机床设计说明书

专业课程设计

机床设计说明书

专业：机械设计制造及其自动化

班级： 10机械卓越

姓名：王全

学号： 201000163195

指导老师：李凯岭、邹斌

完成日期： 2013-01-15

目录

1.前言 (4)

2.机床参数的拟定 (4)

2.1任务要求 (4)

2.2 确定极限转速 (4)

3.传动设计 (5)

3.1 主传动方案拟定 (5)

3.2 确定传动组及各传动组中传动副的数目 (5)

3.3 传动式的拟定 (5)

3.4 结构式的拟定 (5)

3.5 分配传动比 (6)

3.6确定各传动组传动副齿数 (6)

3.7转速图和传动系统简图 (8)

4 .V带传动的计算 (8)

4.1选择V带的型号 (9)

4.3确定三角带速度 (9)

4.4初定中心距 (10)

4.5V带的计算长度 (10)

4.6确定实际中心距a (10)

4.7小带轮包角 (10)

4.8确定V带根数z (10)

4.9计算带的张紧力和轴上载荷 (11)

4.10带轮图例 (11)

5.传动轴的估算和验算 (11)

5.1确定各轴转速 (12)

5.1.1确定主轴计算转速 (12)

5.1.2各传动轴的计算转速 (12)

5.1.3核算主轴转速误差 (12)

5.2计算各传动轴传递的功率 (13)

5.3各传动轴直径的估算 (13)

6. 各传动组齿轮的计算和校核 (14)

6.1齿轮模数的计算和校核 (14)

6.1.1模数的确定 (14)

6.1.2 模数的校核 (15)

6.2 齿轮参数总结 (16)

6.3齿轮强度的校核 (17)

7.轴系零件的受力计算校核 (19)

7.1轴的设计计算 (19)

7.2计算齿轮受力 (19)

7.3计算支承力 (20)

7.4 计算弯矩 (20)

7.5弯矩图 (21)

7.6许用应力 (22)

8.轴承的选择与校核 (22)

8.1传动轴轴承的选择 (22)

8.2主轴轴承的选择 (23)

9.结构设计及说明 (23)

9.1齿轮结构设计 (23)

9.2带轮结构设计 (23)

9.3Ⅰ轴（输入轴）的设计 (23)

9.4齿轮块设计 (23)

9.5齿轮其他问题 (24)

9.6传动轴的设计 (24)

10.主轴组件设计 (26)

10.1各部分尺寸的选择 (26)

10.2润滑与密封 (26)

10.3其他问题 (27)

个人心得 (27)

参考文献 (28)

1.前言

机床设计是本次课程设计的重点，难度系数较大，工作量也很大。通过本次设计，希望能达到以下目的：

1、通过设计实践，进一步学习和掌握机械系统设计的一般方法。

2、培养综合运用机械制图、机械设计基础、精度设计、金属工艺学、材料

热处理及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力。达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。

3、培养实用手册、图册、有关资料及设计标准规则的能力。

4、通过设计，分析比较机床主传动中某些典型机构，进行选择和获得设计

工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力。

2.机床参数的拟定

2.1任务要求

本次设计的是立式钻床Z535主轴变速箱，主要用于加工孔。钻床的基本使用要求。

2.2 确定极限转速

由n

min =126,

φ=1.41,z=8确定各级转速，分别为1401、994、705、500、

354、251、178、126。

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5.5KW ，根据《机械工程专业课程设计指导》表4-11选Y132S-4，额定功率5.5kw ，满载转速1440 min r ，最大额定转距2.2。

3.传动设计

3.1 主传动方案拟定

3.2 确定传动组及各传动组中传动副的数目

原则上尽可能减少传动副，在布局上尽可能是靠近电机的变速组中的传动副多一些，即前多后少原则。主轴为8级转速，可选方案有4x 2=Z ，2x 4=Z ，2x 2x 2=Z

3.3 传动式的拟定

8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。在Ⅰ轴如果安置换向摩擦离合器时，为减少轴向尺寸，第一传动组的传动副数不能多，以2为宜。

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，传动式可选为8=2×2×2。

3.4 结构式的拟定

对于8=2×2×2传动式，有6种结构式和对应的结构网。分别为： 4212228××=， 4122228××=， 1422228××=，

2412228××=， 2142228××=， 124228××=。

其中4212228××=扩大顺序与传动顺序互相一致，变速范围逐渐增大，表现为转速图中前面变速组传动比的连线较紧密，后面较疏松，即前密后疏原则。选用4212228××=的方式。

3.5 分配传动比

确定变速组中的极限传动比

设计机床主传动系统要考虑两种情况：降速传动应避免被动齿轮尺寸过大而增加变速箱的径向尺寸，一般限制降速传动比的最小值u min ≥1/4; 升速传动

应避免扩大传动误差和减少振动，一般限制直齿轮升速传动比的最大值u max ≤2；斜齿轮传动比平稳，可取u max ≤2.5。 主传动各变速组的最大变速范围为：10~84

15.2~2r ==

分配传动比的原则

i ）各传动副的传动比应尽可能不超出极限传动比；

ii) 各中间传动轴的最低转速应适当高些，降速采取前缓后急，升速采取前急后缓的原则；

iii)为了便于设计和使用机床，传动比值最好取标准公比的整数幂次。 总降速比09.01401

126φ == 3.6确定各传动组传动副齿数

(1) 传动组a:

1u 1=，41.1φu 2==，

查参考文献【5】,

1u 1=时：=z S ……82、84、86、88、90……

41.1φu 2==时：=z S ……82、84、85、……