C616主轴箱课程设计说明书.docx

1,摘要和机床参数确定11.1机床运动参数的确定11.2机床动力参数的确定11. 3机床布局12.主传动系统运动设计22. 1确定变速组传动副数目22. 2确定变速组的扩大顺序22 .3绘制转速图33 .4确定齿轮齿数32. 5确定带轮直径32.6 验算主轴转速误差42.7 绘制传动系统图43.估算传动件参数确定其结构尺寸53. 1确定传动转速53.6 确定主轴支承轴颈尺寸63.7 估算传动轴直径63.8 估算传动齿轮模数63.9 普通V带的选择和计算74.结构设计84. 1带轮设计84.6 齿轮块设计84.7 轴承的选择94.8 主轴组件94.9 操纵机构、滑系统设计、封装置设计94.10 主轴箱体设计94.11 主轴换向与制动结构设计94.12 .传动件验算105. 1齿轮的验算101.2 传动轴的刚度验算121.3 花键键侧压溃应力验算161.4 滚动轴承的验算161.5 主轴组件验算176 .主轴位置及传动示意图207 .总结208 .参考文献211摘要机床课程设计，是在数控机床系统设计课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，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，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。1.1机床运动参数的确定（1）确定公比0及Rn已知最低转速in=45rpm,最高转速rUx=1980rpm,变速级数Z=I2,则公比：=（n1faxnmin）=（1980rpm45rpm）1/<12-|>41转速调整范围：Rn=nmaxnmin=44（2）求出转速系列根据最低转速45rmin,最高转速翻二1980rmin,公比=1.41,按表选出标准转速数列：20001400100071050035525018012590634512机床动力参数的确定已知电动机功率为N=4kw,根据金属切削机床简明手册（范云涨、陈兆年编）表11-32选择主电动机为YU2M-4,其主要技术数据见下表1：表1Y901-4技术参数转速(rmin)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）144048.884.50.827.02.22.2150041.3机床布局确定结构方案1）主轴传动系统采用V带，齿轮传动。2）传动型采用集中传动。3）制动采用式摩擦离合器和带式制动器。4）变速系统采用多联划移齿轮变速。5）润滑系统采用飞溅油润滑。2）布局采用C616型车床常规的布局形式。机床主要由主轴箱，皮鞍，刀架，尾架，进给箱，溜扳箱，车身等6个部件组成。主轴的空间位子布局图2主传动系统运动设计2.1 确定变速组传动副数目实现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)12=4×33) 12=3×2×24)12=2×3×25)12=2×2×3方案中1)和2)可省一根轴。但是有一个传动组内有四个变速传动副，会增加轴向尺寸。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。可以使传动副传动组放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件少些，这样节省了材料。2.2 确定变速组的扩大顺序12=2X3X2的传动副组合，其传动组的顺序又可有以下六种形式:1)12=3,×23×262)12=31×26×23)12=32×21×264)12=3,1×21×225)12=32×26×216)12=3,1×22×21选着中间轴的变速范围最小的方案，变速范围小，转速高，转矩较小，传动件的尺寸九可以小些，尽量使扩大组的顺序要与传动顺序一致的原则。所以选择方案1)较为合理。结构网图如下：图2变速组扩大顺序绘制转速图图3转速图2.3 确定齿轮齿数利用查表法由金属切屑机床（戴曙编）表8-1,求出各传动组齿轮齿数表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728490齿轮Z1Z2Z3Z1Z5Z6Z7Z8Z9210Z11Z12Z13Zm齿数36363042244849352856623118722.4 确定带轮直径确定计算功率JkNK-工作情况系数工作时间为一班制查表的k=1.1N-主动带轮传动的功率计算功率为Nj=1.1x4=4.4kw根据计算功率和小带轮的转速选用的三角带型号为A,查表的小带轮直径推荐植为D1=80”，大带轮直径D2=-×D1=×D1=162.25mm小7102.5 