主轴段的惯性距Ic可
12、近似地算:切削力P的作用点到主轴前支承支承的距离SC+W,对于一般车床，W=H，（是车床中心高,设H=200mm）。则:根据齿轮、轴承宽度以及构造需要，取b=0m计算切削力P作用在点引起主轴前端点的挠度：代入数据并计算得=.1299mm。计算驱动力作用在两支承之间时,主轴前端C点子的挠度：计算得：=0.0026mm求主轴前端C点的终合挠度水平坐标Y轴上的分量代数和为:,计算得：0097m.。综合挠度。综合挠度方向角，又。由于,因此此轴满足规定。5.2 齿轮校验在验算算速箱中的齿轮应力时，选相似模数中承受载荷最大,齿数最小的齿轮进接触应力和弯曲应力的验算。这里要验算的是齿轮最后一种齿轮。齿轮13的齿数为1,模数为4，齿轮的应力：1)接触应力: -大齿轮齿数与小齿轮齿数之比;-齿向载荷分布系数；-动载荷系数；-工况系数；-寿命系数查表-4及图0-及表10-2分布得 4假定齿轮工作寿命是4800
