長(zhǎng)春理工大學(xué)光電信息學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué) 院：機(jī)電工程分院專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué) 生 姓 名：課程設(shè)計(jì)題目：普通機(jī)床主軸箱部件設(shè)計(jì)指 導(dǎo) 教 師：機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1 普通車床（I 型）主軸箱部件設(shè)計(jì)11 最大加工直徑為 320 mm 的普通車床的主軸箱部件設(shè)計(jì)1 原始數(shù)據(jù)題 目主軸技術(shù)數(shù)據(jù)6（16-18） 7（19-21） 8（22-24）9（25-27）10（28-30）主電動(dòng)機(jī)功率（kW） 4 4 4 4 4主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）1450 1450 1450 1450 1450nmax（r/min） 1400 1600 1800 2000 2500nnim（r/min） 31.5 35.5 40 45 56 1.41 1.41 1.41 1.41 1.412 工藝要求 （1）要求主軸正反轉(zhuǎn)。（2）加工工件的材料為鋼鐵。（3）采用硬質(zhì)合金刀具。（4）機(jī)床精度等級(jí)為普通級(jí)。12 設(shè)計(jì)內(nèi)容1運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)根據(jù)給定的轉(zhuǎn)速主傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)、轉(zhuǎn)速圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖、計(jì)算齒輪齒數(shù)。2動(dòng)力計(jì)算選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)，對(duì)主要零件（如帶輪、齒輪、主軸、傳動(dòng)軸、軸承等）進(jìn)行計(jì)算（初算和驗(yàn)算） 。3繪制圖紙（1）機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)圖（畫在說明書上） 。（2）主軸箱部件展開圖及主剖面圖。（3）主軸零件圖4編寫設(shè)計(jì)說明書 1 份課程設(shè)計(jì)說明書目錄一、 概述1.1 機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的41.2 車床的規(guī)格系列和用處.41.3 操作性能要求.4二、參數(shù)的擬定2.1 確定轉(zhuǎn)速范圍.52.2 主電機(jī)的選擇.5三、傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.1 主傳動(dòng)方案擬定.53.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇.53.2.1 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目.63.2.2 傳動(dòng)式的擬定63.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定63.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定.7四、傳動(dòng)件的估算4.1 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算.84.2 傳動(dòng)軸的估算.104.2.1 傳動(dòng)軸直徑的估算114.3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算4.3.1 齒輪齒數(shù)的確定134.3.2 齒輪模數(shù)的計(jì)算134.3.3 齒寬的確定144.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15五、動(dòng)力設(shè)計(jì)5.1 主軸剛度驗(yàn)算5.1.1 選定前端懸伸量 C.165.1.2 主軸支承跨距 L 的確定165.1.3 計(jì)算 C 點(diǎn)撓度165.2 齒輪校驗(yàn).19六、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案.206.2 展開圖及其布置.216.3 齒輪塊設(shè)計(jì).216.3.1 其他問題226.4 主軸組件設(shè)計(jì).22七、總結(jié)23一、概述1.1 機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的 課程設(shè)計(jì)是在學(xué)生學(xué)完相應(yīng)課程及先行課程之后進(jìn)行的實(shí)習(xí)性教學(xué)環(huán)節(jié)，是大學(xué)生的必修環(huán)節(jié)，其目的在于通過機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使學(xué)生在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思，方案分析，結(jié)構(gòu)工藝性，機(jī)械制圖，零件計(jì)算，編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，并培養(yǎng)學(xué)生具有初步的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。1.2 車床的規(guī)格系列和用處普通機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對(duì)這些基本知識(shí)和資料作些簡(jiǎn)要介紹。本次設(shè)計(jì)的是普通型車床主軸變速箱。主要用于加工回轉(zhuǎn)體。工件最大回轉(zhuǎn)直徑D max(mm)正轉(zhuǎn)最高轉(zhuǎn)速Nmax( )inr電機(jī)功率N（kw）公比 轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z320 2500 4 1.41 12表 1 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)1.3 操作性能要求（1）具有皮帶輪卸荷裝置（2）手動(dòng)操作縱雙向摩擦片離合器實(shí)現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)及停止運(yùn)動(dòng)要求（3）主軸的變速由變速手柄完成二、參數(shù)擬定2.1 確定轉(zhuǎn)速范圍查金屬切削機(jī)床表得：56r/min，80r/min，112r/min ，160r/min，224r/min，315r/min，450r/min，630r/min，900r/min，1250r/min ，1800r/min， 2500r/min。