车床主轴传动系统课程设计公比1.41转速12级

目录一、机床总体设计---------------------------------------------------------------------21、机床布局--------------------------------------------------------------------------------------------22、绘制转速图-----------------------------------------------------------------------------------------43、防止各种碰撞和干涉-----------------------------------------------------------------------------54、确定带轮直径--------------------------------------------------------------------------------------55、验算主轴转速误差--------------------------------------------------------------------------------56、绘制传动系统图-----------------------------------------------------------------------------------6二、估算传动件参数确定其结构尺寸-------------------------------------------71、确定传动见件计算转速--------------------------------------------------------------------------72、确定主轴支承轴颈尺寸--------------------------------------------------------------------------73、估算传动轴直径-----------------------------------------------------------------------------------74、估算传动齿轮模数--------------------------------------------------------------------------------85、普通V带的选择和计算-------------------------------------------------------------------------8三、机构设计--------------------------------------------------------------------------101、带轮设计-------------------------------------------------------------------------------------------102、齿轮块设计----------------------------------------------------------------------------------------103、轴承的选择----------------------------------------------------------------------------------------104、主轴主件-------------------------------------------------------------------------------------------105、操纵机构-------------------------------------------------------------------------------------------106、滑系统设计----------------------------------------------------------------------------------------107、封装置设计----------------------------------------------------------------------------------------108、主轴箱体设计-------------------------------------------------------------------------------------119、主轴换向与制动结构设计----------------------------------------------------------------------11四、传动件验算-----------------------------------------------------------------------111、齿轮的验算----------------------------------------------------------------------------------------112、传动轴的验算-------------------------------------------------------------------------------------13五、设计感想--------------------------------------------------------------------------17六、参考文献--------------------------------------------------------------------------17一、机床总体设计1、机床布局（1）确定结构方案a ）主轴传动系统采用V 带，齿轮传动。

b ）传动型采用集中传动。

c ）主轴换向，制动采用双向片式摩擦离合器和带式制动器。

d ）变速系统采用多联划移齿轮变速。

e ）润滑系统采用飞溅油润滑。

（2）布局采用卧式车床常规的布局形式。

机床主要由主轴箱，皮鞍，刀架，尾架，进给箱，溜扳箱，车身等6个部件组成。

（3） 主传动系统运动设计 1、确定变速组传动副数目实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合：a ）12=34⨯b ）12=4⨯3c ）12=322⨯⨯d ）12=223⨯⨯ 12=232⨯⨯在上述的方案中1和2有时可以省掉一根轴。

缺点是有一个传动组内有四个传动副。

如果用一个四联滑移齿轮的话则会增加轴向尺寸；如果用两个滑移双联齿轮，则操纵机构必须互梭以防止两个滑移齿轮同时啮合。

所以一般少用。

3，4，5方案可根据下面原则比较：从电动机到主轴，一般为降速传动。

接近电动机处的零件，转速较高从而转矩较小，尺寸也较小。

如使传动副较多的传动组放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可少些，就省材料了。

这就是“前多后少”的原则。

从这个角度考虑，以取12=322⨯⨯的方案为好。

2，确定各级转速：已知机床的最低转速rpm n 5.31min =，公比为Φ=1.414，级数Z=12，查表可得主轴转速12级分别为100 140 200 280 400 560 800 1120 1600 2240 3150 4500 则最大相对转速损失率:%29%10041.1141.1max =⨯-=A选用5.0kw 的电动机 型号为Y100L2-4 转速为1440r/min（4） 结构网或结构式各种方案的选择在12=232⨯⨯中，又因基本组和扩大组排列顺序的不同而有不同的方案。

可能的六种方案，其结构网和结构式见下面的图。

在这些方案中可根据下列原则选择最佳方案。

1）传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围 在降速传动时，为防止被动齿轮的直径过大而使径向尺寸太大，常限制最小传动比≥min i 1/4。

在升速时，为防止产生过大的震动和噪声，常限制最大传动比2≤i 。

因此主传动链任一传动组的最大变速范围一般为108minmaxmax -≤=u u R 。

方案a b c d 是可行的。

方案d f 是不可行的。

2）基本组和扩大组的排列顺序a 12=363122⨯b 12=361222⨯⨯c 12=316222⨯⨯d 12=336122⨯⨯e 12=321422⨯⨯f 12=312422⨯⨯在可行的四种方案 a b c d 中，还要进行比较以选择最佳的方案。

原则是中间传动轴变速范围最小的方案 。

因为如果各方案同号传动轴的最高转速相同，则变速 范围小的，最低转速较高，转矩较小，传动件的尺寸也就可以小些。

比较图中的方案 a b c e ，方案 a 的中间轴变速范围最小故方案 a 最佳。

如果没有别的要求则计量使扩大顺序和传动顺序一致 3) 最后扩大传动组的选择最后扩大组的传动副数目3Z =2时的转速范围远比3Z =3时要大，3Z =2时，ψ64≤R ；3Z =3时，ψ4.22≤R 。

因此，在机床的设计中，因要求的R 较大，最后扩大组应取2更合适。

同时，最后传动组与最后扩大组往往是一致的，安装在主轴与主轴前一传动轴的具有极限或接近极限传动比的齿轮副承受最大扭矩，在结构设计上可以获得较为满意的处理。

这也就是最后传动组的传动副经常为2的另一原因。

a)c)e)b)d)f)2、绘制转速图图2 转速图利用查表法求出各传动粗齿轮齿数表1 齿轮齿数变速组 第一变速组 第二变速组 第三变速组 齿数和 728490齿轮654321Z Z Z Z Z Z 10987Z Z Z Z 131211Z Z Z 14Z3、防止各种碰撞和干涉（1）三联滑移齿轮的相邻两齿轮的齿数差应大于4，如齿数差小于4，齿轮1Z 在滑移中将与齿轮'2Z 的齿顶圆相碰，不便于变速，这时，可以将轴向尺寸从7b 增大到9b 来解决上述矛盾。

（2）避免齿轮4Z 与Ⅰ轴相碰，'1Z 与轴Ⅲ相碰，因而要求：（4Z +2）2m +1d >（1Z +'1Z ）m ；（'1Z +2）1m +3d >（3Z +'3Z ）2m4、确定带轮直径 确定计算功率 kN N j =K-工作情况系数 工作时间为二班制 查表的k=1.2 N-主动带轮传动的功率计算功率为kw kw N j .60.52.1=⨯= 根据计算功率和小带轮的转速选用的三角带型号为O 查表的小带轮直径推荐植为70 大带轮直径 mm D D n n D 140710144011212=⨯=⨯=5、验算主轴转速误差主轴各级实际转速值用下列公式计算:c b ad d E u u u d d n n ⨯⨯⨯-⨯⨯=)1(21ε式中c b a u u u 分别为第一,第二 第三变速组齿轮传动比. 转速误差用主轴实际转速与标准转速相对误差的绝对值表示:)%1(10-≤-=∆ϕ实际标准实际n n n n表2 转速误差表转速误差用实际转速和标准转速相对误差应小于等于4.1% 转速误差满足要求。