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Φ400车床主传动系统设计【4张图纸】【优秀】【原创】

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关键词：: Φ400车床传动系统设计图纸优秀优良原创

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Φ400车床主传动系统设计说明书

47页 11000字数+说明书+任务书+4张CAD图纸【详情如下】

Φ400车床主传动系统设计说明书.doc

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摘要

　　　本文主要进行￠400车床主传动系统设计，车床广泛应用于机械加工行业中，本设计主要针对车床的主轴箱主传动系统进行设计，设计的内容主要有机床主要参数的确定，主传动系统的拟定，传动方案，转速图和传动系统图的拟定，齿轮传动的设计，轴的设计，带传动的设计。对主要零件进行了计算和验算，利用CAD画图软件进行了零件的设计和处理。　

关键词：车床；主轴箱；传动

摘要Ⅰ

AbstractⅡ

第1章绪论1

1.1 用途1

1.2 性能1

1.3 结构1

1.4 设计目的1

1.5 国内外发展2

1.6 研究目的和意义2

第2章机床的主参数和其他主要技术要求3

2.1 主参数和基本参数3

2.1.1 主参数3

2.1.2 基本参数3

2.1.3 普通车床的基本参数3

2.2 主传动的设计4

2.2.1 主轴极限的确定4

2.2.2 公比的确定4

2.2.3 主轴转速级数的确定5

　　　2.2.4 主传动电动机功率的确定5

第3章主传动系统的拟定6

3.1 传动比6

3.2 变速的基本规律6

3.3 转速图的拟定6

　　　3.4 分配各变速组的最小传动比7

3.5 确定齿轮齿数7

3.6 同一变速组内模数的齿轮齿数的确定8

第4章齿轮传动设计12

4.1 第一变速组齿轮的结构尺寸12

4.2 第二变速组齿轮结构尺寸的设计15

4.3 第三变速组齿轮设计19

第5章带传动设计23

第6章轴的设计26

6.1 Ⅰ轴的设计计算26

6.2 Ⅱ轴的设计计算28

6.3 Ⅲ轴的设计计算30

6.4 主轴的设计33

第7章箱体的结构设计36

7.1 箱体材料36

7.2 箱体结构37

第8章润滑与密封38

　　　8.1 润滑与密封的设计38

　　　8.2 润滑油的选择38

总结39

致谢40

参考文献41

CONTENTS

AbstractⅡ

Chapter 1 Introduction1

1.1 Application1

1.2 Performance1

1.3 Structure1

1.4 The purpose of design1

1.5 The development of at home and abroad2

1.6 Meaning and purpose of research2

Chapter 2 The main parameters of the machine tools and other technical requirements3

2.1 The main parameters and the basic parameters3

2.1.1 The main referances3

2.1.2 The essential referances3

2.1.3 The ordinary lathecommen referances3

2.2 The design of the main drive4

2.2.1 The determination of the spindle limit4

2.2.2 Determination of common ratio4

2.2.3 Series to determine the spindle speed5

　　　2.2.4 The main drive motor power5

Chapter 3 The formulation of the main transmission system6

3.1 Drive ratio6

3.2 The commen law of trancform speeds6

3.3 The formulation of the speed diagram6

3.4 Allocation of the variable speed group minimum transmission ratio7

3.5 Determine the number of gear teeth7

3.6 The determination of the modulus within the group of the same variable speed gear8

Chapter 4 Gear design12

4.1 The structure and size of the first variable speed group gear12

4.2 Structural dimensions of second variable speed group gear design15

4.3 Third variable speed group gear design19

Chapter 5 Belt Drive Design23

Chapter 6 The design of anle26

6.1 The design and calculate of Ⅰaxis26

6.2 The design and calculate of Ⅱaxis28

6.3 The design and calculate of Ⅲaxis30

6.4 The design of spindle33

Chapter 7 Shaft structure design36

7.1 The shaft of material36

7.2 The shaft of structure37

Chapter 8 Lubricate and hermetic sealing38

　　　8.1 The design of lubricate and hermetic sealing38

　　　8.2 The choice of lubrication oil38

Conclusion39

Thanks40

References41

第1章绪论

1.1 用途

　　　CA6140型卧式车床万能性大，适用于加工各种轴类、套筒类、轮盘类零件上的回转表面。可车削外圆柱面、车削端面、切槽和切断、钻中心孔、钻孔、镗孔、铰孔、车削各种螺纹、车削内外圆锥面、车削特型面、滚花和盘绕弹簧等。加工范围广、结构复杂、自动化程度不高，所以一般用于单件、小批生产。

