CM6132车床主传动设计（全套含CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 宁课程 设计 (论文 ) 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 买文档就送全套 纸 01339828 2 摘要 主传动系统设计是机床设 计 中非常重要的组成部分，本次设计主要 由 机床的级数入手，于结构式、 结 构网 拟 定，再到齿轮和轴的设计，再选 择 各 种 主传动配合件，对轴和齿轮及配合件进行校核，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，完成设计任务。 本次突出了结构设计的要求，在保证机床的基本要求下，根据机床设计的原则，拟定机构式和结构网，对机床的机构进行精简，力求降低生产成本；主轴和齿轮设计在满足强度需要的同时，材料的选择也是采用折中的原则，没有选择过高强度的材料从而造成浪费。 【关键词】车床、主传动系统、 结构式、电动机 。 买文档就送全套 纸 01339828 3 of he of to by n to of a of of of to , a to a on to on to a to of to to of of of to o of in 【 买文档就送全套 纸 01339828 4 目录 摘要 . 2 第 1 章 绪论 . 6 程设计的目的 . 6 程设计的内容 . 6 论分析与设计计算 . 6 样技术设计 . 6 制技术文件 . 6 程设计题目、主要技术参数和技术要求 . 6 程设计题目和主要技术参数 . 6 术要求 . 6 2. 主动参数的拟定 . 7 定传动公比 . 7 电动机的选择 . 7 . 8 . 8 定变速组及各变速组中变速副的数目 . 9 构式基本组和扩大组的拟定 . 9 定各变速组此论传动副齿数 . 11 构网的拟定和 结构式 . 12 变速组的变速范围及极限传动比 . 12 定各轴的转速 . 13 制转速图 . 14 定各变速组变速副齿数 . 14 . 16 轮的设计 . 16 动轴的直径估算 . 19 定各轴转速 . 20 动轴直径的估算：确定各轴最小直径 . 21 的选择、传动轴、键的校核 . 22 . 23 . 27 核 a 组齿轮 . 27 核 b 组齿轮 . 28 . 30 轴的基本尺寸确定 . 31 径尺寸 D . 31 轴孔径 d . 31 轴悬伸量 a . 32 撑跨距 L . 32 轴最佳跨距 0L 的确定 . 33 轴刚度验算 . 35 买文档就送全套 纸 01339828 5 轴轴承的选用的型号 . 37 小 结 . 37 参考文献 . 38 全套图纸加 Q 401339828 买文档就送全套 纸 01339828 6 第 1 章 绪论 程设计的目的 通过课程设计，分析比较机械系统中的某些典型机构，进行选择和改进；结合结构设计，进行设计计算并编写技术文件；完成系统主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计，掌握查阅相关工程设计手册、设计标准和资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高学生设计能力的目的。通过设计，使学生获得机械系统基本设计技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。 程设计的内容 机械系统设计课程设计内容由理论分析与设计计算、图样技术设计和技术文件编制三部分组成。 论分析与设计计算 （ 1）机械系统的方案设计。设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。 （ 2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。 （ 3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算和校核。 样技术设计 （ 1）选择系统中的主要机件。 （ 2）工程技术图样的设计与绘制。 制技术文件 （ 1）对于课程设计内容进行自我经济技术评价。 （ 2）编制设计计算说明书。 