机床运动机械变速传动系统的结构设计要点
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
机床主轴变速箱设计
机床主轴变速箱设计机床主轴变速箱是机床工作中非常重要的零部件之一，主要用于控制主轴的转速和扭矩，实现工件的加工。
机床主轴变速箱设计的主要目标是高效、稳定地传递动力，并满足不同工件的加工要求。
以下是机床主轴变速箱设计的一些重要考虑因素和设计方法。
设计目标：1.齿轮传动效率高：齿轮是主轴变速箱传动的核心部件，对其齿形、齿数、模数等参数的设计需要考虑工作载荷、动力传递效率等因素，以确保齿轮传动效率高。
2.稳定性和可靠性强：主轴变速箱在工作过程中承受较大的载荷和振动，需要设计合理的支撑结构和稳固的轴承选型，以提高变速箱的稳定性和可靠性。
3.结构紧凑：主轴变速箱设计需要尽可能减少体积和重量，并将各个部件安排合理，以适应机床的空间限制。
设计方法：1.确定传动比：根据工件的加工要求和主轴驱动电机的特性，确定合适的传动比。
一般情况下，低速加工时需要较高的扭矩，高速加工时需要较高的转速，所以主轴变速箱需要提供多种传动比的选择。
2.齿轮副设计：根据主轴的额定功率和转速，选择合适的材料、齿数和齿距，以满足传动效率和工作寿命的要求。
在设计过程中，需要考虑齿轮的强度、齿面接触疲劳寿命和齿轮传动效率等因素。
3.轴承选型：根据主轴的受力情况和速度要求，选择合适的轴承类型和规格，并进行轴承的定位和支撑结构设计。
轴承的选用应能够承受主轴的径向和轴向载荷，并具有较高的转速限制。
4.润滑系统设计：主轴变速箱需要设计合理的润滑系统，以确保齿轮副和轴承的正常工作。
润滑系统应包括润滑油的供给和循环，以及冷却装置的设计，以控制变速箱的温度。
5.结构支撑设计：主轴变速箱需要设计合理的结构支撑，以保证变速箱的刚性和稳定性。
支撑结构应该能够减少变速箱的振动和变形，提高主轴的工作精度和稳定性。
综上所述，机床主轴变速箱的设计需要考虑齿轮传动效率、稳定性和可靠性、结构紧凑等因素，并根据工件的加工要求和主轴驱动电机的特性，确定合适的传动比、齿轮副设计、轴承选型、润滑系统设计和结构支撑设计等。
第5章 机床分级变速传动系统设计.
第五章机床分级变速传动系统设计第一节机床主要技术参数的确定机床的主要技术参数包括尺寸参数、运动参数和动力参数。
技术参数的确定，一般采用统计类比法。
尺寸参数包括与工件主要尺寸有关的参数，与工、夹、量具标准化有关的参数，与机床结构有关的参数。
尺寸参数按其对机床结构、性能的影响程度不同，又分为主参数、第二主参数和其他尺寸参数。
1．主参数主参数是代表机床规格大小的一种参数。
主参数对机床的性能、布局、传动和结构有显著的决定作用。
所以，确定尺寸参数时，首先确定主参数。
通用机床和专门化机床的主参数及其折算系数见JB1838—85《金屈切削机床型号编制方法》(附表4常用机床组、系代号及主参数)。
通用机床的主参数，除极少数机床外(如拉床)，一般均为尺寸参数。
2．第二主参数和其他尺寸参数第二主参数一般指主轴数、最大跨距、工作台工作面长度、最大加工工件长度、最大模数等。
第二主参数是直接反映机床加工范围的重要参数之一。
对机床的轮膨尺寸、重量等影响很大，其重要程度，仅次于主参数。
主参数和第二主参数确定后，还要确定一些其他尺寸参数。
如卧式车床刀架上的最大工件回转直径、通过主轴孔的最大棒料直径、主轴孔前端锥度等与工件大小和刀具标准化有关的尺寸。
二、运动参数运动参数是指机床的执行机构(如主轴、刀架、工作台等)的运动速度。
机床常用的运动参数见表5—1。
在保证加工质量的前提下，尽可能提高生产串是确定运动参数的基本原则。
主运动参数的确定：主运动为回转运动时，主运动参数为主袖转速n。
1．极限转速调查和分析所设计的机床上可能进行的工序，从中选择要求最低、最高转速的典型工序，按照典型工序的切削速度和刀具〔或工件〕直径计算主抽的最高转速、最低转速(极限转速)n max和m min。
计算公式如下：式中n max、m min——分别为最低、最高切削速度；d max、d min——分别为最小、最大计算直径。
上述d max和d min不是机床上可能加工的最小、最大直径，而是常用的经济加工最小、最大直径。
机床设计主传动系设计解析
2.3.2 主传动系分类和传动方式 （一）主传动系分类：可按不同特征分类
1．按驱动主运动的电动机类型： 交流电动机、直流电动机；
2．按传动装置类型：机械传动装置、液压传动 装置、电气传动装置及其组合；
3．按变速的连续性：★ 无级变速传动、有级（分级）变速传动
（1）无级变速传动： 在一定速度(或转速)范围内能连续、任意改变 速度 (或转速)。
（1）确定变速组的个数和传动副数 可采用双联、三联、或四联滑移齿轮变速组。
