φ400车床主传动系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 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 图软件进行了零件的设计和处理。 关键词 ： 车 床 ； 主轴箱 ； 传动 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 n 400 in of of to of of of AD of 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . . 第 1 章 绪论 . 1 用途 . 1 性能 . 1 结构 . 1 设计目的 . 1 国内外发展 . 2 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 主参数和基本参数 . 3 主参数 . 3 基本参数 . 3 普通车床的基本参数 . 3 主传动的设计 . 4 主轴极限的确定 . 4 公比的确定 . 4 主轴转速级数的确定 . 5 主传动电动机功率的确定 . 5 第 3 章 主传动系统的拟定 . 6 传动比 . 6 变速的基本规律 . 6 转速图的拟定 . 6 分配各变速组的最小传动比 . 7 确定齿轮齿数 . 7 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 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一变速组齿轮的结构尺寸 . 12 第二变速组齿轮结构尺寸的设计 . 15 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 轴的设计计算 . 26 轴的设计计算 . 28 轴的设计计算 . 30 主轴的设计 . 33 第 7 章 箱体的结构设计 . 36 箱体材料 . 36 箱体结构 . 37 第 8 章 润滑与密封 . 38 润滑与密封的设计 . 38 润滑油的选择 . 38 总 结 . 39 致 谢 . 40 参考文献 . 41 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V . . 1 . 1 . 1 . 1 of . 1 of at . 2 of . 2 of . 3 . 3 . 3 . 3 . 3 of . 4 of . 4 of . 4 to . 5 . 5 of . 6 . 6 of . 6 of . 6 of . 7 of . 7 of of . 8 . 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of . 12 of . 15 . 19 . 23 of . 26 . 26 . 28 . 30 of . 33 . 36 of . 36 of . 37 . 38 of . 38 of . 38 . 39 . 40 . 41 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 绪论 用途 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。 性能 1. 生产效率高，具有高速和强力切削能力。 2. 转速级数 216，进给 25%。 结构 结构复杂程度中等，操纵方便，有好的刚度和抗 震性能。 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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 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。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 。 研究目的和意义 本课题是以 140 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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 第 2 章 机床的主参数和其他主要技术要求 主参数和基本参数 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 数列，该系列符合国际 准中的优先系列。 普通车床的主参数 D 的系列是 ： 250、 320、 400、 500、 630、 800、 1000、1250 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。 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 1D （ 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， 1D 值减少的趋势。我国作为参数标准的1D 值，基本上取 12,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 1D 值。所以查参考文献 1（表2）得 200D 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 2. 主轴通孔直径 d 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 d 的最小值。所以由参考文献1（表二） 30d 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（ 4 15 号），号值数等于法兰直径的 1/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 h (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 22h 5. 最大工件长度 L （ 最大工件长度 L 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 1000L 主传动的设计 主轴极限的确定 由 设计任务书中给出的条件可知： m i n 3 1 .5 r / m i m a x 1 4 4 0 r / m i 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，选择主轴转买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 速数列的公比值，因为中型通用机床，常用的公比 为 是 根据极限转速，按参考文献 1中表 2出标准转速数列公比 。 主轴转速级数的确定 按 任务书要求 12Z 按标准转速数列为 5 63 90 125 180 250 355 500 710 1000 1400r/ 传动电动机功率的确定 电动机的额定功率为： 额 主式中： k 电动机超载系数（对连续工作机床 k =间断机床 k =断时间长，取大值）。 N 值在电动机 Y 系列额定功率中选定 4以取 k = / = 4N N 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 3 章 主传动系统的拟定 传动比 第一变速组（ ），有三对齿轮组 成，其传动比如下 ： 1 3 6 / 3 6 12 3 0 / 4 2 1 / 1 . 4 1 1 / 0 . 7 1 23 2 4 / 4 8 1 / 2 1 / 0 . 5 0 第二变速组（ ），有两对齿轮组成，其传动比 如下 ： 1 132 1 / 0 第二变速组（ ），有两对齿轮组成，其传动比如下： 21 242 1 / 0 变速的基本规律 1. 基本组的变速范围0r: 1( 3 1) 20 =R 2. 第一扩大组的变速范围1r： 3 ( 2 1 ) 31R 3. 第二扩大组的变速范围2r： 6 ( 2 1 ) 6 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 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 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 2p 或 3，因此， 12 3 2 2 ，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 12 3 2 2 的方案。 