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機(jī) 床 主 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書
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
（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
（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
（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
,125,90
4.5kw,1500r/min
2
400mm
1000,500,355,250,180
,125,90,45
4kw,1500r/min
3
320mm
2000,1420,1000,710,500,360
,250,180,125,90,63,42
4kw,1500r/min
4
320mm
2000,1000,710,500,360,250
,180,125,90,63,45,22
3kw,1500r/min
5
320mm
2000,1260,1000,800,630,500
400,320,250,200,160,100
4kw,1500r/min
6
320mm
2000,1250,800,630,500,400,320
,250,200,160,100,63
3kw,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
（3）選用混合公比
（4）確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式：
（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：，
故齒數(shù)最小的齒輪在降速比為之中，查表取，，則，則，
2．基本組的降速比分別是：，
故齒數(shù)最小的齒輪在降速比為之中，查表有，，則，
3．第二擴(kuò)大組的降速比分別是，
故齒數(shù)最少的齒輪在之中，查表有，，則，
（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
主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：，取主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)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
(3)計(jì)算各傳動(dòng)軸的扭矩
（n.mm）
（n.mm）
（n.mm）
（n.mm）
七、軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取
軸一：，，取帶入公式：
有，,圓整取
選花鍵：
軸二：，，取帶入公式：
有，,圓整取
選花鍵：
軸三：，，取帶入公式：
有，,圓整取
選花鍵：
主軸：選擇主軸前端直徑，后端直徑
取，則平均直徑。
對(duì)于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑,故本例之中，主軸內(nèi)孔直徑取為
支承形式選擇兩支撐，初取懸伸量，支撐跨距。
選擇平鍵連接，
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
（2）選擇三角帶的型號(hào):
由和查表選擇B型帶
（3）取，則
（4）核算膠帶速度V
（5）初定中心矩
，圓整取458mm。
（6）計(jì)算膠帶的長(zhǎng)度
取
（7）核算膠帶的彎曲次數(shù)
（8）計(jì)算實(shí)際中心距
，圓整取476
（9）核算小帶輪的包角
（10）確定膠帶的根數(shù)Z
，
，取三根帶。
（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，
按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)m,查表計(jì)算可得
1-2軸 取，，，，
由公式可得，m=2.5mm
2-3軸 取，，，，
由公式可得，m=2.5mm
3-主軸 取，，，，
由公式可得，m=3.0mm
十、各級(jí)轉(zhuǎn)速校核
各級(jí)實(shí)際轉(zhuǎn)速r/min
44
89
125
177
250
360
500
1000
各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速r/min
45
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
十一、齒輪校核
軸及齒數(shù)
1
22
1
33
2
44
2
33
2
42
2
22
3
42
3
62
3
50
3
20
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)
48.75
76.25
103.75
76.25
98.75
48.75
98.75
148.75
142.5
52.5
142.5
232.5
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)：
接觸應(yīng)力：
，
[為傳遞的額定功率（KW）]
將以上數(shù)據(jù)代入公式可得
彎曲應(yīng)力：
，，
將以上數(shù)據(jù)代入公式可得
（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)：
接觸應(yīng)力：
，
[為傳遞的額定功率（KW）]
將以上數(shù)據(jù)代入公式可得
彎曲應(yīng)力：
，
將以上數(shù)據(jù)代入公式可得
（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)：
接觸應(yīng)力：
，
[為傳遞的額定功率（KW）]
將以上數(shù)據(jù)代入公式可得
彎曲應(yīng)力：
，
將以上數(shù)據(jù)代入公式可得
十二、主軸校核
（a） 主軸的前端部撓度
（b） 主軸在前軸承處的傾角
（c） 在安裝齒輪處的傾角
E取為，
，
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
將其分解為垂直分力和水平分力
由公式
可得
主軸載荷圖如下所示：
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）
,,
，，
，，
計(jì)算（在水平面）
,,
，，
，，
合成：
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
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。
（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
【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
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