360mm轻型车床主传动系统设计.docx
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360mm轻型车床主传动系统设计
360mm轻型车床主传动系统设计
摘要
本文研究的主要是360mm轻型车床的主传动系统，这类主传动系统的设计可用于以适应当前我国机床工业发展的现状，具有一定的经济效益和社会效益。
本次设计主要包括根据一些原始数据（其中包括机床电机的满载功率、最高转速等）结合实际条件和情况对360mm轻型车床一些参数进行拟定，再根据拟定的参数，进行传动方案的比较，确定传动方案，绘制出此主传动的机构图，并进行主轴的设计。
本文运用大学所学的知识，提出了轻型车床的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了轻型车床总的指导思想，从而得出了该轻型车床的优点是高效，经济，并且加工精度高，运行平稳的结论。
关键词：
360mm轻型车床主传动系统工作原理结论
Abstract
Thispaperismainlyaboutthemaindrivesystemof360verticallathe,themaindesignoftransmissioncanbeusedtoadapttothecurrentstatusofChina'smachinetoolindustrydevelopment,hascertaineconomicandsocialbenefits.
Thedesignofthemainincludingaccordingtosomeoriginaldata（includingmachinetoolmotorfull-loadpower,thehighestspeedetc.combinedwiththeactualconditionsandsituationofverticallathetosomeoftheparameters,andthenaccordingtotheparameters,comparedthetransmissionscheme,determinethetransmissionscheme,drawthemaindrivingmechanism,designandcarriesonthemainspindle.Inaddition,thedesignofdeviceforclampingworkpieceontheverticallathe,workpiececlampingdevicedesignedinthispaperisusedintheautomaticclampingdevice.
Keywords：
360machineverticalmaindrivingsystemclampingworkpicemainaxie
目录
概述04
第一章总体设计方案拟定06
1.1拟定主运动参数06
1.2运动设计06
1.3动力计算和结构草图设计06
1.4轴和齿轮验算06
第二章参数拟定07
2.1360mm轻型车床主参数和基本参数07
2.2各级转速确定07
第三章主传动机构设计08
3.1拟定主传动方案08
3.2传动方案的比较10
3.3各级传动比的计算12
3.4各级转速的确定方法13
第四章主轴的动力计算14
第五章主轴的设计和验算22
5.1主轴的结构设计23
5.2主轴的强度校核26
第六章结论41
致谢42
参考文献43
概述
这次毕业设计中,我所从事设计的课题是360mm轻型车床主传动系统的设计。
此类车床属于经济型中档精度机床，这类机床的传动要求采用手动与电控双操纵方式，在一定范围内实现电控变速。
总体的设计方案就是对传动方案进行比较，绘出转速图，对箱体及内部结构进行设计，包括轴和齿轮的设计、校核等。
由于机械工程的知识总量已经远远超越个人掌握所有，一些专业知识是必不可少的。
但是过度的专业知识分割，使视野狭隘，可以多多参加技术交流，和参加科研项目，缩小范围，提升新技术的进步和整个块的技术，提高外部条件变化的适应能力。
封闭的专业知识的太狭隘，考虑的问题太特殊，在工作中协调困难，不利于自我提高。
因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。
人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。
机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并研制和发展新的机械产品。
在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的可再生能源，成本的控制，减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任务。
机器能完成人的手和脚，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任务。
现代机械工程机械和机械设备创造出更多、更精美的越来越复杂，很多幻想成为过去的现实。
人类现在能成为天空的上游和宇宙，潜入海洋，数十亿光年的密切观察，细胞和分子。
电子计算机硬件和软件，人类的新兴科学已经开始加强，并部分代替人脑科学，这是人工智能。
这一新的发展已经显示出巨大的作用，但在未来几年还将继续创造出不可思议的奇迹。
人类智慧的增长并没有减少手的效果，而是要求越来越精致，手工制作，更复杂的工作，从而促进手功能。
又一方面实践促进人脑智力。
在人类的进化过程中，以及在每个人的成长过程中，大脑和手是互相促进和平行进化。
