CA6140主轴箱机床课程设计(说明书+dwg)

车床主轴箱课程设计说明书下载后可获得CAD格式图纸和word格式说明书， 请用Adobe Acrobat打开下载的pdf文档，可在附件框中找到完整资料，注意一定用Adobe Acrobat软件打开！！学院：机械工程学院班级：05级（2）班专业：机械设计姓名：廖勇学号：05011030214指导老师：张杰目录一、设计目的 (1)二、设计步骤 (1)1.运动设计 (1)1.1已知条件 (1)1.2结构分析式 (1)1.3绘制转速图 (2)1.4绘制传动系统图 (5)2.动力设计 (5)2.1确定各轴转速 (5)2.2带传动设计 (6)2.3各传动组齿轮模数的确定和校核 (7)3.齿轮强度校核 (9)3.1校核a传动组齿轮 (9)3.2校核b传动组齿轮 (10)3.3校核c传动组齿轮 (11)4.主轴挠度的校核 (13)4.1确定各轴最小直径 (13)4.2轴的校核 (13)5.主轴最佳跨距的确定 (14)5.1选择轴颈直径,轴承型号和最佳跨距 (14)5.2求轴承刚度 (14)6.各传动轴支承处轴承的选择 (15)7.主轴刚度的校核 (15)7.1主轴图 (15)7.2计算跨距 (16)三、总结 (17)四、参考文献 (18)一、设计目的通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，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min /5.31min r n =。

[2]确定公比：41.1=ϕ[3]转速级数：12=z 1.2结构分析式⑴22312××=⑵32212××=[3]23212××=从电动机到主轴主要为降速传动，若使传动副较多的传动组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节省材料，也就是满足传动副前多后少的原则，因此取32212××=方案。

在降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比41min ≥i ；在升速时为防止产生过大的噪音和震动常限制最大转速比2max ≤i 。

在主传动链任一传动组的最大变速范围()10~8min max max ≤=i i R 。

在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小，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：检查传动组的变速范围时，只检查最后一个扩大组：()1222−××=P X R ϕ其中41.1=ϕ，62=X ，22=P 所以10~846.81641.12≤=××=R ，合适。

1.3绘制转速图⑴选择电动机一般车床若无特殊要求，多采用Y 系列封闭式三相异步电动机，根据原则条件选择Y-132M-4型Y 系列笼式三相异步电动机。

⑵分配总降速传动比总降速传动比02.01440/5.31/min ===d n n i 又电动机转速min /1440r n d =不符合转速数列标准，因而增加一定比传动副。

[3]确定传动轴轴数传动轴轴数=变速组数+定比传动副数+1=3+1+1=5。

⑷确定各级转速并绘制转速图由min /5.31r n mim =41.1=ϕz =12确定各级转速：1400、1000、710、500、355、250、180、125、90、63、45、31.5r/min。

在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按传动顺序依次设为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。

Ⅰ与Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ、Ⅲ与Ⅳ轴之间的传动组分别设为a、b、c。

现由Ⅳ（主轴）开始，确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的转速：1先来确定Ⅲ轴的转速传动组c 的变速范围为]10,8[841.1max 66∈===R ϕ，结合结构式，Ⅲ轴的转速只有一和可能：125、180、250、355、500、710r/min。

②确定轴Ⅱ的转速传动组b 的级比指数为3，希望中间轴转速较小，因而为了避免升速，又不致传动比太小，可取8.2/1/131==ϕi b ，1/12=i b 轴Ⅱ的转速确定为：355、500、710r/min。

③确定轴Ⅰ的转速对于轴Ⅰ，其级比指数为1,可取2/1/121==ϕi a ，41.1/1/12==ϕi a ，1/13=i a 确定轴Ⅰ转速为710r/min。

由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比71/144710/1440==i 。

下面画出转速图（电动机转速与主轴最高转速相近）。

[5]确定各变速组传动副齿数①传动组a:查表8-1,2/1/121==ϕi a ，41.1/1/12==ϕi a ，1/13=i a2/1/121==ϕi a 时：=z S ……57、60、63、66、69、72、75、78……41.1/1/12==ϕi a 时：=z S ……58、60、63、65、67、68、70、72、73、77……1/13=i a 时：=z S ……58、60、62、64、66、68、70、72、74、76……可取=z S 72,于是可得轴Ⅰ齿轮齿数分别为：24、30、36。