（2）确定传动顺序方案：各变速组在传动链中先后顺序。 一般根据传动副“前多后少”原则; 结构或使用上特殊要求可采用其它传动顺序方案。
（3）确定扩大顺序方案： 各变速组的级比指数由小到大的排列顺序。 一般根据变速组的“扩大顺序与传动顺序相一致” 原则； 采用其它扩大顺序方案，应进行分析比较。
22
62
X1 P0 3
P1 2
60
R2
uc1 uc2
301.416 X2(P21)
18
72
X2P0P16
P2 2
R n R 0 R 1 R 2 R j 1 .42 1 1 .43 1 1 .46 1 n n m m a i1 n 3 x.5 4 1 4 05 0
2．齿轮变速组传动比和变速范围限制
③电气无级变速器 采用直流或交流调速电动机来实现变速。主要用于数控机床、精密和大型机床。可 以与机械分级变速装置串联使用。
◆直流调速电动机——采用调压和调磁方式来得到主轴所需要的转速： 恒功率调速段——额定转速到最高转速之间是用调节磁场的方式实现调速； 恒转矩调速段——最低转速到额定转速之间是用调节电枢电压的方式实现调速。
◆交流调速电动机——通常采用变频调速方式进行调速。调速性能好、效率高，调速范围 宽，结构上无电刷和换向器。
机械设计中的传动系统与机构优化
机械设计中的传动系统与机构优化在机械设计领域，传动系统和机构优化是至关重要的环节。
它们直接影响着机械设备的性能、效率、可靠性以及成本等方面。
一个精心设计和优化的传动系统与机构能够使机械设备发挥出最佳的工作效果，满足各种复杂的工作需求。
传动系统作为机械设备中的动力传递部分，承担着将动力从动力源（如电机、发动机等）传递到工作部件的重要任务。
常见的传动方式包括机械传动、液压传动、气压传动和电气传动等。
每种传动方式都有其独特的特点和适用场景。
机械传动是应用最为广泛的一种传动方式，其中包括齿轮传动、带传动、链传动等。
齿轮传动具有传动比准确、效率高、承载能力强等优点，适用于高精度、大功率的传动场合。
带传动则具有结构简单、成本低、能够缓冲吸振等特点，常用于远距离传动和中小功率的传动。
链传动则适用于恶劣环境下的工作，如农业机械、矿山机械等。
液压传动具有功率密度大、能够实现无极调速、易于实现自动化等优点，广泛应用于工程机械、机床等设备中。
然而，液压传动也存在着泄漏、油温高、维护成本高等问题。
气压传动具有动作迅速、成本低、无污染等优点，但由于其工作压力较低，输出力较小，通常用于一些对精度要求不高的场合，如自动化生产线中的物料输送等。
电气传动则以其高效、清洁、易于控制等优点，在现代机械中得到了越来越广泛的应用，特别是在数控机床、机器人等高精度、高自动化的设备中。
在实际的机械设计中，选择合适的传动方式需要综合考虑多种因素，如传动功率、传动比、工作速度、工作环境、成本等。
只有选择了最适合的传动方式，才能为机械设备的良好运行奠定基础。
机构优化则是在选定传动方式的基础上，对机械机构的结构、尺寸、形状等进行优化，以提高机构的性能和工作效率。
机构优化的目标通常包括减小机构的尺寸和重量、提高机构的运动精度和稳定性、降低机构的能量消耗等。
在进行机构优化时，首先需要建立机构的数学模型。
通过对机构的运动学和动力学分析，将机构的性能指标与机构的参数建立起数学关系。
14机床传动设计-传动系统结构设计
（3）滑移齿轮应装在主动轴上，以减小滑移齿轮的重量，便于
操纵。 （4）滑移齿轮应采用窄式排列，以减小轴向长度。
24
第七节传动结构设计
3.变速组中齿轮的轴向布置 （1）窄式排列 其相隔距离为 2b+△，相邻变速位置的滑移行程也是 2b+△。不考虑工艺尺寸， 双联齿轮窄式排列的总 长度为 B > 4b+△； 三联齿轮宽式排列的总 长度为 B > 7b+2△。
三联齿轮变速组宽式排列的总长度是 B>11b+4△
齿轮的宽式排列
27
第七节传动结构设计
（3）亚宽式排列 三联滑移齿轮中的两齿轮紧靠一起，另一齿轮分离，
分隔距离为 2b+△，轴向总长度为 B >9b+3△,介于窄式
和宽式之间，如图示。
齿轮的亚宽式排列
28
第七节传动结构设计
亚宽式排列的特点：
① 能实现转速从高到低（或由低到高）的顺序变速；
从上例可看出同样一个无级变速机构，输出、输入方式不同，其传动特性也 不一样。 机械无级变速机构的共同特点是变速范围小，一般R不超过12，功 率在20千瓦以下。
9
第七节传动结构设计
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第七节传动结构设计
图示无级变速机构，在主动轴 和被动轴上各有两个轴向可以 相对移动的锥轮，锥轮间套有 传动件，它可以是三角皮带、 内齿宽皮带或钢环，依靠改变 传动半径实现无级变速。
机床的传动设计 第七节传动结构设计
2013年5月15日
主要内容
