机械制造装备备设计课程设计普通卧式车床主轴传动系统设计.doc

机械制造装备备设计课程设计 车床组件设计专业：机械制造及自动化姓名： 日期：2007-11-5机械制造装备备设计课程设计任务书题目：普通卧式车床主轴传动系统设计主要技术参数：1. 最大加工直径： 400 2. 主电机功率： N=5KW 3. 主轴转速： 12级 4. 主轴最高转速： nmax=1250rin/min 5. 公比： 1.41 指导教师： 谈仁年 姓名： 准考证号：414204300927设计日期：2007年10月至2007年11月 目 录第一章 主传动系统的运动方案选择与运动设计 1第一节 机床的工艺特性 1第二节 主轴运动参数 1第三节 传动方案设计 2第四节 传动件尺寸确定 3第五节 电机功率及型号选择 3第二章 主传动系统的动力设计 3 第一节 主轴结构参数设计3 第二节 主轴组件强度验算4第三章 主轴组件图7第一章 主传动系统的运动方案选择与运动设计第一节 机床的工艺特性一、 机床工艺范围针对某工厂欲生产天文望远镜，由于产量不大，配件繁多复杂，工序需尽量集中，要求机床具有较宽的加工范围，对加工效率和自动化程度的要求不高等，宜设计一款通用机床以适应其生产需求。二、 刀具类型：需配套各种加工外圆、镗内孔以及车削螺纹的刀具。三、 工件材料：45#钢四、 工件尺寸范围：外圆直径100mm第二节 主轴运动参数一、 主轴最高转速：nmax=1250rin/min二、 主轴最低转速：nmin=28rin/min三、 最大功率：N=5KW四、 转速级数：Z=12级五、 速比：=1.41第1页第三节 传动方案设计一、 系列转速为（rin/min）：28、40、56、80、112、160、224、315、450、630、900、1250 二、 传动结构式：Z=31X23X26三、 转速图如下 四、传动系统图第2页第四节 传动件尺寸确定一、 各齿轮齿数：见上传动系统图二、 带轮直径: 100-300第五节 电机功率及型号选择一、电机 根据设计要求，主电机功率取最大切削功率的1.25倍即为5KWX1.25=6.25KW即6.5KW交流异步电动机第二章 主传动系统的动力设计第一节 主轴结构参数设计一、 主轴前端轴径D1 D1=0.25 Dmax±15 取D1=120mm二、 主轴平均直径D 根据D1=（1.11.15）D 取D=110mm三、后轴径D2 D2=(0.70.8) D1 取D2=90mmK0K4K0四、内孔直径d第3页K 根据计算式 =1（ ） 得d（0.550.6）D 取d=54mm五、主轴前端悬伸量a取a =1.12D1 =115mm六、支承的跨距（最佳跨距L0，合理跨距L合理=（0.751.5）L01）采用前端配置型式，前支承选用2268122型双向推力角接球轴承及3182124双列圆柱滚子轴承，后轴承采用3182118型双列圆柱滚子轴承。查机械手册可得前轴承刚度 K1=1.4×2.1×D11.4=25.2×105N/mm K2=1.4×1.7×D21.4=14×105N/mmK1K2EIK1a32）= ,K12= =1.8取E=2X105 I=3.14(D4-d4)/64=6.46x105mm4 截面积A=3.14(D2-d2)/4=6185mm2代入上式得=0.513）根据判别式9/8（1+ K12）2 =8.82故L0a3333(1+ K12) = ( 3(1+) + 3(1+) )89（1+ K12）其中=1- =0.91求得最佳跨距L0=313mm。所以L合理=（0.751.5）L0 取L合理=300mm第二节 主轴组件强度验算第4页一、 主轴端部绕度的验算1） 切削力F作用下产生的绕度yF的计算yFa33EILaaEAaL1K11aL1K21aL计算式为：= (1+ )+x (1+ ) + (1+ ) 2+ ( )2式中：a=100mm E=2X105 I=6.46x105mm4L=300mmK1=25.2×105N/mmPmVX103K2=14×105N/mmFFZ= =6.96KN代入上式得： yv = yz=0.12mm因为FY = 0.4Fz ,所以yFH =yFy=0.4 yFz=0.048mm2）3）4） 待添加的隐藏文字内容2传动力Q作用下主轴前端绕度yQ的计算Qbc(L+c)a6EILQK1bLQabK2L2aL计算式yQ= + (1 )(1+ ) 令上式yQ=0 将b+c=L=300代入上式得b=200mm c=100mm继续代入得yQ=0.04mm第5页yQ1.41所以yQv =yQH= =0.028mm结合以上得yv= yFy +yQv=0.148mmyH=yFH+ yQH=0.076mm22y= yH +yv =0.166mm<y=0.0002L=0.6mm 所以绕度足够小二、 主轴转角的验算FLa1） 前支承A处转角3EI由切削力F引起的AF= =2.378x10-5Qbc(L+c)6EIc由传动力Q引起的AQ= =5.7x10-5AFV=0.6AFV=1.43 x10-5 AQV=0.707AQ=4.03 x10-5 AFH=0.4AFV=0.95 x10-5 AQH=AQV=4.03 x10-5 V=AFV+AQV=4.46 x10-5 H=AFH+AQH=4.98 x10-5 22所以Amax = H +v =0.0006rad<=0.001radFLa3EI2） 后支承B处转角由切削力F引起的BF= =2.378x10-5Qbc(L+c)6EIc由传动力Q引起的BQ= =5.7x10-5第6页根据以上方法同样可算得Bmax<第三章 主轴组件图 第7页