《金属切削机床》课程设计车床主轴箱设计

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1、中北大学课程设计说明书1.机床运动参数的确定1.1运动参数1.1.1确定公比φ及Rn已知最低转速nmin=12.5rpm，最高转速nmax=2120rpm，变速级数Z=12，则公比：φ=（nmax/nmin）1/（Z－1）=（2120rpm/12.5rpm）1/（12－1）≈1.59故取φ=1.58转速调整范围：Rn=nmax/nmin=169.61.1.2求出转速系列根据最低转速nmin=12.5rpm，最高转速nmax=2120rpm，公比φ=1.59，按《机床课程设计指导书》（陈易新编）表5选出标准转速数列：21201250800500315200125805

2、031.52012.5全套图纸，加1.2动力参数已知电动机功率为N=7.5kw，根据《金属切削机床简明手册》（范云涨陈兆年编）选择主电动机为Y132M-4，其主要技术数据见下表1：表1Y112M-4技术参数转速（r/min）额定功率（kw）满载时堵转电流堵转转矩最大转矩同步转速（r/min）级数电流（A）效率（%）功率因数额定电流（倍）额定转矩（倍）额定转矩（倍）14407.515.4870.857.02.22.215004-20-中北大学课程设计说明书2.运动设计2.1传动组、传动副的确定实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合：1）12=3×42）

3、12=4×33）12=3×2×24）12=2×3×25）12=2×2×3方案1）2）可节省一根传动轴。但是，其中一个传动组内有四个变速传动副，增大了该轴的轴向尺寸。这种方案不宜采用。根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，方案3）是可取的。但是，由于主轴转停采用片式摩擦离合器结构，致使Ⅰ轴尺寸增大，此方案也不宜采用，而应选用方案4）。2.2确定变速组的扩大顺序12=2×3×2的传动副组合，其传动组的顺序又可有以下六种形式：1）12=21×32×262）12=21×34×223）12=23×31×264）12=26×31×235）12=22×34×216）12=26×

4、32×21根据级比指数分配要“前密后疏”的原则，应选用第一种方案。然而，对于我们所设计的结构会出现以下问题：图1方案比较①若第一变速组采用降速传动（图1a），由于摩擦离合器径向尺寸限制，使得轴上的齿轮直径不能太小，依次传动，这样会使得整个传动系统结构尺寸增大。所以这种传动不宜采用。②若第一变速组采用升速传动（图1b），则轴至主轴间的降速传动职能由后两个变速组承担，降速传动比回较大，不宜采用。如果采用方案3）即可解决上述问题（见图1c），其结构网见图2。-20-中北大学课程设计说明书图2结构网2.2绘制转速图2.3.1验算传动组变速范围第二扩大组的变速范围是符合设计原

5、则要求。2.3.2分配降速比2.3.3绘制转速图本题目所选定的结构式共有三个传动组，变速机构共需4轴，加上电动机轴共5轴，故转速图需5条竖线；主轴共12种转速，故需12条横线。主轴的各级转速，电动机转速及传动比分配都可见转速图（图3）。-20-中北大学课程设计说明书图3转速图2.2确定齿轮齿数利用查表法由《机床课程设计指导书》（陈易新编）表9，求出各传动组齿轮齿数（表2）：表2各传动组齿轮齿数变速组第一变速组第二变速组第三变速组齿数和8899120齿轮Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z14齿数25635434207928713861249

6、696242.3确定带轮直径由《机床课程设计指导书》（陈易新编）表11，查取小带轮基准直径：dd1=140mm大带轮直径由公式求得：-20-中北大学课程设计说明书与带轮基准直径系列相比较，取dd2=408mm。2.2验算主轴转速误差主轴各级实际转速值用下式计算：式中，，分别为第一、二、三变速组齿轮传动比。转速误差用主轴实际转速与标准转速相对误差的绝对值表示：表3转速误差表主轴转速n1n2n3n4n5n6n7n8n9n10n11n12标准转速r/min12.52031.5508012520031550080012501250实际转速r/min12.4819.731.2

7、49.277.8122.9194.2306.8484.8766.01210.21912.2转速误差%0.161.50.951.62.751.682.92.63.0414.34.39经检验（如上表3），转速误差满足要求。2.3绘制传动系统图-20-中北大学课程设计说明书图4传动系统图3.传动零件的初步计算3.1确定传动件的计算转速3.1.1分析轴的计算转速主轴根据《金属切削机床》表8-2，中型机床主轴的计算转速是第一个三分之一转速范围内的最高一级转速，此即为n=200r/min。各传动轴轴Ⅲ可以从主轴为200r/min向上查出，好象是400r/min，但其实轴Ⅲ通