中北大学设计说明书
中北大学
信息商务学院
课 程 设 计 说 明 书
15/16 学年 第 一 学期
学 院： 机械与动力工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 潘俊杰 学 号： 12020141X18
课程设计题目： 机床课程设计 ——车床主轴箱设计 起 迄 日 期： 2016年1月10日～2016年1月17日
课程设计地点： 信息商务学院 指 导 教 师： 马维金（教授）吴淑芳（副教授）
系 主 任： 暴建岗
下达任务书日期: 2016年1月 10 日
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目录
1.题目要求及参数确定-------------------------------------------1 1.1设计要求----------------------------------------------1 1.2运动参数确定------------------------------------------1 1.3动力参数的确定----------------------------------------1 2.运动设计 -----------------------------------------------------2 2.1传动组的传动副数的确定------------------------------------2 2.2结构网和结构式各种方案的选择------------------------------2 2.3拟定转速图---------------------------------------------------4 2.4齿轮齿数确定-------------------------------------------------5 2.5计算各传动件的计算转速--------------------------------6
3.传动零件的初步计算----------------------------------------7
3.1传动轴直径初定----------------------------------------7 3.2主轴轴颈直径确定--------------------------------------7 3.3齿轮模数的初步确定------------------------------------8
4.主要零件的验算--------------------------------------13
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4.1三角带传动计算和选定---------------------------------13 4.2圆柱齿轮的强度计算-----------------------------------15 4.3传动轴验算-------------------------------------------17 4.4 滚动轴承的验算---------------------------------------21 5.结构设计及说明-----------------------------------------------24 5.1结构设计内容，技术要求及方案-------------------------24 5.2展开图及布置-----------------------------------------25 5.3轴的设计---------------------------------------------25 5.4齿轮块设计-------------------------------------------26 5.5传动轴设计-------------------------------------------28 5.6主轴组件设计-----------------------------------------30 6.总结---------------------------------------------------36 7.参考文献----------------------------------------------37
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1. 题目要求及参数确定
1.1设计要求
1）机床的类型、用途及主要参数
车床，工作时间：二班制，电动机功率：N=3kw，主轴最高、最低转速如下：
nmax=1600rpm, nmin=35.5rpm 变速级数：z=12。
2）工件材料：45号钢 刀具材料：YT15 3）设计部件名称：主轴箱
1.2运动参数确定
回转主运动的机床，主运动的参数是主轴转速。
① 最低转速Vmin和最高转速Vmax：Vmin=35.5rpm Vmax=1600rpm ② 分级变速时的主轴转速数列：机床的分级变速机构共有Z级。Z=12，
V1?Vmin V12?Vmax。任意两级转速之间的关系应为：Vj?1?Vj??
据Rn?Vmax=φ11，得：φ=1.41。查表7-1得：各轴转速：35.5、50、71、Vmin100、140、200、280、400、560、800、1120、1600。 1.3动力参数的确定
由任务书设定电动机功率：N=3KW。查机械设计课程设计手册P167表12-1得应该选择Y系列三相异步电动机电动机的型号为Y100L-2，转速为n=2870rpm。
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2.运动设计
2.1 传动组的传动副数的确定 传动组和传动副数可能的方案有：
12=4*3 12=3*4 12=3*2*2 12=2*3*2 12=2*2*3
在上列各方案中，前两个有时可以省掉一根轴。缺点是有一个传动组内有四个传动副。如果用一个四联滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；如果用两个双联滑移齿轮，则操纵机构必须互锁以防止两个滑移齿轮同时啮合。所以一般少用。
后三个方案中可根据下述原则比较：从电动机到主轴，一般为降速传动。接近电动机处的零件，转速较高，从而转矩较小，尺寸也就较小。如使传动副较多 的传动组放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可以少些，就省材料了。这就是“前多后少”的原则。从这个角度考虑，以取12=3*2*2的方案为好。
2.2 结构网和结构式各种方案的选择
在12=3*2*2中，又因基本组和扩大组排列顺序的不同而有不同的方案。可能的六种方案，其结构网和结构式见图1。在这些方案中，可根据下列原则选择最佳方案。
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