车床主传动系统的设计--毕业设计专用(不看后悔)Word文档下载推荐.doc

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第三章传动方案的设计 7

1.传动方案的设计 7

2.求出主轴转速级数Z：

7

3.确定结构式和结构网：

4.齿轮齿数的确定 8

4.1确定齿数注意事项 8

4.2齿轮齿数的确定 9

第四章传动件参数的确定 10

1.I轴的转速 10

2.中间传动轴的转速 10

3.主轴转速的确定 11

4.其他传动件计算转速的确定 11

第五章传动件的设计 11

1.三角带传动设计 11

第六章主要设计零件的计算和验算 13

1.计算各传动轴的输出功率 13

2.计算各传动轴的扭矩 13

3.传动轴直径的初定及键的选取 13

4.主轴轴颈的确定 14

5.齿轮模数的初步计算 14

6.各级转速的校核 15

7.齿轮的校核 15

8.主轴的校核 17

9.轴承的选取 20

第七章润滑方式的选取 21

1.润滑系统的要求 21

2.润滑剂的选择 21

3.润滑方式 22

第八章结论 23

第九章参考文献 24

第十章设计图附录 25

第一章引言

金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器，又称为“工作母机”。

在现代机械制造工业中，金属切削机床是加工机械零件的主要设备，它所担负的工作量，约占机器总制造工作量的40%至60%。

机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。

普通车床是车床中应用最广泛的一种，约占车床类总数的65%，因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床。

此次课程设计的主要组成部件是主轴箱。

主轴箱：

又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一些列的变速机构使主轴得到所需要的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。

主轴箱中主轴是车床的关键零件。

主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，因此合理的设计是非常必要的。

第二章机床的总体设计

1.机床的工艺特性

1）工艺范围

精车、半精车外圆、车螺纹、车端面

2）刀具材料

硬质合金、高速钢

3）加工材料

钢合金结构钢、灰口铸铁、铝及铝合金

4）尺寸范围

0——250mm

5）切削用量

ap=2~6mmf=0.3~0.6mm/r

2.确定极限转速

确定主轴极限转速nmax、nmin并求出转速调整范围Rn。

1）确定主轴最高、最低转速

按照典型工序的切削速度和刀具直径，计算主轴的最高、最低转速。

计算公式如下：

式中：

nmax、nmin——分别为主轴的最高、最低转速（转/分）

vmax、vmin——分别为最高、最低切削速度（米/分）

dmax、dmin——分别为最大、最小计算直径（毫米）

应当指出，通常用机床的dmax和dmin并不是指机床上可能加工的最大和最小直径，而是指常用的经济加工的最大和最小直径。

对于通用机床，一般取：

式中：

K——系数，根据现有同类机床使用情况的调查确定（卧式车床K=0.5）

D——可能加工的最大直径（本次设计中D=250mm）

Rd——计算直径范围。

（Rd=0.20~0.25）

2）计算nmax

根据分析，用硬质合金车刀对小直径钢材精车外圆时，主轴转速为最高。

参考切屑用量手册及车削加工的切削速度手册参考，取

vmax=50m/minK=0.5Rd=0.2

则

3）计算nmin

用高速钢车刀，对铸铁材料的盘形零件粗车端面。

参考切削用量手册，取vmin=5m/min,则

3．主电机功率

本次设计采用估算法来确定机床电机功率，并结合模拟法适用。

功率估算法用的计算公式：

⑴主（垂直）切削力

⑵切削功率：

⑶估算主电机功率：

取主电机的功率为N=5.5KW

以上公式均摘自《机床主轴变速箱设计指导》一书。

所取Y系列电动机技术数据如下：

电动机型号

额定功率/KW

满载转速/（r/min）

堵截转矩

最大转矩

质量/kg

额定转矩

同步转速750r/min,8级

Y160M2-8

5.5

710

2.0

119

摘自《机械设计课程设计课程设计手册》一书

第三章传动方案的设计

1.传动方案的设计

1）选择传动形式

选择带传动：

优点是传动平稳，效率较好，可以有效减少震动引起的误差

2）变速形式

选择分级变速形式

3）确定公比

根据选用标准公比的一般原则和经验资料故对于通用机床，为使转速损失不大，机床几个又不过于复杂，一般取中等的标准公比。

即=1.41或者=1.26，本次设计中，根据有关计算资料取=1.41。

根据值，可以确定出其派生的转速数列如下：

12.5,18,25,35.5,50,71,100,140,200,280,400,560，

由Z=㏒（Rn）／㏒（）+1=1.71／0.15+1=12.8取整12

根据转速级数Z，按照级比指数规律求拟定结构式为：

其转速图如下：

本次设计曾考虑使用混合公比的传动方式，但由于转速级数Z值小，而且从混合公比的结构网中可以看出主轴的分散速度过大，且中间的常用速度少，两边的跳跃跨度大，鉴于通用机床的特点及传动要求，故本次设计根据参数的要求，否定了使用混合公比的传动方式。

