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车床的主传动系统设计-课程设计

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太原科技大学机械电子工程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：机械电子工程班级：学号：姓名：指导老师：日期： 2017年 3月 21日车床的主传动系统设计任务书姓名张宇辰学号 201312010234专业机械电子工程班级 2班最大加工直径为460mm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 4.3最大转速480最小转速9.6公比 1.26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。

目录一、绪论 (5)二、普通车床主动传动系统参数的拟定 (6)2.1电动机的选择 (6)2.2确定转速级数 (6)三、传动设计 (7)3.1拟定传动方案 (7)3.2 确定结构式 (7)3.3设计结构网 (7)3.4绘制转速图 (8)3.5各传动组传动副齿轮齿数 (11)3.6绘制传动系统图 (12)四、传动机构设计 (12)4.1齿轮传动设计 (12)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 (25)4.7轴承端盖设计 (26)五、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 (29)5.3主轴的校核 (30)5.4键的校核 (32)六、润滑设计及润滑油选择 (33)6.1润滑设计 (33)6.2润滑油的选择 (34)七、总结 (35)八、参考文献 (36)一、绪论机械制造装备课程设计是在学习完《机械设计》、《机械制造技术基础》、《机械工程材料》、《简明材料力学》、《机械原理》、《机械制图》、《互换性与测量技术》、《Auto CAD》、《计算机基础与应用》等大学大部分课程后进行的实践性教学环节，是对我们大学几年所学知识的一次深入地综合性地考核，也是一次理论联系实际的训练。

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，培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。

机床主传动系统因机床的类型、性能、规格和尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。

设计机床主传动系统时最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。

在设计时应结合具体机床进行具体分析，一般应满足的基本要求有：满足机床使用性能要求。

首先应满足机床的运动特性，如机床主轴应有足够的转速范围和转速级数；满足机床传递动力的要求。

本次课程设计的为普通车床的传动系统，根据不同的加工条件,对传动系统的要求也不尽相同，依据某些典型工艺和加工对象，兼顾其他的可能工艺加工的要求，拟定机床技术参数，拟定参数时要考虑机床发展趋势，和同国内外同类机床的对比，从而获得最优的参数，使机床主传动系统的设计最为合理。

毫无疑问，这次课程设计在我们大学生活中占有重要地位。

就我个人而言，希望通过这次课程设计，可以对未来将要从事的工作有很大的帮助，加强与他人沟通、与他人的合作能力，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为将来的工作发展打下一个良好的基础。

二、普通车床主动传动系统参数的拟定2.1电动机的选择根据任务书提供的电动机转速min /r 1450，选择电动机的型号为Y160M,电动机具体参数如下表所示：表2-1 电动机参数表电动机型号 额定功率满载转速 级数 同步转速 Y132S5.51440r/min4级1500r/min2.2确定转速级数已知条件:主轴min 480max r n =，min 6.9min r n =，电动机P=4.3KW ，最大加工直径460mm ，公比26.1=ϕ。

由公式1min max -==Z n n n R ϕ，1lg lg +=ϕnR Z ,则转速范围506.9480==n R 综上可知Z=18，故机床主轴为18级变速。

因为706.126.1==ϕ根据《机械制造装备设计》查表2-4标准公比和表2-5标准数列,首先找到最大极限转速1000，再每跳过7个数取一个转速，即可得到公比为1.26的等比数列:480r/min 、380r/min 、300r/min 、240r/min 、190r/min 、150r/min 、120r/min 、95r/min 、76r/min 、60r/min 、46r/min 、36r/min 、30r/min 、24r/min 、19r/min 、15r/min 、12r/min 、9.6r/min 。

三、传动设计3.1拟定传动方案拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、换向、制动、操纵等整个传动系统的确定。

传动型式则指传动和变速的元件、机构以及其组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。

传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。

因此，确定传动方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济性等多方面统一考虑。

3.2 确定结构式因为我的级数是18级，为了实现18级，本次设计中， 18=2×3×（2×2-1）×1主变速传动系从电动机到主轴，通常为降速传动，接近电动机的传动转速较高，传动的转矩较小，尺寸小一些，反之，靠近主轴的传动件转速较低，传递的转矩较大，尺寸就较大。