3. 确定变速组的扩大顺序。 根据“前密后疏”原则，选择1 3 61 2 3 2 2 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 661 8r ， 在允许的变速范围内。（最后扩大组的变速范围限制在 (8 10)） 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 4m i n 1 / 0 . 2 5i 。 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 3m i n 1 / 0 . 3 6i ,轴 最小变速组取 2m i n 1 / 0 . 5 0i 。 3. 画出各变速组的传动比连线基本组的级比指数0 1x ，第一扩大组的级比指数1 3x，第二扩大组 级比指数3 6x 。 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. 齿轮的齿数和免齿轮尺寸过大而引起机床结构增大。一般推荐齿数和z 1 0 0 1 2 0S ，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7（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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 4. 齿轮齿根圆到键槽的壁厚 2。（ m 为模数）一般 5a 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。 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横行 示一对齿轮的齿数和，纵列 i 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 i 时，表示升速传动，所以小齿轮为从动轮。当 1i 时，表示降速传动，所以小齿轮为主动轮，这是要用传动比 i 的倒数查表。 查出小齿轮的齿数后，将齿数和 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 1；2 1 / 0 ； 23 1 / 0 ； 1） 首先在 1 2 3找到出现最小齿数的传动比 3） 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找出与 3倒数 2 这一行找到4z 时，查到最小齿数和 2 4） 找到可能采用的齿数和 种数值。这些数值必须同时满足个传动比要求的齿轮数，从 2 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、 81 5） 确定合理的齿数和 72，并根据它决定各齿轮的齿数。 由 11 的这一行中找出 1 36z ， 则 11 7 2 3 6 3 6zz s z ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 由 2这一行中找出 2 30z ， 则 22 7 2 3 0 4 2zz s z ； 由 3 2 的这一行中找出3 24Z ， 则 33 7 2 2 4 4 8 Z ； 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 1； 32 1 / 0 。 1） 小齿数的传动比 2 2） 根切现象和结构设计的需要，取。 3） 从参考文献 1表 2的倒数 2z 时，查到最小齿数和 4 。 4） 找到可能采用的齿数和 种数值。这些数值必须同时满足个传动比要求的齿轮数，从 4 向右查表，同时存在满足三个传动比要求的齿数和共有： 84、 87、 88、 91、 92 5） 确定合理的齿数和 并根据它决定各齿轮的齿数 84 由 1 的这一行中找出 1 42z ， 则 11 8 4 4 2 4 2zz s z ； 由 2 的这一行中找出 2 22z ， 则 22 8 4 2 2 6 2zz s z ； 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： 21 2， 42 1 / 0 。 1) 首先在 1 2找到出现最小齿数的传动比 2 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找出 2倒数 4这一行找到 8z 时，查到最小齿数和 0 。 4) 找到可能采用的齿数和 种数值。这些数值必须同时满足个传动比要求的齿轮数，从 0 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、 96 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 5) 确定合理的齿数和 并根据它决定各齿轮的齿数 =90由 1 4 的这一行中找出 1 30z ， 则 11 9 0 3 0 6 0zz s z ； 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图 3示 ： 图 3传动系统图 95买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 图 3 12 级传动系统的转速图 31.5(r/34590125180250355500100071014001440（ r / m i n ）电动机买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 第 4 章 齿轮传动设计 第一变速组齿轮的结构尺寸 已知：电动机功率 4P 电 机 V 带效率为v 带,轴承 (对 )效率为 轴 承传递功率v 4 0 . 9 6 0 . 9 8 3 . 7 6 带电 机 轴 承动轮 转速1 7 1 0 m ，最大传动比 2，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，1 3 1 0 H B ；大齿轮选用 45 号钢，正火处理，2 2 7 0 H B ，硬质差 40在规定的 30 50 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6m/s ，根据参考文献 2中的表 8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 id i 1) 载荷系数 K ：查参考文献 2中表 8 K = 2) 转矩 1T ： 3 3 4 5 0 1 0 = 9 5 5 0 1 0 3 . 7 6 = 5 . 0 6 1 0 N n 3) 接触疲劳许用应力H: N H L 由参考文献 2的图 8得：li m 1 0 M ，li m 2 0 M 。 接触疲劳寿命系数公式 60 hN n j L 得 : 91 6 0 7 1 0 1 0 3 0 0 8 1 . 0 2 1 0N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 9 8121 . 0 2 1 0 5 . 1 1 02NN i 查参考文献 2的图 8 91 1 0 01 1 0 N N ，2 按一般可靠性要求，查参考文献 2的表 8 1,则 1 l i m 1 1 8 0 0 8 0 0 M P 2 l i m 2 1 . 0 5 7 5 0 7 8 7 . 5 M P 1) 计算小齿轮分度圆直径 1d ： 查参考文献 2中的表 8 2 5 . 0 6 1 0 17 6 . 5 7 5 9 . 9 m 3 2 7 8 7 . 5 取1 60 2) 计算圆周速度 v ： 11 3 . 1 4 7 1 0 6 0 2 . 2 3 m / 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 因 5m/，故所取的八级精度合适。 4. 确定主要参数，计算主要几何尺