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1、商命/孑/家屛挟尊附COLLEGE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY HNUT课程设计说明书课程名称：机械制造装备设计设计题目：普通车床的主动传动系统设计专 业：机械设计制造及其自动化班级:机械1004学生姓名： 李杰 学号:1012110401起迄日期：2013年11月25日2013年12月15日指导教师：徐华湖南工业大学科技学院教务部制目录第一章普通车床主动传动系统设计方案 41.1 拟定主动参数 41.2 运动设计 41.3动力计算和结构图设计 41.4轴和齿轮的验算 41.5主轴变速箱装配设计 4第二章普通车床主动传动系统参数的拟定 52.1 车床参数和电动机的选择
2、52.2确定级数52.3普通车床的规格 5第三章运动设计63.1拟定传动方案63.2确定变速组及各变速组中变速副数目 63.3 各级变速组的变速范围及极限传动比 63.4确定各轴的转速 73.5绘制转速图73.6确定各变速组变速副齿数 83.7绘制变速传动系统图 9第四章传动件的设计104.1 带轮的设计104.2确定各轴的转速 134.3 传动轴的直径估算 144.4 键的选择、传动轴、键的校核 15第五章 各变速组齿轮模数的确定和校核 175.1齿轮模数的确定 175.2齿轮的设计20第六章齿轮的校验236.1齿轮强度校核 236.1.1 校核a组齿轮236.1.2 校核b组齿轮 246.
3、1.3 校核c组齿轮25第七章主轴组件设计277.1主轴的基本尺寸确定 277.1.1 外径尺寸D277.1.2 主轴孔径d277.1.3 主轴悬伸量 a287.1.4 支撑跨距L287.1.5 主轴最佳跨距 Lo的确定 297.2主轴刚度验算 307.3轴承的选用32参考文献33第一章普通车床主动传动系统设计方案1.1 拟定主动参数机床设计的初始，首先需要确定有关参数，它们是传动设计和结构设计的依据，影响到产品是 否能满足所需要的功能要求。根据拟定的参数、规格和其他特点，了解典型工艺的切削用量，了解 极限转速n max、n min和级数Z、主传动电机功率No1.2运动设计根据拟定的参数，通过
4、结构网和转速图的分析，确定传动结构方案和传动系统图。传动方案有 多种，传动型式更是式样众多，比如：传动型式上有集中传动的主轴变速箱。分离传动的主轴箱与 变速箱；扩大变速范围可以用增加传动组数，也可用背轮机构、分支传动等型式；变速型式上既可 用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。然后计算各传动比及齿轮的齿数1.3动力计算和结构图设计估算齿轮模数m和轴径d，将各传动件及其它零件在展开图和剖面图上做初步的安排、布置和设计。1.4轴和齿轮的验算在结构图的基础上，对传动轴和齿轮的刚度、强度进行校核1.5主轴变速箱装配设计主轴变速箱装配图是以结构图为基础，进行设计和绘制的。图上各零部件要表达清
5、楚，并标明 尺寸和配合。第二章普通车床主动传动系统参数的拟定2.1车床参数和电动机的选择此经济型数控车床根据任务书上提供的条件：车床最大加工直径为250mm主轴最高转速nmax =1000r/min，最低转速nmin =63r/min。主电动机的功率为4KW选择电动机的型号为 丫132M1-6表一电动机参数表电动机信号额定功率满载转速级数同步转速Y132M1-64KW960r/mi n4级1000r/mi n2.2确定级数根据任务书提供的条件，可知传动公比 W=1.41根据机械制造装备设计由公式尺=j z-1.z= lg Rn +1 ig转速范围Rn=石 =_6亍=15.9由上述综合可得Z=
6、ig, +1=ig1.41 +1=9由此可知 机床王轴 共有9级因为=1.41=1.06 6，根据机械制造装备设计查表标准数列。首先找到最小极限转速63,再每跳过5个数（1.261.06 6）取一个转速，即可得到公比为1.41的数列：63,90,125,180,250,355,500,710,1000 r/mi n 。2.3普通车床的规格根据以上的计算和设计任务书可得到本次设计车床的基本参数：车床的主参数（规格尺寸）和基本参数表机床最大加工直 径Dmax （mm）最咼转速nmax( r/min )最低转速nmin( rJmin )电机功 率P （kW公比P转速级数Z25010006341.41
7、9第三章运动设计3.1拟定传动方案拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、换向、制动、操纵等整个传动系统的确定。传 动型式则指传动和变速的元件、机构以及其组成、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、性能及经济性等多方面统一考虑。3.2确定变速组及各变速组中变速副数目级数为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 乙、乙个变速副。即z=Zi Z2Z3IHIII变速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：z=2a?3b，可以 有一种方案： 9=3 33.3各级
