机床主传动系统设计
机床设计-传动系统
转速图的绘制
主传动系统的传动路线表达式：
36
1
主电机 440r / min
φ126 φ256
I
3306 4224
II
42
4222 62
III
60
1380 72
IV(主
轴)
48
主轴的转速计算：
126
n主轴
=
n电机
× 256
×uI-II
×uII-III
×uIII-IV
a
126
n主轴max
=
n电机
× 256
×uI
-II
max
×uII -III max
×uIII-IVmax
126
n主轴min
=
n电机
× 256
×uI
-II
min
×uII -III min
×uIII-IVmin
直接标出转速值 。 注意： 转速格线间距大小并不代表公比ф的
数值大小。
转速图一点三线 转速点——传动轴上的圆点，表示该轴具有的转速。
如轴Ⅳ（主轴）上有12个圆点，表示具有12级转速。
传动线——相邻两轴的相关两个 转速点之间的连线。
传传动比大于1其对数值为正，传 动线向右上倾斜；
应用： 普通机床应用最为广泛的一种变速方式。
变速方式的选择
主传动系统的变速方式分为无级变速和有级变速两种。
（1）有级变速 变速机构——是指在输入轴转速不变的条件下，使输出轴获得不 同转速的传动装置。 有级（或分级）变速机构
➢滑移齿轮变速机构 ➢交换齿轮变速机构 ➢多速电动机 ➢离合器变速机构 ➢摆移变速机构
CK6150数控车床主传动系统设计
CK6150数控车床主传动系统设计辽宁科技大学本科生毕业设计CK6150数控车床主传动系统设计摘要机械制造业是国民经济的基础产业,它的发展直接影响到国民经济各部门的发展,也影响到国计民生和国防力量的加强。
而机床在机械制造业中扮演着举足轻重的角色,今天,普通机床已经满足不了加工的需求,从而出现了数控机床。
本设计的题目是设计CK6150主传动系统。
其主要对机床技术参数进行拟定,齿轮模数进行估算和验算,带轮尺寸和v带根数进行设计,根据需要选取适当的电机和轴承,并对轴承进行使用寿命验算,对传动轴进行刚度校核。
CK6150采用电动机的无级变速和机械齿轮的分级变速相结合的方式进行变速,可以在不停车的情况下得到转速范围内的任意转速,减少了速度损失和辅助加工时间,从而提高生产率。
设计过程中尽量使用标准件,使制造和装配更加方便。
设计过程中考虑了各零部件的空间尺寸和拆卸顺序,以保证结构尺寸设计的合理性。
关键词:数控机床,主传动系统,无级变速,机械制造业辽宁科技大学本科生毕业设计CK6150 CNC lathes Main Transmission SystemABSTRACTMachinery manufacturing industry is the basic industry of the national economy, and its development directly affects the development of various sectors of the national economy, but also affects the strengthening of the national economy and national defense forces. Themachine plays a pivotal role in the machinery manufacturing industry, today, general machine tools has failed to meet processing demands, which appeared in CNC machine tools. The design of the subject is to design CK6150 main drive system. The main technical parameters of the machine preparation, gear modulus estimate and checking, v belt pulley size and the number of the design, according to the need to select a suitable motor and bearings, and bearing life checking, carried on the shaft stiffness check. CK6150 uses the electric motor and a continuously variable mechanical gear shift grading combination of variable speed, you can get any speed within the speed range without stopping, reducing the speed loss and auxiliary processing time, thus increasing productivity. The design process to make use of standard parts, the manufacturing and assembly easier. The design process to consider the spatial dimensions of the various components and disassembly sequence in order to ensure the reasonableness of the structure size design.Key word:CNC machine tools; main drive system; CVT; machinery manufacturing 辽宁科技大学本科生毕业设计目录1 绪论...................................................................... .. (1)1.1数控机床的特点 ........................................................................................................... 1 1.2国产数控机床的发展现状 ..................................................................... . (1)1.3国内数控机床的发展趋势 ..................................................................... . (3)1.3.1智能、高速、高精化 ..................................................................... .. (3)1.3.2设计、制造绿色化 ..................................................................... (3)1.3.3复合化于系统化 ..................................................................... . (3)2 机床技术参数的拟定 ..................................................................... (4)2.1 确定极限转速和转速范围 ..................................................................... (4)2.1.1 计算主轴最高转速 ..................................................................... .. (4)............................................................ 