中心高为200mm的专用车床的主轴箱部件设计
一、 设计目的 ................................................................................................................................. 1 二、 设计步骤 ................................................................................................................................. 2
1. 运动设计 .............................................................................................................................. 2
1.1 已知主要技术参数 .................................................................................................... 2 1.2 结构分析式 ................................................................................................................ 2 1.3 转速图 ........................................................................................................................ 3 1.4 传动系统图 ................................................................................................................ 4 2. 动力计算 .............................................................................................................................. 5
2.1 电机的选取 ................................................................................................................ 5 2.2 各传动轴的设计 ........................................................................................................ 5
2.2.1 轴Ⅱ ................................................................................................................. 5 2.2.2 轴Ⅴ ................................................................................................................. 6 2.2.3 轴Ⅳ ................................................................................................................. 6 2.2.4 轴Ⅲ ................................................................................................................. 6 2.3 确定各齿轮齿数 ........................................................................................................ 7
2.3.1 Z1Z2、Z3Z4（第一扩大组） ..................................................................... 7 2.3.2 Z5Z6、Z7Z8、Z9Z10（基本组） .............................................................. 7 2.3.3 换向齿轮 Z11、Z12...................................................................................... 8
2.4 带传动设计 .............................................................................................................. 8 3.齿轮和轴的强度校核 .......................................................................................................... 10
3.1基本组齿轮Z5Z6的校核 ......................................................................................... 10
3.1.1齿面接触疲劳强度的校核 ............................................................................ 10
3.1.2 齿根疲劳强度的校核 ................................................................................... 11 3.2轴强度校核 ............................................................................................................... 12
3.2.1 确定外加载荷 ............................................................................................... 12 3.2.2 计算弯矩 ....................................................................................................... 13 3.2.3 校核轴的弯曲强度 ....................................................................................... 15
4. 轴承的选择和校核 ............................................................................................................ 16
4.1轴承的选择 ............................................................................................................... 16 4.2 轴承的校核 .............................................................................................................. 16
三、 总结....................................................................................................................................... 17 四、 参考文献 ............................................................................................................................... 18
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中心高为200mm的专用车床的主轴箱部件设计
一、设计目的
全套图纸，加153893706
通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，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、编写与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，并且具有初步的结构分析、结构设计和计算能力，为以后的毕业设计，以及将来的工作打下基础。
二、设计步骤 1. 运动设计
1.1 已知主要技术参数
主动电动机功率P=2.2kw,主电机功率n ?1000r/min,n1?80r/min,
n2?160r/min,n3?260r/min,n4?360r/min,?1?n2160??2,同理， n180?2?1.625,?3?1.38,???1??2??33?1.67，参考[金属切削机床设计]指导书，
确定公比：??1.41，转速级数：z?4。
1.2 结构分析式
由于设计转速之间不存在标准公比，故设计时设计成6级转速； 有两种方案可以选择：（1）6?31?24 （2）6?21?34
根据传动副较多的变速组安排在前面，传动副较少的变速组安排在后面的原则，选择（1）6?31?24方案。在降速中为了防止降速过快而导致齿轮径向尺寸
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中心高为200mm的专用车床的主轴箱部件设计
增大，常限制最小传动比imin?1 ；在升速时为了防止过大的噪声和震动，常限4制最大传动比imax?2。在主传动链任一传动组的最大变速范围
Rmax??imax/imin??8~10。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小，根据
中间传动轴的变速范围小的原则选择结构网。并且在一般情况下，应尽量使基本 组安排在传动顺序最高的位置，使传动件的转矩也较小。从而确定结构网如下：
ⅠⅡⅢⅣ
结构网
检查传动组的变速范围时，最后一个扩大组变速范围最大，故只检查最
后一个扩大组：Rmax??4?4.0，式中??1.41 经检验其合适。
1.3 转速图
（1）确定传动轴轴数N
本次设计不考虑车床正反转，故设计时不需设有换向离合器和换向齿轮，所以传动轴数N=变速组数+电机轴数+1=2+1+1+1=5；在5根轴中，除去电动机轴Ⅰ，其余四轴按传动顺序依次设为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。Ⅰ与Ⅱ之间为V带传动，取传动比uⅠ-Ⅱ?3.2，Ⅱ与Ⅲ之间为齿轮传动，传动比uⅡ-Ⅲ?1，Ⅲ与Ⅳ轴之间为基本组，Ⅳ与Ⅴ之间为第一扩大组，级比指数取4。 （2）确定各级转速并绘制转速图
由nmin?n1?80r/min??1.41z?6 确定各级转速：360、260、160、80r/min,
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中心高为200mm的专用车床的主轴箱部件设计
相应的标准转速参考[金属切削机床设计]选取450、315、224、160、112、80r/min。参考设计转速与标准转速，我们取基组级比指数为1，第一扩大组级比指数为4，得到转速图如下：
转速图 1.4
传动系统图
根据轴数，齿轮副，电动机等已知条件可绘制出传动系统图：电动机先通过
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中心高为200mm的专用车床的主轴箱部件设计
V带降速传动到Ⅱ轴，Ⅲ轴与Ⅳ轴之间通过三对齿轮进行降速，其为基本组，而
Ⅳ与Ⅴ之间为第一扩大组，通过两对齿轮进行传递，从而带动主轴转动，传动系
统图如下图所示：
传动系统图
2. 动力计算 2.1 电机的选取
根据已给参数，主电动机功率为P?2.2kw，查手册选取电动机型号为Y112M-6，额定满载转速为960rmin；选取滚动轴承的效率?r?0.995；V带传动的效率
?b?0.96；齿轮传动的效率?g?0.97；背吃刀量ap?3mm，f?0.25，切削力Fz?1900apf0.75?1900?3?0.250.75?2015N；当最低转速nmin?80r/min时，切削
P0?速度
v?nmin?D?80???0.08?20.11rmin因此切削功率
Fz?v2015?20.11??0.66kw 6120061200
2.2 各传动轴的设计
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金属切削机床设计课程设计-中心高为200mm的专用车床的主轴箱部件设计(全套图纸)讲解
