課程設(shè)計(jì)（論文）機(jī)床主軸傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、普通車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書一、 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一臺(tái)普通車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，完成變速級(jí)數(shù)為8-12級(jí)。二、 設(shè)計(jì)目的： 1：通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，掌握機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。 2：培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、及結(jié)構(gòu)工藝等相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力。3：培養(yǎng)使用手冊(cè)、圖冊(cè)、有關(guān)資料及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的能力。4：提高技術(shù)總結(jié)及編制技術(shù)文件的能力。5：是畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)施的技術(shù)準(zhǔn)備。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容與基本要求：設(shè)計(jì)內(nèi)容：（一）運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)（1）傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)（集中傳動(dòng)，分離式傳動(dòng)） （2）轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍 （3）公比：大公比，小公比和及混合公比 （4）確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式：（1）傳動(dòng)副：前多后少，前密后疏，（2）超

2、速級(jí)解決方案：a:增加變速組，b:采用分枝傳動(dòng)和背輪機(jī)構(gòu) （5）繪制轉(zhuǎn)速圖：（1）降速：前緩后急（2）升速：前急后緩（6）三角帶設(shè)計(jì):確定變速組齒輪齒數(shù) （7）繪出傳動(dòng)系統(tǒng)圖（二）動(dòng)力設(shè)計(jì)（1）傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速：各軸，各齒輪 （2）傳動(dòng)軸軸徑 （3）齒輪模數(shù) （4）主軸設(shè)計(jì)：軸徑（前徑，后徑），內(nèi)孔直徑，前端前伸量a(粗選：100-120)，支撐形式，計(jì)算合理支撐跨距l(xiāng)（三）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （四）校核一個(gè)齒輪（最小的），校核主軸（彎矩，扭矩）基本要求： 1：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，合理的確定尺寸、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力等有關(guān)參數(shù)。2：正確利用結(jié)構(gòu)式、轉(zhuǎn)速圖等設(shè)計(jì)工具，認(rèn)真進(jìn)行方案分析。3：正確的運(yùn)用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)

3、圖樣必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。說 明書力求用工程術(shù)語(yǔ)，文字通順簡(jiǎn)練，字跡工整。4：完成主傳動(dòng)系統(tǒng)圖1張和機(jī)床正反轉(zhuǎn)控制電氣原理圖1張。四、設(shè)計(jì)參數(shù)：序號(hào)加工最大直徑主軸轉(zhuǎn)速系列（r/min）驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率與同步轉(zhuǎn)速1400mm1000,710,500,355,250,180,125,904.5kw,1500r/min2400mm1000,500,355,250,180,125,90,454kw,1500r/min3320mm2000,1420,1000,710,500,360,250,180,125,90,63,424kw,1500r/min4320mm2000,1000,710,500,360,

4、250,180,125,90,63,45,223kw,1500r/min5320mm2000,1260,1000,800,630,500400,320,250,200,160,1004kw,1500r/min6320mm2000,1250,800,630,500,400,320,250,200,160,100,633kw,1500r/min(選擇第二組參數(shù)作為設(shè)計(jì)數(shù)據(jù))五、運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)（1）傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)（選擇集中傳動(dòng)方案）（2）轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍（3）選用混合公比（4）確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式： （5）繪制轉(zhuǎn)速圖： 如下圖所示 （6）確定變速組齒輪齒數(shù) 1先計(jì)算第一擴(kuò)大組的齒輪的齒數(shù)第一擴(kuò)大組的降速比分別

5、為：， 故齒數(shù)最小的齒輪在降速比為之中，查表取，則，則，2基本組的降速比分別是：，故齒數(shù)最小的齒輪在降速比為之中，查表有，則，3第二擴(kuò)大組的降速比分別是，故齒數(shù)最少的齒輪在之中，查表有，則，（7）傳動(dòng)系統(tǒng)圖如下：六、動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)（1）傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速 主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：，取主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為125r/min。各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下：軸序號(hào)電23主計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）14401000500177125最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)如下：軸序號(hào)及最小齒輪齒數(shù)1（22）2(22)3(20)主(50)計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）1000500180125(2)計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸出功率 (3)計(jì)算各傳動(dòng)軸的扭矩 （n.mm） （n

6、.mm）（n.mm）（n.mm）七、軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸一：，取帶入公式： 有，,圓整取選花鍵：軸二：，取帶入公式： 有，,圓整取 選花鍵：軸三：，取帶入公式： 有，,圓整取選花鍵：主軸：選擇主軸前端直徑，后端直徑取，則平均直徑。對(duì)于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑,故本例之中，主軸內(nèi)孔直徑取為支承形式選擇兩支撐，初取懸伸量，支撐跨距。 選擇平鍵連接，八、帶輪設(shè)計(jì)（1）確定計(jì)算功率: ,k為工作情況系數(shù)，可取工作8小時(shí)，取k=1.0 （2）選擇三角帶的型號(hào): 由和查表選擇b型帶（3）取，則（4）核算膠帶速度v （5）初定中心矩，圓整取458mm。（6）計(jì)算膠帶的長(zhǎng)度 取 （7）核算膠帶的彎曲次數(shù) （8）

