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车床主传动系统主轴变速箱设计【750mm N=4.5KW nmax=1800 nmin=45 φ=1.12 Z=12】.doc
车床主传动系统主轴变速箱设计【750mm N=4.5KW nmax=1800 nmin=45 φ=1.12 Z=12】（全套含CAD图纸）
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外文翻译资料 1 机电一体化技术及其应用研究 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微、控制、机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。 数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 能化 即要求机电产品有一定的智能 ,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在 控机床上增加人机对话功能，设置智能 I/O 接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而 有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 络化 由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化 方向发展。 性化 机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在外文翻译资料 2 色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 型化 微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(称 指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制 电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自 1986 年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针， 1988 年美国加州大学 校研制出第一个微电机以来，国内外在艺、材料以及微观机理方面取得了很大进展，开发出各种 件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。 成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程 中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。 源化 是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 色化 技术的发展给人们的生活 带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁中应用 在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数外文翻译资料 3 据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面： 能化控制技术 (由于钢铁具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经等，智能控制技术广泛于钢铁的产品设计、生产、控制、设备与产品质量 诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢 连铸 轧钢综合调度系统、冷连轧等。 布式控制系统 ( 分布式控制系统采用一台中央机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。 有特 点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。 监视集中控制分散，故障面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 放式控制系统 (开放控制系统 (计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家 产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。 算机集成制造系统 (钢铁企业的 将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控外文翻译资料 4 制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应钢铁生产的要求。 