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1、1金属切削课程设计机床课程设计说明书 系别：机械工程系 专业：机械制造与自动化 学号： 姓名：目 录第一章 绪论.3第二章 设计任务要求.4第三章 机床的主参数和其他主要技术要求.5第四章 主传动系统的拟定.9第五章 齿轮传动设计.17第六章 带传动的设计.28第七章 轴和轴承的设计. .32第八章 箱体设计.42第九章 润滑与密封.44总结.45参考文献.46第一章 绪论1.1 金属切削机床在国民经济中的地位金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，又称为“工作母机”或“工具机”。 在现代机械制造工业中，金属切学机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作
2、量，约占机器总制造工作量的40%60%。机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。机床的“母机”属性决定了它在国民经济中的重要地位。机床工业为各种类型的机械制造厂提供的制造技术与优质高效的机床设备，促进机械制造工业的生产能力和工艺水平的提高。机械制造工业肩负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务。为适应现代化建设的需要必须大力发展机械制造工业。机械制造工业是国民经济各部门赖以发展的基础。一个国家机床工业的技术水平，在很大程度上标志着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。显然，金属切削机床在国民经济现代化建设中起着重大的作用。1.2金属切削机床在国民经济中的发展我国机床行业起
3、步较晚，就现在来说，我国的机床制造业跟国外先进水平相比，还存在较大的差距。因此，我国机床工业面临着光荣而艰巨的任务，必须奋发图强，努力工作，不断扩大技术队伍和提高人员的技术素质，学习和引进国外的先进科学技术，大力开展科学研究，以便早日赶上世界先进水平。第二章 设计任务要求2.1设计题目：设计一台普通CA6140型卧式车床的主传动系统2.2主要技术参数： 1、转速范围：N=31.51400r/min。 2、转速级数：Z=12。 3、电动机功率：P=4KW。被加工零件的材料：钢、铸铁。刀具材料：高速钢、硬质合金。标准公比： 1.06、1.12、1.26 大、重型机床 1.26 、 1.41 中型机
4、床 1.58、1.78、2 小型机床2.3设计要求: 1、运动设计：确定公比 ，拟定转速图、绘制传动系统图、计算齿轮齿数。 2、动力设计：确定各传动件的计算转速、对主要零件进行计算（初算和验算）。 3、绘制图纸：主轴箱展开图1张（A1）。 4、编制设计说明书。第三章 机床的主参数和其他主要技术要求3.1主参数 选择主参数的原则是：该参数应是直接反映出机床的加工能力特性，影响机床主要零部件尺寸的标志。主参数能说明机床的主要性能：普通车床的主参数是床身上最大工件回转直径D（mm）。机床主参数系列通常是等比数列。普通车床的主参数均采用公比为1.41的数列，该数列符合国际ISO标准中的优先数列。普通车
5、床的主参数D的系列是：250、320、400、500、630、800、1000、1250mm。所以，普通CA6140型卧式车床的最大工件回转中心取。3.2基本参数1、刀架上最大工件回转直径D（）由于刀架组件刚性一般较弱，为了提高生产效率，我国作为参数标准的D值，基本上取DD/2,这样给设计留一定的余地，在刀架刚度允许的条件下能保证使用要求，可以取较大的D值。所以查参考文献【一】（表2）得D=200。2、主轴通孔直径d 普通车床主轴通孔径主要用于棒料加工。在机床结构允许的条件下，通孔直径尽量取大些。参数标准规定了通孔直径d的最小值。所以由参考文献一（表2）d=26mm。3、主轴头号根据机床主参数
6、值大小采用不同号数的主轴头（415号），号值数等于法兰直径的1/25.4而取其整数值。所以由参考文献【一】（表2）可知主轴头号取6。4、装刀基面至主轴中心距离h()为了使用户，提高刀具的标准化程度，根据机械工业部成都工具研究所的刀具杆标准，规定了h=28mm。5、最大工件长度L （）最大工件长度L是指尾座在床身处于最后位置，尾座顶尖套退入尾座孔内时容纳的工件长度。为了有利组织生产，采用分段等差的长度数列。所以由参考文献【一】（表2）得L=1000。3.3 传动设计1、主轴极限的确定 由课程设计任务书中给出的条件可知： =31.5r/min =1400r/min 2、公比的确定 对于通用机床，为
