课 程 设 计 说 明 书
《机械制造技术基础》
（机床部分）
设计题目：机床尾座体粗铣加工专用机床设计
学 院: 机械工程学院 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 10机制
姓 名 ： 靳一帆 指 导 教 师： 邹 斌
2014 年 01 月 16 日
目录
1、机床设计的目的 ........................................................................................................................................................... 2 2、各运动参数的确定 ....................................................................................................................................................... 2
2.1确定传动方案 ....................................................................................................................................................... 2
2.1.1已知条件 .................................................................................................................................................... 2 2.1.2结构分析式 ................................................................................................................................................ 2 2.1.3 绘制转速图 ............................................................................................................................................... 3 2.1.4绘制传动系统图 ........................................................................................................................................ 4
3、传动带设计 ................................................................................................................................................................... 5
3.1确定计算功率 ...................................................................................................................................................... 5 3.2选取V带型 .......................................................................................................................................................... 5 3.3确定带轮直径和验算带速 .................................................................................................................................. 5 3.4确定带传动的中心距和带的基准长度 .............................................................................................................. 5 3.5求中心距和小带轮的包角 .................................................................................................................................. 6 3.6确定带的根数 ...................................................................................................................................................... 6 3.7求轴上载荷 ........................................................................................................................................................... 7 3.8主轴转动误差的验算 ........................................................................................................................................... 7 3.9确定传动件计算转速： ....................................................................................................................................... 9 4、齿轮的传动设计 ........................................................................................................................................................... 9
4.1齿轮的计算转速： ............................................................................................................................................... 9 4.2确定各轴的功率及扭矩 ....................................................................................................................................... 9 4.3计算各轴的输入转矩 ......................................................................................................................................... 11 4.4模数的确定与模数的校核 ................................................................................................................................. 12 4.5 齿轮强度的校核 ................................................................................................................................................ 16
4.5.1变速组b ................................................................................................................................................... 16 4.5.2变速组c ................................................................................................................................................... 19
5、轴的设计 ..................................................................................................................................................................... 22
5.1轴Ⅲ（主轴）直径确定： ................................................................................................................................. 22 5.2轴Ⅱ直径的确定： ............................................................................................................................................. 22 5.3轴Ⅰ直径的确定 ................................................................................................................................................. 23 5.4轴的校核 ............................................................................................................................................................. 24 5.5轴的受力分析 ..................................................................................................................................................... 24 5.6轴上力的计算 ..................................................................................................................................................... 25 5.7计算弯矩 ............................................................................................................................................................. 26 5.8弯矩图 ................................................................................................................................................................. 26 5.9扭矩的计算 ......................................................................................................................................................... 28 5.10按弯扭合成应力校核轴的强度 ....................................................................................................................... 28 6、轴承的选择与校核 ..................................................................................................................................................... 28
6.1轴承的选择 ......................................................................................................................................................... 28 6.2轴承的校核 ......................................................................................................................................................... 29 7、结构设计及说明 ......................................................................................................................................................... 30
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1、机床设计的目的
通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，在拟定传动和变速的结构方案过程中，使大家得到设计构思、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：
培养综合运用已学过的知识，提高理论联系实际的设计与计算能力： 培养收集、阅读、分析和运用资料，提高独立工作的能力；
使学生初步掌握机床设计的方法与步骤，提高结构设计与编制技术文件的能力。
2、各运动参数的确定
2.1确定传动方案
2.1.1已知条件
【1】确定转速范围：根据粗铣要求，计算出这几道工序需要主轴转数范围是50r/min~63r/min, 因此可取主轴最小转速nmin=50 r/min。
【2】确定公比：由机床设计课件，取φ =1.26。 【3】转速级数:根据要求，在8到12级之间，取Z=9级。
2.1.2结构分析式
此传动为9级传动，设计时选择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，因此取9=3X3的方案。本设计采用直齿轮变速，在降速传动中，受径向尺寸限制常使最小传动比imin?1 ；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imax?2。4在主传动链任一传动组的最大变速范围Rmax??imaximin??8~10。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小，根据中间传动轴变速范围小的原则选择结构网，故而确定按对称形式分布的结构网如下图所示：
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2.1.3 绘制转速图
根据各变速组的级比、级比指数确定其他各传动副的传动比。检验各传动比，均未超出极限值。
【1】确定各级转速并绘制转速图
由nmin=50r/min, φ=1.26,Z=9确定各级转速，分别为315、250、200、160、125、100、80、63、50r/min。
在四根轴中，除去电动机轴，其余三轴按传动顺序依次设为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，电动机与Ⅰ、Ⅰ与
Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ之间的传动组分别设为a、b、c。
(1) 先确定轴Ⅱ的转速
传动组c的级比指数为3，希望中间轴转速较小，因而为了避免升速，又不致传动比太小，可取ci1=φ3=2，ci2=1 ，ci3= 1/φ3=0.5。 确定轴Ⅱ的转速确定为： 160、125、100r/min。 (2) 确定轴Ⅰ的转速
传动组b的级比指数为1,可取bi1=1/φ=0.79，bi2=1/φ2=0.63，bi3= 1/φ3=0.5。 确定轴Ⅰ转速为200r/min。 (3)确定电动机与轴Ⅰ之间的定传动比
初选电动机Y160M-8，转速n=720r/min,额定功率P=5.5KW，由此也可确定加在电动机与轴Ⅰ
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之间的定传动比i=720/200=3.6。转速图如下所示：
2.1.4绘制传动系统图
根据轴数，齿轮副，电动机等已知条件，查表可有如下系统图：
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机床设计说明书 靳一帆