未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在 20 世纪 80 年代已广泛实现 。 场总线技术 ( 现场总线技术 ( 连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术 (如 4 20 C 直 流传输 )就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去 66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化 现场就地控制站等的发展。 流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于 交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。 外文资料翻译 1 n is on of of of a of a of of as NC of as of a of it is to in NC / O of as of up a As of of a is a If is to of 文资料翻译 2 as in we As of of is of to AN a to a as of so in be of of be no 1.5 of is to of is in to it so on of or a to as is of 1.6 is a in to to be by is of or 986 1988 at at of as . 外文资料翻译 3 a of of of in at In to of a be to of at be to 1.8 to as As on be to a of of in s in at of of in of is of In of be in of is to of is at of of 2 in of in In of at of as by of a 文资料翻译 4 in in in As a of it is to in as a of a be or to on of be of be as a of be is of is to a of Is of 外文资料翻译 5 is of by a of in be of so to to to is be to of to of of of of of is of of of In to of is to to of of in 980s is in of in to 0 C 外文资料翻译 6 it in in on be 6% or to of CS of as C in a of C C to of in C C of to AC C or be to or AC in of as a to 目 录 设计简介 1 第一章 参数的确定 2 床的规格系列和类型 2 数确定 4 传动的运动参数和动力参数确定 4 极限切削速度 5 公比 的选定 5 转数极数 Z 5 确定主轴转速数列 6 机功率 8 第二章 主传动运动设计 9 构式、结构网与转速图的拟定 9 构式或结构网的拟定 9 速图的拟定 10 第三章 齿数及带轮直径的确定及相关验算 13 轮齿数确定的原则和要求 13 轮直径的确定 14 定齿轮齿数 19 轴转速系列的验算 20 片式摩擦离合器的选择和计算 22 第四章 传动件计算转速及其确定 23 传动系统的功率特性及计算转速 23 他传动件计算转速的确定 24 第五章 传动件的估算和验算 26 角带传动的计算 26 轮模数的估算和计算 28 动轴的估算和验算 30 第六章 主传动结构设计 33 轴变速箱装配图 33 总 结 36 参考文献 37 摘 要 机床是机械加工的重要设备，在机械制造中占有重要的地位。在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占总制造工作量的 40% 60%，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。本次设计的题目是 床主传动设计。设计内容包括：确定有关尺寸参数、运动参数及动力参数；据所求得的有关运动参数及给定的公比，写出结构式，校验转速范围，绘制转速图；确定各变速组传动 副的传动比值，定齿轮齿数、带轮直径，校验三联滑移齿轮齿顶是否相碰，校验各级转速的转速误差；绘制传动系统图。 关键词 : 参数；传动比；结构式；转速图；转速误差；传动系统图 is an an In by 0of of a to of so a to to by to as to a of 毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 机床主传动设计 系： 专业： 班级 学号： 学生： 指导教师： 接受任务时间 教研室主任 （签名） 系 主 任 （签 名） 1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 （ 1） 计算机或者手工绘制总装图一张、零件图若干张； （ 2） 毕业设计说明书一份。 