機床課程設(shè)計---設(shè)計一臺普通車床的主傳動系統(tǒng)

1、<p><b>　　機床課程設(shè)計說明書</b></p><p><b>　　一、設(shè)計目的</b></p><p>　　通過機床主運動機械變速傳動系統(tǒng)得結(jié)構(gòu)設(shè)計，在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計構(gòu)思、方案分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機械制圖、零件計算、編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計思想，掌握基本的設(shè)計方法，并具

2、有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力。</p><p><b>　　設(shè)計題目</b></p><p>　　設(shè)計一臺普通車床的主傳動系統(tǒng)。</p><p><b>　　1、主要參數(shù)：</b></p><p>　?。?）、轉(zhuǎn)速范圍:N＝31.5——1400rpm </p><p>

3、;　　（2）、轉(zhuǎn)速級數(shù):Z=12</p><p>　?。?）、電機功率：P=4KW</p><p>　　被加工零件的材料：鋼、鑄鐵</p><p>　　刀具材料：高速鋼、硬質(zhì)合金</p><p><b>　　運動設(shè)計</b></p><p><b>　　1、結(jié)構(gòu)分析式</b>

4、</p><p>　?、?⑵ [3] </p><p>　　從電動機到主軸主要為降速傳動，若使傳動副較多的傳動組放在較接近電動機處可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材料，也就是滿足傳動副前多后少的原則，因此取方案。在降速傳動中，防止齒輪直徑過大而使徑向尺寸常限制最小傳動比 ；在升速時為防止產(chǎn)生過大的噪音和震動常限制最大轉(zhuǎn)速比。在主傳動鏈任一傳動組的最大變速范圍。在設(shè)計時必須保證中

5、間傳動軸的變速范圍最小， </p><p>　　根據(jù)中間傳動軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下：</p><p>　　檢查傳動組的變速范圍時，只檢查最后一個擴大組：</p><p><b>　　其中，， </b></p><p><b>　　所以 ，合適。</b></p>

6、<p><b>　　2、繪制轉(zhuǎn)速圖</b></p><p><b>　?、胚x擇電動機</b></p><p>　　一般車床若無特殊要求，多采用Y系列封閉式三相異步電動機，根據(jù)原則條件選擇Y-132M-4型Y系列籠式三相異步電動機。</p><p><b>　?、品峙淇偨邓賯鲃颖?lt;/b>&l

7、t;/p><p><b>　　總降速傳動比 </b></p><p>　　又電動機轉(zhuǎn)速不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)，因而增加一定比傳動副。</p><p>　　[3]確定傳動軸軸數(shù)</p><p>　　傳動軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比傳動副數(shù) + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。</p><p>　　⑷確

8、定各級轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖</p><p>　　由 　　z = 12確定各級轉(zhuǎn)速：</p><p>　　1400、1000、710、500、355、250、180、125、90、63、45、31.5r/min。</p><p>　　在五根軸中，除去電動機軸，其余四軸按傳動順序依次設(shè)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ軸之間的傳動組分別設(shè)為a、b、c?，F(xiàn)由Ⅳ（主軸）

9、開始，確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速：</p><p><b>　　先來確定Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　傳動組c 的變速范圍為，結(jié)合結(jié)構(gòu)式，</p><p>　　Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速只有一和可能：</p><p>　　125、180、250、355、500、710r/min。</p><p><b

10、>　?、?確定軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　傳動組b的級比指數(shù)為3，希望中間軸轉(zhuǎn)速較小，因而為了避免升速，又不致傳動比太小，可取</p><p><b>　　，</b></p><p>　　軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速確定為：355、500、710r/min。</p><p><b>　?、鄞_定軸Ⅰ的

11、轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　對于軸Ⅰ，其級比指數(shù)為1,可取</p><p><b>　　，，</b></p><p>　　確定軸Ⅰ轉(zhuǎn)速為710r/min。</p><p>　　由此也可確定加在電動機與主軸之間的定傳動比。下面畫出轉(zhuǎn)速圖（電動機轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近）。</p><p&

