中型车床的主传动系统设计【参数28】【400mm 33.5 1700 18级 1.26】（CAD图纸全套）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕业设计 (论文 ) 18 级变速机床传动系统设计 系 别 ： 机械与电子工程系 专业（班级）： 作者（学号） ： 指导教师： 完成日期： 蚌埠学院教务处制 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 : . 1 . 2 1 设计要求 . 3 2 设计目的 . 3 3 设计步骤 . 3 动设计 . 3 知条件 . 3 构分析式 . 3 制转速图 . 4 制传动系统图 . 7 力设计 . 8 传动设计 . 9 轮传动设计 . 12 一变速组齿轮的结构尺寸 . 12 二变速组齿轮结构尺寸的设计 . 15 三变速组齿轮结构尺寸的设计 . 18 的设计 . 21 轴的设计计算 . 21 轴结构设计 . 23 轴结构设计 . 25 轴结构设计 . 27 承的校核 . 29 轴上的轴承校核 . 29 轴上的轴承校核 . 29 . 30 轴上的轴承校核 . 31 轴上的键的选用和强度校核 . 31 . 32 轴上的键的选用和强度校核 . 32 轴上的键的选用和强度校核 . 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 承端盖的设计 . 33 4 箱体的结构设计 . 35 体材料 . 35 体结构 . 35 5 润滑与密封 . 37 滑设计 . 37 滑油的选择 . 37 6 总 结 . 38 7 致 谢 . 39 8 参 考 文 献 . 40买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 18 级变速机床传动系统设计 摘 要 : 传动系统是指将动力机的运动和动力传递给执行机构或执行末端件的中间装置。组成传动联系的一系列传动件称为传动链，所有传动链及它们之间的相互联系组成传动系统。 而机床传动系统的现状及发展趋势由整体机床表现出来，我国现今企业机械加工机床大多数还是以普通车床为主，但数控机床占有率逐年上升，且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使用。但除少量机 床以 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。而世界上许多国家机床的发展正向着：高速、精密、复合、智能和绿色是数控机床技术发展的总趋势。 本课题是以车床传动系统为研究目标，从其主传动系统结构入手，对其系统结构设计、结构组成分析、分级变速分析、传动件的计算分析的几个方面进行研究。为优化传动系统结构和改善传动系统的精度及稳定特性提供必要的理论依据通过本课题的研究，使机床结构更加紧凑，性能更加优越，生产加工更加精密。 关键词 : 传动链；传动系统 ； 数控机床 ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - of 8 to of to or of of Up a of as of of of or an NC by in is in a of to of MS in a in of of in is of NC is a of of of In to to of to of to 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 1 设计要求 (1) 要 求 级数 Z=18， 最高转速 1500r/低转速 30r/本次设计主要参考 2) 用途 车床适用于加工各种轴类、套筒类、轮盘类零件上的回转表面。可 车削端面、 车削外圆柱面、 车削内外圆锥面、 钻中心孔、钻孔、镗孔、铰孔、车削各种螺纹、 切槽和切断、 车削特型面、滚花和盘绕弹簧等。加工范围广、结构复杂、自动化程度不高，所以一般用于单件、小批生产。 2 设计目的 通过机床主运动变速传动系统 的 结构设计， 及拟定传动和变速的方案过程中 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。 3 设计步骤 动设计 知条件 1 转速范围：主轴最小转速 0m in ，最高转速 500m in 2 转速级数： 18z 3 确定公比： 构分析式 (1) 931 32318 124 32318 (3)931 23318 从电动机到主轴主要为降速传动，若使传动副较多的传动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，也就是满足传动副 “ 前多后少 ” 的原则， 及 在降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比 i；买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 在升速时为防止产生过大的噪音和震动常限制最大转速比 2i。 