变速箱设计常州工学院陆.docx

机械系统设计课程设计说明书设计题目：中型普通车床主轴变速箱设计学 院：常州工学院专 业：机械设计制造及其自动化姓 名：陆亚楠学 号导老师： 金卫东机械系统课程设计任务书设计题目：中型普通车床主轴变速箱设计设计参数：床身上最大工件回转直径：320mm主电机功率：3KW主轴最高转速：1700r/min主轴最低转速：37.5r/min设计要求主轴变速箱传动设计及计算主轴变速箱结构设计绘制主轴变速箱装配图编写设计说明书1.车床参数的拟定1.1车床主参数和基本参数1.1.1主电机功率——动力参数的确定合理地确定电机功率N，使机床既能充分发挥其性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。中型普通车床典型重切削条件下的用量：刀具材料：YT15；工件材料：45号钢；切削方式：车削外圆。查表可知：切深度=3mm；进给量f=0.25mm/r；切削速度V=75m/min。功率估算法用的计算公式：a 主切削力：=1900=1900×3×0.250.75=2015.254Nb 切削功率：c 估算主电机功率：可选取电机为：Y100L 额定功率为3KW，满载转速为1420r∕min。1.1.2主轴转速级数Z和公比由设计任务书可知：机床主轴的极限转速为：则其转速范围: 考虑到设计的结构复杂程度要适中，故采用常规的扩大传动分级变速，并选取级数z=12.设其转速公比为,则由式： 现以=1.26和1.41代入上式得R=12.7和43.8，因此选=1.41更为适合。各级转速数列由标准数列表中查出，因=1.41=，首先找到37.5，然后每隔5个数取一个值，可得如下转速数列:37.5、53、75、106、150、212、300、425、600、850、1180、1700共12级转速。综合上述可得：主传动部件的运动参数:=1700=37.5 Z=12 =1.412.传动设计2.1传动结构式、结构网的选择确定2.1.1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、、、…个传动副。即Z=…传动副数为使结构尽量简单以2或3为适合，即变速级数Z应为2和3的因子,即Z=2a3b实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副的组合:1) 12=3×4 2) 12=4×33) 12=3×2×2 4) 12=2×3×25) 12=2×2×3方案1）和方案2) 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，将使得结构比较复杂。故在此不予采用。根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，方案3) 12＝3×2×2是可取的。但是，主轴由于采用双向片式摩擦离合器结构，将导致Ⅰ轴的轴向尺寸加大，加之主轴对加工精度、表面粗超度的影响最大，此方案也不宜采用；而应选取方案4) 12＝2×3×2。综上所述： 方案4） 12=2×3×2 是比较合理的。2.1.2 传动系统扩大顺序的安排12=2×3×2的传动副组合，其传动系统扩大顺序又可以有种形式：1) 12=21×32×26 2) 12=21×34×223) 12=23×31×26 4) 12=26×31×235) 12=22×34×21 6) 12=26×32×21以上各种结构式方案中，由于传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围的限制，一般升速时齿轮传动最大传动比，最小传动比，决定了一个传动组的最大变速范围。检查传动组的变速范围时，只需检查最后一个扩大组,因其他传动组的变速范围都比他小。由式：对于方案2）和 方案5）有：,则对于方案2）和 方案5）不予考虑。对于其余方案有：。然而在可行的结构式方案1）、3）、4）、6）中，为了使中间轴变速范围最小，在各方案同号传动轴的最高转速相同时，变速范围越小，最低转速越高，转矩越小，传动件尺寸也就越小。比较方案1）、3）、4）、6），方案1）的中间传动轴变速范围最小，方案1）最佳。但由于Ⅰ轴装有摩擦离合器，在结构上要求有一齿轮的齿根圆大于离合器的直径，因而采用方案3）12=23×31×26最佳。2.1.3 绘制结构网 由上选择的结构式12=23×31×26 ，画其结构网如图2.1：图2.1结构网2.1.4 传动组的变速范围的极限值齿轮传动最小传动比,最大传动比,决定了一个传动组的最大变速范围。因此，要按照下表，淘汰传动组变速范围超过极限值的所有传动方案。极限传动比及指数X,X,值为：表2.1 公比极限传动比指数1.