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铣床主轴箱设计说明书 1 概述 1.1 铣床主轴箱设计的目的 课程设计是在金属切削机床课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。 1.2 机床的规格系列和用处 普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。本次设计的是普通铣床主轴变速箱。 2 参数的拟定 2.1 公比选择 已知最低转速nmin=125rpm，最高转速nmax=1600rpm，变速级数Z=12， 转速调整范围：Rn= nmax/ nmin=1600/125=12.8，Rn=ψZ-1 , ψ=1.26 2.2 转速系列的选择 根据最低转速nmin=125rpm，最高转速nmax=1600rpm，公比ψ=1.26，查课本表7-1选出标准转速数列：125，160，200，250，315，400，500，630，800，1000，1250，1600等12级。 2.3 主电动机选择 合理的确定电机功率N，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。 已知电动机的功率是1.5KW，根据《金属切削机床设计指导书》选Y90L-4，额定功率1.5KW，同步转速1500r/min。 3 传动设计 3.1 主传动方案拟定 拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、换向、制动、操纵等整个传动系统的确定。传动型式则指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。 传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定传动方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。 传动方案有多种，传动型式更是众多，比如：传动型式上有集中传动，分离传动；扩大变速范围可用增加传动组数，也可用背轮结构、分支传动等型式；变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。 显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。此次设计中，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。 3.2 传动结构式、结构网的选择 结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。 3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目 级数为Z的传动系统由若干个顺序的传动组组成，各传动组分别有、、…… 传动副。即 本设计中传动级数为Z=12。传动副中由于结构的限制以2或3为合适，本课程设 选择方案： 12 = 4×3 12 = 3×4 12 = 3×2×2 12 = 2×3×2 12 = 2×2×3 第一行方案有时可以省掉一根轴。缺点是有一个传动组内有四个传动副。如果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，则操纵机构必须互锁以防止两个滑移齿轮同时啮合。所以一般少用。 第二行的三个方案可根据下述原则比较：从电动机到主轴，一般为降速传动。接近电动机处的零件，转速较高，从而转矩较小，尺寸也就较小。如使传动副较多的传动组放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可以少些，就省材料了。这就是“前多后少”的原则。从这个角度考虑，以取 12 = 3×2×2 的方案为好。 3.2.2 结构式、结构网的拟定 对于12=3×2×2传动式，有6种结构式和对应的结构网。分别为： (1)传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围 在降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比 ；在升速时为防止产生过大的噪音和震动常限制最大转速比。在主传动链任一传动组的最大变速范。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小。检查传动组的变速范围时，只检查最后一个扩大组： 其中，上述前四种方案中，， ，又 ψ=1.26，则R2=1.266=4Rmax，是可行的。后四种方案，X2=4，P2=3，R2=1.268=6.35Rmax，可行。 （2）基本组和扩大组的排列顺序 方案a的中间传动轴变速范围最小，故方案1最佳。根据级比指数分配使传动顺序与扩大顺序相一致，确定方案为：。从而确定结构网如图1所示： 图1 结构图 3.2.3转速图的拟定 上述所选定的结构式共有三个传动组，变速机构共需4轴，加上电动机共5轴，故转速图需5条竖线，如下图所示。在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按传动