1.2 性能

　　　1. 生产效率高，具有高速和强力切削能力。

　　　2. 转速级数Zn=12~16，进给Za＜30.电机功率约为万能型的125%。

1.3 结构

　　　结构复杂程度中等，操纵方便，有好的刚度和抗震性能。

1.4 设计目的

　　　金属切削机床使我们在学完基础课，技术基础课及有关专业课的基础上，结合机床主传动部件（主轴变速箱）设计进行的综合训练。其目的：

　　　1. 掌握机床主传动部件设计过程和方法，包括参数拟定，传动设计，零件计算，结构设计等，培养结构分析和设计的能力。

　　　2. 综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力。

　　　3. 训练和提高设计的基础技能。如计算，制图，应用设计资料，标准和规范，编写技术文件（说明书）等。第2章机床的主参数和其他主要技术要求

2.1 主参数和基本参数

2.1.1 主参数

　　　机床主参数系列通常是等比数列。普通车床和升降台铣床的主参数均采用公比为1.41的数列，该系列符合国际ISO标准中的优先系列。

　　　普通车床的主参数的系列是：250、320、400、500、630、800、1000、1250mm。

2.1.2 基本参数

　　　除主参数外，机床的基本是指与被加工工件主要尺寸有关的及与工、夹、量具标准有关的一些参数，这些主参数列入机床的参数标准，作为设计时依据。

2.1.3 普通车床的基本参数

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内容简介：: 摘要本文主要进行400车床主传动系统设计，车床广泛应用于机械加工行业中，本设计主要针对车床的主轴箱主传动系统进行设计，设计的内容主要有机床主要参数的确定，主传动系统的拟定，传动方案，转速图和传动系统图的拟定，齿轮传动的设计，轴的设计，带传动的设计。对主要零件进行了计算和验算，利用CAD画图软件进行了零件的设计和处理。关键词：车床；主轴箱；传动VAbstractIn this paper, 400 lathe main drive system design, lathe widely used in the machining industry, the design of lathe spindle box main drive system design, design of the main machine parameters to determine the formulation of the main transmission scheme, the speed chart and transmission map formulation of the gear drive design, the design of the shaft, belt drive design. The main parts were calculated and checking CAD drawing software design and handling of parts.Key words：Lathe; Spindle box; Transmission目录摘要Abstract第1章绪论11.1 用途11.2 性能11.3 结构11.4 设计目的11.5 国内外发展21.6 研究目的和意义2第2章机床的主参数和其他主要技术要求32.1 主参数和基本参数32.1.1 主参数32.1.2 基本参数32.1.3 普通车床的基本参数32.2 主传动的设计42.2.1 主轴极限的确定42.2.2 公比的确定42.2.3 主轴转速级数的确定52.2.4 主传动电动机功率的确定5第3章主传动系统的拟定63.1 传动比63.2 变速的基本规律63.3 转速图的拟定63.4 分配各变速组的最小传动比73.5 确定齿轮齿数73.6 同一变速组内模数的齿轮齿数的确定8第4章齿轮传动设计124.1 第一变速组齿轮的结构尺寸124.2 第二变速组齿轮结构尺寸的设计154.3 第三变速组齿轮设计19第5章带传动设计23第6章轴的设计266.1 轴的设计计算266.2 轴的设计计算286.3 轴的设计计算306.4 主轴的设计33第7章箱体的结构设计367.1 箱体材料367.2 箱体结构37第8章润滑与密封388.1 润滑与密封的设计388.2 润滑油的选择38总结39致谢40参考文献41CONTENTSAbstractChapter 1 Introduction11.1 Application11.2 Performance11.3 Structure11.4 The purpose of design11.5 The development of at home and abroad21.6 Meaning and purpose