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三维SW 12张CAD图纸+说明书完整资料 立式 数控车床 传动系统 结构设计 PT13 报告 三维 SW 12 CAD 图纸 说明书 完整 资料

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毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书学 院机械工程学院专 业机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名学 号1101011130 设计（论文）题目立式数控车床主传动系统结构设计内容及要求：内容及要求：通过查阅资料及调研，设计立式数控车床主传动系统。具体内容包括以下几方面：1. 查阅文献资料，撰写开题报告；2. 主传动系运动参数、动力参数的确定；3. 运动及传动方案设计，画出转速图及传动系图；4. 主传动系结构设计及三维建模；5. 二维图生成及主要零件图设计；6. 外文资料翻译及撰写毕业设计论文。 进度安排：进度安排：1、文献检索、收集资料，完成开题报告 第 1-2 周2、运动参数、动力参数确定 第 3-4 周3、运动方案及传动方案设计 第 5 周4、主传动系结构设计及三维建模 第 6-9 周5、二维图生成及主要零件图设计 第 10-12 周6、外文资料翻译及撰写论文 第 13-15 周7、毕业答辩 第 16 周指导教师（签字）：年 月 日学院院长（签字）： 年 月 日 开开 题题 报报 告告题目名称题目来源题目类型导师姓名学生姓名班级学号专 业具体内容（课题背景和意义、国内外研究现状、课题主要内容、课题研究方案、日程安排、参考文献）填表说明填表说明: : 题目类型: 1、工程设计； 2、应用研究； 3、理论研究； 4、其它；（选1、2、3、4） 。题目来源: A、自拟课题； B、民用科研课题；C、国防科研课题；（选 A、B、C） 。开题报告内容使用宋体小四字号。指导教师意见指导教师(签字): 年 月 日学院意见 学院院长(签字): 年 月 日 填表说明填表说明: 题目类型: 1、工程设计； 2、应用研究； 3、理论研究； 4、其它；（选1、2、3、4） 。题目来源: A、自拟课题； B、民用科研课题；C、国防科研课题；（选 A、B、C） 。开题报告内容使用宋体小四字号。毕业设计（论文）任务书学 院机械工程学院专 业机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名学 号1101011130 设计（论文）题目立式数控车床主传动系统结构设计内容及要求：通过查阅资料及调研，设计立式数控车床主传动系统。具体内容包括以下几方面：1. 查阅文献资料，撰写开题报告；2. 主传动系运动参数、动力参数的确定；3. 运动及传动方案设计，画出转速图及传动系图；4. 主传动系结构设计及三维建模；5. 二维图生成及主要零件图设计；6. 外文资料翻译及撰写毕业设计论文。 进度安排：1、文献检索、收集资料，完成开题报告 第1-2周2、运动参数、动力参数确定 第3-4周3、运动方案及传动方案设计 第5周4、主传动系结构设计及三维建模 第6-9周5、二维图生成及主要零件图设计 第10-12周6、外文资料翻译及撰写论文 第13-15周7、毕业答辩 第 16 周指导教师（签字）：年 月 日学院院长（签字）： 年 月 日 开题报告题目名称题目来源题目类型导师姓名学生姓名班级学号专 业具体内容（课题背景和意义、国内外研究现状、课题主要内容、课题研究方案、日程安排、参考文献）填表说明: 题目类型: 1、工程设计； 2、应用研究； 3、理论研究； 4、其它；（选1、2、3、4）。题目来源: A、自拟课题； B、民用科研课题；C、国防科研课题；（选A、B、C）。开题报告内容使用宋体小四字号。指导教师意见指导教师(签字): 年 月 日学院意见 学院院长(签字): 年 月 日 填表说明: 题目类型: 1、工程设计； 2、应用研究； 3、理论研究； 4、其它；（选1、2、3、4）。题目来源: A、自拟课题； B、民用科研课题；C、国防科研课题；（选A、B、C）。开题报告内容使用宋体小四字号。 开开 题题 报报 告告题目名称立式数控车床主传动系统结构设计题目来源题目类型导师姓名学生姓名班级学号专 业具体内容（课题背景和意义、国内外研究现状、课题主要内容、课题研究方案、日程安排、参考文献）课题背景和意义： 数控机床代表着机械制造业现代科学技术发展的方向和水平。数控技术是制造自动化的基础，是现代制造装备的灵魂核心，是国家工业和国防工业现代化的重要手段，关系到国家战略地位，体现国家综合国力水平，其水平的高低和数控装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。数控机床还可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件；可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高37 倍；加工零件的精度高，尺寸分散度小。使装配容易，不再需要“修配” ；可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运；拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。 目前，我国数控机床的发展不仅从技术水平上已研制出五坐标的数控铣床加工中心，CNC 系统和自动编程系统等。同时，也拥有了一定数量的数控机床的开发、生产、使用以及拥有量等都与世界上的先进国家有较大差距。要达到世界先进水平，迅速发展我国数控机床行业势在必行。普通车床虽然可以进行单件、小批量生产。但解决多品种、特别是形状复杂、精度要求高的零件。就显得力不从心了。这时只能依赖高素质的技术工人，但产量上不去。如果一般技术工人就能完成且要上数量，就必须借助数控机床。 本设计为立式数控车床主传动系统结构设计，它是数控机床机械传动部分的核心。通过改造，大大改善了机床的加工性能：自动化程度提高，减轻操作者的劳动强度，改善了劳动条件；提高加工精度，加工质量稳定；提高生产效率；易于建立计算机通讯网络。国内外研究现状： 数控机床代表着机械制造业现代科学技术发展的方向和水平。目前，我国数控机床的发展不仅从技术水平上已研制出五坐标的数控铣床加工中心，CNC 系统和自动编程系统等。同时，也拥有了一定数量的数控机床的开发、生产、使用以及拥有量等都与世界上的先进国家有较大差距。要达到世界先进水平，迅速发展我国数控机床行业势在必行。 经济型数控机床设计的必然性：数控机床能较好地解决形状复杂、精密、小批多变零件的加工问题。能够稳定加工质量和提高生产率，也具有适应性强、较高的加工精度。但是应用数控机床还受到其它条件的限制。价格昂贵，一次性投资巨大，对于中小企业心有余而力不足。 目前各企业都有大量的通用机床，完全用数控机床代替根本不可能，而且替代下来的机床闲置起来，又会造成浪费。在国内，订购新数控机床的交货期一般较长，往往不能满足生产急需。通用数控机床对具体生产有多功能。要较好地解决上述问题，应走经济型数控机床设计之路。经济型数控机床设计的优点：经济型数控机床设计一般指对普通机床其某些部位做一定的设计，配上数控装置，从而使机床具有数控加工能力，其目的有以下几点：从提高资本效率出发，改造闲置旧设备，发挥机床的原有功能和改造后的新增功能，提高机床的使用价值。1为了提高生产效率进行数控改造。2为了适应多品种，小批量生产而进行数控改造。3、为了使技术等级较低的工人也能加工出高质量的产品零件和提高生产效率而进行的设计。所有这些目的都围绕提高机床的性能价格比，用较少的价格，得到较高的机床性能。因此，经济型数控机床设计具有以下优点：易于对现有机床实现自动化，而且专业性强，没有多余功能；减少辅助加工时间，提高机床的生产效率；降低工人技术等级的要求；费用低，可充分利用原有机床设备；周期短，可满足生产急需。课题主要内容：（1）运动设计根据机床的规格、用途和典型的工艺切削用量以及对同类型机床的分析比较，确定立式数控机床的极限转速、转速数列的公比，拟定传动方案和传动系统图；确定传动副的传动比以及齿轮的齿数并计算转速误差。（2）动力设计确定电动机的功率；计算传动件的计算载荷及其尺寸，验算主要传动件的应力、变形或寿命是否在允许范围内。（3）结构设计传动轴系、变速机构、主轴组件、箱体、操作机构、制动装置、润滑装置等的布置和结构设计。