普通车床的主动传动系统设计书

普通车床的主动传动系统设计书一、专用镗床I型的主轴箱部件设计2. 工艺要求1. 加工工件材料为铸铁，粗加工、可加工通孔、沉孔、倒角。

2.加工零件的孔径为Φ150，要求正反转。

3.设备装备型式：主轴箱安置在主柱上，可作上、下移动。

二、设计内容1）运动设计：根据给定的转速确定主传动的结构网、转速图、传动系统图、计算齿轮齿数。

2）动力计算：选择电动机型号，对主要零件（如带、齿轮、主轴、传动轴、轴承等）进行计算（出算和验算）。

3）绘制下列图纸：①机床主传动系统图（画在说明书上）。

②操纵机构设计、主轴箱上、下移动机构设计（以原理图形式画在说明书上）。

③主轴箱部件展开图及主要剖面图。

④主轴零件图。

4)编写设计说明书一份。

一、概述1.1机床课程设计的目的课程设计是在学生学完相应课程及先行课程之后进行的实习性教学环节，是大学生的必修环节，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。

二、参数拟定 2.1确定转速范围确定转速范围：主轴最小转速n nim （r/min ）=140r/min 、n max （r/min ）=1800r/min 查机械制造装备设计书表2-5得：140r/min ，180r/min ，224r/min ，280r/min ，355r/min ，450r/min ，560r/min ，710r/min ，900r/min ，1120r/min ，1400r/min ， 1800r/min 。

2.2 主电机的选择合理的确定电机功率，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3KW ，根据《机械设计手册》第3版，选Y100L2-4，额定功率3KW ，满载转速1450r/min ，堵转转矩/额定转矩=2.2 最大转矩/额定转矩=2.3镗床的主参数（规格尺寸）和基本参数表三、传动设计 3.1 主传动方案拟定拟定传动方案，包括传动形式的选择以及开停、换向、制动、操作等整个传动系统的确定。

传动形式指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动形式、变速类型。

传动方案和形式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。

因此，确定传动方案和形式，要从结构、工艺、性能及经济等方面统一考虑。

传动方案有多种，传动形式更是众多，比如：传动形式上有集中传动、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、分支传动等形式；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，我们采用集中传动形式的主轴变速箱。

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。

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=有以下三种方案：12=3×2×2. 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。

主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上的齿轮少些为好。

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 结构式的拟定传动副应前多后少的原则，故12=3⨯2⨯2传动式，有6种结构式和对应的结构网。

又因为传动顺序应前密后疏，变速组的降速要前慢后快，所以结构式为： 12=31⨯23⨯263.3 转速图的拟定图1正转转速图[5]确定各变速组传动副齿数 ①传动组a:查表8-1, 2/1/121==ϕi a ，26.1/1/12==ϕi a ，1/13=i a2/1/121==ϕi a 时：=z S ……57、60、63、66、69、72、75、78……26.1/1/12==ϕi a 时：=z S ……58、60、63、65、67、68、70、72、73、77…… 1/13=i a 时：=z S ……58、60、62、64、66、68、70、72、74、76……可取=z S 72,于是可得轴Ⅰ齿轮齿数分别为：24、30、36。

于是48/241=a i ，42/302=a i ，36/363=a i 可得轴Ⅱ上的三联齿轮齿数分别为：48、42、36。

②传动组b:查表8-1, 8.2/1/131==ϕi b ，1/12=i b8.2/1/131==ϕi b 时：=z S ……69、72、73、76、77、80、81、84、87……1/12=i b 时：=z S ……70、72、74、76、78、80、82、84、86……可取 =z S 84，于是可得轴Ⅱ上两联齿轮的齿数分别为：22、42。

于是 62/221=i b ，42/422=i b ，得轴Ⅲ上两齿轮的齿数分别为：62、42。

③传动组c:查表8-1,4/11=i c ,22=c i4/11=i c 时：=z S ……84、85、89、90、94、95…… 22=c i 时： =z S ……72、75、78、81、84、87、89、90……可取 =z S 90.4/11=i c 为降速传动，取轴Ⅲ齿轮齿数为18； 22=c i 为升速传动，取轴Ⅳ齿轮齿数为30。

