機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 1普通車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一、 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一臺(tái)普通車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，完成變速級(jí)數(shù)為 8-12 級(jí)。二、 設(shè)計(jì)目的： 1：通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，掌握機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。 2：培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、及結(jié)構(gòu)工藝等相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力。3：培養(yǎng)使用手冊(cè)、圖冊(cè)、有關(guān)資料及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的能力。4：提高技術(shù)總結(jié)及編制技術(shù)文件的能力。5：是畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)施的技術(shù)準(zhǔn)備。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容與基本要求：設(shè)計(jì)內(nèi)容：（一）運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)（1）傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)（集中傳動(dòng)，分離式傳動(dòng)）（2）轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍 maxinR?（3）公比：大公比，小公比和及混合公比（4）確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式：（1 ）傳動(dòng)副：前多后少，前密后疏， （2）超速級(jí)解決方案：a:增加變速組，b: 采用分枝傳動(dòng)和背輪機(jī)構(gòu)（5）繪制轉(zhuǎn)速圖：（1 ）降速：前緩后急（ 2）升速：前急后緩（6）三角帶設(shè)計(jì) :確定變速組齒輪齒數(shù)（7）繪出傳動(dòng)系統(tǒng)圖機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 2機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 3（二）動(dòng)力設(shè)計(jì)（1）傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速 ：各軸，各齒輪ni（2）傳動(dòng)軸軸徑（3）齒輪模數(shù)（4）主軸設(shè)計(jì)：軸徑（前徑，后徑） ，內(nèi)孔直徑，前端前伸量 a(粗選：100-120)，支撐形式，計(jì)算合理支撐跨距 L（三）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （四）校核一個(gè)齒輪（最小的） ，校核主軸（彎矩，扭矩）基本要求： 1：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，合理的確定尺寸、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力等有關(guān)參數(shù)。2：正確利用結(jié)構(gòu)式、轉(zhuǎn)速圖等設(shè)計(jì)工具，認(rèn)真進(jìn)行方案分析。3：正確的運(yùn)用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)圖樣必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。說(shuō) 明書力求用工程術(shù)語(yǔ)，文字通順簡(jiǎn)練，字跡工整。4：完成主傳動(dòng)系統(tǒng)圖 1 張和機(jī)床正反轉(zhuǎn)控制電氣原理圖 1 張。四、設(shè)計(jì)參數(shù)：序號(hào) 加工最大直徑 主軸轉(zhuǎn)速系列（r/min） 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率與同步轉(zhuǎn)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 2000,1420,1000,710,500,360,250,180,125,90,63,424kw,1500r/min4 320mm 2000,1000,710,500,360,250,180,125,90,63,45,223kw,1500r/min5 320mm 2000,1260,1000,800,630,500400,320,250,200,160,1004kw,1500r/min機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 46 320mm 2000,1250,800,630,500,400,320,250,200,160,100,633kw,1500r/min(選擇第二組參數(shù)作為設(shè)計(jì)數(shù)據(jù))五、運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)（1）傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)（選擇集中傳動(dòng)方案）（2）轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍 10max2.45inR??（3）選用混合公比 .?（4）確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式： 2348?（5）繪制轉(zhuǎn)速圖： 如下圖所示（6）確定變速組齒輪齒數(shù)1．先計(jì)算第一擴(kuò)大組的齒輪的齒數(shù)第一擴(kuò)大組的降速比分別為： ， 12u?故齒數(shù)最小的齒輪在降速比為 之中，查表取 ， ，則1min2z?6zs?機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 5，則 ，'14z?231zuzs??'22．基本組的降速比分別是： ，1.821u?故齒數(shù)最小的齒輪在降速比為 之中，查表有 ， ，1min2z?84zs則 ，'16z?'24z?3．第二擴(kuò)大組的降速比分別是 ，14u?2故齒數(shù)最少的齒輪在 之中，查表有 ， ， 則11min0z?1zs250?，'180z?'25z（7）傳動(dòng)系統(tǒng)圖如下：六、動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)（1）傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 6主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： ，取主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)0.30.3maxini1454/minr???????????????