铣床主轴箱设计.doc

1、目录1. 机床参数确定22. 运动设计22.1 传动组、传动副地确定22.2 结构式、结构网的选择32.3 拟定转速图42.4 齿轮齿数确定52.5 传动系统图72.6 轴、齿轮的计算转速73.传动零件的初步计算83.1 传动轴直径初定83.2 主轴轴颈直径的确定83.3 齿轮模数的初步计算94.主要零件的验算94.1 三角胶带传动的计算和选定94.2 圆柱齿轮的强度计算104.3 传动轴的验算134.4 滚动轴承的验算16设计感想18参考文献18中北大学课程设计说明书21. 机床参数确定：运动参数： 回转主运动的机床，主运动的参数是主轴转速。其数列的公比 应选取标准的公比值，取公比 =1.2

2、6。主轴转速级数： 126.lg51lnRz式中 Rn 为主轴变速范围： 。5.10minax机床传动系统的变速组大多采用双联齿轮或三联齿轮，因此转速级数宜为 2、3 因子的乘积，即 为宜，其中 m、n 为正整数。nmZ23动力参数：由任务书设定电动机功率：N=4KW。查表应选用 Y 系列三相异步电动机Y112M-4（同步转速 1500r/min，50HZ，380V） ，转速 1440 r/min，效率 84.5%。功率因素cos=0.82，额定转矩 2.2KNm。2. 运动设计2.1 传动组、传动副的确定：实现 12 级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合：1） 2） 3）43241

3、214） 5）方案 1） 、2）可以省一根传动轴，但是其中一个传动组内有四个传动副，果增大了该轴的轴向尺寸这种方案不宜采用。中北大学课程设计说明书3根据传动副数目分配应该“前多后少”的原则，取方案 3）较合适。2.2 结构式、结构网的选择：在 的传动副组合中，其传动副的扩大顺序又有以下六种形式：2311） 2） 3）631 612316214） 5） 6）3612214 124根据级比指数分配要“前密后疏”的原则，即传动顺序与扩大顺序相一致，应选用，其结构网如下图所示：63126312图一检验最大扩大组的变速范围： ，符合设计原则要求。012()6(21)2.4Pr中北大学课程设计说明书42.

4、3 拟定转速图：上述所选定的结构式共有三个传动组，变速机构共需 4 轴，加上电动机共 5 轴，故转速图需 5 条竖线，如下图所示。主轴共 12 速，电动机轴与主轴最高转速相近，故需 12 条横线。中间各轴的转速可以从电动机轴往后推，也可以从主轴开始往前推。通常以往前推比较方便，即先决定轴三的转速。125086342501140rminib2=:1ic:.ia3:.1.6i:图二传动组 c 的变速范围为 ，可知两个传动副的传动比为：61.24142.5ci221.6ci这样就确定了轴的六种转速只有一种可能，即为：250、315、400、500、630、800r/min。中北大学课程设计说明书5随

5、后决定轴的转速，传动组 b 的级比指数为 3，在传动比极限范围内，轴的最高转速可为：630、800、1000r/min，最底转速可为：315 、400、500 r/min。为了避免升速，又不能使传动比太小，可取： ， 。轴的转速确定为 500、630、800 132bi1bir/min。同理，对于轴，可取： ， ， 。轴的转速：1221.6.ai21.6ai3ai800 r/min。电动机轴与轴 之间为带传动，传动比接近 。补足各连线，得到如下所2.示转速图：1508634201540rminz5/634129/1078z/4z/图三2.4 齿轮齿数确定利用查表法求出各传动组齿轮齿数：表一：各

6、传动组齿轮齿数中北大学课程设计说明书6变速组 第一变速组 第二变速组 第三变速组齿数和 86 92 98齿轮 1z23z45z67z89z10z123z14齿数 33 53 38 48 43 43 31 61 46 46 28 70 60 38验算主轴转速误差，主轴各级实际转速值用下式计算： 12()EabcDn实式中， 、 分别为大、小带轮的直径； 、 、 分别为第一、二、三变速组的齿12 abc轮传动比。表二：转速误差表主轴转速1n23n45n67n89n101n2标准转速r/min100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250实际转速r

