课 程 设 计 说 明 书
目录
1. 概 述----------------------------------------------------------------------------2 1.1机床课程设计的目的--------------------------------------------------------2 1.2铣床的规格系列及用处-----------------------------------------------------2 2．参数的拟定--------------------------------------------------------------------2 2.1确定极限转速与转速范围--------------------------------------------------2 2.2主电机选择--------------------------------------------------------------------3 2.3确定公比-----------------------------------------------------------------------3 3. 传动设计------------------------------------------------------------------------3 3.1传动方案拟定-----------------------------------------------------------------3 3.2传动结构式﹑结构网的选择-----------------------------------------------4 3.3转速图的拟定-----------------------------------------------------------------5 3.4传动系统图的绘制-----------------------------------------------------------7 4. 传动件的估算----------------------------------------------------------------13 4.1传动轴的估算---------------------------------------------------------------13 5. 传动设计----------------------------------------------------------------------16 5.1主轴刚度验算---------------------------------------------------------------16 5.2齿轮校验---------------------------------------------------------------------18 5.3轴承的校验------------------------------------------------------------------19 5.4主轴组件设计---------------------------------------------------------------20 5.5润滑与密封------------------------------------------------------------------22 6. 总结与参考文件-------------------------------------------------------------23
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1 概述
1.1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 1.2 铣床的规格系列和用处
普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。
铣床的主参数（规格尺寸）和基本参数：
正转最低转速
nmin
正转最高转速 nmax
电机功率
N
公比
?
转速级数Z
( rmin)
( rmin) （kw） 1800
5.5
1.26
12
140
2 参数的拟定
2．1确定极限转速与转速范围
nmaxnmin由任务书已给，得Rn=12.8.
?Rn，Rn??z??
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2．2主电机选择
合理的确定电机功率N，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。
已知电动机的功率是5.5KW，根据《铣床设计手册》附录表2选Y132-4，额定功率2.2kw，转速1420 rmin，最大额定转距2.2,效率81%
2．3 确定公比
由于任务书以给定的变速级数为 Z=12，且转速数列一般为公比一定的等比数列，则有：
nz??z?1?nmax ??nmaxz?1nmin?111250100?1.26
由表查得转速的标准数列为：
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250
因为机床的主传动系统的变速组大多采用双联或三联齿轮，因此转速记级
数宜为2、3因子的乘积，即Z=3为宜。其中m、n为整数。
3 传动设计
3．1主传动方案拟定
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、性能及经济等多方面统一考虑。
传动方案有多种，传动型式更是众多，比如：传动型式上有集中传动，分离传动；扩大变速范围可用增加传动组数，也可用背轮结构、分支传动等型式；变速箱
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上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。
显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。此次设计中，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。
3．2 传动结构式、结构网的选择
结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。 3 .2. 1确定传动组及各传动组中传动副的数目
级数为Z的传动系统由若干个顺序的传动组组成，各传动组分别有Z?、
Z?、??个传动副。即Z?Z1Z2Z3??
传动副中由于结构的限制以2或3为合适，即变速级数Z应为2和3的因
子：Z??a??b ，可以有三种方案： 12=3×2×2；12=2×3×2；12=2×2×3 3. 2. 2 动式的拟定传
12级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能。
在Ⅰ轴如果安置换向摩擦离合器时，为减少轴向尺寸，第一传动组的传动副数不能多，以2为宜。
主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用2。 综上所述，传动式为12=3×2×2。 3. 2. 3 结构式的拟定
对于12=2×3×2传动式，有6种结构式和对应的结构网。分别为：
12?31?23?26， 12?32?21?26， 12?32?26?21， 12?31?26?23 12?34?22?22 12?34?22?21
初选12?31?23?26的方案。
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3. 3 转速图的拟定 3. 3. 1 分配总将速传动比
然后终将速比按“先缓后急”的原则分配给串联的各变速组中的最小传动比。降速时，为防止被动齿轮的直径过大而增大箱体的径向尺寸，同常限制最小的传动比 imin?1申速时，为使传动平稳，常限制最大的传动比 imax?2。
43. 3. 2 各轴传动比的分配
所选的三个传动组为 a 、b 、c ,变速机构共需四轴，加上电动机轴，共五轴。主轴共12级转速，中间走的转速可由主轴的转速向前推，即先确定Ⅲ轴的转速：
传动组c 的变速范围 ?6?1.266?4 由于是十二级传动估可分配的传动比为： uc1??21?1.58, uc2?1?4?12.52
这样Ⅲ轴的最大转速范围为 250---500r/min.
随后确定Ⅱ轴的转速。传动级比指数是3，即向隔三格，由于极限传动比的限制，轴Ⅱ的最高转速可达630. 800. 1000r/min，最低为 315. 400 500 r/min ,为避免从Ⅱ轴到Ⅲ轴的升速，又不可使传动比过小，使Ⅱ轴转速过高，轴间尺寸过大，可取 ub1?11?1, ub2?1?3?12
这样Ⅱ轴的转速确定为 500 630 800r/min 。同样Ⅰ轴可取:
ua1?1?1, ua1?11???11.26 ，ua3?1?2?11.262
这样就确定Ⅰ轴转速为800r/min 。电动机轴与Ⅰ轴之间也选用齿轮传动，传动比 i=1420/800=1.8。 有上面得到的可画转速图如下图所示：
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