绘制传动系统图图4传动系统图3估算传动件参数确定其结构尺寸3.1确定传动转速表4计算转速图传动件轴齿轮IIIIIIIVZ1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9ZiOZhZ12Z13Zh算转速71035518045500710100071035526525035518035563125355453.2确定主轴支承轴颈尺寸根据机床课程设计指导书主轴的驱动功率为4kw选取前支承轴颈直径为D=70-90,后支承轴颈直径：2=(0.7-0.85)2=56-68,选取D2=60mmO3.3 估算传动轴直径表5估算传动轴直径计算公式轴号计算转速njr!min电机至该轴传动效率7输入功率Pkw允许扭转角Wdegw传动轴长度mm估计轴的直径mm花键轴尺寸N×d×D×Bd=91J匚VnjI7100.983.921.5576366×32×36×6II3550.98×0.9953.91.5437.75406×36×40×7III1800.98×0.99×0.9953.861.5670466x42x46x83.4估算传动齿轮模数根据计算公式计算各传动组最小齿轮的模数表6估算齿轮模数估算公式传动组小齿轮齿数比u齿宽系数Wm传递功率P载荷系数K系数AH系数N许用接触应力HP许用齿根应力FP计算转速nC系数K模数mH模数mF选取模数m按齿轮接触疲劳强度第乙1.871.471611I1O05187104.361.21.12.5m-267AJKP(U;:24mH-CAhQ2WMZI(按齿轮弯曲疲劳强度r<速组U第m.67/KPYFSZ,391.4161111051354.41.51.43TpNU/31变速组286085724第变速组Z1318471.45161111005183554.72.82.543.5普通V带的选择和计算设计功率Pd=KRP(kw)Pd=1.1×4=4.4ZW皮带选择的型号为A型两带轮的中心距Ao=(0.6-2)(Q+Q)范围内选择。中心距过小时，胶带短因而增加胶带的单位时间弯曲次数降低胶带寿命；反之，中心距过大，在带速较高时易引起震动。计算胶带速度V=四*=3.148°x144()=603w/S6000060000初定中心距Ao=139.8w466mm计算带的基准长度：(D2-D1)21=24+-(D1+DJ+=1231.5mm0"2I24Ao按上式计算所得的值查表选取计算长度1及作为标记的三角带的内圆长度1n=1250标准的计算长度为1=1N+丫=1275M实际中心距A=A+M晨Diy=21(£>+£>2)=2x1269(80+162.25)=1777,3a1777.3+1777.32-8×73.52eoA=442.Smm8为了张紧和装拆胶带的需要，中心距的最小调整范围为Ao0.021是为了张紧调节量为22.78(h÷0.011)是为装拆调节量为胶带厚度.定小带轮包角%°=180"-DX180=9635。120。求得a；=167.34合格.A带的挠曲次数：IOOOwv10×2×6.03八“一八A演«=9.4640合格11275带的根数z=21"4%-单根三角带能传递的功率G-小带轮的包角系数144Z=14,4=4,9取5根三角胶带。0.9×0.984 .结构设计4.1 带轮设计根据V带计算，选用3根O型V带。由于I轴安装了摩擦离合器，为了改善它们的工作条件，保证加工精度，采用了卸荷带轮结构。4.2 齿轮块设计机床的变速系统采用了滑移齿轮变速机构。根据各传动组的工作特点，基本组的齿轮采用了销钉联结装配式结构。第二扩大组，由于传递的转矩较大，则采用了整体式齿轮。所有滑移出论与传动轴间均采用了花键联结。从工艺的角度考虑，其他固定齿轮也采用花键联结。由于主轴直径较大，为了降低加工成本而采用了单键联结。4.3 轴承的选择为了安装方便I轴上传动件的外径均小于箱体左侧支承孔直径并采用0000型向心球轴承为了便于装配和轴承间隙IIIIIIV轴均采用乐2700E型圆锥滚子轴承。V轴上的齿轮受力小线速度较低采用了衬套式滚动轴承。滚动轴承均采用E级精度。4.4 主轴组件本铳床为普通精度级的轻型机床，为了简化结构，主轴采用了轴向后端定位的两支承主轴主件。前轴承采用了318(MM)型双列圆柱滚子轴承，后支承采用了46000型角接触球轴承和8000型单向推力球轴承。为了保证主轴的回转精度，主轴前后轴承均用压块式防松螺母调整轴承的间隙。主轴前端采用了圆锥定心结构型式。前轴承为C级精度，后轴承为D级精度。4.5 操纵机构、滑系统设计、封装置设计为了适应不同的加工状态，主轴的转速经常需要调整。根据各滑依齿轮变速传动组的特点，分别采用了集中变速操纵机构和单独操纵机构。主轴箱采用飞溅式润滑。油面高度为65mm左右，甩油轮浸油深度为IOmm左右。润滑油型号为：HJ30oI轴轴颈较小，线速度较低，为了保证密封效果，采用了皮碗式接触