7、/min99.2 126.2 159.4 195.3 248.3 313.6 391.7 498 629.1 770.8 980 1237.9转速误差 00.8 0.96 0.38 2.35 0.68 0.55 2.1 0.4 0.4 3.65 2.0 0.97中北大学课程设计说明书7转速误差用主轴实际转速与标准转速相对误差的绝对值表示：，计算值如表二。0102.6n标实 标 （ ）2.5 传动系统图如图四所示：140r/minKw7038246131468580max=1250r/ini图四2.6 轴、齿轮的计算转速：中北大学课程设计说明书8主轴：根据教材表 8-2，中型机床主轴的计算转速是

8、第一个三分之一转速范围内的最高一级转速，即为 ；min/204rn各传动轴：轴可从主轴为 200r/min 按 28/70 的传动副找上去，似应为 500r/min，但由于轴上的最底转速 250r/min 经传动组 c 可使主轴得到 100 和 400r/min 两种转速，400r/min要传递全部功率，所以轴的计算转速应为 250r/min。轴的计算转速可按的传动副 b 推上去，得 500 r/min；同理轴为 800r/min。各齿轮：传动组 c 中，28/70 只需计算 z=28 的齿轮，计算转速为 500 r/min；60/38 只需计算 z=38， ；z=28 和 z=38 两个齿轮

9、哪一个的应力更大一些，较难判断，可min/40rj同时计算，选择模数较大的作为传动组 c 齿轮的模数；传动组 b 应计算 z=31，；传动组 a 应计算 z=33， 。in/50rnj min/80rnj3. 传动零件的初步计算：3.1 传动轴直径初定按扭转刚度计算： mTdn46.1式中，d-传动轴直径（mm） ；-该轴传递的额定扭矩（Nmm） ；nTN-该轴传递的功率（Kw） ；-该轴的计算转速（rpm） ；j -该轴每米长度允许扭转角（deg/m） ，取 =0.8。轴： md 7.38.025964109564.233 轴： 4.432中北大学课程设计说明书9轴： md 37.258.0

10、964195064.31 3.2 主轴轴颈直径的确定由表 3 查得机床课程设计指导书：主轴前轴颈 =60mm，后轴颈 =（0.7-0.85） =42-51mm，取 =45mm。1D2D1D23.3 齿轮模数的初步计算一般同一变速组中的齿轮取同一模数，选择负荷最重的小齿轮按简化的接触疲劳强度公式进行初算： mnzNmjimdj32160式中， -按接触疲劳强度估算的齿轮模数（mm） ；j-驱动电动机功率（Kw） ；dN-被估算齿轮的计算转速 （r/min） ；jn-大小齿轮齿数之比， -小齿轮齿数；1z-齿宽系数， 6-10，B 为齿宽，m 为模数，取 8；mm-许用接触应力，查表 26 取 。

11、jMPaj10传动组 b：31/61 mj 78.15013684163022 传动组 a：33/53 mj 49.18013584163022 传动组 c：28/70 mj 86.180127840163024. 主要零件的验算中北大学课程设计说明书104.1 三角胶带传动的计算和选定确定计算功率： ，选择 B 型三角带；KwKNj 2.53.14确定带轮直径 、 ，由表 11机床设计制导书 查得：1D2=140mm， 1 mDn2580142计算胶带转速： sssv /5.10/64/61初定中心距： A28.352.021根据机床的布局及结构方案选 mA0计算胶带的长度： mADL16242021210 选标准计算长度 ，作为标记的三角胶带的内周长度L63。YmLNN,160计算胶带的弯曲次数：式中，m-带轮的个数1111 4092.635.02 sssv计算实际中心距： ，其中， ，nmA2 3.25481DL，代入上式中，得21568Dn 5.0定小带轮的包角： 1206718182AD确定三角胶带的根数： ，式中： 单根三角胶带能传递的功率（Kw） ，由10CNzj0表 13 查得 =2.23； -带轮包角系数，由表 13 查得 =0.98；0N1 1C则 ，取 2。8.9.234z4.2 圆柱齿轮的强度计算：