最大加工直径400mm普通车床主轴箱设计【5.5KW 400 1400 1.41 12级】.zip

太原理工大学阳泉学院设计说明书太原理工大学阳泉学院设计说明书1目目 录录目 录.11 概述.32.参数的拟定.32.1 确定极限转速.32.2 主电机选择.33.传动设计.43.1 主传动方案拟定.43.2 传动结构式、结构网的选择.43.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目.43.2.2 传动式的拟定.53.2.3 结构式的拟定.53.3 转速图的拟定.64.传动件的估算.74.1 V 带传动的计算.74.2 传动轴的估算.104.2.1 确定各轴转速.104.2.2 传动轴直径的估算.114.3 齿轮齿数的确定和模数的计算.124.3.1 齿轮齿数的确定.124.3.2 齿轮模数的计算.134.3.4 齿宽确定.154.3.5 齿轮结构设计.164.4 带轮结构设计.164.5 片式摩擦离合器的选择和计算.175.动力设计.185.1 主轴刚度验算.185.1.1 选定前端悬伸量 C.185.1.2 主轴支承跨距 L 的确定.185.1.3 计算 C 点挠度.195.2 齿轮校验.215.3 轴承的校验.215.4 I 轴（输入轴）的设计.225.5 齿轮块设计.235.6 其他问题.246 传动轴的设计.24太原理工大学阳泉学院设计说明书太原理工大学阳泉学院设计说明书26.1 主轴组件设计.256.1.1 各部分尺寸的选择.266.1.2 主轴轴承.266.1.3 主轴与齿轮的连接.286.1.4 润滑与密封.286.2 其他问题.287.总结.29参考文献.30太原理工大学阳泉学院设计说明书太原理工大学阳泉学院设计说明书311.概述1.概述车床的规格系列和用处车床的规格系列和用处普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。本次设计的是普通型车床 C6140 主轴变速箱。主要用于加工回转体。车床的主参数（规格尺寸）和基本参数（GB1582-79，JB/Z143-79）工件最大回转直径Dmax(mm)正转最高转速nmax(minr)电机功率N（kw）公比转速级数Z反转40014005.51.4112级数 Z反=Z正/2；n反max1.1n正max2.参数的拟定2.参数的拟定2.1 确定极限转速2.1 确定极限转速nRnnminmax，znR 又=1.41 得nR=43.79.取 nR=45；min/1.31min/45/1400/maxminrrRnnn，去标准转速列min/5.31minrn.2.2 主电机选择2.2 主电机选择合理的确定电机功率 N，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。已知电动机的功率是 5.5KW，根据车床设计手册附录表 2 选 Y132S-4，额定功率 5.5kw，满载转速 1440 minr，最大额定转距 2.2。3.传动设计3.传动设计3.1 主传动方案拟定3.1 主传动方案拟定拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、幻想、制动、操纵等整个传动系统的确定。传动型式则指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。2传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定传动方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。传动方案有多种，传动型式更是众多，比如：传动型式上有集中传动，分离传动；扩大变速范围可用增加传动组数，也可用背轮结构、分支传动等型式；变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。此次设计中，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。3.2 传动结构式、结构网的选择3.2 传动结构式、结构网的选择结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目级数为 Z 的传动系统由若干个顺序的传动组组成，各传动组分别有Z、Z、个传动副。即321ZZZZ 传动副中由于结构的限制以 2 或 3 为合适，即变速级数 Z 应为 2 和 3 的因子：baZ，可以有三种方案：12=322；12=232；12=223；3.2.2 传动式的拟定3.2.2 传动式的拟定 12 级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能。在轴如果安置换向摩擦离合器时，为减少轴向尺寸，第一传动组的传动副数不能多，以 2 为宜。主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用 2。综上所述，传动式为 12=232。3.2.3 结构式的拟定3.2.3 结构式的拟定对于 12=232 传动式，有 6 种结构式和对应的结构网。分别为：，由于本次设计的机床 I 轴装有摩擦离合器，在结构上要求有一齿轮的齿根圆大于离合器的直径。初3选12612232的方案。3.3 转速图的拟定3.3 转速图的拟定1400100071050035525018012590634531.51440电()图 3-1 正转转速图1440电7101120()图 3-2 反转转速图45.5kW1450r/min?125?250图 3-3 主传动系图4.传动件的估算4.传动件的估算4.1 V 带传动的计算4.1 V 带传动的计算V 带传动中，轴间距 A 可以加大。由于是摩擦传递，带与轮槽间会有打滑，宜可缓和冲击及隔离振动，使传动平稳。带轮结构简单，但尺寸大，机床中常用作电机输出轴的定比传动。(1)选择 V 带的型号根据公式1.1 5.56.05caaPK PKW式中 P-电动机额定功率，aK-工作情况系数(此处取为 1.1)。查机械设计图 5-10，因此选择 A 型带，尺寸参数为 B=80mm，db=11mm，h=10，40。