普通机床主传动系统的设计说明书

设计题目：普通机床主传动系统的设计完成日期：2019年6月16日评定成绩桂林航天工业学院课程设计说明书2目录一、设计目的......................................................3二、设计步骤......................................................31.运动设计......................................................31.1已知条件......................................................31.2结构分析式....................................................31.3绘制转速图....................................................51.4绘制传动系统图................................................72.动力设计.....................................................72.1确定各轴转速..................................................92.2带传动设计....................................................92.3各传动组齿轮模数的确定和校核.................................123.齿轮强度校核................................................133.1校核a传动组齿轮.............................................133.2校核b传动组齿轮............................................143.3校核c传动组齿轮.............................................154.主轴的校核...................................................165.主轴最佳跨距的确定...........................................165.1选择轴颈直径,轴承型号和最佳跨距..............................175.2求轴承刚度..................................................176.各传动轴支承处轴承的选择.....................................187.主轴刚度的校核...............................................187.1计算跨距....................................................18三、结构设计.....................................................19四、参考文献.....................................................28桂林航天工业学院课程设计说明书3一、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：主轴最小转速。nmin=40r/min[2]确定公比：Φ=1.41[3]转速级数：12z1.2结构分析式传动结构式、结构网的选择结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。（1）结构式的拟定对于z=12传动式，有7种结构式和对应的结构网。分别为：（2）方案优略性比较1.方案④12=4×3、⑤12=3×4都有3根轴，7对齿轮；方案⑥12=6×2、⑦12=2×6都有3根轴，8对齿轮，而8对齿轮的轴向尺寸大于7对齿轮的轴向尺寸。故方案④、⑤优于⑥、⑦。2.④12=4×3、⑤12=3×4通过计算这两个的扩大组超过极限值83.根据传动副数：“前多后少”原则。最终确定传动方案为3×2×2在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小，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：12=3×2×212=2×3×212=2×2×312=4×312=3×412=6×212=2×6桂林航天工业学院课程设计说明书4检查传动组的变速范围时，只检查最后一个扩大组：1222PXR其中41.1，62X，22P所以10~846.81641.12R，合适。1.3绘制转速图(1)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，已知是4KW，根据《车床设计手册》附录表2选Y-132M-4，额定功率4kw，满载转速1440。(2)分配总降速传动比总降速传动比027.01440/40/mindnni又电动机转速min/1440rnd不符合转速数列标准，因而增加一定比传动副。(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。(4)确定各级转速由min/40rnmim41.1z=12确定各级转速，采用标准公比后，标准转速数列可从表2-5查出：40、56、80、112、160、224、315、450、630、900、1250、1800r/min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：桂林航天工业学院课程设计说明书5先来确定Ⅲ轴的转速传动组c的变速范围为]10,8[841.1max66R，结合结构式，Ⅲ轴的转速只有一种可能：160、224、315、450、630、900r/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8.2/1/131ib，1/12ib轴Ⅱ的转速确定为：450、630、900r/min。③确定轴Ⅰ的转速对于轴Ⅰ，其级比指数为1,可取2/1/121ia，41.1/1/12ia，1/13ia确定轴Ⅰ转速为900r/min。由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比i=1440/900≈1/1.5(5)确定各变速组传动副齿数①传动组a:查表8-1,2/1/121ia，41.1/1/12ia，1/13ia2/1/121ia时：zS……57、60、63、66、69、72、75、78……41.1/1/12ia时：zS……58、60、63、65、67、68、70、72、73、77……1/13ia时：zS……58、60、62、64、66、68、70、72、74、76……可取zS72,于是可得轴Ⅰ齿轮齿数分别为：36、30、24。于是36/361ai，42/302ai，48/243ai可得轴Ⅱ上的三联齿轮齿数分别为：36、42、48②传动组b:查表8-1,78.2/1/131ib，1/12ib78.2/1/131ib时：zS……69、72、73、76、77、80、81、84、87……1/12ib时：zS……70、72、74、76、78、80、82、84、86……可取zS84，于是可得轴Ⅱ上两联齿轮的齿数分别为：42、22。桂林航天工业学院课程设计说明书6于是42/421ib，62/222ib，得轴Ⅲ上两齿轮的齿数分别为：42、62。③传动组c:查表8-1,4/11ic,22ci4/11ic时：zS……84、85、89、90、94、95……22ci时：zS……72、75、78、81、84、87、89、90……可取zS90.4/11ic为降速传动，取轴Ⅲ齿轮齿数为18；22ci为升速传动，取轴Ⅳ齿轮齿数为72。于是得72/181ic,30/602ci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30，72。(6)绘制转速图桂林航天工业学院课程设计说明书71.4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(1)确定主轴计算转速：主轴的计算转速为min/112r41.140nn131213zminIV(2)各传动轴的计算转速：轴Ⅲ可从主轴112r/min按传动副从下往上找上去，轴Ⅲ的计算转速450r/min；轴Ⅱ的计算转速为450r/min；轴Ⅰ的计算转速为900r/min。(3)核算主轴转速误差n实=1440×160240×2448×2262×1872=42.58r/minmin/45rn标(𝑛实−𝑛标)𝑛标×100%=(42.58−45)45×100%=−0.53%≤±10(𝜑−1)%=4.1%所以合适。2.2带传动设计电动机转速n=1440r/min,功率P=4KW,传动比i=2，两班制，一天运转16.1小时，工作年数10年。(1)确定计算功率取AK1.1，则.AKP1.144.4KWjp桂林航天工业学院课程设计说明书8(2)选取V带型根据小带轮的转速和计算功率，选A型带。确定带轮的计算直径，带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。为提高带的寿命，小带轮的直径不宜过小，即。查《机械设计》表8-3，8-7取主动轮基准直径=128mm。由公式式中：-小带轮转速，-大带轮转速，所以21440128=1841000mmD。(3)验算带速验算带速成10006011ndv其中1n-小带轮转速，r/min；1d-小带轮直径，mm；3.1412814409.64/[5,25]601000vms，合适。(4)确定带传动的中心距和带的基准长度设中心距为0a,则0.6（12DD）a2（12DD）于是187a624,初取中心距为0a400mm。带长22100120()2()24DDLaDDa23.14(184128)2400(128184)129224400mm查表1-14取相近的基准长度dL，1400dLmm。(5)验算三角带的挠曲次数DDDminDDD1212DnnDnn桂林航天工业学院课程设计说明书9100013.7740s次mvuL,m为带轮的个数，符合要求带传动实际中心距001440129245422dLLaamm(6)验算小带轮的包角一般小带轮的包角不应小于120。21118057.3171.9120dda。合适。(7)确定带的根数00()jLZppkkp其中：0p-1i时传递功率的增量；k-按小轮包角，查得的包角系数；Lk-长度系数；查表得Lk=0.96，0p=1.92，k=0.98，0011bipknk，查表得3=0.772510bk，1.1036ik，则3010.772510144010.1041.1036kwkwp004.42.3()(1.920.104)0.980.96dLZppkkp对于小截面Y、Z、A、B、D、E型V带，max=57z，对于大截面D、E型V带，max812z。取Z=3根。(8)计算带的张紧力0F202.5500()jkFqvvZ