普通車床主傳動系統(tǒng)(附設計圖)
普通車床主傳動系統(tǒng)(附設計圖),普通,車床,傳動系統(tǒng),設計圖
機 床 主 傳 動 設 計 說 明 書
普通車床主傳動系統(tǒng)設計說明書
一、 設計題目：設計一臺普通車床的主傳動系統(tǒng)，完成變速級數(shù)為8-12級。
二、 設計目的：
1：通過設計實踐，掌握機床主傳動系統(tǒng)的設計方法。
2：培養(yǎng)綜合運用機械制圖、機械設計基礎、及結(jié)構(gòu)工藝等相關(guān)知識，進行工程設計的能力。
3：培養(yǎng)使用手冊、圖冊、有關(guān)資料及設計標準規(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)設計教學環(huán)節(jié)實施的技術(shù)準備。
三、設計內(nèi)容與基本要求：
設計內(nèi)容：
（一）運動設計
（1）傳動方案設計（集中傳動，分離式傳動）
（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）傳動副：前多后少，前密后疏，（2）超速級解決方案：a:增加變速組，b:采用分枝傳動和背輪機構(gòu)
（5）繪制轉(zhuǎn)速圖：（1）降速：前緩后急（2）升速：前急后緩
（6）三角帶設計:確定變速組齒輪齒數(shù)
（7）繪出傳動系統(tǒng)圖
（二）動力設計
（1）傳動件的計算轉(zhuǎn)速：各軸，各齒輪
（2）傳動軸軸徑
（3）齒輪模數(shù)
（4）主軸設計：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，計算合理支撐跨距L
（三）結(jié)構(gòu)設計
（四）校核一個齒輪（最小的），校核主軸（彎矩，扭矩）
基本要求：
1：根據(jù)設計任務書要求，合理的確定尺寸、運動及動力等有關(guān)參數(shù)。
2：正確利用結(jié)構(gòu)式、轉(zhuǎn)速圖等設計工具，認真進行方案分析。
3：正確的運用手冊、標準，設計圖樣必須符合國家標準規(guī)定。說 明書力求用工程術(shù)語，文字通順簡練，字跡工整。
4：完成主傳動系統(tǒng)圖1張和機床正反轉(zhuǎn)控制電氣原理圖1張。
四、設計參數(shù)：
序號
加工最大直徑
主軸轉(zhuǎn)速系列（r/min）
驅(qū)動電動機功率與同步轉(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)作為設計數(shù)據(jù))
五、運動參數(shù)設計
（1）傳動方案設計（選擇集中傳動方案）
（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．先計算第一擴大組的齒輪的齒數(shù)
第一擴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）傳動系統(tǒng)圖如下：
六、動力參數(shù)設計
（1）傳動件的計算轉(zhuǎn)速
主軸的計算轉(zhuǎn)速：，取主軸的計算轉(zhuǎn)速為125r/min。
各軸的計算轉(zhuǎn)速如下：
軸序號
電
１
2
3
主
計算轉(zhuǎn)速（r/min）
1440
1000
500
177
125
最小齒輪的計算轉(zhuǎn)如下：
軸序號及最小齒輪齒數(shù)
1（22）
2(22)
3(20)
主(50)
計算轉(zhuǎn)速（r/min）
1000
500
180
125
(2)計算各傳動軸的輸出功率
(3)計算各傳動軸的扭矩
（n.mm）
（n.mm）
（n.mm）
（n.mm）
七、軸徑設計及鍵的選取
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、帶輪設計
（1）確定計算功率:
,K為工作情況系數(shù)，可取工作8小時，取K=1.0
（2）選擇三角帶的型號:
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）計算膠帶的長度
取
（7）核算膠帶的彎曲次數(shù)
（8）計算實際中心距
，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、計算齒輪模數(shù)
45號鋼整體淬火，
按接觸疲勞計算齒輪模數(shù)m,查表計算可得
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、各級轉(zhuǎn)速校核
各級實際轉(zhuǎn)速r/min
44
89
125
177
250
360
500
1000
各級標準轉(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
查設計手冊可得以下數(shù)據(jù)：
接觸應力：
，
[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
查設計手冊可得以下數(shù)據(jù)：
接觸應力：
，
[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
查設計手冊可得以下數(shù)據(jù)：
接觸應力：
，
[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，
，
由于小齒輪的傳動力大，這里以小齒輪來進行計算
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
計算（在垂直平面）
,,
，，
，，
計算（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：210。
（2） 一軸：一軸的前后端與箱體外壁配合，配合處傳動軸的軸徑是25mm，同時一軸也不會承受軸向力故也選用深溝球軸承，型號：205。
（3） 二軸：二軸與一軸相似，但是由于工作過程之中傳動可能右誤差，二軸會承受軸向力，因此二軸與外壁配合處采用圓錐滾子軸承，型號：7206E。
（4） 三軸：三軸與外壁配合處采用圓錐滾子軸承，型號：7207E。
（5） 主軸：主軸是傳動系統(tǒng)之中最為關(guān)鍵的部分，因此應該合理的選擇軸承。
從主軸末端到前端依次選擇軸承為圓錐滾子軸承，型號：7214E;推力球軸承，型號：38215；圓柱滾子軸承，型號：3182113，其示意圖如
十四、電氣設計
（1） FU1，F(xiàn)U2，F(xiàn)U3，F(xiàn)U4，F(xiàn)U5為熔斷器，起短路保護。
（2） FR為熱繼電器。起過載保護。
（3） KM1，KM2為主電機M的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的接觸器。
（4） SB為停止開關(guān)。
（5） SB1為電機正轉(zhuǎn)開關(guān)。
（6） SB2為電機反轉(zhuǎn)開關(guān)。
（7） HL1，HL2分別為電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的指示燈。
（8） EL為照明燈。
參考書籍：
【1】.金屬切削機床課程設計指導書 哈爾濱工業(yè)大學出版社
【2】.金屬切削機床設計指導 上海交通大學出版社
【3】.機床設計手冊（兩冊共四本） 機械工業(yè)出版社
【4】.機床設計圖冊 上?？茖W技術(shù)出版社
【5】.金屬切削機床設計 上?？茖W技術(shù)出版社
【6】.機械課程設計 浙江大學出版社
【7】.機械設計（第四版） 高等教育出版社
【8】.機械制造裝備 中國鐵道出版社
【9】.機械制圖 高等教育出版社
【10】.機床電力拖動與控制 西南交通大學出版社
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