7、使转速损失不大，机床结构又不过于复杂，一般取=1.26或1.41 。而且根据公式 主轴转速 ；转速调整范围 所以 所以这里取。3、主轴转速级数的确定 由任务书可知Z=12 因为，Z12，根据公比为1.06的数列可以写出公比为1.41的转速数列。计算：是从31.5开始向后每6项取一数值，（共抽取12个数）。根据标准公比为的标准数列表(115000)，得：31.5、45、63、90、125、180、250、355、500、710、1000、1400r/min（共12级）。4、主传动电动机功率的确定： a.选择电动机类型根据已知工作条件和要求，选择一般用途的Y系列三相鼠笼式异步电动机，卧式封闭结构。
8、 b.机械传动效率 根据以上公式可得：传动副效率的概略值可按表2-3选取（参考机械设计基础课程指导主编林远艳、唐汉坤下面简称文献1）c.电动机所需的输出功率为： 于是 所以 d确定电动机的型号 根据已知条件选择最低转速31.5r/min，最高转速1400r/min,功率4kW，所以选择Y112M-4的Y系列三相鼠笼式异步电动机电机型号额定功率/kW电机转速/(r/min)同步转速满载转速Y112M-4415001440第四章 主传动系统的拟定4.1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的确定。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
9、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。主传动系统的方案有很多，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。4.2运动设计 1、已知条件1确定转速范围：主轴最小转速。2确定公比：3转速级数： 2、结构分析式和结构网的选择级数为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： ，可以有三种方案： （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
10、，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，对于12=322传动式，有6种结构式和对应的结构网。分别为： 根据传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围，基本组扩大组的排列顺序；初选的方案。第2扩大组,则 是可行的。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： 其中， 值，符合要求，所以其他变速组的变速范围肯定也符合要求。 3、分配总降速传动比总降速传动比 ，为主轴最低转速，又电动机转速不符合转速数列标准，因而增加
11、一定比传动副。使转速数列符合标准或有利于减少齿轮和及径向与轴向尺寸，并分担总降速传动比。然后，将总降速传动比按“先缓后急”的递减原则分配给串联的各变速组中的最小传动比。a、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。b、确定各级转速在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按传动顺序依次设为、。与、与、与轴之间的传动组分别设为a、b、c。现由（主轴）开始，确定、轴的转速： 先来确定轴的转速传动组c 的变速范围为，结合结构式，轴的转速只有一种可能：125、180、250、355、500、710r/min。 确定轴的转速传动组b的级比指数为3，希望中
12、间轴转速较小，因而为了避免升速，又不致传动比太小，可取 ，轴的转速确定为：355、500、710r/min。确定轴的转速对于轴，其级比指数为1,可取 ，确定轴转速为710r/min。由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比。下面画出转速图（电动机转速与主轴最高转速相近）。 4、画转速图(1) 竖线代表传动轴 间距相等的竖线代表各传动轴，传动轴按运动传递的先后顺序，从左向右依次排列。 (2) 横线代表转速值 间距相等的横线由下至上依次表示由低到高的各级主轴转速。 (3) 竖线上的圆点表示各传动轴实际具有的转速 转速图中每条竖线上有若干小圆点，表示该轴可以实现的实际转速。(4) 两圆点之间的连线
13、表示传动副的传动比 其倾斜程度表示传动副传动比的大小，从左向右，连线向上倾斜，表示升速传动；连线向下倾斜，表示降速传动；连线为水平线，表示等速传动。 4.3齿轮齿数的确定 为了便于设计和制造，主传动系统中所采用的齿轮模数的种类尽可能少一些。在同一变速组内一般都采用相同的模数，这是因为各齿轮副的速度变化不大，受力情况差别不大当各对齿轮模数相同时，且不采用变位齿轮的齿数和也必然相等。为了避免根切现象和结构设计的传动比，取大于或等于22。参考文献【一】表2-2中横行表示一对齿轮的齿数和，纵列表示一对齿轮的传动比，表中间的数值表示一对齿轮副的小齿轮齿数。当时，表示升速传动，所以小齿轮为从动轮。当时，表示降速传动，所以小齿轮为主动轮，这是要用传动比的倒数查表。查出小齿轮的齿数后，将齿