of research2Chapter 2 The main parameters of the machine tools and other technical requirements32.1 The main parameters and the basic parameters32.1.1 The main referances32.1.2 The essential referances32.1.3 The ordinary lathecommen referances32.2 The design of the main drive42.2.1 The determination of the spindle limit42.2.2 Determination of common ratio42.2.3 Series to determine the spindle speed52.2.4 The main drive motor power5Chapter 3 The formulation of the main transmission system63.1 Drive ratio63.2 The commen law of trancform speeds63.3 The formulation of the speed diagram63.4 Allocation of the variable speed group minimum transmission ratio73.5 Determine the number of gear teeth73.6 The determination of the modulus within the group of the same variable speed gear8Chapter 4 Gear design124.1 The structure and size of the first variable speed group gear124.2 Structural dimensions of second variable speed group gear design154.3 Third variable speed group gear design19Chapter 5 Belt Drive Design23Chapter 6 The design of anle266.1 The design and calculate of axis266.2 The design and calculate of axis286.3 The design and calculate of axis306.4 The design of spindle33Chapter 7 Shaft structure design367.1 The shaft of material367.2 The shaft of structure37Chapter 8 Lubricate and hermetic sealing388.1 The design of lubricate and hermetic sealing388.2 The choice of lubrication oil38Conclusion39Thanks40References41第1章绪论1.1 用途CA6140型卧式车床万能性大，适用于加工各种轴类、套筒类、轮盘类零件上的回转表面。可车削外圆柱面、车削端面、切槽和切断、钻中心孔、钻孔、镗孔、铰孔、车削各种螺纹、车削内外圆锥面、车削特型面、滚花和盘绕弹簧等。加工范围广、结构复杂、自动化程度不高，所以一般用于单件、小批生产。1.2 性能1. 生产效率高，具有高速和强力切削能力。2. 转速级数Zn=1216，进给Za30.电机功率约为万能型的125%。1.3 结构结构复杂程度中等，操纵方便，有好的刚度和抗震性能。1.4 设计目的金属切削机床使我们在学完基础课，技术基础课及有关专业课的基础上，结合机床主传动部件（主轴变速箱）设计进行的综合训练。其目的：1. 掌握机床主传动部件设计过程和方法，包括参数拟定，传动设计，零件计算，结构设计等，培养结构分析和设计的能力。2. 综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力。3. 训练和提高设计的基础技能。如计算，制图，应用设计资料，标准和规范，编写技术文件（说明书）等。1.5 国内外发展状况我国的机床工业是在新中国成立后建立起来的。在半封建半殖民地的旧中国，基本上没有机床制造工业。直至解放前夕，全国只有少数几个机械修配厂生产结构简单的机床。1949年机床年产量仅1500多台。解放后40多年来，我国机床工业获得了高度发展。目前我国已形成了布局比较合理，比较完整的机床工业体系。