以上三方面内容要具体地体现在设计图纸和设计说明书上。课题研究方案： 数控机床需要自动换刀、自动变速；且在切削不同直径的阶梯轴，曲线螺旋面和端面时，需要切削直径的变化,主轴必须通过自动变速，以维持切削速度基本恒定。这些自动变速又是无级变速，以利于在一定的调速范围内选择理想的切削速度，这样有利于提高加工精度，又有利于提高切削效率。无级调速有机械、液压和电气等多种形式，数控机床一般采用由直流或交流调速电动机作为驱动源的电气无级变速。由于数控机床的主运动的调速范围较大，单靠调速电机无法满足这么大的调速范围，另一方面调速电机的功率扭矩特性也难于直接与机床的功率和转矩要求相匹配。因此，数控机床主传动变速系统常常在无级变速电机之后串联机械有级变速传动，以满足机床要求的调速范围和转矩特性。 为简化主轴箱结构，本方案仅采用二级机械变速机构，运动方案如图 2.1：有级变速的自动变换方法一般有液压和电磁离合器两种。液压变速机构是通过液压缸、活塞杆带动拨叉推动滑移齿轮移动来实现变速，双联滑移齿轮用一个液压缸，而三联滑移齿轮则必须使用两个液压缸（差动油缸）实现三位移动。液压拨叉变速是一种有效的方法，工作平稳，易实现自动化。但变速时必须主轴停车后才能进行，另外，它增加了数控机床的复杂性，而且必须将数控装置送来的电信号转换成电磁阀的机械动作，然后再将压力油分配到相应的液压缸，因而增加了变速的中间环节，带来了更多的不可靠因素。 图 1 机械变速方案示意图电磁离合器是应用电磁效应接通或切断运动的元件，由于它便于实现自动操作，并有现成的系列产品可供选用，因而它已成为自动装置中常用的操作元件。电磁离合器用于数控机床的主传动时，能简化变速机构，操作方便。通过若干个安装在各传动轴上的离合器的吸合和分离的不同组合来改变齿轮的传动路线，实现主轴的变速。电磁离合器一般分为摩擦片式和牙嵌式。日程安排：1.准备工作（2016.2.20-2016.3.5）接到设计任务书后，搜集必要的图书、杂志、图册、手册、同类机床说明书和产品图纸、其他有关设计参考资料、专业标准等，以便设计时参考应用。2.拟定设计方案（2016.03.06-2016.03.15）（1）阅读同类机床的有关资料（如：机床说明书、装配图、样本、机床水平分析等） 。（2）对机床的用途、主要参数、传动机构、零部件机构设计等进行分析研究。在分析比较现有机床的基础上考虑设计方案，力求做到有的改进和创新。拟定方案的步骤是：1）拟定运动参数 结合参考资料和同类机床的运动参数作出分析比较，对设计任务书中未给出的运动参数，根据任务书中规定的要求条件来确定。2）进行运动设计 根据已定参数进行运动设计，同时考虑某些结构方面的问题。3.动力计算及传动零件的计算（2016.03.16-2016.03.25）确定机床功率，传动带的计算和选定，传动轴径的计算，齿轮模数的初算，主轴组件结构参数的优化设计。4.技术设计（2016.03.26-2016.03.31）绘制部件装配图和进行零件的计算和核算。5.零件工作图设计(2016.04.01-2016.04.15)设计及绘制出正确的零件工作图。6.编写设计计算说明书（2016.04.16-2016.04.20）分三稿完成.7.整理设计计算说明书（2016.04.21-2016.05.04）在前三稿修改的基础上全面整理设计计算说明书，完成所有的图纸校核工作，准备毕业答辩。参考文献：1金属切削机床设计指导 上海交通大学编 上海：上海交通大学出版社 20062机床设计手册 上/下册 机床设计手册编写组 北京：机械工业出版社 20063机械设计图册 华东纺织工学院、哈尔滨工业大学、天津大学主编 上海：上海科学技术出版社 19794金属切削机床设计 大连工学院 戴曙主编 北京：机械工业出版社 20095金属切削机床设计 吉林工业大学 吉林工学院 东北工学院主编 上海：上海科学技术出版社 20096金属切削机床构造与设计 韦彦成 北京：国防工业出版社 20117金属切削机床 李铁尧主编 北京：机械工业出版社 20108金属切削机床 邓怀德主编 北京：机械工业出版社 20079切削用量手册 艾兴、肖诗纲编 北京：机械工业出版社 200510金属切削机床 顾维邦编 北京：机械工业出版社 200711机械设计师手册.中册王少怀主编. 北京：电子工业出版社，2006.712机械设计课程设计丛晓霞主编. 北京：高等教育出版社，2010.813机械原理（第七版）孙桓 葛文杰 陈作模主编；西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著. 北京：高等教育出版社，2006.514机械制造装备设计陈立德，赵海霞编著. 北京：国防工业出版社，2010.615数控机床系统设计文怀兴，夏田编著. 北京：化学工业出版社，2005.516数控车床设计陈婵娟主编. 北京：化学工业出版社，2006.2填表说明填表说明: : 题目类型: 1、工程设计； 2、应用研究； 3、理论研究； 4、其它；（选1、2、3、4） 。题目来源: A、自拟课题； B、民用科研课题；C、国防科研课题；（选 A、B、C） 。开题报告内容使用宋体小四字号。指导教师意见指导教师(签字): 年 月 日学院意见 学院院长(签字): 年 月 日 填表说明填表说明: 题目类型: 1、工程设计； 2、应用研究； 3、理论研究； 4、其它；（选1、2、3、4） 。题目来源: A、自拟课题； B、民用科研课题；C、国防科研课题；（选 A、B、C） 。开题报告内容使用宋体小四字号。 开题报告题目名称立式数控车床主传动系统结构设计题目来源题目类型导师姓名学生姓名班级学号专 业具体内容（课题背景和意义、国内外研究现状、课题主要内容、课题研究方案、日程安排、参考文献）课题背景和意义： 数控机床代表着机械制造业现代科学技术发展的方向和水平。数控技术是制造自动化的基础，是现代制造装备的灵魂核心，是国家工业和国防工业现代化的重要手段，关系到国家战略地位，体现国家综合国力水平，其水平的高低和数控装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。数控机床还可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件；可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高37倍；加工零件的精度高，尺寸分散度小。使装配容易，不再需要“修配”；可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运；拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。 目前，我国数控机床的发展不仅从技术水平上已研制出五坐标的数控铣床加工中心，CNC系统和自动编程系统等。同时，也拥有了一定数量的数控机床的开发、生产、使用以及拥有量等都与世界上的先进国家有较大差距。要达到世界先进水平，迅速发展我国数控机床行业势在必行。普通车床虽然可以进行单件、小批量生产。但解决多品种、特别是形状复杂、精度要求高的零件。就显得力不从心了。这时只能依赖高素质的技术工人，但产量上不去。如果一般技术工人就能完成且要上数量，就必须借助数控机床。 本设计为立式数控车床主传动系统结构设计，它是数控机床机械传动部分的核心。通过改造，大大改善了机床的加工性能：自动化程度提高，减轻操作者的劳动强度，改善了劳动条件；提高加工精度，加工质量稳定；提高生产效率；易于建立计算机通讯网络。国内外研究现状： 数控机床代表着机械制造业现代科学技术发展的方向和水平。目前，我国数控机床的发展不仅从技术水平上已研制出五坐标的数控铣床加工中心，CNC系统和自动编程系统等。同时，也拥有了一定数量的数控机床的开发、生产、使用以及拥有量等都与世界上的先进国家有较大差距。要达到世界先进水平，迅速发展我国数控机床行业势在必行。 经济型数控机床设计的必然性：数控机床能较好地解决形状复杂、精密、小批多变零件的加工问题。能够稳定加工质量和提高生产率，也具有适应性强、较高的加工精度。但是应用数控机床还受到其它条件的限制。价格昂贵，一次性投资巨大，对于中小企业心有余而力不足。 目前各企业都有大量的通用机床，完全用数控机床代替根本不可能，而且替代下来的机床闲置起来，又会造成浪费。在国内，订购新数控机床的交货期一般较长，往往不能满足生产急需。通用数控机床对具体生产有多功能。要较好地解决上述问题，应走经济型数控机床设计之路。