实验报告 课程名称 机械装备设计课程设计 实验（实践）编号 1 实验（实践）名称 车床主传动变速箱设计 实验（实践）学时 2周 实验（实践）时间 9设计任务书题目 车床的主参数（规格尺寸）和基本参数如下：工件最大回转直径D(mm)正转最低转速nmin( )正转最高转速nmin( )电机功率N（kw）公比25050160041.41目 录设计任务书2目 录4第1章 机床用途、性能及结构简单说明6第2章 设计部分的基本技术特性和结构分析72.1车床主参数和基本参数72.2 确定传动公比72.3拟定参数的步骤和方法72.3.1 极限切削速度Vmax、Vmin72.3.2 主轴的极限转速8第3章 设计部分的运动设计93.1 主电机功率动力参数的确定93.2 确定结构式93.3 确定结构网103.4 绘制转速图和传动系统图103.5 确定各变速组此论传动副齿数113.6 核算主轴转速误差12第4章 设计部分的动力计算134.1 带传动设计134.2 计算转速的计算144.3 齿轮模数计算及验算144.4 传动轴最小轴径的初定204.5 主轴合理跨距的计算204.6 轴承的选择214.7 键的规格224.8变速操纵机构的选择224.9 主轴合理跨距的计算224.10轴承寿命校核23第5章 设计部分的调节、润滑、维护保养、技术要求及其它24第6章 设计中的优缺点，存在的问题及改进意见26参考文献27全套图纸加扣扣 401339828 第1章 机床用途、性能及结构简单说明机床技术参数有主参数和基本参数，他们是运动传动和结构设计的依据，影响到机床是否满足所需要的基本功能要求，参数拟定就是机床性能设计。主参数是直接反映机床的加工能力、决定和影响其他基本参数的依据，如车床的最大加工直径，一般在设计题目中给定，基本参数是一些加工件尺寸、机床结构、运动和动力特性有关的参数，可归纳为尺寸参数、运动参数和动力参数。通用车床工艺范围广，所加工的工件形状、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬质合金刀具又用高速钢刀具。因此，必须对所设计的机床工艺范围和使用情况做全面的调研和统计，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，使拟定的参数最大限度地适应各种不同的工艺要求和达到机床加工能力下经济合理。机床主传动系因机床的类型、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，如机床主轴油足够的转速范围和转速级数；满足机床传递动力的要求。主电动机和传动机构能提供足够的功率和转矩，具有较高的传动效率；满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件有足够的刚度、精度和抗震性，热变形特性稳定；满足产品的经济性要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以便节约材料，降低成本。第2章 设计部分的基本技术特性和结构分析2.1车床主参数和基本参数车床的主参数（规格尺寸）和基本参数如下：工件最大回转直径D(mm)正转最低转速nmin( )正转最高转速nmin( )电机功率N（kw）公比25050160041.412.2 确定传动公比根据【1】公式（3-2）因为已知 ， =1.41 Z=+1=11根据【1】表3-5 标准公比。这里我们取标准公比系列=1.41.因为=1.41=1.06，根据【1】表3-6标准数列。首先找到最小极限转速50，再每跳过5个数（1.261.06）取一个转速，即可得到公比为1.41的数列： 50，71，100，140，200，200，400，560，800，1120,16002.3拟定参数的步骤和方法2.3.1 极限切削速度Vmax、Vmin根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要考虑：允许的切速极限参考值如下：表 1.1加 工 条 件 Vmax(m/min)Vmin(m/min)硬质合金刀具粗加工铸铁工件 3050硬质合金刀具半精或精加工碳钢工件150300螺纹加工和铰孔382.3.2 主轴的极限转速计算车床主轴极限转速时的加工直径，则主轴极限转速应为结合题目条件，取标准数列数值，=50r/min取依据题目要求选级数 =1.41=1.066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。各级转速数列可直接从标准的数列表中查出，按标准转速数列为：50，71，100，140，200，200，400，560，800，1120,1600第3章 设计部分的运动设计3.1 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。