故（ 3） 方案最为合适。 在主传动链任一传动组的最大变速范围 108m a xm a x 在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小， 检查方案 （ 3） 传动组的变速范围时，只检查最后一个扩大组： 82 / 0 . 2 5/m i a a 12(9)1(2 22 其中 ， 92 X ， 22 值，符合要求，其他变 速组的变速范围肯定也符合要求。 因此取931 23318 方案。 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 13 392图 3构网 制转速图 1) 选择电动机类型 根据已知工作条件和要求，选择一般用途的 Y 系列三相鼠笼式异步电动机，卧式封买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 闭结构。 2) 机械传动效率 N 321式中N , 321 分别为传动装置中每一件传动副（齿轮、涡轮、带或者链传动等）每对轴承和每个 齿轮 的效率 根据以上公式可得 33421 齿轮的效率分别为带传动、轴承、式中 321 , 传动副效率的概略值可按表 2取（参考机械设计基础课程指导主 编林远艳、下面简称文献 11） 0 . 9 6 , 0 . 9 9 , 0 . 9 71 2 3 （齿轮 8 级精度） 于是 4 3) 电动机所需的输出功率为： 其中： 动装置的总效率。电动机至工作机之间传；，工作机所需要输入功率；电动机工作功率， 4) 确定电动机的型号 根据已知条件选择最低转速 30r/高转速 1500r/率 4以选择系列三相鼠笼式异步电动机 表 3112动机性能 电机型号 额定功率 /机转速 /(r/同步转速 满载转速 1500 1440 5) 分配总降速传动比 总降速传动比 m i n / 3 0 / 1 5 0 0 0 . 0 2di n n 又电动机转速 440 不符合转速数列标准，因 此需 增加定比传动副。 确定传动轴轴数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 传动轴轴数 = 变速组数 + 定比传动副数 1 3 1 1 5 。 确定各级转速并绘制转速图 由 30r/m 18z 确定各级转速： 30、 60、 75、95、 118、 150、 190、 236、 300、 375、 475、 600、 750、 950、 1180、 1500r/ 在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按传动顺序依次设为 、 、 、 。与、与、与 轴之间的传动组分别设为 a、 b、 c。 在降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比 41i ，现取最后的变速组的最小降速传动比为1/4；查表，可得 。根据降速前慢后快的原则，决定其余变速组的最小降速传动比，变速组 61/变速组 51/变速组 . 轴 的转速： 118、 150、 190、 236、 300、 375、 475、 600、 750r/ 轴的转速： 375、 475、 600r/ 的转速： 600r/ 由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比 1 4 4 0 / 6 0 0 3 6 / 1 5i 。 下面画出转速图（电动机转速与主轴最高转速相近） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 图 3速图 确定各变速组传动副齿数 根据 参考文献 7表 2 传动组 a: 21 1 / 1 / 1 . 5 8， 2 1 / 1 / 1 . 2 6 ， 3 1/1 21 1 / 1 / 1 . 5 8时： 57、 60、 63、 66、 69、 72、 75、 78 2 1 / 1 / 1 . 2 6时： 58、 60、 63、 65、 67、 68、 70、 72、 73、 77 1/13 ： 58、 60、 62、 64、 66、 68、 70、 72、 74、 76 可取 2,于是可得轴齿轮齿数分别为： 24、 30、 36。 于是1 28 / 44，2 32 / 40， 36/363 的三联 滑移齿轮 数分别为： 44、 40、 36。 动组 b: 1 / 1 1 / 1， 22 1 / 1 / 1 . 5 8, 53 1 / 1 / 3 . 1 81 / 1 1 . 