于是得72/181=i c ,30/602=c i得轴Ⅲ两联动齿轮的齿数分别为18，60； 得轴Ⅳ两齿轮齿数分别为72，30。

1.4 绘制传动系统图根据轴数，齿轮副，电动机等已知条件可有如下系统图：2.动力设计2.1 确定各轴转速⑴确定主轴计算转速：主轴的计算转速为min /60r 17.128.0n n 131213z min =⨯==--ϕIV⑵各传动轴的计算转速：轴Ⅲ可从主轴90r/min 按72/18的传动副找上去，轴Ⅲ的计算转速 125r/min ；轴Ⅱ的计算转速为355r/min ；轴Ⅰ的计算转速为710r/min 。

[3]各齿轮的计算转速传动组c 中，18/72只需计算z = 18 的齿轮，计算转速为355r/min ；60/30只需计算z = 30的齿轮，计算转速为250r/min ；传动组b 计算z = 22的齿轮，计算转速为355r/min ；传动组a 应计算z = 24的齿轮，计算转速为710r/min 。

[4]核算主轴转速误差min /5.141730/6042/4236/36256/1261450r n =⨯⨯⨯⨯=ϕϕ实 m in /1400r n =标%5%25.1%1001400)14005.1417(%100)(<=⨯-=⨯-标标实n n n所以合适。

2.2 带传动设计电动机转速n=1450r/min,传递功率P=3KW,传动比i=2.03，两班制， 一天运转16.1小时，工作年数10年。

⑴确定计算功率 取=A K 1.1，则 4.4KW 41.1P K P A ca =⨯== ⑵选取V 带型根据小带轮的转速和计算功率，选B 型带。

⑶确定带轮直径和验算带速查表小带轮基准直径mm d 1251=,mm i d 25403.21251252=⨯=⨯= 验算带速成10006011⨯=n d v π其中 1n -小带轮转速，r/min ； 1d -小带轮直径，mm ； ]25,5[/42.9100060144012514.3∈=⨯⨯⨯=s m v ，合适。

[4]确定带传动的中心距和带的基准长度 设中心距为0a ,则0．55（21d d +）≤a ≤2（21d d +）于是 208.45≤a ≤758,初取中心距为=0a 400mm 。

带长021221004)()(22a d d d d a L -+++=πmm 14054004)125254()254125(214.340022=⨯-++⨯+⨯= 查表取相近的基准长度d L ，mm L d 1400=。

带传动实际中心距mm L L a a d 5.39720=-+= [5]验算小带轮的包角一般小带轮的包角不应小于ο120。

οοοοφ1204.1613.57180121=⨯--≈ad d α。

合适。

[6]确定带的根数 Lcak k p p p Z α)(00∆+=其中： 0p ∆-1≠i 时传递功率的增量； αk -按小轮包角α，查得的包角系数； L k -长度系数；为避免V 型带工作时各根带受力严重不均匀，限制根数不大于10。

490.095.0)46.019.2(3.3=⨯⨯+=Z[7]计算带的张紧力0F 20)5.2(500qv k k vZ p F ca +-=αα其中： ca p -带的传动功率,KW ； v-带速,m/s ；q-每米带的质量，kg/m ；取q=0.17kg/m 。

v = 1440r/min = 9.42m/s 。

N F 7.19342.917.0)95.09.05.2(442.93.350020=⨯+-⨯⨯⨯=[8]计算作用在轴上的压轴力N ZF F Q 153024.161sin 7.193422sin 210=⨯⨯⨯≈≈οα 2.3 各传动组齿轮模数的确定和校核 ⑴模数的确定：a 传动组：分别计算各齿轮模数 先计算24齿齿轮的模数：3221][)1(16338jm dn z N m σμϕμ+=其中: μ-公比 ； μ = 2； d N -电动机功率；d N = 4KW ； m ϕ-齿宽系数； ][σ-齿轮传动许允应力; j n -计算齿轮计算转速。

SK N lim][σσ=， 取lim σ= 600MPa,安全系数S = 1。

由应力循环次数选取9.0=N K MPa 54016009.0][=⨯=σ 90.0=N K ，取S=1，[]MPa MPa S K H N 540160090.01lim =⨯==σσ。

mm m 72.371054022485.7)12(163383221=⨯⨯⨯⨯⨯+=取m = 4mm 。

按齿数30的计算，mm m 13.32=，可取m = 4mm ； 按齿数36的计算，mm m 39.33=, 可取m = 4mm 。

于是传动组a 的齿轮模数取m = 4mm ，b = 32mm 。

轴Ⅰ上齿轮的直径：mm d mm d mm d a a a 96244120304144364321=⨯==⨯==⨯=；；。