机床的传动设计 第一节 第二节 第三节 分级变速主传动系统设计 扩大变速范围的传动系统设计 计算转速 无级变速系统设计 数控机床主传动系设计特点
习题讲解
机床运动机械变速传动系统的结构设计
机床运动机械变速传动系统的结构设计1.引言机床运动机械变速传动系统是实现机床主轴转速变化的关键装置之一、它利用传动装置将电动机的固定转速传递给机床主轴，以满足不同加工需求的转速要求。
本文将从结构设计的角度，探讨机床运动机械变速传动系统的设计原则和设计方法。
2.设计原则(1)传动效率高：机床主轴承载着加工负荷，因此传动效率的高低直接影响加工质量和加工效率。
传动效率高的传动系统对能源的利用率高，减少了能源浪费。
(2)可靠性好：机床通常是24小时连续工作的，因此传动系统的可靠性是至关重要的。
传动系统设计应具备充足的寿命和可靠的运行保证，能够适应长时间的高强度工作。
(3)可调性强：机床加工工艺多样，对主轴转速的要求不同。
传动系统应具备广泛的调速范围，以满足不同加工需求。
3.设计方法(1)传动类型选择：机床运动机械变速传动系统常用的传动类型有齿轮传动、带传动、链传动等。
根据机床的特性和转速调节范围要求，选择合适的传动类型。
(2)设计齿轮传动系统：齿轮传动是机床主轴传动的重要方式之一、其设计要素包括齿轮参数计算、齿轮材料选择、齿轮传动比选择、齿轮轴的设计等。
齿轮传动系统应具备传动效率高、传动稳定、噪音小等特点。
(3)设计带传动系统：带传动系统在一些中小型机床中常用。
其设计要素包括带传动比选择、带轮直径计算、张紧装置设计等。
带传动系统应具备传动效率高、运行平稳、噪音低等特点。
(4)设计链传动系统：链传动在对传动精度要求较高的机床中应用广泛。
其设计要素包括链条类型选择、齿轮传动比计算、链轮设计等。
链传动系统应具备传动效率高、运动平稳、寿命长等特点。
(5)结构参数设计：包括传动比的选择、轴承的选择、轴的强度计算等。
结构参数设计要兼顾传动效率、可靠性和可调性。
4.结论机床运动机械变速传动系统的结构设计是确保机床正常运行的重要环节。
通过合理选择传动类型，设计合适的齿轮传动系统、带传动系统或链传动系统，并优化结构参数设计，可以实现传动效率高、可靠性好、可调性强的传动系统。
机床主运动机械变速传动系统的结构设计
一、设计目的通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。
二、设计步骤1.运动设计1.1已知条件[1]确定转速范围：主轴最小转速为37.5r/min。
最大转速为1700r/min。
ϕ[2]确定公比：41.1=[3]转速级数：12z=1.2结构分析式（1）拟订结构式：1）确定变速组传动副数目：实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合：A．12=3*4 B. 12=4*3 C。
12=3*2*2D．12=2*3*2 E。
12=2*2*3方案A、B可节省一根传动轴。
但是，其中一个传动组内有四个变速传动副，增大了该轴的轴向尺寸。
这种方案不宜采用。
根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，方案C是可取的。
但是，由于主轴换向采用双向离合器结构，致使Ⅰ轴尺寸加大，此方案也不宜采用，而应选用方案D2）确定变速组扩大顺序：12=2*3*2的传动副组合，其传动组的扩大顺序又可以有以下6种形式：A．12=21*32*26B。
12=21*34*22C．12 =23*31*26D。
12=26*31*23E．22*34*21F。
12=26*32*21根据级比指数非陪要“前疏后密”的原则，应选用第一种方案。
然而，对于所设计的机构，将会出现两个问题：①第一变速组采用降速传动（图1a）时，由于摩擦离合器径向结构尺寸限制，使得Ⅰ轴上的齿轮直径不能太小，Ⅱ轴上的齿轮则会成倍增大。
这样，不仅使Ⅰ-Ⅱ轴间中心距加大，而且Ⅱ-Ⅲ轴间的中心距也会加大，从而使整个传动系统结构尺寸增大。
这种传动不宜采用。
②如果第一变速组采用升速传动（图1b），则Ⅰ轴至主轴间的降速传动只能由后两个变速组承担。
为了避免出现降速比小于允许的极限值，常常需要增加一个定比降速传动组，使系统结构复杂。
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
机床运动机械变速传动系统的结构设计要点(doc 24页)(正式版)