2 6 / 1时： 69、 72、 73、 76、 77、 80、 81、 84、 87 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 22 1 / 1 / 1 . 5 8时： 70、 72、 74、 76、 78、 80、 82、 84、 86 53 1 / 1 / 3 . 1 8时， 66、 70、 71、 74、 83、 84、 87 可取 3，于是可得轴上 三 联 滑移 齿轮的齿数分别为： 46、 32、 20。 于是 1 46 / 37，2 32 / 51，3 20 / 63得轴上 三 齿轮的齿数分别为： 37、 51、63。 传动组 c: 4/11 22 4/11 ： 84、 85、 89、 90、 94、 95 22 ： 72、 75、 78、 81、 84、 87、 89、 90 可取 9. 4/11 轴齿轮齿数为 20； 2为升速传动，取轴齿轮齿数为 33。于是得1 20 / 79,2 66 / 33得轴两联动齿轮的齿数分别为20， 66；得轴两齿轮齿数分别为 79， 33。 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 （ 图 3： 图 3动系统简图 + 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 力设计 1确定主轴计算转速 由转速图可知：主轴的计算转速是低速第一个三分之一变速范围的最高以转速，即 5 r / m 2各传动轴的计算转速： 轴 可从主轴 95r/ 79/20的传动副找上去，轴的计算转速 为 118r/的计算转速为 375r/的计算转速为 600r/ 3各齿轮的计算转速 传动组 c 中， 20/79 只需计算 z = 20 的齿轮，计算转速为 375r/66/33 只需计算 z = 33 的齿轮，计算转速为 190/动组 b 计算 z = 20 的齿轮，计算转速为375r/动组 z = 28的齿轮，计算转速为 600r/ 4核算主轴转速误差 1 4 4 0 1 5 / 3 6 3 6 / 3 6 4 6 / 3 7 6 6 / 3 3 1 4 9 2 / m i 实 1 5 0 0 / m i () ( 1 4 9 2 1 5 0 0 )1 0 0 % 1 0 0 % 2 . 6 % 5 %1500 实 标标所以合适。 5各轴的功率 1d 21d 2 31d 32 412 6计算各轴的输入转矩 ) 4 049 5 5 0 5 012 4 0 . 9 6 0 . 9 99 5 5 0 9 5 5 0 6 0 . 5 ( )600 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 22 213 4 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 79 5 5 0 9 5 5 0 9 3 ( )375 2332 321 4 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 79 5 5 0 9 5 5 0 2 8 4 . 0 7 ( )118 2343 431 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 79 5 5 0 9 5 5 0 3 8 8 . 7 7 ( )95 传动设计 电动机转速 n=1440r/递功率 P=动比 ，两班制，一天运转16小时，工作年数 10 年。 1确定计算功率 取 2选取 根据小带轮的转速和计算功率，选 3确定带轮直径和验算带速 查表小带 轮基准直径 所以有大带轮直径2 1 2 5 1 2 5 2 . 0 3 3 0 0d i m m 查 带轮的基准直径系列表应选大带轮的直径为 315传动比误差在允许范围内） 验算带速成100060 1其中 ： 1n r/ 1d 25,5/ 0060 1 4 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 55（ 21 ） a 2（ 21 ） 于是 242 a 880,初取中心距为0 400a 带长 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 02122100 4)()(22 23 . 1 4 ( 3 1 5 1 2 5 )2 4 0 0 ( 1 2 5 3 1 5 ) 1 5 1 32 4 4 0 0 查表取相近的基准长度1600dL 带传动实际中心距 00 4432a m m 5验算小带轮的包角 ： 一般小带轮的包角不应小于 120 。 211 1 8 0 5 7 . 3 1 7 5 1 2 0 合适。 