张涛-机械制造装备设计课程设计说明书(1)总结

机械制造装备设计

课程设计说明书

设计题目：最大加工直径为250mm的普通机床的

主轴箱部件设计

设计者：

指导教师：

2014年12月8日

蚌埠学院本科课程设计评阅表

课程设计任务书

2014—2015学年第一学期

蚌埠学院学院机械设计制造及其自动化专业11机制3班级课程名称：《机械制造装备设计》

设计题目：最大加工直径为250mm的普通车床的主轴箱部件设计起止日期：自2014 年12月8日至2014 年12 月20 日共 2 周

目录

设计任务书 (3)

目录 (4)

1. 机床用途、性能及结构简单说明 (5)

2. 设计部分的基本技术特性和结构分析 (6)

2.1车床主参数和基本参数 (6)

2.2 确定传动公比 (6)

2.3结构分析式 (6)

3. 设计部分的运动设计 (7)

3.1 主电机功率——动力参数的确定 (7)

3.2确定各级转速并绘制转速图 (8)

3.3 确定各变速组传动副齿数 (9)

3.4 绘制转速图和传动系统图 (9)

4.设计部分的动力计算 (9)

4.1 带传动设计 (9)

4.2 计算转速的计算 (11)

4.3 齿轮模数计算及验算 (11)

4.4 传动轴最小轴径的初定 (16)

4.5 主轴合理跨距的计算 (17)

4.6 轴承的选择 (18)

4.7 键的规格 (18)

4.8变速操纵机构的选择 (19)

4.9主轴合理跨距的计算 (19)

4.10 轴承寿命校核 (20)

5.设计部分的调节、润滑、维护保养、技术要求及其它 (21)

6. 设计心得 (23)

7.参考文献 (24)

1.机床用途、性能及结构简单说明

机床技术参数有主参数和基本参数，他们是运动传动和结构设计的依据，影响到机床是否满足所需要的基本功能要求，参数拟定就是机床性能设计。主参数是直接反映机床的加工能力、决定和影响其他基本参数的依据，如车床的最大加工直径，一般在设计题目中给定，基本参数是一些加工件尺寸、机床结构、运动和动力特性有关的参数，可归纳为尺寸参数、运动参数和动力参数。

通用车床工艺范围广，所加工的工件形状、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬质合金刀具又用高速钢刀具。因此，必须对所设计的机床工艺范围和使用情况做全面的调研和统计，依据某些典型工艺和加工对象，兼顾其他的可能工艺加工的要求，拟定机床技术参数，拟定参数时，要考虑机床发展趋势和同国内外同类机床的对比，使拟定的参数最大限度地适应各种不同的工艺要求和达到机床加工能力下经济合理。

机床主传动系因机床的类型、性能、规格和尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。设计机床主传动系时最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。在设计时应结合具体机床进行具体分析，一般应满足的基本要求有：满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动特性，如机床主轴油足够的转速范围和转速级数；满足机床传递动力的要求。主电动机和传动机构能提供足够的功率和转矩，具有较高的传动效率；满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件有足够的刚度、精度和抗震性，热变形特性稳定；满足产品的经济性要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以便节约材料，降低成本。

2. 设计部分的基本技术特性和结构分析

2.1车床主参数和基本参数

车床的主参数（规格尺寸）和基本参数如下：

2.2 确定传动公比 已知 5.2280

1800

min max ===n n R n ，1-=z n R ϕ ∴Z=

ϕ

lg lg n

R +1=10 因为ϕ=1.41=1.066，根据标准数列。首先找到最小极限转速80，再每跳过5个数取一个转速，即可得到公比为1.41的数列： 80，112，160，224，315，450，630，900,1250,1800. 2.3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

⑴ )2(22310-⨯⨯= ⑵ )2(32210-⨯⨯= [3] )2(23210-⨯⨯=

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)2(22310-=x 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

1

min ≥

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41.1=ϕ，62=X ，22=P 所以 10~846.81641.12≤=⨯⨯=R ，合适。

3.设计部分的运动设计

3.1 主电机功率——动力参数的确定

（1）合理地确定电机功率N ，使机床既能充分发挥其性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。

题设条件电机功率为4KW ，根据原则条件选择Y-112M-2型Y 系列笼式三相异步电动机，额定功率4kW,满载转速2890min r ，额定转矩2.2。

（2）分配总降速传动比

总降速传动比 0444.01800/80/min ===d n n i

又电动机转速m in /1800r 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。