《中小企业管理全能版》183套讲座+89700份资料《总经理、高层管理》49套讲座+16388份资料/Shop/38.shtml 《中层管理学院》46套讲座+6020份资料/Shop/39.shtml 《国学智慧、易经》46套讲座/Shop/41.shtml 《人力资源学院》56套讲座+27123份资料/Shop/44.shtml 《各阶段员工培训学院》77套讲座+ 324份资料/Shop/49.shtml 《员工管理企业学院》67套讲座+ 8720份资料/Shop/42.shtml 《工厂生产管理学院》52套讲座+ 13920份资料/Shop/43.shtml 《财务管理学院》53套讲座+ 17945份资料/Shop/45.shtml 《销售经理学院》56套讲座+ 14350份资料/Shop/46.shtml 《销售人员培训学院》72套讲座+ 4879份资料/Shop/47.shtml目录1.概述和机床参数确定 (1)1.1机床运动参数的确定 (1)1.2机床动力参数的确定 (1)1.3机床布局 (1)2.主传动系统运动设计 (2)2.1确定变速组传动副数目 (2)2.2确定变速组的扩大顺序 (2)2.3绘制转速图 (3)2.4确定齿轮齿数 (3)2.5确定带轮直径 (3)2.6验算主轴转速误差 (4)2.7绘制传动系统图 (4)3．估算传动件参数确定其结构尺寸 (5)3.1确定传动转速 (5)3.2确定主轴支承轴颈尺寸 (6)3.3估算传动轴直径 (6)3.4估算传动齿轮模数 (6)3.5普通V带的选择和计算 (7)4．结构设计 (8)4.1带轮设计 (8)4.2齿轮块设计 (8)4.3轴承的选择 (9)4.4主轴组件 (9)4.5操纵机构、滑系统设计、封装置设计 (9)4.6主轴箱体设计 (9)4.7主轴换向与制动结构设计 (9)5.传动件验算 (10)5.1齿轮的验算 (10)5.2传动轴的刚度验算 (12)5.3花键键侧压溃应力验算 (16)5.4滚动轴承的验算 (16)5.5主轴组件验算 (17)6. 主轴位置及传动示意图 (20)7.总结……………………………………………………………2 18.参考文献 (22)1.概述1机床课程设计的目的机床课程设计，是在金属切削机床课程之后进行的实践性教学环节。
车床的主传动系统设计.(DOC)
机械制造装备设计课程设计说明书设计题目: 车床的主传动系统设计院系：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化专业班级：12级机制十五班学号：***************指导老师：刘*日期：2015年12月18日车床的主传动系统设计任务书姓名霍道义学号 201233460专业机制本班级 15班最大加工直径为250mm的普通车床的主轴箱部件设计原始数据：刀具材料：硬质合金。
设计内容：1）运动设计：根据给定的转速范围及公比确定变速级数，绘制结构网、转速图、传动系统图，计算齿轮齿数。
2）动力计算：选择电动机型号及转速，确定各传动件的计算转速，对主要零件（如带、齿轮、主轴、传动轴、轴承等）进行计算（初算和验算）。
3）绘制下列图纸：①机床主传动系统图（画在说明书上）。
②主轴箱部件展开图及主要剖面图。
③主轴零件图。
4）编写设计说明书1份。
目录1 绪论 (4)2 普通车床主动传动系统参数的拟定 (5)2.1电动机的选择 (5)2.2确定转速级数 (5)3 传动设计 (6)3.1拟定传动方案 (6)3.2 确定结构式 (6)3.3设计结构网 (7)3.4绘制转速图 (9)3.5各传动组传动副齿轮齿数 (10)3.6绘制传动系统图 (13)4.传动零件设计 (13)4.1 V带传动设计 (13)4.2齿轮传动设计 (16)4.3轴的设计计算 (19)4.4轴承的选用 (23)4.5 键的选用 (24)4.6 圆盘摩擦离合器的选择和计算 (24)4.7轴承端盖设计 (25)5 动力计算 (26)5.1齿轮的强度校核 (26)5.2各传动轴轴承的校核 (28)5.3主轴的校核 (29)5.4键的校核 (31)6 箱体的结构设计 (32)6.1箱体材料 (32)6.2箱体结构 (32)7 润滑设计及润滑油选择 (33)7.1润滑设计 (33)7.2润滑油的选择 (35)8 总结 (36)9 参考文献 (37)1 绪论机械制造装备课程设计是在学习完《机械设计》、《机械制造技术基础》、《机械工程材料》、《材料力学》、《机械原理》、《机械制图》、《互换性与测量技术》、《Auto CAD》、《计算机基础与应用》等大学大部分课程后进行的实践性教学环节，是对我们大学几年所学知识的一次深入地综合性地考核，也是一次理论联系实际的训练。
18级变速机床传动系统设计
东南大学成贤学院
课程设计报告
题目5.5KW18级铣床变速箱设计
课 程 名 称机器结构课程设计
专业机械设计制造及其自动化
班 级
学 生 姓 名
学 号
设 计 地 点东南大学成贤学院
指 导 教 师
设计起止时间：2013年12月30日至2014年1月17日
18级变速机床传动系统设计
