《范永强机床主轴变速箱设计说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《范永强机床主轴变速箱设计说明书（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课 程 设 计 说 明 书专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机自092214H班 学生姓名 范 永 强 学 号 200922010388 课 题 车床主轴箱设计 指导老师 贾育秦 设计日期 2013年2月25日 机床主轴变速箱设计任务书题目：1、机床床身上最大工件回转直径420mm； 2、n=2000r/min,n=8r/min； 3、变速范围 r=250； 4、公比=1.26； 5、转速级数 Z=27； 6、电动机 N=7.5KW,n=1440r/min。内容：1、绽开图2、截面图 3、课程设计说明书班 级：机自092214H班学 生：范 永 强学 号：200922010388指导 老
2、师： 贾育秦书目一、机床主传动系统设计要求二、机床主传动运动设计2.1 设计题目及已知条件2.2 主运动参数拟定2.3 动力参数的确定电机的选择2.4 主运动系统运动设计2.5 齿轮齿数确定2.6 主传动系统设计中应留意的问题2.7 课程设计已给定的条件三、机床传动件的估算和验算3.1 三角带传动计算3.2 传动轴的估算和验算3.3 齿轮模数的初步计算和验算四、结构设计及说明4.1 结构设计的内容、技术要求和方案4.2 绽开图及其布置4.3 I轴（输入轴）的设计4.4 齿轮块设计4.5 传动轴的设计4.6 主轴组件设计五、其他问题六、主要参考资料序言机床设计是学生在学完基础课、技术基础课及相关
3、专业课的基础上，结合机床主传动部件（主轴变速箱）设计进行的综合训练。通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，在拟定传动和变速的结构方案的过程，得到设计构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件计算等方面的训练，其目的是：1. 驾驭机床主传动部件设计过程和方法，包括参数拟定、传动设计、零件计算、结构设计等，培育结构分析和设计的实力；2. 综合应用过去所学的理论学问，提高联系实际和综合分析的实力；3. 训练和提高设计的基本技能。如计算、制图、应用设计资料、标准和规范、编写技术文件等。对我来说，希望能通过这次课程设计，对自己的将来从事的工作，进行一次适应性训练，通过本次课程设计熬炼了自己分析问题、
4、解决问题的实力，对今后工作能有更多帮助。由于实际实践阅历不足、个人实力有限，设计中尚存在很多不足之处，请老师赐予指责指正。一、机床主传动系统设计要求1. 主轴具有肯定的转速和足够的转速范围，转速级数，能够实现运动的开停、变速、换向和制动，以满意机床的运动要求；2. 主电动机具有足够的功率，全部机构和元件具有足够强度和刚度，以满意机床的动力要求；3. 主运动的有关结构，特殊是主轴组件要有足够的精度、抗震性、温升和噪音小，传动效率高，以满意机床的工作性能要求； 4. 操纵敏捷牢靠，调整修理便利，润滑密封性能良好，以满意机床的运用要求；5. 结构简洁紧凑，工艺性好，成本低，以满意经济性要求。二、机床
5、主传动运动设计2.1 设计题目及已知条件以设计传动级数较少的中型通用车床的主传动部件为主。设计床身最大工件回转直径420mm轴变速箱，其条件为：1. 电动机功率 N=7.5KW2. 级数 Z=273. 最大转速 n=2000r/min4. 最小转速 n=8r/min5. 公比 =1.266. 变速范围 R=2502.2 主运动参数拟定依据已知条件主轴的最低转速n=8r/min，由公比=1.26，级数 Z=27,据数控机床系统设计P45表2-2标准数列表取相应的转速数列，即8，12，16，20，25，30，40，48，64，76，100，128，162，200，218，243，322，340，3