机床的产量不断上升，机床产品除满足国内建设的需要以外，而且有一部分已远销国外。我国已制定了完整的机床系列型谱。生产的机床品种也日趋齐全。现在已经具备了成套装备现代化工厂的能力。目前我国已能生产从小型仪表机床到重型机床的各种机床，也能生产出各种精密的，高度自动化的以及高效率的机床和自动线。我国机床的性能也在逐步提高，有些机床已经接近世界先进水平。在消化吸收引进技术的基础上，我国数控技术也有新的发展。目前我国已能生产100多种数控机床，并研制出六轴无联动的数控系统，可用于更加复杂型面的加工。脉冲当量为0.001mm。我国生产的几种数控机床已经成功地用于日本富士通公司的无人工厂。 1.6 研究目的和意义本课题是以6140车床为研究目标，从其主轴箱及主传动系统结构入手，对其系统结构设计、结构组成分析、传送件的计算分析等几个方面进行研究，为优化传动系统结构和改善传动系统的精度及稳定特性提供必要的理论依据。通过本课题的研究，使机床结构更加紧凑，性能更加优越，生产加工更加精密。第2章机床的主参数和其他主要技术要求2.1 主参数和基本参数2.1.1 主参数机床主参数系列通常是等比数列。普通车床和升降台铣床的主参数均采用公比为1.41的数列，该系列符合国际ISO标准中的优先系列。普通车床的主参数的系列是：250、320、400、500、630、800、1000、1250mm。2.1.2 基本参数除主参数外，机床的基本是指与被加工工件主要尺寸有关的及与工、夹、量具标准有关的一些参数，这些主参数列入机床的参数标准，作为设计时依据。2.1.3 普通车床的基本参数普通车床的基本参数应符合普通车床参数国家标准见参考文献1中表2的规定，有下列几项数；1. 刀架上最大工件回转直径（mm）由于刀架组件刚性一般较弱，为了提高生产效率，国内外车床刀架溜板厚度有所增加，在不增加中心高时，值减少的趋势。我国作为参数标准的值，基本上取,这样给设计留一定的余地，设计时，在刀架刚度允许的条件下能保证使用要求，可以取较大的值。所以查参考文献 1（表2）得mm。2. 主轴通孔直径mm普通车床主轴通孔径主要用于棒料加工。在机床结构允许的条件下，通孔直径尽量取大些。参数标准规定了通孔直径的最小值。所以由参考文献1（表二）mm。3. 主轴头号普通车床采用短锥法兰式主轴头，这种形式的主轴头精度高，装卸方便。主轴端部及其结构合面得型式和基本尺寸要符合法兰式车床主轴端部尺寸部标注的规定。根据机床主参数值大小采用不同号数的主轴头（415号），号值数等于法兰直径的1/25.4而取其整数值。所以由参考文献 1（表2）可知主轴头号取6。4. 装刀基面至主轴中心距离 (mm)为了使用户，提高刀具的标准化程度，根据机械工业部成都工具研究所的刀具杆标准，规定了mm。5. 最大工件长度（mm）最大工件长度是指尾座在床身处于最后位置，尾座顶尖套退入尾座孔内时容纳的工件长度。为了有利组织生产，采用分段等差的长度数列。所以由参考文献 1（表2）得mm。2.2 主传动的设计2.2.1 主轴极限的确定由设计任务书中给出的条件可知：2.2.2 公比的确定主轴极限转速的确定后，根据机床的使用性能和结构要求，选择主轴转速数列的公比值，因为中型通用机床，常用的公比为1.26或是1.41，再根据极限转速，按参考文献1中表2-1选出标准转速数列公比。2.2.3 主轴转速级数的确定按任务书要求按标准转速数列为31.5 45 63 90 125 180 250 355 500 710 1000 1400r/min。2.2.4 主传动电动机功率的确定电动机的额定功率为：式中：电动机超载系数（对连续工作机床=1.0；对间断机床=1.11.25，间断时间长，取大值）。值在电动机Y系列额定功率中选定4kW所以取=1.0，第3章主传动系统的拟定3.1 传动比第一变速组（），有三对齿轮组成，其传动比如下：第二变速组（），有两对齿轮组成，其传动比如下：第二变速组（），有两对齿轮组成，其传动比如下： 3.2 变速的基本规律1. 基本组的变速范围:2. 第一扩大组的变速范围：3. 第二扩大组的变速范围：3.3 转速图的拟定结构式或结构网的选择：由于几个变速组组成的变速系统，如果把不同传动副数的变速组在传动顺序上的排列加以改变，可以得到若干不同的方案。1. 确定变速组的数目和各变速组中传动副的数目该机床的变速范围较大，必须经过较长的传动链减速才能把电动机的转速降到主轴所需的转速，通常采用或3，因此，共需三个变速组。2. 确定不同传动副数的各变速组的排列顺序。根据“前多后少”的原则，选择的方案。3. 确定变速组的扩大顺序。根据“前密后疏”原则，选择的结构式。4. 验算变速组的变速范围。最后扩大组的变速范围，在允许的变速范围内。（最后扩大组的变速范围限制在）3.4 分配各变速组的最小传动比主传动系统需要4根轴，再加上电动机轴。1. 决定轴的最小降速传动比主轴上的齿轮希望更大些，能起到飞轮的作用，所以最后一个变速组的最小降速比为。