5 2.1.2 计算主轴最小转速 ................................2.2 确定动力参数 ..................................................................... .. (5)2.2.1计算切削力...................................................................... . (5)2.2.2计算切削功率 ..................................................................... . (6)2.2.3估算电动机功率...................................................................... (6)3 传动部分设计...................................................................... .. (8)3.1 画机床转速图 ..................................................................... ......................................... 8 3.2 计算各轴输出功率和输出转矩 ..................................................................... ........... 10 3.3 带轮的设计 ..................................................................... . (10)3.3.1确定计算功率 ..................................................................... (10)V3.3.2选择带带型 ..................................................................... (11)3.3.3 确定带轮基准直径并验算带速 ......................................................................11v3.3.4确定带中心距和基准长度 ..................................................................... . (12)3.3.5验算小带轮上的包角 ..................................................................... (12)3.3.6计算带的根数 ..................................................................... ........................... 13 z辽宁科技大学本科生毕业设计3.4 齿轮设计 ..................................................................... .. (13)3.4.1 确定各齿轮齿数 ..................................................................... . (14)3.4.2 估算齿轮模数 ..................................................................... .. (14)3.4.3 验算齿轮模数 ..................................................................... .. (18)284 轴的校核 ..................................................................... .............................4.1 ?轴的受力分析 ..................................................................... .................................... 28 4.2 按弯扭合成应力校核轴强度 ..................................................................... (30).................................................................... ........ 31 4.3 轴的刚度校核 ................................4.4轴载荷点的挠度计算 ..................................................................... . (32)4.5轴的支撑点的倾角校核 ..................................................................... (33)4.5.1水平面倾角校核 ..................................................................... .. (33)4.5.2垂直面倾角校核 ..................................................................... .. (34)36 5 滚动轴承的验算 ..................................................................... .................. 结论...................................................................... (38)致谢...................................................................... (39)参考文献 ..................................................................... (40)第 1 页辽宁科技大学本科生毕业设计1 绪论1.1数控机床的特点数控机床通常由伺服系统、控制系统、机械传动系统、检测系统系统及其他辅助系统组成。
CK6140数控车床主传动系统设计
CK6140数控车床主传动系统设计数控车床的主传动系统是整个机床的核心组成部分，它主要由主轴、主轴驱动装置和主动工具头等组成。
设计一个稳定可靠的数控车床主传动系统，需要考虑诸多因素，如主轴精度、刚度、转速范围、加工能力等。
首先，主轴是数控车床主传动系统的核心部件，其精度和刚度直接影响到整个机床的加工质量。
主轴通常由高强度、高刚性的合金钢材料制成，并通过精密加工和热处理工艺提高其表面质量和硬度。
主轴的设计应考虑转动稳定性、轴向和径向刚度等因素，以确保在高速运转和大负载下能保持较小的振动和变形。
其次，主轴驱动装置主要是通过电机将动力传递给主轴，实现车床的加工运行。
常见的主轴驱动装置包括皮带传动、齿轮传动、液压传动等。
不同的传动方式具有不同的特点，需要根据数控车床的具体要求进行选择。
同时，主轴驱动装置还需要考虑电机的功率、转速调节范围、动态响应性能等因素，以满足不同加工工艺和加工材料的需求。
