普通車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)說明書普通車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書一、設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一臺(tái)普通車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，完成變速級(jí)數(shù)為8-12 級(jí)。二、設(shè)計(jì)目的：1 :通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，掌握機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。2 :培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、及結(jié)構(gòu)工藝等相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力。3:培養(yǎng)使用手冊(cè)、圖冊(cè)、有關(guān)資料及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的能力。4 :提高技術(shù)總結(jié)及編制技術(shù)文件的能力。5 :是畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)施的技術(shù)準(zhǔn)備。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容與基本要求：設(shè)計(jì)內(nèi)容：（一）運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)（1）傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)（集中傳動(dòng)，分離式傳動(dòng)）（2）轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍Rn二皿nmin（3）公比：大公比，小公比和及混合公比（4 ）確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式：（1）傳

2、動(dòng)副：前多后少，前密后疏，（2）超速級(jí)解決方案：a:增加變速組，b:采用分枝傳動(dòng)和背輪機(jī)構(gòu)（5）繪制轉(zhuǎn)速圖：（1）降速：前緩后急（2）升速：前急后緩（6）三角帶設(shè)計(jì)：確定變速組齒輪齒數(shù)（7 ）繪出傳動(dòng)系統(tǒng)圖（二）動(dòng)力設(shè)計(jì)（1）傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速q :各軸，各齒輪（2）傳動(dòng)軸軸徑（3）齒輪模數(shù)（4）主軸設(shè)計(jì)：軸徑（前徑，后徑），內(nèi)孔直徑，前端前伸量a（粗選:100-120），支撐形式，計(jì)算合理支撐跨距L（三）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（四）校核一個(gè)齒輪（最小的），校核主軸（彎矩，扭矩）基本要求：1：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，合理的確定尺寸、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力等有關(guān)參數(shù)。2 :正確利用結(jié)構(gòu)式、轉(zhuǎn)速圖等設(shè)計(jì)工具，認(rèn)真進(jìn)行方案分析。3

3、 :正確的運(yùn)用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)圖樣必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。說明書力求用工程術(shù)語，文字通順簡練，字跡工整。4 :完成主傳動(dòng)系統(tǒng)圖1張和機(jī)床正反轉(zhuǎn)控制電氣原理圖1張。四、設(shè)計(jì)參數(shù):序號(hào)加工最大直徑主軸轉(zhuǎn)速系列（r/min）驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率與同步轉(zhuǎn)速1400mm1000,710,500,355,250,180,125,904.5kw,1500r/min2400mm1000,500,355,250,180,125,90,454kw,1500r/mi n3320mm2000,1420,1000,710,500,360,250,180,125,90,63,424kw,1500r/mi n4320mm2000,

4、1000,710,500,360,250,180,125,90,63,45,223kw,1500r/mi n5320mm2000,1260,1000,800,630,500400,320,250,200,160,1004kw,1500r/mi n3機(jī)床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)說明書6320mm2000,1250,800,630,500,400,320,250,200,160,100,633kw,1500r/mi n（選擇第二組參數(shù)作為設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)）五、運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)（1）傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)（選擇集中傳動(dòng)方案）（2）轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍Rn二也二呀“2.2nmin45（3）選用混合公比，=1.41（4） 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式：8

5、= 22 23 24（5） 繪制轉(zhuǎn)速圖：如下圖所示（6）確定變速組齒輪齒數(shù)1 先計(jì)算第一擴(kuò)大組的齒輪的齒數(shù)1第一擴(kuò)大組的降速比分別為：5二-，u =11故齒數(shù)最小的齒輪在降速比為 U1 = 2之中，查表取Z! = Zmin = 22 , Sz = 66，則u Cz144，則 z2 sz = 33， z2 331 +u212 基本組的降速比分別是：1故齒數(shù)最小的齒輪在降速比為U1-之中，查表有乙二Zmin = 22 , Sz =84，則2.8z1 = 62 , z2 = z2= 4213 第二擴(kuò)大組的降速比分別是U1蔦，*1故齒數(shù)最少的齒輪在 u1之中，查表有z = zmin =20, s =

6、100 , z2 = 50則4z1 =80 ， z2 = 50(7) 傳動(dòng)系統(tǒng)圖如下：0180六、動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)(1) 傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：n=n min/23maxln min /V詈 T4r/min，取主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 125r/mi n。各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下:軸序號(hào)電123主計(jì)算轉(zhuǎn)速14401000500177125（r/min）最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)如下:軸序號(hào)及最小齒輪齒數(shù)1 (22)2(22)3(20)主(50)計(jì)算轉(zhuǎn)速(r/min)1000500180125(2) 計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸出功率口 = p額 nb n= 4.0 0.96 0.99 = 3.80( kw)0=Pingnr