因此在拟定主变速传动系时，应尽可能将传动副较多的变速组安排在前面，传动副数少的变速组放在后面，使主变速传动系中更多的传动件在高速范围内工作，尺寸小一些，以节省变速箱的造价，减小变速箱的外形尺寸；也就是满足传动副前多后少的原则，因此确定传动方案为： 18=2×3×（2×2-1）×13.3设计结构网传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围：在降速传动时，为防止被动齿轮的直径过大而使进径向尺寸过大，常限制最小传动比，41min ≥主u ，升速传动时，为防止产生过大的振动和噪音，常限制最大传动比2max ≤主u ，斜齿轮比较平稳，可取5.2m a x≤主u ，故变速组的最大变速范围10~825.0/)2.2~2(u /u min max n =≤=主主R 。

检查变速组的变速范围是否超过极限值时，只需检查最后一个扩大组。

因为其他变速组的变速范围都比最后扩大组的小，只要最后扩大组的变速范围不超过极限值，其他变速组就不会超过极限值。

主轴的变速范围应等于住变速传动系中各个变速组变速范围的乘积，即：j n R R R R R ......210=。

检查变速组的变速范围是否超过极限值时，只需检查最后一个扩大组。

因为其他变速组的变速范围都比最后扩大组的小，只要最后扩大组的变速范围不超过极限值，其他变速组就不会超过极限值。

最后扩大组的变速范围是 8441.1)12(42<==-R 符合要求。

3.4绘制转速图1.选择Y132S 型Y 系列笼式三相异步电动机 分配总降速变速比：总降速变速比 02.0480/6.9/min ===d n n i 。

又电动机转速min /1430r n d =符合转速数列标准，因而不增加一定比变速副。

2.确定各级转速由前面计算已知：480，380，300，240，190，150，120,95,76,60,46,36,30,24,19,15,12,9.6r/min 。

3.绘制转速图四根轴按变速顺序依次设为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ（主轴）。

（1）先来确定Ⅰ轴的转速电动机转速为1430r/min 传动比=1 Ⅰ轴的转速n 1=1430×1=1430 r/min （2）确定轴Ⅱ的转速从Ⅰ轴传到轴Ⅱ有两对齿轮所以有两对传动比i 1=54/36 i 2=41/49 所以轴Ⅱ的转速n 2=n 1/i 1=953.3 r/min n 2=n 1/i 2=1196.5 r/min（3）确定轴Ⅲ的转速从轴Ⅱ传到轴Ⅲ有两对齿轮所以有三对传动比i1= 52/20 i2=44/28 i3=36/36所以轴Ⅲ的转速n'3=n2’/i1= 366.7r/min n''3=n2’/i2=478.6r/minn'''3=n2’’/i1= 606.6r/min n''''3=n2’’/i2=761.4r/minn'''3=n2’’/i1= 953.3r/min n'''3=n2’’/i1= 1196.5r/min （4）确定Ⅳ轴的转速从轴Ⅲ传到Ⅳ轴有两对齿轮所以有两对传动比i1=80/20 i2=50/50 所以轴Ⅳ的转速n'4=n'3/i1=91.7r/min n''4=n'3/i2=366.7r/minn'''4=n''3/i1=119.7r/min n''''4=n''3/i2=478.6r/minn'''''4=n'''3/i1= 151.7r/min n''''''4=n'''3/i2=606.6r/minn'''''''4=n''''3/i1=190.35 r/min n''''''''4=n''''3/i2=761.4r/minn''''''''4=n''''3/i2=238.3r/min n''''''''4=n''''3/i2=953.3r/minn''''''''4=n''''3/i2=299.1r/min n''''''''4=n''''3/i2=1196.5r/min （5）确定Ⅴ轴的转速从Ⅳ轴传到Ⅴ轴有两对齿轮所以有两对传动比i1=80/20 i2=50/50所以轴Ⅳ的转速：n'4=n'3/i1=22.9r/min n''4=n'3/i2=91.7r/minn'''4=n''3/i1=84.2r/min n''''4=n''3/i2=366.7r/minn'''''4=n'''3/i1= 29.9r/min n''''''4=n'''3/i2=119.7r/minn'''''''4=n''''3/i1=119.65r/min n''''''''4=n''''3/i2=478.6r/minn''''''''4=n''''3/i2=37.9r/min n''''''''4=n''''3/i2=151.7r/minn''''''''4=n''''3/i2=151.7r/min n''''''''4=n''''3/i2=606.6r/minn''''''''4=n''''3/i2=47.6r/min n''''''''4=n''''3/i2=190.35r/minn''''''''4=n''''3/i2=190.35r/min n''''''''4=n''''3/i2=761.4r/minn''''''''4=n''''3/i2=59.6r/min n''''''''4=n''''3/i2=238.3r/minn''''''''4=n''''3/i2=238.3r/min n''''''''4=n''''3/i2=953.3r/minn''''''''4=n''''3/i2=74.8r/min n''''''''4=n''''3/i2=299.1r/minn''''''''4=n''''3/i2=299.1r/min n''''''''4=n''''3/i2=1196.5r/min （6）确定Ⅵ主轴的转速从Ⅴ轴传到Ⅵ轴有一对齿轮所以有传动比i1=75/30n'4=n'3/i1=480r/min n''4=n'3/i2=380r/minn'''4=n''3/i1=300r/min n''''4=n''3/i2=240r/minn'''''4=n'''3/i1= 190r/min n''''''4=n'''3/i2=150r/minn'''''''4=n''''3/i1=120r/min n''''''''4=n''''3/i2=95r/minn''''''''4=n''''3/i2=76r/min n''''''''4=n''''3/i2=60r/minn''''''''4=n''''3/i2=46r/min n''''''''4=n''''3/i2=36r/minn''''''''4=n''''3/i2=30r/min n''''''''4=n''''3/i2=24r/minn''''''''4=n''''3/i2=19r/min n''''''''4=n''''3/i2=15r/minn''''''''4=n''''3/i2=12r/min n''''''''4=n''''3/i2=9.6r/min下面画出转速图：图3-2 转速图3.5各传动组传动副齿轮齿数1.确定齿轮齿数的原则和要求(1)齿轮的齿数和Z S 不应过大；齿轮的齿数和Z S 过大会加大两轴之间的中心距，使机床结构庞大，一般推荐200~100≤Z S 。