另外，主动工具头也是数控车床主传动系统的重要组成部分。
主动工具头一般由进给系统和切削工具组成，其主要功能是控制刀具的进给速度和刀具路径，实现工件的加工。
进给系统通常由伺服电机、滚珠丝杠等组成，将电机的旋转运动转化为刀具的直线运动。
切削工具的选择要根据不同的加工工件和加工要求进行，可以是转动刀具、切削刀具或磨削工具等。
除了上述部件，数控车床主传动系统的设计还需要考虑其控制方式和辅助装置。
传统的数控车床主传动系统采用闭环控制，通过编码器和反馈系统实现对主轴和主动工具头运动的精确控制。
辅助装置如冷却系统、润滑系统、自动换刀系统等，可以提高加工效率和工作环境的安全性。
总的来说，设计一个稳定可靠的数控车床主传动系统需要充分考虑主轴精度、刚度，主轴驱动装置的选择，主动工具头的设计以及控制方式和辅助装置的配置等因素。
只有在满足加工要求的前提下，才能实现高效、精确和安全的数控车床加工操作。
数控车床的主传动系统设计PPT
在进行动态特性分析时，需要考虑主轴的转速、转矩和刚度等参数，以及传动系统的固有频率和阻尼比等特性。 通过分析这些参数，可以评估主传动系统在加工过程中的稳定性，预测可能出现的振动和噪声问题，并采取相应 的措施进行优化设计。
强度与刚度分析
总结词
强度与刚度分析是评估主传动系统在承受外力和变形时的性能表现，以确保系统的可靠性和稳定性。
总结词：传统设计
详细描述：该实例介绍了一种传统的数控车床主传动系统设计，主要采用齿轮传 动和链传动组合的方式，具有结构简单、可靠性高的优点，但效率较低，适用于 一般加工需求。
实例二：主传动系统的改进设计
总结词：优化设计
详细描述：该实例针对传统主传动系统的不足，进行了优化改进。采用新型轴承和材料，提高了传动效率和稳定性，减少了 维护成本，适用于高精度、高效率的加工需求。
设计目的和意义
设计目的
设计出高效、稳定、可靠的数控车床主传动系统，满足加工精度和效率的要求， 提高生产效率和产品质量。
意义
主传动系统设计的优劣直接影响到数控车床的性能和加工精度，进而影响到整个 机械制造行业的生产水平和产品质量。因此，对数控车床主传动系统进行合理设 计，对于提高机械制造行业的整体水平具有重要意义。
要点二
详细描述
在进行热特性分析时，需要考虑主轴的转速、切削力和材 料导热系数等参数。通过建立热传导模型，可以预测主传 动系统在不同工况下的温度变化和热变形情况。根据分析 结果，可以采取相应的散热措施和热补偿技术，提高系统 的热稳定性和加工精度。
06 主传动系统实例分析
实例一：某型号数控车床主传动系统设计
高耐磨材料
选用高耐磨材料，如陶瓷和硬质 合金，以提高主传动系统的使用 寿命和可靠性，减少维护成本。
普通机床主传动课程设计
普通机床主传动课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握普通机床主传动的基本原理、结构及其维护方法。
通过本课程的学习，学生应能：1.描述普通机床主传动系统的组成及其作用。
2.解释机床主传动系统中各主要部件的结构和工作原理。
3.分析机床主传动系统的性能指标，如传动比、转速、扭矩等。
4.判断机床主传动系统中可能出现的故障，并掌握基本的故障排除方法。
5.掌握机床主传动系统的维护保养知识，提高机床使用寿命。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.普通机床主传动系统的基本原理和结构。
2.机床主传动系统中各主要部件的结构和工作原理，如齿轮、轴承、传动带等。
3.机床主传动系统的性能指标及其计算方法。
4.机床主传动系统的故障诊断与排除。
5.机床主传动系统的维护保养方法。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学，包括：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握机床主传动系统的基本原理和结构。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解机床主传动系统的故障诊断与排除方法。
3.实验法：通过动手实验，使学生掌握机床主传动系统的维护保养技巧。
四、教学资源为了支持教学内容的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备机床主传动系统的实物模型或仿真设备，方便学生进行实践操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过学生在课堂上的参与度、提问回答、小组讨论等表现，评估学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置相关的作业，评估学生对课程内容的掌握程度和应用能力。
3.考试：进行期中和期末考试，全面评估学生的知识掌握和理解能力。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
教师应及时给予反馈，帮助学生提高。
CK6136数控机床主传动系统设计
CK6136数控机床主传动系统设计摘要本⽂主要是数控车床主传动系统，主驱动系统，这样的设计可以⽤于普通车床修改，以适应中国的机床⼯具⾏业的发展及⽬前的状态，具有⼀定的经济效益和社会效益。
这个完整的设计包括原始数据，根据⼀些（包括机器类型，⼤⼩等），结合实际条件和情况制定⼀些参数上的车床，根据建议的参数⽐较，以确定传输⽅案，传输⽅案。
然后传输和副齿轮齿的传动⽐的计算，然后估计弹性模量和齿轮轴轴，齿轮和轴的强度和刚度，以进⾏检查。
此外，还橱柜的主要结构设计，零部件的数量的选择，从⽽完成整个主驱动系统的设计。
关键词：数控车床；主传动系统；设计AbstractThis article is mainly CNC lathe main drive, the main drive system, this design can be used for ordinary lathe modified to adapt to China's machine tool industry development and current status, with certain economic and social benefits.The complete design, including raw data, according to some (including machine type, size, etc.), combined with the actual conditions and circumstances to develop some of the parameters on the lathe, according to the recommended parameters compared to determine the transmission scheme, transmission scheme. Then the pinion gear transmission and the transmission ratio calculation, and then estimate the elastic modulus and the gear shaft axes, gears and shaft strength and rigidity to be checked. In addition, the design of the main structure of the cabinet, the choice of the number of parts, thereby completing the main drive system design.Keywords：NC machine tool；main driving system；design⽬录引⾔ (4)第1章总体设计⽅案拟定 (6)1.1拟定主运动参数 (6)1.2运动设计 (6)1.3动⼒计算和结构草图设计 (6)1.4轴和齿轮的验算 (6)1.5主轴变速箱装配设计 (6)第2章参数拟定 (7)2.1车床主参数(规格尺⼨)和基本参数 (7)2.2各级转速的确定 (7)第3章运动设计 (8)3.1主拟定传动⽅案 (8)3.2传动⽅案的⽐较 (8)3.3各级传动⽐的计算 (9)3.4各轴转速的确定⽅法 (11)3.5转速图拟定 (12)第4章动⼒计算 (13)4.1齿轮的计算 (13)4.2电磁离合器的选择和使⽤ (19)第5章轴的设计和验算 (21)5.1轴的结构设计 (21)5.2轴的强度校核(以I轴为例) (21)5.3轴的刚度校核(以I轴为例) (25)第6章主轴变速箱的装配设计 (28)6.1箱体内结构设计的特点 (28)6.2设计的⽅法(以轴的布置为例) (28)第7章结论 (31)致谢 (32)参考⽂献 (33)引⾔这次毕业设计中，我所从事设计的课题是CK6136型数控车床主传动机构设计。
