中北大学课程设计说明书
目 录
1. 概述和机床参数确定????????????????????????1
1.1机床运动参数的确定?????????????????????????1 1.2机床动力参数的确定?????????????????????????1 1. 3机床布局??????????????????????????????1 2. 主传动系统运动设计??????????????????????????2 2.1确定变速组传动副数目????????????????????????2 2.2确定变速组的扩大顺序????????????????????????2 2.3绘制转速图?????????????????????????????3 2.4确定齿轮齿数????????????????????????????3 2.5确定带轮直径????????????????????????????3 2.6验算主轴转速误差??????????????????????????4 2.7绘制传动系统图???????????????????????????4 3．估算传动件参数 确定其结构尺寸?????????????????????5 3.1确定传动转速????????????????????????????5 3.2确定主轴支承轴颈尺寸????????????????????????6 3.3估算传动轴直径???????????????????????????6 3.4估算传动齿轮模数??????????????????????????6 3.5普通V带的选择和计算????????????????????????7 4．结构设计???????????????????????????????8 4.1带轮设计??????????????????????????????8 4.2齿轮块设计?????????????????????????????8 4.3轴承的选择?????????????????????????????9 4.4主轴组件??????????????????????????????9 4.5操纵机构、滑系统设计、封装置设计??????????????????9 4.6主轴箱体设计????????????????????????????9 4.7主轴换向与制动结构设计???????????????????????9 5.传动件验算??????????????? ???????????????10 5.1齿轮的验算??????????????? ?????????????10 5.2传动轴的刚度验算????????????? ????????????12 5.3花键键侧压溃应力验算???????????????????????16 5.4滚动轴承的验算??????????????????????????16 5.5主轴组件验算.......................................................17 6. 主轴位置及传动示意图..............................................20 7.总结???????????????????????21 8.参考文献????????????????????????22
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1.概述
1机床课程设计的目的
机床课程设计，是在金属切削机床课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，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，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。轻型车床是根据机械加工业发展需要而设计的一种适应性强，工艺范围广，结构简单，制造成本低的万能型车床。它被广泛地应用在各种机械加工车间，维修车间。它能完成多种加工工序；车削内圆柱面，圆锥面，成形回转面，环形槽，端面及内外螺纹，它可以用来钻孔，扩孔，铰孔等加工。
1.1 机床运动参数的确定 （1） 确定公比φ及Rn
已知最低转速nmin=160rpm，最高转速nmax=2000rpm，变速级数Z=12，则公比：
φ= （nmax/nmin）1/（Z－1） =（2000rpm/160rpm）1/（12－1）≈1.26 调整范围： Rn=nmax/nmin=12.5
（2） 求出转速系列
根据最低转速nmin=160rpm，最高转速nmax=2000rpm，公比φ=1.26，按《机床课程设计指导书》（陈易新编）表5选出标准转速数列：
2000 1600 1250 1000 800 630 500 400 315 250 200 160 1.2机床动力参数的确定
已知电动机功率为N=3kw，根据《金属切削机床课程设计指导书》（陈易新编）附录2选择主电动机为Y100L2-4，其主要技术数据见下表1：
表1 Y100L2-4技术参数
转速
转速额定（r/min功率 ） 满载时 堵转电堵转转最大转 流 矩 矩 同步转级数 （kw） 电流 效率 功率额定电额定转额定转速 （A） （%） 因数 流 矩 矩 （r/mi（倍） （倍） （倍） n） 1420 3 6.8 82.5 0.81 7.0 2.2 2.2 1500 4 1.3机床布局 确定结构方案
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1）主轴传动系统采用V带，齿轮传动。2）传动型采用集中传动。3）制动采用式摩擦离合器和带式制动器。4）变速系统采用多联划移齿轮变速。5）润滑系统采用飞溅油润滑。 2）布局
采用车床常规的布局形式。机床主要由主轴箱，皮鞍，刀架，尾架，进给箱，溜扳箱，车身等6个部件组成。
主轴的空间位子布局图
2 主传动系统运动设计 2.1确定变速组传动副数目
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）12=3?4 2）12=4?3 3）12=3?2?2 4）12=2?3?2 5)12=2?2?3
方案中1）和2）可省一根轴。但是有一个传动组内有四个变速传动副，会增加轴向尺寸。这种方案不宜采用。
根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，方案3）是可取的。可以使传动副传动组放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件少些，这样节省了材料。
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2.2确定变速组的扩大顺序
12=2×3×2的传动副组合，其传动组的顺序又可有以下六种形式： 1） 12=31×23×26 2） 12=31×26×23 3） 12=32×21×26 4） 12=34×21×22 5） 12=32×26×21 6） 12=34×22×21
选着中间轴的变速范围最小的方案，变速范围小，转速高，转矩较小，传动件的尺寸九可以小些，尽量使扩大组的顺序要与传动顺序一致的原则。所以选择方案1）
较为合理。结构网图如下：
图2变速组扩大顺序 2.3绘制转速图
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图3转速图 2.4确定齿轮齿数
利用查表法由《机床课程设计指导书》（陈易新编）表9，求出各传动组齿轮齿数
表2 各传动组齿轮齿数
变速组 第一变速组 齿数和 72 齿轮 齿数 第二变速组 82 第三变速组 88 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 Z12 Z13 Z14 36 36 32 40 28 44 46 36 32 50 54 34 25 63 2.5确定带轮直径 确定计算功率 Nj?kN
K-工作情况系数 工作时间一班制 查表得k=1.1 N-主动带轮传动的功率 计算功率为Nj=1.2x3=3.6kw
根据计算功率和小带轮的转速选用的三角带型号为A ， 查表的小带轮直径推荐植为80mm ，大带轮直径 D2?n1n2?D1?14201000?D1?113.6mm
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