经济型数控机床设计的优点：经济型数控机床设计一般指对普通机床其某些部位做一定的设计，配上数控装置，从而使机床具有数控加工能力，其目的有以下几点：从提高资本效率出发，改造闲置旧设备，发挥机床的原有功能和改造后的新增功能，提高机床的使用价值。1为了提高生产效率进行数控改造。2为了适应多品种，小批量生产而进行数控改造。3、为了使技术等级较低的工人也能加工出高质量的产品零件和提高生产效率而进行的设计。所有这些目的都围绕提高机床的性能价格比，用较少的价格，得到较高的机床性能。因此，经济型数控机床设计具有以下优点：易于对现有机床实现自动化，而且专业性强，没有多余功能；减少辅助加工时间，提高机床的生产效率；降低工人技术等级的要求；费用低，可充分利用原有机床设备；周期短，可满足生产急需。课题主要内容：（1）运动设计根据机床的规格、用途和典型的工艺切削用量以及对同类型机床的分析比较，确定立式数控机床的极限转速、转速数列的公比，拟定传动方案和传动系统图；确定传动副的传动比以及齿轮的齿数并计算转速误差。（2）动力设计确定电动机的功率；计算传动件的计算载荷及其尺寸，验算主要传动件的应力、变形或寿命是否在允许范围内。（3）结构设计传动轴系、变速机构、主轴组件、箱体、操作机构、制动装置、润滑装置等的布置和结构设计。以上三方面内容要具体地体现在设计图纸和设计说明书上。课题研究方案： 数控机床需要自动换刀、自动变速；且在切削不同直径的阶梯轴，曲线螺旋面和端面时，需要切削直径的变化,主轴必须通过自动变速，以维持切削速度基本恒定。这些自动变速又是无级变速，以利于在一定的调速范围内选择理想的切削速度，这样有利于提高加工精度，又有利于提高切削效率。无级调速有机械、液压和电气等多种形式，数控机床一般采用由直流或交流调速电动机作为驱动源的电气无级变速。由于数控机床的主运动的调速范围较大，单靠调速电机无法满足这么大的调速范围，另一方面调速电机的功率扭矩特性也难于直接与机床的功率和转矩要求相匹配。因此，数控机床主传动变速系统常常在无级变速电机之后串联机械有级变速传动，以满足机床要求的调速范围和转矩特性。 为简化主轴箱结构，本方案仅采用二级机械变速机构，运动方案如图2.1：有级变速的自动变换方法一般有液压和电磁离合器两种。液压变速机构是通过液压缸、活塞杆带动拨叉推动滑移齿轮移动来实现变速，双联滑移齿轮用一个液压缸，而三联滑移齿轮则必须使用两个液压缸（差动油缸）实现三位移动。液压拨叉变速是一种有效的方法，工作平稳，易实现自动化。但变速时必须主轴停车后才能进行，另外，它增加了数控机床的复杂性，而且必须将数控装置送来的电信号转换成电磁阀的机械动作，然后再将压力油分配到相应的液压缸，因而增加了变速的中间环节，带来了更多的不可靠因素。 图 1机械变速方案示意图电磁离合器是应用电磁效应接通或切断运动的元件，由于它便于实现自动操作，并有现成的系列产品可供选用，因而它已成为自动装置中常用的操作元件。电磁离合器用于数控机床的主传动时，能简化变速机构，操作方便。通过若干个安装在各传动轴上的离合器的吸合和分离的不同组合来改变齿轮的传动路线，实现主轴的变速。电磁离合器一般分为摩擦片式和牙嵌式。日程安排：1.准备工作（2016.2.20-2016.3.5）接到设计任务书后，搜集必要的图书、杂志、图册、手册、同类机床说明书和产品图纸、其他有关设计参考资料、专业标准等，以便设计时参考应用。2.拟定设计方案（2016.03.06-2016.03.15）（1）阅读同类机床的有关资料（如：机床说明书、装配图、样本、机床水平分析等）。（2）对机床的用途、主要参数、传动机构、零部件机构设计等进行分析研究。在分析比较现有机床的基础上考虑设计方案，力求做到有的改进和创新。拟定方案的步骤是：1）拟定运动参数 结合参考资料和同类机床的运动参数作出分析比较，对设计任务书中未给出的运动参数，根据任务书中规定的要求条件来确定。2）进行运动设计 根据已定参数进行运动设计，同时考虑某些结构方面的问题。动力计算及传动零件的计算（2016.03.16-2016.03.25）确定机床功率，传动带的计算和选定，传动轴径的计算，齿轮模数的初算，主轴组件结构参数的优化设计。4.技术设计（2016.03.26-2016.03.31）绘制部件装配图和进行零件的计算和核算。5.零件工作图设计(2016.04.01-2016.04.15)设计及绘制出正确的零件工作图。6.编写设计计算说明书（2016.04.16-2016.04.20）分三稿完成.7.整理设计计算说明书（2016.04.21-2016.05.04）在前三稿修改的基础上全面整理设计计算说明书，完成所有的图纸校核工作，准备毕业答辩。参考文献：1金属切削机床设计指导 上海交通大学编 上海：上海交通大学出版社 20062机床设计手册 上/下册 机床设计手册编写组 北京：机械工业出版社 20063机械设计图册 华东纺织工学院、哈尔滨工业大学、天津大学主编 上海：上海科学技术出版社 19794金属切削机床设计 大连工学院 戴曙主编 北京：机械工业出版社 20095金属切削机床设计 吉林工业大学 吉林工学院 东北工学院主编 上海：上海科学技术出版社 20096金属切削机床构造与设计 韦彦成 北京：国防工业出版社 20117金属切削机床 李铁尧主编 北京：机械工业出版社 20108金属切削机床 邓怀德主编 北京：机械工业出版社 20079切削用量手册 艾兴、肖诗纲编 北京：机械工业出版社 200510金属切削机床 顾维邦编 北京：机械工业出版社 200711机械设计师手册.中册王少怀主编. 北京：电子工业出版社，2006.712机械设计课程设计丛晓霞主编. 北京：高等教育出版社，2010.813机械原理（第七版）孙桓 葛文杰 陈作模主编；西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著. 北京：高等教育出版社，2006.514机械制造装备设计陈立德，赵海霞编著. 北京：国防工业出版社，2010.615数控机床系统设计文怀兴，夏田编著. 北京：化学工业出版社，2005.516数控车床设计陈婵娟主编. 北京：化学工业出版社，2006.2填表说明: 题目类型: 1、工程设计； 2、应用研究； 3、理论研究； 4、其它；（选1、2、3、4）。题目来源: A、自拟课题； B、民用科研课题；C、国防科研课题；（选A、B、C）。开题报告内容使用宋体小四字号。指导教师意见指导教师(签字): 年 月 日学院意见 学院院长(签字): 年 月 日 填表说明: 题目类型: 1、工程设计； 2、应用研究； 3、理论研究； 4、其它；（选1、2、3、4）。题目来源: A、自拟课题； B、民用科研课题；C、国防科研课题；（选A、B、C）。开题报告内容使用宋体小四字号。XX 大学毕业设计(论文)立式数控车床主传动系统结构设计立式数控车床主传动系统结构设计所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 2016 年 3 月 31 日II摘 要车床主传动的设计，包括设计的三个方面，即：在标题之下设计具体使用的机器的规格，主轴转速极限，速度或列数公比范围，其他参数相关的建议确定选定的速度水平值机身;分析和比较，选择传输;配制型或网状结构，高速发展;其次，根据发动机的类型和发动机功率，则确定计算出的轴速度和不同的传输部件中，初始主轴速度米直径模型的皮带和确定摩擦片的数量，大小和数量;经过控制传动部件轴，轴，齿轮，轴承的刚度，强度和使用寿命的完整的装配草图。最后，设计完成和设计的动态运动，尤其是“结构性”节目盘，图中单独设计的组件装配图后。