机械制造装备课程设计-卧式机床主轴箱的结构设计

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1、机械制造装备课程设计学院名称：　　　机械工程学院　　　　专业：　　机械设计制造及其自动化班级：机制084　　　姓名：学号　指导教师：27目录1设计目的32运动设计42.1卧式车床设计条件42.2主轴各级标准转速确定42.3驱动电机的选择42.4主传动系统运动设计52.5转速图绘制63传动件设计93.1机床带传动设计93.2各传动件的计算转速103.3各轴直径的确定123.4齿轮模数计算133.5齿轮齿宽确定154传动件结构设计174.1齿轮结构设计174.2带轮结构设计184.3主轴强度校核195　传动件组件设

2、计225.1齿轮块设计225.2轴承的选择225.3密封装置设计245.4主轴换向与制动机构设计245.5其他结构问题256设计总结26参考文献27271设计目的通过卧式机床主轴箱的结构设计，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，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。掌握机床设计的过程和方法，使原有的知识有了进一步的加深。①课程设计属于机械装备制造课的延续，通过设计实践，进

3、一步学习掌握机械系统设计和机械装备制造的一般方法；②培养综合运用机械制图、机械设计基础、精度设计、金属工艺学、材料热处理及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力；③培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力；④提高技术总结及编制技术文件的能力。272运动设计2.1卧式车床设计条件①主轴转速范围：主轴最小转速nmin=42.5r/min②给定公比：③转速级数：Z=10④最大加工直径：Dmax=360mm2.2主轴各级标准转速确定为使转速范围内的任意两个相邻转速之间相对转速损失均匀，取主轴转速数列为等比级数规

4、律递变。机床采用有级变速n1=nmin,n2=nmin,..,nZ=nmin.由以上公式可计算各级转速，并根据《机械装备设计》表3-2，圆整为标准转速，得该传动系统各级输出转速依次为：42.5r/min,60r/min,85r/min,118r/min,170r/min,236r/min,335r/min,475r/min,670r/min,950r/min,1320r/min,1900r/min。主轴变速范围2.3驱动电机的选择已知该卧式车床的最大回转直径D=360mm，则加工工件直径dmax=（0.5--0

5、.6）D=160--192mmdmin=（0.2--0.25）Dmax=64--80mm车外圆时，工件以最高转速nmax=1900r/min,车削毛坯为d=64mm切削速度vc=车刀进给速度vf=100mm/min进给量f=最大背吃刀量ap=3mm切削层公称横截面积AD=f×ap=0.053×3=0.158mm2根据《金属工艺学》切削力经验公式Fc=kcAD根据《金属工艺学》表1-2，选取kc=1962MPa因此，有Fc=kcAD=1962×0.158=309.8N切削功率PC=选取机床传动效率27则机床电动机

6、的功率根据《机械设计课程设计》表8-184选取Y系列封闭式三相异步电动机Y132M--8.额定功率为3.0KW，满载转速为710r/min2.4主传动系统运动设计（1）确定变速组的个数和传动副数由于主轴转速为12级的变速系统，因此有两种选择：其一可用三个变速。其中一个三联滑移齿轮变速组和两个双联滑移齿轮变速组；其二可用两变组，即四联和三联滑移齿轮变速组。实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合：A．12=3×4B.12=4×3C.12=3×2×2D．12=2×3×2E.12=2×2×3方案A、B可

7、节省一根传动轴。但是，其中一个传动组内有四个变速传动副的传动组，增大了该轴的轴向尺寸。如果采用两个双联换衣齿轮块，必须设计互锁机构，以防止两个滑移齿轮块同时啮合而出现干涉；若采用一个四联滑移齿轮块，不仅占用的轴向尺寸大，而且设计的难度比较大。根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，方案C可取。（2）结构网的确定在降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比；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。在主传动链任一传动组的最大变速范围。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小，根据中间传动轴

8、变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如图3-1所示。图2-4-1传动系统结构网27（1）确定变速组扩大顺序传动副组合12=3×2×2，其传动组的扩大顺序又可以有以下6种形式：A．12=31×23×26B.12=31×26×23C．12=32×21×26D.12=34×21×22E．12=32×26×21F.12=34×22×21根据级比指数分配应遵循“前疏后密”的原则，二者均应选