《金属切削机床设计说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属切削机床设计说明书（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、GUIZHOU UNIVERSITY金属切削机床课程设计说明书设计题目：中型普通车床主轴变速箱设计学 院机械工程学院专业:机械设计制造及其自动化姓名：学号：指导老师：贵州大学机械工程学院机制专业机械加工设备课程设计任务书一、设计题目：中型普通车床主轴变速箱设计二、设计参数：床身上最大工件回转直径：320mm主电机功率：4KW主轴最高转速：1500r/min主轴最低转速：33.5r/min三、设计要求1、主轴变速箱传动设计及计算2、主轴变速箱结构设计3、绘制主轴变速箱装配图4、编写设计说明书四、设计时间开始：2012年01月02日结束：2012年01月13日学生姓名:指导教师:目录一、传动设计1
2、.1电机的选择1.2运动参数1.3拟定结构式1.3.1确定变速组传动副数目1.3.2确定变速组扩大顺序1.4拟定转速图验算传动组变速范围1.5确定齿轮齿数1.6确定带轮直径1.6.1确定计算功率Pca1 .6.2选择V带类型1.6.3确定带轮直径基准并验算带速V1.7验算主轴转速误差1.8绘制传动系统图二、估算主要传动件，确定其结构尺寸2.1确定传动件计算转速2.1.1主轴计算转速2.1.2各传动轴计算转速2.1.3各齿轮计算转速2.2初估轴直径2.2.1确定主轴支承轴颈直径2.2.2初估传动轴直径2.3估算传动齿轮模数2.4片式摩擦离合器的选择及计算2.4.1决定外摩擦片的内径d 02.4.
3、2选择摩擦片尺寸2.4.3计算摩擦面对数Z2.4.4计算摩擦片片数2.4.5计算轴向压力Q2.5V带的选择及计算心初定中心距02.5.2确定V带计算长度L及内周长LN2.5.3验算V带的挠曲次数2.5.4确定中心距a2.5.5验算小带轮包角a 12.5.6计算单根V带的额定功率P r2.5.7计算V带的根数三、结构设计3.1带轮的设计3.2主轴换向机构的设计3.3制动机构的设计3.4齿轮块的设计3.5轴承的选择3.6主轴组件的设计3.6.1各部分尺寸的选择3.6.1.1主轴通孔直径3.6.1.2轴颈直径3.6.1.3前锥孔尺寸3.6.1.4头部尺寸的选择3.6.1.5支承跨距及悬伸长度3.6.
4、2主轴轴承的选择3.7润滑系统的设计3.8密封装置的设计四、传动件的验算4.1传动轴的验算4.2键的验算4.2.1花键的验算4.2.2平键的验算4.3齿轮模数的验算4.4轴承寿命的验算五、设计小结六、参考文献一、传动设计1.1电机的选择（1）床身上最大回转直径：320mm（2）主电机功率：4KW（3）主轴最高转速：1500r/min参考机床主轴变速箱设计指导（以下简称设计指导）P16选择Y112M-4型三相异 步电动机。1.2运动参数变速范围 Rn= max =1500/33.5=44.8=中 zt v min对于中型车床，中=1.26或甲=1.41此处取甲=1.41得转速级数Z=12。查设计
5、指导P6 标准数列表得转速系列为：33.5、47.5、67、95、132、190、265、375、530、750、 1060、 1500。1.3拟定结构式1.3.1确定变速组传动副数目实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合：12 = 3X4 12=4X312 = 3X2X212=2X3X212 = 2X2X3在上列两行方案中，第一行的方案有时可以节省一根传动轴，缺点是有一个传动组内有 四个传动副。如用一个四联滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；如果用两个双联滑移齿轮，操纵 机构必须互锁以防止两个双联滑移齿轮同时啮合，所以少用。根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，方案12 = 3X2
6、X2是可取的。但是，由于主轴换向采用双向离合器结构，致使I轴尺寸加大，此方案也不宜采用，而应选用方案12 =2X3X2。1.3.2确定变速组扩大顺序12=2X3X2的传动副组合，其传动组的扩大顺序又可以有以下6种形式：A、12=21X32X26B、12=21X34X22C、12 =23X31X26D、12=26X31X23E、12=22 X 34 X 21F、12=26X32X21根据级比指数要“前疏后密”的原则，应选用方案A。然而，然而，对于所设计的机 构，将会出现两个问题: 第一变速组采用降速传动（图a）时，由于摩擦离合器径向结构尺寸限制，在结构 上要求有一齿轮的齿根圆大于离合器的直径，使
