制造装备
课程设计任务书
（2015~2016学年）
设计题目普通车床主传动系统的设计
学院名称电气工程与自动化学院机械工程系
专业（班级）机械设计制造及自动化
姓名（学号）Z41214054XX
起讫日期
指导教师
下发任务书日期 201X年 X月 X 日
安徽大学制造装备课程设计任务书
安徽大学
审阅
课程设计成绩评定
答辩
目录１、参数的拟定
２、运动的设计
３、传动件的估算和验算
４、展开图的设计
５、总结
一、参数拟定
１、确定公比φ
已知Ｚ＝8级（采用集中传动）
n max =1250 n min=40
R n=φz-1
所以算得φ≈1.26
2、确定电机功率N
已知电机功率N=4.4kw
二、运动的设计
1、列出结构式
8=2[2] 3[] 2[4]
因为：在I轴上如果安置换向摩擦离合器时，为减小轴向尺寸，第一传动组的传动副数不能多，以2为宜。在机床设计中，因要求的R较大，最后扩大组应取2更为合适。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。
2、拟定转速图
1）主电机的选定
电动机功率N：4.4KW
电机转速n d:
因为n max =1250vr/min ，根据N=4.4KW ，由于要使电机转速n d 与主轴最高转速相近或相宜，以免采用过大的升速或过小的降速传动。所以初步定电机为：Y132m-4，电机转速1440r/min 。 2）定比传动
在变速传动系统中采用定比传动，主要考虑传动、结构和性能等方面要求，以及满足不同用户的使用要求。为使中间两个变速组做到降速缓慢，以利于减少变速箱的径向尺寸，故在Ⅰ-Ⅱ轴间增加一对降速传动齿轮。 3）分配降速比
8级降速为：250315400500 630 8001000 315 1250 （r/min ）
画出转速图 8=2[2]2[2]2[4]
电
ⅡⅢ
Ⅳ
Ⅰ250
315400500
630800100012501440r/min
结构大体示意图:
4、计算各传动副的传动比 见下述步骤
5、计算齿轮齿数 见下述步骤
6、带轮直径和齿轮齿数的确定 1）选择三角带型号
根据电机转速1440 r/min 和功率n=4.4查图可确定三角带型号为Zt 型。
7、确定带轮的最小直径D min 查表得D min =100 8、计算大带轮直径D 大
根据要求的传动比ｕ和滑动率ξ确定 D 大＝D 小1
(1)u
ξ??- ＝1401
(10.02)900
??- ≈160
9、确定齿轮齿数
1）第一变速组内有两对齿轮，其传动比为
U 1=12z z =1：1
U 2=3
4
z z =1:1.26
初步定出最小齿轮齿数Z min 和S min ： 根据结构条件，由表得
34Z Sz Z =-=64-32=32
Z 1=3221Z Sz Z =-=54-32=22 2)第二变速组有二对传动副 u1:u2=1:1 u3:u4=1.49
确定最小齿轮的齿数Z min 和S min Z5=32 Z6=20 Z7=38 Z8=32
3)第三变速组有两对齿轮
Z9=80 Z10=34 Z11=32 Z12=86
'1'1110|
|10(1)% 4.1%
'''140242121144041.2622048598341.2640|||| 3.15% 4.1%
40I II II III III IV
I II II III III IV
n n n D Z Z Z n n D Z Z Z n n n n n ?------=≤?-==????
=????=--==≈<理
实理
实理理、主轴转速系列的验算-n 同理
2n ＝3.15％<4.1% 合格
3n ＝1.7%<4.1% 合格 4n ＝3.2%<4.1% 合格 5n ＝1.4%<4.1% 合格 6n ＝1.7%<4.1% 合格
7n ＝2%<4.1%
合格 8n ＝0.4%<4.1% 合格 9n ＝0.6%<4.1%
合格 10n ＝0.02%<4.1% 合格 11n ＝1.17%<4.1% 合格 12n ＝1.34%<4.1%
合格
11片式摩擦离合器的选择和计算
1）外摩擦片的内径d 因为II轴直径为23.4mm d=23.4+4=27.4mm=
D
2
2)摩擦片的尺寸
93307.50.96
1.29550
900
91.68j j N
m k Nm
n Nm
η≥???=?=
3）摩擦面对Z
33120()()z
v m mn k k Z f D d k k πρ??=
-
查表得Z=17 静扭距91.68j m N m >? 取100N m ?
d=30mm D=98mm 1D =90mm
B=30mm b=10mm
三．传动件的估算和验算
1．三角带传动的计算 1）选择三角带的型号 根据计算功率
1017.58.258.25J W d J N K N KW N KW
==?==
小带轮的转速1441r/min 选择带的型号为Z 型 2）确定带轮的计算直径12.D D 由前面计算结果得
1D =100mm 2D =160mm
3)确定三角带速度V
V=3.14Xd1Xn1/60000=7.536m/s 4）初定中心距0A
012(0.6~2)()216~720A D D mm mm
=+=
取0A =280mm
5)确定三角带的计算长度0L 及内周长N L L0=1004.77 L=1650mm
N L =1025mm
6)验算三角带的扰曲次数u
100040/100010.561600
13.240/mv u S
L
Z S =≤??==≤次次 7)确定实际中心距A
02
16001597.5
5002
502L L A A mm mm -=+
-=+=
8）验算小带轮的包角1α
00
21
10
00
18057.322014018057.3502
170.87120D D A α-≈-
?-=-?=> 9）确定三角带根数Z
01 6.05
2.282.710.98
j
N Z N C ===?
