普通型车床主轴变速箱课程设计

1. 概述

1.1金属切削机床在国民经济中的地位

金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制

造机器的机器，又称为“工作母机”或“工具机”。

在现代机械制造工业中，金属切削机床是加工机器零件的主要设备，它所

担负的工作量，约占机器总制造工作量的40%-60%机床的技术水平直接影响

机械制造工业的产品质量和劳动生产率。

1.2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。

1.3设计任务和主要技术要求

普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此，对

这些基本知识和资料作些简要介绍。本次设计的是普通型车床主轴变速箱。主

要用于加工回转体。

2. 参数的拟定

2.1设计题目及已知条件

以设计传动级数较少的中型通用车床的主传动部件为主。

N=4Kw 设计床身最大工件回转直径400mm普通车床的主轴变速箱，其条件为：

1. 电动机功率：N=4Kw

Z=12

2. 级数：Z=12

3. 最小转速：n min 30r/mi n

4. 公比：1.41

2.2主运动参数的拟定

已知R n ^, R n z1 1。1121 44，其中n min 30r/min, 1.41

n min

所以n max 1320r/min

在标准数列表取相应的转速序列，由13按相隔4级取值，即30、42.3、59.7、84.2、118.8、167.6、236.3、333.4、470.3、663.4、935.8、1320.0 共12级转速。

2.3动力参数的确定一电机的选择

功率估算法：

1）主切削力：F z1900a p? f0751900 4 0.40.753822.6N

F z v 3822.6 100

61200 61200

3）估算主电机功率：N N切-3.24.0KW

总0.8

选用丫系列三相异步电动机丫132M 4,额定功率为4.0KW，满载转

速1440r/min。

3. 传动设计

3.1主传动方案的拟定

拟定变速方案，包括变速型式的选择以及开停、换向、制动、操纵等整个变速系统的确定。变速型式则指变速和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的变速型式、变速类型。

变速方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因n min30r / min

1.41

n max 1320r / m N 4.0KW

2）切削功率:

此，确定变速方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。

12 31 23 2 6

324转速图的拟定

3.3齿轮齿数的确定

根据拟定的转速图上各传动件的传动比，用计算法或查表法就可以确定齿轮的齿数。后者更为简便。根据要求的传动比u，和初

步定出的齿轮副齿数和S z，查表即可求出小齿轮齿数。

选取时应注意：

1）不产生跟切，一般取Z min 18~20

2）同一传动组的各对齿轮副的中心距应当相等，若模数相等时，贝U 齿数和亦应相等。但由于传动比的要求，尤其是在传动中使用了公用齿轮后，常常满足不了上述要求。机床上可用修正齿轮，在一定范围内调整中心距使其相等，但修正量不能太大，一般齿数差不能超过3~ 4个齿。

3）如果采用三联滑移齿轮，则相邻两齿轮齿数差应大于4,防止各

种碰撞与干涉。若小于4,则适量磨齿，减小齿顶圆。

i ai 1, i b2 二^, i a3 丄查i 为1.41,2,2.82 三行

1.41 1..41 1.41

1

当i a1时，S z……72、73、75、77、79、80、82、84……

1.41

1

当i b2 2时，S z ……63、66、69、72、75、78、81、84……

1.. 412

1

当i a3 3时，S z ……73、76、77、80、82、84……

1.413

从以上三行中可以挑出S z 84是共同适用的，则从表中查出小齿轮

齿数分别为35、28、22。

千曰. 35 . 28 . 22

于疋i a1 —，i a2 ，i a3 —

49 56 62

(2)变速组b :

1

i b1 1.41，i b2 —-，查i 为1.41，2, 二行

1.41

当i b1 1.41 时，S z……72、73、75、77、79、80、82、84……

1

当i b2 2 时，S z……63、66、69、72、75、78、81、84……

1.41

从以上三行中挑出S z72是共同适用的，则从表中查出小齿轮齿数分别为30、24。

于是i 30i 24

于疋i b142，i b248.

(3)变速组c:

1

i c1 1.412 i C2 ，查i 为2，3.98 两行

1..41

当i c1 1.412时，S z……63、66、69、72、75、78、81、84……

1

当i c2 4时，S z ……80、81、84、85、86、89、90、91……

1.. 414

从以上两行中挑出S z81是共同适用的，则从表中查出小齿轮齿数分别为27、16。

于是?27 ■16

于^是i c1 ，i c2 。

54 65

3.4

35

i a1

49

28 i a2

56

22

i a3 "―

62

30

i b1 —

42

24 i b2 ―

48

27 i c1 —

54

主轴转速在使用上并不要求十分准确，转速稍高或稍低并无太大影响。但

标牌上标准数列的数值一般也不允许与实际转速相差太大。

由确定的齿轮齿数所得的实际转速与传动设计理论值难以完全

相符，需要验算主轴各级转速，最大误差不得超过10( 1)，即

经验算，主轴转速全部都在误差范围内

4. 传动件的估算和验算

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i c2

16

65

10( -1) 0.041

354254 n1670—

493027

2854 n2670——

5627

2254 n3670——

6227

3554门4670

4927

2854 n5670

5627

2254 n6670

6227

3516 n?670——

4965

2816 n8670——

563065

224216 n9670

623065

352416

n

10670—

494865

282416 nn670?

564865

2224161340, n 0.015 0.041 938, n 0.013 0.041 665.6, n 0.006 0.041 478.6, n 0.008 0.041 335, n 0.00 0.041 237.7, n 0.007 0.041 164.9, n 0.030 0.041 115.4, n 0.022 0.041 81.9, n 0.036 0.041 58.9, n 0.018 0.041 41.2, n 0.030 0.041 29.3, n 0.025 0.041

n实际n理论

n -----------------

n理论

n12670 一一一

62 48 65