摘要:传动系统是指将动力机的运动和动力传递给执行机构或执行末端件的中间装置。组成传动联系的一系列传动件称为传动链，所有传动链及它们之间的相互联系组成传动系统。而机床传动系统的现状及发展趋势由整体机床表现出来，我国现今企业机械加工机床大多数还是以普通车床为主，但数控机床占有率逐年上升，且在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也使用。但除少量机床以FMS 模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。而世界上许多国家机床的发展正向着：高速、精密、复合、智能和绿色是数控机床技术发展的总趋势。本课题是以车床传动系统为研究目标，从其主传动系统结构入手，对其系统结构设计、结构组成分析、分级变速分析、传动件的计算分析的几个方面进行研究。为优化传动系统结构和改善传动系统的精度及稳定特性提供必要的理论依据通过本课题的研究，使机床结构更加紧凑，性能更加优越，生产加工更加精密。
其中 ， ， 值，符合要求，其他变速组的变速范围肯定也符合要求。因此取 方案。 根据中间传动轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如下
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
图
3.1.3 绘制转速图
1) 选择电动机类型
根据已知工作条件和要求，选择一般用途的Y系列电动机，卧式封闭结构。
2) 机械传动效率
式中 分别为传动装置中每一件传动副（齿轮、涡轮、带或者链传动等）每对轴承和每个齿轮的效率根据以上公式可得
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
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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。
机床课程设计-机床主运动机械变速传动系统的结构设计
前言机床课程设计，是在机械制造装置设计课程设计之后的实践性教学环节。
其目的在于通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，使我们在拟定机构攒动和变速的机构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练。
树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。
本次课程设计的内容包括：一、运动设计。
个别给定的机床用途，规格极限变速，转速数列（或转速级数），通过分析比较拟定传动结构方案（包括结构式或结构网，转速图）和传动系统图，确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差；二、动力设计，根据给定的电动机功率和传动件的计算转速，初步传动轴直径，齿轮模数；确定皮带型号及根数，摩擦片式离合器的尺寸和完成装配草图后，验算传动的应力，变形或寿命是否在允许范围内，还要验算传动件主轴组件的静刚度；三、结构设计，进行主运动传动轴系，变速机构，主轴组件等布置，绘制主轴组件装配图等。
目录一、运动参数-----------------------------------------------------------31、确定个运动参数---------------------------------------------32、结构式的确定------------------------------------------------43、绘制转速图---------------------------------------------------44、各转速组齿轮传动副的确定------------------------------65、绘制18级传动副系统图----------------------------------8二、运动设计----------------------------------------------------------91、电机类型及功率的确定------------------------------------92、皮带轮的确定------------------------------------------------93、齿轮模数的确定--------------------------------------------124、确定各传动轴的直径--------------------------------------135、直齿圆柱齿轮的应力计算--------------------------------14三、结构设计----------