第3章数控机床主传动系统设计
3.3无级变速传动链的设计
数控机床的主运动广泛采用无级变速 。 无级变速优势： 在一定范围内，转速(或速度)能连续地变 换，从而获取最有利的切削速度。 数控机床一般都采用由直流或调速电动 机作为驱动源的电气无级调速。
(2)主要设计内容:
拟定结构式或结构网; 拟定转速图， 拟定各传动副的传动比; 确定带轮直径、齿轮齿数; 布置、排列齿轮，绘制传动系统图。
3. 2 分级变速主传动系统设计
3. 2. 1转速图的概念
转速图由“三线一点”组成，即传动轴线、转速 线、传动线和转速点。
3. 2 分级变速主传动系统设计
由Z, φ, n1可知主轴的各级转速应为: 31.5, 45, 63, 90, 125, 180, 250，500、710、 1000、1400。
2)变速组和传动副数的确定 :
变速组和传动副数可能的方案有: 12=4×3 12=3×4 12=3×2×2 12=2×3×2 12=2×2×3
3. 2 分级变速主传动系统设计
②绘制转速图: A、 本例所选定的结构式共有三个变速 组，变速机构共需4根轴，加上电动机轴 共5根轴，(电动机到I轴为定比带传动)故 转速图需5条竖线。主轴共12级转速，电 动机轴转速与主轴最高转速相近，故需 12条横线。然后，标注主轴的各级转速 及电动机轴的转速。
3. 1 主传动系统设计概述
（2)按传动装置类型 可分为机械传动装置 液压传动装置 电气传动装置 以及它们的组合
3. 1 主传动系统设计概述
(3)按变速的连续性 可以分为分级变速传动和无级变速传动。 分级变速传动是在一定的变速范围内均 匀、离散地分布着有限级数的转速，变 速级数一般不超过20~30级。 分级变速传动方式有滑移齿轮变速、交 换齿轮变速和离合器(如摩擦片式、牙嵌 式、齿轮式离合器)变速。
机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计
nm in
nj
n nmax
机械制造装备设计课程设计--机床主传动系统设计
计算转速的确定 （1）等比传动，中型通用机床（C6132、C6140）
z 1
nj nmin 3
（2）等比传动，大型通用机床
z
nj nmin 3
总级数
机床类
9
中型
n3
大型
n4
12
16
18 20
n4
n5
n6
n7
n5
机床 C6140 C6132
功率(KW)
7.5 3.0
机床 Z3040 Z3063
功率(KW) 机床
3.0
X62、63
5.5
X63W
功率(KW) 7.5 10.0
机械制造装备设计课程设计--机床主传动系统设计
2. 主轴的估算
在设计之初，由于确定的仅仅是一个设计方案，具体构造尚 未确定，因此，只能根据统计资料，初步确定出主轴的直径。
4、编写设计计算说明书 主要包括： 1）运动设计和动力计算的计算过程和分析； 2）结构设计说明（包括主要结构的分析以及其他需要说明 或论证的问题）; 3）参考文献
机械制造装备设计课程设计--机床主传动系统设计
四、课程设计的步骤和注意事项
1、准备工作 2、运动设计
① 传动方案设计（集中传动或分离式传动）； ② 结构式； ③ 绘制转速图； ④ 确定齿轮齿数； ⑤ 绘制传动系统图； ⑥ 带和带轮的设计计算；
lg
Rn ：变速范围
Rn
n max n min
例：已知 n45~20r0p0m 1.41
z lR g n 1 lg 2( 0 4 0 ) 5 1 0 1.9 0 8 1 1.9 1 8 12
普通车床的主传动系统设计说明书样本
普通车床主传动系统设计说明书概述机床课程设计在金属切削机床课程之后的实践性教学部分, 其目的在于经过设计机床传动系统的结构设计, 使学生在拟定传动和变速的结构方案过程中, 训练设计构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术论文和查阅文献资料等方面综合能力。
一、设计题目设计一台普通车床的主传动系统, 设计参数如下表:(本小组选择第五组参数作为设计数据)二、运动设计2.1传动方案设计( 1) 集中传动方式主传动系的全部传动和变速机构集中装在同一个主轴箱内, 称为集中传动方式。
通用机床中多数机床的主变速传动系都采用这种方式。
适用于普通精度的大中型机床。
特点是结构紧凑, 便于实现集中操纵, 安装调整方便。
缺点是运转的传动件在运转过程中所产生的振动、热量, 会使主轴产生变形, 使主轴回转中心线偏离正确位置而直接影响加工精度。
（2）分离传动方式主传动系中的大部分的传动和变速机构装在远离主轴的单独变速箱中, 然后经过带传动将运动传到主轴箱的传动方式, 称为分离传动方式。
特点是变速箱各传动件所产生的振动和热量不能直接传给或少传给主轴, 从而减少主轴的振动和热变形, 有利于提高机床的工作精度。
运动由皮带经齿轮离合器直接传动, 主轴传动链短, 使主轴在高速运转时比较平稳, 空载损失小; 当主轴需作低速运转时, 运动则由皮带轮经背轮机构的两对降速齿轮传动后, 转速显著降低, 达到扩大变速范围的目的。
本课程设计的机床为普通精度的大中型机床, 即采用集中传动方式。
2.2转速调整范围变速组中最大与最小传动比的比值, 称为该变速组的变速范围即:2000max 20100min n Rn n === 2.3选用混合公比根据《机械制造装备设计》78P 公式( 3-2) 因为已知1Z n R ϕ-=, 推到公式如下:lg1lg n R Z ϕ=+ (Z 1.31ϕ=== 根据《机械制造装备设计》77P 表3-5 标准公比ϕ。
(完整word版)CK6140数控车床主传动系统设计
燕山大学课程设计说明书题目：CK6140数控车床主传动系统设计学院（系）:机械工程学院机制系年级专业： 08级机制2学号： 080101010127学生姓名：吕伟彪指导教师: 王敏婷李宇鹏1共24 页第页目录第1章概述……………………………………………. .……。
11.1 设计要求………………………………………………。
.1第2章主传动的设计 (2)2.1计算转速的确定 (2)2.2变频调速电机的选择.....................................。
(2)2.3转速图的拟定…………………………………………。
..22。
3。
1传动比的计算……………………………………。
.22.3.2参数确定…………………………………………. .。
22.3.3 主轴箱传动机构简图……………………………..。
32。
3.4 转速图拟定……………………………………….。
32.4传动轴的估算..............................................。
(3)2。
5主轴轴颈的确定 (5)2。
6主轴最佳跨距的选择 (5)2.7齿轮模数的估算………………………………………。
62.8 同步带传动的设计 (8)2。
9 滚动轴承的选择 (10)2.10 主要传动件的验算..............................。