程设计题目、主要技术参数和技术要求 程设计题目和主要技术参数 工件最大回转直径 最高转速 最低转速 公比 320 1000 技术要求 （ 1）利用电动机完成换向和制动。 （ 2）各滑移齿轮块采用单独操纵机构。 （ 3）进给传动系统采用单独电动机驱动。 买文档就送全套 纸 01339828 7 2. 主动参数的拟定 定传动公比 根据机械制造装备设计公式（ 3为已知 工件最大回转直径 最高转速 最低转速 公比 320 1000 Z=1 = （根据机械制造装备设计和金属切削机床手册标准公比 ，对于通用机床，为了转速损失不大，机床结构不过于复杂，一般取 =里我们取标准公比系列 = 因为 = 根据机械制造装备设计77先找到最小极限转速 每跳过 3个数（ 取一个转速，即可得到公比为 40、 50、 63、 80、 100、 125、 160、 200、 250、 315、400、 500、 630、 800、 1000。 电动机的选择 合理的确定电机功率 P，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。 现在以常见的中碳钢为工件材料，取 45 号钢，正火处理，车削外圆，表面粗糙度用车刀具，可转位外圆车刀，刀杆尺寸： 1625具几何参数：0 =15o ， 0 =6o ， r =75o ， r =15o ， =0o ， 01 = 1 现以确定粗车是的切削用量为设计： 确定背吃刀量 进给量 f， 3f 取 0.2 确定切削速度，取 1.7 机床功率的计算， 主切削力的计算 ：主切削力的计算公式及有关参数： 44买文档就送全套 纸 01339828 8 = 270 3 错误 !未找到引用源。 1038（ N） 切削功率的计算 310 =1038 310 = 依照一般情况，取机床变速效率 =错误 !未找到引用源。 =2.3(根据 Y 系列三相 异步电动机的技术数据 ,Y 系列三相异步电动机为一般用途全封闭自扇冷式笼型异步电动机，具有防尘埃、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点， B 级绝缘，工业环境温度不超过 +40，相对湿度不超过 95%，海拔高度不超过 1000m，额定电压 380V，频率 50用于无特殊要求的机械上，如机床，泵，风机，搅拌机，运输机，农业机械等。 根据以上计算， 为满足转速和功率要求，选择 Y 系列三相异步电动机型号为： 技术参数见下表 3表 3电动机技术数据 电动机型号 额定功率 /载 转速 /定转矩 /大转矩 /100 1440 此，可得到下表 3的车床参数。 根据以上的计算和设计任务书可得到本次设计车床的基本参数： 表 3床的主参数（规格尺寸）和基本参数表 工 件 最 大 回转直径 最高转速 最低转速 电机功率 P（ 公比 转速级数 Z 320 1000 6 拟定变速方案，包括变速型式的选择以及开停、换向、制动、操纵等整个变速系统的确定。变速型式则指变速和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的变速型式、变速类型。 变速方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定变速方案和型式，要从结构、工艺、 性能及经济等多方面统一考虑。 买文档就送全套 纸 01339828 9 变速方案有多种，变速型式更是众多，比如：变速型式上有集中变速，分离变速；扩大变速范围可用增加变速组数，也可采用背轮结构、分支变速等型式；变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。 显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。 定变速组及各变速组中变速副的数目 机床主参数：机床的主轴转速范围为 1000转 /分，转速级数 Z=16，公比 =动机的转速 1440转 /分。 级数为 变速组分别有 Z 、Z 个变速副。即 321 由于结构上的限制，变速组中的传动副数目通常选用 2 或 3 为宜，故其结构式为：Z=2n3 6 级传动，其结构式可为以下形式： 16=2222； 在电动机功率一定的情况下，所需传递的转矩越小，传动件和传动轴的集合尺寸就越小。