根据题设条件电机功率为4KW可选取电机为：Y112M-4额定功率为4KW，满载转速为1440r/min.3.2 确定结构式已知Z=x3ba、b为正整数，即Z应可以分解为2和3的因子，以便用2、3联滑移齿轮实现变速。对于Z=11级 按照Z=12 对于12=232传动式，有6种结构式和对应的结构网。分别为：， ， ， 由于本次设计的机床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。初选的方案。从电动机到主轴主要为降速变速，若使变速副较多的变速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，也就是满足变速副前多后少的原则，因此取12=232方案为好。设计车床主变速传动系时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，在降速变速中，一般限制限制最小变速比 ；为避免扩大传动误差，减少震动噪声，在升速时一般限制最大转速比。斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取。因此在主变速链任一变速组的最大变速范围。在设计时必须保证中间变速轴的变速范围最小。综合上述可得：主传动部件的运动参数 =50 Z=11 =1.413.3 确定结构网根据“前多后少” , “先降后升” , 前密后疏,结构紧凑的原则,选取传动方案,易知第二扩大组的变速范围r=(P3-1)x=1.414=3.958 满足要求，其结构网如图2-1。图2-1结构网 3.4 绘制转速图和传动系统图（1）选择电动机：采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。（2）绘制转速图：（3）画主传动系统图。根据系统转速图及已知的技术参数，画主传动系统图如图2-3：1-2轴最小中心距：A1_2min1/2(Zmaxm+2m+D)轴最小齿数和:Szmin(Zmax+2+D/m)3.5 确定各变速组此论传动副齿数(1)Sz100-120,中型机床Sz=70-100(2)直齿圆柱齿轮Zmin18-20,m4 图2-3 主传动系统图（7）齿轮齿数的确定。变速组内取模数相等，据设计要求Zmin1820,齿数和Sz100120，由表4.1，根据各变速组公比，可得各传动比和齿轮齿数，各齿轮齿数如表2-2。 表2-2 齿轮齿数传动比基本组第一扩大组第二扩大组1:1.411:21:1.411:11:22.85：11：2.85代号ZZZZZZZZZ5Z5ZZZ7Z7齿数30 422448 4462 5353 357111541411153.6 核算主轴转速误差实际传动比所造成的主轴转速误差，一般不应超过10(-1),即10(-1)=4.1各级转速误差n 160011208005604002002001401007150n16581121.2798.20558.6401.2200.7198.8141.3101.172.351.3误差2.84.12.853.471.320.51.312.411.312.11.31一级转速误差小于4.1，因此不需要修改齿数。第4章 设计部分的动力计算4.1 带传动设计输出功率P=4kw,转速n1=1440r/min,n2=400r/min（1）确定计算功率: 按最大的情况计算P=4kw ,K为工作情况系数，查1表3.5. 取K=1.1 pd=kAP=1.1X4=4.4kw（2）选择V带的型号: 根据pd,n1=1440r/min参考1图表3.16及表3.3选小带轮直径，查表选择A型V带 d1=100mm（3）确定带轮直径d1,d2小带轮直径d1=100mm验算带速v=d1n1/(60X1000)=X100X1440/(60X1000)=7.13m/s从动轮直径d2=n1d1/n2=1440X100/400=360mm取d2=355mm查1表3.3计算实际传动比i=d2/d1=355/100=3.55（4）定中心矩a和基准带长Ld1初定中心距a00.7(d1+d2)a02(d1+d2)318.5a0910取ao=500mm2带的计算基准长度 Ld02a0+/2(d1+d2)+(d2-d1)2/4a02x500+/2(100+3550)+(355-100)2/4X5001320mm查1表3.2取Ld0=1300mm3计算实际中心距 aa0+(Ld-Ld0)/2=500+(1320-1300)/2=510mm（5）验算包角:1=1800-（d2-d1）/aX57.30=1800-(180-90)/290X57.30=17201200（6）确定V带根数：确定额定功率：P0由查表并用线性插值得P0=0.15kw查1表37得功率增量P0=0.13kw查1表38得包角系数K=0.99查1表3得长度系数Kl=0.81确定带根数：Z=P/（P+P）KK=4/(1.05+0.13)X0.99X0.81=2.89 取Z=34.2 计算转速的计算（1）主轴的计算转速nj，由公式n=n得，主轴的