于是48/241=a i ，42/302=a i ，36/363=a i 可得轴Ⅱ上的三联齿轮齿数分别为：48、42、36。

②传动组b:查表8-1,8.2/1/131==ϕi b ，1/12=i b 8.2/1/131==ϕi b 时：=z S ……69、72、73、76、77、80、81、84、87……1/12=i b 时：=z S ……70、72、74、76、78、80、82、84、86……可取=z S 84，于是可得轴Ⅱ上两联齿轮的齿数分别为：22、42。

于是62/221=i b ，42/422=i b ，得轴Ⅲ上两齿轮的齿数分别为：62、42。

③传动组c:查表8-1,4/11=i c ,22=c i 4/11=i c 时：=z S ……84、85、89、90、94、95……22=c i 时：=z S ……72、75、78、81、84、87、89、90……可取=z S 90.4/11=i c 为降速传动，取轴Ⅲ齿轮齿数为18；22=c i 为升速传动，取轴Ⅳ齿轮齿数为30。

于是得72/181=i c ,30/602=c i 得轴Ⅲ两联动齿轮的齿数分别为18，60；得轴Ⅳ两齿轮齿数分别为72，30。

1.4绘制传动系统图根据轴数，齿轮副，电动机等已知条件可有如下系统图：2.动力设计2.1确定各轴转速⑴确定主轴计算转速：主轴的计算转速为min/90r 41.131.5n n 131213z min =×==−ϕIV ⑵各传动轴的计算转速：轴Ⅲ可从主轴90r/min 按72/18的传动副找上去，轴Ⅲ的计算转速125r/min；轴Ⅱ的计算转速为355r/min；轴Ⅰ的计算转速为710r/min。

[3]各齿轮的计算转速传动组c 中，18/72只需计算z =18的齿轮，计算转速为355r/min；60/30只需计算z =30的齿轮，计算转速为250r/min；传动组b 计算z =22的齿轮，计算转速为355r/min；传动组a 应计算z =24的齿轮，计算转速为710r/min。

[4]核算主轴转速误差min/5.141730/6042/4236/36256/1261440r n =××××=ϕϕ实min/1400r n =标%5%25.1%1001400)14005.1417(%100)(<=×−=×−标标实n n n 所以合适。

2.2带传动设计电动机转速n=1440r/min,传递功率P=7.5KW,传动比i=2.03，两班制，一天运转16.1小时，工作年数10年。

⑴确定计算功率取=A K 1.1，则25KW .85.71.1P K P A ca =×==⑵选取V 带型根据小带轮的转速和计算功率，选B 型带。

⑶确定带轮直径和验算带速查表小带轮基准直径mm d 1251=,mm i d 25403.21251252=×=×=验算带速成10006011×=n d v π其中1n -小带轮转速，r/min；1d -小带轮直径，mm；]25,5[/42.9100060144012514.3∈=×××=s m v ，合适。

[4]确定带传动的中心距和带的基准长度设中心距为0a ,则0．55（21d d +）≤a ≤2（21d d +）于是208.45≤a ≤758,初取中心距为=0a 400mm。

带长021221004)()(22a d d d d a L −+++=πmm 14054004)125254()254125(214.340022=×−++×+×=查表取相近的基准长度d L ，mm L d 1400=。

带传动实际中心距mm L L a a d 5.397200=−+=[5]验算小带轮的包角一般小带轮的包角不应小于o 120。

o o o o f 1204.1613.57180121=×−−≈ad d α。

合适。

[6]确定带的根数L ca k k p p p Z α)(00∆+=其中：0p ∆-1≠i 时传递功率的增量；αk -按小轮包角α，查得的包角系数；L k -长度系数；为避免V 型带工作时各根带受力严重不均匀，限制根数不大于10。

490.095.0)46.019.2(25.8=××+=Z [7]计算带的张紧力0F 20)5.2(500qv k k vZ p F ca +−=αα其中：ca p -带的传动功率,KW；v-带速,m/s；q-每米带的质量，kg/m；取q=0.17kg/m。

v =1440r/min =9.42m/s。

N F 7.19342.917.095.09.05.2(442.925.850020=×+−×××=[8]计算作用在轴上的压轴力N ZF F Q 153024.161sin 7.193422sin 210=×××≈≈oα2.3各传动组齿轮模数的确定和校核⑴模数的确定：a 传动组：分别计算各齿轮模数先计算24齿齿轮的模数：3221][)1(16338j m d n z N m σµϕµ+=其中:µ-公比；µ=2；d N -电动机功率；d N =7.5KW；m ϕ-齿宽系数；][σ-齿轮传动许允应力;j n -计算齿轮计算转速。