设计题目机床主传动系统设计系别机电工程分院专业机械制造及其自动化学生姓名专业班级班级学号设计日期车床设计任务书一、设计题目工件最大回转直径D max=300mm，/r轴最低转速=355min/r轴最高转速=1800min电机功率P=3KW，公比Ф=1.26=二、运动设计，确定结构式1. 查表得250 500 1000 265 530 1060 280 560 1120 300 600 1180 315 630 1250 335 670 1320 355 710 1400 375 750 1500 400 800 1600 425 850 1700 450 900 1800475 950 1900355，450，560，710，900，1120，1400，1800（共8级）或者Z=82.结构式、传动组和传动副数的确定 ①传动组和传动副数可能的方案有： 8=4×2 8= 2×4 8 = 2×2×2第一行方案有时可以省掉一根轴。
缺点是有一个传动组内有四个传动副。
如果用一个四联滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；如果用两个双联滑移齿轮，则操纵机构必须互锁以防止两个滑移齿轮同时啮合。
所以一般少用。
第二行的方案根据 “前多后少”的原则。
取8 = 2×2×2 的方案。
②结构式或结构网的各种方案的确定 由①知方案有a.4212228⨯⨯=b.4122228⨯⨯=c.2142228⨯⨯=d.2412228⨯⨯=e.1422228⨯⨯=f.1242228⨯⨯=选择原则：I)传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围降速传动中，主动齿轮的最少齿数受到限制m in u ≥41；避免被动齿轮的直径过大升速传动比最大值max u ≤2（斜齿传动max u = 2.5）尽量减少振动和噪声；各变速组的变速范围m ax R =max u /m in u ≤8-10 之间；对于进给传动链，由于转速通常较低，零件尺寸也较小，上述限制可放宽些。
8.251≤≤进i 。
故max 进R 14≤在检查传动组的变速范围时，只需检查最后一个扩大组。
因为其它传动组的变速范围都比它小。
应为:max )1-(p n R R n x n ≤=ϕII)基本组与扩大组的排列顺序。
原则是选择中间传动轴变速范围最小的方案。
综上所述，方案4212228⨯⨯= 较好三、转速图与传动系统图1.根据已知参数，取4级电动机Y100L2-4，额定功率3KW ，满载转速1430min /r本例所选定的结构式共有三个传动组，变速机构共需4轴。
加上电动机轴共5轴。
故转速图需5条竖线，主轴共8速，电动机轴转速与主轴最高转速相近，故需8条横线。
Ⅳ轴 8级速度355，450，560，710，900，1120，1400，1800Ⅲ轴 传动组变速 4ϕ=2.5，所以俩个传动副传动比为极限值1c i =21ϕ，22ϕ=c iⅡ轴 级比指数2，取转速为900,1120min /r Ⅰ轴 级比指数1，取 ϕ11=a i 13=a i变速组a ：1/1/101==ϕa u26.1/1/112==ϕa u共同组为50、52、54、56、66、68、70、72、74、82、84、86、…取二对传动副的齿数和为52，则：,变速组b ：1/1/101==ϕb u60.1/1/122==ϕb u共同组为44、48、52、54、60、62、70、72、78、80、82、86、88、90…取两对传动副的齿数和为54，则： ,变速组C ：1/60.11/21==ϕc u 60.1/1/122==ϕc u因为互为倒数，可以选任意组 取两对传动副的齿数和为62，则：,由此可得各变速组齿轮数,,,初步验算得最高转速最低转速验算合格四，动力计算（1），选择电机型号按照工作要求和条件，选用三相异步电动机，Y系列，额定电压380V。
已知电动机的额定功率是4KW，根据《车床设计手册》查出有三种适用的电动机型号，因此有三种传动比方案，如下表一：综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、传动比，可见第1方案比较适合。
因此选定电动机型号为Y100L2-4，其主要性能如下表二：表二：（2），带轮数据的确定1.选择三角带类型选工况系数X=1.1，则计算功率4.441.1=⨯==KN N j 根据电机转速和计算功率，三角带取A 型。
2.确定带轮的计算直径2D A 型 取min D =100mm 2D =)-(121ξD n n ⨯ ，其中ξ=0.02 所以125）2%-1（100112014302=⨯⨯=D 3.确定三角带速度s m nD v /7.51000600314001100060min =⨯⨯⨯=⨯=ππ4.确定中心距0A0A =(0.7~2)(21D D +) 取0A =1.8*（100+125）=405 5.确定三角带的计算长度0l 及内周长n l0l =20A +1163.44)(）（20min 221≈-++A D D D D π将计算出的0l 数值取整到标准的计算长度1163.4=l 1120=n l6.验算三角带的绕曲次数n 。
