普通车床(I型)主轴箱部件设计尹万辉..docVIP

一、设计目的 通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，在拟定传动和变速的结构方案过程中，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，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。 二、设计步骤 1.运动设计 1.1已知条件 [1]确定转速范围：主轴转速nnim（r/min）=25r/min、nmax（r/min）=1600r/min [2] 电动机功率：P（kw）=4kw [2]最大加工直径：φ=400mm [3]确定公比：Ψ=1.41 [4]转速级数： 已知转速可变范围Ra=nmax /nnim=1600/25=64 Z=lgRa/lgΨ+1=lg64/lg1.41+1=13.1 1.2结构分析式 因为Ψ=1.41，所以Z≤12.故取Z=12. Z=3×2×2 Z=2×2×3 Z=2×3×2 从电动机到主轴主要为降速传动，若使传动副较多的传动组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节省材料，也就是满足传动副前多后少的原则，因此取Z=3×2×2方案。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围。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小，由于变数范围大，因此增加变速组。 故Z=32×21×26 根据中间传动轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如下： 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。 1.3 绘制转速图 ⑴选择电动机 一般车床若无特殊要求，多采用Y系列封闭式三相异步电动机，根据原则条件选择Y-132M-4型Y系列笼式三相异步电动机。 ⑵分配总降速传动比 总降速传动比 [3]确定传动轴轴数 传动轴轴数 = 变速组数 + 定比传动副数 + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。 ⑷确定各级转速并绘制转速图 由 nnim（r/min）=25r/min　 nmax（r/min）=1600r/min Ψ=1.41 z = 12确定各级转速： 1600 1134 804 570 404 286 202 143 102 72 51 36 25 在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按传动顺序依次设为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。Ⅰ与Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ、Ⅲ与Ⅳ轴之间的传动组分别设为a、b、c。现由Ⅳ（主轴）开始，确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的转速： 先来确定Ⅲ轴的转速 传动组c 的变速范围为，结合结构式， Ⅲ轴的转速只有一和可能： 125、180、250、355、500、710r/min。 ② 确定轴Ⅱ的转速 传动组b的级比指数为3，希望中间轴转速较小，因而为了避免升速，又不致传动比太小，可取 ， 轴Ⅱ的转速确定为：355、500、710r/min。 ③确定轴Ⅰ的转速 对于轴Ⅰ，其级比指数为1,可取 ，， 确定轴Ⅰ转速为710r/min。 由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比。下面画出转速图（电动机转速与主轴最高转速相近）。 [5]确定各变速组传动副齿数 ①传动组a: 查表8-1, ，， 时：……57、60、63、66、69、72、75、78…… 时：……58、60、63、65、67、68、70、72、73、77…… 时：……58、60、62、64、66、68、70、72、74、76…… 可取72,于是可得轴Ⅰ齿轮齿数分别为：24、30、36。 于是，， 可得轴Ⅱ上的三联齿轮齿数分别为：48、42、36。 ②传动组b: 查表8-1, ， 时：……69、72、73、76、77、80、81、84、87…… 时：……70、72、74、76、78、80、82、84、86…… 可取 84，于是可得轴Ⅱ上两联齿轮的齿数分别为：22、42。 于是 ，，得轴Ⅲ上两齿轮的齿数分别为：62、42。 ③传动组c: 查表8-1,, 时：……84、85、89、90、94、95…… 时： ……72、75、78、81、84、87、89、90…… 可取 90. 为降速传动，取轴Ⅲ齿轮齿数为18； 为升速传动，取轴Ⅳ齿轮齿数为30。 于是得, 得轴Ⅲ两联动齿轮的齿数分别为18，60； 得轴Ⅳ两齿轮齿数分别为72，30。 1.4 绘制传动系统图 根据轴数，齿轮副，电动机等已知条件可有如下系统图： 2.动力设计 2.1 确定各轴转速 ⑴确定主轴计算转速：主轴的计算转速为 ⑵各传动轴的计算转速： 轴Ⅲ可从主轴90r/min按72/18的传动副找上去，轴Ⅲ的计算转速 125r/min；轴Ⅱ的计算转速为