因 此，从传动顺序来讲，尽量使前面的传动件多以些，即前多后少原则。故本设计采用结构式为： 16=2222。 从轴 I 到轴 2 对 齿轮分别啮合，可得到三种不同的传动速度；从轴 轴 三对齿轮分别啮合，可得到 三 种不同的传动速度，故从轴 I 到轴 得到 22=4 种不同的传动速度；同理，轴 轴 两对齿轮分别啮合，可得到两种不同的传动速度，故从轴 V 共可得到 16=2222 种不同的传动转速。 设计车床主变速传动系时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，在降速变速中，一般限制限制最 小变速比 41u ；为避免扩大传动误差，减少震动噪声，在升速时一般限制最大转速比 2u 。斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取 u 。因此在主变速链任一变速组的最大变速范围 )108(m i nm a xm a x 在设计时必须保证中间变速轴的变速范围最小。 构式基本组和扩大组的拟定 （ 1） 绘制 常规的 转速图 时 ， 要注意， 为了结构紧凑，减小振动和噪声，通常限制： a： 最小传动比 1/4; b： 最小传动比 2(斜齿轮 =所以，在一个变速组中，变速范围要小于等于 8，对应本次设计，转速图中，一个轴上的传动副间最大不能相差 6 格。 c：前缓后急原则；即传动在前的传动组，其降速比小，而在后的传动组，其降速比大。 （ 2） 但在绘制 床转速图 时，要注意，由 错误 !未找到引用源。=1000r/错误 !未找到引用源。 =Z=文档就送全套 纸 01339828 10 40、 50、 63、 80、 100、 125、 160、 200、 250、 315、 400、 500、 630、 800、1000，是非常规的转速数列， 故在绘制它的转速图 线时 ，先要确定其主传动系统 结构 。 精密 车床采用分离式传动，即变速箱和主轴箱分离。 为皮带传动。在主轴箱的传动中采用了背轮机构，解决了传动比不能过大（受极限传动比限制）的问题。 (3)绘制转速图 100 在五根轴中，按变速顺序依次设为、（背轮机构）、（主轴）。与、与、与、和轴之间的变速组分别设为 a、 b、 c、 d. （主轴）开始，确定 、的转速： 先来确定背轮机构的公比 变速组 d 的变速范围为 错误 !未找到引用源。 =8，构式， 采用背轮机构，则其公比为： 错误 !未找到引用源。 =1 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 确定轴的公比 变速组 带传动 降速， 可取 错误 !未找到引用源。 确定轴的公比 为了扩大变速范围，变速组 采用混合公比，使用二联滑移齿轮，可取 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 确定轴的转速 对于变速组 a,是第一扩大组 错误 !未找到引用源。 ，其级比指数为 3,可取 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 由此也可确定加在电动机与主轴之间的定变速比 错误 !未找到引用源。 。下面画出转速图（电动机转速与主轴最高转速相近）。 精密 车床（ 16 级转速， 混合 公比 ）采用了背轮机构后的转速图 定各变速组此论传动副齿数 (1)100型机床 02)直齿圆柱齿轮 18文档就送全套 纸 01339828 11 图 2主传动系统图 （ 7） 齿轮齿数的确定。 据设计要求 18 20,由表 据各变速组公比，可得各传动比和齿轮齿数，各齿轮齿数如表 2 表 2 齿轮齿数 变速箱部分 传动比 基本组 第 1扩大组 第 2扩大组 1: 1： 1 1:2 代号 Z1 Z2 Z3Z6齿数 27 34 24 37 38 30 30 38 50 40 30 60 主轴箱部分 传动比 1:4 代号 7 8 齿数 27 34 17 68 买文档就送全套 纸 01339828 12 构网的拟定和结构式 结构网和结构式可 以用来分析和比较机床传动系统的方案。结构网与速图的主要差别是：结构网只表示传动比的相对关系，而不表示传动比和转速的绝对值，而且结构网上代表传动比的射线对成分布。根据中间变速轴变速范围小的原则选择结构网。