7、 =3.800.970.99 = 3.65( kw)P3二P2ngnr =3.650.970.99 = 3.51(kw)p主=p3 ng nr =3.51 0.97 0.99 =3.37(kw)(3) 計(jì)算各傳動(dòng)軸的扭矩Ti =9550 旦=36290 ( n.mm)nijPI =9550=69715 ( n.mm)T =9550 旦=189381 (n.mm )T主 =9550電=257468 (n.mm )n主j七、軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸一：p1 =3.80kw, n1j =1000r/min，取【】=0.9帶入公式:d有,d = 23.2mm,圓整取 d = 24mm選花鍵：6 26 30

8、 6軸二p2 =3.65kw， n?j =500r/min，取【1=0.9帶入公式:4d =91P卩有, 27圓整取30mm選花鍵：8 32 36 6軸三:p3 =3.51kw， naj =177r/min，取【】=0.9。帶入公式:4d =91P有，d = 34.7mm,圓整取 d = 35mm nj 選花鍵：8 36 40 7主軸:選擇主軸前端直徑 D 90mm，后端直徑D? (0.75L 0.85)卩取D2 =65mm，則平均直徑D = 77.5mm。對(duì)于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑 d = (0.55-0.6)D ,故本例之中，主軸內(nèi)孔直徑取為 d = 45mm支承形式選擇兩支撐，初取懸伸量

9、 a = 90mm，支撐跨距L= 520mm。選擇平鍵連接，b h=22 14,1 =100mm八、帶輪設(shè)計(jì)(1)確定計(jì)算功率：P=4kw,K為工作情況系數(shù)，可取工作 8小時(shí)，取K=1.0R 二 KP =1.0 4.0 =4.0kw(2) 選擇三角帶的型號(hào)：由Pj =：4.0kw和n額=1440r/min查表選擇B型帶 n 彳1440(3) 取 Di = 125mm，貝U Di- DiDi = 180mmn21000(4) 核算膠帶速度V二 D1n1v 9.4m/ s60000(5) 初定中心矩A -1.5 D1 D2 =1.5 125 180 = 457.5mm，圓整取 458mm。(6)

10、計(jì)算膠帶的長度jiL0 = 2A02D1D2(D2-DJ24A02兀(180-125)=2 458125 18024458= 1396.5取 L0 = 1433mm(7) 核算膠帶的彎曲次數(shù)U 二嗨s,1000 2 9氣+13.1汁40 L1433(8 )計(jì)算實(shí)際中心距L -L。1433-1396.5A ：人 0 =458476.25，圓整取 4762 2(9)核算小帶輪的包角存18oAD1型一他“価-匹口5型 w3120A 二476(10 )確定膠帶的根數(shù)ZP0 = 1.92 , G = 0.9820(11)“總二態(tài)磊12 取三根帶。九、計(jì)算齒輪模數(shù)45號(hào)鋼整體淬火，二j hlOOMP按接觸

11、疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) m,查表計(jì)算可得匕=1.04*2 =1.3*31.31-2 軸取 m =8，乙=22 , i =2，n =1000，3.803由公式mj =16300(i JWPj可得 mN nj2mj = 2.2，m=2.5mm2-3 軸 取 m =10，乙=22 , i = 2.82，nj = 500， pj 二 3.653由公式mj =16300mj 二 2.35， m=2.5mm3-主軸取 m =8，乙=20 , i=4.0，nj=500，p 3.513 t、亠|(HM)k1k2k3pi/口由公式 mj =16300 2-可得 mj=2.6 , m=3.0mmjVmZi in j_2

12、j十、各級(jí)轉(zhuǎn)速校核各級(jí)實(shí)際轉(zhuǎn)速r/mi n44891251772503605001000各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速r/mi n45901251802503555001000誤差2.2%1.1%0%1.7%0%1.4%0%0%以上各級(jí)的轉(zhuǎn)速誤差全部滿足實(shí)際轉(zhuǎn)速-標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速：10(-1)% =10(1.41-1)% = 4.1%I、齒輪校核軸及齒數(shù)122133244233242222342362350320主軸50主軸80模數(shù)(mm2.52.52.52.52.52.52.52.53333分度 圓直 徑(mm)5582.511082.51055510515515060150240齒根48.776.2103.

13、776.298.748.798.7148.7142.52.142.232.圓直555555555555徑(mm)齒頂 圓直 徑(mm)6087.511587.51106011016015666156246(1) 一軸到二軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為22查設(shè)計(jì)手冊(cè)可得以下數(shù)據(jù)：Z = 22,u =2,m = 2.5,B =8 2.5 = 20,山=1000r / min, Ki = 1.04,K2 = 1.3,& = 1.3T 二TS/P =18000/2 =9000接觸應(yīng)力:Kt360 1000 9000107-3.78Kn =0.83,Kn =0.58, Kq =0.64， Ks = Kt

