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1、1112222222233333344444444555555678机床运动机械变速传动系统的结构设计1.概述与机床参数确定11机床运动参数的确定12机床动力参数的确定13机床布局1主传动系统运动设计21确定变速组传动副数目22确定变速组的扩大顺序23绘制转速图34确定齿轮齿数35确定带轮直径36验算主轴转速误差47绘制传动系统图4估算传动件参数确定其结构尺寸51确定传动转速52确定主轴支承轴颈尺寸63估算传动轴直径64估算传动齿轮模数65普通V带的选择与计算7结构设计81带轮设计82齿轮块设计83轴承的选择94主轴组件95操纵机构、滑系统设计、封装置设计96主轴箱体设计97主轴换向与制动结构
2、设计9传动件验算101齿轮的验算102传动轴的刚度验算123花键键侧压溃应力验算164滚动轴承的验算165主轴组件验算17主轴位置及传动示意图20.总结21.参考文献221.概述1机床课程设计的目的机床课程设计，是在金属切削机床课程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，使学生在拟定传动与变速的结构的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件与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，结构设计与计算能力。轻型车床是根据机械加工业进展需要而设计的一种习惯性强，工
3、艺范围广，结构简单，制造成本低的万能型车床。它被广泛地应用在各类机械加工车间，维修车间。它能完成多种加工工序；车削内圆柱面，圆锥面，成形回转面，环形槽，端面及内外螺纹，它能够用来钻孔，扩孔，较孔等加工。1.1机床运动参数的确定（1）确定公比及Rn已知最低转速11min=85rmin,最高转速nm=1600rmin,变速级数Z=6,则公比：=（nsnmi）LaT）=（1600rmin85rmin）11.41转速调整范围：RnFrUt/加广45（2）求出转速系列根据最低转速小厂47.5rpm,最高转速nTOX=212OrPnb公比6=1.41,按机床课程设计指导书（陈易新编）表5选出标准转速数列：
4、212015001060750530375265190132956747.512机床动力参数的确定已知电动机功率为N=1.5kw,根据金属切削机床课程设计指导书（陈易新编）附录2选择主电动机为Y90L-4,其要紧技术数据见下表1：表1Y90L-4技术参数转速(rmin)额定功率（kw）满载时堵转电流堵转转矩最大转矩同步转速（r/min）级数电流（八）效率（%）功率因数额定电流（倍）额定转矩（倍）额定转矩（倍）212048.884.50.827.02.22.2150041.3机床布局确定结构方案D主轴传动系统使用V带，齿轮传动。2）传动型使用集中传动。3）制动使用式摩擦离合器与带式制动器。4）变
5、速系统使用多联划移齿轮变速。5）润滑系统使用飞溅油润滑。2)布局使用卧式铳床常规的布局形式。机床要紧由主轴箱，皮鞍，刀架，尾架，进给箱，溜扳箱，车身等6个部件构成。主轴的空间位子布局图2主传动系统运动设计2.1确定变速组传动副数目实现12级主轴转速变化的传动系统能够写成多种传动副组合：1)12=342)12=433) 12=3224)12=2325)12=223方案中1)与2)可省一根轴。但是有一个传动组内有四个变速传动副，会增加轴向尺寸。这种方案不宜使用。根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，方案3)是可取的。能够使传动副传动组放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件少些，这
6、样节约了材料。2.2确定变速组的扩大顺序12=2X3X2的传动副组合，其传动组的顺序又可有下列六种形式:1)12=3123262)12=3126233)12=3221264)12=3121225)12=3226216)12=312221选着中间轴的变速范围最小的方案，变速范围小，转速高，转矩较小，传动件的尺寸九能够小些，尽量使扩大组的顺序要与传动顺序一致的原则。因此选择方案1)较为合理。结构网图如下：/X/X/xWWW图2变速组扩大顺序2.3绘制转速图图3转速图2.4确定齿轮齿数利用查表法由机床课程设计指导书（陈易新编）表9,求出各传动组齿轮齿数表2各传动组齿轮齿数变速组第一变速组第二变速组第