------------------------------------------------181、设计主轴组件-----------------------------------------------182、计算主轴切削力--------------------------------------------183、主轴组件的验算--------------------------------------------194、挠度得倾角的验算-----------------------------------------23四、参考文献----------------------------------------------------------26五、结束语-------------------------------------------------------------27一 运动设计1，确定各运动参数1） 最大直径和最小直径的确定机床的d d min max 和并不是指加工的最大，最小直径，二是实际使用的情况，一般取kD d =max ，其中D 是机床加工的最大直径，k 是系数，卧式车床取k=0.5，d d max min )25.0~2.0(= 若车床的主参数为400mm ，则mm mm kD d 2004005.0max=⨯==mm mm d d)50~40(200)5.0~2.0()25.0~2.0(max min=⨯=⨯=2） 最大变速及最小速度的确定a 由《切削用量简明手册》表1.10第15页，得知最高转速出现Y15硬质合金车到车削碳钢，铬钢，镍钢及铸钢的切削。
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。
机床运动机械变速传动系统的结构设计要点
机床运动机械变速传动系统的结构设计要点机床运动机械变速传动系统是现代机床中不可缺少的一部分，它可以实现机床不同工作速度之间的转换，并且在不同工况下自动调节转速，提高工作效率和机床的使用寿命。
本文将讨论机床运动机械变速传动系统的结构设计要点，以帮助人们更好地了解和掌握其工作原理和设计流程。
一、传动系统结构设计中的基本要点机床的运动机械变速传动系统可以分为两大部分：主动传动机构和被动传动机构。
主动传动机构通常由电机或者发动机等动力设备与传动机构组成，被动传动机构则由变速箱和行星齿轮等组件组成。
在结构设计中，各个组件之间的结合方式和传动比的选择都是非常重要的。
下面将详细介绍一些具体要点。
1、传动比的选择在设计传动比时，需要考虑机床的工作条件和需要达到的工作效率水平。
如果传动比过小，则会增加电机的负荷和机床的运行功率。
而如果传动比过大，则可能无法满足机床工作要求，使机床不能正常工作。
2、传动轴的数量和位置传动轴的数量和位置直接影响机床传动效率和使用寿命。
在选择传动轴数量和位置时需要考虑机床的结构和长度，以确保传动力能够被平衡应用并向前传递。
3、材料的选择在机床的传动系统中，所选用的材料必须具备耐磨、耐腐蚀、抗过载和硬度合适等性质。
常用的材料如硬度调质钢或者钼合金钢等。
二、机床运动机械变速传动系统的工作原理机床运动机械变速传动系统的工作原理基于能量传递的原理。
主动传动机构将动力通过电机或者发动机等设备传递给被动传动机构中的变速箱，变速箱中通过齿轮的不同咬合，将旋转速度不同的动力传递到不同的部件上，进而到达所需的工作部位，完成对机床的驱动、磨削和切削等工作。
三、结论机床运动机械变速传动系统是机床运行的核心部分，其性能的优劣直接影响到机床的工作效率和使用寿命。
在进行结构设计时，需要详细分析机床运行条件和工作要求，选择合适的传动比、轴数量和位置以及合适的材料，确保机床传动力平衡、传递顺畅、高效稳定。
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目录1.概述和机床参数确定 (1)1.1机床运动参数的确定 (1)1.2机床动力参数的确定 (1)1.3机床布局 (1)2.主传动系统运动设计 (2)2.1确定变速组传动副数目 (2)2.2确定变速组的扩大顺序 (2)2.3绘制转速图 (3)2.4确定齿轮齿数 (3)2.5确定带轮直径 (3)2.6验算主轴转速误差 (4)2.7绘制传动系统图 (4)3．估算传动件参数确定其结构尺寸 (5)3.1确定传动转速 (5)3.2确定主轴支承轴颈尺寸 (6)3.3估算传动轴直径 (6)3.4估算传动齿轮模数 (6)3.5普通V带的选择和计算 (7)4．结构设计 (8)4.1带轮设计 (8)4.2齿轮块设计 (8)4.3轴承的选择 (9)4.4主轴组件 (9)4.5操纵机构、滑系统设计、封装置设计 (9)4.6主轴箱体设计 (9)4.7主轴换向与制动结构设计 (9)5.传动件验算 (10)5.1齿轮的验算 (10)5.2传动轴的刚度验算 (12)5.3花键键侧压溃应力验算 (16)5.4滚动轴承的验算 (16)5.5主轴组件验算 (17)6. 主轴位置及传动示意图 (20)7.归纳总结 (21)8.参考文献 (22)1.概述1机床课程设计的目的机床课程设计，是在金属切削机床课程之后进行的实践性教案环节。