大脑和手之间的人工智能和机械工程的近似关系，唯一不同的是，智能硬件还需要使用机械制造。
在过去，各种机械离不开人类的操作和控制，反应速度和运算精度的进化是非常缓慢的大脑和神经系统，人工智能将消除这种限制。
相互促进，计算机科学和机械工程进展之间的平行，将在更高层次的新一轮发展的开始使机械工程。
在第十九世纪，机械工程的知识总量仍然是有限的，大学在欧洲，它与一般的土木工程是一门综合性的学科，称为土木工程，下半场的第十九个世纪成为一门独立的学科。
在第二十世纪，随着机械工程和知识增长的发展开始分解，机械工程专业，有分支机构。
在第二十世纪中期趋势分解，在时间之前和之后的第二次世界大战结束时达到的峰值。
由于机械工程的知识总量已经远远从个人掌握所有，一些专业是必不可少的。
但是过度的专业知识使分割，视野狭隘，可以查看和统筹大局和全球工程和技术交流，缩小范围，新技术的进步和整个块的技术，外部条件变化的适应能力差。
封闭的专业知识的专家太狭，考虑的问题太特殊，在工作协调困难，不利于自我提高。
因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。
人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。
综合职业分化和发展知识循环过程的合成，是合理和必要的。
从不同的专业和专业知识的专家，也有综合的知识了解不够，看看其他学科和项目作为一个整体，从而形成一种相互强烈的集体工作。
综合和专业水平。
有机械工程全面而专业的冲突；在综合性工程技术也有综合和专业问题。
在人类所有的知识，包括社会科学，自然科学和工程技术，有一个更高的水平，更广泛的综合性和专业性的问题。
第一章总体设计方案拟定
1.1拟定主运动参数
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
、
和级数Z、主传动电机功率N。
1.2运动设计
根据拟定的参数，通过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动力计算和结构草图设计
估算齿轮模数m和轴颈d，选择和计算离合器。
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
在结构草图的基础上，对一根传动轴和齿轮的刚度、强度进行校核。
第二章参数拟定
2.1360mm轻型车床主参数和基本参数
此车床是大型360mm轻型车床，根据任务书上提供的条件：
此车床最大转数1800RPM，电机满载功率5.5Kw。
此车床的主轴转速可分高低两档,共有12级转速：
其中高低两档各有6级转速，低速档时
=340/,
=45r/min;高速档时
=1800r/min，
=235r/min；
此车床床身上最大回转直径为
400mm,主轴端部型式为C6；主轴通孔直径为
20mm；
主轴孔锥度为公制70；其中电机的转速和功率分别为1000/1500r/min，4/5.5KW。
2.2各级转速的确定
已知主轴的转速分为12级，又分为高低两档，其中高档最大转速
为1800r/min，最小转速
为235r/min；R1=
/
=1800/235=7.66R=
[1]
当机床处于低速档时,主轴共有6级，转速范围
=
=
=7.556
=
，即
=
=
=1.499，取
=1.449≈
已知
=45,查标准数列表（见参考文献1第6页）.从表中找到
=45,就可每隔六个数取得一个数,得低速档的6级转速分别为45,67,103,154,230,340r/min;
当车床处于高速档时,主轴共有6级，转速范围
=
=
=7.659
=
，即
=
=
=1.50,取
=1.50≈
已知
=1800,查标准数列表（见参考文献1第6页）.
从表中找到
=1800,就可每隔六个数取得一个数,得高速档的6级转速分别为
236,354,543,815,1200,1800r/min。
第三章主传动机构设计
3．1主拟定传动方案
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传动方案的比较
3.2.1采用单速电机
已知变速级数为Z=12。
确定传动组及各传动组中传动副的数目。
级数为Z的传动系统由若干个顺序的传动组组成，各传动组分别有Z1、Z2、Z3、...各传动副，即Z=Z1Z2Z3…
传动副数由于结构的限制以2或3为合适，即变速级数Z应为2和3的因子Z=
×3。
可以有两种方案
方案一12=2×3×2
传动齿轮数目2×（2+3+2）=14。
轴向尺寸为15b。
传动轴数目为4根。
操纵机构较为简单：
两个滑移齿轮和一个三联滑移齿轮，可单独也可集中操纵。
方案二12=3×4
传动齿轮数目2×（3×4）=14个。
轴向尺寸为19b。
传动轴数目为3根。
操纵机构较复杂：
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2，3，2的三个传动组方案为优。
3.2.2采用双速电机
车床上，有时采用双速电机，双速电机的转速比：
=2，传动系统的公比
应当是2的整次方根，本设计中的双速电机的公比
=
=1.41。
这时电机的转速变换起着系统中第一扩大传动组的作用相应基本组的传动级数应为2，这样使传动系统的机械结构简化。
本设计是经济型轻型车床，采用电控和手动两种方式，为了结构设计的需要，本设计采用双速电机。
3.3各级传动比的计算
假设结构如图：
由于已经设计了各轴之间的相对位置关系，由传动系统草图知共有六个传
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