6.70112057.110001000=⨯⨯==lmvn ﹤40（m 为带轮个数）7.确定实际中心距A 3842-00=+=l l A A8.验算最小包角000min201201763.57-180≥=⨯-≈AD D α 9.确定三角带根数根据1D =100mm ，n 1=1430r/min, 查表得P 0=1.32kW99.0=αk19.0=l K所以 1.28819.0*99.0*)11.01.32(=+=rP所以3根（3）传动件的计算转速（1）主轴 1-3min z j n n ϕ= =521.8计算转速为主轴从最低转速算起，第一个31转速范围内的最高级转速，即为min /4504r n =（2）各传动轴：轴Ⅲ可从主轴为450r/min ，按传动副24/38找上去，似应为1120r/min, 但由于轴Ⅲ上的最低转速560r/min ， 可使主轴得到355和900r/min 俩种转速， 900r/min 要传递全部功率， 所以轴Ⅲ计算转速应为560r/min,轴Ⅱ的计算转速可按传动副38/24推上去，得900r/min 。
各轴的计算转速如下：轴序号电１23 主计算转速（r/min）1430 1120 900 560 450 （4）验算转速误差：所有转速校验合格（5）、传动轴计算及其组件的设计8512.299.096.03额1=⨯⨯=⨯⨯=r b n n p p738.299.097.08512.212=⨯⨯=⨯⨯=r g n n p p 2.62999.097.02.73823=⨯⨯=⨯⨯=r g n n p p 2.52599.097.02.62934=⨯⨯=⨯⨯=r g n n p p（KW ）（6）计算各轴扭矩（n/mm ）（n/mm ）（n/mm ）（n/mm ）（7）各轴直径的估算4jP d KA mm N η≥ 其中：P-电动机额定功率 K-键槽系数A-系数η-从电机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积；j n -该传动轴的计算转速。
计算转速j n 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。
Ⅰ轴：K=1.06，A=12028.28112096.08512.2)06.1120(41=⨯⨯=d ,取30mmⅡ轴：K=1.06，A=12057.2990096.0738.2)06.1120(42=⨯⨯=d , 取30mmⅢ轴：K=1.06，A=12032.9556096.02.629)06.1120(43=⨯⨯=d , 取35mmIV 轴：K=1.06，A=12035.4645096.02.525)06.1120(44=⨯⨯=d , 取40mm此轴径为平均轴径，设计时可相应调整。
（8）主轴的计算主轴前轴径D 1与刀架上工件回转直径 d 的关系为：工件最大回转直径为300，所以这里前端直径90，结合查表得后轴颈，所以D 2=40则主轴的平均直径因为主轴孔径通常不小于主轴的平均直径的55%~60%，所以d=30 支承形式选择两支撑，初取主轴前端的悬伸量a=70mm ， 支撑跨距，实际取，则取L=360mm 。
主轴图（9）轴承的选择Ⅰ轴： 30206 ，D=62 B=18 圆锥滚子轴承 Ⅱ轴： 30206， D=62 B=18 圆锥滚子轴承 Ⅲ轴： 30207 ，D=72 B=17 圆锥滚子轴承 Ⅳ轴： 前取30212，D=110 B=22 圆锥滚子轴承后取30208 D=80 B=18 圆锥滚子轴承（10）齿轮的估算与计算1.弯曲疲劳（根据齿轮最多的齿轮进行计算与计算）齿轮弯曲疲劳的估算332jx w n Z Nm ≥ 1.56900293323=⨯≥w m1.75560333323=⨯≥w m1.79450383323=⨯≥w m2.齿面点蚀估算3370jn N A ≥'2jj j Z Z Am +=55.2790033703=≥A 2.162923110.54=+=j m64.7456033703=≥A 2.403321129.48=+=j m69.6445033703=≥A 2.253824139.28=+=j m3齿数模数齿轮的尺寸计算其中：I 轴Z1,Z3, II 轴Z2,Z4,Z5,Z7, III 轴Z6,Z8,Z9,Z11, IV 轴Z10,Z12尺宽的计算齿宽计算公式1d B d j ⨯Φ=（d Φ齿宽系数，d 1为小齿轮直径）d Φ=0.2-1.4两支乘相对小齿轮作对称布置最大，两支乘相对小齿轮作不对称布置d Φ取中等，小齿轮作悬臂布置d Φ最小Ⅰ轴Z min =23 d Φ=0.5 B j1=0.5×57.5=28.75 圆整取30 Ⅱ轴Z min =21 d Φ=0.5 B j2=0.5×52.5=26.25 圆整取28 III 轴Z min =24 d Φ=0.5 B j3=0.5×60=30 IV 轴Z min =24 d Φ=0.5 B j4=0.5×60=30在设计上，相啮合齿轮的一对齿轮，小齿轮比大齿轮宽5-10mmB 1=30，B 2=28，B 3=36，B 4=28，B 5=30，B 6=30，B 7=36，B 8=30，B 9=30，B 10=36，B 11=36，B 12=30机床主轴展开图九、参考文献罗宗泽主编. 《机械设计课程设计手册》.第4版北京：高等教育出版社. 2012关慧贞，冯辛安，主编. 《机械制造装备设计》，第3版. 北京：机械工业出版社. 2009 濮良贵，纪名刚主编. 《机械设计》第八版. 北京：高等教育出版社2006。