12、gt;　　[5]確定各變速組傳動副齒數(shù)</p><p><b>　?、賯鲃咏Ma:</b></p><p><b>　　查表8-1, ，，</b></p><p>　　時：……57、60、63、66、69、72、75、78……</p><p>　　時：……58、60、63、65、67、68、70、72

13、、73、77……</p><p>　　時：……58、60、62、64、66、68、70、72、74、76……</p><p>　　可取72,于是可得軸Ⅰ齒輪齒數(shù)分別為：24、30、36。</p><p><b>　　于是，，</b></p><p>　　可得軸Ⅱ上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：48、42、36。</p>

14、;<p><b>　?、趥鲃咏Mb:</b></p><p><b>　　查表8-1, ，</b></p><p>　　時：……69、72、73、76、77、80、81、84、87……</p><p>　　時：……70、72、74、76、78、80、82、84、86……</p><p>

15、　　可取 84，于是可得軸Ⅱ上兩聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為：22、42。</p><p>　　于是 ，，得軸Ⅲ上兩齒輪的齒數(shù)分別為：62、42。</p><p><b>　　③傳動組c:</b></p><p><b>　　查表8-1,,</b></p><p>　　時：……84、85、89、90、94、9

16、5……</p><p>　　時： ……72、75、78、81、84、87、89、90……</p><p><b>　　可取 90.</b></p><p>　　為降速傳動，取軸Ⅲ齒輪齒數(shù)為18；</p><p>　　為升速傳動，取軸Ⅳ齒輪齒數(shù)為30。</p><p><b>　　于是得,

17、</b></p><p>　　得軸Ⅲ兩聯(lián)動齒輪的齒數(shù)分別為18，60；</p><p>　　得軸Ⅳ兩齒輪齒數(shù)分別為72，30。</p><p>　　3、 繪制傳動系統(tǒng)圖</p><p>　　根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動機等已知條件可有如下系統(tǒng)圖：</p><p><b>　　四、動力設(shè)計</b&g

18、t;</p><p>　　1、 確定各軸轉(zhuǎn)速 </p><p>　?、糯_定主軸計算轉(zhuǎn)速：主軸的計算轉(zhuǎn)速為</p><p>　?、聘鱾鲃虞S的計算轉(zhuǎn)速： </p><p>　　軸Ⅲ可從主軸90r/min按72/18的傳動副找上去，軸Ⅲ的計算轉(zhuǎn)速</p><p>　　125r/min；軸Ⅱ的計算轉(zhuǎn)速為355r/min；軸

19、Ⅰ的計算轉(zhuǎn)速為710r/min。</p><p>　　[3]各齒輪的計算轉(zhuǎn)速</p><p>　　傳動組c中，18/72只需計算z = 18 的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為355r/min；60/30只需計算z = 30的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為250r/min；傳動組b計算z = 22的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為355r/min；傳動組a應(yīng)計算z = 24的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為710r/min。</p>&

20、lt;p>　　[4]核算主軸轉(zhuǎn)速誤差</p><p><b>　　所以合適。</b></p><p><b>　　2、 帶傳動設(shè)計</b></p><p>　　電動機轉(zhuǎn)速n=1440r/min,傳遞功率P=7.5KW,傳動比i=2.03，兩班制，</p><p>　　一天運轉(zhuǎn)16.1小時，工作

21、年數(shù)10年。</p><p>　?、糯_定計算功率 取1.1，則</p><p><b>　?、七x取V帶型</b></p><p>　　根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計算功率，選B型帶。</p><p>　?、谴_定帶輪直徑和驗算帶速</p><p>　　查表小帶輪基準(zhǔn)直徑,</p><p&

22、gt;<b>　　驗算帶速成</b></p><p>　　其中 -小帶輪轉(zhuǎn)速，r/min；</p><p>　　-小帶輪直徑，mm；</p><p><b>　　，合適。</b></p><p>　　[4]確定帶傳動的中心距和帶的基準(zhǔn)長度</p><p><b>

