《ca6140型车床主传动系统设计【400mm-7.5kw-1.41-18级】大学论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ca6140型车床主传动系统设计【400mm-7.5kw-1.41-18级】大学论文（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课程设计(论文)专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 学生姓名 学 号 课 题 CA6140型车床主传动系统设计 指导教师 年 月 日摘要CA6140型车床主传动系统设计，主要包括三方面的设计，即：根据设计题目所给定的机床用途、规格、主轴极限转速、转速数列公比或级数，确定其他有关运动参数，选定主轴各级转速值；通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构网，拟定转速图；确定齿轮齿数及带轮直径；绘制传动系统图。其次，根据机床类型和电动机功率，确定主轴及各传动件的计算转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数，摩擦片尺寸及数目；装配草图完成后要验算传动件（传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的
2、刚度、强度或寿命。最后，完成运动设计和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计主轴变速箱装配图及零件图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与密封、传动轴及滑移齿轮零件的设计。【关键词】车床、主轴箱、变速系统、主轴组件。全套图纸加扣扣 401339828目录目录31、绪论62设计计算72.1普通车床的规格72.1.1车床的规格系列和用处72.1.2 操作性能要求73.主动参数参数的拟定83.1 确定传动公比83.2 主电动机的选择84.变速结构的设计94.1 主变速方案拟定94.2 变速结构式、结构网的选择94.2.1 确定变速组及各变速组中变速副的数目104.2.2 变速式的
3、拟定104.2.3 结构式的拟定104.2.4 结构网的拟定114.2.6 结构式的拟定114.2.7 确定各变速组变速副齿数124.3 验算主轴转速误差134.4绘制变速系统图13第5章 动力计算145.1 带传动设计145.2计算设计功率Pd145.3选择带型155.4确定带轮的基准直径并验证带速165.5确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角165.6确定带的根数z175.7确定带轮的结构和尺寸175.8确定带的张紧装置185.9计算压轴力185.10各传动轴的估算185.11齿轮模数确定和结构设计：195.12摩擦离合器的选择与计算216、齿轮强度校核226.1传动系统的I轴及轴上零
4、件设计226.1.1 齿轮的验算226.1.2传动轴1的验算246.1.3轴承疲劳强度校核256.2传动系统的轴及轴上零件设计266.2.1齿轮的验算266.2.2传动轴2的验算296.2.3轴2组件的刚度验算306.3 传动系统的轴及轴上零件设计326.3.1齿轮的验算326.3.2 传动轴3的验算356.3.3 轴3组件的刚度验算366.4传动系统的轴及轴上零件设计386.4.1齿轮的验算386.4.2传动轴的验算406.4.3轴4组件的刚度验算416.5 传动系统的轴及轴上零件设计436.5.1齿轮的验算436.5.2传动轴的验算456.5.3轴组件的刚度验算477.结构设计497.1
5、结构设计的内容、技术要求和方案497.2 展开图及其布置497.3 I轴（输入轴）的设计497.4 齿轮块设计507.5 传动轴的设计517.6 主轴组件设计527.6.1 各部分尺寸的选择527.6.2 主轴材料和热处理527.6.3 主轴轴承537.6.4 主轴与齿轮的连接547.6.5 润滑与密封54设计心得55结 论56参考文献57致 谢58CA6140型车床主传动系统设计1、绪论机床技术参数有主参数和基本参数，他们是运动传动和结构设计的依据，影响到机床是否满足所需要的基本功能要求，参数拟定就是机床性能设计。主参数是直接反映机床的加工能力、决定和影响其他基本参数的依据，如车床的最大加工
6、直径，一般在设计题目中给定，基本参数是一些加工件尺寸、机床结构、运动和动力特性有关的参数，可归纳为尺寸参数、运动参数和动力参数。通用车床工艺范围广，所加工的工件形状、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬质合金刀具又用高速钢刀具。因此，必须对所设计的机床工艺范围和使用情况做全面的调研和统计，依据某些典型工艺和加工对象，兼顾其他的可能工艺加工的要求，拟定机床技术参数，拟定参数时，要考虑机床发展趋势和同国内外同类机床的对比，使拟定的参数最大限度地适应各种不同的工艺要求和达到机床加工能力下经济合理。机床主传动系因机床的类型、性能、规格和尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。设计机床主传动系时
7、最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。在设计时应结合具体机床进行具体分析，一般应满足的基本要求有：满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动特性，如机床主轴油足够的转速范围和转速级数；满足机床传递动力的要求。主电动机和传动机构能提供足够的功率和转矩，具有较高的传动效率；满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件有足够的刚度、精度和抗震性，热变形特性稳定；满足产品的经济性要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以便节约材料，降低成本。本论文从资料查阅总体设计模块设计撰写论文历时三个月，具体流程如下所示： 资料查阅、熟悉课题 绘制装配草图 各零部件的尺寸确定 校核各零件的强度 绘制装配图
