普通车床主传动系统设计说明书

金属切削机床课程设计说明书设计题目 设计一台加工直径最大范围是320mm的普通车床的主传动系统。 设 计 者： 许未来 专 业： 机械制造与自动化 学 号： Z0220 指导老师： 吕勇 设计日期： 2014年6月27日 评定成绩： 目录一、设计题目二、设计目的三、设计内容与基本要求四、 设计参数五、运动参数设计六、动力参数设计七、轴径设计及键的选取八、带轮设计九、计算齿轮模数十、各级转速校核十一、齿轮校核十二、主轴校核十三、轴承的选取十四、小结参考书籍普通车主传动系统设计说明书一、 设计题目：设计一台加工直径最大范围是320mm的普通车床的主传动系统。主要参数：1、转速范围:N=40-2000(r/min)2、转速级数:Z=123、电机功率：P=4KW被加工零件的材料：钢、铸铁刀具材料：高速钢、硬质合金 二、设计目的： 1、培养学生综合运用和巩固扩大学过的知识，以提高理论联系实际的设计与计算能力。 2、培养学生收集、阅读、分析和运用资料的能力，以提高能够独立工作的综合素质和能力。 3、使学生初步掌握机床设计的步骤与方法，以提高结构设计和编制技术文件的能力。 4、使学生熟练掌握计算机辅助设计、主轴组件优化设计和主轴刚度的校核计算等，以提高运用现代设计方法的能力。三、设计内容与基本要求：设计内容：（一）运动设计（1）传动方案设计（集中传动，分离式传动），（2）转速调速范围；（3）公比：大公比，小公比和及混合公比；（4）确定结构网和结构式： 传动副：前多后少，前密后疏， 超速级解决方案：a:增加变速组，b:采用分枝传动和背轮机构；（5）绘制转速图： 降速：前缓后急, 升速：前急后缓；（6）三角带设计:确定变速组齿轮齿数；（7）绘出传动系统图；（二）动力设计（1）传动件的计算转速：各轴，各齿轮（2）传动轴轴径（3）齿轮模数( 4 )主轴设计：轴径（前径，后径），内孔直径，前端前伸量a(粗选：100-120)，支撑形式，计算合理支撑跨距L（三）结构设计 （四）校核一个齿轮（最小的），校核主轴（弯矩，扭矩）基本要求： 1、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。2、正确利用结构式、转速图等设计工具，认真进行方案分析。3、正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家标准规定。说 明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整。4、绘制图纸，主轴箱展开图1张。四、设计参数：序号加工最大直径主轴转速系列（r/min）驱动电动机功率与同步转速1320mm1800,1250,900,630,450,315，224,160,112,80,56,404kw,1440r/min五、运动参数设计（1）传动方案设计（选择集中传动方案）（2）转速调速范围（3）选用混合公比 （4）确定结构网和结构式： （5）绘制转速图： 如下图所示（6）确定变速组齿轮齿数 1先计算第一扩大组的齿轮的齿数第一扩大组的降速比分别为：， 故齿数最小的齿轮在降速比为之中，查表取，则，则，2基本组的降速比分别是：，故齿数最小的齿轮在降速比为之中，查表有，则， ， 3第二扩大组的降速比分别是，故齿数最少的齿轮在之中，查表有，则.（7）传动系统图如下：六、动力参数设计（1）传动件的计算转速 主轴的计算转速：是低速第一个三分之一变速范围的最高一级转速，即nj=80r/min。各轴的计算转速如下：轴序号电23主计算转速（r/min）1440900450160112最小齿轮的计算转如下：轴序号及最小齿轮齿数1（24）2(28)3(21)主(35)计算转速（r/min）900450160112(2)计算各传动轴的输出功率 (3)计算各传动轴的扭矩 七、轴径设计及键的选取轴一：选择轴的材料根据主要技术要求知，被加工零件的材料为：钢和铸铁，故轴材料选45号钢，正火，查文献3中表11-2取C=110。