23、;　　設(shè)中心距為,則</b></p><p>　　0．55（）a2（）</p><p>　　于是 208.45a758,初取中心距為400mm。</p><p><b>　　帶長</b></p><p>　　查表取相近的基準(zhǔn)長度，。</p><p><b>　　帶傳

24、動實際中心距</b></p><p>　　[5]驗算小帶輪的包角</p><p>　　一般小帶輪的包角不應(yīng)小于。</p><p><b>　　。合適。</b></p><p><b>　　[6]確定帶的根數(shù)</b></p><p>　　其中： -時傳遞功率的

25、增量；</p><p>　　-按小輪包角，查得的包角系數(shù)；</p><p><b>　　-長度系數(shù)；</b></p><p>　　為避免V型帶工作時各根帶受力嚴(yán)重不均勻，限制根數(shù)不大于10。</p><p>　　[7]計算帶的張緊力</p><p>　　其中： -帶的傳動功率,KW；</

26、p><p><b>　　v-帶速,m/s；</b></p><p>　　q-每米帶的質(zhì)量，kg/m；取q=0.17kg/m。</p><p>　　v = 1440r/min = 9.42m/s。</p><p>　　[8]計算作用在軸上的壓軸力</p><p>　　3、 各傳動組齒輪模數(shù)的確定和校核&

27、lt;/p><p><b>　　⑴模數(shù)的確定：</b></p><p>　　a傳動組：分別計算各齒輪模數(shù)</p><p>　　先計算24齒齒輪的模數(shù)：</p><p>　　其中: -公比 ； = 2；</p><p>　　-電動機功率； = 7.5KW；</p><p&

28、gt;<b>　　-齒寬系數(shù)；</b></p><p>　　-齒輪傳動許允應(yīng)力;</p><p>　　-計算齒輪計算轉(zhuǎn)速。</p><p>　　， 取= 600MPa,安全系數(shù)S = 1。</p><p><b>　　由應(yīng)力循環(huán)次數(shù)選取</b></p><p><b&g

29、t;　　，取S=1，。</b></p><p><b>　　取m = 4mm。</b></p><p>　　按齒數(shù)30的計算，，可取m = 4mm；</p><p>　　按齒數(shù)36的計算，, 可取m = 4mm。</p><p>　　于是傳動組a的齒輪模數(shù)取m = 4mm，b = 32mm。</p>

30、;<p><b>　　軸Ⅰ上齒輪的直徑：</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　軸Ⅱ上三聯(lián)齒輪的直徑分別為：</p><p><b>　　b傳動組：</b></p><p>　　確定軸Ⅱ上另兩聯(lián)齒輪的模數(shù)。</p>&l

31、t;p>　　按22齒數(shù)的齒輪計算：</p><p>　　可得m = 4.8mm；</p><p><b>　　取m = 5mm。</b></p><p>　　按42齒數(shù)的齒輪計算：</p><p>　　可得m = 3.55mm；</p><p>　　于是軸Ⅱ兩聯(lián)齒輪的模數(shù)統(tǒng)一取為m = 5m

32、m。</p><p>　　于是軸Ⅱ兩聯(lián)齒輪的直徑分別為：</p><p>　　軸Ⅲ上與軸Ⅱ兩聯(lián)齒輪嚙合的兩齒輪直徑分別為：</p><p><b>　　c傳動組：</b></p><p><b>　　取m = 5mm。</b></p><p>　　軸Ⅲ上兩聯(lián)動齒輪的直徑分別為

33、：</p><p>　　軸四上兩齒輪的直徑分別為：</p><p><b>　　五、齒輪強度校核</b></p><p><b>　　計算公式</b></p><p>　　1、校核a傳動組齒輪</p><p>　　校核齒數(shù)為24的即可，確定各項參數(shù)</p>&l

