车床主传动系统的设计

车床主传动系统的设计

摘要：本文通过分析中型车床的特点，提出了该机床总体结构和参数，设计了传动方案，并对其中齿轮三角带等关键部件进行了计算和校核，通过对润滑油及润滑方式的研究确定了润滑系统，完成了该机床的设计方案，采用本文中的设计方法制作样机在实际使用中其性能满足中小企业对简易零部件的加工需求。

关键词：车床；传动方案；润滑系统

1.引言

随着科技的进步和企业对零部件精度要求的提高，数控机床成为普遍使用的设备，为延长数控机床的使用寿命，在粗加工中普通卧式车床依然发挥着重要的作用。

机床的传动系统作为机床重要的部分之一，对机床加工性能有着决定的作用，因此研究机床的传动系统有着重要的意义。

2.机床的总体参数

配用与零部件材质相对应的刀具实现对加工零部件外圆及端面或螺纹，加工范围0-250mm，切削量2-6mm ，按照切削速度和刀具直径计算主轴最高转速为637r/min最低转速12.7r/min。电机额定功率由下式计算并在国标电机中选取得选取5.5kw。

3.传动方案的设计

3.1 传动方案的设计

选择传动平稳，效率较好并能避免震动引起误差的带式转动，在变速形式上选用分级变速形式。

在公比上选用标准公比即φ=1.41，尤其可以派生出转速数列12.5/18/25/35.5/50/71/100/140/200/280/400/500。

通过计算主轴转速级数取整为12。按照级比指数规律求拟定结构式为：Z=31×23×26可得其转速图。通过以上计算结合机床通用设计要求确定一下参数：最大工件长度L为350-750mm，刀架滑板上最大工件直径125mm；主轴通孔直径25mm；

3.2 齿轮齿数的确定

在选取齿数时应满足以下要求：齿数和通常小于100最大不得超过120；最

小齿数大于18；应保证齿轮及与之相配的键槽等部分的强度，以免发生断裂。三联滑移齿轮的最大和次大齿轮之间的齿数差应大于4。

4.传动件设计

4.1 轴的转速

Ⅰ轴从电机得到运动，经传动系统转化成主轴各级转速，电机的转速和主轴的转速应相接近，Ⅰ轴转速一般取700～1000r/min左右比较合适，本设计采用带式传动因此Ⅰ轴的带轮应足够小，以避免与主轴尾端发生干涉。

小模数的轴颈和齿轮适合于中间轴的转速较高，中间传动轴和齿轮承受的扭矩小的情况，这样可是结构简单

对于中型通用机床，主轴计算转速的计算公式为：

4.2 三角带传动设计

为有效减小冲击和隔离震动，保证平稳传动，本设计选用了带传动。三角带的计算功率为电机额定功率与工作系数（取1.1）的乘积。带轮的直径应考虑皮带的寿命的前提下尽可能小因此选取小带轮的直径为140，大带轮直径为350mm，初定中心距A0为0.6-2倍的大小带轮直径和，经计算得三角带数目为3。

5.齿轮强度校核

Ⅰ轴到Ⅱ轴的小齿轮齿数为24，其接触应力用如下式计算：

其中：

其弯曲应力为：

其中：

接触和弯曲应力应小于许用应力。

6.润滑系统

6.1润滑系统的要求

（1）满足开机即时通入足够的润滑油；

（2）润滑系统应为自动化操作，并且润滑系统可靠工作可靠。

（3）润滑系统应有观察窗口或装置以确定系统运转正常。

（4）部分关键部位的润滑系统应可以调节。

（5）润滑系统应便于维护并且对环境友好。

润滑系统性能直接影响机床寿命，选用适合系统的润滑油及润滑方式有利于机床寿命的提高。

选择使用润滑油应考虑的因素：

（1）根据机床部件的相对运动速度选取合适的润滑油，以降低温升节约成本。

（2）部件受到的正压力越大，润滑油的粘度应该越高。以防止在运动中润滑油被挤出使润滑失。

（3）工作温度高时，应选用粘度较大的润滑油，比保证润滑油的粘度防止因粘度下降使润滑失效。

6.2 润滑方式

（1）飞溅润滑

飞溅润滑是一种结构简单，使用方便，而且低油量消耗的润滑方式。但该方式受到溅油齿轮或溅油盘的圆周速度的限制过大过小都不能起到润滑效果。

（2）循环润滑

当运转发热量大或需要限制温升的情况下，需要通过油泵供油进行加速循环润滑，加速降低摩擦面温度。

（3）滴油润滑

油杯或绒线间断的供少量的润滑油。特点是结构简单，使用方便；但是难于控制油量，油量过小不能起到效果，油量过大造成污染和浪费。

（4）油雾润滑

利用雾化器形成含少量油的油雾喷入轴承。油雾润滑的阻力小，散热性好。

（5）喷射（注射）润滑

在需要润滑的轴承周围布置3—4个喷嘴，将一定压力油喷注到轴承隔离器

的空隙内，周期性地把油送到润滑表面，供油量少，润滑效果好。但是需要特殊装置一般适用于高速轴承的润滑。

7.结论

分析了机床传动的特点，提出了机床总体参数，对传动结构和主要零部件进行了计算，得到良好的使用效果。

参考文献：

[1]《机床设计手册》2零件设计.上册.机械工业出版社

[2]冯辛安主编.《机械制造装备设计》第二版.大连理工大学，2007.12