2指定查阅的主要参考文献及说明 （ 1） 机床设计手册 （ 2） 机床设计图册 （ 3） 机械零件设计手册 （ 4） 机械传动设计手册 3进度安排 设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期 1 准备工作（收集资料和查看复习毕业设计的相关内容） 2 资料检索 3 方案设计 4 主传动机构相关设计 5 绘图 6 修改 7 编写毕业设计说明书 注：本表一式三份，系、指导教师、学生各一份 毕 业 设 计 说 明 书 题 目 机 床 主 传 动 设 计 学 生 系 别 专 业 班 级 学 号 指 导 教 师 毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 机床 主传动设计 系： 专业： 班级 学号： 学生： 指导教师： 接受任务时间 教研室主任 （签名） 系 主 任 （签名） 1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 （ 1） 计算机或者手工绘制总装图一张、零件图若干张； （ 2） 毕业设计说明书一份。 2指定查阅的主要参考文献及说明 （ 1） 机床设计手册 （ 2） 机床设计图册 （ 3） 机械零件设计手册 （ 4） 机械传动设计手册 3进度安排 设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期 1 准备工作（收集资料和查看复习毕业设计的相关内容） 2 资料检索 3 方案设计 4 主传动机构相关设计 5 绘图 6 修改 7 编写毕业设计说明书 注：本表一式三份，系、指导教师、学生各一份 目 录 设计简介 1 第一 章 参数的确定 2 床的规格系列和类型 2 数确定 4 传动的运动参数和动力参数确定 4 极限切削速度 5 公比 的选定 5 转数极数 Z 5 确定主轴转速数列 6 机功率 8 第二章 主传动运动设计 9 构式、结构网与转速图的拟定 9 构式或结构网的拟定 9 速图的拟定 10 第三章 齿数及带轮直径的确定及相关验算 13 轮齿数确 定的原则和要求 13 轮直径的确定 14 定齿轮齿数 19 轴转速系列的验算 20 片式摩擦离合器的选择和计算 22 第四章 传动件计算转速及其确定 23 传动系统的功率特性及计算转速 23 他传动件计算转速的确定 24 第五章 传动件的估算和验算 26 角带传动的计算 26 轮模数的估算和计算 28 动轴的估算和验算 30 第六章 主传动结构设计 33 轴变速箱装配图 33 总 结 36 参考文献 37 摘 要 机床是机械加工的重要设备，在机械制造中占有重要的地位。在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占总制造工作量的 40% 60%，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。本次设计的 题目 是 机床 主传动设计 。 设计内容包括：确定有关尺寸参数、运动参数及动力参数 ； 据所求得的有关运动参数及给定的公比，写出结构式，校验转速范围，绘制转速图 ； 确定各变速组传动副的传动比值，定齿轮齿数、带轮直径，校验三联滑移齿轮齿顶是否相碰，校验各级转速的转速误差 ； 绘制传动系统图。 关键词 : 参数 ； 传动 比 ； 结构式 ； 转速图 ； 转速误差 ； 传动系统图 is an an In by 0of of a to of so a to to by to as to a of 目 录 设计简介 1 第一章 参数的确定 2 床的规格系列和类型 2 数确定 4 传动的运动参数和动力参数确定 4 极限切削速度 5 公比 的选定 5 转数极数 Z 5 确定主轴转速数列 6 机功率 8 第二章 主传动运动设计 9 构式、结构网与转速图的拟定 9 构式或结构网的拟定 9 速图的拟定 10 第三章 齿数及带轮直径的确定及相关验算 13 轮齿数确定的原则和要求 13 轮直径的确定 14 定齿轮齿数 19 轴转速系列的验算 20 片式摩擦离合器的选择和计算 22 第四章 传动件计算转速及其确定 23 传动系统的功率特性及计算转速 23 他传动件计算转速的确定 24 第五章 传动件的估算和验算 26 角带传动的计算 26 轮模数的估算和计算 28 动轴的估算和验算 30 第六章 主传动结构设计 33 轴变速箱装配图 33 总 结 36 参考文献 37 摘 要 机床是机械加工的重要设备，在机械制造中占有重要的地位。在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占总制造工作量的 40% 60%，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。本次设计的题目是 床主传动设计。