取Z=3
2．齿轮模数的估算和计算 各轴计算转速 由图可知 N1=800r/min N2=630 r/min3 N3=400
估算
第三变速组，按齿轮弯曲疲劳的估算
123 2.85
0.98()
0.99()0.96()
w m ηηη≥=≈=齿轮＝轴承＝带
按齿面点蚀的估算
122290.5
1.74
104,,3()
j w j A A m Z Z m m m ≥=?==≈+=根据选标准值
4）计算（验算） 根据接触疲劳齿轮模数
331237.50.980.990.96 6.6112/min 8383
3.9521
2.270.890.580.55
2.270.890.580.550.64
8
1.51.04j j s
r n w q
T n N q s m m N KW n r Z i K K K K K K K K K K K K ?==???≈===≈==
≈
≈====???≈===1 1.40.6[]6502.62
s j j K K m σ===≈算出
根据弯曲疲劳计算齿轮模数
1231(0.4080.395)/20.3950.40151.41.51.04
0.940.89
0.780.77
0.940.890.780.770.583
112/min []2758
2.62
n N q s r n n q j w m w Y K K K K K K K K K K K K Z n r mPa
m γσφ=-+=====≈=====???≈=====
3、传动轴的估算和验算 1）传动轴直径的估算
d = mm
V 轴：
337.5(0.98)(0.99)0.9 6.16112/min []0.75deg/47.36d j v N N KW n r m
d mm
η?==???≈===≈
IV轴：
22
7.5(0.98)(0.99)0.9 6.4
160/min
[] 1.25deg/
38.49
d
j
IV
N N KW n r
m
d mm
η
?
==???≈
=
=
=≈
III轴
7.50.980.990.9 6.55
450/min
[] 1.25deg/
29.9
d
j
III
N N KW n r
m
d mm
η
?
==???≈
=
=
=≈
II轴：
7.50.990.9 6.68
900/min
[] 1.75deg/
23.4
d
j
N N KW
n r
m
d mm
η
?
==??≈
=
=
=≈
2）传动轴强度的验算 选第II 轴进行验算
3
211348144955000
3294362 2.29108330
97
889300203
1861300203
677300
t r t t NH t NH r NV d mz mm P T N mm
n T
F
d
F F tg N F F
F N
F F N
F F N
?=?=?=
===?=?========大齿轮＝
2
97324300
t
NH F F N ==
121971861971805176577219212635000.3
59[]
H NH V NV ca
m F N mm m m N mm m N mm w σ==?======?==
=
四展开图设计
1．反向机构
利用机械传动实现主轴反转需要一个惰轮，将惰轮装在有两个支承的传动轴上，轴的刚性较好，有利于降低噪音。
2输入轴
1）带轮装在轴端。
2）卸荷装置
将带轮装在轴承上，轴承装在套筒上，传给轴的只是扭矩，径向力由固定在箱体上的套筒承受。本设计采用将带轮支在轴承外圈上，扭矩从端头传入。
3）空套齿轮结构
2．齿轮块设计
1）选用7级精度
2）采用焊接连接，工艺简单，连接后齿轮能达到一定的定心精度。
4冲动轴设计
1）I轴：深沟球轴承
II轴：深沟球轴承
III轴：深沟球轴承，圆锥滚子轴承
IV轴：双列圆柱滚子轴承，圆锥滚子轴承
2）采用轴肩，轴承盖等定位
5．主轴组件的设计
1）内孔直径43mm
2）轴颈直径47.3mm
3）前锥孔采用莫氏锥孔，选莫氏锥度号为6号。
4）支承跨距L和外伸长度a L/a=3
5)头部尺寸：选B型5号
6）轴承的配置
双列矩圆柱滚子轴承：种轴承承载能力大，内孔有1/12锥度，摩擦系数小，温升低，但不能承受轴向力，必须和能承受轴向力的轴承配合使用。
圆锥滚子轴承：载能力大，可同时承受径向力和轴向力，结构比较简单，但允许的极限转速低一点。
配置轴承时，应注意：每个支承点都要能承受径向力，两个方向的轴向力应分别有相应的轴承承受。径向力和两个方向的轴向力都应传递到箱体上，即负荷都有机床支承承受，主轴采用两个支承，机构简单，制造方便。
一、前言 1.设计目的 机床设计是学生在学完基础课，技术基础课及专业课的基础上，结合机床主传动部件（主轴变速箱）设计计算进行集合训练。 （1）.掌握机床主传动部件设计过程和方法，包括参数拟定，传动设计，零件计算，结构设计等，培养结构分析和设计的能力。 （2）.综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力。 （3）.训练和提高设计的基本技能。如计算，制图，应用设计资料，标准和规范，编写技术文件等。 2.完成的内容 机床设计是学生在学完基础课，技术基础课及有关专业课的基础上，结合机床传动部件（主轴变速箱）设计进行的综合训练 最大工件回转直径是 350 mm普通车床主轴变速箱设计 一、运动设计 1．确定各运动参数 2．确定结构式 3．绘制转速图 4．确定齿轮齿数 5．绘制传动系统图(转速图与传动系统图绘在同一张图纸) 二、动力设计 1．确定主电动机功率 2．确定各轴的直径 3．确定各齿轮的模数 三、结构设计 1．设计主轴组件 2．主轴组件的验算 3．绘制主轴组件装配图 (1号图纸) 四、编写设计说明书(不少于20页) 五、答辩。
二、运动设计 1.确定各运动参数 （1）确定极限切削速度max V 和min V 。 根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要求考虑：工序种类、工艺要求、 取max V =200 m/min ，min V =5 m/min 。 （2）确定主轴的转速、公比及变速范围。 1）主轴的最大极限转速 max n = min max d V 1000?π 式中，查《机床设计指导 》有，min d 按经验公式（0.1-0.2）D 取0.125D=0.125?350=43.75mm ； 求得，主轴的最大极限转速max n =1455 m/min 。 2）主轴的最小极限转速 min n = max min d V 1000?π 式中，查《机床设计指导 》有，max d 考虑车螺纹和铰孔时，其加工最大直径应根据实际加工情况选取0.1D 和50mm 左右；取max d =50mm ； 求得，主轴的最小转速min n =31.8 m/min 。 3）车床的变速范围R R= min max n n =45.7 4）确定公比?。 取机床的变速级数为Z=12级， 由公式R=1Z -?，得?=1.4155，取标准值?=1.41.
