课程名称：机械制造装备设计。
设计题目： 最大加工直径为 275mm普通车床主轴箱部件设计。
专业：机械设计制造及其自动化。
班级：机械11-3班。
学生姓名： 秦千富
学号： 3110644324
指导教师： 秦建华。
2024年12 月 30 日
目录。一．绪论 3
二、设计步骤 3
1.运动设计 3
1.1已知条件 3
1.2结构分析式 4
1.3绘制转速图 4
1.4绘制传动系统图 7
2.动力设计 8
2.1 确定各轴转速 8
2.2 带传动设计 8
2.3 各传动组齿轮模数的确定和校核 11
3. 齿轮强度校核 12
3.1校核a传动组齿轮 13
3.2校核b传动组齿轮 14
3.3校核c传动组齿轮 15
4. 主轴挠度的校核 16
4.1确定各轴最小直径 16
4.2轴的校核 17
5. 主轴最佳跨距的确定 17
5.1 选择轴颈直径，轴承型号和最佳跨距 18
5.2 求轴承刚度 18
6. 各传动轴支承处轴承的选择 19
7. 主轴刚度的校核 19
7.1 计算跨距 19
三、主要参考文献 22
1]确定转速范围：主轴最小转速nmin（r/min）=80r/min、nmax（r/min）=1800r/min,主电动机p（kw）=4kw
2]最大加工直径φ=275mm
3]确定公比：
本次设计中，我按12级的主轴箱来计算：
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，因此取方案。在降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比；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。在主传动链任一传动组的最大变速范围。
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。从而确定结构网如下：
从上述六种方案中，比较选择扩大顺序方案。
检查传动组的变速范围时，只检查最后一个扩大组：
其中，， 所以，合适。
1）选择电动机。
一般车床若无特殊要求，多采用y系列封闭式三相异步电动机，根据原则条件选择y-132m-4型y系列笼式三相异步电动机，额定功率4kw，满载 1440r/min。
2）分配总降速传动比。
总降速传动比 ,又电动机转速符合转速数列标准，因而不增加一定比传动副。
3)确定传动轴轴数。
传动轴轴数 = 变速组数 + 定比传动副数 + 1 = 3 + 0 + 1 = 4。
4）确定各级转速并绘制转速图。
由取z = 10确定各级转速：
1800,1250,900,630,450,315,224,160,112,80r/min。
在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按传动顺序依次设为ⅰ、ⅱ与ⅱ、ⅱ与ⅲ、ⅲ与ⅳ轴之间的传动组分别设为a、b、c。现由ⅳ（主轴）开始，确定ⅰ、ⅱ轴的转速：
1 先来确定ⅲ轴的转速。
传动组c 的变速范围为，结合结构式，轴的转速只有一和可能：，900r/min。
确定轴ⅱ的转速。
传动组b的级比指数为2，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：，轴ⅱ的转速确定为r/min。
确定轴ⅰ的转速。
对于轴ⅰ，其级比指数为1,可取：，，确定轴ⅰ转速为630r/min。由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比。
转速图如下：
5）确定各变速组传动副齿数。
传动组a:查表2-8,，，
时……时……
时……可取60,于是可得轴ⅰ齿轮齿数分别为。
于是，， 可得轴ⅱ上的三联齿轮齿数分别为。
2 动组b:
同理可得轴ⅱ上两联齿轮的齿数分别为。
得轴ⅲ上两齿轮的齿数分别为。
3 动组c:
同理可得轴ⅲ两联动齿轮的齿数分别为30，60；
得轴ⅳ两齿轮齿数分别60，30。
根据轴数，齿轮副，电动机等已知条件可有如下系统图：
1)确定主轴计算转速：由表2-9可知：主轴的计算转速是低速第一个三分之一变速范围的最高一级转速，即。
2)各传动轴的计算转速：轴ⅲ有6级转速，其最低转速160r/min通过双联齿轮使主轴获得两级转速：80r/min和315r/min。
315r/min比主轴的计算转速高，需传递全部功率，故轴ⅲ的160r/min转速也能传递全部功率，是计算转速。同理，轴ⅱ的计算转速为315r/min；轴ⅰ的计算转速为630r/min。
(3)各齿轮的计算转速：各变速组内一般只计算组内最小的，也是强度最薄弱的齿轮，故也只需确定最小齿轮的计算转速。传动组c中，最小齿轮是z=30，经齿轮传动，使主轴获得6级转速：
80 r/min、112 r/min、160 r/min、224 r/min、315 r/min、450 r/min。主轴的计算转速是224 r/min，故z=30齿轮在450 r/min时应传递全部功率，所以450 r/min是计算转速。同理可得：
传动组b的计算转速是315r/min，传动组a的计算转速是630r/min。
电动机转速n=1440r/min,功率p=4kw,传动比i=2.29，每天工作8小时。
1、确定计算功率由表8-7查得工作情况系数1.1，故
2、选择v带的带型。
根据、由8-10选用a型。
3、确定带轮基准直径并验算带速。
1）查表初选小带轮基准直径，2）验算带的速度：，因为5m/s<<30m/s,故带速合适。
3）计算大带轮的基准直径。根据式（8-15a），计算大带轮的基准直径=i=2.29×90mm=206.1mm，根据表8-8，圆整为=224mm。
4、确定v带的中心距a和带的基准长度。
1）根据式（8-20），设中心距，则：
于是 219.8628,初取中心距为400mm。
2）由式（8-22）计算带所需的基准长度。
≈1304mm
由表8-2选带的基准长度。
3）按式（8-23）计算实际中心距a。
中心距的变化范围为354——410mm
5、验算小带轮的包角α
6、计算带的根数z
1) 计算单根v带的额定功率。
由和，查表8-4a得=1.064kw。
根据，i=2.29和a型带，查表8-4b得=0.17kw
查表8-5得，表8-2得，于是。
2) 计算v带的根数z。
取4根。7、计算单根v带的初拉力的最小值。
由表8-3得a型带的单位长度质量q=0.1kg/m，所以。
应使带的实际初拉力》。
8、计算压轴力。
压轴力的最小值为：
a传动组。先计算20齿齿轮的模数：
其中： -公比 ； 2；
-电动机功率； =4kw；
-齿宽系数；
-齿轮传动许允应力；
-计算齿轮计算转速。
取= 600mpa,安全系数s = 1。
由应力循环次数选取。
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