速為 125r/min。各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下：軸序號(hào) 電 １ 2 3 主計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）1440 1000 500 177 125最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)如下：軸序號(hào)及最小齒輪齒數(shù) 1（22） 2(22) 3(20) 主(50)計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min） 1000 500 180 125(2)計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸出功率14.096.3.80()brpnkw????額23875gr3.51()r k10937grpnw????主(3)計(jì)算各傳動(dòng)軸的扭矩（n.mm）19503629jPn1T機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 7（n.mm）29506715jPn?2T（n.mm）38j3（n.mm）9502746jPn?主主 主T七、軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸一： ， ，取 帶入公式：13.80pkw?10/minjr?0.9??！?】 ＝有， ,圓整取49[]jPdn??23.d24dm?選花鍵： 60軸二： ， ，取 帶入公式：23.5pkw?2/minjr?0.9?。【 】 ＝有， ,圓整取491[]jPdn??7.3d3dm?選花鍵： 8326軸三： ， ，取 帶入公式：3.51pkw?7/minjr?0.9??！?】 ＝有， ,圓整取49[]jPdn??34.d35dm?選花鍵： 8607主軸：選擇主軸前端直徑 ，后端直徑19Dm?210.75.8DD?:（ ）取 ，則平均直徑 。2D65m?.5對(duì)于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑 ,故本例之中，主軸內(nèi)孔直徑取(0.6)d?為 4d支承形式選擇兩支撐，初取懸伸量 ，支撐跨距 。9am?520Lm?機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 8選擇平鍵連接， 214,0bhlm??八、帶輪設(shè)計(jì)（1）確定計(jì)算功率 :,K 為工作情況系數(shù)，可取工作 8 小時(shí)，取 K=1.0 P=4kw1.04.jKkw???（2）選擇三角帶的型號(hào) :由 和 查表選擇 B 型帶4.jPkr/minn額（3）取 ，則125D?112408Dm??（4）核算膠帶速度 V19.4/60nvms??（5）初定中心矩，圓整取 458mm。????0125180457.ADm????（6）計(jì)算膠帶的長(zhǎng)度??????2210120 1805()2458121396.4DLA????????????取 0143m（7）核算膠帶的彎曲次數(shù)機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 911110029.4[][]3.[]40[]3mvUsssL?????????（8）計(jì)算實(shí)際中心距，圓整取 47600 6.54587.222A???（9）核算小帶輪的包角211 18058017320476D????????????? ?? ??（10）確定膠帶的根數(shù) Z，0.92p?1.8c，取三根帶。0142jZ??（11）大帶輪結(jié)構(gòu)如下圖所示：九、計(jì)算齒輪模數(shù)45 號(hào)鋼整體淬火， []10jMP??機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 10按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) m,查表計(jì)算可得 123.04,.,1.kk??1-2 軸 取 ， ， ， ，8m??12Zi?jn8jp由公式 可得 ，m=2.5mm3132()60[]jj mjkpi??.2j2-3 軸 取 ， ， ， ，m??1Z.8?50jn3.65jp?由公式 可得 ，m=2.5mm3231()60[]jj mjikpn??2.j3-主軸 取 ， ， ， ，8m??Z4.0i?5j 3.51jp?由公式 可得 ，m=3.0mm3123()160[]jj mjikpn??2.6j十、各級(jí)轉(zhuǎn)速校核各級(jí)實(shí)際轉(zhuǎn)速r/min44 89 125 177 250 360 500 1000各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速r/min45 90 125 180 250 355 500 1000誤差 2.2% 1.1% 0% 1.7% 0% 1.4% 0% 0%以上各級(jí)的轉(zhuǎn)速誤差全部滿足機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 1110()%(1.4).1%???????實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速十一、齒輪校核軸及齒數(shù)122133244233242222342362350320主軸50主軸80模數(shù)（mm）2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3 3 3 3分度圓直徑(mm)55 82.5 110 82.5 105 55 105 155 150 60 150 240齒根圓直徑(mm)48.7576.25103.7576.2598.7548.7598.75148.75142.552.5142.5232.5齒頂圓直徑(mm)60 87.5 115 87.5 110 60 110 160 156 66 156 246（1） 一軸到二軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為 22查設(shè)計(jì)手冊(cè)可得以下數(shù)據(jù)：1232,.5,82.0,1/min,.04,.,1.jZumBnrKK??????/10/9STP接觸應(yīng)力：3170693.810mTKC???，.8,.5,.64nNqK1.6STnNqK?[ 為傳遞的額定功率（KW ）]123()201()sj juMPaZmBn????機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 123.8N?將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 1060()jMpaPAS???彎曲應(yīng)力： 160692.542mTnKC??， ， .83,.7,0.nNqK? 1.27STnNqK0.395Y?5129()SwjMPaZmBY??將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 164320()wpaPAS???