设计一台加工直径最大范围是320的普通车床的主传动系统。.doc

一、一、 设计题目：设计一台加工直径最大范围是设计题目：设计一台加工直径最大范围是 320 的普的普通车床的主传动系统通车床的主传动系统主要参数主要参数1、转速范围转速范围:N=40-1800 (r/min)2、转速级数转速级数:Z=123、电机功率：电机功率：P=4KW被加工零件的材料：钢、铸铁被加工零件的材料：钢、铸铁刀具材料：高速钢、硬质合金刀具材料：高速钢、硬质合金二．二． 设计目的：设计目的： 1：通过设计实践，掌握机床主传动系统的设计方法通过设计实践，掌握机床主传动系统的设计方法2：培养综合运用机械制图、机械设计基础、及结构：培养综合运用机械制图、机械设计基础、及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力工艺等相关知识，进行工程设计的能力3：培养使用手册、图册、有关数据及设计标准规范：培养使用手册、图册、有关数据及设计标准规范的能力4：提高技术总结及编制技术檔的能力提高技术总结及编制技术檔的能力5：是毕业设计教学环节实施的技术准备是毕业设计教学环节实施的技术准备三、设计内容与基本要求：三、设计内容与基本要求：设计内容：设计内容：（一）运动设计（一）运动设计（（1）传动方案设计（集中传动，分离式传动））传动方案设计（集中传动，分离式传动）（（2）转速调速范围）转速调速范围max minnRnn（（3）公比：大公比，小公比和及混合公比）公比：大公比，小公比和及混合公比（（4）确定结构网和结构式：（）确定结构网和结构式：（1）传动副：前多）传动副：前多后少，前密后疏，后少，前密后疏， （（2）超速级解决方案：）超速级解决方案：a:增加增加变速组，变速组，b:采用分枝传动和背轮机构采用分枝传动和背轮机构（（5）绘制转速图：（）绘制转速图：（1）降速：前缓后急（）降速：前缓后急（2）升）升速：前急后缓速：前急后缓（（6）三角带设计）三角带设计:确定变速组齿轮齿数确定变速组齿轮齿数（（7）绘出传动系统图）绘出传动系统图（二）动力设计（二）动力设计（（1）传动件的计算转速）传动件的计算转速 ：各轴，各齿轮：各轴，各齿轮ni（（2）传动轴轴径）传动轴轴径（（3）齿轮模数）齿轮模数（（4）主轴设计：轴径（前径，后径））主轴设计：轴径（前径，后径） ，内孔直径，，内孔直径，前端前伸量前端前伸量 a(粗选：粗选：100-120)，支撑形式，计算，支撑形式，计算合理支撑跨距合理支撑跨距 L（三）结构设计（三）结构设计 （四）校核一个齿轮（最小的）（四）校核一个齿轮（最小的） ，校核主轴（弯矩，扭矩），校核主轴（弯矩，扭矩）基本要求：基本要求： 1、根据设计任务书要求，合理的确定尺寸、运动及、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。

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、正确利用结构式、转速图等设计工具，认真进行方案分析方案分析3、正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家、正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家标准规定说标准规定说 明书力求用工程术语，明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整文字通顺简练，字迹工整4、绘制图纸，主轴箱展开图、绘制图纸，主轴箱展开图 1 张四、设计参数：四、设计参数：序序号号加工最加工最大直径大直径主轴转速系列（主轴转速系列（r/min））驱动电动机功驱动电动机功率与同步转速率与同步转速1320mm 1800,1250,900,630,450,315，224,160,112,80,56,404kw,1440r/min五、运动参数设计五、运动参数设计（（1）传动方案设计（选择集中传动方案））传动方案设计（选择集中传动方案）（（2）转速调速范围）转速调速范围1800max4540minnRnn（（3）选用混合公比）选用混合公比1.41（（4）确定结构网和结构式：）确定结构网和结构式： 123 22 （（5）绘制转速图：）绘制转速图： 如下图所示如下图所示（（6）确定变速组齿轮齿数）确定变速组齿轮齿数1．先计算第一扩大组的齿轮的齿数．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：第一扩大组的降速比分别为：，， 11u 21.4u 32u故齿数最小的齿轮在降速比为故齿数最小的齿轮在降速比为之中，查表取之中，查表取11 2u ，，，则，则，则，则，，1min24zz72zs ' 148z 2 2 2301zuzsu' 242z 3 3 3361zuzsu336z 2．基本组的降速比分别是：．基本组的降速比分别是：，，10.5u 21.43u 故齿数最小的齿轮在降速比为故齿数最小的齿轮在降速比为之中，查表有之中，查表有10.5u ，，，则，则，，，，128z 84zs ' 156z 2 2 2491zuzsu' 235z 3．第二扩大组的降速比分别是．第二扩大组的降速比分别是，，10.25u 22u 故齿数最少的齿轮在故齿数最少的齿轮在之中，查表有之中，查表有，，10.25u 121z ，，则则105zs ' 184z 270z ' 235z （（7）传动系统图如下：）传动系统图如下：六、动力参数设计六、动力参数设计（（1）传动件的计算转速）传动件的计算转速主轴的计算转速：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，即 nj=80r/min。