关键词：车床；数控；传动系统；结构网；结构式IIIAbstractWith the sophistication of todays industrial equipment have become increasingly demanding, the degree of precision machining processing equipment mechanical processing equipment has become increasingly demanding. Search, Now a lot of research on the basis of the information on the machine automation technology in-depth research and analysis, and describes the design of the machine control system. The whole process is mainly on the lathe main transmission design.Lathe main transmission design, including the three aspects of the design, namely: according to the design of the title given machine use, specifications, spindle speed limit, the speed or the number of columns common ratio series, other relevant motion parameters to determine the selected spindle speed levels value; analysis and comparison, selecting transmission scheme; prepare formula or network structure, develop speed; determining a gear and pulley diameter; transmission drawn map. Secondly, according to the type of machine and motor power, determined that the calculated spindle speed and various transmission parts, an initial shaft diameter modulus gear, belt model and determine the number, size and number of friction plates; after the completion of assembly sketch to checking the transmission member (shaft, spindle, gear, bearing) stiffness, strength or lifetime. Finally, after the completion of design and dynamic design movement, to the main drive program structured designed spindle gearbox assembly drawings and part drawings, conduct focus drive shaft assembly, spindle assembly, transmission mechanism, box, lubrication and sealing, transmission slip gear shaft and parts of the design.Keywords: lathe; transmission, network structure, structure; NCIV目目 录录摘 要.IIAbstract.III目 录.IV第 1 章 绪 论.11.1 数控技术的应用与发展.11.1.1 数控机床与发展趋势.11.1.2 数控技术.21.1.3 数控技术发展趋势.41.1.4 数控技术在机械工业中的进展.51.2 数控车床的工艺范围及加工精度.61.2.1 工艺范围.61.2.2 加工精度.6第 2 章 传动方案及传动系统图的拟定.72.1 电动机的选择.72.2 传动路线及转速图的拟定.7第 3 章 主轴箱主要零件的设计及校核.133.1 主轴箱箱体尺寸的确定.133.2 传动轴各主要零件的设计.133.2.1 轴径的估算.133.2.2 V 带轮的设计.143.2.3 多片式摩擦离合器的计算.163.2.4 轴 I 上的一对齿轮的计算.183.2.5 齿轮的校核.223.2.6 轴的校核.233.2.7 轴承的选择.253.3 传动轴 II 各主要零件的设计.273.3.1 轴径的估算.273.3.2 齿轮的校核.283.3.3 传动轴的校核.283.3.4 轴承的校核.303.4 传动轴 III 各主要零件的设计.313.4.1 轴径的估算.313.4.2 齿轮的校核.313.4.3 传动轴的校核.323.4.4 轴承的校核.343.5 传动轴 IV 各主要零件的设计.353.5.1 轴径的估算.353.5.2 齿轮的校核.36V3.5.3 传动轴的校核.373.5.4 轴承的校核.393.6 传动轴 V 各主要零件的设计.403.6.1 轴径的估算.403.6.2 齿轮的校核.413.6.3 传动轴的校核.423.6.4 轴承的校核.433.7 传动轴 VI 各主要零件的设计.443.7.1 轴径的估算.443.7.2 主轴上一对齿轮的计算.453.7.3 齿轮的校核.483.7.4 传动轴的校核.493.7.5 轴承的校核.50第 4 章 主轴箱结构设计及说明.544.1 结构设计的内容、技术要求和方案.544.2 展开图及其布置.54总结.56参考文献.57致谢.581第第 1 1 章章 绪绪 论论1.1 数控技术的应用与发展1.1.1 数控机床与发展趋势1数控机床：出生于 1946 年，是世界上第一台计算机，这表明人类是为了加强和部分替代工具面试创建。使用这些工具只有提高农业，工业和公民创造人类的体力劳动，从人类社会的基础，有了质的飞跃输入的信息进行比较。数字控制NC阶段1952 年至 1970 年人们需要在一个特定的主机是被称为连接 NC 材料有线 NC数控系统，被称为 NCNC采用数字逻辑电路“搭” 。随着组件在 1952 年的发展，历经三代在这个阶段，第一代 - 管，在 1959 年的第二代 - 晶体管，1965 年，第三代 - 集成电路。计算机数控CNC阶段1970 年 - 至今到 1970 年，通用汽车公司出现了小型机和批量生产。1974 年微处理器的数控系统。这是因为一个小的电脑操作也有丰富的控制机器的能力一次来控制多台机器，称为对照组微处理器的经济逻辑，同样采用。然后，介质的可靠性是不理想的。速度和早期的微处理器的功能，尽管它是不够高，然而，可以通过使用多处理器体系结构解决。因为微处理器是通用计算机的一个基本组成部分，称为数字计算机控制。到 1990 年，PC 摄像头PC，用来指你家的电脑，在高性能系统如数控的阶段，以满足基本要素的要求开发的。基于 PC 的数控系统，现在进入了一个阶段。总之，计算机数控阶段经历了三代。 1970 年，第四代 - 介质; 1974 年，第五代-1990 年和第六代微处理器 - 基于 PC国外称为基于 PC。1.1.2 数控技术随着计算机，微电子，信息，自动控制，精密的检测设备和生产技术的飞速发展，数控机床已取得显著的进展。近年来，一些相关的技术，如新材料和工具，伺2服和超高速切削技术的发展主轴伺服电源发展要求和工程质量更高的产品的开发正在增加，加速数控机床的发展。数控机床目前正在朝着高速，高精度和工艺高浓度，高复杂和高可靠性方向发展。技术世界的发展趋势，而数控设备，主要体现在以下几个方面。高速精密有效灵活复杂的过程和多轴实时智能新结构编程自动化整合开环控制模式1.1.3 数控技术发展趋势1科技与现代数控技术和装备产业是决定性的整个国民经济的现代化，数字化技术和新的高新技术产业和先进的生产设备发展级别和范围，如信息技术，生物技术和产业，航空，航天和国防工业等，使得技术和最基本的装备。所谓的数字化装备技术范围覆盖几个方面：1工程机械的技术; 2信息处理，加工，传输技术; 3自动控制技术; 4伺服驱动技术：5传感器技术6，该技术软件。2数字控制技术趋势根据数控技术与世界装备发展观，研究有以下几个方面的重点目前的趋势：高速，高精加工技术和加工设备是新的发展趋势智能化，打开网络，成为数控系统的现代发展的大趋势设备 CNC 更加重视安全性，功能数控设备是机电一体化产品，由于自动化程度高，所以他们对安全性和功能性的更高要求。1.1.4 数控技术在机械工业中的进展近年来，数控机床业务在中国市场的份额正在逐年增长，在中型和大型企业有更大3在中小型企业，甚至开始了一般个人使用。2001 年，国内生产数控金属切削机床达到 18,000 辆，比上年增长28.5，17.4，生产数控机床产业在 2000 年的速度，上升至 22.7，2001 年，河2001 年，机械行业在中国的产值进入世界五机床消费世界他站起身，从第 3 位，达$ 4.739 十亿美国$ 536700 万，食物与去年同期相比，营业额增长了 25。