机床主轴变速箱课程设计

沈阳工程学院机床主轴变速箱课程设计班级：机械本112姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化指导教师：日期: 2015/01/12—2015-01-23沈阳工程学院机床主轴变速箱设计课程设计成绩评定表系（部）：机械工程系班级：机学生姓名：目录第一章课程设计的目的和内容 ....................................................... - 3 - 第二章课程设计的步骤 ................................................................... - 4 - 第一节运动设计 ......................................................................... - 4 -一、确定主轴转速级数： ....................................................... - 4 -二、确定转速数列： ............................................................... - 4 -三、求出主轴转速级数Z：.................................................... - 4 -四、确定结构式： ................................................................... - 4 -五、绘制转速图 ....................................................................... - 5 -六、绘制传动系统简图 ........................................................... - 6 -七、确定各变速组齿轮传动副的齿数 ................................... - 7 -第二节传动零件的初步计算 ..................................................... - 8 -一、求各轴的计算转速 ........................................................... - 8 -二、传动轴直径的估算 ........................................................... - 9 -三、齿轮模数的估算 ............................................................. - 10 -四、计算各齿轮的参数 ......................................................... - 11 -五、三联滑移齿轮设计： ..................................................... - 12 -五、确定各轴间距 ................................................................. - 12 -六、带轮的选择 ..................................................................... - 13 -七、片式摩擦离合器的计算 ................................................. - 13 -八、主轴轴承: ........................................................................ - 14 -九、主轴和齿轮的连接: ........................................................ - 15 -十、润滑与密封: .................................................................... - 16 -十一、其它问题: .................................................................... - 16 - 第三章课程设计的验算 ................................................................. - 17 -一、直齿圆柱齿轮的强度验算 ............................................. - 17 -二、主轴的弯曲刚度验算 ..................................................... - 20 -三、主轴组件的静刚度验算 ................................................. - 21 -四、滚动轴承的验算 ............................................................. - 23 - 设计小结.............................................................................................. - 24 - 参考文献.............................................................................................. - 25 -第一章 课程设计的目的和内容一、题目：机床主轴变速箱设计 二、主要技术参数：1、卧式车床，最大回转直径为320mm 。

2反转：max max正反正反三、设计内容：1、运动设计：根据给定的转速范围及公比，拟定传动方案，确定结构形式，画转速图，画传动系统图（研究分析齿轮排列方案），计算带轮直径和齿轮齿数。

2、动力计算：根据电动机功率，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、结构设计：进行传动轴系，变速机构，主轴组件，操纵机构，换向和制动装置，箱体，润滑和密封的布置和结构设计。

4、编写设计计算说明书 四、应完成的任务本学期第18、19、20周课程设计，以设计说明书数据为依据，绘制： 1、主轴变速箱草图一张（A2）——手绘；2、展开图一张（A0）——计算机CAD 绘图，主轴零件图1张。

3、三维立体图——pro/e 仿真； 五、要求1、设计计算说明书字体端正，层次分明，格式排版准确。

2、图纸图面清洁，标注准确，符合国家标准；六、设计说明书主要内容及装订顺序 1、封皮2、设计任务书；3、成绩评审意见表4、中文摘要和关键词5、目录（标题及页次）；6、机床用途和性能（简要）；7、运动设计和拟定（简要方案比较分析；画传动系统图要规范）； 8、主要零件的估算或计算和验算（主轴组件刚度计算）； 9、重要结构的选择分析； 10、设计小结；11、参考文献（列序号、作者、书名、出版社及年月）；至少6篇第二章 课程设计的步骤第一节 运动设计一、确定主轴转速级数：由给定的参数，主轴的极限转速为n max =1320 r/min ， n min =106r/min由公式：1max minz nRn n φ-== 且φ=1.26可得n R =12.878 ，z=φlg lg Rn+1=12.008取Z=12二、确定转速数列：由给定的参数，φ=1.41=1.066，Z=12级查表2-5，得12级转速各为：106，132,170,210,265,315,425,530,670,856,1060,1320,三、求出主轴转速级数Z ：因两轴间变速组的传动副数多采用2或3，在设计简单变速系统时，变速级数应选为Z=3m 2n 的形式，m 、n 为正整数。

四、确定结构式：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。

在Ⅰ轴如果安置换向摩擦离合器时，为减少轴向尺寸，第一传动组的传动副数不能多，以2为宜。

主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮少些为好。

最后一个传动组的传动副常选用2。

综上所述，传动式为12=2×3×2。

对于12232=⨯⨯传动式有6种结构式对应的结构网，分别为： 62123212⨯⨯= 61323212⨯⨯= 61323212⨯⨯= 24123212⨯⨯= 31623212⨯⨯= 12623212⨯⨯=按照传动副“前多后少”的原则选择Z=3×2×2这一方案，但主轴换向采用双向片式摩擦离合器结构，致使Ⅰ轴的轴向尺寸过大，所以此方案不宜采用，而应先择12=2×3×2。

根据级比指数分配要“前密后疏”的原则，应选用Z=12×23×62这一方案。

验算结构式中的最末扩大组（按扩大顺序的最末、非传动顺序的最末）的调 整范围n R =)12(641.1-⨯=7.8<8 ，其最后扩大组的变速范围肯定也符合要求，因此所选结构式比较合理。

（一）选定电动机合理的确定电机功率N ，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。

电动机的功率是5.5kW ，根据《机械工程及自动化简明设计手册》表2—2选取Y132M-4型电动机，额定功率5.5kW,满载转速1440 r/min ，额定转距2.3。

（二）分配总降速比分配降速比时，应注意传动比的取值范围：齿轮传动副中最大传动比m a x u ≤2， 最小传动比min u 41≥ 传动比过大 ，引起振动和噪音，传动比过小，使动齿轮与传动齿轮的直径相差太大，将导致结构庞大。

最末一级间的数相隔6极（总6ϕ ）：1c i =241.122==ϕ 2c i =41φ中间轴传动比可按先慢后快原则，确定最小传动比，根据级此指数确定其他转动比：Ⅱ～Ⅲ～Ⅳ轴小传动比为 ∵ min a i ≥min b i ≥min c i min c i =41ϕ∴min b i 取31φ 1b i =1ϕ 2b i =11ϕ 3b i =21ϕⅠ～Ⅱ轴传动比为 min a i 取31φ121i ϕ= 231i ϕ=（三）确定传动轴的轴数传动轴数=变速组数+定比传动副数+1 =3+0+1=4五、绘制转速图先按传动轴数及主轴转速级数求格数，画出网格，用以绘制转速图，在转速图上，先分配从电动机转速到主轴最低转速的总降速比，在串联的双轴传动间画上u (k →k+1)min 。