34、t;p>　?、?P=8.25KW,n=710r/min,</p><p><b>　?、拼_定動載系數(shù)：</b></p><p>　　齒輪精度為7級，由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》查得使用系數(shù)</p><p><b>　　⑶</b></p><p>　?、却_定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)</p>

35、<p><b>　　非對稱</b></p><p>　　,查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》得</p><p>　?、纱_定齒間載荷分配系數(shù): </p><p>　　由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》查得</p><p><b>　?、蚀_定動載系數(shù): </b></p><p>　?、瞬楸?10-

36、5 </p><p>　?、逃嬎銖澢谠S用應(yīng)力</p><p>　　由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限。 </p><p>　　圖10-18查得 ,S = 1.3</p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　故合適。</b></p>

37、<p>　　2、校核b傳動組齒輪</p><p>　　校核齒數(shù)為22的即可，確定各項參數(shù)</p><p>　　⑴ P=8.25KW,n=355r/min,</p><p><b>　?、拼_定動載系數(shù)：</b></p><p>　　齒輪精度為7級，由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》查得使用系數(shù)</p><p&

38、gt;<b>　　⑶</b></p><p>　?、却_定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)</p><p><b>　　非對稱</b></p><p>　　,查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》得</p><p>　?、纱_定齒間載荷分配系數(shù): </p><p>　　由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》查得</p

39、><p><b>　?、蚀_定動載系數(shù): </b></p><p>　　⑺查表 10-5 </p><p>　?、逃嬎銖澢谠S用應(yīng)力</p><p>　　由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限。 </p><p>　　圖10-18查得 ,S = 1.3</p><p><b&

40、gt;　　， </b></p><p><b>　　故合適。</b></p><p>　　3、校核c傳動組齒輪</p><p>　　校核齒數(shù)為18的即可，確定各項參數(shù)</p><p>　?、?P=8.25KW,n=355r/min,</p><p><b>　?、拼_定動載系數(shù)

41、：</b></p><p>　　齒輪精度為7級，由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》查得使用系數(shù)</p><p><b>　　⑶</b></p><p>　?、却_定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)</p><p><b>　　非對稱</b></p><p>　　,查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》得&

42、lt;/p><p>　?、纱_定齒間載荷分配系數(shù): </p><p>　　由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》查得</p><p><b>　?、蚀_定動載系數(shù): </b></p><p>　?、瞬楸?10-5 </p><p>　?、逃嬎銖澢谠S用應(yīng)力</p><p>　　由圖查得小齒輪的彎曲

43、疲勞強度極限。 </p><p>　　圖10-18查得 ,S = 1.3</p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　故合適。</b></p><p><b>　　六、主軸撓度的校核</b></p><p>　　1、 確定各軸最

44、小直徑</p><p><b>　　[1]Ⅰ軸的直徑：</b></p><p><b>　　[2]Ⅱ軸的直徑：</b></p><p><b>　　[3]Ⅲ軸的直徑：</b></p><p><b>　　[4]主軸的直徑：</b></p>&

45、lt;p><b>　　2、軸的校核</b></p><p>　?、褫S的校核：通過受力分析，在一軸的三對嚙合齒輪副中，中間的兩對齒輪對Ⅰ軸中點處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來進行校核</p><p><b>　　。</b></p><p>　?、蜉S、Ⅲ軸的校核同上。</p><p>　

46、　七、 主軸最佳跨距的確定</p><p>　　400mm車床，P=7.5KW.</p><p>　　1、 選擇軸頸直徑,軸承型號和最佳跨距</p><p>　　前軸頸應(yīng)為75-100mm,初選=100mm,后軸頸取,前軸承為NN3020K,后軸承為NN3016K,根據(jù)結(jié)構(gòu),定懸伸長度</p><p><b>　　2、 求軸承剛度&

47、lt;/b></p><p><b>　　考慮機械效率</b></p><p><b>　　主軸最大輸出轉(zhuǎn)距</b></p><p>　　床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的60%,取50%即200,故半徑為0.1.</p><p><b>　　切削力 </b><