6确定带的根数 kk) 其中： 0p- 1i 时传递功率的增量； ，查得的包角 系数； 长度系数； 为避免 制根数不大于 10。由文献 1查表10111 . 9 2 , 0 . 1 7 ;P k W P k W 从文献 1中表 10取 表 10K 则 0 4 Z 7计算带的张紧力0 0 0 其中： m/s； kg/m；取 q=m 20 8 . 2 5 2 . 5 0 . 9 95 0 0 ( ) 0 . 1 7 9 . 4 2 1 9 4 . 29 . 4 2 3 0 . 9 9 8计算作用在轴上的压轴力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - 10 1722 s i n 2 3 1 9 3 . 7 s i n 1 5 1 722 F N 9下图所示 图 3 带轮结构图 11( 1 . 8 2 ) ( 1 . 8 2 ) 2 3 = 4 1 . 4 4 6 = 4 3 m m( 1 ) 2 ( 3 1 ) 1 5 2 9 4 8 1 . 5 , =1 1 1( ) 4 8 87 4 6= 4 3 m md d m m e f m m d L m （ ） ， 取考虑到对齿轮及传动系统轴的保护，且不论在何种速度时，都能使带轮轴和轴随时接合或分离，动力传动到轴时冲击、振动较小，过载时可以发生打滑，并达到最大转矩可以调节的目的， 大带轮轴和轴之间用多盘摩擦离合器连接。 多盘摩擦离合器结构图如图 3 图 3盘摩擦离合器结构图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 轮传动设计 一变速组齿轮的结构尺寸 已知： V 带 效 率 为 , , 轴承 ( 对 ) 效 率 为 , 传递功 1d ，主动轮转速 V 6 0 0 / m r ，最大传动比 u ，载荷平稳，单向回转，单班制工作，工作期限 10年，每年按 300天计，原动机为电动机。 解： 材 料、热处理方法。可选一般齿轮材料如下：小齿轮选用 45 号钢，调制处理，1 450H B H ；大齿轮选用 45 号钢，正火处理， 2 410H B H ，硬质差 40在规定的 30 50范围内。 选择精度等级。减速器为一般齿轮传动，估计圆周速度不大于 6，根据参考文献1中的表 8选 8级精度。 按齿面接触疲劳强度设计齿轮，齿轮承载能力应由齿面接触疲劳强度决定。 u 1) 载荷系数 K：查参考文献 1中表 8 K=2) 转矩 1T ： 12 4 0 . 9 6 0 . 9 99 5 5 0 9 5 5 0 6 0 . 5 ( )600 3) 接触疲劳许用应力 H: l i 由参考文献 1的图 8 950 ， 850 接触疲劳寿命系数 由公式 N=60 hn j L 得 81 6 0 6 0 0 1 0 3 0 0 8 8 . 6 1 0N 8 8128 . 6 1 0 5 . 4 4 1 01 . 5 8NN i 查参考文献 1的图 8 11 90 00 . 9 5 1 0 N N 2 按一般可靠性要求，查参考文献 2的表 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 1 l i m 1 0 . 9 5 9 5 0 8 2 0 )1 . 1 P 2 l i m 2 1 . 0 8 5 0 7731 . 1 P 4) 计算小齿轮分度圆直径 1d ： 查参考文献 1中的表 8 3 3 u 1 1 . 2 6 0 5 0 0 ( 1 . 5 8 + 1 )7 6 . 5 7 7 6 . 5 7 6 5 . 8 3 ( )u 0 . 3 1 . 5 8 7 7 3 取 66( )d 5) 计算圆周速度 v ： 11 3 . 1 4 6 0 0 6 6 2 . 0 7 ( / )6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s 因 5v m s，故所取的八级精度合适。 确定主要参数， 第一对齿轮 (齿数 28/44)主要几何尺寸 1) 模数 m : 66 2 . . 3 6 ( )28dm m ，取 m=2) 分度圆直径： 2 . 5 6 0 7 0 ( )d m m 2 4 4 2 . 5 1 1 0 ( )d m m 3) 中心距 a : 12( ) / 2 ( 7 0 1 1 0 ) / 2 9 0 ( )a d d m m 4) 齿根圆直径： 11 ( 2 2 ) 2 . 5 ( 2 8 2 1 2 0 . 2 5 ) 6 3 . 7 5 ( )m Z h c m m 22 ( 2 2 ) 2 . 5 ( 4 4 2 1 2 0 . 2 5 ) 1 0 3 . 7 5 ( )d m Z h c m m 5) 齿顶圆直径： 11 ( 2 ) 2 . 5 ( 2 8 2 1 ) 7 5 ( )m Z h m m 21 ( 2 ) 2 . 