Ф350mm普通车床主轴变速箱设计修正版Word下载.docx
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3.强度计算和结构草图设计---------------------------------------------14
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块的设计—---------------------------------------------------18
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总结、参考文献-------------------------------------------------------23
1）极限切削速度Vmax、Vmin
根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要考虑：
允许的切速极限参考值如下：
加工条件
Vmax（m/min）
Vmin（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
螺纹加工和铰孔
3～8
根据给出条件，取Vmax=180m/minVmin=50m/min螺纹加工和铰孔时取Vmin=4m/min
2）主轴的极限转速
计算车床主轴极限转速时的加工直径，按经验分别取K=0.5,
则主轴极限转速应为：
取标准数列数值，即
=1400r/min
在
中考虑车螺纹和铰孔时，其加工的最大直径应根据实际加工情况选取50mm左右。
=45r/min
转速范围
=
选级数Z=16
代入
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
各级转速数列可直接从标准的数列表中查出，按标准转速数列为：
45,56,71,90,112,140,180,224,280,355,450,560,710,900,1120,1400
3）主轴转速级数Z和公比
已知
且
a、b为正整数，即Z应可以分解为2和3的因子，以便用2、3联滑移齿轮实现变速。
Z=16则Z=24
=1400
=45Rn=
=32综合上述可得：
主传动部件的运动参数
=45
Z=16
4）主电机功率——动力参数的确定
合理地确定电机功率N，使机床既能充分发挥其性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。
中型普通车床典型重切削条件下的用量
刀具材料：
YT15
工件材料45号钢，切削方式：
车削外圆
查表可知：
切深ap
功率估算法用的计算公式
a主切削力：
=1900
f=1900
=3026N
b切削功率：
N切=
kw=
kwkw
c估算主电机功率：
可选取电机为：
Y132S-4额定功率为5.5KW，满载转速为1440r/min.
2.1传动结构式、结构网的选择确定
对于
有
传动组及各传动副数目
传动齿轮数目
传动轴数目
5根
2.1.2传动系统扩大顺序的安排
16级转速传动系统的传动组，可以安排成：
2*2*2*2
选择传动组安排方案时，要考虑到机床主轴变速箱的具体结构，装置和性能。
在I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。
有时甚至只有用一个定比传动副。
主轴对加工精度，表面粗糙度的影响大，因此主轴上齿轮少些好，最后一个传动副常选2，或者只用一个定比传动副。
16=2×
2×
2的传动副组合，其传动组的扩大顺序又可以有以下形式：
1）16=21×
22×
24
282）
3）
4）
5）
根据级比指数分配要“前密后疏”的原则，和扩大顺序组的前多后少原则及传动比的前缓后急原则，应选用1）
这一方案
2.1.3绘制结构网
2.1.4传动组的变速范围的极限值
齿轮传动最小传动比
最大传动比
决定了一个传动组的最大变速范围
因此，要按照下表，淘汰传动组变速范围超过极限值的所有传动方案。
极限传动比及指数X,X,值为：
公比
极限传动比指数
X值：
=1/4
6
X,值：
=2
（X+X,）值：
=8
8
正常连续的顺序扩大组的传动的传动结构式为：
Z=Z1[1]Z2[Z1]Z3[Z1*Z2]Z4[Z1*Z2*Z3]
最后扩大组的变速范围按照r
原则，导出系统的最大级数Z和变速范围Rn为：
Z4
2
Z=16
Rn=35
Z=16
Rn=16
最后扩大组的传动副数目Z4=2时的转速范围远比Z4=4时大,因此，在机床设计中，因要求的R较大，最后扩大组应取2更为合适。
同时，最后传动组与最后扩大组往往是一致的。
安装在主轴与主轴前一传动轴的具有极限或接近传动比的齿轮副承受最大扭距，在结构上可获得较为满意的处理，这也就是最后传动组的传动副经常为2的另一原因。
2.2转速图的拟定
运动参数确定以后，主轴各级转速就已知，切削耗能确定了电机功率。
在此基础上，选择电机型号，确定各中间传动轴的转速，这样就拟定主运动的转速图，使主运动逐步具体化。
1）电机功率N：
中型机床上，一般都采用三相交流异步电动机作为动力源。
2）电机转速
：
选用时，要使电机转速
与主轴最高转速
和I轴转速相近或相宜，以免采用过大的升速或过小的降速传动。
=1440r/min
3）分配降速比:
该车床主轴传动系统共设有四个传动组其中有一个是带传动。
根据降速比分配应“前慢后快”的原则以及摩擦离合器的工作速度要求，确定各传动组最小传动比。
=45/1400=1/
分配总降速传动比时，要考虑是否增加定比传动副，以使转速数列符合标准和有利于减小齿数和减小径向与轴向尺寸，必须按“前慢后快”的原则给串联的各变速器分配最小传动比。
a、决定轴Ⅲ-Ⅳ的最小降速传动比主轴上的齿轮希望大一些，能起到飞轮的作用，所以最后一个变速组的最小降速传动比取极限1/4，
，因此从V轴的最下点向上6格，找到IV上对应的点，连接对应的两点即为IV-V轴的最小传动比。
b、决定其余变速组的最小传动比根据“前慢后快”的原则，轴III-IV间变速组取
，即从Ⅲ轴向上4格，同理，轴II-III间取
，轴I-II取
，连接各线。
c、根据个变速组的传动比连线按基本组的级比指数x0=1，第一扩大组的级比指数x1=2，第二扩大组的级比指数x3=4第三扩大组的级比指数x4=8,画出传动系统图如2.2所示
根据给出条件，取Vmax=180m/minVmin=50m/min螺纹加工和铰孔时取Vmin=4m/min
=r/min
=44.44
选级数Z=12
取
31.45,63,90,125,180,250,355,500,710,1000,1400
取Z=12级则Z=22
=Rn=
=44.44综合上述可得：
Z=12
级数为Z的传动系统由若干个顺序的传递组组成，各传动组分别有Z1、Z2、Z3、…个传动副.即Z=Z1Z2Z3…传动副数由于结构的限制以2或3为适合，即变速级数Z应为2和3的因子：
即Z=2a
3b
有如下两种方案:
和
轴向尺寸
15b（b为齿轮宽度）
19b
4根
3根
操作机构
简单：
两个双联滑移齿轮和一个三联滑移齿轮，可以单独也可以集中操纵。
复杂：
四联滑移齿轮作为整体式，滑移长度为12b；
如拆为2个双联滑移齿轮，需要有自锁，以保证只有一个齿轮副啮合。
相比之下，还是传动副数分别为3、2、2的三个传动方案为优。
12=3×
3×
2的传动副组合，其传动组的扩大顺序又可以有6种形式：
1）12=31×
23×
262）12=32×
21×
263）12=34×
22
4）12=34×
215）12=32×
26×
216）12=31×
23
根据传动副的前多后少，扩大顺序组的前密后疏和最小传动比的前缓后急原则，应选用Z=
×
这一方案。
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