机械制造装备设计课程设计

目录

1.概述 (2)

1.1机床主轴箱设计的目的 (2)

1.2设计任务和主要技术要求 (2)

1.3操作性能要求 (2)

2.传动设计 (2)

2.1主传动方案拟定 (2)

2.2传动结构式、结构网的确定 (3)

2.2.1确定传动组及各传动组中各传动副的数目 (3)

2.2.2结构式的拟定 (3)

3.传动件的估算 (4)

3.1三角带传动的计算 (4)

3.1.2选择带型 (4)

3.1.6确定V带根数z (5)

3.2传动轴的估算 (6)

3.2.3各轴直径的估算 (6)

3.3齿轮齿数的确定和模数的计算 (7)

3.3.1齿轮齿数的确定 (7)

3.3.2齿轮模数的确定 (7)

3.3.3齿轮齿宽的确定 (8)

3.3.4齿轮结构设计 (8)

3.4带轮结构设计 (9)

3.5转动轴间的中心距 (9)

3.6轴承的选择 (9)

1.概述

1.1机床主轴箱设计的目的

机床课程设计，是在学习课程《机械制造装备设计》之后进行的实践性教学环节。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过程方案中，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，结构设计和计算的能力。 1.2设计任务和主要技术要求

本次设计的是普通型车床变速箱。主要用于加工回转体。车床的主要参数和基本参数：主轴9,26.1,50m in ===Z rpm n ϕ,功率4.5kw,rpm n 1440=电。抗振性一般。 1.3操作性能要求 ⑴具有皮带轮卸荷装置

⑵手动操作双向摩擦片离合器实现主轴的正反装及停止运动要求 ⑶主轴的变速由变速手柄完成

2.传动设计

2.1主传动方案拟定

主传动方案拟定，包括传动形式的选择以及开停、换向、制动等整个传动系统的确定。传动方案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，要从结构、性能、工艺及经济性等多方面统一考虑。机床选用的电机转速

为1440rpm ，先采用带传动将转速降低，同时在过载时保护电机，然后在采用集中式分级传动，使结构紧凑，便于实现集中操作，安装方便。 2.2传动结构式、结构网的确定

2.2.1确定传动组及各传动组中各传动副的数目

若采用传统的传动方案设计，可用两个传动组，每个传动组有3组可互相啮合的齿轮，但会导致齿轮尺寸太大，而且也不符合传动线前密后疏的原则，故不宜采用两个传动组；若增加一级传动组，用三个传动组，基本组三个传动副，二级传动组和三级传动组有两个传动副，这样虽然会使转速重合，但可以解决上一方案的问题，也符合传动的原则，故用此方案。

2.2.2结构式的拟定

主轴9,26.1,50m in ===Z rpm n ϕ

查表可获得各级转速为：50，63，80，100，125，160，200，250，315 拟定9级转速的结构式：

⑴31339⨯= ⑵13339⨯= ⑶()1-2239331⨯⨯= ⑷()1-2239113⨯⨯=

若采用⑴、⑵方案，则不符合传动副前多后少的原则，会使结构尺寸变大，增加成本，所以⑴⑵方案不符合要求，再根据扩大顺序要和传动顺序一致的原则，排除方案⑷，所以最后选择方案⑶()1-2239331⨯⨯=。故画出如图1的结构网。

根据结构式画出如下转速图：

max 主u =1ϕ=1.26≤2 符合要求

min 主u =-3ϕ=1/2≥1/4 符合要求

最后扩大组的变速范围：()()4226.11231≤===--i i P x i R ϕ符合要求

3.传动件的估算

3.1三角带传动的计算 3.1.1确定计算功率c P

P K A c =P

查《机械设计》表5-8可得：2.1=A K （选I 类电动机，一天工作10-16h ）

kw kw c 4.55.42.1P =⨯= 3.1.2选择带型

根据计算转速kw c 4.5P =，小带轮转速rpm n 14401=，由《机械设计》图5-13初选带的型号为A 型。

电 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 1440rpm 315 250 200 160 125 100 80 63 50

3.1.3选取带轮基准直径1d 和2d ，验算带速ν

查《机械设计》表5-13可知1d 的最小值为75mm ，为使结构紧凑，即选1d 为75mm ，再根据公式

()ε-=112

12d n n

d

选取0.015=ε，计算可得mm d 7.3372=，再查标准带轮直径系列，选取2d 为355mm 。 根据公式

1000

601

1⨯=n d v π m/s

计算得ν为11.3m/s 在5-25m/s 范围内，符合要求。 3.1.4确定中心距a 和V 带的基准长度d L

根据传动需求，按下式初定中心距0a ，即 ()()2102120.7d d a d d +≤≤+

得8603010≤≤a ，故选0a 为最小值301mm ，再初算基准长度0L 根据公式 ()()0

2

122

100422a d d d d a L -+

++

=π

计算得0L 为1342.6mm ，再按《机械设计》表5-3选取接近的标准长度d L =1400mm ，最后根据下式确定中心距a

2

0L L a a d -+≈

确定中心距a 为329.5mm 。 3.1.5验算小带轮包角1α

1α可由下式计算。为保证传动能力，1α应大于120°。

︒⨯-︒=3.57-180121a

d

d α︒>120

计算得1α为131.3°︒>120符合要求。 3.1.6确定V 带根数z

[]()L

A c K K P P P K P P z α△+=≥

00 计算得z ≥7.16,取整得z 为8≤10，符合要求。