机床课程设计说明书资料

目录

1.概述 (2)

1.1机床课程设计的目的` (2)

1.2机床主要参数 (2)

2.参数的拟定 (2)

2.1 确定极限转速 (2)

2.2 主电机选择 (2)

3.传动设计 (3)

3.1 主传动方案拟定 (3)

3.2 传动结构式、结构网的选择 (3)

3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目 (3)

3.2.2 传动式的拟定 (3)

4. 传动件的估算 (6)

4.1 三角带传动的计算 (6)

4.2 传动轴的估算 (8)

4.2.1 传动轴直径的估算 (8)

4.3 齿轮齿数的确定和模数的计算 (9)

4.3.1齿轮模数的计算 (9)

4.3.2齿宽的确定 (11)

4.4 带轮结构设计 (11)

5. 动力设计 (12)

5.1主轴刚度验算 (12)

5.2 齿轮校验 (14)

5.3轴承的校验 (15)

6.结构设计及说明 (16)

6.1 结构设计的内容、技术要求和方案 (16)

6.2 展开图及其布置 (16)

6.3 齿轮块设计 (17)

6.4 传动轴的设计 (18)

6.5 主轴组件设计 (19)

总结 (22)

参考文献 (22)

1.概述

1.1机床课程设计的目的`

机床课程设计，是在金属切削机床课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力

1.2机床主要参数

电动机功率：3.0KW 工件材料：45

max 2120n rpm = min 125n rpm =

2.参数的拟定

2.1 确定极限转速

n R n n =min

max ，1-=z n R ? ∴?=1.26

2.2 主电机选择

合理的确定电机功率N ，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。

已知电动机的功率是2.2KW ，根据《金属切削机床设计简明手册》选Y100L-2，额定功率3.0kw ，满载转速2840 min r ，最大额定转距2.2。

3.传动设计

3.1 主传动方案拟定

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、性能及经济等多方面统一考虑。

传动方案有多种，传动型式更是众多，比如：传动型式上有集中传动，分离传动；扩大变速范围可用增加传动组数，也可用背轮结构、分支传动等型式；变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。

显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。此次设计中，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。

3.2 传动结构式、结构网的选择

结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。

3.2.1 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1Z 、2Z 、……个传

动副。即 321Z Z Z Z =

传动副中由于结构的限制以2或3为合适，即变速级数Z 应为2和3的因子：

b a Z 3?2= ，可以有三种方案：

12=3×2×2；12=2×3×2；12=2×2×3；

3.2.2 传动式的拟定

12级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能以及一个“前多后少”的原则。故离电动机近的传动组的传动副个数最好高于后面的传动组的传动副数。

主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用2。

综上所述，传动式为12=3×2×2。

3.2.3 结构式、结构网的拟定

对于12=3×2×2传动式，有6种结构式和对应的结构网。分别为：

13612322=?? 21612322=?? 26112322=??

16312322=?? 41212322=?? 42112322=??

根据(1)传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围（2）基本组扩大组的排列顺序，初选13612322=??的方案。

根据级比指数分配使传动顺序与扩大顺序相一致，方案63122312??=的结构网如下图所示：

63122312??=

图1 结构网

3.2.4转速图的拟定

上述所选定的结构式共有三个传动组，变速机构共需4轴，加上电动机共5轴，故转速图需5条竖线，如下图所示。主轴共12速，电动机轴与主轴最高转速相近，故需12条横线。中间各轴的转速可以从电动机轴往后推，也可以从主轴开始往前推。通常以往前推比较方便，即先决定轴三的转速。

上图为主轴箱右视图

4. 传动件的估算

4.1 三角带传动的计算

三角带传动中，轴间距A 可以加大。由于是摩擦传递，带与轮槽间会有打滑，宜可缓和冲击及隔离振动，使传动平稳。带轮结构简单，但尺寸大，机床中常用作电机输出轴的定比传动。

(1)选择三角带的型号

根据公式 1.12.2ca a P K P KW

==?=3.0=3.3KW 式中P---电动机额定功率，a K --工作情况系数

查《机械设计》图，因此选择A 型带，尺寸参数为B=80mm ，d b =11mm ，h=10，?=40?。

(2)确定带轮的计算直径1D ，2D

带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。为提高带的寿命，小带轮的直径1D 不宜过小，即min D D ≥1。查《机械设计》表，取主动轮基准直径1D =100mm 。 由公式()ε-=

112

12D n n D 式中： 1n -小带轮转速，2n -大带轮转速，ε-带的滑动系数，一般取0.02。

由《机械设计》表，取园整为150mm 。

(3)确定三角带速度 按公式11

3.1410014007.48601000601000

D n m V s π??===?? (4)初定中心距

带轮的中心距，通常根据机床的总体布局初步选定，一般可在下列范围内选取： 根据经验公式()()120120.72D D A D D mm +<<+ 取()2100150500mm ?+=，取0A =400mm.

(5)三角带的计算基准长度0L

()()0

21221004-++2+2=A D D D D A L π ()()2

01501003.142400100150119224700

L mm -=?+?++=? 由《机械设计》表，圆整到标准的计算长度 1200L mm =

(6)验算三角带的挠曲次数 10008.3340s mv u L ==≤次，符合要求。 (7)确定实际中心距A

00A 4001200119224042

L L A mm -=+=+-÷=（） (8)验算小带轮包角α 000021118057.5172120D D A α-≈-

?=>，主动轮上包角合适。 (9)确定三角带根数Z

根据《机械设计》得

00ca l

p z p p k k α=+? 传动比 121400/980 1.46v i v === 查表得0p ?= 0.3KW,0p = 1.52KW

查表，k α=0.98；查表，l k =0.96

()6.05Z 3.41.520.30.98 1.01

==+?? 所以取Z 4= 根

(10)计算预紧力

查《机械设计》表，q=0.1kg/m