机床主传动系统设计说明书.doc

1、机 床 主 传 动 设 计 说 明 书 1一、 设计题目：设计一台普通车床的主传动系统，设计参数：序号 加工最大直径主轴转速系列（r/min） 驱动电动机功率与同步转速1 400mm 1000,710,500,355,250,180,125,904.5kw,1500r/min2 400mm 1000,500,355,250,180,125,90,454kw,1500r/min3 320mm 2000,1420,1000,710,500,360,250,180,125,90,63,454kw,1500r/min4 320mm 2000,1000,710,500,360,250,180,125,9

2、0,63,45,223kw,1500r/min5 320mm 2000,1260,1000,800,630,500400,320,250,200,160,1004kw,1500r/min6 320mm 2000,1250,800,630,500,400,320,250,200,160,100,633kw,1500r/min(选择第三组参数作为设计数据)二、运动设计（1）传动方案设计（选择集中传动方案）（2）转速调速范围 20max4.5inR（3）根据机械制造装备设计 78P公式（3-2）因为已知 znR Z= lgn+1 =)1(ZnR= 4.=1.411根据机械制造装备设计 7表 3-5

3、标准公比 。这里我们取标准公比系列=1.41，因为 =1.41=1.066，根据机械制造装备设计 7P表 3-6 标准数列。首先找到最小极限转速 25，再每跳过 5 个数（1.261.06 6）取一个转速，即可得到公比为 1.41 的数列：45、63、90、125、180、250、355、500、710、1000、1400、2000。（4）结构式采用： 1362 1）确定系数 0x0ln120RZ2）确定结构网和结构式：确定基本组传动副数，一般取 0P，在这里取 03P机 床 主 传 动 设 计 说 明 书 23）基型传动系统的结构式应为： 1263:4）变型传动系统的结构式，应在原结构式的基

4、础上，将元基本组基比指数加上0x而成，应为 0x为 0，故不发生改变。根据“前多后少” ， “前密后疏”的原则，取 13625）验算原基本组变形后的变速范围 213(21)3.4.8xPR6）验算最末变速的组变速范围 316(21)6.7.5xP根据中间变速轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定传动系统结构网如下：传动系的结构网（5）绘制转速图：1）分配总降速比145032.u若每一个变速组最小降速比取 则三个变速组为 164，则需增加定比传动副，故选用三角带传动来降低速比可以满足要求。2）确定传动轴数变速轴轴数=变速组数+定比变速副数+1=3+1+1=5。如下图所示3）绘制转速图机 床 主

5、传 动 设 计 说 明 书 3（6）确定变速组齿轮齿数1）先计算基本组的齿轮的齿数基本组的降速比分别为： 1au， 21.4a ， 21au故齿数最小的齿轮在降速比为 之中，查表取最小齿轮数 1min2z，min6zS， 找出可能采用的齿数和诸数值1au=1 zS=60、622=1.41 z=60、633a=2 z=60、63在具体结构允许下，选用较小的 zS为宜，现确定 zS=72，确定各齿数副的齿数u=2，找出 1z=24，= z- 1=72-24=48；u=1.41，找出 2=30，2z= zS- 2=42；u=1 ，找出 3z=36，3=36；2）第一扩大组的齿数确定：1bu=1 2b

6、=1/=1/2.82故变速组中最小齿轮必在 1/ 3的齿轮副中，假设最小齿数为机 床 主 传 动 设 计 说 明 书 4minz=22， inzs=84，同上，去 zS=84，查得 1z=22， 2=42；1z=62，2=42。3）第二扩大组的齿数确定同上可得 1=30， 2=18，160，2=72。（7）传动系统图如下：（8）带轮设计1）确定计算功率:P=4kw,K 为工作情况系数，可取工作 8 小时，取 K=1.0 .04.jKkw2）选择三角带的型号:由 4.jk和 15r/minn额 查表选择 B 型带3）取 1D，则 2114508.25Dm，取 2180Dm机 床 主 传 动 设

7、计 说 明 书 54）核算胶带速度 V19.4/60Dnvms5,25）初定中心矩根据机械设计 189P经验公式（11.20）120120.()()hAD根据机械设计 179表（11.4）的 1hm0.5(8)(58)0176A取 4m.6）计算胶带的长度由机械设计 182P公式（11.2）计算带轮的基准长度021042ADAL2()6(142)56m由机械设计 179P图 11.4，圆整到标准的计算长度 140Lm 7）核算胶带的弯曲次数1111002.43.5mvUsssL8）计算实际中心距 00540.2Am9）核算小带轮的包角11818250821724.D 10）确定胶带的根数 Z

8、Lcakp)(0由机械设计 194P中的表 11.8 到 11.12 得02.0362.5p， .98.2aLk机 床 主 传 动 设 计 说 明 书 6041.7()2.5608caLpZk，取二根带。11）大带轮结构如右图所示：（12）计算带的张紧力 0F作用在轴上的压轴力 QF20)5.2(qvkvZpFcaca-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 = 1450r/min = 9.49m/s。2042.5095().174909.F N102sinsin86.QZ三、动力设计（1）传动件的计算转速主轴的计算转速： 133min4