设计内容包括：确定有关尺寸参数、运动参数及动力参数；据所求得的有关运动参数及给定的公比，写出结构式，校验转速范围，绘制转速图；确定各变速组传动 副的传动比值，定齿轮齿数、带轮直径，校验三联滑移齿轮齿顶是否相碰，校验各级转速的转速误差；绘制传动系统图。 关键词 : 参数；传动比；结构式；转速图；转速误差；传动系统图 is an an In by 0of of a to of so a to to by to as to a of 1 目 录 设计简介 1 第一章 参数的确定 2 床的规格系列和类型 2 数确定 4 4 极限切削速度 5 公比 的选定 5 转数极数 Z 5 确定主轴转速数列 6 动力参数的确定 8 第二章 主传动运动设计 9 构式、结构网与转速图的拟定 9 构式或结构网的拟定 9 速图的拟定 10 第三章 齿数及带轮直径的确定及相关验算 13 轮齿数确定的原则和要求 13 轮直径的确定 14 定齿轮齿数 19 轴转速系列的验算 20 片式摩擦离合器的选择和计算 22 第四章 传动件计算转速及其确定 23 23 24 第五章 传动件的估算和验算 26 角带传动的计算 26 轮模数的估算和计算 28 第 1 章 绪论 2 动轴的估算和验算 30 第六章 主传动结构设计 33 轴变速箱装配图 33 总 结 36 参考文献 37 附录： 3 摘 要 机床是机械加工的重要设备，在机械制造中占有重要的地位。在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占总制造工作量的 40% 60%，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。本次设计的题目是机床主传动设计。设计内容包括：确定有关尺寸参数、运动参数及动力参数；据所求得的有关运动参数及给定的公比，写出结构式，校验转速范围，绘制转速图；确定各变速组传动副的传动 比值，定齿轮齿数、带轮直径，校验三联滑移齿轮齿顶是否相碰，校验各级转速的转速误差；绘制传动系统图。 关键词 : 参数；传动比；结构式；转速图；转速误差；传动系统图 第 1 章 绪论 4 is an an In by 0of of a to of so a to to by to as to a of 5 第 1 章 绪论 一、 毕业 设计的目的 1、 毕业设计属于机械系统设计课的延续，通过设计实践，进一步学习掌握机械系统设计的一般方法。 2、 培养综合运用机械制图、机械设计基础、精度设计、金属工艺学、材料热处理及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力。 3、 培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。 4、 提高技术总结及编制技术文件的能力。 二、 设计内容与基本要求 设计内容：本次毕业设计要求 完成变速级数为 6的 机床主传动系统主轴变速箱设计 。 基本要求： 1、 毕业 设计必须完成展开图、截面图图样设计各一张，能够较清楚地表达各轴和传动件的空间位置及有关结构。 2、 根据设计任务书要求，合理的确定尺寸、运动及动力等有关参数。 3、 正确利用结构式、转速图等设计工具，认真进行方案分析。 4、 正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家标准规定。说明书力求 采用工程术语，文字通顺简练，字迹工整。 5、 完成典型零件工作图图样 2张。 三、 设计步骤 方案确定 1、 确定有关尺寸参数、运动参数及动力参数。 2、 据所求得的有关运动参数及给定的 传动比 ，写出结构式，校验 转速范围，绘制转速图。 3、 确定各变速组传动副的传动比值， 确定 齿轮齿数、带轮直径，校验三联滑移齿轮齿顶是否相碰，校验各级转速的转速误差。 4、 绘制传动系统图。 结构设计 第 1 章 绪论 6 1、 草图设计 估计各轴及齿轮尺寸，确定视图比例，确定展开图及截面图的总体布局；据各轴的受力条件，初选轴承，在有关支撑部位画出轴承轮廓。并检验各传动件运动过程中是否干涉。 2、 结构图设计 确定齿轮、轴承及轴的固定方式；确定润滑、密封及轴承的调整方式；确定主轴头部形状及尺寸，完成展开图及截面图的绘制。 3、 加黑，注尺寸、公差配合，标注件号，填写明细表及装配图技 术要求。 零件图设计 编写设计计算说明书 7 第一章 参数的确定 床的规格系列和类型 车床依其类型和规格，可按类、组、型三级编成不同的型号，本设计以 车床其字母与数字的含义如下： “ C” 为 “ 车 ” 字的汉语拼音的第一个字母，直接读音为 “ 车 ” 。 C 6 1 32 主参数代号（最大车削直径的 1/10，即 320 机床型别代号（普通车床型） 机床组别代号（普通车床组） 机床类别代号（车床类） 为了更好的做好 机床 的主传动设计，现查相关资料获得以下内 容： 成部分如图 1示。 又称主轴箱，内装主轴和变速机构。变速是通过改变设在床头箱外面的手柄位置，可使主轴获得 12种不同的转速（ 45 1980 r/主轴是空心结构，能通过长棒料，棒料能通过主轴孔的最大直径是 29轴的右端有外螺纹，用以连接卡盘、拨盘等附件。