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1、 目 录第一章 课程设计的目的和内容 - 1第二章 课程设计的步骤 - 2 第一节 运动设计 - - 2 一、确定极限转速 - - 2 二、确定公比 - - 2 三、求出主轴转速级数Z - - 2 四、确定结构式 - - 2五、绘制转速图 - - 2六、绘制传动系统简图 - 3七、确定各变速组齿轮传动副的齿数 - 3八、核算主轴转速误差 - 5 第二节 传动零件的初步计算 - - 5一、求各轴的计算转速 - 5 二、传动轴直径的初定 - 5 三、齿轮模数的初步计算 - 6 四、计算各齿轮的参数 - 7 五、确定各轴间距 - 8 六、带轮的选择 - 8 七、片式摩擦离合器的计算 - 9 八、主轴
2、轴承的计算- 10 九、主轴和齿轮的连接- 11 十、润滑与密封- 11 十一、其他问题- 11第三章 课程设计的验算 - 11 一、直齿圆柱齿轮的强度验算 - 11 二、主轴的弯曲刚度验算 - 15 三、主轴组件的静刚度验算 - 16 四、滚动轴承的验算 - 18设计小结 - 19参考书目 - 20第一章 课程设计的目的和内容一、 课程设计的目的机床课程设计是机床课程之后进行的实践性教学环节。是综合运用所学过的专业知识而进行的一项基本训练。1、使学生能够正确运用所学课程的基本理论和有关知识，学会机床设计方案的拟定、比较、分析及进行必要的计算；2、通过课程设计，掌握机床设备典型零件的计算方法和
3、步骤，掌握正确的结构设计方法，初步树立正确的设计思想，培养学生分析问题和解决问题的能力；3、提高学生应用设计手册、标准、其它设计资料的能力，以及编写技术文件等资料的能力。二、 课程设计题目：普通车床主轴箱设计三、设计参数： 设计一中型普通车床有级变速主轴箱，设计参数见下表。参数工件最大回转直径dmax(mm)正转最高转速nmax(r/min)电机功率N(kW)公比转速级数Z反转设计分组632016007.51.4112级数四、 课程设计内容（一） 运动设计：根据给定的机床用途、规格、极限转速、转速数列公比，通过分析比较拟定传动结构方案和传动系统图，确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实
4、际转速与标准转速的相对误差。（二） 动力设计：根据给定的电动机功率和传动件的计算转速，初算传动轴直径、齿轮模数；确定皮带型号及根数摩擦片离合器的尺寸和摩擦片数及制动器尺寸，完成装配草图后，要验算传动件的应力，变形或寿命是否在允许范围内，还要验算主轴组件的静刚度。（三） 结构设计：进行主运动传动轴系、变速机构、主轴组件、箱体、操纵机构、润滑与密封等的布置和结构设计。第二章 课程设计的步骤第一节 运动设计一、确定极限转速： 由给定的参数，得nmax=1600 r/min由公式： 且=1.41 ， Z=12可得=43.794 ，取所以=1600/45=35.5r/min二、确定公比：由给定的参数，=
5、1.41=1.06，Z=12级查1表3-6，得12级转速各为：35.5，50，71，100，140，200，280，400，560，800，1120，1600转速调整范围 Rn=1600/35.5=45.07三、 求出主轴转速级数Z： z=+1,因两轴间变速组的传动副数多采用2或3，在设计简单变速系统时，变速级数应选为Z=3m2n的形式，m、n为正整数。四、 确定结构式：12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
6、齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用2。综上所述，传动式为12=232。对于传动式有6种结构式对应的结构网，分别为： 由于本次设计车床主轴变速箱的I轴（输入轴）上装有摩擦片式离合器（见展开图），I轴造成组件装配缩小轴向尺寸，减少I轴的齿轮数，使I轴上的零件外径尺寸向右递减排列，以便I轴以组件形式能够后装先拆。因此，结构式选用 Z=验算结构式中的最末扩大组（按扩大顺序的最末、非传动顺序的最末）的调整范围=7.88 ，其最后扩大组的变速范围肯定也符合要求，因此所选结构式比较合理。五、 绘制转速图（一）选定电动机合理的确定电机功率N，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
7、轻载而降低功率因素。电动机的功率是7.5kW，根据机械设计课程设计表20-1选取Y132S-4型电动机，同步转速1500 r/min,额定功率5.5kW,满载转速1440 r/min，额定转距2.2。（二）总降速传动比 总降速传动比un=0.024将总降速传动比按着“先缓后急”的递减原则分配结合串联的各变速组中的最小传动比。（三）确定传动轴的轴数 传动轴数=变速组数+定比传动副数+1 =3+0+1=4 （四）绘制转速图 先按传动轴数及主轴转速级数求格数，画出网格，用以绘制转速图，在转速图上，先分配从电动机转速到主轴最低转速的总降速比，在串联的双轴传动间画上u(kk+1)min。再按结构式级比分
8、配规律画上各变速组的传动比射线，从而确定了各传动副的传动比。（五）绘制反转转速图级数Z =Z/2=6 nmax1.1nmax=1760 r/min可在I、II轴之间加入一组三个的齿轮传动，实现反转。六、绘制传动系统简图如下简图所示。七、确定各变速组齿轮传动副的齿数确定各变速组齿轮传动副的齿数时应根据以下原则：1、受齿轮最小齿数Zmin的限制，机床主传动系统一般只取Zmin1820，以避免产生根切现象。2、 套装在轴上的小齿轮还考虑到齿根圆到它的键槽深处的最小尺寸应大于基圆齿厚，以防断裂，则其最小齿数Zmin应为Zmin1.03D/m +5.6，式中 D齿轮花键孔的外径（mm）,单键槽的取其孔中
9、心至键槽槽底的尺寸两倍；m齿轮模数（mm）。 3、Smin还受最小传动比umin和允许的最大齿数Szmax的约束，机床主传动的最小极限传动比取umin1/4。中型机床一般取Sz=70100，SZmax=120； 4、Sz的选取不要使两轴中心距过小，否则可能导致两轴轴承过近，在等长的多轴变速系统中，还可能使前后变速组的齿轮顶圆与轴相碰，即k轴上前一个变速组中的最大被动齿轮Zmax的齿顶圆与（k+1）轴的外径dk+1相碰，或（k+1）轴上的后一个变速组中的最大主动齿轮Zmax的齿顶圆与k轴外径dk相碰。 5、在同一变速组内，尽量选用模数相同的齿轮。 由上述原则，查1表3-9，可得以下的齿数 （1）ua1=42/60= ； ua2=34/68=； SZa=102 （2）ub1=62/44=1.41 ；ub2=44/62= ； ub3=28/78= ； SZb=106 （3）uc1=80/40=2；uc2=24/96=； SZc=120（4）反转ud=38/43=； SZd=81八、核算主轴转速误差实际传动比所造成的主轴转速误差，一般不应超过10(-1)%,即