但是，由于国产数控机床不能满足市场的需求，从而使机床中国正在从逐年增长到一年，2001 年的进口，机床进口跃居世界第二位，拥有 24.06 亿$，27，比去年同期的数值。近年来，数控车床，铣床，数控机床，数控切割，数控折弯，数控机床，在普通机床出口钻探显著上升，锯床，插床，拉床，组合机床，液压冲床，木工工具。数控机床出口主要是中，低三档。1.2 数控车床的工艺范围及加工精度1.2.1 工艺范围数控车床是一种高精度，自动化工具效率高，而且还使用数控机床数量较多，占数控机床总数的 25左右。它主要用于在高精度，良好的表面粗糙度，外形轮廓轴组件，磁盘和身体的其他旋转部件，圆柱形表面的制造，圆锥形表面可自动完成，弧形表面并穿过各种控制切割程序，并且可以使槽，钻孔，扩孔和其他加工。1.2.2 加工精度由于高精密数控车床，可以做直线和圆弧插补功能，有的车床还设有自动变速器和其他功能的非圆函数曲线插补和编辑功能，所以它的技术的范围比普通车床非常更广。1.高精密零件从数控车床的刚度，施工，切割精度高，并且可以轻松，准确地补偿手动和自动补偿，我们能够处理高精度零件，甚至在车代磨。2.车削表面的粗糙度数控车床具有恒定线性速度的切割操作可以加工表面粗糙度均匀的部件。恒切4削速度模式下，可以选择刀锥和最终的最佳速度，使切割小型和一致后的表面粗糙度。数控车床，也适用于各种表面粗糙度不同的地方治疗。大量食物的粗糙度大的部分被选择，需要的食物少量的位置的一小部分。3.图轮廓是非常复杂和困难，以控制所述主体的旋转部分的尺寸车床具有直线和圆弧插补启闭装置有一些非圆曲线和平面曲线插值函数，从而使形状可以加工特别复杂或难以控制的转子区段的大小。4.关于与特殊螺纹零件螺纹车床类型相当有限，只能导致直卡车，男性锥，螺纹螺杆英寸和螺纹车床加工数量有限。不仅 NC 车床任何铅直，锥螺纹和面临的问题，也是汽车可变螺距，还车可以非常精确螺纹。1第第 2 2 章章 传动方案及传动系统图的拟定传动方案及传动系统图的拟定1极限转速数据的设定 已知主轴最低转速mm 每秒，最高转速mm 每秒，转速调10minnmax1400n整区间是： 2.1maxmin/14nRnn2公比数据的设定 选定公比为1.263算出主轴转速级数 Z 2.2lg/lg1lg14/lg1.12 124nZR 4结构网或结构式的设定 242 3 2 2 5画出转速图2.1 电动机的选择普通车床，选 Y-132M-4 Y 型三相异步电动机系列。在与老师一起给打开了可选的发动机参数一杯提交设计文档参数：功率： 7.5Kw 满载转速： 1450 r/min2.2 传动路线及转速图的拟定1减速的速度分布的比率综合索引加速度，低速轴，考虑需要加速或电池标准比例，以增加额外的固定的浮雕延迟和径向和轴向尺寸的数量，和整体指数的比例下降。然后明智递减到每个班次的范围内的最小比率“的原则，第一个紧急救援后”的总体传动比。2固定在驱动轴的车轴数轴数=号+固定比例组号副传动齿轮+ 1 ，统计是 6 根轴3速度图绘制然后，比变速箱内画在各组的传动比的分配模式更高数量级的类型，以确定各2齿轮对的传动比。对于在附近的公比 F 为 1.25 的设计速度，检查机械设计建议手动的速度为：F =1.26，则速度如图 2.1 所示。4确定系统传动方案图 主轴箱系统传动方案图如图 2.2 所示。电动机轴1012.5162025324050638010012516020025032040045050056071090020/8020/8051/5050/5011201440r/min63/5022/5830/5039/41360450570708904112051/4356/389501180800130/2301450r/min图 2.1 转速图5传输线A主传动传输系统经由 V 型带轴电机带动传播我的头，配备了双向多片式摩擦离合器轴我，主轴3线的历史作用，逆转或停止。当按下磁带摩擦片轴我通过 M1 和相应的一对半轴齿轮的左部通过二，则前进轴上。当 M1 为在中间位置，主轴将停止。二驱动轴通过轴第三发送。机身结构的动力总成下面的表达式：12123956202026413880801302251505158230584350503050346350343050MIVVMIIIIIIMVIIM 电动机-()VI主轴W =7.5kwn=1450r/mind初设定传动系统图，见图 2.3。图 2.3 立式车床主传动系统图b) 车削米制螺纹时传动链的传动路线419142014362133335863100252133263325581007536282533282836283228VIIXXXIIIXIVXI右螺纹主轴左螺纹2835352818352536452828153625354818154548sXVXVIXVIIIMXIX丝杠刀架c) 加工螺纹时的传动路线表达式可归纳如下：5585833503358804426332550802620445825332025631003100756410010097VIIXVIVIVVIIIXIXIIXIIIXXII正常螺纹右螺纹主轴左螺纹米、英制螺纹模数、径节螺纹334525366362513625XIViXVXVIiMXVXIViacXIIIMXVMbdXVIIIM基倍基公制及模数螺纹合英制及径节螺纹合合合-XI X6第第 3 3 章章 主轴箱主要零件的设计及校核主轴箱主要零件的设计及校核3.1 主轴箱箱体尺寸的确定材料选择 HT20-40。铸造，最低吊柜，根据外形的长宽高，从表 3.1 选择。表 3.1 轮廓尺寸长宽高()3mm壁厚(mm) 500 500 300-800 500 50010-15 800 800 50012-20 3.2 传动轴各主要零件的设计3.2.1 轴径的估算查阅相关引用书目中表格 3.102 列出计算式： 3.13，3(100 120)cPdn查阅相关引用书目中表格列出计算式：=0.96 ，设 1.1 10V带3105cPdn 由转速图可列出计算式： 0230130Vii带 转速：(r/min)101450819.565230/130dnni 效率：010.96V带 功率：(kw)1017.5 0.967.2dPP(mm) 取mm133117.210510521.67819.565Pdnmin122d73.2.2 V 带轮的设计1计算 V 带功率 = 3.14capcapAkP查阅相关引用书目中表格，列出=1.1 =7.5 kwAkP所以 =7.5 1.1 = 8.25 (kw)capAkP2设定 V 带样式按功率及小带轮转速r 每分钟，从相关书目中图，设定 Acap11450n 811型带型，尺寸区于 112140mm3设定基准直径并且验证带速ddVa初选小带轮的基准直径1dd按 V 带样式，翻阅相关书目表格 86、88 定小带轮的的基准直径，应使1dd，设得为 132mm， 适当整圆成为 130 毫米。1dd mindd1dd1ddb验算带速V 1 13.14 130 145010.016660 100060 1000dd nV3.15 设=10m/sVc)算出大带轮的基准尺寸从转速图看出，带轮传动比得 值为 ,再根据表 88，来整圆 ，算出i2313 进行适当整圆得=230(mm) 2123132233.5413dddi d 2dd4设出中心距，并且选取 V 带的基准长度a联合式子820初定中心距 +0a10.7(dd201)2(dddad2)dd式子： 设=450(mm)00.7 3602 360a0ab)算出带长0dL8+ 002dLa1(2dd22120()4dddddda3.16=(mm)21009003601470.756147124 450带的基准长度根据设得 =1600 (mm)dL0dLdLc)计算中心距及其变动范围a传动的实际中心距约是 3.17002ddLLaa =(mm)1600 1471450514.52中心距的变化范围：=(mm)min0.015daaL514.50.015 1600490.5(mm)max0.03daaL514.50.03 1600562.55验算小带轮包角1应使： 00012157.3180()90dddda3.18 000057.318010016990514.5(6设出带的根数 3.1900()caArLPKPZPPP KK翻阅相关表格得=0.99LK 需要=5根7.5 1.14.067(1.940.15) 0.98 0.99ZZ(7设定初拉力0F从相关引用书目得出每根 V 带的最小初拉力公式是： 20min(2.5)500caKPFQVKZ V93.20=137.595N2(2.50.98) 1.1 7.55000.1 100.985 