機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明

1、機(jī)械工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級XXXXXXXXXXX姓名XXXXXXXX學(xué)號XXXXXXXXXXXX課題普通車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師XXXXXXXXXX年 月曰普通車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一臺(tái)普通車床的主傳動(dòng)系統(tǒng) ，設(shè)計(jì)參數(shù):序號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/mi n2400mm1000,500,355,250,180,125,90,454kw,1500r/min3320mm2000,1420,1000,710,500,3

2、60,250,180,125,90,63,454kw,1500r/min4320mm2000,1000,710,500,360,250,180,125,90,63,45,223kw,1500r/mi n5320mm2000,1260,1000,800,630,500400,320,250,200,160,1004kw,1500r/min6320mm2000,1250,800,630,500,400,320,250,200,160,100,633kw,1500r/mi n（選擇第三組參數(shù)作為設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)）、運(yùn)動(dòng)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Rn nmax 2000nmi

3、n4544.44(3)根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)p78公式（3-2 ）因?yàn)橐阎猂nig RnzZ= lg +1(Z1Rn=1144.4 = 1.411根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)p77表3-5標(biāo)準(zhǔn)公比。這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系列=1.41，因?yàn)?1.41=1.06 6,根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)P77表3-6標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首 先找到最小極限轉(zhuǎn)速25,再每跳過5個(gè)數(shù)（1.261.06 6）取一個(gè)轉(zhuǎn)速，即可得到 公比為 1.41 的數(shù)列：45、63、90、125、180、250、355、500、710、1000、1400、 2000。（4）結(jié)構(gòu)式采用：12 31 23 261）確定系數(shù)Xox0 lRn Z 111 12 10

4、In2）確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式：確定基本組傳動(dòng)副數(shù)，一般取Po 2，在這里取F0 33）基型傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)式應(yīng)為：12 2©2£264）變型傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)式，應(yīng)在原結(jié)構(gòu)式的基礎(chǔ)上，將?；窘M基比指數(shù)I加上X。而成，應(yīng)為Xo為0,故不發(fā)生改變。根據(jù)“前多后少”，“前密后疏”的原則，取1231 23 265）驗(yàn)算原基本組變形后的變速范圍R2X2 F2 11.413 （2 1）1.4132.8 86）驗(yàn)算最末變速的組變速范圍R3X3 F3 11.416"21）1.4167.8588根據(jù)中間變速軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下：>L 1PW7J傳動(dòng)系的結(jié)

5、構(gòu)網(wǎng)（5）繪制轉(zhuǎn)速圖：1）分配總降速比1145011u4532.2 32若每一個(gè)變速組最小降速比取-則三個(gè)變速組為，則需增加定比傳動(dòng)副，故選464用三角帶傳動(dòng)來降低速比可以滿足要求。2）確定傳動(dòng)軸數(shù)變速軸軸數(shù)=變速組數(shù)+定比變速副數(shù)+仁3+1+仁5如下圖所示（6）確定變速組齒輪齒數(shù)1）先計(jì)算基本組的齒輪的齒數(shù)基本組的降速比分別為：山1 1，Ua2 %41，Ua2為1故齒數(shù)最小的齒輪在降速比為ua1 1之中，查表取最小齒輪數(shù)z1 zmin22，Szmin66，找出可能采用的齒數(shù)和諸數(shù)值Ua1 = 1Sz_60、62SUa2=1.41z =60、63Ua3 =2Sz_60、63SS在具體結(jié)構(gòu)允許下

6、，選用較小的Sz為宜，現(xiàn)確定°z =72,確定各齒數(shù)副的齒數(shù)u=2 ，找出 zi=24.ziSz- z1=72-24=48;u=1.41's，找出 z2=30, z2= z- z2 =42；u=1,找出 Z3=36,z3 =36；2)第一擴(kuò)大組的齒數(shù)確定：Ub1 =1Ub2 =1/3=1/2.82zmin =22 ,3故變速組中最小齒輪必在1/的齒輪副中，假設(shè)最小齒數(shù)為sz min =84S同上，去 z =84，查得 z1 =22，z2=42； z1 =62，z2 =42。3) 第二擴(kuò)大組的齒數(shù)確定同上可得 z1=30，z2=18，Z1 60，z2=72。(7) 傳動(dòng)系統(tǒng)圖如

7、下:inIV（8 ）帶輪設(shè)計(jì)1）確定計(jì)算功率：P=4kw,K為工作情況系數(shù)，可取工作 8小時(shí)，取K=1.0Pj KP 1.0 4.04.0kw2）選擇三角帶的型號：由Pj 4.0kw和n額1450r/min查表選擇B型帶3） 取 D1 125mm，貝U D2 直 D1 1450 D1 181.25mm，取 D2 180mmn210004）核算膠帶速度Vv 60000 9.49m/s 5,255)初定中心矩根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)R89經(jīng)驗(yàn)公式（11.20）0.55( D1 D2) hA0 2( D1 D2 )根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)P79 表(11.4 )的 h 11mm0.55(125 180) 11A 2(125