5 ( 4 4 2 1 ) 1 1 5 ( )d m Z h m m 6) 齿宽 B： 1 0 . 3 7 0 2 1 ( )db d m m 经处理后取 2 22b ，则 12 2 2 4 ( )b b m m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - 第二对齿轮 (齿数 32/40)的主要几何尺寸 1) 分度圆直径： 1 1 1 2 . 5 3 2 8 0 ( )d m z m m 2 1 2 2 . 5 4 0 1 0 0 ( )d m z m m 2) 齿根圆直径： 11 ( 2 2 ) 2 . 5 ( 3 2 2 1 2 0 . 2 5 ) 7 3 . 7 5 ( )m Z h c m m 22 ( 2 2 ) 2 . 5 ( 4 0 2 1 2 0 . 2 5 ) 9 3 . 7 5 ( )d m Z h c m m 3) 齿顶圆直径： 11 ( 2 ) 2 . 5 ( 3 2 2 1 ) 8 5 ( )m Z h m m 22 ( 2 ) 2 . 5 ( 4 0 2 1 ) 1 0 5 ( )d m Z h m m 4) 齿宽 b ： 1 0 . 3 8 0 2 4 ( )db d m m 经处理后取 1 24b ，则 21 2 2 ( )b b m m 第三对齿轮（ 36/36）的主要几何尺寸 1) 分度圆直径： )( )( 2) 齿根圆直径： )(2( 11 )(2( 22 3) 齿顶圆直径： )(95)1236( 11 )(95)1236( 12 4) 齿宽 b ： )(d 经处理取 1225b b m m 按齿根弯曲疲劳强度校核。 由参考文献 1中的式（ 8出 F ，若 则校核合格。 齿形系数考文献 1；查表 8 122 . 5 5 ; 2 . 3 5 ;应力修正系数文献 1中表 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - 121 . 6 1 ; 1 . 6 8 ;由文献 1中图 8得 : M P 50,500 2l i i m 由文献 1表 81图 8121 1 l i m 1 1 5 0 0 3 8 4 . 6 2 ( )1 1 . 3 P 2 l i m 2 1 4 5 0 3 4 6 . 1 5 ( )1 1 . 3 P 故 11112222112 2 1 . 0 6 0 0 5 0 2 . 5 5 1 . 6 1 1 4 1 . 9 3 ( ) 2 0 2 . 5 7 02 . 3 5 1 . 6 81 4 1 . 9 3 1 3 6 . 4 9 ( ) 2 . 5 5 1 . 6 1 Y Y M P ab m P 齿根弯曲疲劳强度校核合格。 二变速组齿轮结构尺寸的设计 已知： V 带 效 率 为 , 轴承 ( 对 ) 效 率 为 ,传递功率d ,主传动轮最低转速 v 3 7 5 / m r ，传动比 ，载荷平稳，但想回转，单班制工作，工作期限 10年，每年按 300天计，原动机为电动机。 解： 小齿轮选用 45 号钢，调质处理， 1H B =450H B S ；大齿轮选用 45 号钢正火处理，2H B =410H B S ，硬质差 40在规定的 30 50 范围内。 选择精度等级。估计圆周速度不大于 6m/s ，根据参考文献 1中的表 8选 8级精度。 齿面接触疲劳强度设计齿轮，齿轮承载能力应由齿面解除疲劳强度决 0定。 3 u 17 6 . 5 7u 1) 载荷系数 K：参考文献 1中的表 8 。 2) 转矩 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 17 - 22 213 4 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 79 5 5 0 9 5 5 0 9 2 . 9 5 ( )375 3) 接触疲劳许用应力 H ： li H 由参 考文献 1中的图 8 M P a= 9 5 0 ， M P a= 8 5 0 接触疲劳寿命系数 由公式 N=60 hn j L 得 81 6 0 3 7 5 1 0 3 0 0 8 5 . 4 1 0N 8 8125 . 4 1 0 1 . 7 1 03 . 1 5NN i 查参考文献 1的图 8 91 1 0 01 1 0 N N 2 按一般可靠性要求，查参考文献 1的表 8 1 l i m 1 1 9 5 0 8631 . 1 2 l i m 2 1 . 0 5 8 5 0 8111 . 1 4) 计算小齿轮分度圆直径 1d ： 查参考文献 1中的表 8 3 3 u 1 1 . 2 9 2 9 5 0 0 ( 3 . 1 5 + 1 )7 6 . 5 7 7 6 . 5 7 6 9 . 2 5 (