10 (8)算出带传动的压轴力PF从相关书目，列出式子：N 100min1692sin2 5 ()sin1373.238622PFZFF 3.21图 3.2 V 带轮的结构示意图3.2.3 多片式摩擦离合器的计算磨损板可以从数来计算： 3.2202 TKZfD b P式子里， T-传递的扭矩Nmm电动机的额定功率kwdN(Nmm) 3.23 444dj955 10/ n955 107.5 0.98/819.5658.56 10TN安装离合器的传动轴的计算转速r/minjn传动效率K安全系数，一般取 1.31.510f摩擦片间的摩擦系数，由摩擦片为淬火钢，设得 f 设值为 0.08摩擦片的平均直径mmmDmm ()/ 2(81 39)/ 260mDDd3.24b内外摩擦片的接触宽度mmmm 3.25()/ 2(81 39)/ 223bDd摩擦片的许用压强P2/N mm基本许用压强，找出相关引用书目表格，设得 1.10P速度修正系数1K 3.260132 1.1 1.00 1.000.760.836pp K K K(m/s) 240/6 102.5pvD n3.27 根据平均圆周速度设pv=1.001KP1004 表 3.14-23 取 1.003KP1004 表 3.14-22 取 0.762K所以 24202/ 2 8.56 101.4/(3.14 0.08 6021 0.836)15.097ZMnKfD b p3.28设16Z 设定轴向压紧力，其式子为： 22500()1.1 3.146021 12.61 10NQPD bK 3.29式子里，每个符号如先前所述。摩擦板的厚度，并且通常 1-2 毫米时，最大分隔间隙是 0.2-0.4毫米。摩擦片应具有通常为 10 或钢 15 的电阻，表面渗碳 0.3-0.5毫米，淬火硬度 HRC52-62。11图 3.3 多片式摩擦离合器的示意图3.2.4 轴 I 上的一对齿轮的计算1齿数值是 ，设21512428.4743ZZi 229Z a预设载荷1.3tK b算出扭矩 3.30，算出：r/min，kw1T5195.5 10PTn825.217n 7.2P (Nmm)555195.5 1095.5 107.20.8332 10825.217PTnc找出相关引用书目表格，设得齿宽系数是1071dd找出相关引用书目表格，设得弹性影响系数是10612189.8EaZMPe找出相关引用书目图 10-21,设出 , lim1600MPalim2500MPaf算出应力循环次数，找出相关书目列出以下式子： 9116060 960 12 8 300 154.147 10hNn jL 3.31 3.3299124.147 101.296 103.23.2NNg找出相关书目图，10-19，设得，10.9HNK20.95HNKh算出接触疲劳许用应力，找出相关书目公式，列得式子如下：10121%1，设失效概率，安全系数12 MPa 3.331lim110.9 6005401HNHKS MPa 2lim220.95 5004751HNHKS3.34(2)算出小齿轮分度圆，找出1td， 213112.32tEtdHK TZudu3.35代到中较小的值H (mm) 3.3625315111.3 0.8332 10189.8432.3273.559751147543td(a)算出圆周速度：从相关书目，列出式子： 1160 1000td nV3.37代到已计算的数据得 (m/s)3.1473.5597825.2173.176860 1000V(b算出齿宽 b ：从相关书目，列出式子：(mm) 11 73.559773.5597dtbd 3.38(c)算出齿宽与齿高之比：bh 从相关书目，列出式子：模数 1173.55973.06524ttdMZ3.39 齿高(mm)2.252.25 3.0656.869thM 73.559710.676.896bh(d算出载荷：13，是七级别精度，从相关书目 动载系数，3.1768/Vm s108中图得1.05vK 又直齿轮 ，又从找到，使用系数，又从1HFKK102表1.25AK 找到，非对称的公式是，由，及找出相104表1.424HK10.67bh1.1835HK关书目图，10-13 得1.31FK因而载荷系数式子为：1.25 1.05 1 1.4241.869AvHHKKKKK (e分度圆直径：从相关书目式子中找到并列出计算式：3.40，代到10 10a311ttKddK已有数据列出计算式： (mm)311.86973.559783.02241.3d (f算出模数m ： 1183.02243.45924dmZ3.41(3齿根弯曲强度设计算式：从相关书目找出弯曲强度式子是： 3.42105公式13212FaSadFY YKTmZa) 从相关书目中图 10-20c，找出弯曲强度极限，1500FEMPa2420FEMPab)从相关书目中系数是：1018,图设弯曲疲劳寿命1018,图设弯曲疲劳寿命，10.85FNK20.88FNKc)算出弯曲疲劳许用应力，设它的安全系数是 ，从相关书目式子 10-1.4S 12 列出计算式： (MPa) 3.431110.85 500303.571.4FNFEFKS (MPa) 3.442220.884202641.4FNFEFKS14d 算出载荷： 3.451.25 1.05 1 1.311.719AvFFKKKKK e 设齿形系数： 从相关引用书目表格是 ，105 设出，齿形系数12.65FaY22.53FaYf设出应力校正系数： 从相关书目表格 10-5，设其值为： ， 11.58SaY21.62SaYg 计算大、小齿轮的 ，并加以比较：FaSaFY Y 1112.65 1.580.01379303.57FaSaFYY 2222.53 1.620.014525264FaSaFYY 比较得大齿轮的数据大h) 设计计算:从弯曲强度式子 ：13212FaSadFY YKTmZ3.46 ，代到数据列出计算式 ，整圆成 ，找出机床5322 1.719 0.8332 100.01451.9321 24m2m 书目得到，本文设为齿轮的模数。2m 由于,大、小齿轮的齿数分别为：2m ，整圆成 1183.022441.52dZm143Z 2151435143ZiZ (4算以下几何：(a分度圆直径 (mm) 3.471124386dmZ (mm)222 51102dmZ(b中心距 (mm) 3.4812861029422dda15(c齿轮宽度 (mm) 111 8686dbd 3.49 (mm)221 102102dbd 3.2.5 齿轮的校核从相关书目找出验证齿轮需要符合的公式是： ， FtFaSaKFbmY Y2tTFd3.50(1验证齿数为 51 的齿轮5220.8332 10102tTFd 51.869 2 0.8332 1014.968102 102 2tKFbm 列出计算式： 26466.9352.316 1.703FFaSaY Y 比较列出计算式： 故该齿轮符合要求。FtFaSaKFbmY Y同理校核其它轴上的齿轮，都验证 OK。综上该齿轮副符合要求。图 3.4 齿轮副示意图163.2.6 轴的校核传动轴仅需要刚度验算。 轴的抗弯断面惯性矩4mm花键轴 42()()64dbN DdDdI 3.51=424432.26 8 (3832.2) (3832.2)7.42 1064mm 式子里，d花键轴的小径mm；D花轴的大径mm；b、N；花键轴键宽，键数弯曲载荷摆式子如下：=Nmm 3.52411955 10(Nmm)nPM扭447.2955 108.39 10819.565式子里，最大功率kw;1P 该轴的计算最小转速r/min。1n齿轮的圆周力 3.5343228.39102.99610 ND56tMP扭式子里， D齿轮节圆直径mm,D=mZ。 齿轮的径向力：rP ()/cos ()rtPPtgN3.52式子里， 为齿轮的啮合角，20；齿面摩擦角，；5.72 齿轮的螺旋角；0 (N) 3.5330.51.498 10rtPP:花键轴键侧挤压应力的验算挤压应力的式子列得如下：17(MPa) max228,()njyjyMDdlNK 3.54式子里， 最大转矩；maxnMNmm D、d花键轴的大径和小径mm； L花键工作长度； N花键键数； K载荷分布不均匀系数，K=0.70.8；(MPa)4228 8.39 104.6220(3832.2 ) 85 6 0.7jyjyMPa 花键轴验证合格图 3.5 花键轴示意图3.2.7 轴承的选择选轴承所要考虑的因素：(1)轴承所受的载荷 (2)轴承的转速 (3)轴承的调心性能 (4)轴承的安装和拆卸总上所述，本人选择的轴承型号如下：轴 I 从左至右分别为深沟球轴承 61808(2 对) 618076 对3.2.8 轴承的校核18滚动轴承的使用时长 6101060hCLThnP从相关书目得出： 3.55hmdnTnThmdf f ff fCPPCf ff f f把值代到以下式子：nThmdf fPCf ff6101060hmdhnTf f fLnf f轴 I 上的深沟球轴承的校核：(h)36510103.682 1.56.72 1060 819.5650.344 1hL 故该轴承符合要求。 