1、C6136 型机床主轴箱课程设计说明书系 别： 机 械 系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 1 / 18目录一、设计目的 .2二、机床主要技术要求 .2三、确定结构方案 .2四、运动设计 .24.1 确定极限转速 .24.2 拟订结构式 .34.3 绘制转速图 .34.4 确定齿轮齿数 .44.5 验算主轴转速误差： .54.6 绘制传动系统图 .5五、动力设计 .65.1 V 带的传动计算 .65.2 各传动轴的估算 .75.3 齿轮模数确定和结构设计： .85.4 摩擦离合器的选择与计算： .95.5 结构设计 .10六、齿轮强度校核 .126.
2、1、各齿轮的计算转速 .126.2、齿轮校核 .12七、主轴刚度校核 .14八、主轴最佳跨度确定 .158.1 计算最佳跨度 .158.2 校核主轴挠度 .158.2 主轴图：（略）见附图 2.15九、各传动轴支持处轴承选用 .15十、键的选择和校核 .161）、轴 IV 的传递最大转矩 .16十一、润滑与密封 .16十二、总结 .16十三、参考文献 .17十四、附 .172 / 18一、设计目的通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，在拟定传动和变速的结构方案过程中，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
3、基本的设计方法，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。可使我们学会理论联系实际的工作方法，培养独立工作的能力；学会基本的设计的方法；熟悉手册、标准、资料的运用；加强机械制图、零件计算、编写技术文件的能力，学会设计说明书的编写。为接下去的毕业设计、毕业论文积累经验。二、机床主要技术要求1车床类型为 C6136 型卧式车床。2床身上最大工件回转直径：360mm3刀架上的最大回转直径：190mm4 主轴通孔直径：40mm5主轴前锥孔：莫式 5 号6最大加工工件长度：900mm7主电动机功率为 5.5kw 改 48确定公比： =1.269转数级数：Z=18三、确定结构方案1 主轴传动系统采用 V
4、带、齿轮传动；2传动形式采用集中式传动；3主轴换向制动采用双向片式摩擦离合器和带式制动器；4变速系统采用多联滑移齿轮变速。四、运动设计4.1 确定极限转速根据工况，确定主轴最高转速有采用 YT15 硬质合金刀车削碳钢工件获得，主轴最低转速有采用 W16Cr4V 高速钢刀车削铸铁件获得。= =maxninmax10dvmin159240r1inzRi3.maxrn根据标准数列数值表，选择机床的最高转速为 1600r/min，最低转速为 31.5r/min电动机选用 Y132S-4 型电动机额定功率为 5.5KW，额定转速为 1440r/min。3 / 184.2 拟订结构式1）确定变速组传动副数
5、目：传动副中由于结构的限制以 2 或 3 为合适，即变速级数 Z 应为 2 和 3 的因子，为实现 18级主轴转速变化的传动系统可以以下多种传动副组合： 18=332 18=3 23 18=2 33 等18 级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴箱的具体结构、装置性能，应满足前多后少的原则，主轴上的传动副数主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上的齿轮少些为好。综上所述，传动式为 18=3322）确定变速组扩大顺序：18=332 的传动副组合，在降速传动中，为防止齿轮直径过大而径向尺寸，常限制最小传动比在升速时为防止产生过大的噪声和震动常限制最大转速比 。在主传动
6、链任2imax一传动组的最大变速范围 。根据前密后疏的原则，初选结构式108)/(Rminax如下：93128在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小，根据中间传动轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如下：检查传动组的变速范围时，只需检查最后一个扩大组，第二扩大组的变速范围是:，其中132RPx2P6X2.，所以 ，符合要求1086.-94.3 绘制转速图选择电动机一般车床若无特殊要求，多采用 Y 系列封闭式三相异步电动机，根据条件电动机选用Y132S-4 型笼式三相异步电动机，其满载转速 1440 r/min。分配总降速传动比总降速传动比 不符合转速数列标准，因而需增加一定传 动副
7、71.450.mind4 / 18确定传动轴轴数传动轴轴数=变速组数+ 定比传动副数+1=3+1+1=5确定各级转速并绘制转速图由 z = 18 确定各级转速：min/5.31rnmi26.11600、1250、1000、800、630、500、400、315、250、200、160、125、100、80、63、50、40、31.5r/min。931284.4 确定齿轮齿数在保证输出的转速准确的前提下，应尽量减少齿轮齿数，是齿轮结构尺寸紧凑。齿轮齿数的确定原则：实际转速 与标准转速 n 的相对转速误差 为：nn%101 n齿轮副的齿数和 ；120zS满足结构安装要求，相邻轴承孔德壁厚不小于 3
8、mm。当变速组内各齿轮副的齿数和不相等时，齿数和的差不能大于 3。利用查表法求出各传动组齿轮齿数如下表：变速组 第一变速组 第二变速组 第三变速组齿数和 72 90 95齿轮 1z23z45z67z89z10z123z145z16齿数 36 36 32 40 28 44 45 45 30 60 18 72 63 32 19 765 / 184.5 验算主轴转速误差：主轴各级实际转速值用下式计算： 32121udnE式子中 u1、u2、u3 分别为第一、第二、第三变速组齿轮传动比， 取 0.05。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：其中 n为主轴标准转速。转速误差表主轴转速 n