（2）二軸到三軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為 22查設(shè)計(jì)手冊(cè)可得以下數(shù)據(jù)： 123,2.8,.5,102.5,0/min,.04,.,1.jZumBrKK??????/10/9STP接觸應(yīng)力：317069310mTnKC??，.85,.,.6nNqK0.89STnNqK?[ 為傳遞的額定功率（KW ）]123()201()sj juMPaZmBn????3.65N將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 94610()jpaAS???彎曲應(yīng)力： 160652.2mTnKC??，.85,.7,0.nNqK? 1.2STnNqK?1239()SwjMPaZmB??機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 13將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 197320()wMpaPAS???（3）三軸到主軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為 20查設(shè)計(jì)手冊(cè)可得以下數(shù)據(jù)： 12320,43,824,50/min,.04,.,1.jZumBrKK?????/1/90STP接觸應(yīng)力：317069310mTnKC???，.95,.8,.6nNqK0.9STnNqK?[ 為傳遞的額定功率（KW ）]123()2081()sj juMPaZmBn????3.5N將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 89210()jpaAS???彎曲應(yīng)力：616052.mTnKC??，.95,.78,0.nNqK? 1.26STnNqK?123()SwjMPaZmB??將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 17320()wpaPAS???十二、主軸校核（a） 主軸的前端部撓度 [].5.1sy???（b） 主軸在前軸承處的傾角 []0rad??容 許 值 軸 承（c） 在安裝齒輪處的傾角 .容 許 值 齒機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 1465170850236851095D1.07 879il mL??????? ??平 均 總E 取為 ，52.10MPa?44 40875(1)(1)3690()66dI???????4349.9253.9282zpF Ndn???主 計(jì)件 （ ），0.57()yzN0.17()xzFN?由于小齒輪的傳動(dòng)力大，這里以小齒輪來(lái)進(jìn)行計(jì)算 442912953.852)01QPFmzn????主計(jì)主 主 （將其分解為垂直分力和水平分力由公式 ,tatanQynQzyF?????可得 2105(),647()zyFN801352)3ZMl Nm??:件 (yy?件176)2xxFd件主軸載荷圖如下所示：機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 15由上圖可知如下數(shù)據(jù)：a=364mm,b=161mm,l=525mm,c=87mm計(jì)算（在垂直平面）, ,1()6QZFabclyEI???2()3ZFcylEI??3(23)6zMcylEI??1230.17sz， ，()QZabIl???齒 (23)6ZlcI???齒 2 (3)ZlcI???齒 35.910???齒 Z齒 1齒 2齒 3， ，()6QZFablEI??軸 承 zFclEI??軸 承 23ZMlI??軸 承5.910???軸 承 Z軸 承 1軸 承 2軸 承 3計(jì)算（在水平面）機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 16, ,1()6QyFabclEI???2()3yFclI??3()(23)6yxMclEI???1230.17sy， ，()QabIl???齒 (23)6ylcEI???齒 2()(3yxlcI????齒 351.80???齒 y齒 1齒 2齒 3， ，()6QyFablEI??軸 承 yFclI??軸 承 2()3yxMlEI???軸 承53.810???軸 承 y軸 承 1軸 承 2軸 承合成： 205sszyy??210???齒 齒 齒 .3.1?軸 承 軸 承 Z軸 承 Y十三、軸承的選取（1） 帶輪：因于帶輪不承受軸向力，故選用深溝球軸承，型號(hào)：210。（2） 一軸：一軸的前后端與箱體外壁配合，配合處傳動(dòng)軸的軸徑是 25mm，同時(shí)一軸也不會(huì)承受軸向力故也選用深溝球軸承，型號(hào)：205。（3） 二軸：二軸與一軸相似，但是由于工作過(guò)程之中傳動(dòng)可能右誤差，二軸會(huì)承受軸向力，因此二軸與外壁配合處采用圓錐滾子軸承，型號(hào)：7206E。（4） 三軸：三軸與外壁配合處采用圓錐滾子軸承，型號(hào)：7207E。（5） 主軸：主軸是傳動(dòng)系統(tǒng)之中最為關(guān)鍵的部分，因此應(yīng)該合理的選擇軸承。從主軸末端到前端依次選擇軸承為圓錐滾子軸承，型號(hào)：7214E;推力球軸承，型號(hào)：38215；圓柱滾子軸承，型號(hào)：3182113，其示意圖如 機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 17十四、電氣設(shè)計(jì)（1） FU1，F(xiàn)U2，F(xiàn)U3，F(xiàn)U4，F(xiàn)U5 為熔斷器，起短路保護(hù)。（2） FR 為熱繼電器。起過(guò)載保護(hù)。（3） KM1， KM2 為主電機(jī) M 的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的接觸器。機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 18（4） SB 為停止開關(guān)。（5） SB1 為電機(jī)正轉(zhuǎn)開關(guān)。（6） SB2 為電機(jī)反轉(zhuǎn)開關(guān)。（7） HL1，HL2 分別為電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的指示燈。（8） EL 為照明燈。參考書籍：【1】.金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社【2】.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo) 上海交通大學(xué)出版社【3】.機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)（兩冊(cè)共四本） 機(jī)械工業(yè)出版社【4】.機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 【5】.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 上海科學(xué)技術(shù)出版社 【6】.機(jī)械課程設(shè)計(jì) 浙江大學(xué)出版社【7】.機(jī)械設(shè)計(jì)（第四版） 高等教育出版社機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 19【8】.機(jī)械制造裝備 中國(guó)鐵道出版社【9】.機(jī)械制圖 高等教育出版社【10】.機(jī)床電力拖動(dòng)與控制 西南交通大學(xué)出版社