机械加工设备课程设计.doc

贵州大学机械工程学院机制专业 机械加工设备课程设计任务书 设计题目：中型普通车床主轴变速箱设计 设计参数： 床身上最大工件回转直径：400mm 主电机功率：4KW 主轴最高转速：1400r/min 主轴最低转速：31.5r/min 设计要求 主轴变速箱传动设计及计算 主轴变速箱结构设计 绘制主轴变速箱装配图 编写设计说明书 设计时间 开始：2012年01月02日 结束：2012年01月13 日 学生姓名：胡志恒 指导教师：闫建伟 一、传动设计 1.1电机的选择 （1）床身上最大回转直径：400mm （2）主电机功率：4KW （3）主轴最高转速：1400r/min 参考《机床主轴变速箱设计指导》（以下简称《设计指导》）P16选择Y132S-4型三相异步电动机。 1.2运动参数 变速范围 Rn=＝1400/31.5=44.4＝ 对于中型车床， 此处取＝1.41 得转速级数Z=12。查《设计指导》P6标准数列表得转速系列为：1400、1000、710、500、355、250、180、125、90、63、45、31.5r/min。 1.3拟定结构式 1.3.1 确定变速组传动副数目 实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合： 在上列两行方案中，第一行的方案有时可以节省一根传动轴，缺点是有一个传动组内有四个传动副。如用一个四联滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；如果用两个双联滑移齿轮，操纵机构必须互锁以防止两个双联滑移齿轮同时啮合，所以少用。 根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，方案是可取的。 1.3.2确定变速组扩大顺序 12=2×3×2的传动副组合，其传动组的扩大顺序又可以有以下6种形式： A、12=21×22×36 B、12=21×24×32 C、12 =23×21×36 D、12=26×21×33 E、12=22×24×31 F、12=26×22×31 根据级比指数要“前疏后密”的原则，应选用方案A。然而，然而，对于所设计的机构，将会出现两个问题： ① 第一变速组采用降速传动（图a）时，由于摩擦离合器径向结构尺寸限制，在结构上要求有一齿轮的齿根圆大于离合器的直径，使得Ⅰ轴上的齿轮直径不能太小，Ⅱ轴上的齿轮则会成倍增大。这样，不仅使Ⅰ-Ⅱ轴间中心距加大，而且Ⅱ-Ⅲ轴间的中心距也会加大，从而使整个传动系统结构尺寸增大。这种传动不宜采用。 ② 如果第一变速组采用升速传动（图b），则Ⅰ轴至主轴间的降速传动只能由后两个变速组承担。为了避免出现降速比小于允许的极限值，常常需要增加一个定比降速传动组，使系统结构复杂。这种传动也不是理想的。 如果采用方案C、12 =23×31×26（图c） 则可解决上述存在的问题。 其结构网如下图所示： 1.4拟定转速图 1.4.1验算传动组变速范围 检查传动组的变速范围时，只检查最后一个扩大组： 其中，， 所以 ，合适。 所以转速图拟定如下： 1.5确定齿轮齿数 查《金属切削机床》表8－1各种传动比的适用齿数求出各传动组齿轮齿数如下表： 变速组 第一变速组a 第二变速组b 第三变速组c 齿数和 72 60 100 齿轮 Z1 齿数 24 48 19 53 40 20 30 30 20 40 66 34 20 80 传动过程中，会采用三联滑移齿轮，为避免齿轮滑移中的干涉，三联滑移齿轮中最大和次大齿轮之间的齿数差应大于4。所选齿轮的齿数符合设计要求。 1.6确定带轮直径 1.6.1确定计算功率Pca 由《机械设计》表8－7查得工作情况系数=1.1故 Pca ＝P＝1.1×4＝4.4KW 1.6.2选择V带类型 据Pca、的值由《机械设计》图8－10选择A型带。 1.6.3确定带轮直径并验算带速V 由《机械设计》表8－6、表8－8，取基准直径＝112mm。 验算带速V V ＝π/(60×1000)＝π×90×1440/(60×1000)＝8.44m/s 因为5m/s＜V＜30m/s,所以带轮合适。 定大带轮直径 ＝i（1－ε）＝（1440/630）×112×（1－0.02）＝250.88mm ε――带的滑动系数，一般取0.02 据《机械设计》表8－8，取基准直径＝250mm。 1.7验算主轴转速误差 主轴各级实际转速值用下式计