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1、-1.概述41.1机床主轴箱课程设计的目的41.2设计任务和主要技术要求41.3 操作性能要求52.参数的拟定52.1 确定极限转速52.2 主电机选择53.传动设计63.1 主传动方案拟定63.2 传动结构式、结构网的选择63.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目73.2.2 传动式的拟定73.2.3 结构式的拟定74. 传动件的估算94.1 三角带传动的计算94.2 传动轴的估算124.2.1 主轴的计算转速134.2.2 各传动轴的计算转速134.2.3 各轴直径的估算134.3 齿轮齿数的确定和模数的计算154.3.1 齿轮齿数的确定154.3.2 齿轮模数的计算16齿宽确定21
2、4.3.5 齿轮结构设计224.4 带轮结构设计234.5 传动轴间的中心距234.6 轴承的选择244.7 片式摩擦离合器的选择和计算254.7.1 摩擦片的径向尺寸254.7.2 按扭矩选择摩擦片结合面的数目254.7.3 离合器的轴向拉紧力26264.7.4 反转摩擦片数265. 动力设计275.1 传动轴的验算275.1.1 轴的强度计算285.1.2 作用在齿轮上的力的计算285.1.3 主轴抗震性的验算315.2 齿轮校验345.3轴承的校验356.结构设计及说明366.1 结构设计的内容、技术要求和方案366.2 展开图及其布置376.3 I轴（输入轴）的设计376.4 齿轮块设
3、计39其他问题406.5 传动轴的设计406.6 主轴组件设计426.6.1 各部分尺寸的选择426.6.2 主轴轴承436.6.3 主轴与齿轮的连接456.6.4 润滑与密封456.6.5 其他问题467.总结468.明细表49. z.-1.概述1.1机床主轴箱课程设计的目的机床课程设计，是在学习过课程机械制造装备设计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，并培养学生具有初步的结
4、构分析，结构设计和计算能力。1.2设计任务和主要技术要求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。本次设计的是普通型车床主轴变速箱。主要用于加工回转体。车床的主参数（规格尺寸）和基本参数：1、加工工件直径为：60时，机床达到的最高切削速度Vma*=150m/min;2、变速*围Rn=4351；3、V=100 m/min时，切削45号钢时，机床功率允许的最大切削用量为：ap=5，f=0.3/r；4、抗振性：一般。1.3 操作性能要求1）具有皮带轮卸荷装置2）手动操纵双向摩擦片离合器实现主轴的正反转及停止运动要求3）主轴的变速由变速手柄完成4）
5、床头箱的外型尺寸、与床头床身的联接要求与C618K-I车床的床头箱相同2.参数的拟定2.1 确定极限转速因为K=0.5，Rd=0.20.25=KD=0.5500=250mm=（0.20.25）=5062.5又=43512.2 主电机选择合理的确定电机功率，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。已知异步电动机的转速有3000、1500、1000、750，已知是7.1KW，根据车床设计手册附录表2选Y132M-4，额定功率7.5，满载转速1440 ，。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、幻想、制动、操纵等整个传动系统
6、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*围可用增加传动组数，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
7、，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、个传动副。即传动副中由于结构的限制以2或3为合适，即变速级数Z应为2和3的因子： ，可以有多种方案，例：18=332；18=2322；18=231+211；18=231213.2.2 传动式的拟定18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。在轴如果安置换向摩擦离合器时，为减少轴向尺寸，第一传动组的传动副数不能多，以2为宜。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
8、好。最后一个传动组的传动副常选用2。综上所述，传动式为18=2322。3.2.3 结构式的拟定对于18=2322传动式，有2种结构式和对应的结构网。分别为： (：内轮+背轮，：重复6级) (：重复6级)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 (：内轮+背轮，：重复6级)的方案。3.3转速图的拟定正转转速图：主传动系图为：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
9、据公式式中P-电动机额定功率，-工作情况系数查机械设计图8-8因此选择B型带。(2)确定带轮的计算直径，带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。为提高带的寿命，小带轮的直径不宜过小，即。查机械设计表8-3，8-7取主动轮基准直径=125。由公式式中：-小带轮转速，-大带轮转速，所以，由机械设计A表8-7取园整为250mm。(3)确定三角带速度按公式因为5m/minV25 m/min,所以选择合适。(4)初步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*围内选取：根据经验公式即：262.5mm 750mm取=600mm.(5)三角带的计算基准长度由机械设计表8-2，圆整到标准的
10、计算长度 (6)验算三角带的挠曲次数符合要求。(7)确定实际中心距(8)验算小带轮包角，主动轮上包角合适。(9)确定三角带根数根据机械设计式8-22得:传动比:查表8-5c，8-5d 得= 0.40KW,= 3.16KW查表8-8，=0.97；查表8-2，=0.95所以取 根(10)计算预紧力查机械设计表8-4，q=0.18kg/m(11)计算压轴力4.2 传动轴的估算传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度的要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不失是主要矛盾，除了载荷很大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要
11、求保证轴在载荷下不至发生过大的变形。因此，必须保证传动轴有足够的刚度。4.2.1 主轴的计算转速主轴的计算转速是低速第一个三分之一变速*围的最高一级转速：4.2.2 各传动轴的计算转速轴：有18级转速，其中80r/min通过齿轮获得63r/min，刚好能传递全部功率：所以：nV =80r/min同理可得：n=250r/min ，n=630r/min ，n=630r/min,n=800r/min4.2.3 各轴直径的估算其中：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的传动效率的乘积；-该传动轴的计算转速。计算转速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
12、转速图上，按主轴的计算转速和相应的传动关系确定。轴：K=1.06，A=120所以 ， 取28mm轴：K=1.06，A=120, 取30mm轴：K=1.06，A=110 , 取40mm轴：K=1.06，A=100, 取30mm轴：K=1.06，A=90 , 取40mm取39mm轴：K=1.06，A=80取39mm此轴径为平均轴径，设计时可相应调整。4.3 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及小齿轮的齿
13、数可以从表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：传动比：, 查机械制造装备设计表3-6，齿数和取88=34，=54，=39，=49；第二组齿轮：传动比：,，齿数和取88：=34，=54，=44，=44，=25，=63；第三组齿轮：传动比：,齿数和取91：=26，=65，=56，=35，第四组齿轮：传动比：,齿数和取95：=26，=65，=56，=35，第五组齿轮：传动比：齿数和取100：=26，=654.3.2 齿轮模数
14、的计算(1)- 齿轮弯曲疲劳的计算：（机床主轴变速箱设计指导P36，为大齿轮的计算转速，可根据转速图确定）齿面点蚀的计算：取A=90，由中心距A及齿数计算出模数：根据计算选取两个中的较大值，选取相近的标准模数。取 所以取(2) -齿轮弯曲疲劳的计算：齿面点蚀的计算：取A=121，由中心距A及齿数计算出模数：根据计算选取两个中的较大值，选取相近的标准模数。取所以取(3)- 齿轮弯曲疲劳的计算：齿面点蚀的计算：，取A=162，由中心距A及齿数计算出模数：根据计算选取两个中的较大值，选取相近的标准模数。取 所以取(4)- 齿轮弯曲疲劳的计算：齿面点蚀的计算：，取A=161，由中心距A及齿数计算出模数：根据计算选取两个中的较大值，选取相近的标准模数。取 所以取(5)- 齿轮弯曲疲劳的计算：齿面点蚀的计算：，取A=172，由中
