机床设计说明书

机械制造装备设计课程设计说明书

题目：车床主传动系统设计

学校：东北大学秦皇岛分校

专业：机械工程及自动化

班级：50719

姓名：

学号：

指导老师：崔玉洁

2010年6月

目录

一、机床主要技术参数的确定 (1)

1、机床主参数 (1)

2、主运动参数的确定 (1)

3、电动机的选择 (1)

4、电动机转速及机型的确定 (1)

二、机床传动系统的运动设计 (2)

1、结构网和转速图的绘制 (2)

2、齿宽及分度圆直径的计算 (4)

3、箱体内齿轮的布置 (5)

三、机床主传动系统的结构设计 (5)

1、箱体的材料和壁厚 (5)

2、箱体零件的技术要求 (6)

四、主要传动件的计算 (6)

1、主要传动件计算转速的确定 (6)

2、三角形V带传动计算 (7)

3、直齿圆柱齿轮传动的计算 (8)

(1)、直齿圆柱齿轮模数的计算及校核 (8)

(2)、直齿圆柱齿轮传动的强度计算及校核 (15)

4、传动轴的计算 (17)

五、主轴设计 (19)

六、设计小结及参考文献 (21)

一、 机床主要技术参数的确定

1、机床主参数

普通车床的主参数为床身上工件的最大回转直径D=250mm ，公比φ为1.14。

2、主运动参数的确定

对于主运动是回转运动且采用分级变速的普通车床主运动参数为：主轴极限转速（最高和最低转速）、公比和转速级数。 1）、主轴极限转速的确定

主轴极限转速，即主轴最高和最低转速分别为：

N max =dmin 1000Vmax

π = 35.2*180*1086π=1768 (r/min ）

N min =dmax 1000Vmin π =160

*60

*1000π= 72 (r/min ）

Vmax 、Vmin 为典型工序的切削速度（m/min ）

d min 、d max 为典型工序的切削速度Vmax 、Vmin 相对应的最小和最大的计算直径。 a ）、Vmax 、Vmin 的确定

采用Vmax 的典型工序的一般为；

用T15K6硬质合金车刀精刀（半精车）轴类工件外圆（V=15～200m/min ）这里取Vmax=180m/min 。

采用Vmin 典型工序选择，精铰孔（IT6，IT7） b ）、d max 、d min 的确定

由经验公式得：

d max =0.5D=0.5×320=160mm

d min =(0.2～0.25) d max =0.22 d max =35.2mm

2）、主轴转速级数的确定

该机床转速级数为24 变速范围为：

R n = N max / N min =1440/80=18

3、电动机的选择

根据给定的条件，电动机的功率为 5.5kw ，选取电动机的型号为

L132S-4。

由机床的效率η床=0.7-0.85，取η床=0.8，则机床切削功率为N 切=P η床=5.5×0.8=4.4kw

4、电动机转速及机型的确定

转速：设计中，一般采用同步转速为1500r/min 的电动机。

机型：机座带底脚，端盖无凸缘，短机座。Y 系列电机的功率范围为0.55－160kw 。

二、机床主传动系统的运动设计

1、结构网和转速图的绘制

1）、结构网：

结构网是用来表示传动系统采用的变速组数（传动副）、传动顺序、扩大顺序以及各传动轴各变速组的变速范围。结构网中代表传动副的射线应呈对称分布，否则必有错误。

本题共有24级，采用降速可得到。同时，也可看出，结构网中的射线位置只表示传动副传动比的相对关系，不表示传动比的绝对数值。各圆点也不表示转速的绝对数值。因此，结构网中不能也不可能标出传动副的传动比以及轴的转速数值。

结构网

2）、转速图：

转速图是设计机床分级变速传动系统的重要工具，运用转速图将可具体地确定变速组中传动副的传动比、齿轮副的齿数、带轮副的直径和各传动轴的转速，对于传动方案的分析比较亦可更为深入和全面。转速图的拟定直接影响到整个机床的设计质量，因此对不同结构网甚至同一结构网，应能拟定出若干个转速力进行分析比较，以便取得较为合理的方案。

变速组遵守前基后扩（前密后疏）的原则，同时各变速组内最小传动比的确定应符合先缓后急（先慢后快）的原则。

I II III VI

IV

V

1440

转速图

2、齿宽及分度圆直径的计算

3、箱体内齿轮的布置

传动系统图

三、机床主传动系统的结构设计

1、箱体的材料和壁厚:

1）、箱体的材料:

箱体的材料常采用铸铁材料：

普通机床的变速箱箱体，一般采用HT150铸铁；

某些精密机床或要求较高的变速箱箱体，一般采用HT200铸铁；

这里为普通机床的变速箱箱体，故选用HT150铸铁

2）、箱体的壁厚:

箱体的壁厚应根据刚度或者结构尺寸的要求而定，通常采用的壁厚

2、箱体零件的技术要求：

箱体零件的具体技术要求大致归纳如下： 1）、轴承座孔公差：箱体内一般传动轴的轴承座孔的公差等级为IT7，主轴轴承座孔的公差等级多为IT6。 2）、几何形状公差：对于各轴承座孔的圆度、圆柱度等几何形状的偏差不应超过孔径公差的1/4~1/2，对于基准平面应注明平面度的要求。 3）、对于安装圆柱齿轮的两轴轴线之间，应注明轴线的距离公差和平行度公差。 4）、箱体内壁之间的距离若影响安装精度时，其尺寸公差按精度要求和距离大小取为0.2~0.5mm 。 5）、对于同一轴线上的轴承座孔应注明同轴度公差。 6）、基准孔的轴线相对于基准面应注明平行度或垂直度在全长上的公差。 7）、有关孔的轴线相对于基准孔的轴线应注明平行度在全厂上的公差。 8）、孔的轴线相对于某端面的垂直度在全长上的误差。 9）、平面相对于平面的平行度在全长上的误差。 10）、有关铸造、热处理、喷漆的技术要求。

四、 主要传动件的计算

1、主要传动件计算转速的确定

1）、主轴的计算转速 由nj=nmin φz

-1 其中，z 为级数

则n Ⅵ=nmin φ

3

24-1＝807

12.1 ＝176.85r/min

2）、传动轴的计算转速：

Ⅴ轴共有12级，其最低转速为198r/min ，通过采用双联齿轮使主

轴获得两级转速：80 r/min 和312r/min 。312r/min 比主轴计算转速高，能传递全部功率，故Ⅴ轴的198r/min 转速也能传递全部功率，是计算转速。

Ⅳ轴共有6级，其最低转速391r/min ，通过二联齿轮使Ⅴ轴获得

12级转速（范围为198-690r/min ）均能传递全部功率，故Ⅳ轴的391r/min 也能传递全部功率，是计算转速。

Ⅲ轴共有3级，其最低转速为616r/min ，通过二联齿轮使Ⅳ轴获