2. 其余变速组的最小传动比根据“前缓后急”的原则，轴间最小变速取,轴I-II间最小变速组取。3. 画出各变速组的传动比连线基本组的级比指数，第一扩大组的级比指数，第二扩大组级比指数。3.5 确定齿轮齿数机床转速图确定后，则各变速组的传动比也确定了，即可进一步确定各变速组中传动副的齿轮数，皮带轮的直径等。齿轮数可通过用计算法、图解法或从表查法确定，必须注意以下几点：1. 齿轮的齿数和不能太大，以免齿轮尺寸过大而引起机床结构增大。一般推荐齿数和，常选在100之内。2. 同一变速组中的各对齿轮，其中心距必须保证相等。3. 最小齿轮的齿数应保证不产生根切现象。对于标准齿轮，其最小齿数（变位齿轮除外）。受结构限制的最小齿数的各齿轮（尤其是最小齿轮），必须能可靠地装到轴上或进行套装。4. 齿轮齿根圆到键槽的壁厚。（为模数）一般mm，以保证足够强度，防止破裂和热处理变形过大。5. 放有操纵机构滑块的滑移齿轮的最小齿轮的确定，不宜过小，要保证与小齿轮侧面有较好的接触。6. 确定齿轮齿数时，要考虑选用标准模数大小。同一变速组尽可能选用同一模数。7. 两轮间中心距应取得适当不应过小，否则将导致两轴轴承间孔壁过薄或镗穿，以及其他结构之间距离过近或相碰。3.6 同一变速组内模数的齿轮齿数的确定为了便于设计和制造，主传动系统中所采用的齿轮模数的种类尽可能少一些。在同一变速组内一般都采用相同的模数，这是因为各齿轮副的速度变化不大，受力情况差别不大当各对齿轮模数相同时，且不采用变位齿轮的齿数和也必然相等，采用查表法确定齿轮齿数：参考文献 1表2-2中横行表示一对齿轮的齿数和，纵列表示一对齿轮的传动比，表中间的数值表示一对齿轮副的小齿轮齿数。当时，表示升速传动，所以小齿轮为从动轮。当时，表示降速传动，所以小齿轮为主动轮，这是要用传动比的倒数查表。查出小齿轮的齿数后，将齿数和减去小齿轮的齿数。表中空白格，表示没有合适的齿数。1. 确定第一变速组（）的三对齿轮齿数已知：； 1）首先在、中找到出现最小齿数的传动比=0.502）为了避免根切现象和结构设计的需要，取 3）从参考文献 1表2-2中找出与=0.50的倒数2这一行找到时，查到最小齿数和4）找到可能采用的齿数和各种数值。这些数值必须同时满足个传动比要求的齿轮数，从向右查表，同时存在满足两个传动比要求的齿数和共有：72、75、77、815）确定合理的齿数和，并根据它决定各齿轮的齿数。由=1的这一行中找出，则；由=1.41的这一行中找出，则；由的这一行中找出，则；所以第一组变速组的三对齿轮齿数分别是36/36、30/42、24/48。2. 确定第二变速组（）齿轮的齿数已知：；。1）小齿数的传动比=0.36。2）根切现象和结构设计的需要，取。3）从参考文献 1表2-2中找出的倒数2.777比较接近的2.82这一行找到时，查到最小齿数和。4）找到可能采用的齿数和各种数值。这些数值必须同时满足个传动比要求的齿轮数，从向右查表，同时存在满足三个传动比要求的齿数和共有：、87、88、91、925）确定合理的齿数和，并根据它决定各齿轮的齿数由的这一行中找出，则；由的这一行中找出，则；所以第二变速组齿轮的齿轮数分别是42/42、22/62。3. 确定第三变速组（）齿轮的齿数已知：，。1) 首先在、中找到出现最小齿数的传动比=0.25。2) 为了避免根切现象和结构设计的需要，取。3) 从参考文献 1表2-2中找出=0.25的倒数4这一行找到时，查到最小齿数和。4) 找到可能采用的齿数和各种数值。这些数值必须同时满足个传动比要求的齿轮数，从向右查表，同时存在满足两个传动比要求的齿数和共有：90、91、94、95、965) 确定合理的齿数和，并根据它决定各齿轮的齿数由的这一行中找出，则；由于这两组的传动比是互为倒数关系所以第三组变速组的齿轮的齿数分别是60/30、18/72。绘制传动系统图和转速图如图3-1和图3-2所示：图3-1 传动系统图图3-2 12级传动系统的转速图第4章齿轮传动设计4.1 第一变速组齿轮的结构尺寸已知：电动机功率，V带效率为,轴承(对)效率为传递功率，主动轮转速，最大传动比，载荷平稳，单向回转，单班制工作，工作期限10年，每年按300天计，原动机为电动机。1. 材料、热处理方法。可选一般齿轮材料如下：小齿轮选用45号钢，调制处理，；大齿轮选用45号钢，正火处理，硬质差40,在规定的3050范围内。2. 选择精度等级。减速器为一般齿轮传动，估计圆周速度不大于，根据参考文献2中的表8-4，初选8级精度。3. 按齿面接触疲劳强度设计齿轮，齿轮承载能力应由齿面接触疲劳强度决定。1) 载荷系数：查参考文献2中表8-5，取=1.2。2) 转矩：3) 接触疲劳许用应力:由参考文献2的图8-12查得：，。接触疲劳寿命系数:由公式得: 查参考文献2的图8-11，得，按一般可靠性要求，查参考文献2的表8-8，取,则 1) 计算小齿轮分度圆直径：查参考文献2中的表8-10，取取2) 计算圆周速度：因，故所取的八级精度合适。