8、和部分零件图 撰写论文、科技翻译2设计计算2.1普通车床的规格2.1.1车床的规格系列和用处普通机床的规格和类型有系列型号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。表1.1 车床的主参数（规格尺寸）和基本参数表工件最大回转直径(mm)电机转速( )最低转速( )电机功率P（kW）公比转速级数Z400150023.67.51.41182.1.2 操作性能要求1）具有皮带轮卸荷装置2）手动操纵双向片式摩擦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3.主动参数参数的拟定3.1 确定传动公比根据【1】公
9、式（3-2）因为已知，根据【1】表3-5 标准公比。这里我们取标准公比系列=1.26.因为=1.26=，根据【1】表3-6标准数列。首先找到最小极限转速23.6，再每跳过3个数（1.261.06）取一个转速，即可得到公比为1.26的数列：23.6，30，37.5，47.5，60，75，95，118，150，190，236，300，375，475，600，750，950，1180.3.2 主电动机的选择合理的确定电机功率P，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。现在以常见的中碳钢为工件材料，取45号钢，正火处理，车削外圆，表面粗糙度=3.2mm。采用车刀
10、具，可转位外圆车刀，刀杆尺寸：16mm25mm。刀具几何参数：=15，=6，=75，=15，=0，=-10，b=0.3mm，r=1mm。现以确定粗车是的切削用量为设计： 确定背吃刀量和进给量f，根据【2】表8-50，取4mm，f取0.6。 确定切削速度，参【2】表8-57，取V=1.7。 机床功率的计算，主切削力的计算 根据【2】-表8-59和表8-60，主切削力的计算公式及有关参数：F=9.81 =9.8127040.920.95 =3242（N）切削功率的计算 =32421.7=5.5（kW）依照一般情况，取机床变速效率=0.8.=6.86(kW)根据【3】表12-1 Y系列（IP44）电
11、动机的技术数据,Y系列（IP44）电动机为一般用途全封闭自扇冷式笼型异步电动机，具有防尘埃、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，B级绝缘，工业环境温度不超过+40，相对湿度不超过95%，海拔高度不超过1000m，额定电压380V，频率50Hz。适用于无特殊要求的机械上，如机床，泵，风机，搅拌机，运输机，农业机械等。根据以上要求，我们选取Y132M-4型三相异步电动机，额定功率7.5kW,满载转速1440，额定转矩2.2，质量81kg。 至此，可得到上表1.1中的车床参数。4.变速结构的设计4.1 主变速方案拟定拟定变速方案，包括变速型式的选择以及开停、换向、制动、操纵等整个变速系统的确定。变速
12、型式则指变速和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的变速型式、变速类型。变速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，确定变速方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。变速方案有多种，变速型式更是众多，比如：变速型式上有集中变速，分离变速；扩大变速范围可用增加变速组数，也可采用背轮结构、分支变速等型式；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，我们采用集中变速型式的主轴变速箱。4.2 变速结构式、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变速不失为有用的方法，但对于分
13、析复杂的变速并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。4.2.1 确定变速组及各变速组中变速副的数目数为Z的变速系统由若干个顺序的变速组组成，各变速组分别有、个变速副。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，为实现18级主轴转速变化的传动系统可以以下多种传动副组合： 18=332 18=323 18=233等18级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴箱的具体结构、装置性能，应满足前多后少的原则，主轴上的传动副数主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上的齿轮少些为好。综上所述，传动式为18=3324.2.2 变速式的拟定 12级转速变速
14、系统的变速组，选择变速组安排方式时，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，第一变速组的变速副数不能多，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好。最后一个变速组的变速副数常选用2。 18=332 18=323 18=233等4.2.3 结构式的拟定18级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴箱的具体结构、装置性能，应满足前多后少的原则，主轴上的传动副数主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上的齿轮少些为好。综上所述，传动式为18=332设计车床主变速传动系时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，在降速变速中，一般限制限制最小变速比 ；为避免扩大传动误差，减少震动噪声，在升速时一般限制最大转速比。斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取。因此在主变速链任一变速组的最大变速范围。在设计时必须保证中间变速轴的变速范围最小。4.2.4 结