8、 180)178.75 A 610取 A 400mm.6)計(jì)算膠帶的長度機(jī)械設(shè)計(jì)P182公式（11.2 ）計(jì)算帶輪的基準(zhǔn)長度L02A0 i D1D22D2 D4Aq600 i(140200)(200140)21405mm4 600機(jī)械設(shè)計(jì)p79圖11.4，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長度L1400mm7）核算膠帶的彎曲次數(shù)U 1000mvs 11000 2 9.49s 113.551s1 40s1L14008）計(jì)算實(shí)際中心距L L。400 1405 1400 402.5mm9）核算小帶輪的包角0 “c。D2 D1 1801180120o 180o血竺型1720402.5120o10）確定膠帶的根數(shù)zP c

9、aZ(PoPo)k kL由機(jī)械設(shè)計(jì) P91R94中的表11.8到11.12得Z四41.77，取二根帶。(P0P0)kakL2.56 0.88211)大帶輪結(jié)構(gòu)如下圖所示(12)計(jì)算帶的張緊力F。作用在軸上的壓軸力FqF0500 血(空)qv2vZ kPca-帶的傳動(dòng)功率,KW v-帶速,m/s ；每米帶的質(zhì)量，kg/m;取 q=0.17kg/m。v = 1450r/min = 9.49m/s。F。5004,2.5 0.92()0.17 9.492109N9.49 40.9172Fq 2ZF0sin 12 4 109 sin869.9N2 2三、動(dòng)力設(shè)計(jì)(1) 傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速門標(biāo)2000 r

10、/ min100%(20002014)2000100%0.7%5%1 Q主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：n nmin 345 1.41126r / min，取主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為125r/min 。各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下：軸序號電123主計(jì)算轉(zhuǎn)速(r/min)14501000500177125最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)如下:軸序號及最小齒輪齒數(shù)1 (24)2(22)3(18)主(30)計(jì)算轉(zhuǎn)速(r/mi n )1000500500125核算主軸轉(zhuǎn)速誤差n實(shí) 1450125/ 180 36/36 42/42 60/302014r/min所以合適。(2) 計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸出功率P1P額圧 nr4.00.960.993.80(kw)

11、P2P1ng n3.800.970.993.65(kw)P3P2ngnr3.650.970.993.51(kw)P主P3ngnr3.510.970.993.37( kw)(3) 計(jì)算各傳動(dòng)軸的扭矩T 9550 旦 36290 ( n.mm)n1jT；9550-Pl 69715 ( n.mm)9550 旦 189381 ( n.mm)PT主 9550丄 257468 ( n.mn)n主j(4)軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取(查機(jī)械設(shè)計(jì)P321公式16.9和表16.4 得)軸一:p1 3.80kw , nij1000r / min，取【】=0.9。帶入公式:d 91:Vnj軸二p23.65kw， n2j500

12、r / min，取【】=0.9。帶入公式:P有，d 23.2mm,圓整取 d 24mm 選花鍵：6 26 30 6d 91:VnjP有，d 27.3mm,圓整取 d 30mm 軸三:選花鍵：8 32 36 6p33.51kw，門177r/min，取【】=0.9。帶入公式:d 91 |P有，d 34.7mm,圓整取 d 35mm 們j 取D2 65mm，則平均直徑 D 77.5mm。對于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑d (0.55 0.6)D,故本例之中，主軸內(nèi)孔直徑取為 d 45mm支承形式選擇兩支撐，初取主軸前端的懸伸量a 90mm ,支撐跨距Lo (23.5)a 實(shí)際取 L (56.5)Di 取

13、L 520mm。選擇平鍵連接，b h 22 14,l100mm(5 )計(jì)算齒輪模數(shù)45號鋼整體淬火，j1100MP按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)m,查表計(jì)算可得k1 1.04, k2 1.3, k3 1.31- 2 軸取 m 8，乙 24，i 2，nj 1000，Pj 3.803由公式mj 16300卩_嚴(yán)水水3 P2可得口)1.98， m=2mm 斗 m 乙 in j j 2- 3 軸取 m 10，Z122，i 2.82，q 500， Pj 3.653 (由公式 mj 16300_嚴(yán)水水3 p2 可得 口)2.43， m=2.5mmjY mZ；inj j23- 主軸取 m 8，Z118，i 4.0，

14、nj 500， Pj 3.51由公式 mj 16300 j(i 嚴(yán)水23 可得 mj 2.77， m=3.0mm y mZ1 inj j(6 )齒輪校核表6.1齒輪尺寸表(單位：mm齒輪齒數(shù)z模數(shù)m/mn分度圓直徑d齒頂圓直徑da齒根圓直徑df齒頂咼ha齒根高h(yuǎn)f1.24248524322.52.30260645522.53.36P 2P 7276672 :2.54.482961009122.55.42284887922.56.36P 2P 7276672 :2.57.222.5556048.752.53.1258.422.510511098.752.53.1259.42r 2.5105110