4. 确定主要参数，计算主要几何尺寸。第一对齿轮(齿数24/48)主要几何尺寸1) 模数: 2) 分度圆直径： 3) 中心距: 4) 齿根圆直径： 5) 齿顶圆直径：6) 齿宽：经整理后取，则第二对齿轮(齿数30/42)的主要几何尺寸1) 分度圆直径：2) 齿根圆直径：3) 齿顶圆直径：4）齿宽：经处理后取，则第三对齿轮（36/36）的主要几何尺寸1) 分度圆直径：2) 齿根圆直径： 3) 齿顶圆直径4) 齿宽：经处理取，则5. 按齿根弯曲疲劳强度校核。由参考文献2中的式（8-5）得出，若则校核合格。1) 齿形系数:查参考文献2中的表8-6得 2) 应力修正系数:查参考文献2中的表8-7得3) 许用弯曲应力由参考文献2中的图8-8查得，由参考文献2中的表8-6查得由参考文献2中的图8-9查得由式可得故所以齿轮疲劳强度校核合格。4.2 第二变速组齿轮结构尺寸的设计已知：，齿轮效率，轴承效率传递功率，主传动轮最低转，传动比，载荷平稳，但想回转，单班制工作，工作期限10年，每年按300天计，原动机为电动机。1. 小齿轮选用45号钢，调质处理，；大齿轮选用45号钢正火处理，硬质差，在规定的3050范围内。2. 选择精度等级。估计圆周速度不大于，根据参考文献2中的表8-4，初选八级精度。3. 按齿面接触疲劳强度设计齿轮，齿轮承载能力应由齿面解除疲劳强度决定。a）载荷系数：参考文献2中的表8-5，取。b）转矩:c）接触疲劳许用应力：由参考文献2中的图8-12查得：，接触疲劳寿命系数：由公式得查参考文献2中的图8-11得：，。按一般可靠性要求查参考文献2中的表8-8，取，则 d）计算小齿轮分度圆直径：由参考文献2中的表8-10，取取e)计算圆周速度：因，故所取的八级精度合适。4. 确定主要参数，计算主要几何尺寸。1）齿数：， 2）模数： 3）分度圆直径： 4）齿根圆直径：5）齿顶圆直径： 6）中心距： 7）齿宽：经整理后取，则5. 第二对齿轮（42/42）的主要几何尺寸1）分度圆直径： 2) 齿根圆直径：3) 齿顶圆直径： 4) 齿宽：经整理后取，则6. 按齿根弯曲疲劳强度校核由参考文献2的式（8-5）得出,若则校核合格。1) 齿形系数：查参考文献2的表8-6得，2) 应力修正系数：查参考文献2的表8-7得，3) 许用弯曲应力：由参考文献2中的图8-8查得，由参考文献2中的表8-8查得由参考文献2中的图8-9查得由参考文献2的式（8-5）可得：故齿根弯曲强度校核合格。4.3 第三变速组的齿轮设计已知：，齿轮效率，轴承效率，传递功率，主传动最小转速，传动比，载荷平稳，单向回转，单班制工作，工作期限10年，每年按300天计原动机为电动机。1. 小齿轮选用45号钢，高频淬火，;大齿轮选用45号钢，高频淬火，硬质差，在规定的3050的范围内。2. 选择精度等级。估计圆周速度不大于，根据参考文献2中的表8-4，初选八级精度。3. 按齿面接触疲劳强度设计齿轮，齿轮承载能力应由齿面接触疲劳强度决定。1) 载荷系数：查参考文献2中的表8-5取。2) 转矩： 3) 接触疲劳许用应力：由参考文献2的图8-12查得：，接触疲劳寿命系数：由公式得查参考文献2中的图8-11，得，按一般可靠性要求，查参考文献2表8-8，取，则4) 计算小齿轮分度圆直径：查参考文献2中的表8-10，取。所以取5）计算圆周速度：4. 确定主要参数，计算主要几何尺寸。1）齿数：，则2）模数：3) 分度圆直径： 4) 齿根圆直径：5) 齿顶圆直径： 6) 中心距：7) 齿宽：经整理后取，则第二对齿轮（60/30）的主要几何尺寸1) 分度圆直径： 2) 齿根圆直径：3) 齿顶圆直径：4) 齿宽：经整理后取，则5. 按齿根弯曲疲劳强度校核。由参考文献2的式（8-5）得出，若则校核合格。1) 齿形系数：查参考文献2的表8-6得：，2) 应力修正系数:查参考文献2的表8-7得：，3) 许用弯曲应力：由参考文献2的图8-8查得，由参考文献2的表8-8查得由参考文献2的图8-9查得,由参考文献2的式8-5可得：故齿根弯曲疲劳强度校核合格。第5章带传动设计已知：电动机功率，转速，传动比，单向回转，单班制工作。1. 确定计算功率和选择带型号1) 确定计算功率由参考文献2的表10-4得：由参考文献2中式（10-10）得：2) 选择带型号由文献2的图10-9得：选用型带2. 确定带轮基准直径，并验算带速1) 确定带轮基准直径由文献2的图10-9得，推荐的小带轮基准直径为80100，并按文献2中表10-6，考虑带轮直径大对带的工作寿命有利，取=95。则根据文献2的表10-6取标准值2) 验算带速在范围内，合适。3. 确定带长和中心距1）初定中心距根据文献2中公式（10-11）得：得取2）确定带的基准长度由文献2中公式（10-12）得根据文献2的表10-2取3) 确定实际中心距根据文献2中公式（10-13）得4) 验算小带轮包角由文献2中式（10-14）得，故合适。