. (10)2.10。
1 齿轮模数的验算 (10)2.10。
2 传动轴刚度的验算 (14)2。
10。
3 滚动轴承的验算......................................。
. 15总结.................................。
.................................。
. (16)参考文献………………………………………………..……….。
17第一章概述1.1 设计要求机床类型：数控车床主传动设计要求：满载功率7.5KW，最高转速4000rpm，最低转速41。
C6160型普通车床主运动传动系统设计
机械制造装备设计课程设计设计题目： C6160型普通车床主运动传动系统设计目录一、前言 (3)二、运动设计1.确定各运动参数 (4)2. 确定结构式 (5)3. 确定转速图 (6)4.确定齿轮齿数 (7)5.带传动的设计（V型） (9)6.计算转速 (11) (11)7.验算主轴的转速误差n三、动力设计1.电机的选择 (12)2.各轴的传递功率 (13)3.确定各齿轮的模数 (13)4.确定各轴直径 (16)四、结构设计1.设计主轴组件 (20)2.主轴的验算 (20)五、结束语 (21)六、参考文献 (22)设计题目： C6160型普通车床主运动传动系统设计一、前言1.设计目的机床设计是学生在学完基础课，技术基础课及专业课的基础上，结合机床主传动部件（主轴变速箱）设计计算进行集合训练。
（1）.掌握机床主传动部件设计过程和方法，包括参数拟定，传动设计，零件计算，结构设计等，培养结构分析和设计的能力。
（2）.综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力。
（3）.训练和提高设计的基本技能。
如计算，制图，应用设计资料，标准和规范，编写技术文件等。
2.完成的内容机床设计是学生在学完基础课，技术基础课及有关专业课的基础上，结合机床传动部件（主轴变速箱）设计进行的综合训练最大工件回转直径是 350 mm 普通车床主轴变速箱设计 一、运动设计1．确定各运动参数 2．确定结构式 3．绘制转速图 4．确定齿轮齿数5．绘制传动系统图(转速图与传动系统图绘在同一张图纸) 二、动力设计1．确定主电动机功率 2．确定各轴的直径 3．确定各齿轮的模数 三、结构设计1．设计主轴组件 2．主轴组件的验算3．绘制主轴组件装配图 (1号图纸) 四、编写设计说明书(不少于20页) 五、答辩。
二、运动设计1.确定各运动参数（1）确定极限切削速度max V 和min V 。
根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要求考虑：工序种类、工艺要求、取max V =300 m/min ，min V =5 m/min 。
3.1 机床的传动设计_分级变速主传动
第一节 分级变速主传动系统设计
一、转速图
1.转速图 是表示主轴各转速的传递路线和转速值，各传动轴 的转速数列及转速大小，各传动副的传动比的线图。包括： 转速点 用小圆点表示主轴 和各传动轴的转速值(对数值)。 转速线 是间距相等的水平线。 相邻转速线间距为 lg 。 传动轴线 距离相等的铅垂线。 从左到右按传动顺序排列。 传动线 两转速点之间的连线。 一个主转速点引出的传动线数目， 代表该变速组的传动副数。
b、c…表示。传动副数用 P 表示，变速范围用 r 表示。
1）级比 指变速组中两相邻的 转速或两相邻的传动比之比。 级
比为公比幂的形式。如：φ3 。
2）级比指数 是指级比的幂 指数，用x 表示。 如： φ3 中的幂指数3，即x=3。
16
第一节 分级变速主传动系统设计
第一变速组 a（轴Ⅰ-Ⅱ之间） Pa=3；传动比分别是
4
知 识 温 故
主传动系统设计基本要求； 1. 满足机床的使用要求。首先应满足机床的运动特性，如机床主 轴有足够的变速范围和转速级数；传动系统设计合理，人机关 系良好，安全可靠； 2. 满足机床传递动力的要求。主电动机和传动机构应能提供和传 递足够的功率和扭矩，具有较高的传动效率； 3. 满足机床的工作性能要求。零部件应有足够的刚度、精度、抗 振性能，热变形特性稳定； 4. 满足经济性要求。传动链尽可能简短，零部件数目要少，成本 低；
13
第一节 分级变速主传动系统设计
例：一中型车床，主轴转速级数 Z=12，公比φ=1.41，
主轴转速 n = 31.5 ~ 1400 r/min，如图示。
12 级转速的传动系统图
12 级转速图
14
第一节 分级变速主传动系统设计
普通数控车床主传动系统设计
普通数控车床主传动系统设计1. 引言普通数控车床主传动系统是数控车床中的核心部件之一，主要负责提供动力和转速控制，以实现对工件的加工操作。
本文将详细介绍普通数控车床主传动系统的设计原理和关键要素。
2. 设计原理普通数控车床主传动系统的设计原理基于数控技术和机械传动原理。
其根本原理如下：•主电机提供动力：普通数控车床主传动系统的第一要素是主电机。
主电机通过机械传动装置将动力传递给主轴，驱开工件的旋转运动。
•变速装置实现转速控制：为了满足不同加工需求，普通数控车床主传动系统通常配备了变速装置。
变速装置可以改变主轴的转速，使其适应不同工件加工的要求。
•控制系统实现精确控制：普通数控车床主传动系统的另一重要元素是控制系统。
控制系统通过编程控制，实现对主电机和变速装置的精确控制，确保工件加工的精度和稳定性。
3. 设计要素3.1 主电机选择主电机是普通数控车床主传动系统的关键组成局部。
在选择主电机时，需要考虑以下因素：•功率：根据加工要求和工件材料的硬度，选择适当的主电机功率，以确保足够的动力输出。
•转速范围：根据加工要求和工件材料的特性，选择主电机的转速范围，以满足不同加工情况下的转速要求。
•耐久性：主电机应具有较高的耐久性和可靠性，以适应长时间运行和重复工作的需求。
3.2 变速装置设计变速装置的设计对普通数控车床主传动系统的性能和灵巧性有重要影响。
在设计变速装置时，需要考虑以下因素：•传动比：根据不同的加工要求，设计适宜的传动比，以实现主轴转速的调整。
•换挡操作：如果变速装置采用机械换挡方式，需要考虑换挡操作的平稳性和可靠性。
如果采用电子控制方式，那么需要确保换挡速度和精确性。
•维护和保养：变速装置应设计成易于维护和保养，以提高系统的可靠性和使用寿命。
3.3 控制系统设计控制系统是普通数控车床主传动系统的智能化局部。
在设计控制系统时，需要考虑以下要素：•控制精度：控制系统应具有较高的精度，以满足工件加工的精度要求。
普通机床主传动系统设计计算说明书
u6 = 7、
绘制传动系统图
6
图 2 传动示意图
七、 动力设计
1、 各传动零件的设计
z −1 3
n = nmin φ 1）
= 160 r min， 取主轴的计算转速为180 r min
各轴的计算转速
表 2 各轴的计算转速
轴序号 计算转 速
电动机 1440
Ⅰ 1000
Ⅱ 710
Ⅲ 355
Ⅳ 180
2)最小齿轮计算转速
1
n max n min
= 11.1
2、转动轴直径。 3、齿轮模数。 4、主轴设计（轴颈、内孔、前端悬伸量、合力支撑跨距） （三） 、结构设计 1、参考同类机床绘制草图。这一阶段的工作较为复杂，绘图 和计算工作交叉进行，反复修改，力求使零部件的结构合理、 配置适当。 2、草图完后，要验算传动件。 1）齿轮：同模数中承受载荷最大的，齿数最小的齿轮 2）传动轴：验算其中一根传动轴的强度 3）主轴：刚度（弯曲刚度、扭转刚度） 3、完成装配图 （四）零件工作图（主轴） （五）编写设计计算说明书 设计计算说明书是对整个设计计算工作的整理和总结，是一 份重要的技术文件。 1、 需要寿命的内容要有条理的加以阐述， 有必要的插图或 表格； 2、 3、 采用的公式及数据要注明资料的来源； 文字力求通顺简练，字迹工整。
m
24