7、得I轴上的齿轮直径不能太小，II轴上的齿 轮则会成倍增大。这样，不仅使I-I轴间中心距加大，而且ii-m轴间的中心距也会加大， 从而使整个传动系统结构尺寸增大。这种传动不宜采用。 如果第一变速组采用升速传动（图b），则I轴至主轴间的降速传动只能由后两个 变速组承担。为了避免出现降速比小于允许的极限值，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。如果采用方案C、12 =23X31X26 （图c）则可解决上述存在的问题。其结构网如下图所示：1.4拟定转速图及验算传动组变速范围第二扩大组的变速范围R2=甲6 =8,符合设计原则要求，方案可用。由第二扩大组的变速范围R2=甲
8、6 =8= R max可知第二扩大组两个传动副的传动必1440r/nLiil.7. 5然是传动比的极限值。所以转速图拟定如下:500电动机3.5(r/mirO1.5确定齿轮齿数查金属切削机床表8 1各种传动比的适用齿数求出各传动组齿轮齿数如下表:变速组第一变速组a第二变速组b第二变速组c齿数和727290齿轮ZiZ *1Z2Z *2Z 3Z *3Z4Z * 4Z5Z *5Z6Z *6Z7Z *7齿数2448423019532448304260301872传动过程中，会采用三联滑移齿轮，为避免齿轮滑移中的干涉，三联滑移齿轮中最大和次大齿轮之间的齿数差应大于4。所选齿轮的齿数符合设计要求。1.6确
9、定带轮直径1.6.1确定计算功率Pca由机械设计表87查得工作情况系数KA =1.1故Pca = KA P=1.1X4 = 4.4KW1.6.2选择V带类型据Pca、气的值由机械设计图8 11选择A型带。1.6.3确定带轮直径基准并验算带速V由机械设计表86、表8 8，取小带轮基准直径d =118mm。1验算带速 V V =n d 1 nE /(60X1000)=n X 118 X 1440/(60X 1000) =8.897m/s 因为5m/sV30m/s,所以带轮合适。定大带轮直径d2d2 =id 1 (1一 ) = (1440/750)X118X(1 0.02)=222.03mm 带的滑
10、动系数，一般取0.02据机械设计表8 8，取基准直径d =224mm。21.7验算主轴转速误差主轴各级实际转速值用下式计算：n= n (1- )1 u u uE d 1 2 32式中u1 u2 u3分别为第一、第二、第三变速组齿轮传动比；nE为电机的满载转速；取0.02。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：人,n n, n = | ： | W10 (-1) %10X(1.41 1) %=4.1%其中n主轴理想转速把数据依次代入公式得出下表主轴转速n1n2n3n4n5n6理想转速33.547.56795132190实际转速33.547.367.194.6133.4188.1转速
11、误差00.40.10.410.5主轴转速n7n8n9n10n11n12理想转速26537553075010601500实际转速265.2373.9527.2743.41054.51486.8转速误差0.10.30.50.90.50.9转速误差满足要求，数据可用。1.8绘制传动系统图二、估算主要传动件，确定其结构尺寸2.1确定传动件计算转速2.1.1主轴计算转速主轴计算转速是第一个三分之一转速范围内的最高一级转速，即Z_1n. = nmin中 3 =93.9r/min 即 n4=95r/min;2.1.2各传动轴计算转速轴III可从主轴为95r/min按18/72的传动副找上去，似应为375r/
12、min。但是由于轴III上 的最低转速132r/min经传动组c可使主轴得到33.5r/min和265r/min两种转速。265r/min要 传递全部功率，所以轴I的计算转速应为132r/min。轴II的计算转速可按传动副b推上去， 得375r/min。轴I的计算转速为750r/min。各轴的计算转速列表如下轴IIImw计算转速n.750375132952.1.3各齿轮计算转速齿轮Z1Z *1Z2Z *2Z 3Z *3Z4Z * 4Z5Z *5Z6Z *6Z7Z *7齿数2448423019532448304260301872nj75037575010603751323751903752651
13、32265375952.2初估轴直径2.2.1确定主轴支承轴颈直径据电机的功率参考机械制造工艺金属切削机床设计指南（以下简称设计指南）表4.2 3,取主轴前轴颈直径D1= 80mm，后轴颈直径D2 = （0.70.9） D1,取D2 = 60 mm。2.2.2初估传动轴直径按扭转刚度初步计算传动轴直径d = 914气加式中d 传动轴危险截面处直径；N 该轴传递功率（KW）；*n ；n 从电机到该传动轴间传动件的传动效率（不计轴承上的效率），对估算传动轴直径影响不大可忽略;n j该轴计算转速（r/min）；甲该轴每米长度允许扭转角 据设计指导P32这些轴取甲=1deg/m。d= 91=910.96 x 4I4 750 x重x 11000=28mm根据传动系统图上的传动件布置情况初步估计各轴长度如下表轴IIImW长度640600740840对I轴对II轴d= 91=914 x 0.96 x 0.97375 x -600 x 11000= 35mmd= 91914 x 0.96 x 0.97 x 0.97132 x 241 x 11000=40mm