结构网可表示成结构式： 变速组的变速范围及极限传动比 传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围：在降速传动时，为防止被动齿轮的直径过大而使进径向尺寸过大，常限制最小传动比， 1/4，升速传动时，为防止产生过大的振动和噪音，常限制最大传动比 2i ，斜齿轮比较平稳，可取 i ，故变速组的最大变速范围为 8 10。 主轴的变速范围应等于住变速传动系中各个变速组变速范围的乘积，即： 210检查变速组的变速范围是否超过极限值时，只需检查最后一个扩大组。因为其他变速组的变速范围都比最后扩大组的小，只要最后扩大组的变速范围不超过极限值，其他变速组就不会超过极限值。 所以对 931 23318 进行验算： Z=18， =2r = 9)12(33 x 8 10，符合要求 . 定各轴的转速 机床的主轴转速范围为 1000转 /分，转速级数 Z=16，公比 =动机的转速 1440 转 /分。 确定变速组的数目 大多数机床采用滑移齿轮的变速方式为满足结构设计 和方便的要求，通常都采用双联和三联齿轮，因此 18级级转速需要三个变速组，即 Z=16=2 2 2 2 在五个变速轴中，按变速顺序依次设为、（主轴）。与、与、与轴之间的变速组分别设为 a、 b、 c。现由（主轴）开始，222216 1 买文档就送全套 纸 01339828 13 确定、轴的转速。 先来确定轴的转速 变速组 c 的变速范围为降速比为 6 ，升速比 3 为故两个传动副的传动比必然是两个极限值：61141 1232 轴的转速只有一种可能： 160、 200、 250、 315、 400、 500、 630、 800、 1000。 确定轴的转速 变速组 ，希望中间轴转速较小，又不致变速比太小，由此可见变速组中的三个传动比之间相差均为三格，即相差为 3 倍关系，通过这三个传动比使轴得到 9 种连续等比数列的转速（ 180 1000）即从轴上的三种 转速扩大到轴上 9种转速，故可取 441 23 转速确定为： 630、 500、 1000。 定轴的转速 对于轴，其级比指数为 1,可取： 131 =21 2 21 = 3 确定轴转速为 800， 买文档就送全套 纸 01339828 14 制转速图 定各变速组变速副齿数 确定齿轮齿数的原则和要求： 齿轮的齿数和 应过大；齿轮的齿数和 大会加大两轴之间的中心距，使机床结构庞大，一般推荐 100 200. 最小齿轮的齿数要尽可能少；但同时要考虑： 最小齿轮不产生根切，机床变速箱中标准直圆柱齿轮，一般最小齿数 18； 受结构限制的最小齿轮最小齿数应大于 18 20； 齿轮齿数应符合转速图上传动比的要求：实际传动比（齿数之比）与理论传动比（转速图上要求的传动比）之间又误差，但不能过大，确定齿轮数所造成的转速误差，一般不应超过 10%（ %，即 ）（理实理 110n n n % 理n 实 买文档就送全套 纸 01339828 15 齿轮齿数的确定，当各变速组的传动比确定 以后，可确定齿轮齿数。对于定比传动的齿轮齿数可依据机械设计手册推荐的方法确定。对于变速组内齿轮的齿数，如传动比是标准公比的整数次方时，变速组内每对齿轮的齿数和 小齿轮的齿数可以从机械制造装备设计表 3般在主传动中，最小齿数应大于 18 20。采用三联滑移齿轮时，应检查滑移齿轮之间的齿数关系：三联滑移齿轮的最大齿轮之间的齿数差应大于或等于 4，以保证滑移是齿轮外圆不相碰。 根据机械制造装备设计94P,查表 3 变速组 a: 1 21 22 31 33 确定最小齿轮的齿数 最小齿数和 该变速组内的最小齿轮必在 i=1/2的齿轮副中，根据结构条件，假设最小齿数为 22时，查表得到 66。 找出可能采用的齿数和诸数值 11 60、 62 2 60、 63 32 60、 63 在具体结构允许下，选用较小的 宜，现确定 72， 确定各齿数副的齿数 i=1/2，找出 1z =24， 1z = 1z =728； i=1/出 2z =32， 2z = 2z =40； i=1/，找出 3z =30， 3z =42； 变速组 1 231 44 故变速组中最小齿轮必在 1/ 4 的齿轮副中，假设最小齿数为 22，77， 同上 i=出 1z =48， 1z =29， 买文档就送全套 纸 01339828 16 i=找出 2z =34， 2z =43， i=找出 3z =22； 3z =55。 