（89） （90） （91） （92） （93） （94） （95） （96） （97）
TS P
3
=
18000 2
= 9000，B = 8 × 3, = 3.78
60n 1 T C0
=
60×1000×9000 10 7
K n = 0.82，K N = 0.58，K q = 0.63，K s = K T K n K N K q = 1.13， σj =
机械制造装备设计第二章 机床的传动设计
综上所述，转速图 可以很清楚地表示：
１、主轴各级转速的传 动路线；
２、得到这些转速所需
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ c Ⅳ
60:30 36:36 42:42 30:42 24:48
1440 r/min 1000 710 500 355
要的变速组数目及每个
250
变速组中的传动副数目； ３、各个传动比的数值；
注意：转速图上竖直线间距均 匀并不表示各轴中心距相等， 只是为了使图面美观清晰。
ⅡⅢⅣ
1440 r/min 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 3 2.1.1 .1转速图概念
(2) 各级转速的指代（主轴转速线、转速点）
2.1分级变速主传动系统设计－－2.1.1.2转速图原理
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ
轴Ⅱ－Ⅲ间 的变速组ｂ
Ⅳ
1440 r/min
有 两 个 传 动 副 （ Pb ＝ 2 ） ， 其传动比依此为：
ib1=22/62=1/2.82=1/ 3，
36:36 42:42 30:42
24:48
1000
710
500
22:62 355
250
降速，向右下方倾斜三格
180
125
ib2=42/42=1=1/ ０，
90
等速，连线水平。
63
45
31.5
返回
2.1分级变速主传动系统设计－－2.1.1.2转速图原理
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ c Ⅳ
轴Ⅲ-Ⅳ间 的变速组c有两 个传动副（Pc＝2），其 传动比依此为：
ic1=18/72=1/4= 1/ 4，
转速图包括一点三线：转速点，转速线，传动轴 线，传动线。
普通车床主传动系统设计
普通车床主传动系统设计普通车床是机械加工中最基本的一种机床，其主要作用是将工件加工成所需的形状和尺寸。
主传动系统是车床的核心部分，其功能是将电机的旋转运动转换成车床主轴的旋转运动，是车床实现加工操作的关键。
一、主传动系统的组成部分主传动系统主要由电机、联轴器、变速器和主轴组成。
电机是主传动的核心，一般选用变频电机，具有启动快、转速调节范围广、运行平稳等优点。
联轴器是连接电机和变速器的部件，其主要作用是进行动力传递，并能够消除轴线不一致时的振动和噪声。
变速器则可以通过调整传动比来改变主轴转速，以适应不同的加工需求。
主轴是车床最重要的部件之一，它直接影响到车床的精度和效率。
1. 可靠性原则主传动系统是车床的核心部分，其可靠性直接影响到车床的使用效果和寿命。
因此，在设计主传动系统时，必须考虑到各个组成部分的可靠性，选用优质的电机、联轴器等部件，确保其经久耐用。
2. 精度原则车床主轴的精度直接影响到加工件的精度和质量，因此，主传动系统的设计必须以提高精度为目标。
在选用传动部件时，应尽可能选择精度高、转矩大的产品，以提高主轴的运转精度和稳定性。
3. 实用性原则主传动系统的设计应以加工件的要求为依据，类型不同的加工件对主轴转速要求也不同，因此，设计师必须根据实际需求选择变速器和电机等组成部件，并调整传动比例来满足不同的加工要求。
4. 经济性原则在主传动系统的设计过程中，必须综合考虑成本和效益，在可达到要求的前提下，尽可能选用价格合理的传动部件。
1. 确定加工件要求根据加工件的形状和尺寸，确定主轴转速和转矩等工作参数。
2. 选择电机和联轴器根据主轴的工作参数，选用合适的电机，并配以适当的联轴器，以确保转速和转矩的稳定和可靠传递。
3. 选择变速器根据加工件要求和主轴转速的范围，选择合适的变速器，以调节主轴的转速和提高加工效率。
4. 设计主轴根据实际需要，设计主轴的长度、直径、材料等参数，以保证其稳定、精度高和使用寿命长。
机床主传动系统设计
第一章 概述1、1机床主轴箱课程设计的目的(1)通过机床主传动系统的机械变速机构设计,使学生树立正确的设计思想与掌握机床设计的基本方法;(2)巩固与加深所学理论知识,扩大知识面,并运用所学理论分析与解决设计工作中的具体问题;(2)通过机械制造装备课程设计,使学生在拟订机床主传动机构、机床的构造设计、各种方案的设计、零件的计算、编写技术文件与设计思想的表达等方面,得到综合性的基本训练;(3)熟悉有关标准、手册与参考资料的运用,以培养具有初步的结构分析与结构设计计算的能力。
1、2设计参数普通车床传动系统设计的设计参数: (a)主轴转速级数Z=12;(b)主轴转速范围min =31.5n r/min; (c)公比φ=1、41; (d)电机功率为7、5KW; (e)电机转速为1440r/min 。
第二章 参数的拟定2、1 确定极限转速由n R n n =minmax1-=z n R ϕ 因为ϕ=1、41∴得n R =44、64 取n R =45∴ max min 1386n n n R ==r/min 取标准转速1440r/min2、2 主电机选择已知异步电动机的转速有3000 /min r 、1500/min r 、1000/min r 、750 /min r ,已知额P 就是4KW,根据《车床设计手册》附录表2选Y132S-4,额定功率5、5kw ,满载转速1440 minr,87.0=η。
第三章 传动设计3、1 主传动方案拟定可能的方案有很多,优化的方案也因条件而异。
此次设计中,我们采用集中传动型式的主轴变速箱。
3、2 传动结构式、结构网的选择结构式、结构网对于分析与选择简单的串联式的传动不失为有用的方法,但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案,就并非十分有效。
3、2、1 确定传动组及各传动组中传动副的数目级数为Z 的传动系统由若干个顺序的传动组组成,各传动组分别有1Z 、2Z 、……个传动副。
机床的主传动系统设计
本科毕业设计（论文）通过答辩《金属切削机床》课程设计任务书⒈题目:设计某机床的主传动系统⒉学生呈缴设计日期20**年5月16日⒊给予本设计的基本条件Z=8 n=4000rpm =1.58 n电=1440rpmmax⒋设计说明书应包含的内容（1）主传动设计（2）动力设计（包括零件及组件的初步计算和验算）（3）结构设计（主要结构分析）（4）参考文献⒌本设计应完成的图纸零号图纸（机床主轴变速箱的展开图）一张⒍本设计答疑人王XXXXX 全部⒎时间分配比例：发题：20**年4月28日开始：20**年4月28 日完成：20**年5月14 日目录一设计目的-------------------------------------------------------------------------（1）二运动设计-------------------------------------------------------------------------（1）1.分配传动比-------------------------------------------------------------------------------（1）2. 绘制转速图------------------------------------------------------------------------------（1）3．确定各变速组传动副的齿数---------------------------------------------------------（2）4．