《机械制造装备设计》课程设计-最大加工直径为Ф400 mm的普通卧式车床的主传动系统的变速箱部件设计.doc

长春工业大学 课程设计说明书 课程设计名称 《机械制造装备设计》课程设计 专业 机械制造及自动化 班级 100104班 学生姓名 指导教师 2014年12月12 目录 1前言 1 1.1设计任务 1 1.1.1主要技术参数 1 1.1.2工艺要求 1 1.2设计内容 1 1.2.1运动设计 1 1.2.2动力计算 1 1.2.3绘制图纸 1 1.2.4编写设计说明书1份 1 2传动方案的拟定及说明 2 2.1车床主参数和基本参数 2 2.2拟定参数的步骤和方法 2 2.2.1主轴级数的拟定 2 2.2.2主电机功率——动力参数的确定 3 3运动设计 4 3.1传动结构式、结构网的选择确定 4 3.1.1传动组及各传动组中传动副的数目 4 3.1.2传动系统扩大顺序的安排 5 3.1.3绘制结构网 6 3.1.4转速图的绘制 6 3.2齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制 7 3.2.1齿轮齿数的确定的要求 7 3.2.2 变速传动组中齿轮齿数的确定 8 3.2.3验算主轴转速误差 10 3.2.4绘制主传动系统图 10 4传动件的设计 11 4.1 带轮的设计 11 4.2齿轮模数的估算和计算 13 4.2.1确定计算转速 13 4.2.2轴和齿轮的传递功率 14 4.2.3计算齿轮模数 14 4.2.4齿宽的确定 15 4.2.5各轴间中心距的确定 16 4.3传动轴直径的初算 16 4.4主轴轴径的确定 17 5验算主要零件 17 5.1齿轮模数验算 17 5.1.1齿面接触疲劳强度计算 17 5.1.2齿根弯曲疲劳强度验算 18 5.2传动轴刚度的验算 18 5.2.1计算轴的平均直径，画出计算简图 18 5.2.2计算该轴传递的扭矩 18 5.2.3求作用在装齿轮处B的力 18 5.2.4求作用在装齿轮处C的力 19 5.2.5计算装齿轮处的挠度 19 5.2.6计算轴承处的倾角 20 5.3轴承寿命验算 22 6参考文献 24 7心得体会 24 1前言 1.1设计任务 最大加工直径为Ф400 mm的普通卧式车床的主传动系统的变速箱部件设计 1.1.1主要技术参数 主电机功率P（kw） 主电机转速n电（r·min-1） nmax（r/min） nnim（r/min） 公比φ 5 1450 1250 28 1.41 1.1.2工艺要求 （1）要求主轴正反转； （2）加工工件的材料为钢铁； （3）采用硬质合金刀具； （4）机床精度等级为普通级。 1.2设计内容 1.2.1运动设计 根据给定的转速主传动的结构网、转速图、传动系统图、计算齿轮齿数。 1.2.2动力计算 选择电动机型号，对主要零件（如带轮、齿轮、主轴、传动轴、轴承等）进行计算（初算和验算）。 1.2.3绘制图纸 （1）机床主传动系统图（画在说明书上）。 （2）主轴箱部件展开图及主剖面图。 （3）主轴零件图 1.2.4编写设计说明书1份 2传动方案的拟定及说明 2.1车床主参数和基本参数 普通机床的规格和类型有系列型号作为设计时应该遵照的基础。因此，对这些基本知识和数据作些简要介绍。本次设计的是普通型车床主轴变速箱。主要用于加工回转体 主电机功率P（kw） 主电机转速n电（r·min-1） nmax（r/min） nnim（r/min） 公比φ 5 1450 1250 28 1.41 表2.1车床的主参数（规格尺寸）和基本参数表 2.2拟定参数的步骤和方法 2.2.1主轴级数的拟定 由设计任务已知：机床主轴极限转速为 公比： 转速范围 转速范围 整理得 最后得级数为12级 因为：查表[1]p83表2-4得，查表[1]p83表2-5首先找到40，然后每跳过5个数取一个数，即可得到公比为1.41的数列：28、40、56、80、112、160、224、315、450、630、900、1250共12级转速。 综合上述可得：主传动部件的运动参数 2.2.2主电机功率——动力参数的确定 合理地确定电机功率N，使机床既能充分发挥其性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。 选择电动机的原则有两点： ①考虑电动机的主要性能（启动、超载及调速等）、额定功率大小、额定转速及结构型式等方面要满足生产机械的要求。 ②在以上前提下优先选用结构简单、运行可靠、维护方便又价格合理的电动机。 中型普通车床典型重切削条件下的用量 刀具材料：硬质合金钢，工件材料45号钢，切削方式：车削外圆 查表[2]p45表2-4可知：切深ap 3.5mm 进给量f s 0.35mm/r 切削速度V 90m/min 功率估算法用的计算公式 a：主切削力的计算 b：切削功率的计算 c:估算主电机功率 依照一般情况，取机床变速效率 0.8. 根据[3]《机械设计师手册》Y系列（IP44）封闭