4. 确定带的根数由文献2中表10-7查取，；从文献2中表10-5查取，查表10-2取；由文献2中式（10-15）得参照文献2中表10-3，取。5、计算带的预拉力和轴向压力1) 单根带的初拉力由文献2中表10-1查得，由式（10-16）得2) 计算带作用在轴上的压力由文献2中式（10-17）得40第6章轴的设计6.1 轴的设计计算1. 选择轴的材料由文献 2 中的表11-1和表11-3选用45号钢，调质处理，硬度，。2. 按扭矩初算轴径根据文献2中式（11-2），并查表11-2，取=115，则考虑有键槽和轴承，轴加大5%：，取=25mm。3. 轴的结构设计段：与圆锥滚子轴承30205配合取直径,；段：考虑轴肩取直径，齿轮与轴的固定选用键；段：考虑轴肩取直径，齿轮与轴的固定选用键；IV段：考虑轴肩取直径，齿轮与轴的固定选用键；V段：与圆锥滚子轴承30205配合取直径，；VI段：与摩擦离合器配合，并起过度作用的轴段，；VII段：过度作用取直径，；段：与深沟球轴承6007配合取直径，；段：与带轮配合取，；带轮与轴的固定选用键,轴的总长。4. 验算轴的疲劳强度1) 画出轴的受力简图（a）已知小齿轮，求圆周力，径向力2) 画水平面的弯矩图（c）轴承支反力，水平面弯矩3) 画垂直平面弯矩图（d）轴承支反力，垂直面弯矩4) 画合成弯矩图（e）5) 画转矩图（f）6) 画当量弯矩图（g）转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取，截面处的当量弯矩校核危险截面的强度该轴强度足够。图6-1 轴的弯矩、转矩简图6.2 轴的设计计算1. 选择轴的材料由文献2中的表11-1和表11-3选用45号钢，调质处理，硬度，。2. 按扭矩初算轴径根据文献2中式（11-2），并查表11-2，取=115，则考虑有花键轴加大7%，取3. 轴的结构设计段：与圆锥滚子轴承30206配合取直径，；段：与滑移齿轮配合，故采用花键,，段：与双列圆柱滚子轴承配合取直径，；段：与滑移齿轮配合，故采用花键轴，段：与圆锥滚子轴承30206配合直径，；轴的总长。4. 验算轴的疲劳强度1) 画出轴的受力简图（a）已知小齿轮，求圆周力，径向力2) 画水平面的弯矩图（b）轴承支反力，水平面弯矩3) 画垂直平面弯矩图（c）轴承支反力，垂直面弯矩4) 画合成弯矩图（d）5) 画转矩图（e）6) 画当量弯矩图（f）转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取，截面处的当量弯矩校核危险截面的强度故该轴强度足够。图6-2 轴的弯矩、转矩简图6.3 轴的设计1. 选择轴的材料由文献2中的表11-1和表11-3选用45号钢，调质处理，硬度，。2. 按扭矩初算轴的直径根据文献2中式（11-2），并查表11-2，取=109，则考虑有键槽，取3. 轴的结构设计段：与圆锥滚子轴承6207配合取直径，；段：与滑移齿轮配合并作轴肩，故采用花键轴，；段：与圆锥滚子轴承6207配合取直径，；轴的总长。4. 验算轴的疲劳强度1）画出轴的受力简图（a）已知小齿轮，求圆周力，径向力2）画水平面的弯矩图（b）轴承支反力，水平面弯矩3）画垂直平面弯矩图（c）轴承支反力，垂直面弯矩4) 画合成弯矩图（d）5) 画转矩图（e） 6) 画当量弯矩图（f）转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取，截面处的当量弯矩校核危险截面的强度该轴强度足够。图6-3 轴的弯矩、转矩简图6.4 主轴的设计1. 选择轴的材料由于主轴承受的扭矩较大并且是空心轴，由文献2中的表11-1和表11-3所以选用号调质处理，硬度，。2. 按扭矩初算轴的直径，齿轮效率，轴承效率，。根据文献2中式（11-2），并查表11-2，取=103，则考虑有键槽并且是空心轴故取。3. 轴的结构设计段：考虑到段要切螺纹并且在轴承以外故取，；段：;段：采用双轴承结构，圆锥孔双列圆柱滚子轴承承受周向力和轴向力，；段：考虑轴肩取，；段: 与圆锥滚子轴承轴承配合取直径，段：考虑到轴肩取，； VII段：考虑到轴肩取，VIII段：用于连接安装主轴轴承的轴段，故应稍大于前一级轴肩直径并且与圆锥滚子轴承配合，取，；VIII段：与卡盘相连接，故需小于卡盘的直径，取，；轴的总长。4. 验算轴的疲劳强度1）画出轴的受力简图（a）已知小齿轮，求圆周力，径向力 2）画水平面的弯矩图（b）轴承支反力，水平面弯矩3）画垂直平面弯矩图（c）轴承支反力，垂直面弯矩4）画合成弯矩图（d）5）画转矩图（e）6）画当量弯矩图（f）转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取，截面处的当量弯矩校核危险截面的强度故该轴强度足够。