1
湖南工业大学科技学院教务部 制
目录
绪论..........................................................................................................................................3
第一章 普通车床主动传动系统设计方案......................4
1.1、 模拟主动参数......................................................4 1.2、运动设计............................................................4
1.3、动力计算和结构图设计.......................................................................................4 1.4、轴和齿轮的演算...................................................................................................4 1.5、主轴变速箱装配设计.........................................................................................4
第二章、普通车床主动传动系统参数的拟定.........................................4
2.1、车床参数和电动机的选择.........................................................................................4 2.2 确定级数..........................................................4 2.3 普通车床的规格....................................................5
第三章 运动设计...................................5
3.1 拟定传动方案......................................................5 3.2 确定变速组及各变速组中变速副数目..................................5 3.3 结构式的拟定......................................................5 3.4 各级变速组的变速范围及极限传动比.....................................7 3.5结构网的拟定..........................................................8
3.6 确定各轴的转速....................................................8 3.7 绘制转速图........................................................9 3.8 确定各变速组变速副齿数...........................................10 3.9 绘制变速传动系统图...............................................11
第四章 传动件的设计...............................12
4.1 带轮的设计.......................................................12 4.2 确定各轴的转速...................................................15 4.3 传动轴的直径估算.................................................16 4.4 键的选择、传动轴、键的校核.......................................17
第五章 各变速组齿轮模数的确定和校核...............18
5.1 齿轮模数的确定...................................................18 5.2 齿轮的设计.......................................................22
第六章 齿轮的校验.................................23
6.1 齿轮强度校核.....................................................23
6.1.1 校核a组齿轮...............................................24 6.1.2 校核b组齿轮...............................................25 6.1.3 校核c组齿轮...............................................26
1
1
第七章 主轴组件设计...............................27
7.1 主轴的基本尺寸确定...............................................27
7.1.1 外径尺寸D..................................................28 7.1.2 主轴孔径d..................................................28 7.1.3 主轴悬伸量a................................................28 7.1.4 支撑跨距L..................................................29 7.1.5 主轴最佳跨距L0的确定.......................................29 7.2 主轴刚度验算.....................................................30 7.3 轴承的选用.......................................................32
总结语............................................33 参考文献..........................................34
2
1
绪论
机床主传动系统因机床的类型、性能、规格和尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。设计机床主传动系时最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。在设计时应结合具体机床进行具体分析，一般应满足的基本要求有：满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动特性，如机床主轴油足够的转速范围和转速级数；满足机床传递动力的要求。
本文设计的为普通车床的传动系统，根据不同的加工条件，对传动系统的要求也不尽相同，依据某些典型工艺和加工对象，兼顾其他的可能工艺加工的要求，拟定机床技术参数，拟定参数时，要考虑机床发展趋势和同国内外同类机床的对比，从而获得最优的参数，使机床设计的最为合理。
关键字：车床、主传动系统、结构式、电动机
3
1
第一章 普通车床主动传动系统设计方案
1.1 拟定主动参数
机床设计的初始，首先需要确定有关参数，它们是传动设计和结构设计的依据，
影响到产品是否能满足所需要的功能要求。根据拟定的参数、规格和其他特点，了解典型工艺的切削用量，了解极限转速nmax、nmin和级数Z、主传动电机功率N。
1.2 运动设计
根据拟定的参数，通过结构网和转速图的分析，确定传动结构方案和传动系统图。
传动方案有多种，传动型式更是式样众多，比如：传动型式上有集中传动的主轴变速箱。分离传动的主轴箱与变速箱；扩大变速范围可以用增加传动组数，也可用背轮机构、分支传动等型式；变速型式上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。然后计算各传动比及齿轮的齿数
1.3 动力计算和结构图设计
估算齿轮模数m和轴径d，将各传动件及其它零件在展开图和剖面图上做初步的安
排、布置和设计。
1.4 轴和齿轮的验算
在结构图的基础上，对传动轴和齿轮的刚度、强度进行校核。
1.5 主轴变速箱装配设计
主轴变速箱装配图是以结构图为基础，进行设计和绘制的。图上各零部件要表达清楚，
并标明尺寸和配合。
第二章 普通车床主动传动系统参数的拟定
2.1 车床参数和电动机的选择
此经济型数控车床根据任务书上提供的条件：车床最大加工直径为?400mm,主轴最高转
nn速max=1400r/min，最低转速min=31.5r/min。主电动机的功率为4KW,选择电动机
的型号为Y112M-4，
表一 电动机参数表 电动机信号 额定功率 Y112M-4 4KW
满载转速 1440r/min 级数 4级 同步转速 1500r/min 2.2 确定级数
根据任务书提供的条件，可知传动公比?=1.41。 根据《机械制造装备设计》由公式
4
1
Rn??z??lgRnnmax1400 ∴ Z=+1 转速范围Rn===44.44。由上述综合可得
nmin31.5lg?Z=
lg44.44lgRn+1=+1=12 由此可知 机床主轴共有12级。 lg?lg1.41因为?=1.41=1.066，根据《机械制造装备设计》查表标准数列。首先找到最小极限转速25，再每跳过5个数（1.26～1.066）取一个转速，即可得到公比为1.41的数列：31.5,45,65,90,130,180,,250,350,500,700,990，1400 r/min。
2.3 普通车床的规格
根据以上的计算和设计任务书可得到本次设计车床的基本参数： 车床的主参数（规格尺寸）和基本参数表 机床最大加工直径 最高转速 最低转速 电机功率 P（kW） 公比nmax(rmin) 1400 nmin(rmin) 31.5 ? 转速级数Z Dmax(mm) 400 4 1.41 12 第三章 运动设计
3.1 拟定传动方案
拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、换向、制动、操纵等整个传动系
统的确定。传动型式则指传动和变速的元件、机构以及其组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定传动方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济性等多方面统一考虑。
3.2 确定变速组及各变速组中变速副数目
级数为Z的变速系统由若干个顺序的变速组组成，各变速组分别有Z?、Z?……个变速副。即
Z?Z1Z2Z3??。变速副中由于结构的限制以2或3为合适，即变速级数Z应
ab为：Z?2?3 ，可以有三种方案：
12?3?2?212?2?3?212?2?2?3
3.3 结构式的拟定
对于12=3×2×2传动式，有6种结构式和对应的结构网。分别为：
12?31?23?2612?34?21?22
12?31?26?23
12?32?21?26
12?32?26?225
12?34?22?21