普通车床主轴箱部件设计

目录

一．设计目的2

二、设计步骤2

1.运动设计2

1.1已知条件2

1.2结构分析式2

1.3 绘制转速图4

1.4 绘制传动系统图6

2.动力设计6

2.1 确定各轴转速6

2.2 带传动设计7

2.3 各传动组齿轮模数的确定和校核9

3. 齿轮强度校核11

3.1校核a传动组齿轮11

3.2 校核b传动组齿轮13

3.3校核c传动组齿轮14

4. 主轴挠度的校核15

4.1 确定各轴最小直径15

4.2轴的校核16

5. 主轴最佳跨距的确定16

5.1 选择轴颈直径,轴承型号和最佳跨距16

5.2 求轴承刚度17

6. 各传动轴支承处轴承的选择18

7. 主轴刚度的校核18

7.1 主轴图:18

7.2 计算跨距19

三、总结20

四、参考文献20

一．设计目的

通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，在拟定传动和变速的结构方案过程中，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，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。

二、设计步骤

1.运动设计

1.1已知条件

[1]确定转速范围：主轴最小转速nnim（r/min）=90r/min、nmax （r/min）=2000r/min

主电动机转速（r/min)=1440、P（kw）=4kw

[2]最大加工直径φ=250mm

[3]确定公比：41

ϕ

=

.1

[4]转速级数：10

z

=

1.2结构分析式

因为我们的级数是10级，为了实现10级，本次设计中，我打算按12级的主轴箱来计算，让里面其中两组数据一样，最终达到10级⑴2

2

= [3] 2

3

=

⨯

⨯

12⨯

=⑵3

3

2

12⨯

⨯

2

2

12⨯

从电动机到主轴主要为降速传动，若使传动副较多的传动组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节省材料，也就是满足传动副前多后少的原则，因此取22312x x =方案。在降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比4

1min ≥i ；在升速时为防止产生过大的噪音和震动常限制最大转速比2max ≤i 。在主传动链任一传动组的最大变速范围()10~8min max max ≤=i i R 。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小，

根据中间传动轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如下：

检查传动组的变速范围时，只检查最后一个扩大组：

()1222-⨯⨯=P X R ϕ其中26.1=ϕ，62=X ，22=P

所以10~856.71626.12≤=⨯⨯=R ，合适。

1.3 绘制转速图

⑴选择电动机

一般车床若无特殊要求，多采用Y 系列封闭式三相异步电动机，根据原则条件选择Y-132M-4型Y 系列笼式三相异步电动机。

⑵分配总降速传动比

总降速传动比0625.01440/90/min ===d n n i

又电动机转速min /1440r n d =符合转速数列标准，因而不增加一定比传动副。

[3]确定传动轴轴数

传动轴轴数 = 变速组数 + 定比传动副数 + 1 = 3 + 0 + 1 = 4。

⑷确定各级转速并绘制转速图

由min /90r n mim =41.1=ϕz = 10确定各级转速：

2000,1400,1000,710,500,355,250,180,125,90r/min 。

在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按传动顺序依次设为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。Ⅰ与Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ、Ⅲ与Ⅳ轴之间的传动组分别设为a 、b 、c 。现由Ⅳ（主轴）开始，确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的转速：

① 先来确定Ⅲ轴的转速

传动组c 的变速范围为]10,8[9.741.1max 66∈===R ϕ，结合结构式， Ⅲ轴的转速只有一和可能：

180、250、355、500、710，1000r/min 。

②确定轴Ⅱ的转速

传动组b 的级比指数为2，希望中间轴转速较小，因而为了避免升速，又不致传动比太小，可取

988.1/12/11==ϕi b ，41.1/12=i b

轴Ⅱ的转速确定为：355、500、710r/min 。

③确定轴Ⅰ的转速

对于轴Ⅰ，其级比指数为1,可取

2/1/121==ϕi a ，41.1/1/12==ϕi a ，1/13=i a

确定轴Ⅰ转速为710r/min 。

由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比71/144710/1440==i 。

[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 a

2/1/121==ϕi a 时：=z S ……57、60、63、66、69、72、75、78…… 41.1/1/12==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