《卧式车床主主传动系统设计》课程设计说明书 学院、系：机械工程学院 专业：机械工程及自动化 学生姓名： 班级： 指导教师姓名：姚建明职称：副教授 最终评定成绩： 2015 年12月10日至2016 年01月09日
目录 1普通车床传动系统的设计参数2 参数的拟定 3传动设计 4传动件的估算 5动力的设计 6结构设计及说明 7参考文献 8总结
一、普通车床传动系统的设计参数 1.1普通车床传动系统设计的设计参数： （a ）主轴最低转速15主轴最高转速1500 （b ）公比φ=1.26； （c ）电机功率为7.5KW ； （d ）电机转速为1440r/min 。 二、参数的拟定 2.2 电机的选择 已知异步电动机的转速有3000 /min r 、1500/min r 、1000/min r 、750 /min r ，已知额P =7.5KW ，根据《车床设计手册》附录表2选Y132M-4，额定功率7.5kw ,满载转速为1440 min r ，87.0=η。 1min max -== z n N N R ? n Z n R 1-=? 1lg lg += ? n R Z z=11 为了方便计算取z==12 三、传动设计 3.1 主传动方案拟定 此次设计中，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。 3.2 传动结构式、结构网的选择
? 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1Z 、 2Z 、……个传动副。即 321Z Z Z Z = 传动副中由于结构的限制以2或3为合适，即变速级数Z 应为2和3的因子：b a Z 3?2= ，可以有3种方案：12=3×2×2；12=2×3×2；12=2×2×3 ? 传动式的拟定 12级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能。 主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，最后一个传动组的传动副常选用2。 综上所述，选传动式为12=3×2×2。 ? 结构式的拟定 对于12=3×2×2传动式，有6种结构式和对应的结构网。分别为： 12=32×21×26 12=31×23×26 12=34×22×21 12=34×21×22 12=31×26×23 12=32×26×21 根据主变速传动系统设计的一般原则传动顺序与扩大顺序相一致的原则 13612322=??
机床主传动系统设计 多轴箱是组合机床的重要专用部件。它是根据加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置、切削用量和主轴类型设计的传递各主轴运动的动力部件。其动力来自通用的动力箱，与动力箱一起安装于进给滑台，可完成钻扩铰镗孔等加工工序。 通用主轴箱采用标准主轴，借助导向套引导刀具来保证被加工孔的位置精度。 5.1大型主轴箱的组成 大型通用主轴箱由通用零件如箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等 组成。有箱体、前盖、后盖、上盖、侧盖等为箱体类零件；主轴、传动 轴、手柄轴、传动齿轮、动力箱或电动机齿轮等为传动类零件；叶片泵、 分油器、注油标、排油塞、油盘和防油套等为润滑及防油元件。 5.2多轴箱通用零件 1．通用箱体类零件箱体材料为HT200，前、后、侧盖等材料为HT150。 多轴箱的标准厚度为180mm，前盖厚度为55mm，后盖厚度为90mm。 2．通用主轴 1)滚锥轴承主轴 2)滚针轴承主轴 3)滚珠轴承主轴：前支承为推力球轴承、后支承为向心球轴承或圆锥滚子 轴承。因推力球轴承设置在前端，能承受单方向的轴向力，适用于钻孔 主轴。 3．通用传动轴 通用传动轴一般用45＃钢，调质T235；滚针轴承传动轴用20Cr钢， 热处理S0.5～C59。 4．通用齿轮和套 多轴箱用通用齿轮有：传动齿轮、动力箱齿轮和电机齿轮。 5.3通用多轴箱设计 1．多轴箱设计原始依据图
1) 多轴箱设计原始依据图 图5－1.原始依据图 2) 主轴外伸及切削用量 表5－1.主轴参数表 3) 被加工零件：箱体类零件，材料及硬度，HT200，HB20～400 2． 主轴、齿轮的确定及动力的计算 1) 主轴型式和直径、齿轮模数的确定 主轴的型式和直径，主要取决于工艺方法、刀具主轴联结结构、刀具的进给抗力和切削转矩。钻孔采用滚珠轴承主轴。主轴直径按加工示意图所示主轴类型及外伸尺寸可初步确定。传动轴的直径也可参考主轴直径大小初步选定。 齿轮模数m （单位为mm ）按下列公式估算： (30~m ≥=≈1.9（《组合机床设计简明手册》p62）
数控机床主传动系统 第一节概述 1、对主传动系统的要求 (1)调速范围 :多用途、通用性大的机床要求主轴的调速范围大，低速大转矩功能，较高的速度，如车削加工中心。 (2)热变形: 电动机、主轴及传动件都是热源。低温升、小的热变形是对主传动系统要求的重要指标。 (3)主轴的旋转精度和运动精度: 主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转动条件下测量主轴前端和距离前端300mm处的径向圆跳动和端面圆跳动值。主轴在工作速度旋转时测量上述的两项精度称为运动精度。数控机床要求有高的旋转精度和运动精度。 (4)主轴的静刚度和抗振性: 数控机床加工精度较高，主轴的转速又很高，因此对主轴的静刚度和抗振性要求较高。主轴的轴颈尺寸、轴承类型及配置方式，轴承预紧量大小，主轴组件的质量分布是否均匀及主轴组件的阻尼等对主轴组件的静刚度和抗振性都会产生影响。 (5)主轴组件的耐磨性: 主轴组件必须有足够的耐磨性，使之能够长期保持良好的精度。 2、主轴变速方式 (1).无级变速 (2)(分段无级变速 :1)带有变速齿轮的主传动2)通过带传动的主传动3)用两个电动机分别驱动主轴 (3)(液压拨叉变速机构在带有齿轮传动的主传动系统中，齿轮的换挡主要靠液压拨耳来完成 3、主轴部件
主轴部件是机床的一个关键部件，它包括主轴的支承、安装在主轴上的传动零件等。 机床的主轴部件满足的要求:主轴的回转精度、部件的结构刚度和抗振性、运转温度和热稳定性以及部件的耐磨性和精度保持能力等。 对于数控机床尤其是自动换刀数控机床，为了实现刀具在主轴上的自动装卸与夹持，还必须有刀具的自动夹紧装置、主轴准停装置和主轴孔的清理装置等结构。 (1)、主轴端部的结构形状 主轴端部用于安装刀具或夹持工件的夹具，在设计要求上，应能保证定位准确、安装可靠、联接牢固、装卸方便，并能传递足够的转矩 主轴为空心，前端有莫氏锥度孔，用以安装顶尖或心轴。 1)莫氏锥度是一个锥度的国际标准，用于静配合以精确定位。锥度很小，利用摩擦力可以传递一定的扭矩，方便拆卸。莫氏锥度又分为长锥和短锥,长锥多用于主动机床的主轴孔,短锥用于机床附件和机床连接孔, (2)主轴部件的支承 机床主轴带着刀具或夹具在支承中作回转运动，应能传递切削转矩承受切削抗力，并保证必要的旋转精度。机床主轴多采用滚动轴承作为支承，对于精度要求高的主轴则采用动压或静压滑动轴承作为支承。 (3)滚动轴承的精度 主轴部件所用滚动轴承的精度有高级E、精密级D、特精级C和超精级B。前支承的精度一般比后支承的精度高一级，也可以用相同的精度等级。普通精度的机床通常前支承取C、D级，后支承用D、E级。特高精度的机床前后支承均用B级精度液体静压轴承和动压轴承主要应用在主轴高转速、高回转精度的场合，对于要求更高转速的主轴，可以采用空气静压轴承，这种轴承达每分钟几万转的转速，有非常高的回转精度。 (4)(主轴滚动轴承的预紧