绘制传动系统图----------------------------------------------------------------------- （3）三动力设计-------------------------------------------------------------------------（2）1．确定轴的计算转速-----------------------------------------------------------------------（2）2.带轮设计----------------------------------------------------------------------------------（3）3.各传动组齿轮模数的确定和校核----------------------------------------------------（4）四主轴最佳距的确定-------------------------------------------------------------（7）五主轴刚度的校核----------------------------------------------------------------（8）六轴承选择------------------------------------------------------------------------（9）七轴的校核---------------------------------------------------------------（9）八.设计心得----------------------------------------------------------------（11）九参考文献--------------------------------------------------------------（11）设计说明计算结果一．设计目的机床设计目的是对所学的〈金属切削机床〉知识的一次综合性检验，它需要用基础课和专业课的知识联系生产实践实际，达到加深印象及拓宽知识领域的目的，设计过程中，查阅设计手册及相关资料，获得设计工作基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，为进行一般的机械设计打好基础。
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第一章 概述1.1机床主轴箱课程设计的目的（1）通过机床主传动系统的机械变速机构设计，使学生树立正确的设计思想和掌握机床设计的基本方法；（2）巩固和加深所学理论知识，扩大知识面，并运用所学理论分析和解决设计工作中的具体问题；（2）通过机械制造装备课程设计，使学生在拟订机床主传动机构、机床的构造设计、各种方案的设计、零件的计算、编写技术文件和设计思想的表达等方面，得到综合性的基本训练；（3）熟悉有关标准、手册和参考资料的运用，以培养具有初步的结构分析和结构设计计算的能力。
1.2设计参数普通车床传动系统设计的设计参数： （a ）主轴转速级数Z=12；（b ）主轴转速范围min =31.5n r/min ； （c ）公比φ=1.41； （d ）电机功率为7.5KW ； （e ）电机转速为1440r/min 。
第二章 参数的拟定2.1 确定极限转速由n R n n =minmax1-=z n R ϕ 因为ϕ=1.41∴得n R =44.64 取n R =45∴ max min 1386n n n R ==r/min 取标准转速1440r/min2.2 主电机选择已知异步电动机的转速有3000 /min r 、1500/min r 、1000/min r 、750/min r ，已知额P 是4KW ，根据《车床设计手册》附录表2选Y132S-4，额定功率5.5kw ，满载转速1440 minr，87.0=η。
第三章 传动设计3.1 主传动方案拟定可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。
此次设计中，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。
3.2 传动结构式、结构网的选择结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。
3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目级数为Z 的传动系统由若干个顺序的传动组组成，各传动组分别有1Z 、2Z 、……个传动副。
即ΛΛ321Z Z Z Z =传动副中由于结构的限制以2或3为合适，即变速级数Z 应为2和3的因子：b a Z 3⨯2= ，可以有3种方案：12=3×2×2；12=2×3×2；12=2×2×3 3.2.2 传动式的拟定12级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能。
主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，最后一个传动组的传动副常选用2。
综上所述，传动式为12=3×2×2。
3.2.3 结构式的拟定对于12=2×3×2传动式，有6种结构式和对应的结构网。
分别为：62123212⨯⨯= 61323212⨯⨯= 14223212⨯⨯=24123212⨯⨯=31623212⨯⨯=12623212⨯⨯=根据主变速传动系统设计的一般原则13612322=⨯⨯3.3 转速图的拟定第四章 传动件的估算4.1 三角带传动的计算三角带传动中，轴间距A 可以加大。
由于是摩擦传递，带与轮槽间会有打滑，宜可缓和冲击及隔离振动，使传动平稳。
带轮结构简单，但尺寸大，机床中常用作电机输出轴的定比传动。
(1)选择三角带的型号 根据公式1.17.58.25a a P K P kw ==⨯=式中P---电动机额定功率，a K --工作情况系数 因此选择A 型带。
(2)确定带轮的计算直径1D ，2D带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。
为提高带的寿命，小带轮的直径1D 不宜过小，即min D D ≥1。
查《机械设计》表8-3，8-7取主动轮基准直径1D =125mm 。
由公式1212D n n D =)1(ε- 式中：1n -小带轮转速，2n -大带轮转速，所以45.248)02.01(12571014402=-⨯=D ，取整为250mm 。
(3)确定三角带速度按公式11 3.1412514409.95601000601000D n m V s π⨯⨯===⨯⨯因为5m/min<V<25 m/min,所以选择合适。
(4)初步初定中心距 带轮的中心距，通常根据机床的总体布局初步选定，一般可在下列范围内选取： 根据经验公式()()120120.72D D A D D mm +<<+即：262.5mm< 0A <750mm 取0A =600mm.(5)三角带的计算基准长度0L()()021221004-++2+2=A D D D D A L π()()202501253.142600125250246001795.5L mm-=⨯+⨯++⨯=由《机械设计》表8-2，圆整到标准的计算长度 1800L mm = (6)验算三角带的挠曲次数100011.0640s mvu L==≤次符合要求。
