机械制造装备课程教学设计

机械制造装配课程设计加工装备课程设计说明书

设计题目：普通车床的传动系统设计

附图1：卧式车床主轴箱断面图

附图2：卧式车床主轴箱部件展开图

附图3：主轴零件图

目录

一、概述 (4)

二、参数的拟定 (5)

三、传动设计 (5)

四、传动件的估算 (7)

五、动力设计 (15)

六、结构设计及说明 (19)

七、参考文献 (21)

八、心得体会 (22)

九、《机械制造装备设计》课程设计任务书 (23)

一、概述

1.1机床课程设计的目的

课程设计是在学生学完相应课程及先行课程之后进行的实习性教学环节，是大学生的必修环节，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。

1.2 车床的规格系列和用处

普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。本次设计的是普通型车床主轴变速箱。主要用于加工回转体。

表1 车床的主参数（规格尺寸）和基本参数

1.3 操作性能要求

（1）具有皮带轮卸荷装置

（2）手动操作纵双向摩擦片离合器实现主轴的正反转及停止运动要求

（3）主轴的变速由变速手柄完成

二、参数拟定

2.1确定转速范围

查金属切削机床表得：56r/min，80r/min，112r/min，160r/min，224r/min，315r/min，450r/min，630r/min，900r/min，1250r/min，1800r/min，2500r/min。

2.2 主电机的选择

合理的确定电机功率，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。

已知电动机的功率是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1440r/min，最大额定转矩2.3N/m。

三、传动设计

3.1 主传动方案拟定

拟定传动方案，包括传动形式的选择以及开停、换向、制动、操作等整个传动系统的确定。传动形式指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动形式、变速类型。

传动方案和形式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定传动方案和形式，要从结构、工艺、性能及经济等方面统一考虑。

传动方案有多种，传动形式更是众多，比如：传动形式上有集中传动、分离传动；扩大变速范围可用增加传动组数，也可用背轮结构、分支传动等形式；变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。

显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。此次设计中，我们采用集中传动形式的主轴变速箱。

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

Z、

1

Z、……个传动副。

2

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

=有以下三种方案：

2

⨯

Z3

12=3×2×2.

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，因此主轴上的齿轮少些为好。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

传动副应前多后少的原则，故12=3⨯2⨯2传动式，有6种结构式和对应的结构网。又因为传动顺序应前密后疏，变速组的降速要前慢后快，所以结构式为：

12=3

1⨯2

3

⨯2

6

3.3 转速图的拟定

电动机I II III IV

正转转速图

四、 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： 1.1 5.5 6.05ca a P K P KW ==⨯=

式中P---电动机额定功率，a K --工作情况系数 查《机械设计》图8-8因此选择A 型带，尺寸参数为B=80mm ，d b =11mm ，h=10，︒=40ϕ。

(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 =100m

由公式()ε-=

112

1

2D n n D 式中：

1n -小带轮转速，2n -大带轮转速，ε-带的滑动系数，一般取0.02。

所以()21440

14010.02220.5800

D mm =⨯-=，由《机械设计A 》表8-7取园整为224mm 。