机床主传动系统设计

第一章 概述

1.1机床主轴箱课程设计的目的

（1）通过机床主传动系统的机械变速机构设计，使学生树立正确的设计思想和掌握机床设计的基本方法；

（2）巩固和加深所学理论知识，扩大知识面，并运用所学理论分析和解决设计工作中的具体问题；

（2）通过机械制造装备课程设计，使学生在拟订机床主传动机构、机床的构造设计、各种方案的设计、零件的计算、编写技术文件和设计思想的表达等方面，得到综合性的基本训练；

（3）熟悉有关标准、手册和参考资料的运用，以培养具有初步的结构分析和结构设计计算的能力。

1.2设计参数

普通车床传动系统设计的设计参数： （a ）主轴转速级数Z=12；

（b ）主轴转速范围min =31.5n r/min ； （c ）公比φ=1.41； （d ）电机功率为7.5KW ； （e ）电机转速为1440r/min 。

第二章 参数的拟定

2.1 确定极限转速

由

n R n n =min

max

1-=z n R ϕ 因为ϕ=1.41

∴得n R =44.64 取n R =45

∴ max min 1386n n n R ==r/min 取标准转速1440r/min

2.2 主电机选择

已知异步电动机的转速有3000 /min r 、1500/min r 、1000/min r 、750

/min r ，已知额P 是4KW ，根据《车床设计手册》附录表2选Y132S-4，额定功率5.5kw ，满载转速1440 min

r

，87.0=η。

第三章 传动设计

3.1 主传动方案拟定

可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。此次设计中，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。

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。即 321Z Z Z Z =

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= ，可以有3种方案：

12=3×2×2；12=2×3×2；12=2×2×3 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，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

对于12=2×3×2传动式，有6种结构式和对应的结构网。分别为：

62123212⨯⨯= 61323212⨯⨯= 14223212⨯⨯=

24123212⨯⨯=

31623212⨯⨯=

12623212⨯⨯=

根据主变速传动系统设计的一般原则13612322=⨯⨯

3.3 转速图的拟定

第四章 传动件的估算

4.1 三角带传动的计算

三角带传动中，轴间距A 可以加大。由于是摩擦传递，带与轮槽间会有打滑，宜可缓和冲击及隔离振动，使传动平稳。带轮结构简单，但尺寸大，机床中常用作电机输出轴的定比传动。

(1)选择三角带的型号 根据公式

1.17.58.25a a P K P kw ==⨯=

式中P---电动机额定功率，a K --工作情况系数 因此选择A 型带。

(2)确定带轮的计算直径1D ，2D

带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。为提高带的寿命，小带轮的直径1D 不宜过小，

即min D D ≥1。查《机械设计》表8-3，8-7取主动轮基准直径1D =125mm 。 由公式12

1

2D n n D =

)1(ε- 式中：1n -小带轮转速，2n -大带轮转速，所以

45.248)02.01(125710

1440

2=-⨯=

D ，取整为250mm 。 (3)确定三角带速度

按公式11 3.141251440

9.95601000601000

D n m V s π⨯⨯===⨯⨯

因为5m/min

取： 根据经验公式()()120120.72D D A D D mm +<<+

即：262.5mm< 0A <750mm 取0A =600mm.

(5)三角带的计算基准长度0L

()()0

2

1221004-+

+2

+

2=A D D D D A L π

()()2

02501253.14

2600125250246001795.5L mm

-=⨯+⨯++

⨯=

由《机械设计》表8-2，圆整到标准的计算长度 1800L mm = (6)验算三角带的挠曲次数

100011.0640s mv

u L

==≤次符合要求。

(7)确定实际中心距A

0A 2

60018001795.52602.25L L A mm

-=+=+-÷=（） (8)验算小带轮包角α，轮上包角合适

(9)确定三角00002

1

118057.5168120D D A α-≈-⨯=>带根数Z 得: 00ca

l

p z p p k k α=

+∆

传动比: 0.2710/14402

1

===

v v i