普通车床的主传动系统设计说明书.docx

1、普通车床的主传动系统设计说明书普通车床主传动系统设计说明书概述机床课程设计在金届切削机床课程之后的实践性教学部分， 其目的在丁通过设计机床传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构方案过程中，训 练设计构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术论文和查 阅文献资料等方面综合能力。一、设计题目设计一台普通车床的主传动系统，设计参数如下表:)丁与加工最大直 径主轴转速系歹U ( r/min )驱动电动机功率 与同步转速1400mm1.411000,710,500,355,250,180,125,904.5kw,1500r/min2400mm1.411000,500,355,25

2、0,180,125,90,454kw,1500r/min3320mm1.412000,1420,1000,710,500,360,250,180 ,125,90,63,454kw,1500r/min4320mm1.412000,1000,710,500,360,250,180,125,90,63,45,223kw,1500r/min5320mm1.262000,1260,1000,800,630,500400,320,250,200,160,1004kw,1500r/min6320mm1.262000,1250,800,630,500,400,320,250,200,160,100,633kw

3、,1500r/min(本小组选择第五组参数作为设计数据)二、运动设计2.1传动方案设计(1)集中传动方式主传动系的全部传动和变速机构集中装在同一个主轴箱内，称为集中传动方 式。通用机床中多数机床的主变速传动系都采用这种方式。 适用丁普通精度的大中型机床。特点是结构紧凑，便丁实现集中操纵，安装调整方便。缺点是运转的传动件 在运转过程中所产生的振动、热量，会使主轴产生变形，使主轴回转中心线偏离 正确位置而直接影响加工精度。(2)分离传动方式主传动系中的大部分的传动和变速机构装在远离主轴的单独变速箱中， 然后通过带传动将运动传到主轴箱的传动方式，称为分离传动方式。特点是变速箱各传动件所产生的振动和热

4、量不能直接传给或少传给主轴， 从而减少主轴的振动和热变形，有利丁提高机床的工作精度。运动由皮带经齿轮离 合器直接传动，主轴传动链短，使主轴在高速运转时比较平稳，空载损失小；当 主轴需作低速运转时，运动则由皮带轮经背轮机构的两对降速齿轮传动后， 转速显著降低，达到扩大变速范围的目的。本课程设计的机床为普通精度的大中型机床，即采用集中传动方式。2.2转速调整范围变速组中最大与最小传动比的比值，称为该变速组的变速范围即:20nmax 2000 Rn - / nmin 1002.3选用混合公比根据机械制造装备设计%公式(3-2)因为已知巳Z 1 ,推到公式如(Z1味1120 1.31根据机械制造装备设

5、计%表3-5标准公比。这里我们取标准公比系列 1.26，因为 1.26 1.064，根据机械制造装备设计 巴表3-6标准数列。首先找到最小极限转速25,再每跳过5个数(1.261.06 6)取一个转速，即可得到公比为 1.26 的数列:100、160、200、250、320、400、500、630、800、 1000、1260、2000。2.4结构式米用主变速传动系从电动机到主轴，通常为降速传动，接近电动机的传动件转速 较高，传递的扭矩较小，尺寸小一些；反之，靠近主轴的传动件转速较低，传递 的扭矩较大，尺寸就较大。在拟定主变速传动系时，应尽可能将传动副较多的变速组安排在前面， 传动副数少的变速

6、组放在后面，使主变速传动系中更多的传动件在高速范围内工作， 尺寸小一些，以便节省变速箱的造价，减小变速箱的外形尺寸。按此原则， 12=3X2X2 12 = 2X3X2 12 = 2X2X3这三种方式中方案一最好。2.4.1确定系数x0X0In RnInZ 1 13 12 1 22.4.2确定结构网和结构式确定基本组传动副数，一般取P。22.4.3基型传动系统的结构式应为：Z 12 21弟2孕62.4.4变型传动系统的结构式应在原结构式的基础上，将元基本组基比指数加上Xo而成，应为Xo为2,即:Z 12 21 232务传动系由a/b/c三个传动组组成：a传动组，传动副为2； b传动组，传动 副为

7、3; c传动组，传动副为2;下标表小各变速组的级比指数。级比：主动轴上同一点，传往从动轴相邻两条传动线的比值，用 Xj表示，其中Xj ,称为级比指数，相当丁相邻两传动线与从动轴交点之间相距的格数。根据“前多后少”，“前密后疏”的原则，取Z 12 3292362.4.5验算原基本组变形后的变速范围七 P 1 3 (2 1) 3R2 2 1.26 1.26 2.0 82.4.6验算最末变速的组变速范围R3 x3 P3 1 1.266 (2 1) 1.266 4.0 8根据中间变速轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定传动系统结构网如下：2.5绘制转速图2.5.1分配总降速比i1450 1 1u 1