7、三变速组齿数与728490齿轮Z1Z2Z3Z4Z5Z6ZZ-Z9ZioZ11Z12Z13Z14齿数36362448303049352856603018722.5确定带轮直径确定计算功率Nj=kNK-工作情况系数工作时间为一班制查表的k=l.lN-主动带轮传动的功率计算功率为Nj=l.lx4=4.4kw根据计算功率与小带轮的转速选用的三角带型号为A,查表的小带轮直径推荐植为n144080mm,大带轮直径D1=-D.=D.=153.6wn必7502.6绘制传动系统图图4传动系统图3估算传动件参数确定其结构尺寸3.1 确定传动转速表4计算转速图传动件轴齿轮1IIIIIIVZlZ2Z3Z1Z5rUZ7
8、Z8Z9Z1OZuZi2Z13ZM算转速75037519047.553075010607503752752653751923756713237547.53.2 确定主轴支承轴颈尺寸根据机床课程设计指导书主轴的驱动功率为1.5kw选取前支承轴颈直径为D=70-90,后支承轴颈直径：D2=(0.7-0.85)2=56-68,选取D2=60三。3.3 估算传动轴直径表5估算传动轴直径计算公式轴号计算转速njrlmin电机至该轴传动效率jI输入功率Pkw同意扭转角Wdegw传动轴长度mm估计轴的直径mm花键轴尺寸NdDB67=914C2ZnjI7500.981.471.582035618225Il37
9、50.980.9951.461.545042621255III47.50.980.990.9951.451.5660466263263.4估算传动齿轮模数根据计算公式计算各传动组最小齿轮的模数按齿轮接触疲劳强度第41.871.47161111005187104.361.21.12.5m一267A31KPQ：try24V5m按齿轮弯曲疲劳强度展速组U第.267JKPYFSZq391.4161111051354.41.51.43VzFP变速组286085724第变速组Z318471.45161111005183554.72.82.543.5普通V带的选择与计算设计功率Pd=KaP(kw)Pd=4=
10、4Akw皮带选择的型号为A型两带轮的中心距AO=().6-2)(O+O?)IAW范围内选择。中心距过小时，胶带短因而增加胶带的单位时间弯曲次数降低胶带寿命；反之，中心距过大，在带速较高时易引起震动。/WL包11a4*、由曲兀Dtt3.14x80x1440NCI/计算胶用速度V=-=6.03加/S6000060000初定中心距Ao=139.Smm-466加？计算带的基准长度：(A-A)21.=2A+-(D1+DJ=1231.5mm0021-44按上式计算所得的值查表选取计算长度L及作为标记的三角带的内圆长度4=1250标准的计算长度为L=Ln+Y=1275nmU_,、口匚A+yla-8(D、-实
11、际中心距A=8a=2L-(D,+D2)=21269一万(80+153.6)=1816.5A1816.5+1816.52-873.52AsUA=452.5mm8为了张紧与装拆胶带的需要，中心距的最小调整范围为Ao0.02L是为了张紧调节量为22.78(h+0.01L)是为装拆调节量为胶带厚度.定小带轮包角a：=180-乌二竺上120求得。=167.34合格.A带的挠曲次数：1000v1026.03CA改u=9.4640合格1.1275带的根数Z=%-单根三角带能传递的功率q-小带轮的包角系数144Z=4.9取5根三角胶带。0.90.984 .结构设计4.1 带轮设计根据V带计算，选用3根O型V带
12、。由于I轴安装了摩擦离合器，为了改善它们的工作条件，保证加工精度，使用了卸荷带轮结构。4.2 齿轮块设计机床的变速系统使用了滑移齿轮变速机构。根据各传动组的工作特点，基本组的齿轮使用了销钉联结装配式结构。第二扩大组，由于传递的转矩较大，则使用了整体式齿轮。所有滑移出论与传动轴间均使用了花键联结。从工艺的角度考虑，其他固定齿轮也使用花键联结。由于主轴直径较大，为了降低加工成本而使用了单键联结。为了安装方便I轴上传动件的外径均小于箱体左侧支承孔直径并使用OOOO型向心球轴承为了便于装配与轴承间隙11inIV轴均使用乐2700E型圆锥滚子轴承。V轴上的齿轮受力小线速度较低使用了衬套式滚动轴承。滚动轴承均使用E级精度。4.4 主轴组件本铳床为普通精度级的轻型机床，为了简化结构，主轴使用了轴向后端定位的两支承主轴主件。前轴承使用了318000型双列圆柱滚子轴承，后支承使用了46000型角接触球轴承与8000型单向推力球轴承。为了保证主轴的回转精度，主轴前后轴承均用压块式