通过阅读有关数据（普通机床系列型谱）

确定一下参数：

最大工件长度L（mm）350——750

刀架滑板上最大工件直径（mm）125

主轴通孔直径d2（mm）25

尾座顶尖套筒锥孔号莫氏3号

刀架截面尺寸h*b（mm）

4.齿轮齿数的确定

4.1确定齿数注意事项

1）齿轮的齿数和Sz应小些，以免加大两轴之间的中心距，使机床结构庞大，一般推荐齿数和Sz≤100~120

2）避免最小齿轮产生根切现象，机床变速箱中，对于标准直齿圆柱齿轮，一般取最小齿数Zmin≥18~20

3）齿轮的齿槽到孔壁或键槽的壁厚a≥2m（m为模数）,保证足够的强度，以避免出现断裂现象。

4）采用三联滑移齿轮时，应检查滑移齿轮之间的齿数关系：

三联滑移齿轮的最大和次大齿轮之间的齿数差应大于4，以保证滑移时，齿轮外圆不相碰。

4.2齿轮齿数的确定

在同一变速组内的齿轮齿数取相同模数，使用查表法，来确定齿轮的齿数

1）对于a变速组有：

Ua1=1/Ua1=36/36

Ua2=1/2Ua2=24/48

Ua3=1/3Ua3=30/42

2）对于b变速组有：

Ub1=Ub1=42/42

Ub2=1/2Ub2=22/62

3）对于c变速组有：

Uc1=2Uc1=60/30

Uc2=1/4Uc2=18/72

从转速图可知，传动系统图如下：

第四章传动件参数的确定

1.I轴的转速

I轴从电机得到运动，经传动系统转化成主轴各级转速，电机的转速和主轴的转速应相接近，显然，从传动件在高速转动下恒功率工作时所受扭矩最小考虑，I轴转速不宜将电机转速下降的太低。

同时，如果I轴上装有摩擦离合器一类的部件时，高速小摩擦损耗，发热都将成为突出矛盾。

因此，I轴转速也不宜过高，下列数据为I轴装有离合器的一些机床的电机，主轴，I轴转速的数据：

车床型号

电机转速r/min

主轴最高转速r/min

I轴转速r/min

C618K-1

1450

1200

660

CA6140

1400

750

CW6143

1440

2000

960

CM6132

1430

785

C6163

800

C336

1160

755

从上表可以看出I轴转速一般取700~1000r/min左右比较合适，如果电动机与I轴的传动方式为带传动，应使I轴的带轮不太大，以避免与主轴尾端发生干涉。

2.中间传动轴的转速

对于中间传动轴的转速考虑的原则是：

妥善解决结构尺寸大小与噪音，振动等性能要求之间的矛盾，中间轴的转速较高时，中间传动轴和齿轮承受的扭矩小，可以使轴颈和齿轮模数小些，从而使结构紧凑。

3.主轴转速的确定

对于中型通用机床，主轴计算转速的计算公式为：

4.其他传动件计算转速的确定

根据《金属切削机床设计》实现主轴转速的其他传动件的实际工作转速也传递全部功率，就是其传递全部功率时的最低转速。

据此，可以确定各轴的计算转速如下：

轴序号

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

主轴

计算转速（r/min）

280

140

50

35

最小齿轮的计算转速如下：

轴序号及最小齿轮齿数

1（24）

2（22）

3（18）

第五章传动件的设计

1.三角带传动设计

由于带是靠摩擦传递动力，带与轮槽间会有打滑，亦可因而缓和冲击及隔离震动，使传动平稳。

本设计用电机输出轴的定比传动。

1）确定计算功率

根据计算功率Nj（KW）和小带轮的转速n1（r/min）查有关图表，选择带的型号。

计算功率Nj=KwNd（KW）

Nd——电机额定功率

Kw——工作情况系数

因车床的启动载荷轻，工作很稳定，两班制工作时，取Kw=1.1；

Nj=1.15.5=6.05KW

2）选择三角带的型号：

Nj和n1查图5.2-7选B型

3）确定带轮的计算直径D1、D2

l小带轮计算直径D1

l因为皮带轮的直径越小，带的弯曲也就越大，为提高带的使用寿命，小带轮的直径不应过小，按照推荐值B型带时D1=140

l大带轮计算直径D2

D2=n1D1/n2=355取整为D2=350mm

l确定胶带速度

V=（πD1n1）/60100=5.2（m/s）<

13m/s故合适