12级机床主轴箱课程设计

中北大学课程设计说明书

目录

1. 前言 ........................................................................................................................ 1 2．设计目的： ............................................................................................................. 1 3．设计内容和要求： ................................................................................................. 1 3．1．运动设计 ..................................................................................................... 1 3．2．动力计算： ................................................................................................. 2 3．3．结构设计 ..................................................................................................... 2 3．4．编写设计说明书 ......................................................................................... 2 4．设计过程： ............................................................................................................. 2 4．1机床主传动系统运动设计： ........................................................................ 2 4．1．1确定极限转速 .................................................................................... 2 4．1．2确定公比? ......................................................................................... 3 4．1．3确定结构网或结构式： .................................................................... 3 4．1．4绘制转速图: ...................................................................................... 4 4．1．5确定各变速组此轮传动副齿数: ...................................................... 5 4．1．6核算主轴转速误差 ............................................................................ 5 4．1．7传动系统图 ........................................................................................ 5 5．主要零件的计算： ................................................................................................. 6 5．1三角胶带传动的计算和选定： .................................................................... 6 5．1．1确定计算功率： ................................................................................ 6 5．1．2选择三角胶带的型号： .................................................................... 6 5．1．3确定带轮的直径D1、D2： ............................................................... 6 5．1．4计算胶带速度： ................................................................................ 6

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5．1．5计算胶带的长度L0： ........................................................................ 6 5．1．6 计算实际中心矩A: .......................................................................... 7 5．1．7定小带轮的包角?1： ........................................................................ 7 5．1．8确定三角胶带的根数： .................................................................... 7 5．1．9预紧力F0 ............................................................................................ 7 5．1．10计算带传动作用在轴上力FP ......................................................... 7 5．2传动件的选择和计算： ................................................................................ 8 5．2． 1传动轴的计算： .............................................................................. 8 5．2．2主轴轴颈的确定： ............................................................................ 8 5．2．3主轴轴承设计 .................................................................................... 8 5．2．4齿轮模数的计算： .......................................................................... 10 6．主轴零件的验算 ................................................................................................... 11 6．1齿轮的验算： .............................................................................................. 11 6．2轴的验算： .................................................................................................. 12 6．2．1花键轴侧挤压应力的验算 .................................................................. 12 7．润滑与密封 ........................................................................................................... 13

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1.前言

金属切削机床是人类在改造自然的长期实践生产中，不断改进生产工具的基础上产生和发展起来的。最原始的机床是依靠双手的往复运动，在工件上钻孔。最初的加工对象是木料。为加工回转体，出现了依靠人力使工件往复回转的原始车床。在原始加工阶段，人既是提供机床的动力，又是操纵者。

近些年来，随着电子技术、计算机技术、信息技术以及激光技术等的发展并应用于机床领域，使机床的发展进入了一个新时代。人不仅不需要提供动力，连操纵都交给及其了。人只需要规定电脑 的工作程序，由电脑去操作机床。紧张、重复性的操作都可由电脑完成，而且不会出错。自动化、精密化、高效化和多样化成为这时代机床发展的特征，用以满足社会多种多样越来越高的要求，推动社会生产力的发展。

机床课程设计是在完成《金属切削机床》及其相关的课程之后进行的实习性教学环节。通过机床主轴传动系统的机械变速机构的设计，使学生在拟定传动机构、装配结构和制造结构的各种发案以及在机械设计制图、零件计算和编写技术等方面得到综合训练，以培养学生具有初步的结构分析与结构设计计算能力。

2．设计目的：

通过本课程设计的训练，使学生初步掌握机床的运动设计（包括主轴箱、变速箱传动链），动力计算（包括确定电机型号，主轴、传动轴、齿轮的计算转速），以及关键零部件的强度校核，获得工程师必备设计能力的初步训练，从而提高分析问题、解决问题尽快适应工程实践的能力。

3．设计内容和要求：

3．1．运动设计：

根据所给定的转速范围及变速级数，拟定机床主运动传动结构方案(包括传动结构式、转

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速分布图)和传动系统图，确定各传动副的传动比，计算齿轮的齿数，主轴实际转速及与标准转速的相对误差。

3．2．动力计算：

选择电动机型号及转速，确定传动件的计算转速、对主要零件（如皮带、齿轮、主轴、轴承等）进行计算（初算和验算）。

3．3．结构设计

进行主传动系统的轴系、变速机构、主轴组件等的布置和设计并绘制展开图、剖面图、主要零件工作图。

3．4．编写设计说明书

1）机床的类型、用途及主要参数

主轴转速范围 nmax=1400rpm，nmin=31.5rpm 变速级数：z=12，电动机功率：N?2.2kw。 2）工件材料：45号钢 刀具材料：YT15 3）设计部件名称：车床主轴箱

4．设计过程：

4．1机床主传动系统运动设计： 4．1．1确定极限转速

nmax=1400rpm，nmin=31.5rpm Rn?nmax1400==44.44 nmin31.5

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