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数控车床主传动机构设计

数控车床主传动机构设计

0 引言这次毕业设计中,我所从事设计的课题是经济型数控车床主传动机构设计。

此类数控车床属于经济型中档精度机床，这类机床的传动要求采用手动与电控双操纵方式，在一定范围内实现电控变速。

总体的设计方案就是对传动方案进行比较，绘出转速图，对箱体及内部结构进行设计，包括轴和齿轮的设计、校核等。

为什么要设计此类数控车床呢？因为随着我国国民经济的不断发展，我国制造业领域涌现出了许多私营企业，这些企业的规模普遍不大，没有太多的资本。

一些全功能数控系统，其功能虽然丰富，但成本高，对于这些中小型企业来说购置困难，但是中小型企业为了发展生产，希望对原有机床进行改造，进行数控化、自动化，以提高生产效率。

我国机床工业的发展现状是机床拥有量大、工业生产规模小，突出的任务就是用较少的资金迅速改变机械工业落后的生产面貌，使之尽可能提高自动化程度，保证加工质量，减轻劳动强度，提高经济效益。

我国是拥有300多万台机床的国家，而这些机床又大量是多年累积生产的通用机床，自动化程度低，要想在近几年内用自动和精密设备更新现有机床，不论是资金还是我国机床厂的能力都是办不到的。