各轴的计算转速如下：各轴的计算转速如下：轴序号轴序号电电１１23主主计算转速计算转速（（r/min））144063031516080最小齿轮的计算转如下：最小齿轮的计算转如下：轴序号及最小齿轴序号及最小齿轮齿数轮齿数1（（24）） 2(28)3(21)主主(35)计算转速计算转速（（r/min））63031516080(2)计算各传动轴的输出功率计算各传动轴的输出功率14.0 0.96 0.993.80()brppnnkw额213.80 0.97 0.993.65()grppnnkw323.65 0.97 0.993.51()grppnnkw33.51 0.97 0.993.37()grppnnkw主(3)计算各传动轴的扭矩计算各传动轴的扭矩11955057603()jPNmn 1T229550110659()jPNmn 2T339550209503()jPNmn 3T9550402294()jPNmn主 主 主T七、轴径设计及键的选取七、轴径设计及键的选取轴一：轴一：，，，取，取带入公式：带入公式：13.80pkw1630 /minjnr。

＝1有，有，,轴加大以保轴加大以保4 1.05 92[ ]jPdn 26.9dmm证轴的稳定圆整取证轴的稳定圆整取35dmm选平键：选平键：10 8 轴二：轴二：，，，取，取带入公式：带入公式：23.65pkw2315 /minjnr＝2有，有，,轴加大以轴加大以4 1.05 77[ ]jPdn 22.3dmm保证轴的稳定圆整取保证轴的稳定圆整取 30dmm轴三：轴三：，，，取，取带入公式：带入公式：33.51pkw3160 /minjnr＝1有，有，,轴加大以保轴加大以保4 1.05 92[ ]jPdn 37dmm证轴的稳定圆整取证轴的稳定圆整取40dmm选平键：选平键：10 8 主轴：选择主轴前端直径主轴：选择主轴前端直径，后端直径，后端直径172Dmm210.750.85DD:（）取取，则平均直径，则平均直径2D55mm55Dmm对于普通车床，主轴内孔直径对于普通车床，主轴内孔直径,考虑为增考虑为增(0.550.6)dD强主轴的弯矩适当缩小内孔径故本例之中，主轴内孔强主轴的弯矩适当缩小内孔径故本例之中，主轴内孔直径取为直径取为15dmm支承形式选择两支撑，初取悬伸量支承形式选择两支撑，初取悬伸量，支撑跨，支撑跨80amm距距。

348Lmm选择平键连接，选择平键连接，22 14,75b hlmm八、带轮设计八、带轮设计（（1）确定计算功率）确定计算功率:,K 为工作情况系数，可取工作为工作情况系数，可取工作 8 小时，取小时，取P=4kwK=1.0 1.0 4.04.0jPKPkw（（2）选择三角带的型号）选择三角带的型号:由由和和查表选择查表选择 B 型带型带4.0jPkw1440r/minn额（（3）取）取，则，则1100Dmm1 211 21440228.6630nDDDmmn（（4）核算胶带速度）核算胶带速度 V1 17.54/60000Dnvm s（（5）初定中心矩）初定中心矩，圆整取，圆整取 500mm1201200.7()2()230657DDADDmmAmm得 （（6）计算胶带的长度）计算胶带的长度2 21 0012 0 2()2250024228.6100100228.3152424500DDLADDAmm取取01550Lmm（（7）计算实际中心距）计算实际中心距，圆整取，圆整取0 01550 152450051322LLAAmm520mm.(8)核算小带轮的包角核算小带轮的包角.21 1180228.6 100180180120180166120520DD A oooooo（（9）确定胶带的根数）确定胶带的根数 Z，，01.92p 10.98c ，取三根带。

取三根带0 142.121.92 0.98 0.99jpZp c九、计算齿轮模数九、计算齿轮模数 ⑴模数的确定：a 传动组：计算最小齿轮分度圆直径32(1)76.57[ ]djKTdn   其中: -公比 ； = 4；-电动机功率； = 4KW；dNdN-齿宽系数；m-齿轮传动许允应力;][-计算齿轮计算转速jn， 取= 605lim[ ]Nz Slim2/N mm,安全系数 S = 1由应力循环次数选取1.2K 3(4 1) 1.2 5760349.010.9 4 605 605mm 分度圆直径 d76. 57模数 m=d/z=49.01/21=2.3, 取 m=3 十、各级转速校核十、各级转速校核各级各级实际实际转速转速r/min78.9157.9315.9631.6各级各级标准标准转速转速80160315630r/min误差误差1.3%1.3%0.3%0.3%以上各级的转速误差全部满足以上各级的转速误差全部满足10(1)%10(1.41 1)%4.1%实际转速标准转速 标准转速十一、齿轮校核十一、齿轮校核轴轴 及及 齿齿 数数1 1 30301 1 24241 1 36362 2 42422 2 48482 2 36362 2 49492 2 28283 3 35353 3 563 3 703 3 2121主主 轴轴 3535主轴主轴 8484模模 数数 （（m m m m））3 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 3分分 度度 圆圆 直直909072721010 8 81212 6 61414 4 41010 8 81414 7 784841010 5 51616 8 82121 0 063631010 5 5252252径径 (mm(mm ) )齿齿 顶顶 高高 (mm(mm ) )3 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 3（1） 一轴到二轴的小齿轮从上表可知为齿数为一轴到二轴的小齿轮从上表可知为齿数为 19查设计手册可得以下数据：查设计手册可得以下数据：12319,2,3,8 。