轴采用光轴加单键联接，按扭转刚度估算轴的直径dC(P1/n1j)1/4=110(3.80/900) 1/4=31.5因轴与齿轮采用单键联接，故有键槽，可将轴径加大5%，即 d=31.51.05=33.075，取d=35选平键：108 轴二：轴采用光轴加花键联接，按扭转刚度估算轴的直径dC(P2/n2j)1/4=110(3.69/450) 1/4=22.3因轴与齿轮采用花键联接，花键轴内径比d值减少7%，即 d=33.100.93=30.78，取d=30轴三：轴采用光轴加弹性挡圈和花键联接，按扭转刚度估算轴的直径: dC(P3/n3j)1/4=110(3.58/160) 1/4=42.57因轴与齿轮采用花键联接，花键轴内径比d值减少7%，即 d=42.570.93=39.59，取d=40主轴：选择主轴前端直径，后端直径取，则平均直径。对于普通车床，主轴内孔直径,考虑为增强主轴的弯矩适当缩小内孔径故本例之中，主轴内孔直径取为支承形式选择两支撑，初取悬伸量，支撑跨距。 选择平键连接，。主轴图：八、带轮设计（1）确定计算功率: ,K为工作情况系数，可取工作8小时，取K=1.0 八、带轮设计（1）确定计算功率: ,K为工作情况系数，可取工作8小时，取K=1.0 （2）选择三角带的型号: 由和查表选择B型带（3）取，则（4）核算胶带速度V （5）初定中心矩，圆整取500mm。（6）计算胶带的长度 取（7）计算实际中心距，圆整取520mm.(8)核算小带轮的包角 .（9）确定胶带的根数Z， ，取三根带。九、计算齿轮模数 模数的确定：a传动组：计算最小齿轮分度圆直径其中: -公比 ； = 4； -电动机功率； = 4KW； -齿宽系数； -齿轮传动许允应力; -计算齿轮计算转速。 ， 取= 605,安全系数S = 1。 由应力循环次数选取 模数m=d/z=49.01/21=2.3, 取m=3。 十、各级转速校核各级实际转速r/min78.9157.9315.9631.6各级标准转速r/min80160315630误差1.3%1.3%0.3%0.3%以上各级的转速误差全部满足十一、齿轮校核轴及齿数130124136242248236242242322362360318主轴30主轴72模数（mm）33333333333333分度圆直径(mm)9072108126144108106106601681805490216齿顶高(mm)33333333333333（1）一轴到二轴的小齿轮从上表可知为齿数为 24 查设计手册可得以下数据：接触应力： ， 为传递的额定功率（KW）将以上数据代入公式可得 弯曲应力： ， 将以上数据代入公式可得（2）二轴到三轴的小齿轮从上表可知为齿数为20 查设计手册可得以下数据： 接触应力： ， 为传递的额定功率（KW）将以上数据代入公式可得弯曲应力： ， 将以上数据代入公式可得（3）三轴到主轴的小齿轮从上表可知为齿数为18 查设计手册可得以下数据： 接触应力： ， 为传递的额定功率（KW） 将以上数据代入公式可得弯曲应力： ， 将以上数据代入公式可得十二、主轴校核（a） 主轴的前端部挠度（b） 主轴在前轴承处的倾角（c） 在安装齿轮处的倾角E取为，由于小齿轮的传动力大，这里以小齿轮来进行计算将其分解为垂直分力和水平分力由公式可得主轴载荷图如下所示：由上图可知如下资料：a=364mm,b=161mm,l=525mm,c=87mm计算（在垂直平面）,，计算（在水平面）,，合成：十三、轴承的选取（1） 带轮：因于带轮不承受轴向力，故选用深沟球轴承，型号：6211。（2） 一轴：一轴的前后端与箱体外壁配合，配合处传动轴的轴径是35mm，同时一轴也不会承受轴向力故也选用深沟球轴承，型号：6207。（3） 二轴：轴径:30mm,采用角接触轴承，型号：7206C。（4） 三轴：轴径:40mm,采用角接触轴承 型号：7208C。（5） 主轴：主轴是传动系统之中最为关键的部分，因此应该合理的选择轴承。轴径: 55mm，从主轴末端到前端依次选择轴承为圆柱滚子轴承，型号：N211B;角接触轴承，型号：7211C; 轴径:75mm,圆柱滚子轴承，型号：1215，其示意图如下 小结通过这次课程设计让我学到了很多东西，巩固了以前所学的知识，比如齿轮相关参数的计算，轴的设计与校核，轴承的选择，对CAD掌握更加的熟练等，同时我个人也得到了很好的锻炼，要做好工作就必需仔细认真，要严谨。在次课程设计过程中我遇到了许多自己不懂的