图6-4 主轴的弯矩、转矩简图第7章箱体的结构设计7.1 箱体材料箱体多采用铸造方法获得，也有用钢板焊接而成。铸造箱体常用材料为,强度要求较高的箱体用，只有热变形要求小的情况下才采用合金铸铁，采用。与床身做成一体的箱体材料应根据床身或导轨的要求而定。箱体要进行时效处理。7.2 箱体结构1. 箱体结构设计要点1）根据齿轮传动的中心距、齿顶圆直径、齿宽等几何尺寸，确定减速器的箱体的内部大小。由中心距确定箱体的长度，由齿顶圆直径确定箱体的高度。由齿宽来确定箱体的宽度其主要参数如表7-1所示。2）依据铸造（或焊接）箱体的结构尺寸、工艺要求，确定箱体的结构尺寸，绘制箱体。如箱盖，箱座及螺栓的尺寸。3）根据齿轮的转速确定轴承润滑的方法与装置，选择轴承端盖的类型。4）附件设计与选择。同时，可以进行轴系的结构设计，选择轴承和联轴器。表7-1 箱体的尺寸名称符号尺寸关系箱座壁厚20箱盖壁厚10箱盖凸缘厚20箱座底凸缘厚30地脚螺钉数目6轴承旁凸台半径外箱壁至轴承端面距离铸造过渡尺寸见“一般标准”中的“铸造过渡斜度”齿轮顶圆与内箱壁距离齿轮端面与内箱壁距离箱盖、箱座肋厚 2. 铸造工艺性要求为了便于铸造以及防止铸件冷却时产生缩孔或裂纹，箱体的结构应有良好的铸造工艺性。3. 加工工艺性对结构的要求由于生产批量和加工方法不同，对零件结构有不同要求，因此设计时要充分注意加工工艺对结构的要求。4. 装配工艺对结构的要求为了更快更省力地装配机器，必须充分注意装配工艺对接是否符合设计的要求。第8章润滑与密封8.1 润滑与密封的设计1. 普通机床主轴变速箱多用润滑油，其中半精加工、精加工和摩擦式离合器的机床，采用油泵进行强制的箱内循环或箱外循环润滑效果好。粗加工机床多采用结构简单的飞溅润滑和点润滑。2. 飞溅润滑要求溅油件的圆周速度为0.68米/秒，溅油件浸油深为1020毫米（不大于23倍轮齿高）。速度过低或浸油深度过浅，都达不到润滑目的，速度过高或浸油深度过深，搅油功率损失过大产生热变形大，且油液容易气化，影响机床的正常工作。油的深度要足够，以免油池底部杂质被搅上来。3. 进油量的大小和方向回油要保证畅通，进油方向要注意角接触轴承的泵油效应，即油必须从小端进大端出。箱体上的回油孔的直径应尽可能的大些，一般应大于进油孔的直径。箱体上放置油标，一边及时检查润滑系统工作情况。4. 放油孔应在箱体适当位置上设置放油孔，放油孔应低于油池底面，以便放净油，为了便于接油最好在放油孔处接长管。5. 防止或减少机床漏油1) 箱体上外漏的最低位置的孔应高出油面。2) 主轴上常采用环形槽和间隙密封，效果要好，槽形的方向不能搞错。3) 箱盖处防漏油沟应设计成沟边向箱体油沟内侧偏一定距离，大约为35毫米。8.2 润滑油的选择润滑油的选择与轴承的类型、尺寸、运转条件有关，速度高选粘度低的，反之选粘度高的。润滑油粘度通常根据主轴前颈和主轴最高转速选。结论刚拿到课题时，就在我脑海里浮现出做的一级，二级减速器时的情景，让我明白了很多计算的顺序，更为我这次的设计做了一个很好的铺垫。我的毕业设计题目是400车床主传动系统设计，即：首先根据设计题目所给定的机床用途、规格、主轴极限转速、转速数列公比或级数，确定其他有关运动参数，选定主轴各级转速值；通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构网，拟定转速图；确定齿轮齿数及带轮直径；绘制传动系统图。其次，根据机床类型和电动机功率，确定主轴及各传动件的计算转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数，摩擦片尺寸及数目；装配草图完成后要验算传动件（传动轴、主轴、齿轮）的刚度、强度或寿命。最后，完成运动设计和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计主轴变速箱装配图及零件图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与密封、传动轴及滑移齿轮零件的设计。致谢值此本科学位论文完成之际。首先要感谢的我导师，张文生老师从一开始的论文方向的选定，到最后的整篇论文的完成，都非常耐心的对我进行指导。给我提供了大量的数据资料和建议，告诉我应该注意的细节问题，细心的给我指出错误，修改论文。在这段时间不仅大大提高了我的实践经验，也使我学到了许多书本上不曾接触的知识，开拓了视野，增广了知识面，提高了自己的自学能力，让我在主轴箱传动系统方面受益匪浅。张老师诲人不倦的工作作风，一丝不苟的工作态度，严肃认真的治学风格给我留下了深刻的印象，值得我永远学习。在此，谨向张老师致以崇高的敬意和衷心的感谢！其次，我要感谢帮助我的老师同学们，是他们的无私奉献，使他们的热心知道，是他们的关

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