车床主轴箱设计---参考

中北大学 信息商务学院 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 学生姓名学 号 系机械自动化系 专业机械设计制造及其自动化 题目机床课程设计 车床主轴箱设计 指导教师指导教师马维金马维金职称职称 教授教授 黄晓斌黄晓斌职称职称 副教授副教授 2013 年 12 月 28 日 中北大学课程设计说明书 目录目录 一、传动设计一、传动设计 1.11.1 电机的选择电机的选择 1.21.2 运动参数运动参数 1.31.3 拟定结构式拟定结构式 1.3.11.3.1 确定变速组传动副数目确定变速组传动副数目 1.3.21.3.2 确定变速组扩大顺序确定变速组扩大顺序 1.41.4 拟定转速图验算传动组变速范围拟定转速图验算传动组变速范围 1.51.5 确定齿轮齿数确定齿轮齿数 1.61.6 确定带轮直径确定带轮直径 1.6.11.6.1 确定计算功率确定计算功率 PcaPca 1 .6.21 .6.2 选择选择 V V 带类型带类型 1.6.31.6.3 确定带轮直径基准并验算带速确定带轮直径基准并验算带速 V V 1.71.7 验算主轴转速误差验算主轴转速误差 1.81.8 绘制传动系统图绘制传动系统图 二、估算主要传动件，确定其结构尺寸二、估算主要传动件，确定其结构尺寸 2.12.1 确定传动件计算转速确定传动件计算转速 2.1.12.1.1 主轴计算转速主轴计算转速 2.1.22.1.2 各传动轴计算转速各传动轴计算转速 2.1.32.1.3 各齿轮计算转速各齿轮计算转速 2.22.2 初估轴直径初估轴直径 2.2.12.2.1 确定主轴支承轴颈直径确定主轴支承轴颈直径 2.2.22.2.2 初估传动轴直径初估传动轴直径 2.32.3 估算传动齿轮模数估算传动齿轮模数 2.42.4 片式摩擦离合器的选择及计算片式摩擦离合器的选择及计算 2.4.12.4.1 决定外摩擦片的内径决定外摩擦片的内径d 0 2.4.22.4.2 选择摩擦片尺寸选择摩擦片尺寸 2.4.32.4.3 计算摩擦面对数计算摩擦面对数 Z Z 2.4.42.4.4 计算摩擦片片数计算摩擦片片数 2.4.52.4.5 计算轴向压力计算轴向压力 Q Q 2.5V2.5V 带的选择及计算带的选择及计算 2.5.12.5.1 初定中心距初定中心距a 0 2.5.22.5.2 确定确定 V V 带计算长度带计算长度 L L 及内周长及内周长L N 2.5.32.5.3 验算验算 V V 带的挠曲次数带的挠曲次数 2 中北大学课程设计说明书 2.5.42.5.4 确定中心距确定中心距 a a 2.5.52.5.5 验算小带轮包角验算小带轮包角α 1 2.5.62.5.6 计算单根计算单根 V V 带的额定功率带的额定功率P r 2.5.72.5.7 计算计算 V V 带的根数带的根数 三、结构设计三、结构设计 3.13.1 带轮的设计带轮的设计 3.23.2 主轴换向机构的设计主轴换向机构的设计 3.33.3 制动机构的设计制动机构的设计 3.43.4 齿轮块的设计齿轮块的设计 3.53.5 轴承的选择轴承的选择 3.63.6 主轴组件的设计主轴组件的设计 3.6.1 3.6.1 各部分尺寸的选择各部分尺寸的选择 3.6.1.13.6.1.1 主轴通孔直径主轴通孔直径 3.6.1.23.6.1.2 轴颈直径轴颈直径 3.6.1.33.6.1.3 前锥孔尺寸前锥孔尺寸 3.6.1.43.6.1.4 头部尺寸的选择头部尺寸的选择 3.6.1.53.6.1.5 支承跨距及悬伸长度支承跨距及悬伸长度 3.6.23.6.2 主轴轴承的选择主轴轴承的选择 3.73.7 润滑系统的设计润滑系统的设计 3.83.8 密封装置的设计密封装置的设计 四、传动件的验算四、传动件的验算 4.14.1 传动轴的验算传动轴的验算 4.24.2 键的验算键的验算 4.2.14.2.1 花键的验算花键的验算 4.2.24.2.2 平键的验算平键的验算 4.34.3 齿轮模数的验算齿轮模数的验算 4.44.4 轴承寿命的验算轴承寿命的验算 五、设计小结五、设计小结 六、参考文献六、参考文献 3 中北大学课程设计说明书 一、传动设计一、传动设计 1.11.1 电机的选择电机的选择 主电机功率4KW 主轴最高转速1500r/min 选择 Y112M-4 型三相异步电动机。 1.21.2 运动参数运动参数 n max n minZ 1 lg 根据公式 lg 变速范围 Rn v max＝1500/33.544.8＝Z1 v min 对于中型车床，＝1.26 或＝1.41此处取＝1.41 得转速级数 Z12。 查设计指导P6 标准数列表得转速系列为33.5、47.5、67、95、132、190、 265、375、530、750、1060、1500。 1.31.3 拟定结构式拟定结构式 1.3.1 1.3.1 确定变速组传动副数目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 12＝34 12＝43 12＝322 12＝232 12＝223 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 12＝322 是可取的。 但是，由于主轴换向采用双向离合器结构，致使Ⅰ轴尺寸加大，此方案也不宜采 用，而应选用方案 12＝232。 1.3.21.3.2 确定变速组扩大顺序确定变速组扩大顺序 12232 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、122 13226 B、12213422 C、12 2 33126 D、12263123 4 中北大学课程设计说明书 E、122 23421 F、12263221 根据级比指数要“前密后疏”的原则，应选用方案A。然而，对于所设计 的机构，将会出现两个问题 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ 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 2 33126（图 c） 则可解决上述存在的问题。 其结构网如下图所示 5 中北大学课程设计说明书 1.41.4 拟定转速图及验算传动组变速范围拟定转速图及验算传动组变速范围 第二扩大组的变速范围 R2＝6＝8，符合设计原则要求