主轴右端的内表面是莫氏 5号的锥孔，可插入锥套和顶尖，当采用顶尖并与尾架中的顶尖同时使用安装轴类工件时，其两顶尖之间的最大距离为 750头箱的另一重要作用是将运动传给进给箱，并可改变进给方向 。 图 11234567 ；891011121314516 第 1 章 绪论 8 又称走刀箱，它是进给运动的变速机构。它固定在床头箱下部的床身前侧面。变换进给箱外面的手柄位置，可将床头箱内主轴传递下来的运动，转为进给箱输出的光杆或丝杆获得不同的转速，以改变进给量的大小或车削不同螺距的螺纹。其纵向进给量为 r；横向进给量为 r；可车削 17种公制螺纹（螺距为 9 32 种英制螺纹（每英寸 2 38牙）。 安装在车床 前 床脚的内腔中，并由电动机（ 440r/过联轴器直接驱动变速箱中齿轮传动轴。变速箱外设有两个长的手柄，是分别移动传动轴上的双联滑移齿轮和三联滑移齿轮，可共获 6种转速，通过皮带传动至床头箱。 又称拖板箱 ，溜板箱是进给运动的操纵机构。它使光杠或丝杠的旋转运动，通过齿轮和齿条或丝杠和开合螺母，推动车刀作进给运动。溜板箱上有三层滑板，当接通光杠时，可使床鞍带动中滑板、小滑板及刀架沿床身导轨作纵向移动；中滑板可带动小滑板及刀架沿床鞍上的导轨作横向移动。故刀架可作纵向或横向直线进给运动。当接通丝杠并闭合开合螺母时可车削螺纹。溜板箱内设有互锁机构，使光杠、丝杠两者不能同时使用。 它是用来装夹车刀，并可作纵向、横向及斜向运动。刀架是多层结构，它由下列组成。 大 刀架 它与溜板箱牢固相连 ， 可沿床身导轨作纵向移动。 中 刀架 它装置在大 刀架 顶面的横向导轨上，可作横向移动。 转盘 它固定在中 刀架 上，松开紧固螺母后， 可转动转盘，使它和床身导轨成一个所需要的角度，而后再拧紧螺母，以加工圆锥面等。 小 刀架 它装在转盘上面的燕尾槽内，可作短距离的进给移动。 方刀架 它固定在小 刀架 上，可同时装夹四把车刀。松开锁紧手柄，即可转动方刀架，把所需要的车刀更换到工作位置上。 它用于安装后顶尖，以支持较长工件进行加工，或安装钻头、铰刀等刀具进行孔加工。偏移尾架可以车出长工件的锥体。尾架的结构由下列部分组成。 套筒 其左端有锥孔，用以安装顶尖或锥柄刀具。套筒在尾架体内的轴向位置可用手轮调节，并可用锁紧手柄固定。将套筒 退至极右位置时，即可卸出顶尖或刀具。 尾架体 它与底 座 相连，当松开固定螺钉，拧动螺杆可使尾架体在底板上 9 作微量横向移动，以便使前后顶尖对准中心或偏移一定距离车削长锥面。 底板 它直接安装于床身导轨上，用以支承尾架体。 将进给箱的运动传至溜板箱。光杠用于一般车削，丝杆用于车螺纹。 它是车床的基础件，用来连接各主要部件并保证各部件在运动时有正确的相对位置。在床身上有供溜板箱和尾架移动 用 的导轨。 是用来支承和连接车床各零部件的基础构件， 床脚用地脚螺 栓紧固在地基上。 车床的变速箱与电机安装在前床脚内腔中，车床的电气控制系统安装在后床脚内腔中。 数确定 对于主运动是回转运动的机床，它的主运动参数就是指与主轴有关的参数。 专用机床用于特定工序的加工，由于工艺稳定，绝大多数专用机床的主轴只需要一种 固定的转速 n， 即 n= 000r/ (2而通用机床和专门机床的工艺范围却比较广，机床的加工类型、刀具材料、工件材料及加工直径等是经常改变的 ，这说法要求机床主轴的转速也能在一定的范围内，以适应使用上的不同需要。对于有级变速的主轴转速，有三个问题需要解决，即主轴的最低转速 间各级 转速的合理排列；主轴转速级数的确定 : 主轴极限转速（ 确定 由式（ 2 1）可得 , 2按式 (2表计算 ， 将最高转速的计算值提高 25%作为先定值，即 440 (1+25%)=1800。据调查分析得知，较低的主轴转速出现于三种加工类型，分别为低速光车外圆，精铰孔，精车丝杠。经计算后选最低值，故选定 45r/ 综上所述，可确定该机床的主轴最低转速 45r/高转速 800r/ 公比值的选定 第 1 章 绪论 10 选定了 。在规定的 7个标准公比值中， 在 ， 若选用的公比 值小，则相对转速损失小，使用机床时选速有利，但因转数级数增多，机床结构趋于复杂；反之亦然。因此，公比值的选定主要取决于机床的使用特点和机床结构的复杂程度。因 使转速损失损当小些，而机床结构又不至于过复杂，所以公比可选取中等数值。现 根据表 1 1取 1 1 标准公比值 转数极数 Z 由 z (2 1z 即 = 1z Z= 1 转数极数 Z 12 极。 确定主轴转速数列 为了机床设计、使用和管理的方便，机床主轴转速值已经标准 化。表 2 4是按标准公比制定的标准数列。 查表 1 2 可知整个转速数列为： 40、 56、 80、 112、 160、 224、 315、 450、630、 900、 1250、 1800。 11 表1 章 绪论 12 机功率 调查用户在该类工作加工时的机床主电动机功率的使用情况，对国内外同类型、同规格机床的主电动机功率进行统计分析，然后初步选定机床的主电动机功率。对于某些通用机床，还可以参照机床系列型谱来选取功率。如表 1 2所示卧式车床主电动机功率的推荐数值。 