48、;/p><p><b>　　背向力 </b></p><p><b>　　故總的作用力 </b></p><p>　　次力作用于頂在頂尖間的工件上主軸尾架各承受一半,</p><p>　　故主軸軸端受力為 </p><p><b>　　先假設(shè) </b&g

49、t;</p><p><b>　　前后支撐分別為</b></p><p><b>　　根據(jù)</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　八、各傳動軸支承處軸承的選擇</p><p>　　帶輪：由于帶輪不承受軸向力，故選用深溝球軸承

50、，型號：6211。</p><p>　?、褫S：Ⅰ軸的前后端與箱體外壁配合，配合處傳動軸的軸徑是35mm，同時Ⅰ軸也不會承受軸向力，故也選用深溝球軸承，型號：6207。</p><p>　　Ⅱ軸：軸徑:30mm,采用角接觸軸承，型號：7206C。</p><p>　　Ⅲ軸：軸徑:40mm,采用角接觸軸承，型號：7208C。</p><p>　　

51、Ⅳ軸（主軸）：主軸是傳動系統(tǒng)之中最為關(guān)鍵的部分，因此應(yīng)該合理的選擇軸承。軸徑: 55mm，從主軸末端到前端依次選擇軸承為圓柱滾子軸承，型號：N211B;角接觸軸承，型號：7211C; 軸徑:75mm,圓柱滾子軸承，</p><p>　　型號：1215，其示意圖如下圖： </p><p>　　九、 主軸剛度的校核</p><p><b>　　1、 主軸圖:

52、</b></p><p><b>　　2、計算跨距</b></p><p>　　前支承為雙列圓柱滾子軸承，后支承為雙列圓柱滾子軸承</p><p><b>　　當(dāng)量外徑</b></p><p><b>　　主軸剛度：由于</b></p><p&g

53、t;　　故根據(jù)式（10-8）</p><p>　　對于機床的剛度要求，取阻尼比</p><p>　　當(dāng)v=50m/min,s=0.1mm/r時,,</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　計算 </b></p><p>　　可以看出，該機床主軸是合

54、格的.</p><p><b>　　十、總結(jié)</b></p><p>　　金屬切削機床的課程設(shè)計任務(wù)完成了，雖然設(shè)計的過程比較繁瑣，而且剛開始還有些不知所措，但是在同學(xué)們的共同努力下，再加上老師的悉心指導(dǎo)，我終于順利地完成了這次設(shè)計任務(wù)。本次設(shè)計鞏固和深化了課堂理論教學(xué)的內(nèi)容，鍛煉和培養(yǎng)了我綜合運用所學(xué)過的知識和理論的能力，是我獨立分析、解決問題的能力得到了強化.&l

55、t;/p><p><b>　　十一、參考文獻</b></p><p>　　【1】.機械零件手冊 高等教育出版社</p><p>　　【2】.金屬切削機與機床 機械工業(yè)出版社</p><p>　　【3】.機械金屬切削機床設(shè)計課程指導(dǎo)書 桂林航天工業(yè)學(xué)院</p

56、><p>　　【4】.機械設(shè)計基礎(chǔ) 華北師范大學(xué)出版社 </p><p>　　【5】.互換性技術(shù) 機械工業(yè)出版社 </p><p>　　機床課程設(shè)計說明書1</p><p>　　一、設(shè)計目的...............................................

57、...............................................1</p><p><b>　　二、設(shè)計題目1</b></p><p><b>　　三、 運動設(shè)計1</b></p><p><b>　　四、動力設(shè)計6</b></p><p>

58、　　五、齒輪強度校核10</p><p>　　六、主軸撓度的校核13</p><p>　　七、 主軸最佳跨距的確定14</p><p>　　八、各傳動軸支承處軸承的選擇15</p><p>　　九、 主軸剛度的校核17</p><p><b>　　十、總結(jié)18</b></p>