一、设计题目 设计一台普通橱窗的主传动系统，完成变速级数为12~8级。 二、设计目的 1、运用、巩固和扩大已学过的知识，特别是机床课程，提高理论联系实际的设计与计算能力。 2、初步掌握机床主传动系统的设计方法与步骤，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。 3、培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。 4、是毕业设计教学环节实施的技术准备。 三、设计内容与基本要求 （一）运动设计 1、传动方案设计 采用集中传动方案 2、转述调整范围R 选第一组参数进行计算与设计 1.1190 1000 min max === n n R n 3、公比 由已知条件知，该传动系统为单公比传动系统公比41.1=?
4、结构式采用 42130222238??=?==z （1）确定系数 018710=+-=+-= ' Z L R L x n n n ? （2）确定结构网和结构式 ①基本组传动副数一般取20=P ②基型传动系数的结构式为：4212228??= ③因为系数00=' x ，所以变形传动系统的结构式为：4 212228??= （3）验算原基本组的变速范围 841.112<=' =?r （4）验算最末变速组的变速范围 895.341.1)12(4)12(43<===-?-??r 故所选结构式符合要求。 5、绘制转速图 1212.1119010001 ≈= ?? ? ??=-u 结构网如下：
转速图： 6、三角带设计 由<<机械设计>>表11.5知2.1=A K （1）计算功率KW P K P A c 4.55.42.1=?==。 （2）型号 由kw P c 4.5=，min /14401r n =及表11.8知应选A 型带。 （3）带轮直径1D ，2D 选mm D 1001=，则mm D D 1501000 1500 12== （4）校核带速V s m n D V /23.56000 1000 10014.36000 1 1=??= = π s m V /5min ≥；s m V /25max ≤ 所以选的带型号符合要求。 （5）初定中心矩0A mm mm D D A 500~150))(2~6.0(210=+≈
制造装备 课程设计任务书 （2015~2016学年） 设计题目普通车床主传动系统的设计 学院名称电气工程与自动化学院机械工程系 专业（班级）机械设计制造及自动化 姓名（学号）Z41214054XX 起讫日期 指导教师 下发任务书日期 201X年 X月 X 日
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安徽大学 审阅 课程设计成绩评定 答辩
目录１、参数的拟定 ２、运动的设计 ３、传动件的估算和验算 ４、展开图的设计 ５、总结
一、参数拟定 １、确定公比φ 已知Ｚ＝8级（采用集中传动） n max =1250 n min=40 R n=φz-1 所以算得φ≈1.26 2、确定电机功率N 已知电机功率N=4.4kw 二、运动的设计 1、列出结构式 8=2[2] 3[] 2[4] 因为：在I轴上如果安置换向摩擦离合器时，为减小轴向尺寸，第一传动组的传动副数不能多，以2为宜。在机床设计中，因要求的R较大，最后扩大组应取2更为合适。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。 2、拟定转速图 1）主电机的选定 电动机功率N：4.4KW 电机转速n d:
因为n max =1250vr/min ，根据N=4.4KW ，由于要使电机转速n d 与主轴最高转速相近或相宜，以免采用过大的升速或过小的降速传动。所以初步定电机为：Y132m-4，电机转速1440r/min 。 2）定比传动 在变速传动系统中采用定比传动，主要考虑传动、结构和性能等方面要求，以及满足不同用户的使用要求。为使中间两个变速组做到降速缓慢，以利于减少变速箱的径向尺寸，故在Ⅰ-Ⅱ轴间增加一对降速传动齿轮。 3）分配降速比 8级降速为：250315400500 630 8001000 315 1250 （r/min ） 画出转速图 8=2[2]2[2]2[4] 电 ⅡⅢ Ⅳ Ⅰ250 315400500 630800100012501440r/min 结构大体示意图:
陕西理工学院 车床主传动系统设计 设计题目 系别 专业 学生姓名 班级学号 设计日期
目录 第一章概述--------------------------------------------------------------4 1、车床主传动系统课程设计的目的----------------------------4 2、设计参数----------------------------------------------------------4 第二章参数的拟定-----------------------------------------------------4 1、确定极限转速----------------------------------------------------4 2、主电机选择-------------------------------------------------------5第三章传动设计--------------------------------------------------------5 1、主传动方案拟定-------------------------------------------------5 2、传动结构式、结构网的选择----------------------------------5 3、转速图的拟定----------------------------------------------------6第四章传动件的估算---------------------------------------------------7 1、三角带传动的计算----------------------------------------------7 2、传动轴的估算----------------------------------------------------9 3、齿轮齿数的确定和模数的计算-------------------------------11 4、齿宽确定----------------------------------------------------------15 5、齿轮结构设计----------------------------------------------------16 6、带轮结构设计----------------------------------------------------16 7、传动轴间的中心距----------------------------------------------16 8、轴承的选择-------------------------------------------------------17第五章动力设计---------------------------------------------------------17
