機床設計課程設計1計算及說明計算結果一、設計目的機床課程設計，是在金屬切削機床課程之后進行的實踐性教學環節。其目的在于通過機床主運動機械變速傳動系統的結構設計，使學生在擬定傳動和變速的結構方案過程中，得到設計構思、方案分析、結構工藝性、機械制圖、零件計算、編寫技術文件和查閱技術資料等方面的綜合訓練，樹立正確的設計思想，掌握基本的設計方法，并培養學生具有初步的結構分析、結構設計和計算能力。二、設計步驟（一）、運動設計機床主軸箱參數如下：1、轉速級數Z：z=122、確定轉速范圍：min/315minrn公比：12.1確定轉速范圍為n=3151120r/min3、結構分析式（1）12=223（2）12=322從電動機到主軸，為降速傳動。如使傳動副較多的傳動組放在較接近電動機處，由可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件少些，節省材料，也就是滿足前多后少的原則，因此，取12=223方案，在降速傳動中，防止齒輪的直徑過大而使徑向尺寸帶常限制最小傳動比4/1mini，在升速時，為防止產生過大的噪音和震動常限制最大轉速比2maxi，在主傳動鏈任一轉動組的最大變速范圍108)/(minmaxmaxiiR。在設計時必須保證中間傳動軸的變速范圍最小，因此，傳動系統的結構網如下圖所示：根據中間傳動軸變速范圍小的原則選擇結構網根據（1）電動機到主軸，一般為降速運動。接近電動機處的零件，轉速.z=12min/315minrn公比：12.1n=3151120r/min12=223機床設計課程設計2較高，從而轉矩較小，尺寸也就越小（2）運動副較多的傳動組放在接近電動機處才，可使小尺寸的零件多些就可省材料。從而確定結構網如下：12=223檢查傳動組的變速范圍時，只檢查最后一個擴大組：)1(222PXR其中12.162X22P所以10872.61612.12R是可行的4、繪制轉速圖4.1選擇電動機一般金屬切削機床若無特殊要求，多采用Y系列封閉式三相異步電動機。根據原則條件選擇Y132S-4型Y系列鼠籠式三相異步電動機。額定功率P=7.5KW，同步轉速1500r/min，工作壽命20年，兩班制（每年按300天計算）。4.2分配總降速傳動比由min/1120maxrn，及21.121.06，結合金屬切削機床表7-1個級轉速傳動依次為min,/560min,/630min,/710min,/800min,/900min,/1000min,/1120rrrrrrrmin/315min,/355min,/400min,/450min,/500rrrrr軸數=3+1=4機床設計課程設計34.3確定傳動軸軸數傳動軸數=變速組數+定比傳動副數+1所以軸數=3+1=44.4繪制轉速圖傳動副前多后少，傳動線前密后疏，降速要前慢后快等原則；升速時最大傳動比2maxi；降速時最大傳動比4/1mini；畫轉速圖如下所示：其中軸定傳動比=1440/710=25、確定各變速組傳動副的齒數5.1如圖傳動組a1:11ai12.1/12ai31/1.25ai由金屬切削機床表8-1又得，112.125.1三行結果如下：11:1ai.74,72,70,68,66zS21:1.12ai.74,72,70,68,66.zS31:1.25ai.74,72,70,68,66.zS取72zaS，則從表中查出小齒輪齒數分別為36，34，32，即136/36ai，38/342ai，332/40ai傳動組b11.12:1bi68,70,72,74,77,79,81,83,91zS、21:1.25bi68,70,72,74,77,79,81,83,91zS、1:11ai12.1/12ai31/1.25ai136/36ai，38/342ai，332/40ai11.12:1bi21:1.25bi143/38bi，236/45bi機床設計課程設計4同理，取81zbS，則從表中查出小齒輪齒數分別為43，36即143/38bi，236/45bi傳動組c11.41:1ci82,84,85,87,89,90,91,92.zS21:1.41ci82,84,85,87,89,90,91,92.zS同理，取89zcS，則表中查出小齒輪齒數分別為37，37即137/52ci，252/37ci6、繪制傳動系統圖根據軸數、齒輪數、電動機等已知條件可有如下系統圖（二）傳動零件的初步計算1、傳動軸直徑初定（1）確定主軸的計算轉速主軸的計算轉速min/56.44212.1315131213min4rnnz中型車床主軸的計算轉速是第一個三分之一轉速范圍內的最高一級轉速。11.41:1ci21:1.41ci137/52ci，252/37cin4=450r/minn3=450r/minn2=560r/min機床設計課程設計5所以主軸的計算轉速n4=450r/min。（2）各傳動軸的計算轉速、軸根據主軸計算轉速為450r/min按52/37的運動副找上去，計算轉速為450r/min、軸同上，確定計算轉速為560r/min、軸計算轉速為710r/min（3）電動機功率7.5kw三角帶功率=0.96；軸承=0.995；齒輪=0.98；1=0.96；2=0.960.980.9952=0.933=0.930.980.9952=0.94=0.90.980.9952=0.87P1=P1=7.2；P2=P2=6.984；P3=P3=6.77；P4=P4=6.57(4)各軸直徑的初定)(914mmnjNd軸直徑：0.8，P1=7.2kw,n1=710r/min47.29130.67100.8dmm取d1=35mm軸直徑：0.8，P2=6.984kw，2560/minnr46.9849132.235600.8dmm取d2=40mm軸直徑：0.8，P=6.77kw，3450/minnr46.779133.794500.8dmm取d3=40mm主軸直徑:根據金屬切削機床設計書表3-2得主軸前頸D1=90mm主軸后軸頸D2=D10.7=63mm取D2=60mm主軸平均軸頸D=(D1+D2)/2=75mm主軸內孔直徑d=0.575=37.5mm取d=40mm2.各傳動組齒輪模數的確定第1傳動組n1=710r/min三角帶功率=0.96；軸承=0.995；齒輪=0.98；d1=35mmd2=40mmd3=40mmD1=90mmD2=60mmd=40mm機床設計課程設計6根據公式：32211)1(16338jjmdnuZNum321Z；60710128300207.210N8查表可知：lim11150HaMp；0.95nk又因為，1:limSSKN0.9511501092.51aHMp；1710(/min)nr7.5Nkw；25.1u所以：3122(1.251)7.516338210321.257101092.5m.04查手冊標準模數系列取m1=2。第2傳動組根據公式：32211)1(16338jjmdnuZNum238Z,1.12u；7.5Nkw查表可知：lim11150HaMp；0.95nk又因為，1:limSSKN0.9511501092.51aHMp；2630(/min)nr3222(1.121)7.5163381.9210381.121092.5630m236Z,1.25u；7.5Nkw查表可知：lim11150HaMp；0.95nk又因為，1:limSSKN0.9511501092.51aHMp；2560(/min)nrm1=2m2=2機床設計課程設計73222(1.251)7.5163382.0410361.251092.5560m查手冊標準模數系列取m2=2。第3傳動組根據公式：32211)1(16338jjmdnuZNum321Z；60710128300207.210N8查表可知：lim11150HaMp；0.95nk又因為，1:limSSKN0.9511501092.51aHMp；3450(/min)nr7.5Nkw；1.4u所以：3122(1.41)7.5163382.1210371.44501092.5m查手冊標準模數系列取m2=2。（三）、零件的驗算1、三角膠帶傳動的計算和選定電動機轉速min/1440rn，傳遞功率P=7.5kw，傳動比i=2.03，兩班制，一天運轉16小時，工作年數20年（每年按300天計算）。（1）確定計算功率11.2aK1.27.59caapPKkw（2）選取普通V帶型根據小