14、K.Kn Kq =1.16F = 208 WOO (u 1)K1K2K3KsN(MPa)N 為傳遞的額定功率(KW) N = 3.8ZmuBnj將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 G =1006Mpa ：1100Mpa(PASS)彎曲應(yīng)力:Ktm 660n _60 1000 9000 C0 一2 106= 2.54Kn =0.83, Kn =0.78, Kq =0.77，Ks = Kt 心心心=1.27，Y7.395(MPa)191 105K1K2K3KsN2Zm BYnj將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 二w = 164Mpa ： 320Mpa(PASS)(2)二軸到三軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為 22 查設(shè)計(jì)手

15、冊(cè)可得以下數(shù)據(jù)：Z =22,u =2.82,m =2.5,B =10 2.5 = 25,nj =500r/min, K 1.04,K 1.3,K 1.3T 二TS/P =18000/2 =9000接觸應(yīng)力：Kt心=0.85,Kn =0.58,Kq =0.60 , KS = KT KnKNKq = 0.893.652088 1000 (u 1)KiK2K3KsN (MPa) N 為傳遞的額定功率(KW)N Zm uB nj將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 = 946Mpa ：1100Mpa(PASS)彎曲應(yīng)力:Kt60 500 9000寸2如06= 2.26心=0.85,心=0.78,Kq 775 , K

16、s =心心心 Kq =1.125191 10 Kg&KsNZm2B nj(MPa)將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 二w = 197Mpa ： 320Mpa (PASS)(3)三軸到主軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為20查設(shè)計(jì)手冊(cè)可得以下數(shù)據(jù)：Z =20,u =4,m=3,B =8 3 = 24,nj =500r/min,心=1.04,K2 = 1.3,K3 = 1.3T =TS/P =18000/2 =9000接觸應(yīng)力：Kt60 500 900010=3Kn =0.95, Kn =0.58,Kq =0.60，KS = KT KnKNKq = 0.992088 1000 (U 1)K1K2K3KsN(MPa

17、)N 為傳遞的額定功率(KW)N Zm uB nj3.51彎曲應(yīng)力：Kt6 60 500 9000V2如06將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 G = 892Mpa ： IIOOMpa（PASS） = 2.26191 105K,K2K3KsNZm2B nj(MPa)心=0.95,Kn =0.78,Kq =0.75 , KS = KT KnKN Kq =1.26將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 二w = 177Mpa :： 320Mpa （PASS）十二、主軸校核（a）主軸的前端部撓度ys打y =0.0002 525 = 0.105（b）主軸在前軸承處的傾角 乞容許值二軸承_0.001rad、 DiliD平均九07

18、L總（c） 在安裝齒輪處的傾角二 容許值珀齒乞0.001rad:87 mm65 16 70 7875 50 80 236 85 160 90 150690E取為 E =2.1 105MPa，I二 d464(1dn- 874)=d 64(14587)=1356904(mm4)Fz-1268( N)432 955 10 p主 0.995d件n計(jì)2 955 104 3.37 0.9953400 025Fy =0.4Fz =507(N)，F(xiàn)x = 0.25Fz = 217(N)由于小齒輪的傳動(dòng)力大，這里以小齒輪來進(jìn)行計(jì)算42 955 10 P主m主z主 n計(jì)4二 8582( N)2 955 103.3

19、73 20 125將其分解為垂直分力和水平分力由公式FQyFQyta“n二 Fq, Fqz=Fq怡門n可得 Fqz =2105( N), FQy = 6477( N)22MZFZl 件1268 160=135253(NLmm)3322MyFyl 件507 160 =54080(NLmm)11MxFxd 件317 130=20605(NLmm)主軸載荷圖如下所示：(Q垂直平面內(nèi)RAy(b)水平平面內(nèi)由上圖可知如下數(shù)據(jù)：a=364mm,b=161mm,l=525mm,c=87mm計(jì)算(在垂直平面)丫-氐毗(| a) 蟲獨(dú)716EII72 3EIl3 6EIyszy2 y3 =0.00173Fqz

20、ab3EII(b-a),Fz6EIMZ(2I 3c)，士3 二詁(I 3c)3 EI71 齒Z = 7齒 1 r齒2 71 齒3 = 6.9 1-FQzab(l a)6E71軸承2FzCl3EI71軸承3 =Mzl3ei詳由承Z - V軸承1-2.9 1_5計(jì)算(在水平面)2_FQyabc(I +a)FyCV1, y2(I c),討3716EII72 3EII3叫-Mx)c6EI(213c)ysy = y1y2y3 二 0.017FQyabFy為 1 Q (b-a)，咖 *(213c),蕃33EII6EI(My -Mx)3EI(I 3c)二齒y -玉1齒2蕃3 =13.86 10-FQyab(I+a)aFyda _(My-Mx)lV軸承1, 壽由承2, 二軸承3 ：6EII3EI3EIT軸承y二71軸承1 二軸承2 二軸承3 = 328 10 合成：ys = Ys/ Ys/ =.18 ： .105屯 一 L齒y2 屯y2 =0.00015 : 0.001母由承=,二軸承z 二軸承y = 0.00033 ” 0.001十三、軸承的選取