8、00 14.5 15若每一个变速组最小降速比取1则三个变速组为，则需增加定比传动副, 4 64故选用三角带传动来降低速比可以满足要求。2.5.2变速轴轴数=变速组数+定比变速副数+1=3+1+1=52.5.3绘制转速图2.6带设计2.6.1确定计算功率Pj KP 1.0 4.0 4.0kwK为工作情况系数，可取工作 8小时，取K=1.02.6.2型号选择由 Pj 4.0kw和 n额 1440r/min查机械设计图11.15 ,选择B型带。2.6.3带轮直径确定查表 11.16 选取 Di 160mm ,取D22.6.42.6.5D2 (1 产 D1n2(1 1%)舞* 228.1mm (取 1

9、%)230。核算胶带速度V初定中心矩根据机械设计Dm6000012.06m/s符合要求P89经验公式11.20)0.55( D1 D2)h A。 2(D D2)Dm(D1 D2)2(D2 D1)(160 230)2(230 160)195mm35mmA0(0.6 : 2)(D1 D2) 234 :780mm取 A0 700mm 。2.6.6计算胶带的长度由机械设计 P182 公式（11.2）计算带轮的基准长度L。2A。一 D1 D222D2 D1 2014.4mm4A。由图11.4,取标准长度Ld 2000 mm。1000 2 12.06 1 1 1s 11.97s 40s 2014.42.6

10、.7核算胶带的弯曲次数1000mv 1U l s L Dma 42.6.9核算小带轮的包角 180 D2 D1 1801 180A2.6.10确定胶带的根数Z(Ldf2 692.8mm1201802310 回 174 120692.8由机械设计 P191 P|940.98表 11.8 po 3.64kw，表 11.7 ka0.36kw表 11.2 kL 0.98，表 11.10 p0p0 p0 3.64 0.36kah0.98 0.98 0.961.04 1 0.96则确定最后胶带的根数为二。2.7确定变速组齿轮传动副的齿数 轴三联滑移齿轮组：查表法：21 21.26 ,取ZSZ163 , Z

11、228U2Z3 _1Z4 312.0Z321 , Z442U3Z5 1Z611.26Z528, Z635U1Z1 35轴双联滑移齿轮组:Z7U4 Z8U5Z9 1Z9Z102.020,Z1040Z112 = 1.59V轴双联滑移齿轮组:三、动力设计Z11 43, Z12 27S4 70Z13 114 Z142.52Z13 20 , Z1450U6Z123.1计算各传动零件的转速根据传动系统，可计算出nmax1991r / min , nmin 100r/min。0.3主轴的计算转速：nnminnmaxnmin0.31991100 245r/min ,取王轴的计100查阅机床设计手册直径初定公式

12、：d 910如下表所小:算转速为200r/min由各轴传动比，可计算出各轴的转速,轴序号电1234计算转速(r/min )1440103.2初定传动轴的直径轴功率计算:PiP额顷 4.00.983.92( kw)轴功率计算:P2Pin 轴 n 3.920.9930.98 3.73(kw)轴功率计算:P3P2n 轴 3.7320.9820.98 3.51(kw)V轴功率计算:Pv P3 n 轴 3.51 0.982 0.98 3.30(kw)公式中参数确定，其中取=0.8轴功直径初步计算:Pi3.92kw ,n1j 1000r / min 0将各参数带入公式，结算结果为d24.1mm ,圆整取d

13、26mm 。轴功直径初步计算:p2 3.73kw ,n2j 500r / min 0将各参数带入公式，结算结果为d 28.3mm ,圆整取d 30mm。 轴功直径初步计算：p3 3.51kw , n3j 500r / min 0将各参数带入公式，结算结果为d 27.9mm ,圆整取d 29mm。3.3齿轮模数的初步计算45号钢整体淬火，j 1100MP，按接触疲劳计算齿轮模数 m,查表计算可一 B ，一 一得 k1 1.04,k2 1.3,k3 1.3 , m 扁一般为 610,取 m 8。-轴，Zi 25, i 2 , nj 1000r/min , p 3.92kw。3 (i 1)k,kck

14、p；由公式 mj 16300 J z :，可得 mj 2.19，取 m 2.5。轴，Zi 20 , i 2 , nj 500r/min , p2 3.73kw。3 (i 1)kkkp： 由公式 mj 16300 J z：，可得 mj 2.80，取 m2 3。V 轴，Zi 20 , i 2.5, nj 500r/min , p3 3.51kw。3 (i 1)k,kckp； 由公式 mj 16300 J z :，可得 mj 2.68，取 m3 3。3.4主轴轴颈直径的确定3.4.1主轴前、后轴颈Di 为 70-105mm 则取 Di 80mm，后轴颈 D2 (0.7 0.85) D1 56 68,

15、则3.4.2主轴内孔直径0.5。d 4一般4 2.52 7,普通车床一般选取 0.5 0.6,选D(D D)d 当 35mm23.4.3主轴前端悬:伸量a初选根据设计方案前后轴都采用滚动轴承，贝U 、1,故a 80mmDi3.4.4主轴支撑跨距由图5-57/174查得前后轴承的刚度分别为：Ci 710N/ uC2 600N/uZ 1.183，则平均直径DC280 70275mm。惯性矩：I2 2(D2 d2)64147.95cm40.81EI 2 107 147.95 Ga3 71 105 8.03查图 5-44/162 得： 项 2.75 a则 L0 2.75a 220mm。四、结构设计Z igRnig