机械制造装备设计课程设计车床设计

装备设计课程设计说明书

2013. 12

题 目：车床主轴变速箱设计 学生姓名： 学

院：工学院 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 指导教师：

某卧式车床主轴最低转速Nmin=40r/min,转速级数

Z=10,公比ψ=1.41，电动机的转速N电=1450r/min,N=5.5(kw)

1 运动设计

一．确定极限转速

主轴极限转速Nmax=900r/min Nmin=40r/min

二．确定公比ψ=1.41

三．主轴转速级数Z=10

四．确定结构网或结构式

结构式：10=3（1）*2（3）*2（4）-2

五．绘制转速图

（一）选择电动机

一般用途的全封闭自扇冷式三相异步电动机，具有高效率，性能高，噪声低，振动小等优点，故选择Y系列的电动机。

查手册P30

由于N=5.5kw, N 电=1450r/min

故选择 Y132S-4型号的电动机

（二）公配总降速传动比

U Ⅱ=3222412

.11*412.11*412.11*412.1114505.37min ==nd n （三）确定传动轴的轴数

传动轴数=变速组数+定比传动副数+1

（四）绘制转速图

六．转速计算

（1）主轴的转速计算

Nj=minψz/3-1=40*1.41 10/3-1=89.17r/min

n4=112r/min

(2)各传动轴的计算转速

各变速组内一般只计算组内最小的，也就是强度最薄弱的齿轮，故也只需要确定最小齿轮的计算转速

n3=[40,112]max=112r/min

n2=[315,224]max=315r/min

n1=630r/min

2传动零件的初步计算

一． 传动轴直径的确定

根据公式[]4**19ϕnj p

d =

（1）1轴的直径 取η1=0.96，n1j=630r/min

代入公式算得d1=31mm

（2）2的直径 取η2=0.96，n2j=315r/min

代入公式算得d2=33.01mm

（3）2的直径 取η3=0.96，n3j=112r/min

代入公式算得d3=416.60mm

其中N-电动机额定功率（kw ）

η-从电动机到该传动轴之间传动件的传动效乘积

nj-该传动轴的计算转速

[]ϕ-传动轴允许转角

二．主轴颈直径的确定

对通用机床的主轴尺寸参数，多由结构上的需要而定，故主轴直径D1尺寸查表得D1=70~105，初选D1=70mm

D2=(0.7~0.85)D1=49~59.5mm 取D2=55mm

三．齿轮模数的初步计算δμ

mj=163388j n u mz 22

1][1)Nd

(u δΦ±mm

式中mj-按接触疲劳强度计算的齿轮模数（mm）

Nd-驱动电动机功率(kw)

Nj-计算齿轮的计算转速

u-大齿轮齿数/小齿轮齿数u>=1 外齿取“+”内齿取“-”

z1-小齿齿数

m

Φ-齿宽系数

[δ-许用接触应力（MPa）

]

(1)齿轮计算转速确定

只需计算变速组内最小的也是强度最弱的齿轮即可

a变速组内最小齿轮数是z=24 只有一个转速630r/min

b变速组内最小齿轮数是z=24 有630r/min,450r/min,315r/min,112r/min是3轴的计算转速，所3轴的计算转速为315r/min。

（2）变速组a: 带入公式得ma=1.94mm

取ma=2mm

变速组b: 带入公式得mb=2.36mm

取mb=2.5mm

变速组c: 带入公式得mc=2.57mm

取mc=3mm

5. V 带及V 带轮的设计计算

V 带的选择

1. 确定计算功率Pca Pca=KaP 见«机械设计»P151

P-传递的额定功率，4.5KW

Ka-工作情况系数，查表«机械设计»P151 取 工作时间10~16 软启动 所以Ka=1.2

Pca=1.2*4KW=4.8KW

2.选择带型

由于小带轮转速为1450r/min 查表«机械设计»P152

确定带型为A 型

3.确定带轮的基准直径d1,d2

1)初选小带轮的基准直径d1，根V 带截型，参考表8-3«机械设计»P145 及表8-7«机械设计»P153选取d1≥dmin 为了提高V 带的寿命，宜选取较大的直径。取d1=100.5

2)验算带的速度v 根据 V1=1000*6011n d π V2=1000*602

2n d π

V1=7.6合格

3）计算从动轮的基准直径d2 d2=i*d1=1440*100.5/800=180.9 查表8-7«机械设计»P153 圆整d2=185.5

4确定中心距a 和带的基准长度Ld

初定 0.7（d1+d2）

200.2

Ld=2a0+04)21(2)12(2a d d d d -++π

=1253.5

表8-2«机械设计»P142 取Ld=1250 a = 400+25

.12531250-=398.25 公式见«机械设计»P154

5验算主动轮上的包角1α

1α=1800-5.570*12a d d -=1680≥1200

6确定V 带根数Z Z=KaKl P P Pca

)00(+

Ka-包角系数，查表8-8«机械设计»P154 Ka=0.98

Kl-长度系数，查表8-2«机械设计»P142 Kl=0.93

P0-单V 带的基本额定功率查表8-5a 或8-5c«机械设计»P148 P0=1.32

0P ∆-功率增量查表8-5b 或8-5d«机械设计»P149 0P ∆=0.17 得到Z=2.8 取Z=3

V 带轮的选择

带轮材料HT200 采用腹板式

带轮各部分的尺寸见«机械设计»P157