15、98.752.53.12510.62r 2.5155160148.752.53.12511.183546046.533.7512.603180186172.533.7513.72P 3216222208.533.7514.303909682.533.75(1) 一軸到二軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為24查設(shè)計(jì)手冊可得以下數(shù)據(jù):Z 24, u2,m2, B 8 216, rij 1000r / min, K11.04, K21.3,K3 1.3T Ts/P18000/29000接觸應(yīng)力:Ktm 60n1T C。3 60 1000 90001073.782088Kn 0.83, Kn0.58, Kq

16、 0.64，Ks1000 (u 1)K1K2K3KsNZmuBnjKTKnKNKq1.16(MPa) N為傳遞的額定功率(KW N3.8將以上數(shù)據(jù)代入公式可得j 1088.5 Mpa 1100Mpa彎曲應(yīng)力：KtKn 0.83, Kn0.78, Kq0.77，KsKTKnKNKq 1.27，Y 0.395191 105K1K2K3KSNZm2 BYnj(MPa)將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 w 243.9Mpa320Mpa (符合要求，合適)(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)手冊可得以下數(shù)據(jù):Z 22,u 2.82, m 2.5,B 10 2.5 25, n500r/mi n, K

17、, 1.04, K2 1.3, K3 1.3T TS/P 18000/29000接觸應(yīng)力：KtKn 0.85, Kn 0.58,Kq 0.60 , KS KTKnKNKq 0.893.652088 1000 (U 1)K1K2K3KsN(MPa)N 為傳遞的額定功率(KW)N Zm 'uB nj將以上數(shù)據(jù)代入公式可得j 946Mpa 1100 Mpa彎曲應(yīng)力：Kt60n1T C。605009000V 2 1062.26Kn0.85, Kn 0.78, Kq 0.75，KsKTKnKNKq 1.12191 105K1K2K3KsNZm2B nj(MPa)將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 w 197

18、Mpa 320Mpa （符合要求，合適）（3）三軸到主軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為18查設(shè)計(jì)手冊可得以下數(shù)據(jù)：Z 18,u4,m3,B8 324, n500r/min, &1.04, K21.3, K31.3T TS/ P 18000/29000m接觸應(yīng)力：ktKn 0.95, Kn 0.58,Kq 0.60，KS KTKnKNKq 0.993.51208：m10,（U 1）KBn2jK3KsN（MPa）N 為傳遞的額定功率（KW）N彎曲應(yīng)力：Kt60n1TC。6 2.26Kn 0.95, Kn191 105K,K2K3KsNZm2B nj將以上數(shù)據(jù)代入公式可得（7）主軸校核(a)(b

19、)(c)0.78, Kq 0.75，Ks 心心心“ 1.26(MPa)主軸的前端部撓度ys197Mpa 320Mpa （符合要求，合適）y0.0002 5250.105主軸在前軸承處的傾角在安裝齒輪處的傾角DiliD平均1.07復(fù)膽衛(wèi)E取為 E 2.1 105MPa，IFz2 955 104 p主 0.99*Fy容許值軸承0.001rad容許值齒0.001 rad78 75 50 80 236 85 160 90 150 87mm6904454-(1 87) 1356904(mm)_§7 一 45642 955 104 3.37 °.9953158(N)320 1250.4

20、 Fz 634( N)，F(xiàn)x 0.25 Fz 396( N)由于小齒輪的傳動(dòng)力大，這里以小齒輪來進(jìn)行計(jì)算2 955 104P主2 955 104 3.37 門 c9535.（ N）3 18 125Fqm主z主n計(jì)將其分解為垂直分力和水平分力由公式 FQyFQy tah nFq, FqzFQy ta n n可得 Fqz 2105(N),FQy6477( N )MZMy細(xì)件2Fyl 件160 169066.7(Ngmm)-15853-634 160 67626.7(Ngmm) 3Mx ?Fxd 件 1 396 130 25740(Ngmm)主軸載荷圖如下所示：("垂直平面內(nèi)Mcyy(b)水平平面內(nèi)由上圖可知如下數(shù)據(jù)：a=364mm,b=161mm,l=525mm,c=87mm1)計(jì)算(在垂直平面)FQzabc(la)yFzC2(1 C) , y3Mzc(2l3c)yiJy2(l6EIl3EIl6EIy szy1y2y30.00192F QzabFZMZ齒1竺(ba)，Z齒2(2l3c)，齒3Tl3c)3EIl6EI3EI齒Z齒1齒2齒37.67 105FQZab(la)FzClMZl軸承1?軸承2軸承36EIl3EI3EI軸承Z軸承1軸承2軸承33.21052）計(jì)算（在水平面）yiFQyabc(l a)6EIIy2空