1、 中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 王宇敏 学 号： 0402140318 学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 题 目： 铣床主轴箱设计 指导教师： 祝锡晶 职称: 教授 吴淑芳 职称: 讲师 2007 年 12 月 7 日中北大学课程设计说明书2目录1. 机床参数确定32. 运动设计32.1 传动组、传动副地确定32.2 结构式、结构网的选择42.3 拟定转速图52.4 齿轮齿数确定62.5 传动系统图72.6 轴、齿轮的计算转速727 展开图简图93.传动零件的初步计算93.1 传动轴直径初定93.2 主轴轴颈直径的确定103.3 齿轮模数的初步计
2、算104.主要零件的验算114.1 V 带传动的计算和选定114.2 圆柱齿轮的强度计算114.3 主轴的验算144.4 滚动轴承的验算15设计心得17参考文献17中北大学课程设计说明书31. 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 =1.26。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
3、列三相异步电动机Y112M-4（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）43241214） 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，果增大了该轴中北大学课程设计说明书4的轴向尺寸这种方案不宜采用。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）
4、631 612316214） 5） 6）3612214 124根据级比指数分配使传动顺序与扩大顺序相一致，应选用 ，其结构网如631下图所示：6312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52.3 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。125086342501140rminib
5、2=: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6随后决定轴的转速，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，最低转速可为：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、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：各传动组齿轮齿数变速组 第一变速组 第二变速组 第三变速组中北大学课程设计说明书7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
7、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/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
8、.6n标实 标 （ ）2.5 传动系统图如图四所示：中北大学课程设计说明书82.6 轴、齿轮的计算转速：主轴：根据教材表 8-2，中型机床主轴的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/min140r/minKw7038246131468580max=1250r/ini图四要传递全部功率，所以轴的计算转速应为 250r/min。轴的计算转速可按的
9、传动副 b 推上中北大学课程设计说明书9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/80rnj27 展开图简图3. 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
10、传递的额定扭矩（Nmm） ；nT中北大学课程设计说明书10N-该轴传递的功率（Kw） ；-该轴的计算转速（rpm） ；jn -该轴每米长度允许扭转角（deg/m） ，取 =0.8。轴： md 7.38.025964109564. 233 轴： 342 . 4.轴： 34140.96.69511.378dm3.2 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 。jMPaj10传动组 b：31/61 mj 78.15013684163022