7、計(jì)算實(shí)際中心距，圓整取476（9）核算小帶輪的包角 （10）確定膠帶的根數(shù)z， ，取三根帶。（11）大帶輪結(jié)構(gòu)如下圖所示： 九、計(jì)算齒輪模數(shù) 45號(hào)鋼整體淬火， 按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)m,查表計(jì)算可得 1-2軸 取，由公式可得，m=2.5mm2-3軸 取，由公式可得，m=2.5mm3-主軸 取，由公式可得，m=3.0mm十、各級(jí)轉(zhuǎn)速校核各級(jí)實(shí)際轉(zhuǎn)速r/min44891251772503605001000各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速r/min45901251802503555001000誤差2.2%1.1%0%1.7%0%1.4%0%0%以上各級(jí)的轉(zhuǎn)速誤差全部滿足十一、齒輪校核軸及齒數(shù)1221332442332

8、42222342362350320主軸50主軸80模數(shù)（mm）2.52.52.52.52.52.52.52.53333分度圓直徑(mm)5582.511082.51055510515515060150240齒根圓直徑(mm)48.7576.25103.7576.2598.7548.7598.75148.75142.552.5142.5232.5齒頂圓直徑(mm)6087.511587.51106011016015666156246（1） 一軸到二軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為22 查設(shè)計(jì)手冊(cè)可得以下數(shù)據(jù)： 接觸應(yīng)力： ， 為傳遞的額定功率（kw）將以上數(shù)據(jù)代入公式可得彎曲應(yīng)力： ， 將以上數(shù)據(jù)代

9、入公式可得（2）二軸到三軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為22 查設(shè)計(jì)手冊(cè)可得以下數(shù)據(jù)： 接觸應(yīng)力： ， 為傳遞的額定功率（kw）將以上數(shù)據(jù)代入公式可得彎曲應(yīng)力： ， 將以上數(shù)據(jù)代入公式可得（3）三軸到主軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為20 查設(shè)計(jì)手冊(cè)可得以下數(shù)據(jù)： 接觸應(yīng)力： ， 為傳遞的額定功率（kw）將以上數(shù)據(jù)代入公式可得彎曲應(yīng)力： ， 將以上數(shù)據(jù)代入公式可得十二、主軸校核（a） 主軸的前端部撓度（b） 主軸在前軸承處的傾角（c） 在安裝齒輪處的傾角e取為，由于小齒輪的傳動(dòng)力大，這里以小齒輪來進(jìn)行計(jì)算將其分解為垂直分力和水平分力由公式可得主軸載荷圖如下所示：由上圖可知如下數(shù)據(jù)：a=364mm,b=

10、161mm,l=525mm,c=87mm計(jì)算（在垂直平面）,，計(jì)算（在水平面）,，合成：十三、軸承的選取（1） 帶輪：因于帶輪不承受軸向力，故選用深溝球軸承，型號(hào)：210。（2） 一軸：一軸的前后端與箱體外壁配合，配合處傳動(dòng)軸的軸徑是25mm，同時(shí)一軸也不會(huì)承受軸向力故也選用深溝球軸承，型號(hào)：205。（3） 二軸：二軸與一軸相似，但是由于工作過程之中傳動(dòng)可能右誤差，二軸會(huì)承受軸向力，因此二軸與外壁配合處采用圓錐滾子軸承，型號(hào)：7206e。（4） 三軸：三軸與外壁配合處采用圓錐滾子軸承，型號(hào)：7207e。（5） 主軸：主軸是傳動(dòng)系統(tǒng)之中最為關(guān)鍵的部分，因此應(yīng)該合理的選擇軸承。從主軸末端到前端依次選擇軸承為圓錐滾子軸承，型號(hào)：7214e;推力球軸承，型號(hào)：38215；圓柱滾子軸承，型號(hào)：3182113，其示意圖如 十四、電氣設(shè)計(jì) （1） fu1，fu2，fu3，fu4，fu5為熔斷器，起短路保護(hù)。（2） fr為熱繼電器。起過載保護(hù)。（3） km1，km2為主電機(jī)m的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的接觸器。（4） sb為停止開關(guān)。（5） sb1為電機(jī)正轉(zhuǎn)開關(guān)。（6） sb2為電機(jī)反轉(zhuǎn)開關(guān)。（7） hl1，hl2分別為電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的指示燈。（8） el為照明燈。 參考書籍：【1】.金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社【2】.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo) 上海交