8、变速组的变速范围及极限传动比传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围：在降速传动时，为防止被动齿轮的直径过大而 使进径向尺寸过大，常限制最小传动比，imin 31/4，升速传动时，为防止产生过大的振动和噪音, 常限制最大传动比imax 2，斜齿轮比较平稳，可取imax 2.5，故变速组的最大变速范围为Rmax = i maximin主轴的变速范围应等于住变速传动系中各个变速组变速范围的乘积，即：Rn=R0R1R2IH检查变速组的变速范围是否超过极限值时，只需检查最后一个扩大组。因为其他变速组的变速 范围都比最后扩大组的小，只要最后扩大组的变速范围不超过极限值，其他变速组就不会超过极限 值。R2
9、=j 仓咲2 (P2- 1)其中，j =1.41 X2=6，F2=2 R2=1.41 创6 1 =8.46? (810)，符合要求3.4确定各轴的转速分配总降速变速比总降速变速比 i=rmin/口 =63/960=0.066又电动机转速nd=144（r/min不符合转速数列标准，因而增加一定比变速副 确定变速轴轴数变速轴轴数=变速组数+定比变速副数+ 1 = 2 + 1 + 1 = 4在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按变速顺序依次设为I、U、M（主轴）。1与U、U与IH轴之间的变速组分别设为a、b。现由川（主轴）开始，确定I、U轴的转速。1.来确定U轴的转速变速组b:级比指数为3，希望中间轴
10、转速较小，因而为了避免升速又不致变速比太小,取：II b12_、1I b21 = 1j = 1.41_ 11 b3 =4j结合结构式,U轴的转速只有一种可能：250,355,5002.定轴I的转速对于轴I,其级比指数为1,可取：ia1 = - j确定轴I转速为500，电动机于轴I的定变传动比为 960/500=1.923.5绘制转速图转速图Inml0 0 0 5 0 0 590633.6确定各变速组变速副齿数确定齿轮齿数的原则和要求： 齿轮的齿数和Sz不应过大；齿轮的齿数和Sz过大会加大两轴之间的中心距，使机床结构庞大， 一般推荐Sz 18；受结构限制的最小齿轮最小齿数应大于 1820；齿轮齿
11、数应符合转速图上传动比的要求：实际传动比（齿数之比）与理论传动比（转速图上要求 的传动比）之间又误差，但不能过大，确定齿轮数所造成的转速误差，一般不应超过10%（-1）%岜 10( j-1)%n理-要求的主轴转速；n实-齿轮传动实现的主轴转速；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Sz及小齿轮的齿数可以从机械制造装备设计表 3-9中选取 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
12、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。根据机械制造装备设计，查表各种常用变速比的使用齿数。变速组a:3i1=13i2=1/ =1/1.413i3 = 1/2确定最小齿轮的齿数Zmin及最小齿数和Szmin该变速组内的最小齿轮必在i = 1/2的齿轮副中，根据结构条件，假设最小齿数为Zmin =22时,查表得到Szmin =66。找出可能采用的齿数和诸数值ua1 =1Sz =60、62 ua2 =1.41Sz =60、63 ua3 =2Sz =60、63 在具体结构允许下，选用较小的Sz为宜，现确定Sz =72，确定各齿数副的齿数i=2 ，找出 z-i =24，
13、Z1 = sz - z-i =72-24=48；i=1.41，找出 z2 =30， Z2=sz-z2=42; z3=36， z3 =36 ；bi1=2/1bi2 =1/1.41b3=1/4故变速组中最小齿轮必在1/4的齿轮副中，假设最小齿数为Zmin =22, Szmin=110, 取 Sz =111，查得z1 =22,z2=46,Z3=37;z-=89,z2 =65,Z3=74。3.7绘制变速传动系统图in第四章传动件的设计4.1带轮的设计V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
14、比传动。电动机转 速n=960r/min,传递功率P=4kW传动比i=2.03，两班制，一天运转16小时，工作年数10年。(1) 选择三角带的型号由机械设计P56表8-7工作情况系数Ka查的共况系数Ka=1.2。 故根据机械设计P56公式(8-21)Pca=KAP = 12汉 4=4.8(kW)式中P-电动机额定功率，Ka-工作情况系数因此根据Pca、由机械设计R57图8-11普通V带轮选型图选用A型。(2) 确定带轮的基准直径D， D、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D1不宜过小，即D13 Dmin。查机械设计R57表8-8、图8-11和P55表8-6取主动小带轮基准直径 D1=125mm。 由机械设计P150公式(8-15a) D2 = D1(1- e)式中：n1-小带轮转速，门2-大带轮转速，；-带的滑动系数，一般取0.02。,960故D2=? 125(1 0.02) = 254.02mm，500由机械设计R57表8-8取圆整为250mm(3) 验算带速度V,
