机械制造装备设计课程设计说明书

机械制造装备设计课程设计姓名：姜家恒班级：机自082班学号：200800101060指导老师：赵克政广西工学院机械工程系2012年1月10日C6135主轴箱的设计………………………………姜家恒1目录一、前言……………………………………………………………………3二、运动设计1.确定各运动参数…………………………………………………………42.确定结构式………………………………………………………………53.确定转速图………………………………………………………………64.确定齿轮齿数………………………………………………………………85.带传动的设计（V型）……………………………………………………96.计算转速…………………………………………………………………117.验算主轴的转速误差n…………………………………………………118.传动系统图的绘制………………………………………………………12三、动力设计1.电机的选择………………………………………………………………132.各轴的传递功率…………………………………………………………133.确定各齿轮的模数………………………………………………………144.确定各轴直径……………………………………………………………19四、结构设计1.设计主轴组件……………………………………………………………202.主轴的验算………………………………………………………………20五、结束语……………………………………………………………………22六、参考文献…………………………………………………………………23C6135主轴箱的设计………………………………姜家恒2广西工学院《机械制造装备设计》课程设计任务书设计题目：C6135型普通车床主运动传动系统设计专业：班级：学号：姓名：指导教师：肖学勤、赵克政教研室主任：李宝灵广西工学院机械系2011年1月10日C6135主轴箱的设计………………………………姜家恒3一、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350mm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。C6135主轴箱的设计………………………………姜家恒4二、运动设计1.确定各运动参数（1）确定极限切削速度maxV和minV。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、刀具和工件材料等因素。查《机床设计指导》有，允许的切削速度参考值如下：加工条件maxV（m/min）minV（m/min）硬质合金刀具粗加工铸铁工件30-50硬质合金刀具半精或精加工碳钢工件150-300螺纹（丝杆等）加工和铰孔3-8取maxV=200m/min，minV=5m/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maxn=minmaxdV1000式中，查《机床设计指导》有，mind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maxn=1455m/min。2）主轴的最小极限转速minn=maxmindV1000式中，查《机床设计指导》有，maxd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maxd=50mm；求得，主轴的最小转速minn=31.8m/min。3）车床的变速范围RR=minmaxnn=45.74）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.C6135主轴箱的设计………………………………姜家恒55）主轴的各级转速各级转速可直接从《机床设计指导》的标准转速列表中查出，标准数列表给出了以=1—10000的数值，因为=1.41=606.1，从表中找到maxn=1500r/min，就可以每隔5个数值取出一个数，从而得出十二级转速分别为：1500r/min、1060r/min、750r/min、530r/min、375r/min、265r/min、190r/min、132r/min、95r/min、67r/min、47.5r/min、33.5r/min。2.确定结构式（1）确定传动顺序1）此次设计的c6135车床为12级，故有以下几种传动方案：43121341222231232321243221252）对方案进行比较第1、第2种有四联滑移齿轮，如果采用四联滑移齿轮的话，话大大增大了主轴箱的轴向尺寸，故不采用第1、第2种方案；也是从结构方面考虑，第5种的轴向尺寸都会比第3第4种的大；下面就第3第4种方案进行比较，从而选取最终方案。对于第3种方案，严格遵循了“前多后少”的设计原则，把尽可能多的传动副置于前面，让尽可能多传动副处于较高速的状态，这样就可以尽量减轻它们的受力情况，从而可以减小其尺寸，从而减少整体尺寸；对于第4种方案，没有遵循了“前多后少”的设计原则，但是由于采用第3种方案的话，会增大轴的轴向尺寸；为了使轴的轴向尺寸不至于太长，把二联滑移齿轮放在轴，三联滑移齿轮放在轴；这样的话可以使轴的尺寸不太大，又可以使较多的传动副放在相对高速的位置。对于第3第4种方案都是相对其他几种比较好的方案，基于不同方面的考虑，可以选择其中一种；在本次设计中，选择第4种方案进行计算。