10hLT35 63326图 3.6 轴 I 装配示意图3.3 传动轴 II 各主要零件的设计3.3.1 轴径的估算查阅相关引用书目中表格 3.102 列出计算式： ，查阅相关引3(100 120)cPdn用书目中表格列出算式：=0.96 ， 取 1.1 10V带3105cPdn 由转速图可列出计算式：123856i19 转速：(r/min)1212819.5651207.7838/56nni (r/min)1212819.565969.67043/51nni 效率： 查阅相关引用书目中表格列出计算式：212121.1 10 ， 10.96角接触球轴承效率20.98直齿圆柱齿轮效率 功率：kw221127.2 0.990.986.9156PP由轴径确定的公式可知：。(mm) 取mm233226.915610510520.365969.670Pdnmin222d3.3.2 齿轮的校核从相关书目找出验证齿轮需要符合的公式是： ，FtFaSaKFbmY Y2tTFd验证齿数为 43 的齿轮4226.75 1086tTFd 51.86920.675 1017.06086 862tKFbm 列出计算式： 303.5776.1522.37 1.682FFaSaY Y 比较列出计算式： 故该齿轮符合要求。FtFaSaKFbmY Y同理，其它齿轮验证 OK。3.3.3 传动轴的校核传动轴仅需要刚度验算。轴的抗弯断面惯性矩4mm花键轴 2042()()64db N DdDdI =4244326 8 (3632) (3632)6.534 1064mm 式子里， d花键轴的小径mm；D花轴的大径mm；b、N；花键轴键宽，键数弯曲载荷摆式子如下：=(Nmm)422955 10nPM扭446.9156955 106.81 10969.670式子里， N最大功率kw; 该轴的最小转速r/min。jn齿轮的圆周力：tP 4322 6.81 102.724 10ND50tMP扭式子里， D齿轮节圆直径mm,D=mZ。齿轮的径向力：rP(N)()/cos902rtPPtg 式子里， 为齿轮的啮合角；齿面摩擦角；齿轮的螺旋角；=20mm，结果符合。 。22()0.1MTdmm 花键轴键侧挤压应力的验算挤压应力的式子列得如下：max228()njyjyMDdlNK 式子里， 最大转矩；maxnMNmm D、d花键轴的大径和小径mm； L花键工作长度；21 N花键键数； K载荷分布不均匀系数，K=0.70.8； (MPa)4228 6.81 103.0820(3632 ) 116 8 0.7jyjyMPa 花键轴验证合格202825图 3.7 轴 II 装配示意图3.3.4 轴承的校核滚动轴承的使用时长, 6101060hCLThnP从相关书目得出：hmdnTnThmdf f ff fCPPCf ff f f将代到下列出式：nThmdf fPCf ff6101060hmdhnTf f fLnf f轴 II 上的圆锥滚子轴承的校核：(h)1063510103.482 1.59.95 1060 1207.780.363 1hL 所选轴承符合要求。 10hLT223.4 传动轴 III 各主要零件的设计3.4.1 轴径的估算查阅相关引用书目中表格 3.102 列出计算式： ，查阅相3(100 120)cPdn关引用书目中表格列出计算式：=0.96 ， 取 1.1 10V带3105cPdn 由转速图可列出计算式：min235822i 转速：r/min2323969.670367.80658/ 22nni效率： 查阅相关引用书目中表格列出计算式：223321.1 10圆锥滚子轴承效率=0.983功率：kw232236.9156 0.980.986.5089PP mm 取mm333336.508910510527.367367.806Pdnmin328d3.4.2 齿轮的校核从相关书目找出验证齿轮需要符合的公式是： ，FtFaSaKFbmY Y2tTFd验证齿数为 63 的齿轮4225.41 10126tTFd 56.89220.541 1023.491 126 1262tKFbm列出计算式： 263.566.9252.268 1.736FFaSaY Y 比较列出计算式： 故该齿轮符合要求。FtFaSaKFbmY Y同理，其它齿轮验证 OK。23图 3.8 三联滑移齿轮图3.4.3 传动轴的校核传动轴仅需要刚度验算。轴的抗弯断面惯性矩4mm花键轴 =42()()64db N DdDdI 4244326 8 (3632) (3632)6.534 1064mm 式子里， d花键轴的小径mm；D花轴的大径mm；b、N；花键轴键宽，键数弯曲载荷摆式子如下：=(Nmm)433955 10nPM扭446.5089955 1016.9 10367.806式子里， N最大功率kw; 该轴的最小转速r/min。jn齿轮的圆周力：tP 4322 16.9 106.67 10ND50tMP扭24式子里， D齿轮节圆直径mm,D=mZ。齿轮的径向力：(N)rP()/cos902rtPPtg 式子里， 为齿轮的啮合角；齿面摩擦角；齿轮的螺旋角；=20mm，结果符合。22()0.1MTdmm 花键轴键侧挤压应力的验算挤压应力的式子列得如下：max228()njyjyMDdlNK 式子里， 最大转矩；maxnMNmm D、d花键轴的大径和小径mm； L花键工作长度； N花键键数； K载荷分布不均匀系数，K=0.70.8； (MPa)4228 16.9 107.6520(3632 ) 116 8 0.7jyjyMPa 花键轴验证合格。25图 3.9 轴 III 花轴图3.4.4 轴承的校核滚动轴承的使用时长 6101060hCLThnP从相关书目得出：hmdnTnThmdf f ff fCPPCf ff f f将代到以下式：nThmdf fPCf ff6101060hmdhnTf f fLnf f轴 III 上深沟球轴承的校核：(h)36510103.422 1.52.16 1060 1148.8630.417 1hL轴 III 上圆锥滚子轴承的校核：(h)1063510103.022 1.53.07 1060 1148.8630.455 1hL 轴 III 上的轴承校核符合要求。 10hLT图 3.10 轴 III 装配示意图263.5 传动轴 IV 各主要零件的设计3.5.1 轴径的估算查阅相关引用书目中表格 3.102 列出计算式： ，查阅相3(100 120)cPdn关引用书目中表格列出计算式：=0.96 ， 取 1.1 10V带3105cPdn由转速图可列出计算式：min348020i 转速：(r/min)3434367.80691.95280/ 20nni 效率：234321功率：(kw)243346.5089 0.980.98 0.996.06PP(mm) 取(mm)433446.0610510542.41291.952Pdnmin443d3.5.2 齿轮的校核从相关书目找出验证齿轮需要符合的公式是： ，FtFaSaKFbmY Y2tTFd验证齿数为 50 的齿轮：4225.04 10100tTFd 53.55420.504 1017.911 100 1002tKFbm列出计算式： 243.5661.752.32 1.70FFaSaY Y 比较列出计算式： 故该齿轮符合要求。FtFaSaKFbmY Y同理，其它齿轮验证 OK。27图 3.11 轴 IV 双联滑移齿轮 1图 3.12 轴 IV 双联滑移齿轮 23.5.3 传动轴的校核传动轴仅需要刚度验算。轴的抗弯断面惯性矩4mm花键轴 =42()()64db N DdDdI 4244266 6 (3226)(3226)3.377 1064mm 28式子里， d花键轴的小径mm；D花轴的大径mm；b、N；花键轴键宽，键数弯曲载荷摆式子如下：=Nmm444955 10nPM扭456.06955 106.29 1091.952式子里， N最大功率kw; 该轴的最小转速r/min。