《机械制造装备设计》课程设计Word文件下载.docx
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7.验算主轴的转速误差…………………………………………………………10
8．绘制传动系统图………………………………………………………………11
三、动力设计…………………………………………………………………………11
1.确定主电动机功率……………………………………………………………112.确定各齿轮的模数……………………………………………………………12
3.确定各轴的直径………………………………………………………………17
四、结构设计…………………………………………………………………………18
1.设计主轴组件…………………………………………………………………18
2.主轴组件的验算………………………………………………………………19
5、总结……………………………………………………………………………20
6、参考资料………………………………………………………………………20
一、设计任务书
1、设计目的：
课程设计是在学生学完相应课程及先行课程之后进行的实习性教学环节，是大学生的必修环节，其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。
2、设计内容：
（一）、运动设计
1．确定各运动参数
2．确定结构式
3．绘制转速图
4．确定齿轮齿数
5．绘制传动系统图（转速图与传动系统图绘在同一张图纸上）
（二）、动力设计
1．确定主电动机功率
2．确定各轴的直径
3．确定各齿轮的模数
（三）、结构设计
1.设计主轴组件
2.主轴组件的验算
3.绘制主轴组件装配图（1号图纸）
二、运动设计
1.确定各运动参数
（1）确定极限切削速度和。
根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要求考虑：
工序种类、工艺要求、刀具和工件材料等因素。
允许的切削速度参考值如下：
加工条件
（m/min）
硬质合金刀具粗加工铸铁工件
30-50
硬质合金刀具半精或精加工碳钢工件
150-300
螺纹（丝杆等）加工和铰孔
3-8
取=225m/min，=4m/min。
（2）确定主轴的转速、公比及变速范围。
1）主轴的最大极限转速
=
式中，查《机床设计指导》有，按经验公式可取（0.1-0.2）D：
=
=995r/min
2）主轴的最小极限转速
=
式中，查《机床设计指导》有，考虑车螺纹和铰孔时，其加工最大直径应根据实际加工情况选取0.1D和50mm左右；
==21.2r/min
3）车床的变速范围R
R==
4）确定公比。
考虑到设计的结构复杂程度要适中，故采用常规的扩大传动，并选级数Z=12.今以=1.26和1.41代入式，的R=12.7和43.8，因此取=1.41更为合适。
5）主轴的各级转速
各级转速可直接从《机床主轴变速箱设计指导》的标准转速列表中查出，标准数列表给出了以=1.06的从1-10000的数值，因为=1.41=，从表中找到=1000r/min，就可以每隔5个数值取出一个数，从而得出：
1000r/min、710r/min、500r/min、355r/min、250r/min、180r/min、125r/min、90r/min、63r/min、45r/min、31.5r/min、22.4r/min共12级转速。
2.确定结构式
（1）确定传动顺序
1）此次设计的c6160车床为12级，故有以下几种传动方案：
2）对方案进行比较
第、第种有四联滑移齿轮，如果采用四联滑移齿轮的话，话大大增大了主轴箱的轴向尺寸，故不采用第、第种方案；
对于其余3种方案，严格遵循了“前多后少”的设计原则，把尽可能多的传动副置于前面，让尽可能多传动副处于较高速的状态，这样就可以尽量减轻它们的受力情况，从而可以减小其尺寸，从而减少整体尺寸；
在本次设计中，选择第方案进行计算。
（2）确定扩大顺序
根据级比指数的前密后疏的关系，选取这种方案。
（3）此次设计的车床的结构式为。
（4）绘制结构图
ⅠⅡⅢⅣ
3.确定转速图
（1）电动机转速的确定
根据本设计车床的12级转速，=1000r/min；
要使电动机的转速与主轴的最高转速相近，以避免过大的升速或降速；
根据电动机的转速标准，取电动机的额定转速=960r/min；
（2）确定轴的转速
在本设计车床中，取轴的转速=500r/min；
（3）分配传动比
1）分配降速比时，应注意传动比的取值范围：
齿轮传动副中最大传动比2，最小传动比传动比过大，引起振动和噪音，传动比过小，使动齿轮与传动齿轮的直径相差太大，将导致结构庞大。
2）由传动比限制原则，得出极限级比指数表：
