CA6140普通车床传动系统课程设计说明书

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=40-1800 (r/min)

2、转速级数:Z=12

3、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、培养综合运用和巩固扩大已学过的知识，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能力。

3、使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。

5、此设计过程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：

（一）设计内容：

Ⅰ.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max min

n

Rn n

； （3）公比：大公比，小公比以及混合公比；

（4）确定结构网和结构式：①传动副：前多后少，前密后疏。②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：①降速：前缓后急。②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； Ⅱ.动力设计

（1）传动件的计算转速n i ：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 Ⅲ.结构设计

Ⅳ.校核一个齿轮（最小的），校核主轴（弯矩，扭矩） （二）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：

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1800

max 4540

min

n Rn n

==

= （3）选用混合公比 1.41ϕ=

（4）确定结构网和结构式：12322=⨯⨯ （5）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：11u =，211.41u = 3

0.5u

=

故齿数最小的齿轮在降速比为11

2

u =

之中，查表取1min 24z z ==，72z s =，则'148z =，则2

22

301z u z s u =

=+，'242z = 3

33

361z u z s u =

=+，336z = 2．基本组的降速比分别是：10.5u =，2 1.43u =

故齿数最小的齿轮在降速比为10.5u =之中，计算有128z =，84z s =，

则'156z =，2

22

491z u z s u =

=+，'235z = 3．第二扩大组的降速比分别是10.25u =，22u =

故齿数最少的齿轮在10.25u =之中，查表有121z =，105z s =，'184z =，

270z =则'

2

35z =. （6）传动系统图如下：

（7）绘制转速图： 如下图所示

六、动力参数设计

(1)传动件的计算转速

①.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。

②.各轴的计算转速如下：

轴序号电IⅡⅢⅣ

144064032016080计算转速

（r/min）

③.最小齿轮的计算转速如下：

(2)计算各传动轴的输出功率

1 4.00.960.99 3.80()b r p p n n kw =⨯⨯=⨯⨯=额 21 3.800.970.99 3.65()g r p p n n kw =⨯⨯=⨯⨯=

32 3.650.970.99 3.51()g r p p n n kw =⨯⨯=⨯⨯= 3 3.510.970.99 3.37()g r p p n n kw =⨯⨯=⨯⨯=主

(3)计算各传动轴的扭矩 1

19550

56703()j

P N m n ==•1

T 2

29550

108930()j

P N m n ==•2

T 3

39550

209503()j

P N m n ==•3T 9550

402294()j

P N m n ==•主

主主T

七、轴径设计及键的选取

①.轴Ⅰ：1 3.80p kw =，1640/min j n r =，取

φ。【】＝1带入公式： 1.0592

d =⨯26.8d mm =,轴加大以保证轴的稳定。

圆整取35d mm =

选平键：10⨯8

②.轴Ⅱ：2 3.65p kw =，2320/min j n r =，取

φ。【】＝2带入公式：

4

1.0577

[]

j P

d n =⨯⨯φ有，22.2d mm =,轴加大以保证轴的稳定。圆整取30d mm =

选平键：10⨯8

③.轴Ⅲ：3 3.51p kw =，3160/min j n r =，取

φ。【】＝1带入公式： 4

1.0592[]

j P

d n =⨯⨯φ有，37.2d mm =,轴加大以保证轴的稳定。圆整取40d mm =

选平键：10⨯8

④.轴Ⅳ：选择主轴前端直径172D mm =，后端直径210.750.85D D =

（） 取2D 55mm =，则平均直径55D mm =。

对于普通车床，主轴内孔直径(0.550.6)d D =-,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15d mm =

支承形式选择两支撑，初取悬伸量80a mm =，支撑跨距348L mm =。 选择平键连接，2214,75b h l mm ⨯=⨯=。 主轴(Ⅳ轴)图：

八、带轮设计