9、1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9标准转速 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200实际转速 31.8 40 50 63.6 80 100 127.3 160 200转速误差% 0.95 0 0 0.95 0 0 1.84 0 0主轴转速 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18标准转速 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600实际转速 250.6 315 393.8 501.1 630 787.5 1002.3 1260 1575转速误差% 0.24 0 1.55 0.2 0 1.6 0
10、.23 0.8 1.56转速误差满足要求。4.6 绘制传动系统图%10n-6 / 18smn/3.106451.306DV1 49.28.096)4.012(5K)P(La0c 120.75.aD18012m806La00865m1604)1527()10(24.3)L20220aDa五、动力设计5.1 V 带的传动计算电动机转速 n=1440r/min,传递功率 P=5.5kw,传动比 i=1.8，两班制，一天运转 16.1 小时，工作年数 10 年。1） 、选择 V 带型号 ， （P电动机额定功率， 工作情况系数）KWPKa05.6.1c aK查机械设计 ，得应选择 B 型带确定带轮的计算
11、直径 ， 2为了避免弯曲应力过大，小带轮的基准直径不能过小，即 ，min1D查机械设计表 8-6 和表 8-8 得：小带轮基准直径 =150mm,大带轮基准直径 ，由表 8-8 取 =270mmi782 22） 、确定 V 带速度按公式 ,5m/minV25m/min,故合适3） 、初步确定中心距根据经验公式 ，即 294mm 840mm）（）（ 21021a7. 0a初步确定中心距 =60004） 、V 带的计算基准长度由机械设计表 8-2 选带的基准长度 L=2000mm。5） 、确定实际中心距 a6） 、验算小带轮包角,主动轮上的包角合适。7） 、确定 V 带条数传动比： 查机械设计表
12、8-4a 和表 8-4b 得： .i,kw40Pk19.2查表 8-5 得： ，查表 8-2 得：8Ka 8.则：7 / 18NqvKzac17595.1809.523.061.P5F20 所以取 Z=3 根8） 、计算预紧力 查机械设计表 8-3 得： q=0.18kg/m 9） 、计算压轴力NZ7.10462.7sin152sinF10p 5.2 各传动轴的估算传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度的要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不失是主要矛盾，除了载荷很大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求保
13、证轴在载荷下不至发生过大的变形。因此，必须保证传动轴有足够的刚度。1） 、主轴计算转速主轴计算转速是第一个三分之一转速范围内的最高一级转速，即：min/1026.531n38mi rZ2） 、其余各轴的计算转速n=125r/min, n=500r/min, n=800r/min3） 、各轴最小直径的确定：实心轴 ： 空心轴：mnP03Ad 4301AdnP其中： P电动机额定功率系数，可查表得到0该传动轴的计算转速6.5轴： ,K=1.06,A=1209.1取： 22 m3.208.0d3轴： ，9.96.2取：258.23501d3轴： 90.9.38 / 18取：36m08.341259.
14、0d3轴： 75.4取：4016.30.-10d435.3 齿轮模数确定和结构设计：参考金属切削机床课程设计指导书中齿轮模数的初步计算公式初定齿轮的模数：m = 32 ZnNj3式中 N 该齿轮传递的功率（ KW） ；Z 所算齿轮的齿数； 该齿轮的计算转速（r/min） 。j同一变速组中的齿轮取同一模数，故取（ ）最小的齿轮进行计算，然后取标准模数值Znj作为该变速组齿轮的模数。第一变速组中：，齿轮齿数为 36 的 值最小，其计算转速为kw28.596.05N1电 Znj500r/min。计算得：m =2.13mm ，取标准模数 m=2.5 mm。第二变速组中：,齿轮齿数为 45 的 值最小，
15、其计k07.9.8212 j算转速为 125r/min。计算得：m = 3.09 mm，取标准模数 m=3.5 mm；第三变速组中：，齿轮齿数为 19 的 值最小，其计算转kw2.4.097.5N23 Znj速为 125r/min计算得：m = 3.96mm ,取标准模数 m=4 mm；9 / 18标准齿轮： 25.0,1h20ca，齿轮具体参数见下表：齿轮 齿数 Z 模数 m分度圆 d齿顶圆 a齿根圆 fd齿宽 b1 36 2.5 90 95.5 83.75 252 36 2.5 90 95.5 83.75 203 32 2.5 80 85.5 73.75 254 40 2.5 100 10
16、5.5 93.75 205 28 2.5 70 75.5 63.75 256 44 2.5 110 115.5 103.75 207 45 3.5 157.5 164.5 148.75 358 45 3.5 157.5 164.5 148.75 309 30 3.5 105 112 96.25 3510 60 3.5 210 217 201.25 3011 18 3.5 63 70 54.25 3512 72 3.5 252 259 243.25 3013 63 4 252 260 242 3514 32 4 128 136 118 4015 19 4 76 84 66 4016 76 4 304 312 294 355.4 摩擦离合器的选择与计算：1） 、确定摩擦片的径向尺寸：摩擦片的外径尺寸受到外形轮廓的限制，内径又由安装它的轴径 d 来决定，而内外径的尺寸决定着内外摩擦片的环形接触面积的大小，直接影响离合器的结构与性能。表示这一特性系数 是外片内径 D1 与内片外径 D2 之比，即21D一般外摩擦片的内径可取：D1=d+(26)=30+4=34mm;机床上采用的摩擦片 值可在 0.570.77 范围内，此处取 =0.6，则内摩擦片外径 D2=57mm。1D6.034按扭矩确定摩擦离合面的数目 Z： mVKfPTK)D-(1023c