其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构技术方案过程中，得到设计构思，技术方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。
轻型车床是根据机械加工业发展需要而设计的一种适应性强，工艺范围广，结构简单，制造成本低的万能型车床。
它被广泛地应用在各种机械加工车间，维修车间。
它能完成多种加工工序；车削内圆柱面，圆锥面，成形回转面，环形槽，端面及内外螺纹，它可以用来钻孔，扩孔，铰孔等加工。
1.1 机床运动参数的确定（1）确定公比φ及Rn已知最低转速nmin =85r/min，最高转速nmax=1600 r/min，变速级数Z=6，则公比：φ= （nmax /nmin）1/（Z－1） =（1600 r/min/85r/min）1/（6－1）≈1.41转速调整范围：Rn=nmax/nmin=45（2）求出转速系列根据最低转速nmin =47.5rpm，最高转速nmax=2120rpm，公比φ=1.41，按《机床课程设计指导书》（陈易新编）表5选出规范转速数列：2120 1500 1060 750 530 375265 190 132 95 67 47.51.2机床动力参数的确定已知电动机功率为N=1.5kw，根据《金属切削机床课程设计指导书》（陈易新编）附录2选择主电动机为Y90L-4，其主要技术数据见下表1：表1 Y90L-4技术参数转速（r/min ）额定功率（kw）满载时堵转电流堵转转矩最大转矩同步转速（r/min）级数电流（A）效率（%）功率因数额定电流（倍）额定转矩（倍）额定转矩（倍）2120 4 8.8 84.5 0.82 7.0 2.2 2.2 1500 41.3机床布局确定结构技术方案1）主轴传动系统采用V带，齿轮传动。
2）传动型采用集中传动。
3）制动采用式摩擦离合器和带式制动器。
4）变速系统采用多联划移齿轮变速。
5）润滑系统采用飞溅油润滑。
2）布局采用卧式铣床常规的布局形式。
机床主要由主轴箱，皮鞍，刀架，尾架，进给箱，溜扳箱，车身等6个部件组成。
主轴的空间位子布局图2主传动系统运动设计2.1确定变速组传动副数目实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合： 1）12=34⨯ 2）12=4⨯3 3）12=322⨯⨯ 4）12=223⨯⨯ 5)12=232⨯⨯技术方案中1）和2）可省一根轴。
但是有一个传动组内有四个变速传动副，会增加轴向尺寸。
这种技术方案不宜采用。
根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，技术方案3）是可取的。
可以使传动副传动组放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件少些，这样节省了材料。
2.2确定变速组的扩大顺序12=2×3×2的传动副组合，其传动组的顺序又可有以下六种形式： 1） 12=31×23×26 2） 12=31×26×23 3） 12=32×21×26 4） 12=34×21×22 5） 12=32×26×21 6） 12=34×22×21选着中间轴的变速范围最小的技术方案，变速范围小，转速高，转矩较小，传动件的尺寸九可以小些，尽量使扩大组的顺序要与传动顺序一致的原则。
所以选择技术方案1）较为合理。
结构网图如下：图2变速组扩大顺序2.3绘制转速图图3转速图2.4确定齿轮齿数利用查表法由《机床课程设计指导书》（陈易新编）表9，求出各传动组齿轮齿数表2 各传动组齿轮齿数2.5确定带轮直径 确定计算功率 kN N j =K-工作情况系数 工作时间为一班制 查表的k=1.1 N-主动带轮传动的功率 计算功率为N j =1.1x4=4.4kw根据计算功率和小带轮的转速选用的三角带型号为 A ， 查表的小带轮直径推荐植为80mm ，大带轮直径 mm D D n n D 6.153750144011212=⨯=⨯= 2.6绘制传动系统图图4传动系统图3估算传动件参数确定其结构尺寸3.1确定传动转速表4计算转速图传动件轴齿轮ⅠⅡⅢⅣZ1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z14算转速750 375 190 47.5 530 750 1060 750 375 275 265 375 192 375 67 132 375 47.5 3.2确定主轴支承轴颈尺寸根据《机床课程设计指导书》主轴的驱动功率为1.5kw 选取前支承轴颈直径为 D=70-90，后支承轴颈直径：6856)85.07.0(12-=-=D D ，选取mm D 602=。