(2)确定带轮的计算直径D，D带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。为提高带的寿命，小带轮的直径D不宜过小，即minDD。查机械设计取主动轮基准直径D=125mm。由公式 11212DnnD 5式中：n-小带轮转速，n-大带轮转速，-带的滑动系数，一般取 0.02。所以 mmD5.24802.0112571014402，由机械设计V 带带轮基准直径的标准系列，取圆整为 250mm。实际传动比 04.212502.01250112mmmmDDi传动比误差相对值%49.003.203.204.2iiii一般允许误差 5%，所选大带轮直径可选。(3)确定三角带速度按公式 smnDv/42.9100060144012514.310006011 v在 525m/s 之间，满足带速要求。(4)初定中心距带轮的中心距，通常根据机床的总体布局初步选定，一般可在下列范围内选取：根据经验公式120120.72DDADDmm 即 mmAmm75025012525.2622501257.00，取0A=500mm.(5)V 带的计算基准长度L ADDDDAL mmL56.15965004125250250125214.3500220由机械设计表 5-4，选取带轮的基准长度为mmL1600。(6)确定实际中心距AmmLLAA72.501256.15961600500200(7)验算小带轮包角1207.1653.57180121ADD，主动轮上包角合适。(8)确定 V 带根数z6由式 lcakkppPz00查表 5-9，5-6 得0p=0.17KW,0p=1.92KW查表 5-11，k=0.98；查表 5-12，lk=0.99 98.299.098.017.092.105.6z所以取3z根.(9)验算 V 带的挠曲次数 sLmvu次4066.171000，符合要求。(10)计算带的张紧力和压轴力查机械设计表 5-2，q=0.1kg/m 单根带的张紧力 NqvkvzPFca17542.91.0198.05.2342.905.650015.2500220 带轮轴的压轴力 NzFF2.96627.165sin175322sin2104.2 传动轴的估算4.2 传动轴的估算传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度的要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不失是主要矛盾，除了载荷很大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求保证轴在载荷下不至发生过大的变形。因此，必须保证传动轴有足够的刚度。4.2.1 确定各轴转速4.2.1 确定各轴转速(1)确定主轴计算转速：主轴的计算转速为min/90r41.131.5nn131213zminIV(2)各传动轴的计算转速：轴可从主轴 90r/min 按 22/88 的传动副找上去，轴的计算转速125r/min；轴的计算转速为 500r/min；轴的计算转速为 710r/min。（3）核算主轴转速误差 主轴各级实际转速值用下式计算：7321211uuuDDnn电式中 321uuu、分别为第一、第二、第三变速组齿轮传动比，取 0.02。正转实际转速min/88.1386min,/63.990min,/44.693min,/31.495min/72.346min,/66.247min,/73.175min,/52.125min/87.87min,/76.62min,/93.43min,/38.31121110987654321rnrnrnrnrnrnrnrnrnrnrnrn反转实际转速min/93.1470min,/46.735min,/73.367min/38.186min,/19.93min,/6.46654321rnrnrnrnrnrn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：110nnnn标%其中标n为主轴标准转速。正转转速误差表主轴转速1n2n3n4n5n6n标准转速31.5456390125180实际转速31.3843.9362.7687.87125.52175.73转速误差%0.302.340.382.370.422.37主轴转速n7n8n9n10n11n12标准转速25035550071010001400实际转速247.66346.72495.31693.44990.631386.88转速误差%0.942.300.942.300.940.94 转速误差满足要求。反转转速误差表主轴转速1n2n3n4n5n6n标准转速47.5951903757501500实际转速46.6093.19186.38367.73735.461470.93转速误差%1.901.901.901.901.901.90 转速误差满足要求。4.2.2 传动轴直径的估算4.2.2 传动轴直径的估算8mmnPKAdj4其中：P-电动机额定功率 K-键槽系数 A-系数-从电机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积；jn-该传动轴的计算转速。计算转速jn是传动件能传递全部功率的最低转速。各传动件的计算转速可以从转速图上，按主轴的计算转速和相应的传动关系确定。查机械制造装备设计表 3-11，I、II、III 轴都是花键轴，07.1,83,5.1KA;轴是单键轴，05.1,92,1KA。1轴的直径：min/710,95.011rn mmd01.2671095.05.507.18341，取 28mm.2轴的直径：min/500,912.099.099.098.0212rn mmd11.28500912.05.507.18342，取 30mm.3轴的直径：min/125,876.098.098.0323rn mmd35.39125876.05.507.18343,取 42.5mm.4主轴的直径：min/90,85.098.098.099.0434rn mmd12.469085.05.505.19244,取 50mm.此轴径为平均轴径，设计时可相应调整。4.3 齿轮齿数的确定和模数的计算4.3 齿轮齿数的确定和模数的计算4.3.1 齿轮齿数的确定4.