因此，普通机床的数控改造，大有可为。

它适合我国的经济水平、教育水平和生产水平，已成为我国设备技术改造主要方法之一。

目前，我国经济型数控系统发展迅速，研制了几十种简易数控系统，有力地促进了我国数控事业的发展。

经济型数控机床系统就是结合现实的生产实际，我国的国情，在满足系统基本功能的前提下，尽可能地降低价格。

经济型数控车床有许多优点。

1）其降格便宜，且性能价格比适中，与进口标准数控车床相比，前者只需一万元左右，后者则需十万甚至几十万元。

因此，它特别适合于改造在设备中占有较大比重的普通车床，适合在生产第一线大面积推广。

从提高资本效率出发，改造闲置设备，能发挥机床的原有功能和改造后的新增功能，提高机床的使用价值。

2）适用于多品种、中小批量产品的适应性强。

在普通车床上加工的产品，大都可在经济型数控车床上进行。

普通车床主传动系统设计

普通车床主传动系统设计

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。

AbstractMain 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.目录绪论 (5)1.主轴极限转速的确定 (6)2. 主动参数的拟定 (7)2.1确定传动公比 (7)2.2主电动机的选择 (8)3.普通车床的规格 (9)4.变速结构的设计 (9)4.1确定变速组及各变速组中变速副的数目 (9)4.2结构式的拟定 (10)4.3结构网的拟定 (10)4.4各变速组的变速范围及极限传动比 (11)4.5确定各轴的转速 (12)4.6绘制转速图 (13)4.7确定各变速组变速副齿数 (13)4.8绘制变速系统图 (15)5.结构设计 (16)5.1结构设计的内容、技术要求和方案 (16)5.2展开图及其布置 (16)5.3I轴（输入轴）的设计 (16)5.4齿轮块设计 (17)5.5传动轴的设计 (18)5.6主轴组件设计 (19)5.6.1 各部分尺寸的选择 (19)5.6.2 主轴材料和热处理 (19)5.6.3 主轴轴承 (20)5.6.4 主轴与齿轮的连接 (21)5.6.5 润滑与密封 (21)5.6.6 其他问题 (21)6.传动件的设计 (22)6.1带轮的设计 (22)6.3确定各轴转速 (25)6.4传动轴直径的估算：确定各轴最小直径 (26)6.5键的选择、传动轴、键的校核 (27)7.各变速组齿轮模数的确定和校核 (29)7.1齿轮模数的确定： (29)7.2齿轮的设计 (33)8.齿轮校验 (35)8.1齿轮强度校核 (35)8.1.1校核a组齿轮 (36)8.1.2 校核b组齿轮 (37)8.1.3 校核c组齿轮 (38)9.主轴组件设计 (40)9.1主轴的基本尺寸确定 (40)9.1.1外径尺寸D (40)9.1.2主轴孔径d (41)9.1.3主轴悬伸量a (42)9.1.4支撑跨距L (42)9.1.5主轴最佳跨距L的确定 (42)9.2主轴刚度验算 (44)9.3主轴前支撑转角的验算； (45)9.4各轴轴承的选用的型号 (47)9.4.1 各轴轴承的校核 (47)9.5摩擦式离合器的选择和计算 (48)谢辞 (51)总结 (52)参考文献 (53)普通车床主传动系统设计机械与电气工程学院机械设计制造及其自动化专业09城建机械3班刘林海指导教师魏常武绪论机床主传动系统因机床的类型、性能、规格和尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。

数控车床主传动系统及数控系统设计

数控车床主传动系统及数控系统设计

1 绪论1.1课题背景及目的我国目前机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3％。

近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。

机床的数控化率仅为6％。

这些机床中,役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。

可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。

用这种装备加工出来的产品国内、外市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的的生存和发展。

所以必须大力提高机床的数控化率。

而相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性：1、可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。

2、可以实现加工的柔性自动化，从而效率比传统机床提高3～7倍。

3、加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要“修配”。

4、可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。

5、拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，可实现长时间无人看管加工。

因此，采用数控机床，可以降低工人的劳动强度，节省劳动力（一个人可以看管多台机床），减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。

此外，机床数控化还是推行FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）以及CIMS （计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。

数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。

由于以上优越性，数控机床所占的比例逐渐增大。

从2005年的市场消费内容也可可看出,普通机床的市场份额在下降,数控机床则大幅度增长，尤其是中高档数控机床供不应求。

可以预见，未来几年普通机床的市场份额将不断下滑, 数控机床的消费会逐渐扩大。

[2]在这样一种背景下，我的课题选择为设计一台数控车床——CK20，用于对转体零件的圆柱面、圆弧面、圆锥面、端面、切槽、及各种公、英制螺纹等进行批量、高效、高精度的自动加工，以提高生产效率和产品质量和降低工人劳动强度。

数控车床主传动系统设计 毕业设计

数控车床主传动系统设计 毕业设计

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