新疆工程学院机械工程系毕业设计（论文）任务书 学生姓名专业班级机电一体化09-11（1）班设计(论文)题目数控机床主传动系统及主轴设计 接受任务日期2012年2月29日完成任务日期2012年4月9日指导教师指导教师单位机械工程系 设 计(论文)内容目标 培养学生综合应用所学的基本理论，基础知识和基本技能进行科学研究能力的初步训练；培养和提高学生分析问题，解决问题能力。通过毕业设计，使学生对学过的基础理论和专业知识进行一次全面地系统地回顾和总结。通过对具体题目的分析和设计，使理论与实践结合，巩固和发展所学理论知识，掌握正确的思维方法和基本技能。 设计(论文)要求 1．论文格式要正确。 2．题目要求：设计题目尽可能选择与生产、实验室建设等任务相结合的实际题目，完成一个真实的小型课题或大课题中的一个完整的部分。 3．设计要求学生整个课题由学生独立完成。 4．学生在写论文期间至少要和指导老师见面5次以上并且和指导教师随时联系，以便掌握最新论文的书写情况。 论文指导记录 2012年3月1号早上9：30-12：00在教室和XX老师确定题目。2012年3月6日早上10：00-12:00在教室确定论文大纲与大纲审核。2012年3月13日早上10:00-12：00在教室确定论文格式。 2012年3月20日早上9：30-12:00在教室对论文一次修改。 2012年3月27日早上9：30-12:00在教室对论文二次修改。 2012年4月6日早上9：30-12：30在教室对论文三次修改。 2012年4月9日早上9:30-12：00在教室老师对论文进行总评。 参考资料[1]成大先.机械设计手册-轴承[M].化学工业出版社 2004.1 [2]濮良贵纪名刚.机械设计[M].高等教育出版社 2006.5 [3]李晓沛张琳娜赵凤霞. 简明公差标准应用手册[M].上海科学技术出版社 2005.5 [4]文怀兴夏田.数控机床设计实践指南[M].化学工业出版社 2008.1 [5][日]刚野修一(著). 杨晓辉白彦华(译) .机械公式应用手册[M].科学出版社 2004
普通车床的主动传动系统设计书 一、专用镗床I型的主轴箱部件设计 2. 工艺要求 1. 加工工件材料为铸铁，粗加工、可加工通孔、沉孔、倒角。 2.加工零件的孔径为Φ150，要求正反转。 3.设备装备型式：主轴箱安置在主柱上，可作上、下移动。 二、设计内容 1）运动设计：根据给定的转速确定主传动的结构网、转速图、传动系统图、计算齿轮齿数。 2）动力计算：选择电动机型号，对主要零件（如带、齿轮、主轴、传动轴、轴承等）进行计算（出算和验算）。 3）绘制下列图纸： ①机床主传动系统图（画在说明书上）。 ②操纵机构设计、主轴箱上、下移动机构设计（以原理图形式画在说明书上）。 ③主轴箱部件展开图及主要剖面图。 ④主轴零件图。 4)编写设计说明书一份。
一、概述 1.1机床课程设计的目的 课程设计是在学生学完相应课程及先行课程之后进行的实习性教学环节，是大学生的必修环节，其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，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，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。 二、参数拟定 2.1确定转速范围 确定转速范围：主轴最小转速n nim （r/min ）=140r/min 、n max （r/min ）=1800r/min 查机械制造装备设计书表2-5得：140r/min ，180r/min ，224r/min ，280r/min ，355r/min ，450r/min ，560r/min ，710r/min ，900r/min ，1120r/min ，1400r/min ， 1800r/min 。 2.2 主电机的选择 合理的确定电机功率，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。 已知电动机的功率是3KW ，根据《机械设计手册》第3版，选Y100L2-4，额定功率3KW ，满载转速1450r/min ，堵转转矩/额定转矩=2.2 最大转矩/额定转矩=2.3 镗床的主参数（规格尺寸）和基本参数表 三、传动设计 3.1 主传动方案拟定 拟定传动方案，包括传动形式的选择以及开停、换向、制动、操作等整个传动系统的确定。传动形式指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动形式、变速类型。 传动方案和形式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定传动方案和形式，要从结构、工艺、性能及经济等方面统一考虑。 传动方案有多种，传动形式更是众多，比如：传动形式上有集中传动、分离传动；扩大变速范围可用增加传动组数，也可用背轮结构、分支传动等形式；变
目录 摘要............................................................................................................ II ABSTRACT. ............................................................................................... III 第一章前言 .. (1) 1.1课题背景及目的 (1) 1.2国内外研究现状及发展趋势 (1) 1.2.1 数控系统的发展趋势 (1) 1.2.2 我国数控车床的研究现状及发展趋势 (2) 1.3课题研究内容及方法 (5) 1.3.1 课题研究内容 (5) 1.3.2 研究方法 (5) 1.4论文构成 (5) 第二章主传动系统的设计 (6) 2.1主传动系统的设计要求 (6) 2.2总体设计 (6) 2.2.1 拟定传动方案 (6) 2.2.2 选择电机 (7) 2.2.3 主运动调速范围的确定 (9) 2.2.4 转速图 (11) 第三章传动系统零部件设计 (12) 3.1传动皮带的设计和选定 (12) 3.1.1．V带传动设计 (12) 3.2轴系部件的结构设计 (14) 3.2.1 I轴结构设计 (14) 3.2.2 II轴结构设计 (17) 3.2.3电磁摩擦离合器的计算和选择 (21) 第四章主轴结构设计 (23) 4.1对主轴组件的性能要求 (23) 4.2轴承配置型式 (24) 4.3主要参数的确定 (24) 4.4主轴头的选用 (25) 4.5编码器的选择与安装 (25) 第五章结论 (27) 参考文献 (28) 致谢 (29)