3.3估算传动轴直径表5估算传动轴直径3.4估算传动齿轮模数根据计算公式计算各传动组最小齿轮的模数表6估算齿轮模数3.5普通V 带的选择和计算设计功率 P K P A d =（kw ） kw P d 4.441.1=⨯= 皮带选择的型号为A 型两带轮的中心距mm D D A O ))(26.0(21+-=范围内选择。
中心距过小时，胶带短因而增加胶带的单位时间弯曲次数降低胶带寿命；反之，中心距过大，在带速较高时易引起震动。
①计算胶带速度s m n D v /03.66000014408014.36000011=⨯⨯==π②初定中心距③计算带的基准长度：mm A D D A L oD D o 5.12314)(222)(21120=+++=-πmm mm A O 466~8.139=按上式计算所得的值查表选取计算长度L 及作为标记的三角带的内圆长度1250=N L 规范的计算长度为mm Y L L N 1275=+= ④实际中心距 A=8)(82122D D a A --+5.1816)6.15380(12692)(221=+-⨯=+-=ππD D L a A=mm 5.45285.7385.18165.181622=⨯-+ 为了张紧和装拆胶带的需要，中心距的最小调整范围为A LL h 02.0)01.0(++-0．02L 是为了张紧调节量为22.78 ( h+0.01L) 是为装拆调节量为胶带厚度. ⑤定小带轮包角01αo o oA D D 1201801801201≥⨯--=πα求得o 34.16701=α合格.⑥带的挠曲次数:4046.9127503.6210001000≤=⨯⨯==L mv u 合格 ⑦带的根数 1c n n Z c j =-o n 单根三角带能传递的功率-1c 小带轮的包角系数9.498.09.04.14=⨯=Z 取5根三角胶带。
4．结构设计 4.1带轮设计根据V 带计算，选用3根O 型V 带。
由于I 轴安装了摩擦离合器，为了改善它们的工作条件，保证加工精度，采用了卸荷带轮结构。
4.2齿轮块设计机床的变速系统采用了滑移齿轮变速机构。
根据各传动组的工作特点，基本组的齿轮采用了销钉联结装配式结构。
第二扩大组，由于传递的转矩较大，则采用了整体式齿轮。
所有滑移出论与传动轴间均采用了花键联结。
从工艺的角度考虑，其他固定齿轮也采用花键联结。
由于主轴直径较大，为了降低加工成本而采用了单键联结。
4.3轴承的选择为了安装方便I轴上传动件的外径均小于箱体左侧支承孔直径并采用0000型向心球轴承为了便于装配和轴承间隙II III IV轴均采用乐2700E型圆锥滚子轴承。
V轴上的齿轮受力小线速度较低采用了衬套式滚动轴承。
滚动轴承均采用E级精度。
4.4主轴组件本铣床为普通精度级的轻型机床，为了简化结构，主轴采用了轴向后端定位的两支承主轴主件。
前轴承采用了318000型双列圆柱滚子轴承，后支承采用了46000型角接触球轴承和8000型单向推力球轴承。
为了保证主轴的回转精度，主轴前后轴承均用压块式防松螺母调整轴承的间隙。
主轴前端采用了圆锥定心结构型式。
前轴承为C级精度，后轴承为D级精度。
4.5操纵机构、滑系统设计、封装置设计为了适应不同的加工状态，主轴的转速经常需要调整。
根据各滑依齿轮变速传动组的特点，分别采用了集中变速操纵机构和单独操纵机构。
主轴箱采用飞溅式润滑。
油面高度为65mm左右，甩油轮浸油深度为10mm左右。
润滑油型号为：HJ30。
I轴轴颈较小，线速度较低，为了保证密封效果，采用了皮碗式接触密封。
而主轴直径大，线速度较高，则采用了非接触式密封。
卸荷皮带轮的润滑采用毛毡式密封，以防止外界杂物进入。
4.6主轴箱体设计箱体外形采取了各面间直角连接方式，使箱体线条简单，明快。
并采用了箱体底面和两个导向块为定位安装面，并用螺钉和压板固定。
安装简单，定位可靠。
4.7制动结构设计本机床属于卧式铣床，适用于机械加工车间和维修车间。
制动器采用了带式制动器，并根据制动器设计原则，将其放置在靠近主轴的较高转速的III轴上。
为了保证离合器与制动器的联锁运动，采用一个操纵手柄控制。
5.传动件验算以II 轴为例，验算轴的弯曲刚度，花键的挤压应力，齿轮模数及轴承寿命。
5.1齿轮的验算验算变速箱中齿轮强度应选择相同模数承受载荷最大齿数最小的齿轮进行接触压力和弯曲压力计算，一般对高速传动的齿轮验算齿面接触压力，对低速传动的齿轮验算齿根弯曲压力对硬齿面软齿心渗碳淬火的齿轮要验算齿根弯曲压力。