CA6140普通车床传动系统课程设计说明书.doc
一、设计题目：设计一台加工直径最大范围是320mm的普通车床的主传动系统。主要参数：1、转速范围:N=40-1800 (r/min)2、转速级数:Z=123、电机功率：P=4KW被加工零件的材料：钢、铸铁刀具材料：高速钢、硬质合金二、设计目的： 1、培养综合运用和巩固扩大已学过的知识，以提高理论联系实际的设计与计算能力。 2、培养收集、阅读、分析和运用资料的能力，以提高能够独立工作的综合素质能力。3、使初步掌握机床设计的步骤与方法，以提高结构设计和编制技术文件的能力。4、使熟练掌握计算机辅助设计、主轴组件优化设计和主轴刚度的校核计算等，以提高运用现代设计方法的能力。5、此设计过程是毕业设计教学环节实施的技术准备。三、设计内容与基本要求：（一）设计内容：.运动设计（1）传动方案设计（集中传动，分离式传动），（2）转速调速范围；（3）公比：大公比，小公比以及混合公比；（4）确定结构网和结构式：传动副：前多后少，前密后疏。超速级解决方案：a.增加变速组，b.采用分枝传动和背轮机构；（5）绘制转速图：降速：前缓后急。升速：前急后缓；（6）三角带设计:确定变速组齿轮齿数；（7）绘出传动系统图；.动力设计（1）传动件的计算转速：各轴，各齿轮（2）传动轴轴径（3）齿轮模数（4）主轴设计：轴径（前径，后径），内孔直径，前端前伸量a(粗选：100-120)，支撑形式，计算合理支撑跨距L.结构设计 .校核一个齿轮（最小的），校核主轴（弯矩，扭矩）（二）基本要求： 1、根据设计任务书要求，合理的确定尺寸、运动及动力等有关参数。2、正确利用结构式、转速图等设计工具，认真进行方案分析。3、正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家标准规定。说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整。4、绘制图纸，主轴箱展开图1张。四、设计参数：序号加工最大直径主轴转速系列（r/min）驱动电动机功率与同步转速1320mm1800,1250,900,630,450,315，224,160,112,80,56,404kw,1440r/min五、运动参数设计（1）传动方案设计（选择集中传动方案）（2）转速调速范围（3）选用混合公比（4）确定结构网和结构式： （5）确定变速组齿轮齿数 1先计算第一扩大组的齿轮的齿数第一扩大组的降速比分别为：， 故齿数最小的齿轮在降速比为之中，查表取，则，则，2基本组的降速比分别是：，故齿数最小的齿轮在降速比为之中，计算有，则，3第二扩大组的降速比分别是，故齿数最少的齿轮在之中，查表有，则.（6）传动系统图如下：（7）绘制转速图： 如下图所示六、动力参数设计(1)传动件的计算转速 .主轴的计算转速：是低速第一个三分之一变速范围的最高一级转速，即nj=80r/min。.各轴的计算转速如下：轴序号电I计算转速（r/min）144064032016080.最小齿轮的计算转速如下：轴序号及最小齿轮齿数（24）(28)(21)(35)计算转速（r/min）64032016080(2)计算各传动轴的输出功率 (3)计算各传动轴的扭矩 七、轴径设计及键的选取.轴：，取带入公式： 有，,轴加大以保证轴的稳定。圆整取选平键：108 .轴：，取带入公式： 有，,轴加大以保证轴的稳定。圆整取 选平键：108.轴：，取带入公式： 有，,轴加大以保证轴的稳定。圆整取选平键：108 .轴：选择主轴前端直径，后端直径取，则平均直径。对于普通车床，主轴内孔直径,考虑为增强主轴的弯矩适当缩小内孔径故本例之中，主轴内孔直径取为支承形式选择两支撑，初取悬伸量，支撑跨距。 选择平键连接，。主轴(轴)图：八、带轮设计（1）确定计算功率: ,K为工作情况系数，可取工作8小时，取K=1.0 （2）选择三角带的型号: 由和查表选择B型带（3）取，则（4）核算胶带速度V （5）初定中心矩，圆整取500mm。（6）计算胶带的长度 取 （7）计算实际中心距，圆整取520mm.（8）核算小带轮的包角 .（9）确定胶带的根数Z， ，取三根带。带轮图：九、计算齿轮模数 (1)模数的确定：a.