表 1 卧式车床主电动机功率推荐数值 根据条件取电动机功率为 1440r/ 13 第二 章 主传动运动设计 机床主传动的运动 设计任务是，按照已确定的运动参数、动力参数和传动方案，设计出经济合理、性能先进的传动系统。其方根设计内容：拟定结构式或结构网；拟定转速图，确定各传动副传动比；确定带轮直径、齿轮齿数；布置、排列齿轮，绘制传动系统图等。 构式、结构网与转速图的拟定 已知主轴转速 n=45 1800r/数 Z 12，公比 构式或结构网的拟 定 （ 1）确定变速组的个数和传动副数 由前述可知，大多数机床广泛应用滑移齿轮变速机构，为了满足结构设计和操纵方便的要求，通常采用双联或本联齿轮。因此，主轴转速为 12 级的变速系统可用三个变速组，其中一个三联齿轮变速组和两个双 联齿轮。 （ 2）确定传动顺序方案 不同的传动顺序方案有： 12 4 3 12 3 4, 12 3 2 2 12 2 3 3 12 2 2 3 因为在轴上如果安置换向摩擦离合器时，为减小轴向尺寸，第一传动组的传动副数不能多，以 2为宜。在机床设计中，因要求的 后扩大组 应取 2更为合适。由于轴装有摩擦离合器，在结构上要求有一齿轮的齿根圆大于离合器的直径。 因此选用 12 2 3 2 （ 3）画出结构网 根据已确定的结构式方案画出结构网 第二章 主传动运动设计 14 图 2构网 速图的拟定 1）主电机的选定 电动机功率 N： 机转速 因为 1800r/根据 N=于要使电机转速 主轴最高转速相近或相宜，以免采用过大的升速或过小的降速 传动。所以初步定电机为：机转速 1440r/ 2）定比传动 在变速传动系统中采用定比传动，主要考虑传动、结构和性能等方面要求，以及满足不同用户的使用要求。为使中间两个变速组做到降速缓慢，以利于减少变速箱的径向尺寸，故在 -轴间增加一对降速传动齿轮。 3）分配降速比 12级降速为： 40 56 80 12 112 160 224 315 450 900 1250 1800 （ r/ 决定 -间的最小降速传动比： 由于齿轮极限传动比限制 ，为了提高主轴 的平稳性，取最后一个变 15 速组的降速传动比为 1/4，按公比 =表可知： 。决定其余变速组的最小传动比，根据降速前慢后快的原则， -轴间变速组取 U=1/ 3 -轴间取 U=1/ 3 画出转速图 12=2 3 2 图 2 转速图 第二章 主传动运动设计 16 结构 大体 示意图 : 图 2结构示意图 17 第三章 齿 数及带轮直径的确定 确定 齿轮齿数时，需先初定变速组内齿轮副模数和传动轴直径，以便根据结构尺寸判断其齿轮齿数或齿数和是否适宜。因主传动齿轮要传递足够动力，故齿轮模数一般取 m 2。在强度允许的条件下尽可能取较小的模数，可方便加工、降低噪声。为了便于设计 与制造，主传动所用齿轮模数的各种数应尽可能少些。在同一个变速组内，通常选 用相同的模数，这是因为各齿轮副的速度和受力情况相差不大的缘故。而在某些场合，如最后扩大组或背轮传动组中，由于各齿轮副的速度和受力情况相差悬殊，在同一个变速组内才选用不同的模数，但一般不多于两种。 轮齿数确定的原则和要求 齿轮齿数确定的 2原则是，齿轮结构尺寸紧凑，主轴转速误差小。 具体要求是： （ 1） 齿数和不应过大 齿轮副的齿数和过大会增加两轴间的中心距，造成结构庞大；此外，齿数和增加，还会提高齿轮的线速度而加大噪声。故一般推荐齿数和 S 100 120。 （ 2） 齿数和不应过小 齿轮副的齿数和应尽 可能减小，但需从下述限制条件中选取较大值 。 受传动性能限制的最小齿数 为了保证最小齿轮不产生根切以及主传动具有较好的运动平稳性等，对于标准直齿圆柱齿轮，一般取最小齿轮齿数 18 20，主轴上小齿轮 20；高速齿轮取 25，而运动平稳性要求不高的齿轮可取 14（允许有少量根切）。 受齿轮结构限制的最小齿数 齿轮（尤其是最小齿轮）应能可靠的安装到轴上或进行套装，特别要注意齿轮的 齿槽到孔壁或键槽处的壁厚不能过小，以防齿轮热处理时产生过大的变形或传动中造成断裂现象。 受 两轴组件结构限制的最小中心距 若齿数和太小，则过小的中心距将导致两轴上的轴承或其他结构元件之间的第三章 齿轮及带轮直径的确定 18 距离过近或相碰。 轮直径的确定 选择三角带型号 根据电机转速 1440r/功率 n=表可确定三角带型号为 确定带轮的最小直径 查表得 140 计算大带轮直径 根据要求的传动比和滑动率确定 D 大 D 1u (1 小 (3 140 1900 ( 220 19 表 3准直径及其外径 第三章 齿轮及带轮直径的确定 20 表 3 V 带基准长度 21 表 3 单位 V 带基准额定功率 第三章 齿轮及带轮直径的确定 22 表 3 带轮截面尺寸 槽型 d f v 34 38 Z 2 1 80 80 A 5 0 1 118 118 B 9 1 190 193 C 7 1 313 313 23 定齿轮齿数 （ 1）第一变速组内有两对齿轮，其传动比为 122= 3412 初步定出最小齿轮齿数 根 据结构条件，由表 2 12得 u=2一行中找到 2时，同时满足两个传动比的要求，确定 72 0 21Z =720 34Z =728 （ 2） 第二变速组有三对传动副 1 = = 1 = 1 2 = = 1 2= 1 2 = = 1 3= 1)2确定最小齿轮的齿数 21 0 3 7 7 04 09 (3)第三变速组有两对齿轮 1 = = 2 = 2 2 = = 1 4= 确定 21 =104 第三章 齿轮及带轮直径的确定 24 14 83Z 11 35Z 69 1 30Z 3 24Z 4 48Z 5 33Z 6 47Z 7 27Z 8 54Z 9 21Z 10 59Z 11 35Z 12 69Z 13 21Z 14 83Z 表 3轮齿数 0 0 4 8 3 7 7 4 1 9 9 1 3 轴转速系列的验算 n = n理 10 （ 1） % = (3n 实 = n 2 3 4 n1 =1400 140220 2448 2159 2183 = n1 n理 = 40 40 0120 定三角带根数 Z 根据公式可得： 第五章 传动件的估算及验算 32 Z = = 098 = （ 5 取 Z=3 齿轮模数的估算和计算 轴计算转速 根据公式可得： 3Z = 40 = 112 r/ （ 5 n 160 r/n 450 r/n 900 r/ 各齿轮计算转速 1Z 2Z 3Z 4Z 5Z 6Z 7Z 8Z 9Z 10Z 11Z 12Z 13Z 14Z 900 1250 900 450 450 315 450 224 450 160 160 315 450 112 r/ 估算 第三变速组， 按齿轮弯曲疲劳的估 算 M w 323 （ 5 = 32 98 1 = （齿轮） 2 = （轴承） 3 = （带） 按齿面点蚀的估算 A 3703 370 3 98 （ 5 = 22 = 2 33 根据 m=3 （标准值） 算（验算） 根据接触疲劳齿轮模数 163003 221 5321)1( （ 5 N = W 112 r/1 = 83 i = 8321 K z = n K w m 710 17500112 60 （ 5 w = q = z = m= 8 2 = 3 = z = j = 650 算出 据弯曲疲劳计算齿轮模数 Y = ( + 1 = 2 = 五章 传动件的估算及验算 34 r = 6 8102 17500112 60 n = N = q = 5 = n q = 1= 83 112 r/ w = 275 m = 8 2753 1 5321 = （ 5 传动轴的估算和验算 动轴直径的估算 由 公式 可知 ： d = 91 4 （ 5 N = = 6. 16 KW 112 r/ = m 91 4 N = = 6. 4 KW 160 r/ = m 35 91 4 N = = 6. 55 KW 450 r/ = m 91 4 29.9 N = = 6. 68 KW 900 r/ = m 91 4 23.4 传动轴强度的验算 选第 d 大齿轮 3 48 = 144 = P 9550n = 329436 N （ 5 2 = 103 N a = 833 N 0 = 889N = = 1861N = = 677N = 7 = 1861 97 = 180517 N mm = 65772 N 五章 传动件的估算及验算 36 m = 22VH = 192126 N （ 5 w = 3500取 a = w= 22 )2(4)( = w 2 ) = 59 （ 5 强度足够 37 第六章 主传动的结构设计 机床主传动的结构设计，就是将传动方案“结构化”，向生产部门提供主传动部件 装配图，零件工作图及零件名细表等。 在机床初步设计中，考虑主轴变速箱在机床上的位置，与其他部件的相互关系，只是概略给出其形状与尺寸要求，但最终还需要箱内各元件的实际结构与布置才能确定下来，在可能的情况下，应尽量减小主轴变速箱的轴向和径向尺寸，以便节省材料，减轻重量，满足使用要求。 轴变速箱装配图 移齿轮变速机构 多联齿轮结构 多联齿轮采用整体式和组合式结构，整体式齿轮结构简单，制造方便。组合式齿轮结构较复杂、制造较优困难，但轴向尺寸小，可方便地进行轮齿的滚、剃、珩、 磨等工艺，能够有效地降低噪声。齿轮之间可采用键镶装、骑缝螺管或弹性挡圈轴向固定。 齿轮定心方式 花键配合的 间隙较大，能增大噪声，而且大径定心不如小径定心精度高 ，因此定比传动齿轮或固定齿轮采用光轴定心或锥孔定心单键传动较好，滑移齿轮可采用配合公差适宜的小径定心花键轴传动，也可采用光轴导向键传动。 轮结构 带轮装在轴端 卸荷装置 将带轮装在轴承上，轴承装在套筒上，传给轴的只是扭矩，径向力由固定在箱体上的套筒承受。本设计采用将带支在轴承外圈上，扭矩从端头传入。 动 轴组件 零件的定位与固定 传动轴上零件的定位要合理、固定要可靠。零件的径向定位，一般是靠孔和第六章 主传动的结构设计 38 轴的配合。对于轴向位置必须固定的零件，不允许沿轴向窜动，可用轴肩、轴套、挡圈、螺钉、销子等进行轴向定位或固定。对于轴向滑移零件，应留有足够的滑移空间，其滑移到位也必须是一定的，可采用定位装置来控制其各个停留位置。 传动轴组件的轴向定位与固定 传动轴组件在箱体内的轴向位置也必须是确定的，
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