级比指数极限值
1.41
x值
4
值
2
3）根据“前缓后急”原则，先确定各个变速组的最小传动线；
从轴的500r/min转速传到主轴的22.4r/min，相差9格，相当于级比指数为9；
总共有3个变速组；
93=3；
由“前缓后急”原则分配三格给中间变速组，分配两格给第一变速组，分配四格给第三变速组；
然后，对于其他传动线，结合结构图可相应得出；
4）综上所述，得出各传动线的传动比：
传动组
传动比
电机—
—
i
1:
1
9:
25
2:
（4）转速图的绘制：
4.确定齿轮齿数
（1）确定齿轮齿数应该注意以下几类：
1）齿轮的齿数和应过大，以免加大中心距使机床结构庞大
一般推荐齿轮数和SZ为60～100；
2）不产生根切最小齿轮18～20；
3）保证强度和防止热处理变形过大齿轮齿根园到键槽的壁厚2mm一般取5mm则；
4）三联滑移齿轮的相领两轮的齿数差应大于4；
避免齿轮右左移动时齿轮右相碰，能顺利通过。
（2）在一个变速组中，主动齿轮的齿数用表示，从动齿轮的齿数用表示，+=，则传动比为==
式中，为互质数，设
由于是整数，必定能被所整除；
如果各传动副的的齿数和皆为，则能被、、
所整除，换言之，是、、的公倍数。
所以确定齿轮的齿数时，应在允许的误差范围内，确定合理的，进而求得、、，并尽量使、、的最小公倍数为最小，最小公倍数用表示，则必定为的整数倍。
设=k，k为整数系数。
然后根据最小传动比或最大传动比中的小齿轮确定k值，确定各齿轮的齿数。
（3）第一变速组
已知、、，则有
两对齿轮的齿数和分别为=2、=12、=3；
最小公倍数=12；
则齿数和为=12k。
最小齿数发生在中，则；
取k=6，得=72，第一对齿轮的齿数、，第二对齿轮的齿数、，第三对齿轮的齿数、。
（4）第二变速组
已知、，则有
二对齿轮的齿数和分别为=2、=34；
最小公倍数=34；
则齿数和为=34k。
取k=2，得=68，第一对齿轮的齿数、，第二对齿轮的齿数、。
（5）第三变速组
两对齿轮的齿数和分别为=5、=3；
最小公倍数=15；
则齿数和为=15k。
取k=6，得=90，第一对齿轮的齿数、，第二对齿轮的齿数、。
5.带传动的设计
已知：
电机额定功率，额定转速，轴的转速，两班制工作。
（1）确定计算功率
公式
查《机械设计》教程表5-6，得=1.2，则=6.6kw；
（2）选择V带带型
查《机械设计》教程图5-8，选取B型
（3）选择小带轮的基准直径
根据V带的带型，参考《机械设计》教程表5-2确定小带轮的基准直径=140mm；
（4）确定大带轮的基准直径
—电机到轴的传动比；
—小带轮的基准直径；
—根据《机械设计》教程，取0.02；
计算结果为=248mm；
查《机械设计》教程表5-4，取=265mm。
（5）验算带速V
V带的速度V==7.03m/s；
由此得；
验算合格；
（6）初定中心距=
（7）确定三角带的计算长度及内周长
得出=2260.67查《机床主轴变速箱设计指导》的L=2273mm
=L-Y=2240mm
（8）验算三角带的挠曲次数u
u=式中m---带轮的个数
带入数据的u=12.37≤40次/s
（9）确定实际中心距A
（10）验算小带轮包角
由公式计算出；
验算合格。
（11）确定三角带带的根数Z
公式式中和查查《机床主轴变速箱设计指导》可得，为计算功率。
计算结果Z=3.22；
取整Z=4；
V带的根数为4根。
6.计算转速
变速传动中传动件的计算转速，可根据主轴的计算转速和转速图确定。
确定传动轴的计算转速时，先确定主轴的计算转速，再按传动顺序由后往前依次确定，最后确定各传动件的计算转速。
（1）主轴的计算转速为公式
式中，—第一级的转速；
Z—机床的转速级数；
计算出，主轴的计算转速为63r/min；
（2）各传动轴的计算转速
主轴的计算转速是轴经18/72的传动副获得的，此时轴相应的转速为250r/min，但变速组c有两个传动副，轴转速为最低转速90r/min时，通过60/30的传动副可使主轴获得转速180r/min>
63r/min，则应能传递全部功率，所以轴的计算转速为90r/min，轴的计算转速时通过轴最低转速250r/min获得，所以轴的计算转速为250r/min。
同样，轴的计算转速为500r/min。
轴
主轴
计算转速
500r/min
250r/min
90r/min
63r/min
7.验算主轴的转速误差
（1）已知：
=0.5197
0.5
0.71
0.36
0.25
（2）计算误差
=（-）=0.23%
=（-）=1.21%
=（-）=0.22%
=（-）=1.01%
=（-）=1.60%
=（-）=2.02%
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