3）最终确定的传动方案为232124。C6135主轴箱的设计………………………………姜家恒6（2）确定扩大顺序传动方案的扩大顺序与传动顺序可以一致也可以不一致；本设计扩大方案设计为61323212。因为轴上有离合器，为避免离合器干涉齿轮啮合，必须使其中一个齿轮的齿根圆直径大于离合器的最大直径。故采用此扩大顺序61323212（3）此次设计的车床的结构式为61323212。（4）绘制结构图3.确定转速图（1）电动机转速的确定根据本设计车床的12级转速，maxn=1500r/min；要使电动机的转速与主轴的最高转速相近，以避免过大的升速或降速；根据电动机的转速标准，取电动机的额定转速mn=1440r/min；（2）确定轴的转速查《机床设计指导》有，车床的轴的转速一般取700--1000r/min左右比较合适，故在本设计车床中，取轴的转速n=750r/min；C6135主轴箱的设计………………………………姜家恒7（3）分配传动比1）分配降速比时，应注意传动比的取值范围：齿轮传动副中最大传动比maxu2，最小传动比minu41传动比过大，引起振动和噪音，传动比过小，使动齿轮与传动齿轮的直径相差太大，将导致结构庞大。2）由传动比限制原则，得出极限级比指数表：级比指数极限值1.41x值411ixmax4‘x值21ixmin23）根据“前缓后急”原则，先确定各个变速组的最小传动线；从轴的750r/min转速传到主轴的33.5r/min，相差9格，相当于级比指数为9；总共有3个变速组；93=3；由“前缓后急”原则分配三格给中间变速组，分配两格给第一变速组，分配四格给第三变速组；然后，对于其他传动线，结合结构图可相应得出；4）综上所述，得出各传动线的传动比：传动组传动比电机————Vi0i132:250a1i1:2a2i7:51bi19:53b2i1:2b3i5:7c1i1:4c2i2:1（4）转速图的绘制：公比C6135主轴箱的设计………………………………姜家恒84.确定齿轮齿数（1）确定齿轮齿数应该注意以下几类：1）齿轮的齿数和应过大，以免加大中心距使机床结构庞大一般推荐齿轮数和SZ为60～100；2）不产生根切最小齿轮minZ18～20；3）保证强度和防止热处理变形过大齿轮齿根园到键槽的壁厚2mm一般取5mm则mTZ25.6min；4）三联滑移齿轮的相领两轮的齿数差应大于4；避免齿轮右左移动时齿轮右相碰，能顺利通过。（2）在一个变速组中，主动齿轮的齿数用jZ表示，从动齿轮的齿数用jZ‘表示，jZ+jZ‘=zjS，则传动比ji为ji=jjZZ‘=jjba式中，jjba、为互质数，设ojjjSbaojzjjjSSaZojzjjjSSbZ‘由于jZ是整数，zjS必定能被ojS所整除；如果各传动副的的齿数和皆为zS，则zS能被o1S、o2S、o3S所整除，换言之，zS是o1S、o2S、o3S的公倍数。所以确定齿轮的齿数时，应在允许的误差范围内，确定合理的jjba、，进而求得o1S、o2S、o3S，并尽量使o1S、o2S、o3S的最小公倍数为最小，最小公倍数用oS表示，则zS必定为oS的整数倍。设zS=koS，k为整数系数。然后根据最小传动比或最大传动比中的小齿轮确定k值，确定各齿轮的齿数。（3）第一变速组已知21ia1、57ia2，则有两对齿轮的齿数和分别为a1S=3、a2S=12；最小公倍数aS=12；则齿数和为zS=12k。最小齿数发生在a1i中，则5k17k4k1231Za1，；取k=6，得zS=72，第一对齿轮的齿数24Za1、48Za1‘，第二对齿轮的齿数42S127Zza2、30Za2‘。C6135主轴箱的设计………………………………姜家恒9（4）第二变速组已知5319ib1、21ib2，75ib3则有三对齿轮的齿数和分别为b1S=72、b2S=3、b3S=12；最小公倍数bS=72；则齿数和为zS=72k。最小齿数发生在b1i中，则1k17k19k727219Zb1，；取k=1，得zS=72，第一对齿轮的齿数19Zb1、53Zb1‘，第二对齿轮的齿数24S31Zzb2、48Zb2‘、30S125Zzb3、42Zb3‘。（5）第三变速组已知41ic1、12ic2，则有两对齿轮的齿数和分别为c1S=5、c2S=3；最小公倍数cS=15；则齿数和为zS=15k。最小齿数发生在c1i中，则7.5k17k3k1551Zc1，；取k=7，得zS=105，第一对齿轮的齿数21Zc1、84Zc1‘，第二对齿轮的齿数70S32Zzc2、35Zc2‘。5.带传动的设计（V型）已知：电机额定功率kw5.7Pm，额定转速r/m1440nm，轴的转速r/min750n，两班制工作。（1）确定计算功率caP公式mAcaPKP查《机械设计》教程表8-7，得AK=1.2，则mAcaPKP=9kw；（2）选择V带带型查《机械设计》教程图8-11，选取B型（3）选择小带轮的基准直径1d根据V带的带型，参考《机械设计》教程表8-6和表8-8确定小带轮的基准直径1d=132mm；C6135主轴箱的设计………………………………姜家恒10（4）确定大带轮的基准直径2d公式）（1did1020i—电机到轴的传动比；1d—小带轮的基准直径；—根据《机械设计》教程，取0.02；计算结果为）（1did102=248mm；查《机械设计》教程表8-8，取2d=250mm。（5）验