变速组 113 =2 ； 2故变速组中最小齿轮必在 1/ 6 的齿轮副中，假设最小齿数为 18， 89， 轮的 设计 三角带传动中，轴间距 于是摩擦传递，带与轮槽间会有打滑，宜可缓和冲击及隔离振动，使传动平稳。带轮结构简单，但尺寸大，机床中常用作电机输出轴的定比传动。电动机转速 n=1440r/递功率 P=3动比 i=1440/800=班制，一天运转 16小时，工作年数 10年。 (1)选择三角带的型号 由机械设计156K 查的共况系数 故根据机械设计1568 ） 式中 因此根据1n 由机械设计157带轮型图选用 (2)确定带轮的基准直径 D ， D 带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。为提高带的寿命，小带轮的直径 D 不宜过小，即 。查机械设计157 8D =100 由机械设计1508 11212 式中： n n 般取 故 0080014402 ， 1 66 买文档就送全套 纸 01339828 17 由机械设计15780 (3)验算带速度 V， 按机 械设计1508算带的速度 V= 1 以 05 ，故带速合适。 (4)初定中心距0常根据机床的总体布局初步选定，一般可在下列范围内选取： 根据机械设计1528 )(2)(1021 100+180） 0A 2（ 100+180） 1960A 560 取0A=400(5)三角带的计算基准长度械设计1588算带轮的基准长度 02122100 422 由机械设计146整到标准的计算长度 L=12506)确定实际中心距 A 按机械设计1588算实际中心距 A= 0A +2 07)验算小带轮包角 1 根据机械设计1588 ，故主动轮上包角合适。 (8)确定三角带根数 Z 根据机械设计1588 00p k k 21 买文档就送全套 纸 01339828 18 查表机械设计 153P 表 8i= 得0p= 表机械设计表 8k=表机械设计表 8度系数=3。 (9)计算预紧力 查机械设计表 8q=m 由机械设计式（ 8 20 ) 0 0 其中： m/s； kg/m；取 q=m。 v = 1460r/ s。 00 20 （ 10）计算作用在轴上的压轴力 52 8s i 9322s i 0 带轮结构设计 带轮的材料 常用的 速较高时可以采用铸钢或钢板冲压焊接而成，小功略时采用铸铝或塑料。 带轮结构形式 辐和轮毂组成，根据轮辐结构的不同可以分为实心式（机械制图图 8腹板式（机械制图图 8孔板式（机械制图图8 椭圆轮辐式（机械制图图 8 V 带轮的结构形式与基准直径有关，当带轮基准直径 。可以采用实心式，当 00可以采用腹板式， 00,300 11 同时时可以采用孔板式，当 00时，可以采用轮辐式。 带轮宽度： 0012219)15(2)1( 。 买文档就送全套 纸 01339828 19 D=90210轴承外径，其他尺寸见带 轮零件图。 带型号相对应，见机械制图表 8槽型 B 0190 0190 带型号 弯曲变形，使 了使 般不应该超出带轮外圆，也不应该与轮槽底部接触。为此规定了轮槽基准直径到带轮外圆和底部的最小高度fa 。 轮槽工作表面的粗糙度为 R 或 。 铸造、焊接或烧结的带轮在轮缘、腹板、轮辐及轮毂上不允许有沙眼、裂 缝、缩孔及气泡；铸造带轮在不提高内部应力的前提下，允许对轮缘、凸台、腹板及轮毂的表面缺陷进行修补；转速高于极限转速的带轮要做静平衡，反之做动平衡。其他条件参见 的规定。 动轴的直径估算 传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度的要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不失是主要矛盾，除了载荷很大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求保证轴在载荷下不至发生过大的变形。因此，必 须保证传动轴有足够的刚度。 买文档就送全套 纸 01339828 20 定各轴转速 确定主轴计算转速： 计算转速传动件的计算转速可以从转速图上，按主轴的计算转速和相应的传动关系确定。 根据机械