普通车床传动系统专业课程设计项目说明指导书.doc

一、设计题目：设计一台加工直径最大范畴是320mm普通车床主传动系统。
重要参数：
1、转速范畴:N=40-1800 (r/min)
2、转速级数:Z=12
3、电机功率：P=4KW
被加工零件材料：钢、铸铁
刀具材料：高速钢、硬质合金

二、设计目：
1、培养综合运用和巩固扩大已学过知识，以提高理论联系实际设计与计算能力。
2、培养收集、阅读、分析和运用资料能力，以提高可以独立工作综合素质能力。
3、使初步掌握机床设计环节与办法，以提高构造设计和编制技术文献能力。
4、使纯熟掌握计算机辅助设计、主轴组件优化设计和主轴刚度校核计算等，以提高运用当代设计办法能力。
5、此设计过程是毕业设计教学环节实行技术准备。

三、设计内容与基本规定：
（一）设计内容：
Ⅰ.运动设计
（1）传动方案设计（集中传动，分离式传动），
（2）转速调速范畴；
（3）公比：大公比，小公比以及混合公比；
（4）拟定构造网和构造式：①传动副：前多后少，前密后疏。②超速级解决方案：a.增长变速组，b.采用分枝传动和背轮机构；
（5）绘制转速图：①降速：前缓后急。②升速：前急后缓；
（6）三角带设计:拟定变速组齿轮齿数；
（7）绘出传动系统图；
Ⅱ.动力设计
（1）传动件计算转速：各轴，各齿轮
（2）传动轴轴径
（3）齿轮模数
（4）主轴设计：轴径（前径，后径），内孔直径，前端前伸量a(粗选：100-120)，支撑形式，计算合理支撑跨距L
Ⅲ.构造设计
Ⅳ.校核一种齿轮（最小），校核主轴（弯矩，扭矩）
（二）基本规定：
1、依照设计任务书规定，合理拟定尺寸、运动及动力等关于参数。
2、对的运用构造式、转速图等设计工具，认真进行方案分析。
3、对的运用手册、原则，设计图样必要符合国标规定。阐明书力求用工程术语，文字通顺简洁，笔迹工整。
4、绘制图纸，主轴箱展开图1张。

四、设计参数：
序
号
加工最大直径
主轴转速系列（r/min）
驱动电动机功
率与同步转速
1
320mm
1800,1250,900,630,450,315，224,160,112,80,56,40
4kw,1440r/min

五、运动参数设计
（1）传动方案设计（选取集中传动方案）
（2）转速调速范畴
（3）选用混合公比
（4）拟定构造网和构造式：
（5）拟定变速组齿轮齿数
1．先计算第一扩大组齿轮齿数
第一扩大组降速比分别为：，
故齿数最小齿轮在降速比为之中，查表取，，则，则，
，
2．基本组降速比分别是：，
故齿数最小齿轮在降速比为之中，计算有，，则，，
3．第二扩大组降速比分别是，
故齿数至少齿轮在之中，查表有，，，则.
（6）传动系统图如下：

（7）绘制转速图： 如下图所示

六、动力参数设计
(1)传动件计算转速
①.主轴计算转速：是低速第一种三分之一变速范畴最高一级转速，即nj=80r/min。
②.各轴计算转速如下：
轴序号
电
I
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
计算转速（r/min）
1440

640
320
160
80
③.最小齿轮计算转速如下：
轴序号及最小齿轮齿数
Ⅰ（24）
Ⅱ(28)
Ⅲ(21)
Ⅳ(35)
计算转速（r/min）
640
320
160
80

(2)计算各传动轴输出功率

(3)计算各传动轴扭矩

七、轴径设计及键选用
①.轴Ⅰ：，，取带入公式：
有，,轴加大以保证轴稳定。圆整取
选平键：108
②.轴Ⅱ：，，取带入公式：
有，,轴加大以保证轴稳定。圆整取
选平键：108
③.轴Ⅲ：，，取带入公式：
有，,轴加大以保证轴稳定。圆整取
选平键：108
④.轴Ⅳ：选取主轴前端直径，后端直径
取，则平均直径。
对于普通车床，主轴内孔直径,考虑为增强主轴弯矩恰当缩小内孔径故本例之中，主轴内孔直径取为
支承形式选取两支撑，初取悬伸量，支撑跨距。
选取平键连接，。
主轴(Ⅳ轴)图：

八、带轮设计
（1）拟定计算功率:
,K为工作状况系数，可取工作8小时，取K=1.0

（2）选取三角带型号:
由和查表选取B型带
（3）取，则
（4）核算胶带速度V

（5）初定中心矩
，圆整取500mm。
（6）计算胶带长度
取
（7）计算实际中心距
，圆整取520mm.
（8）核算小带轮包角
.
（9）拟定胶带根数Z
，
，取三根带。
带轮图：

九、计算齿轮模数
(1)模数拟定：
a.传动组：计算最小齿轮分度圆直径

其中：-公比 ； = 4；
-电动机功率； = 4KW；
-齿宽系数；
-齿轮传动许允应力;
-计算齿轮计算转速。
， 取= 605,安全系数S = 1。
由应力循环次数选用