传动组：计算最小齿轮分度圆直径其中: -公比 ； = 4； -电动机功率； = 4KW； -齿宽系数； -齿轮传动许允应力; -计算齿轮计算转速。 ， 取= 605,安全系数S = 1。 由应力循环次数选取 所以模数 m=d/z=46.75/21=2.3, 取m=3。 十、各级转速校核各级实际转速(r/min)78.9157.9315.9631.6各级标准转速(r/min)80160320640误差1.41.31.31.3以上各级的转速误差全部满足十一、齿轮校核轴号IIIIIIIV齿数3024364248364928355670213584模数3分度圆直径90721081261441081478410516821063105252齿顶圆直径96781141321501141539011117421669111258齿根圆直径82.564.5100.5118.5136.5100.5139.576.597.5160.5202.555.597.5244.5齿根高3.75齿顶高3齿高6.75中心距108126157.5齿宽2424242020242424202024302034（1） 从上表可知轴到轴的最小齿轮齿数为24 查设计手册可得以下数据： .接触应力： ， 为传递的额定功率（KW）将以上数据代入公式可得.弯曲应力： ， 将以上数据代入公式可得（2）从上表可知轴到轴的最小齿轮齿数为28 查设计手册可得以下数据： .接触应力： ， 为传递的额定功率（KW）将以上数据代入公式可得.弯曲应力： ， 将以上数据代入公式可得（3）从上表可知轴到轴（主轴）的最小齿轮齿数为21 查设计手册可得以下数据： .接触应力： ， 为传递的额定功率（KW）将以上数据代入公式可得.弯曲应力： ， 将以上数据代入公式可得十二、主轴校核（a） 主轴的前端部挠度（b） 主轴在前轴承处的倾角（c） 在安装齿轮处的倾角 E取为， ，由于小齿轮的传动力大，这里以小齿轮来进行计算将其分解为垂直分力和水平分力由公式可得主轴载荷图如下所示：由上图可知以下数据：a=364mm,b=161mm,l=525mm,c=87mm计算（在垂直平面）,，计算（在水平面）,，合成：十三、轴承的选取（1） 带轮：由于带轮不承受轴向力，故选用深沟球轴承，型号：6211。（2） 轴：轴的前后端与箱体外壁配合，配合处传动轴的轴径是35mm，同时轴也不会承受轴向力，故也选用深沟球轴承，型号：6207。（3） 轴：轴径:30mm,采用角接触轴承，型号：7206C。（4） 轴：轴径:40mm,采用角接触轴承，型号：7208C。（5） 轴（主轴）：主轴是传动系统之中最为关键的部分，因此应该合理的选择轴承。轴径: 55mm，从主轴末端到前端依次选择轴承为圆柱滚子轴承，型号：N211B;角接触轴承，型号：7211C; 轴径:75mm,圆柱滚子轴承，型号：1215，其示意图如下图： 小结为期两周的课程设计已经结束了，拿着自己设计出来的车床，心中激动万分，顿时感觉自己的设计能力已经达到了优秀的设计师的水平。说实话，课程设计真的很复杂很累。不过，通过课程设计，使我深深体会到，干任何事情都必须要耐心，细致。课程设计过程中，许多计算有时难免令我感到有些心烦意乱：有两次因为我的不小心计算出错，只能毫不情愿地重头再来。课程设计是机械设计当中的非常重要的环节，虽然两周时间略显得仓促一些。但从中还是学到了不少的东西！由于自己平时积累太少，再加上没有什么设计经验，在设计过程中，还是出现了不少的问题。虽然我在规定的时间内克服种种困难并完成任务，但还是难免有些疏忽和遗漏的地方。不过，我坚信在以后的设计工作中，一定能做的更好、更出色！参考文献：【1】.机械零件手册 高等教育出版社【2】.金属切削机与机床 西安电子科技大学出版社【3】.机械制造装备设计课程指导书【4】.机械设计基础 华南理工大学出版社 【5】.互换性技术 华南理工大学出版社普通车床主传动系统设计说明书 系别：机械工程系专业：机械设计与制造 学号：200703120310 姓名：杨亮亮 日期：2009年7月1日目录一、设计题目1二、设计目的1三、设计内容与基本要求1四、设计参数3五、运动参数设计3六、动力参数设计5七、轴径设计及键的选取6八、带轮设计7九、计算齿轮模数9十、各级转速校核10十一、齿轮校核10十二、主轴校核13十三、轴承的选取16十四、小 结17参 考 书 籍17
