湖南工业大学科技学院机械装备设计课程设计

课 程 设 计 说 明 书课程名称： 机械制造装备设计 设计题目:最大加工直径为 mm 的普通车床主轴箱部件设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机 设 学生姓名: 学 号: 指导教师: 徐 华 湖南工业大学科技学院教务部 制201 年 12 月 30 日目录一绪论 .3二、设计步骤 .31.运动设计 .31.1 已知条件 .31.2 结构分析式 .41.3 绘制转速图 .41.4 绘制传动系统图 .72.动力设计 .82.1 确定各轴转速 .82.2 带传动设计 .82.3 各传动组齿轮模数的确定和校核 .113. 齿轮强度校核 .123.1 校核 a 传动组齿轮 .133.2 校核 b 传动组齿轮 .143.3 校核 c 传动组齿轮 .154. 主轴挠度的校核 .164.1 确定各轴最小直径 .164.2 轴的校核 .175. 主轴最佳跨距的确定 .175.1 选择轴颈直径,轴承型号和最佳跨距 .185.2 求轴承刚度 .186. 各传动轴支承处轴承的选择 .197. 主轴刚度的校核 .197.1 计算跨距 .19三、总结 .21四、主要参考文献 .22一、 绪论普通中型车床主轴箱设计普通中型车床主轴箱设计普通中型车床主轴箱设计普通中型车床主轴箱设计普通中型车床主轴箱设计，主要包括三方面的设计，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。 二、设计步骤1.运动设计1.1 已知条件1确定转速范围：主轴最小转速 Nmin（r/min）=90r/min、Nmax（r/min）=2000r/min,主电动机转速（r/min)=1440、P（kw）=4kw2最大加工直径 =250mm3确定公比： 41.1.2 结构分析式本次设计中，我按 12 级的主轴箱来计算: 3 231321231从电动机到主轴主要为降速传动，若使传动副较多的传动组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节省材料，也就是满足传动副前多后少的原则，因此取 方案。在231x降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比；在升速时为防止产生过大的噪音和震动常限制最大转速比41min。在主传动链任一传动组的最大变速范围2ax。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最108minaxR小， 根据中间传动轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如下：检查传动组的变速范围时，只检查最后一个扩大组：其中 ， ， 122PXR26.12X2P所以 ，合适。0856.76.1.3 绘制转速图选择电动机一般车床若无特殊要求，多采用 Y 系列封闭式三相异步电动机，根据原则条件选择 Y-132M-4 型 Y 系列笼式三相异步电动机。分配总降速传动比总降速传动比 0625.14/9/mind又电动机转速 符合转速数列标准，因而不增加一140rd定比传动副。(3)确定传动轴轴数传动轴轴数 = 变速组数 + 定比传动副数 + 1 = 3 + 0 + 1 = 4。确定各级转速并绘制转速图由 取 z = 10 确定各级转速：min/90rni41.2000,1400,1000,710,500,355,250,180,125,90r/min。在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按传动顺序依次设为、。与、与、与轴之间的传动组分别设为 a、b、c。现由（主轴）开始，确定、轴的转速： 先来确定轴的转速传动组 c 的变速范围为 ，结合结构式，10,89.741.max66R轴的转速只有一和可能：180、250、355、500、710，1000r/min。 确定轴的转速传动组 b 的级比指数为 2，希望中间轴转速较小，因而为了避免升速，又不致传动比太小，可取，98.1/1i 41./2ib轴的转速确定为：355、500、710r/min。确定轴的转速对于轴，其级比指数为 1,可取， ，2/1/1ia41./ia/3ia确定轴转速为 710r/min。由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比。71/40/1i5确定各变速组传动副齿数传动组 a:查表 8-1, ， ，2/1/1ia26.1/ia1/3ia时：2/1ia57、60、63、66、69、72、75、78zS时：41./2ia58、60、63、65、67、68、70、72 、73、77z时：/3i58、60、62、64、66、68、70、72 、74、76zS可取 72,于是可得轴齿轮齿数分别为：24、30、36。z于是 ， ，48/21ai 42/302ai 36/ai可得轴上的三联齿轮齿数分别为：48、42、36。 动组 b:同理可得轴上两联齿轮的齿数分别为：24、42。，得轴上两齿轮的齿数分别为：48、30。 动组 c:同理可得轴两联动齿轮的齿数分别为 40，80；得轴两齿轮齿数分别 80，40。1.4 绘制传动系统图根据轴数，齿轮副，电动机等已知条件可有如下系统图：2.动力设计2.1 确定各轴转速 确定主轴计算转速：主轴的计算转速为 min/35rn1zmiIV各传动轴的计算转速： 轴可从主轴按 80/40 的传动副找上去，轴的计算转速180r/min；轴的计算转速为 355r/min；轴的计算转速为 710r/min。3各齿轮的计算转速传动组 c 中，40/80 只需计算 z = 40 的齿轮，计算转速为710r/min ；传动组 b 计算 z = 42 的齿轮，计算转速为 355r/min；传动组 a 应计算 z = 24 的齿轮，计算转速为 710r/min。4核算主轴转速误差min/19840/3/26/14/7140 rn 实min2r标 %56.01)(标 标实 n所以合适。2.2 带传动设计电动机转速 n=1450r/min,传递功率 P=4KW,传动比 i=2.03，两班制，一天运转 16.1 小时，工作年数 10 年。确定计算功率 取 1.1，则AK4.KW1.PKAca选取 V 带型根据小带轮的转速和计算功率，选 b 型带。确定带轮直径和验算带速查表小带轮基准直径 ,md26mx54261验算带速成 10nv其中 -小带轮转速， r/min；1n-小带轮直径，mm；d，合适。25,/4.9106254.3smv4确定带传动的中心距和带的基准长度设中心距为 ,则0a055（ ） a 2（ ）21d21d于是 208.45 a 758,初取中心距为 400mm。0a带长 0212104)()(2ddLm39查表取相近的基准长度 ， 。dmL1带传动实际中心距 ad5.40205验算小带轮的包角一般小带轮的包角不应小于 。10。合适。 2.63.571