2.2 主電機(jī)的選擇合理的確定電機(jī)功率，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。已知電動(dòng)機(jī)的功率是 4KW，根據(jù)車床設(shè)計(jì)手冊(cè)附錄表 2 選 Y132S-4，額定功率 5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速 1440r/min，最大額定轉(zhuǎn)矩 2.3N/m。三、傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.1 主傳動(dòng)方案擬定擬定傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)形式的選擇以及開停、換向、制動(dòng)、操作等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確定。傳動(dòng)形式指?jìng)鲃?dòng)和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同特點(diǎn)的傳動(dòng)形式、變速類型。傳動(dòng)方案和形式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。因此，確定傳動(dòng)方案和形式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等方面統(tǒng)一考慮。傳動(dòng)方案有多種，傳動(dòng)形式更是眾多，比如：傳動(dòng)形式上有集中傳動(dòng)、分離傳動(dòng)；擴(kuò)大變速范圍可用增加傳動(dòng)組數(shù)，也可用背輪結(jié)構(gòu)、分支傳動(dòng)等形式；變速箱上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。顯然，可能的方案有很多，優(yōu)化的方案也因條件而異。此次設(shè)計(jì)中，我們采用集中傳動(dòng)形式的主軸變速箱。3.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對(duì)于分析和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式的傳動(dòng)不失為有用的方法，但對(duì)于分析復(fù)雜的傳動(dòng)并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效。3.2.1 確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目級(jí)數(shù)為 Z 的傳動(dòng)系統(tǒng)由若干個(gè)順序的傳動(dòng)組組成，各傳動(dòng)組分別有 、Z、個(gè)傳動(dòng)副。Z傳動(dòng)副中由于結(jié)構(gòu)的限制以 2 或 3 為合適，即變速級(jí)數(shù) Z 應(yīng)為 2 和 3 的因子： 有以下三種方案：ba12=322.3.2.2 傳動(dòng)式的擬定12 級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組，選擇傳動(dòng)組安排方式時(shí)，考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。主軸對(duì)加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上的齒輪少些為好。最后一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副常選用 2。綜上所述，傳動(dòng)式為 12=32 2。3.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定傳動(dòng)副應(yīng)前多后少的原則，故 12=3 2 2 傳動(dòng)式，有 6 種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。又因?yàn)閭鲃?dòng)順序應(yīng)前密后疏，變速組的降速要前慢后快，所以結(jié)構(gòu)式為：12=3 2 21363.3 轉(zhuǎn)速圖的擬定電動(dòng)機(jī) I II III IV 圖 1 正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速圖圖 2 主傳動(dòng)系圖四、 傳動(dòng)件的估算4.1 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算三角帶傳動(dòng)中，軸間距 A 可以加大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會(huì)有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。帶輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。(1)選擇三角帶的型號(hào)根據(jù)公式： 1.56.0caPKKW式中 P-電動(dòng)機(jī)額定功率， -工作情況系數(shù) a查機(jī)械設(shè)計(jì)圖 8-8 因此選擇 A 型帶，尺寸參數(shù)為B=80mm， =11mm，h=10， 。db40(2)確定帶輪的計(jì)算直徑 ，D帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大。為提高帶的壽命，小帶輪的直徑不宜過小，即 。查機(jī)械設(shè)計(jì) 表 8-3，8-7 取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑Dmin=100m由公式 12Dn式中：-小帶輪轉(zhuǎn)速， -大帶輪轉(zhuǎn)速， -帶的滑動(dòng)系數(shù)，一般取 0.02。nn所以 ，由機(jī)械設(shè)計(jì) A表 8-7 取園整為2140.20.58Dm224mm。(3)確定三角帶速度按公式 13.425109.42606DnmVs(4)初定中心距帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選?。?根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 取 ，取120120.7DADm1254698m=600mm.0A(5)三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 LADAL20 4153.14