安徽建筑大学毕业设计 (论文) 专业机械设计制造及自动化 班级 09 城建机械3班 姓名 学号 09290070312 课题普通车床主传动系统设计 指导教师 2013 年 6 月 10 日
摘要 主传动系统设计是机床设计中非常重要的组成部分，本次设计主要由机床的级数入手，于结构式、结构网拟定，再到齿轮和轴的设计，再选择各种主传动配合件，对轴和齿轮及配合件进行校核，将主传动方案“结构化”，设计主轴变速箱装配图及零件图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与密封、传动轴及滑移齿轮零件的设计，完成设计任务。 本次突出了结构设计的要求，在保证机床的基本要求下，根据机床设计的原则，拟定机构式和结构网，对机床的机构进行精简，力求降低生产成本；主轴和齿轮设计在满足强度需要的同时，材料的选择也是采用折中的原则，没有选择过高强度的材料从而造成浪费。 【关键词】车床、主传动系统、结构式、电动机。
Abstract Main drive system design is Very important part of the Machine Design, The design of the series to start primarily by machine, In the structure, the structure network developed, to the design of gears and shafts, Choose a variety of main drive with the pieces of the shaft and gear, and checked with the parts ，design and motive of completion sport spread the lord to move the project "the structure turn" , Design a principal axis to become soon a box assemble diagram and spare parts diagram and lay particular emphasis on to carry on spread to move stalk module, principal axis module and become soon organization, box a body, lubricate and seal completely, spread to move stalk and slippery move wheel gear spare parts of design to complete design tasks. This highlights the structural design requirements, under the basic requirements for ensuring the machine ,According to the principles of machine tool design, Development of institutional and structural net, Streamlining of the machine tool sector, Strive to reduce production costs, No choice of materials resulting in high strength waste. 【Keywords】lather, Main drive system, Structure , Electric motor.
机械工程学院 课程设计说明书 专业机械设计制造及其自动化 班级XXXXXXXXXXX 姓名XXXXXXXX 学号XXXXXXXXXXXX 课题普通车床主传动系统设计 指导教师XXXXXXXXXX ___________ 年月曰
普通车床主传动系统设计说明书 设计题目：设计一台普通车床的主传动系统，设计参数: （选择第三组参数作为设计数据） 、运动设计 =1.41，因为=1.41=1.06 6,根据《机械制造装备设计》P77表3-6标准数列。首先找到 最小极限转速25,再每跳过5个数（1.26?1.06 6）取一个转速，即可得到公比为 1.41 的数列：45、63、90、125、180、250、355、500、710、1000、1400、2000。 （4）结构式采用：12 31 23 26 1）确定系数X o x0l^R n Z 1 11 12 1 0 (1)传动方案设计（选择集中传动方案） (2) 转速调速围Rn n max 200044.44 n min 45 (3)根据《机械制造装备设计》p78公式（3-2 ）因为已知 R n ig R n z Z= lg +1 (Z 1}R n =11444 = 根据《机械制造装备设计》p77表3-5标准公比。这里我们取标准公比系列
In 2）确定结构网和结构式： 确定基本组传动副数，一般取P o 2 ，在这里取 F0 3 3）基型传动系统的结构式应为：12 2?2￡26 4）变型传动系统的结构式，应在原结构式的基础上，将兀基本组基比指数I 加上X。而成，应为X o为0,故不发生改变。 根据“前多后少”，“前密后疏”的原则，取12 31 23 26 5）验算原基本组变形后的变速围 R2X2 F2 1 1.413 （2 1）1.413 2.8 8 6）验算最末变速的组变速围 R3 X3 F3 1 1.416"21）1.4167.858 8 传动系的结构网
目录 一、参数拟定 (2) 1.1 确定公比 (2) 1.2 确定主轴主要技术参数 (2) 二、运动的设计 (3) 2.1确定传动顺序及传动副数 (3) 2.2确定扩大顺序 (3) 2.3 画出结构网如图2-1 (3) 2.4拟定转速图如2-2 (3) 2.5计算各传动副的传动比 (4) 2.6 确定齿轮齿数 (4) 2.7 主轴转速检验 (5) 2.8 主传动系统图如图2-3 (6) 三、进给箱设计 (6) 3.1 增倍组齿数的确定 (6) 3.2 进给传动系统图 (9) 3.3、车螺纹传动路线表达式 (9) 3.4、验算螺纹螺距 (10) 四、溜板箱的设计 (10) 4.1 溜板箱齿轮齿数的确定 (10) 4.2 验算横向进给 (11) 4.3 验算纵向进给 (11) 4.4 溜板箱的传动系统图如图2-4 (11) 五、车床传动系统图如图2-5 (12) 六、总结 (13) 参考文献： (13)
一、参数拟定 1.1 确定公比 ? 已知CA6136机床的转速级数为Z=8,转速范围42-980 r/min max min 980/min,42/min n r n r == 由1Z R φ-=可以得到max min lg lg lg lg980lg 42 lg 1181 n n R Z Z ?--= == --- 参照标准公比，可算的公比 1.58φ= 1.2 确定主轴主要技术参数 表1 主要技术参数