(7)确定实际中心距A0A 260018001795.52602.25L L A mm-=+=+-÷=（） (8)验算小带轮包角α，轮上包角合适(9)确定三角000021118057.5168120D D A α-≈-⨯=>带根数Z 得: 00calp z p p k k α=+∆传动比: 0.2710/144021===v v i 查表得0p ∆= 0.40KW,0p = 3.16KW ；k α=0.97；，l k =0.95()7.18Z 2.193.160.40.970.95==+⨯⨯所以取Z 3= 根(10)计算预紧力查《机械设计》表8-4，q=0.18kg/m2022.550017.18 2.550010.189.959.9530.97207.52capF qv vzk Nα⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭⎛⎫=⨯-+⨯ ⎪⨯⎝⎭=(11)计算压轴力 NF Z F p 3.12382/168sin 52.207322/sin )(2)(0min 0min =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=α4.2 传动轴的估算传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度的要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不发生疲劳破坏。
机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。
因此疲劳强度一般不失是主要矛盾，除了载荷很大的情况外，可以不必验算轴的强度。
刚度要求保证轴在载荷下不至发生过大的变形。
因此，必须保证传动轴有足够的刚度。
4.2.1 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：13min 121331.5 1.4188/minz j n n n r φ--=∴=⨯=4.2.2 各传动轴的计算转速轴Ⅳ：有12级转速，其中80r/min 通过齿轮获得63r/min ，刚好能传递全部功率：所以：n V =80r/min同理可得：n Ⅳ =250r/min ，n Ⅲ =630r/min ，n Ⅱ =630r/min,n Ⅰ =800r/min 4.2.3 各轴直径的估算d ≥ 其中：P-电动机额定功率 K-键槽系数 A-系数η-从电机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积；j n -该传动轴的计算转速。
计算转速j n 是传动件能传递全部功率的最低转速。
各传动件的计算转速可以从转速图上，按主轴的计算转速和相应的传动关系确定。
Ⅰ轴：K=1.06，A=120所以1(12025.3d mm =⨯= ， 取28mm Ⅱ轴：K=1.06，A=1202(12027.4d mm =⨯=, 取30mmⅢ轴：K=1.06，A=1103(11038.5d mm =⨯= , 取40mmⅣ轴：K=1.06，A=1004(10027.4d mm=⨯=, 取30mm 此轴径为平均轴径，设计时可相应调整。
4.3 齿轮齿数的确定和模数的计算4.3.1 齿轮齿数的确定当各变速组的传动比确定以后，可确定齿轮齿数。
对于定比传动的齿轮齿数可依据机械设计手册推荐的方法确定。
对于变速组内齿轮的齿数，如传动比是标准公比的整数次方时，变速组内每对齿轮的齿数和z S 及小齿轮的齿数可以从表3-6（机械制造装备设计）中选取。
一般在主传动中，最小齿数应大于18～20。
采用三联滑移齿轮时，应检查滑移齿轮之间的齿数关系：三联滑移齿轮的最大齿轮之间的齿数差应大于或等于4，以保证滑移是齿轮外圆不相碰。
第一组齿轮：传动比：1011u ϕ==, 41.11112==ϕu 齿数和z S 取841Z =42，2Z =42，3Z =35，4Z =49；第二组齿轮： 传动比：1011u ϕ==,221u ϕ=， 431ϕ=u齿数和z S 取90：5Z =45，6Z =45，7Z =18，8Z =72，9Z =30，10Z =60；第三组齿轮： 传动比：211u ϕ=,241u ϕ=齿数和z S 取110：11Z =73，12Z =37，13Z =22，14Z =88，4.3.2 齿轮模数的计算(1)Ⅰ-Ⅱ 齿轮弯曲疲劳的计算：1d N N 7.50.96kw 7.2kw η==⨯=2.05m ω≥== 机床主轴变速箱设计指导P36，j n 为大齿轮的计算转速，可根据转速图确定）齿面点蚀的计算：90A ≥== 取A=90，由中心距A 及齿数计算出模数： 1222902.0455434j A m Z Z ⨯===++根据计算选取两个中的较大值，选取相近的标准模数。
取j 2.05m = 所以取 2.5m = (2) Ⅱ-Ⅲ齿轮弯曲疲劳的计算：2N 7.50.960.990.980.99kw 6.916kw =⨯⨯⨯⨯=2.62m ω≥==齿面点蚀的计算：120.5A ≥== 取A=121，由中心距A 及齿数计算出模数： 12221212.756325j A m Z Z ⨯===++根据计算选取两个中的较大值，选取相近的标准模数。
取j 2.75m =所以取3m =(3)Ⅲ-Ⅳ 齿轮弯曲疲劳的计算：3N 7.50.960.990.980.990.980.99kw 6.71kw=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=2.64m ω≥== 齿面点蚀的计算：161.9A ≥==， 取A=162，由中心距A 及齿数计算出模数： 12221622.836526j A m Z Z ⨯===++根据计算选取两个中的较大值，选取相近的标准模数。
取 2.83m ω= 所以取3m =(4)标准齿轮：**20h 1c 0.25αα===度，， 从机械原理 表10-2查得以下公式 齿顶圆 m h z d a a )2+(=*1 齿根圆 **1(22)f a d z h c m =++ 分度圆 mz d = 齿顶高 m h h a a *=齿根高 m c h h a f )+(=**齿轮的具体值见表齿轮尺寸表 齿轮 齿数Z模数M分度圆D齿顶圆a d 14231261322 423 126 132 3 35 3 105 1114 49 3 147 1535 45 3 54 606 45 3 216 2227 18 3 135 141 8 72 3 135 1419 30 3 90 96 10 60 3 180 186 11 73 3 219 225 12 37 3 111 117 13 22 3 66 72 14 88 3 264 270 15 88 3 105 111 16 88 3 69 75 17 88 3 99 105齿轮齿根圆f d 齿顶高a h 齿根高f h1 118.5 3 3.752 118.53 3.75 3 97.5 3 3.754 139.5 3 3.75 5 46.5 3 3.756 198.5 3 3.757 127.5 3 3.758 127.5 3 3.759 82.5 3 3.75 10 172.5 3 3.75 11 211.5 3 3.75 12 103.5 3 3.75 13 58.5 3 3.75 14 256.5 3 3.75 15 97.5 3 3.75 16 61.5 3 3.75 17 91.5 33.754.3.4齿宽确定由公式()6~10,m m B m m ϕϕ==为模数得： 第一套啮合齿轮()6~10 2.515~25I B mm =⨯= 第二套啮合齿轮()6~10318~30II B mm =⨯=第三套啮合齿轮()6~10318~30III B mm =⨯=一对啮合齿轮，为了防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小而增大轮齿的载荷，设计上，应主动轮比小齿轮齿宽大所以1217,15B mm B mm ==；317B mm =，415B mm =，567891019,18,1818,19,18B mm B mm B mm B mm B mm B mm======1112131419,18,18,19B mm B mm B mm B mm ====4.3.5 齿轮结构设计当160500a mm d mm ≤≤时，可做成腹板式结构，再考虑到加工问题，现敲定把齿轮14做成腹板式结构。