机床主传动专业系统设计.doc

机械工程学院课程设计阐明书 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 XXXXXXXXXXX 姓 名 XXXXXXXX 学 号 XXXXXXXXXXXX 课 题 普通车床主传动系统设计 指引教师 XXXXXXXXXX 年 月 日普通车床主传动系统设计阐明书一、 设计题目：设计一台普通车床主传动系统，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1400mm1000,710,500,355,250,180,125,904.5kw,1500r/min2400mm1000,500,355,250,180,125,90,454kw,1500r/min3320mm,1420,1000,710,500,360,250,180,125,90,63,454kw,1500r/min4320mm,1000,710,500,360,250,180,125,90,63,45,223kw,1500r/min5320mm,1260,1000,800,630,500400,320,250,200,160,1004kw,1500r/min6320mm,1250,800,630,500,400,320,250,200,160,100,633kw,1500r/min(选取第三组参数作为设计数据)二、运动设计（1）传动方案设计（选取集中传动方案）（2）转速调速范畴（3）依照机械制造装备设计公式（3-2）由于已知 Z=+1 =1.411依照机械制造装备设计表3-5 原则公比。这里咱们取原则公比系列=1.41，由于=1.41=1.06，依照机械制造装备设计表3-6原则数列。一方面找到最小极限转速25，再每跳过5个数（1.261.06）取一种转速，即可得到公比为1.41数列：45、63、90、125、180、250、355、500、710、1000、1400、。（4）构造式采用： 1）拟定系数2）拟定构造网和构造式：拟定基本组传动副数，普通取，在这里取3）基型传动系统构造式应为：4）变型传动系统构造式，应在原构造式基本上，将元基本组基比指数加上而成，应为为0，故不发生变化。依照“前多后少”，“前密后疏”原则，取 5）验算原基本组变形后变速范畴6）验算最末变速组变速范畴依照中间变速轴变速范畴小原则选取构造网。从而拟定构造网如下：传动系构造网（5）绘制转速图：1）分派总降速比 若每一种变速组最小降速比取则三个变速组为，则需增长定比传动副，故选用三角带传动来减少速比可以满足规定。 2）拟定传动轴数变速轴轴数=变速组数+定比变速副数+1=3+1+1=5。 如下图所示 3）绘制转速图（6）拟定变速组齿轮齿数 1）先计算基本组齿轮齿数基本组降速比分别为：， ，故齿数最小齿轮在降速比为之中，查表取最小齿轮数， 找出也许采用齿数和诸数值 =1 =60、62 =1.41 =60、63 =2 =60、63 在详细构造容许下，选用较小 为宜，现拟定=72， 拟定各齿数副齿数 u=2，找出=24， =-=72-24=48； u=1.41，找出=30，=-=42； u=1 ，找出=36，=36；2）第一扩大组齿数拟定： =1 =1/=1/2.82故变速组中最小齿轮必在1/齿轮副中，假设最小齿数为=22，=84，同上，去=84，查得=22，=42；=62，=42。3）第二扩大组齿数拟定 同上可得=30，=18，60，=72。（7）传动系统图如下：（8）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，取4）核算胶带速度V 5）初定中心矩依照机械设计经验公式（11.20）依照机械设计表（11.4） 取.6）计算胶带长度由机械设计公式（11.2）计算带轮基准长度 由机械设计图11.4，圆整到原则计算长度 7）核算胶带弯曲次数 8）计算实际中心距 9）核算小带轮包角 10）拟定胶带根数 由机械设计中表11.8到11.12得 ， ，取二根带。 11）大带轮构造如下图所示： （12）计算带张紧力作用在轴上压轴力 -带传动功率,KW；v-带速,m/s； q-每米带质量，kg/m；取q=0.17kg/m。v = 1450r/min = 9.49m/s。 三、动力设计（1）传动件计算转速 主轴计算转速：，取主轴计算转速为 125r/min。各轴计算转速如下：轴序号电23主计算转速（r/min）14501000500177125最小齿轮计算转如下：轴序号及最小齿轮齿数1（24）2(22)3(18)主(30)计算转速（r/min）1000500500125核算主轴转速误差 因此适当。(2)计算各传动轴输出功率 (3)计算各传动轴扭矩 （n.mm） （n.mm）（n.mm）（n.mm）（4）轴径设计及键选用（查机械设计公式16.9和表16.4得）轴一：，取带入公式： 有，,圆整取选花键：轴二：，取带入公式： 有，,圆整取 选花键：轴三：，取带入公式： 有，,圆整取选花键：主轴：查及机械制造装备设计中表3-13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,故本例之中，主轴内孔直径取 为 支承形式选取两支撑，初取主轴前端悬伸量，支撑跨距实际取取。 选取平键连接，（5）计算齿轮模数 45号钢整体淬火， 按接触疲劳计算齿轮模数m,查表计算可得 1-2轴 取，由公式可得，m=2mm2-3轴 取，由公式可得，m=2.5mm3-主轴 取，由公式可得，m=3.0mm（6）齿轮校核表6.1齿轮尺寸表 （单位：mm）齿轮齿数z模数分度圆直径d齿顶圆直径齿根圆直径齿顶高齿根高24248524322.530260645522.536272766722.5482961009122.542284887922.536272766722.5222.5556048.752.53.125422.510511098.752.53.125422.510511098.752.53.125622.5155160148.752.53.125183546046.533.75603180186172.533.75723216222208.533.75303909682.533.75（1）一轴到二轴小齿轮从上表可知为齿数为24 查设计手册可得如下数据： 接触应力： ， 为传递额定功率（KW）将以上数据代入公式可得弯曲应力： ， 将以上数据代入公式可得（符合规定，适当）（2）二轴到三轴小齿轮从上表可知为齿数为22 查设计手册可得如下数据： 接触应力： ， 为传递额定功率（KW）将以上数据代入公式可得弯曲应力： ， 将以上数据代入公式可得（符合规定，适当）（3）三轴到主轴小齿轮从上表可知为齿数为18 查设计手册可得如下数据： 接触应力： ， 为传递额定功率（KW）将以上数据代入公式可得弯曲应力： ， 将以上数据代入公式可得（符合规定，适当）（7）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=87mm1）计算（在垂直平面）,，2）计算（在水平面）,，3）合成：（8）轴承选用1) 带轮：因于带轮不承受轴向力，故选用深沟球轴承，型号：210。2) 一轴：一轴先后端与箱体外壁配合，配合处传动轴轴径是25mm，同步一轴也不会承受轴向力故也选用深沟球轴承，型号：205。3) 二轴：二轴与一轴相似，但是由于工作过程之中传动也许右误差，二轴会承受轴向力，因而二轴与外壁配合处采用圆锥滚子轴承，型号：7206E。4) 三轴：三轴与外壁配合处采用圆锥滚子轴承，型号：7207E。5) 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。从主轴末端到前端依次选取轴承为圆锥滚子轴承，型号：7214E;推力球轴承，型号：38215；圆柱滚子轴承，型号：3182113 四参照书籍：【1】.机床设计手册（两册共四本） 机械工业出版社【2】.机床设计图册 上海科学技术出版社 【3】.机械设计（第四版） 高等教诲出版社【4】.机械制造装备设计 机械工业出版社【5】.机械制图 高等教诲出版社【6】.机床电力拖动与控制 西南交通大学出版社