二、运动的设计 2.1 确定传动顺序及传动副数 由级比规律和设计机床三项原则：传动副“前多后少”，传动比线“前密后疏”，降速“前慢后快”,可得CA6136的结构式为Z=8=421222??。 2.2 确定扩大顺序 （1）主电机的选定 电动机功率N ：4KW ；电机转速n d : 1440r/min （2）按照前小后大、前密后疏的原则 由max min 980/min,42/min n r n r ==,z=8,?=1.58可得到8级转速如下： 42,65,102,160,255,400,640,1010（r/min ） （3）计算误差范围： ()()%58.0%10158.1%101=?-=?-? %,8.506.3980980 1010'≤=-=-n n n %,8.5%0424242'≤=-=-n n n 转速980r/min 和42r/min 都在误差范围之内，可取。 2.3 画出结构网如图2-1 图2-1 结构网 2.4 拟定转速图如2-2 根据传动副→“前多后少”，传动比线→“前密后疏”，降速→“前慢后快”原则拟定转速图。
哈尔滨工业大学 题目：无丝杠车床主传动系统运动和动力设计
目录 一、运动设计 (3) 1 确定极限转速 (3) 2 确定公比 (4) 3 求出主轴转速级数 (3) 4 确定结构式 (3) 5 绘制转速图 (3) 6 绘制传动系统图 (5) 7 确定变速组齿轮传动副的齿数 (6) 8 校核主轴转速误差 (7) 二、动力设计 (8) 1 传动轴的直径确定 (8) 2 齿轮模数的初步计算 (9) 参考文献 (11)
一、运动设计 1、 确定极限转速 根据设计参数，主轴最低转速为30r/min ，级数为11，且公比φ=1.41。于是可以得到主轴的转速分别为：26.5,37.5, 53, 75, 106, 150, 212, 300, 425, 600, 850r/min ，则转速的调整范围 。 2、 确定公比φ 根据设计数据，公比φ=1.41。 3、 求出主轴转速级数Z 根据设计数据，转速级数Z=11。 4、 确定结构式 按照主变速传动系设计的一般原则，选用结构式为53122312??=的传动方案。其最后扩大组的变速范围86.541.1)12(52≤==-?R ,符合要求，其它变速组的变速范围也一定符合要求。 5、 绘制转速图 （1）选定电动机 根据设计要求，机床功率为4KW ，最高转速为850r/min ，可以选用Y132M2-8，其同步转速为1000r/min ，满载转速为960r/min ，额定功率5.5KW 。 （2）分配总降速传动比U 总降速传动比为027.0850 5 .26min === Nd N U ，又电动机转速min /960r n d = 不在所要求标准转速数列当中，因而需要增加一定比传动副。 （3）确定传动轴的轴数 轴数=变速组数+定比传动副数+1=3+1+1=5。 08 . 32 26.5 850 min max = = = N N Rn
摘要 随着科学技术的迅猛发展，数控机床已是衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志。采用经济型数控系统对普通机床进行数控改造，尤其适应我国机床拥有数量大，生产规模小的具体国情。 本文对C6150普通车床数控化改造进行了深入研究，包括对机床关键部件参数的计算、对机床主传动系统结构的设计、对机床改造方案优化选择、选择合适的机床伺服系统，以及在改造中应注意的事项等进行了详细的论述。经过改造后的机床已达到预期的功能和精度，完全能实现加工外圆、锥度、螺纹、端面等的自动控制，提高了原机床的生产效率。降低了劳动强度。 关键词：普通车床，数控技术，数控化改造
Abstract With the rapid devlopment of science and technology, CNC is becoming an important symbol to measure a country，s machinery manufaucturing level .Using economic numerical control system to transform General machine tools, adapts to our country which has large number General machine tools and is small scale production. The paper studied thoroughly the retrofitting technology on C6150 universal lathe ,including thecomutating of parameters of key components, the design of lathe structure ,optimization of the retrofitting scheme,as well as matters needing attention of reform in detail ,etc.The result shows that the machine tools achieveed expected function and precision after retrofitting ,the machine can sufficienfly execute automatic control on outside diameter taper screw ends etc, it important the production rate of the machine and decreases the labor stress from the operator. Key words: Unversal Lathe Numerical Technology Numerical Control Transformation
普通车床主传动系统设计说明书 一、 设计题目：设计一台普通车床的主传动系统，设计参数： (选择第三组参数作为设计数据) 二、运动设计 （1）传动方案设计（选择集中传动方案） （2）转速调速范围2000 max 44.4445 min n Rn n == = （3）根据《机械制造装备设计》78P 公式（3-2）因为已知 1 -=z n R ? ∴ Z=?lg lg n R +1 ∴?=)1(-Z n R =114.44=1.411 根据《机械制造装备设计》77P 表3-5 标准公比?。这里我们取标准公比系列 ?=1.41，因为?=1.41=1.066，根据《机械制造装备设计》77P 表3-6标准数列。首先找到最小极限转速25，再每跳过5个数（1.26～1.066）取一个转速，即可得到公比为1.41的数列：45、63、90、125、180、250、355、500、710、1000、1400、 2000。 （4）结构式采用：13612322=??