因此模数 m=d/z=46.75/21=2.3， 取m=3。

十、各级转速校核
各级实际转速(r/min)
78.9
157.9
315.9
631.6
各级原则转速(r/min)
80
160
320
640
误差
1.4％
1.3％
1.3％
1.3％
以上各级转速误差所有满足

十一、齿轮校核
轴号
I
II
III
IV
齿数
30
24
36
42
48
36
49
28
35
56
70
21
35
84
模数
3
分度圆
直径
90
72
108
126
144
108
147
84
105
168
210
63
105
252
齿顶圆
直径
96
78
114
132
150
114
153
90
111
174
216
69
111
258
齿根圆
直径
82.5
64.5
100.5
118.5
136.5
100.5
139.5
76.5
97.5
160.5
202.5
55.5
97.5
244.5
齿根高
3.75
齿顶高
3
齿高
6.75
中心距
108
126
157.5
齿宽
24
24
24
20
20
24
24
24
20
20
24
30
20
34

（1） 从上表可知Ⅰ轴到Ⅱ轴最小齿轮齿数为24
查设计手册可得如下数据：

①.接触应力：
，
[为传递额定功率（KW）]
将以上数据代入公式可得
②.弯曲应力：
，，

将以上数据代入公式可得
（2）从上表可知Ⅱ轴到Ⅲ轴最小齿轮齿数为28
查设计手册可得如下数据：

①.接触应力：
，
[为传递额定功率（KW）]
将以上数据代入公式可得
②.弯曲应力：
，

将以上数据代入公式可得
（3）从上表可知Ⅲ轴到Ⅳ轴（主轴）最小齿轮齿数为21
查设计手册可得如下数据：

①.接触应力：
，
[为传递额定功率（KW）]
将以上数据代入公式可得
②.弯曲应力：
，

将以上数据代入公式可得

十二、主轴校核
（a） 主轴前端部挠度
（b） 主轴在前轴承处倾角
（c） 在安装齿轮处倾角
E取为，

，
由于小齿轮传动力大，这里以小齿轮来进行计算

将其分解为垂直分力和水平分力
由公式
可得

主轴载荷图如下所示：

由上图可知如下数据：a=364mm,b=161mm,l=525mm,c=87mm
计算（在垂直平面）
,,

，，

，，

计算（在水平面）
,,

，，

，，

合成：

十三、轴承选用
（1） 带轮：由于带轮不承受轴向力，故选用深沟球轴承，型号：6211。
（2） Ⅰ轴：Ⅰ轴先后端与箱体外壁配合，配合处传动轴轴径是35mm，同步Ⅰ轴也不会承受轴向力，故也选用深沟球轴承，型号：6207。
（3） Ⅱ轴：轴径:30mm,采用角接触轴承，型号：7206C。
（4） Ⅲ轴：轴径:40mm,采用角接触轴承，型号：7208C。
（5） Ⅳ轴（主轴）：主轴是传动系统之中最为核心某些，因而应当合理选取轴承。轴径：55mm，从主轴末端到前端依次选取轴承为圆柱滚子轴承，型号：N211B;角接触轴承，型号：7211C；轴径:75mm,圆柱滚子轴承，
型号：1215，其示意图如下图：

小结
为期两周课程设计已经结束了，拿着自己设计出来车床，心中激动万分，顿时感觉自己设计能力已经达到了先进设计师水平。
说实话，课程设计真很复杂很累。但是，通过课程设计，使我深深体会到，干任何事情都必要要耐心，细致。课程设计过程中，许多计算有时难免令我感到有些心烦意乱：有两次由于我不小心计算出错，只能毫不情愿地重头再来。课程设计是机械设计当中非常重要环节，虽然两周时间略显得仓促某些。但从中还是学到了不少东西！
由于自己平时积累太少，再加上没有什么设计经验，在设计过程中，还是浮现了不少问题。虽然我在规定期间内克服种种困难并完毕任务，但还是难免有些疏忽和漏掉地方。但是，我坚信在后来设计工作中，一定能做更好、更出众！

参照文献：
【1】.机械零件手册 高等教诲出版社
【2】.金属切削机与机床 西安电子科技大学出版社
【3】.机械制造装备设计课程指引书
【4】.机械设计基本 华南理工大学出版社
【5】.互换性技术 华南理工大学出版社

普
通
车
床
主
传
动
系
统
设
计
说
明
书 系别：机械工程系
专业：机械设计与制造
学号：03120310
姓名：杨亮亮
日期：7月1日

目录
一、设计题目………………………………………………………………1
二、设计目………………………………………………………………1
三、设计内容与基本规定…………………………………………………1
四、设计参数………………………………………………………………3
五、运动参数设计…………………………………………………………3
六、动力参数设计…………………………………………………………5
七、轴径设计及键选用…………………………………………………6
八、带轮设计………………………………………………………………7
九、计算齿轮模数…………………………………………………………9
十、各级转速校核…………………………………………………………10
十一、齿轮校核……………………………………………………………10
十二、主轴校核……………………………………………………………13
十三、轴承选用…………………………………………………………16
十四、小 结………………………………………………………………17
参 考 书 籍………………………………………………………………17