6、82，435，545，992，682，825，1000，1300，2000。2.3 动力参数的确定电机的选择合理地确定电动机功率N，使机床既能充分发挥其运用性能，满意生产须要，又不致使电机常常轻载而降低功率因素。确定机床电机功率的常用方法有：1) 类比法：对同类型机床运用的功率实际状况进行调查，进行分析对比；2) 估算法：按机床典型加工条件（工艺种类、加工材料、刀具、切削用量）进行估算；3) 试验测定法：依据典型的、起确定作用的加工条件，在同类（或相像）机床上进行切削试验，干脆测定电机功率。一般采纳估算法和类比法相结合方法确定通用机床电机功率。功率估算法常用计算公式有：主切削力：；切削功率：；
7、估算主电动机功率：依据已知条件给定电动机功率为N=7.5kw，转速为n=1440r/min，因此只需考虑电机的选择。依据电动机选择表可得选用Y132M-4（Y系列三相异步电动机）电机较合适。2.4 主运动系统运动设计1) 确定变速组及各变速组中传动副的数目；级数为Z=27的传动系统由于若干个依次的传动组组成，各传动组分别有、个传动副。即Z=传动副数由于结构的限制以2或者3位置合适，即变速级数Z应为2和3的因子：Z=由于已知条件已经给出方案传动副数来确定传动组方案。27级转速传动系统的传动组方案，可以支配成：3*3*3* 选择传动组支配方案时，要考虑到机床主轴变速箱的详细结构、装置和性能。在轴假
8、如安置换向摩擦离合器时，为减小轴向尺寸，（以免加长变速箱的尺寸）第一传动组的传动副数不能多，以2为宜。有时甚至只用一个定比传动副（此车床为cw6143，采纳定比传动副）。主轴对加工精度、表面粗糙度的影响最大，因此主轴上齿轮少些为好。最终一个传动组的传动副常选2，或者用一个定比传动副。2) 结构网或者结构式各种方案的选择；1 传动副的极限传动比和变速组的极限变速范围。 若用齿轮传动，在降速时为防止被动齿轮的直径过大而使径向尺寸过大，常限制最小传动比 。在升速时，为防止产生过大的振动和噪声，常限制最大传动比 。如用斜齿轮传动，则 。因此，主传动链任一变速组的最大变速范围一般为 。2 基本组和扩大组
9、的排列依次。 选择中间轴传动轴变速范围最小的方案。因为假如各方案同一传动轴的最高转速相同，则变速范围小的，最低转速较高，转矩较小，传动件的尺寸也就可以小些。假如没别的要求，则应尽量是扩大组依次与传动依次一样。3 安排传动比，绘制转速图。电动机和主轴的转速时已定的，当选定了结构网或者结构式后，就可以安排各传动副的传动比并确定中间轴的转速，再加上定比传动，就可以画出转速图。2.5 齿轮齿数确定为了便于设计和制造，同一传动组内各齿轮的模数常取为相同。此时，各传动副的齿轮齿数和相同。明显，齿数和太小，则小齿轮的齿数少，将会发生根切，或造成其加工齿轮中心孔的尺寸不够（与传动轴直径有关），或造成加工键槽（
10、传递运动须要）时切穿齿根；若齿数和太大，则齿轮结构尺寸大，造成主传动系统结构浩大。因此，应依据传动轴直径等适当选取。通常用计算法或者查表法确定齿轮齿数，后者更为简便。依据要求的传动比Z和初步定出的传动齿轮副齿数和S查表即可求出小齿轮齿数。常用传动比的适用齿数（小齿轮）件下表（表1）：选取时，应留意：1. 不产生根切，一般选取。2. 保证强度和防止热处理变形过大，齿轮齿根圆到键槽的壁厚，一般取则。3. 同一传动组的各对齿轮副的中心距应当相等。若模数相同时，则齿数和亦应相等。但由于传动比的要求，尤其是在传动中运用了公用齿轮后，常常满意不了上述要求。机床上可用修正齿轮，在肯定范围内调整中心距使其相等
11、，但修正量不能过大，一般齿数差不超过34个齿。4. 防止各种碰撞和干涉1）.三联滑移齿轮的相邻两齿轮的齿数差应大于4。如齿数差小于4，齿轮在滑移中将与齿轮的齿顶圆相碰，不便于变速（图3-3）。这时。可以将轴向尺寸从7b增大到9b来解决上述冲突。2）.避开齿轮与轴相碰，与轴相碰（图3-4）。因而能要求：；经计算查表，得各齿轮的参数如下表1：齿数Z模数m分度圆直径d齿根高hf齿顶高ha齿根圆直径df齿顶圆直径da中心距Z01252.562.532156.566.5Z0248120114124Z0348120114124Z0444110104114Z054010094104Z0630756979Z073792.586.596.5Z084010094104Z092152.546.556.5Z10