1）确定系数' 0x ' 0ln 1111210ln n R x Z ? = -+=-+= 2）确定结构网和结构式： 确定基本组传动副数，一般取 02 P =，在这里取 03 P = 3）基型传动系统的结构式应为：12612232= 4）变型传动系统的结构式，应在原结构式的基础上，将元基本组基比指数 加上'0 x 而成，应为' 0x 为0，故不发生改变。 根据“前多后少”，“前密后疏”的原则，取13612322=?? 5）验算原基本组变形后的变速范围 () 2213(21)32 1.41 1.41 2.88x P R ? -?-====< 6）验算最末变速的组变速范围 () 3316(21)63 1.41 1.417.8588x P R ? -?-====< 根据中间变速轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如下： 传动系的结构网
机械制造装备设计课程设计说明书 设计题目: 车床的主传动系统设计 院系：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化专业班级：12级机制十五班 学号：201233460 姓名：霍道义 指导老师：刘军 日期：2015年12月18日
车床的主传动系统设计任务书 姓名霍道义学号 201233460 专业机制本班级 15班 最大加工直径为250mm的普通车床的主轴箱部件设计 原始数据： 主要技术参数题目 主电动机功率P/kw 4 最大转速2500 最小转速112 公比 1.41 工件材料：钢铁材料。 刀具材料：硬质合金。 设计内容： 1）运动设计：根据给定的转速范围及公比确定变速级数，绘制结构网、转速图、传动系统图，计算齿轮齿数。 2）动力计算：选择电动机型号及转速，确定各传动件的计算转速，对主要零件（如带、齿轮、主轴、传动轴、轴承等）进行计算（初算和验算）。 3）绘制下列图纸： ①机床主传动系统图（画在说明书上）。 ②主轴箱部件展开图及主要剖面图。 ③主轴零件图。 4）编写设计说明书1份。
目录 1 绪论 (4) 2 普通车床主动传动系统参数的拟定 (5) 2.1电动机的选择 (5) 2.2确定转速级数 (5) 3 传动设计 (6) 3.1拟定传动方案 (6) 3.2 确定结构式 (6) 3.3设计结构网 (7) 3.4绘制转速图 (9) 3.5各传动组传动副齿轮齿数 (10) 3.6绘制传动系统图 (13) 4.传动零件设计 (13) 4.1 V带传动设计 (13) 4.2齿轮传动设计 (16) 4.3轴的设计计算 (19) 4.4轴承的选用 (23) 4.5 键的选用 (24) 4.6 圆盘摩擦离合器的选择和计算 (24) 4.7轴承端盖设计 (25) 5 动力计算 (26) 5.1齿轮的强度校核 (26) 5.2各传动轴轴承的校核 (28) 5.3主轴的校核 (29) 5.4键的校核 (31) 6 箱体的结构设计 (32) 6.1箱体材料 (32) 6.2箱体结构 (32) 7 润滑设计及润滑油选择 (33) 7.1润滑设计 (33) 7.2润滑油的选择 (35) 8 总结 (36) 9 参考文献 (37)
第一章概论 一、数控系统发展简史 1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。二、国内数控机床状况分析 （一）国内数控机床现状 近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中，除少量机床以FMS模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。 2001年，我国机床工业产值已进入世界第5名，机床消费额在世界排名上升到第3位，达47.39亿美元，仅次于美国的53.67亿美元，消费额比上一年增长25%。但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，2001年进口机床跃升至世界第2位，达24.06亿美元，比上年增长27.3%。近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床、数控磨床、数控特种加工机床、数控剪板机、数控成形折弯机、数控压铸机等，普通机床有钻床、锯床、插床、拉床、组合机床、液压压力机、木工机床等。出口的数控机床品种以中低档为主。 （二）国内数控机床的特点 1、新产品开发有了很大突破，技术含量高的产品占据主导地位。 2、数控机床产量大幅度增长，数控化率显著提高。 2001年国内数控金切机床产量已达1.8万台，比上年增长28.5%。金切机床行业产值数控化率从2000年的17.4%提高到2001年的22.7%。 3、数控机床发展的关键配套产品有了突破。 三、数控系统的发展趋势 1.继续向开放式、基于PC的第六代方向发展 基于PC所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用PC机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。PC机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。 2.向高速化和高精度化发展 这是适应机床向高速和高精度方向发展的需要。 3.向智能化方向发展 随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将不断提高。 （1）应用自适应控制技术 数控系统能检测过程中一些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改进系统运行状态的目的。（2）引入专家系统指导加工 将熟练工人和专家的经验，加工的一般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。 （3）引入故障诊断专家系统