9、5.126/minZr，取主轴的计算转速为 125r/min。各轴的计算转速如下：轴序号 电 2 3 主计算转速（r/min）1450 1000 500 177 125最小齿轮的计算转如下：轴序号及最小齿轮齿数 1（24） 2(22) 3(18) 主(30)计算转速（r/min） 1000 500 500 125核算主轴转速误差 4502/8036/42/60/3214/minn r实 minrn标 ()(1)10%0%.752标实 标所以合适。(2)计算各传动轴的输出功率14.096.3.80()brpnkw额机 床 主 传 动 设 计 说 明 书 7213.8097.3.65()grpnk

10、w3651r.1.7()gr k主(3)计算各传动轴的扭矩19503629jPn1T（n.mm）275j2 （n.mm）395018jPn3T（n.mm）2746j主主 主（n.mm）（4）轴径设计及键的选取（查机械设计 321P公式 16.9 和表 16.4 得）轴一： 13.80pkw， 10/minjnr，取 0.9。【 】 带入公式：49jPd有， 23.d,圆整取 24dm选花键： 60轴二： 23.5pkw， 2/injnr，取 0.9。【 】 带入公式：491jPd有， 7.3dm,圆整取 3dm选花键： 8326轴三： 3.5pkw， 1/injnr，取 0.9。【 】 带入公

11、式：491jPd有， 34.7dm,圆整取 35dm选花键： 860机 床 主 传 动 设 计 说 明 书 8主轴：查及机械制造装备设计 124P中表 3-13 选择主轴前端直径190Dm， 后端直径 20.785D:（ ）取 265，则平均直径 .m。对于普通车床，主轴内孔直径 (0.6)dD,故本例之中，主轴内孔直径取 为 4d支承形式选择两支撑，初取主轴前端的悬伸量 9am，支撑跨距0(23.5)La实际取 1(56.)L取 52L。选择平键连接， 214,0bhlm（5）计算齿轮模数45 号钢整体淬火， jMP按接触疲劳计算齿轮模数 m,查表计算可得 123.04,.,1.kk1-2

12、轴 取 8m， 124Z， i， jn， 8jp由公式33221()60jj mjikp可得 1.9j，m=2mm机 床 主 传 动 设 计 说 明 书 92-3 轴 取 10m， 2Z， .8i， 50jn， 3.65jp由公式31322()6jj mjikpn可得 .4j，m=2.5mm3-主轴 取 8， 1Z， 4.0i， 5j， 3.51jp由公式3231()60jj mjikpn可得 2.7j，m=3.0mm（6）齿轮校核表 6.1 齿轮尺寸表 （单位：mm）齿轮 齿数z模数 n分度圆直径 d齿顶圆直径 a齿根圆直径 fd齿顶高 ah齿根高 f 24 2 48 52 43 2 2.5

13、 30 2 60 64 55 2 2.5 36 2 72 76 67 2 2.5 48 2 96 100 91 2 2.5 42 2 84 88 79 2 2.5 36 2 72 76 67 2 2.5 22 2.5 55 60 48.75 2.5 3.125 42 2.5 105 110 98.75 2.5 3.125 42 2.5 105 110 98.75 2.5 3.125 62 2.5 155 160 148.75 2.5 3.125 18 3 54 60 46.5 3 3.75 60 3 180 186 172.5 3 3.75 72 3 216 222 208.5 3 3.75

14、30 3 90 96 82.5 3 3.75（1）一轴到二轴的小齿轮从上表可知为齿数为 24查设计手册可得以下数据：12324,8216,0/min,.04,.,1.jZumBnrKK/10/9STP接触应力：31706093.81mTnKC.8,.5,.64nNqK， 1.6STnNqK123()201()sj juMPaZmBn 为传递的额定功率（KW）3.8N机 床 主 传 动 设 计 说 明 书 10将以上数据代入公式可得 108.510jMpa弯曲应力：616092.542mTnKC.83,.7,0.nNqK， 1.27STnNqK， 0.395Y 5129()SwjMPaZmBY将

15、以上数据代入公式可得 43.920wpa（符合要求，合适）（2）二轴到三轴的小齿轮从上表可知为齿数为 22查设计手册可得以下数据： 123,2.8,.5,102.5,/min,.04,.,1.jZuBrKK/10/9STP接触应力：3170650931mTnKC.85,.,.6nNqK， 0.89STnNqK123()201()sj juMPaZmBn 为传递的额定功率（KW）3.65N将以上数据代入公式可得 94610jp弯曲应力： 160652.2mTnKC.85,.7,0.nNqK， 1.2STnNqK1239()SwjMPaZmB将以上数据代入公式可得 197320wpa（符合要求，合适）（3）三轴到主轴的小齿轮从上表可知为齿数为 18查设计手册可得以下数据： 12318,43,824,5/min,.4,.,1.jZuBrKK/0/9STP