jn齿轮的圆周力：tP(N)54226.29 10N3.93 10D32tMP扭（）式子里， D齿轮节圆直径mm,D=mZ。齿轮的径向力：(N)rP()/cos1003rtPPtg 式子里， 为齿轮的啮合角；齿面摩擦角；齿轮的螺旋角；=22.32mm，结果符合。 。22()0.1MTdmm 花键轴键侧挤压应力的验算挤压应力的式子列得如下：max228()njyjyMDdlNK 式子里， 最大转矩Nmm；maxnM D、d花键轴的大径和小径mm； L花键工作长度； N花键键数； K载荷分布不均匀系数，K=0.70.8； (MPa)5228 6.29 109.0820(3226 ) 116 8 0.7jyjyMPa 29花键轴验证合格。图 3.13 轴 IV 花轴图3.5.4 轴承的校核滚动轴承的使用时长 6101060hCLThnP从相关书目得出：hmdnTnThmdf f ff fCPPCf ff f f将代到下列式子：nThmdf fPCf ff6101060hmdhnTf f fLnf f验证角接触球轴承：(h)36510103.532 1.51.51 1060 1148.8630.485 1hL轴 IV 上的圆锥滚子轴承的校核：(h)1063510103.11 2 1.52.13 1060 1148.8630.523 1hL 轴 IV 上的轴承校核符合要求。 10hLT30图 3.14 轴 IV 装配示意图3.6 传动轴 V 各主要零件的设计3.6.1 轴径的估算查阅相关引用书目中表格 3.102 列出计算式： ，查阅相关引3(100 120)cPdn用书目中表格列出计算式：=0.96 ， 取 1.1 10V带3105cPdn 由转速图可列出计算式：min458020i 转速：(r/min)454591.95222.98880/ 20nni 效率：2245321功率：kw2254456.06 0.980.98 0.995.5901PPmm 取mm533555.590110510565.53822.988Pdnmin566d313.6.2 齿轮的校核从相关书目找出验证齿轮需要符合的公式是： ，FtFaSaKFbmY Y2tTFd验证齿数为 50 的齿轮：4224.56 10150tTFd 55.48320.456 107.4081 150 1503tKFbm列出计算式： 243.5661.752.32 1.70FFaSaY Y 比较列出计算式： 故该齿轮符合要求。FtFaSaKFbmY Y同理，其它齿轮验证 OK。图 3.15 齿数为 80 的齿轮3.6.3 传动轴的校核传动轴仅需要刚度验算。轴的抗弯断面惯性矩4mm花键轴 =42()()64db N DdDdI 32426435152 6 (4535) (4535)1.65 1064mm 式子里， d花键轴的小径mm；D花轴的大径mm；b、N；花键轴键宽，键数弯曲载荷摆式子如下：=(Nmm)455955 10nPM扭465.5901955 102.32 1022.988式子里， N最大功率kw; 该轴的最小转速r/min。jn齿轮的圆周力：tP(N)65222.32 10N1.45 10D32tMP扭（）式子里， D齿轮节圆直径mm,D=mZ。齿轮的径向力：(N)rP()/cos1450rtPPtg 式子里，为齿轮的啮合角；齿面摩擦角；齿轮的螺旋角；=31.43mm，结果符合。 。22()0.1MTdmm 花键轴键侧挤压应力的验算挤压应力的式子列得如下：max228()njyjyMDdlNK 式子里， 最大转矩；maxnMNmm D、d花键轴的大径和小径mm：L花键工作长度； N花键键数； K载荷分布不均匀系数，K=0.70.8；33 (MPa)6228 2.32 107.6320(4535 ) 152 6 0.7jyjyMPa 花键轴验证合格。图 3.16 花键轴3.6.4 轴承的校核滚动轴承的使用时长 6101060hCLThnP从相关书目得出：hmdnTnThmdf f ff fCPPCf ff f f将代到下列式子：nThmdf fPCf ff6101060hmdhnTf f fLnf f轴 V 上的圆锥滚子轴承的校核：(h)1063410103.422 1.57.05 1060 1171.8400.796 1hL 轴 V 上的轴承校核符合要求。 10hLT34图 3.17 轴 V 示意图3.7 传动轴 VI 各主要零件的设计3.7.1 轴径的估算查阅相关引用书目中表格 3.102 列出计算式： ，查阅相关引3(100 120)cPdn用书目中表格列出计算式：=0.96 ， 取 1.1 10V带3105cPdn 由转速图可列出计算式：min565826i 转速：(r/min)565622.98810.30558/ 26nni 效率：25632功率：kw265565.5901 0.980.985.261PP(mm) 取(mm)633665.26110510581.9910.305Pdnmin682d3.7.2 主轴上一对齿轮的计算1齿数值是 取21582453.5426ZZi 254Z 35a预设载荷1.3tK b算出扭矩 从相关引用书目，得出：r/min 1T5195.5 10PTn10.401n kw5.261P (Nmm)556195.5 1095.5 105.2614.8305 1010.401PTnc找出相关引用书目表格，设齿宽系数是1070.4dd找出相关引用书目表格，设弹性影响系数是10612189.8EaZMPe找出相关引用书目图 10-21,设出 , lim1600MPalim2500MPaf算出应力循环次数，找出相关书目列得以下式子： 9116060 960 12 8 300 154.147 10hNn jL 99124.147 101.296 103.23.2NNg找出相关书目图，10-19，设得，10.9HNK20.95HNKh算出接触疲劳许用应力，找出相关书目公式，列得式子如下：10121%1，设失效概率，安全系数 (MPa)1lim110.9 6005401HNHKS (MPa)2lim220.95 5004751HNHKS2算出小齿轮分度圆尺寸，从相关书目找出，代213112.32tEtdHK TZudu到中较小的值H (mm)26315811.34.8305 10189.8262.32356.559580.447526tda算出圆周速度：从相关书目，列出式子： ，代到已计算的数据得1160 1000td nV36 (r/min)3.14356.55910.4010.194601000Vb算出齿宽 b ：从相关书目，列出式子：(mm)10.4 356.599142.692dtbdc算出齿宽与齿高之比：bh 从相关书目，列出式子：模数11356.55914.85724ttdMZ 齿高(mm)2.252.25 14.58733.427thM 356.55910.6733.427bhd算出载荷：由，及找出相关书目图，10-13 设得10.67bh1.1835HK1.165FK因而载荷系数式子为：1.25 0.064 1 1.18350.09468AvHHKKKKK e分度圆直径：从相关书目式子中找得列出计算式：，代到已有数据列10 10a311ttKddK出计算式： (mm)310.09468356.559148.9031.3d f算出模数m ： 11148.9036.20424dmZ3齿根弯曲强度设计算式：从相关书目找出弯曲强度式子是： 105公式13212FaSadFY YKTmZa 从相关书目中图 10-20c，找出弯曲强度极限，1500FEMPa2300FEMPa37b从相关书目中系数是：，1018,图设弯曲疲劳寿命10.85FNK20.86FNKc算出弯曲疲劳许用应力，设它的安全系数是 ，从相关书目式子 10-121.8S 列出计算式： (MPa)1110.85 500236.1111.8FNFEFKS (MPa)2220.86300143.331.8FNFEFKSd 算出载荷： 1.25 0.064 1 1.1650.0932AvFFKKKKK e 设齿形系数： 从相关引用书目表格是 ，105 设出，齿形系数12.65FaY22.304FaYf设出应力校正系数： 从相关书目表格 10-5，设其值为： ， 11.58SaY21.72SaYg 算出大齿轮、小齿轮的 ，再进行比较：FaSaFY Y 1112.65 1.580.0177236.111FaSaFYY 2222.304 1.720.028143.33FaSaFYY 比较得大齿轮的数据大h设计计算:从弯曲强度式子 ，代到数据列出计算式：13