1．机床主要技术参数：（1）尺寸参数：床身上最大回转直径：400mm刀架上的最大回转直径：200mm主轴通孔直径：40mm最大加工工件长度：1000mm（2）运动参数：根据工况，确定主轴最高转速有采用YT15硬质合金刀车削碳钢工件获得，主轴最低转速有采用W16Cr4V高速钢刀车削铸铁件获得。nmax=23.8r/minnmin==1214r/min根据标准数列数值表，选择机床的最高转速为1180r/min，最低转速为26.5/min公比取1.41，转速级数Z=12。（3）动力参数：电动机功率4KW选用Y112M-4型电动机2．确定结构方案：（1）主轴传动系统采用V带、齿轮传动；（2）传动形式采用集中式传动；（3）主轴换向制动采用双向片式摩擦离合器和带式制动器；（4）变速系统采用多联滑移齿轮变速。3．主传动系统运动设计：（1）拟订结构式：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：A．12=3*412=4*3C。12=3*2*2D．12=2*3*2E。12=2*2*3方案A、B可节省一根传动轴。但是，其中一个传动组内有四个变速传动副，增大了该轴的轴向尺寸。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C是可取的。但是，由于主轴换向采用双向离合器结构，致使轴尺寸加大，此方案也不宜采用，而应选用方案D2）确定变速组扩大顺序：12=2*3*2的传动副组合，其传动组的扩大顺序又可以有以下6种形式：A．12=21*32*26B。12=21*34*22C．12=23*31*26D。12=26*31*23E．22*34*21F博鱼体育官网。12=26*32*21根据级比指数非陪要“前疏后密”的原则，应选用第一种方案。然而，对于所设计的机构，将会出现两个问题：第一变速组采用降速传动（图1a）时，由于摩擦离合器径向结构尺寸限制，使得轴上的齿轮直径不能太小，轴上的齿轮则会成倍增大。这样，不仅使-轴间中心距加大，而且-轴间的中心距也会加大，从而使整个传动系统结构尺寸增大。这种传动不宜采用。如果第一变速组采用升速传动（图1b），则轴至主轴间的降速传动只能由后两个变速组承担。为了避免出现降速比小于允许的极限值，常常需要增加一个定比降速传动组，使系统结构复杂。这种传动也不是理想的。.如果采用方案C，即12=23*31*26，则可解决上述存在的问题（见图1c）。其结构网如图2所示。（2）绘制转速图：1）验算传动组变速范围：第二扩大组的变速范围是R2符合设计原则要求。2）分配降速比：该车床主轴传动系统共设有四个传动组，其中有一个是带传动。根据降速比分配应“前慢后快”的原则及摩擦离合器的工作速度要求，确定各传动组最小传动比。3）绘制转速图：（见附图1）（3）确定齿轮齿数：利用查表法求出各传动组齿轮齿数如下表：变速组第一变速组第二变速组第三变速组齿数和7272106齿轮z1z2z3z4z5z6z7z8z9z10z11z12z13z14齿数30传动过程中，会采用三联滑移齿轮，为避免齿轮滑移中的干涉，三联滑移齿轮中最大和次大齿轮之间的齿数差应大于4。所选齿轮的齿数符合设计要求。（4）验算主轴转速误差：主轴各级实际转速值用下式计算：nE*(1-ε)u1u2u3式中u1u2u3分别为第一、第二、第三变速组齿轮传动比。取0.05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：10（Φ-1）%其中主轴标准转速转速误差表主轴转速n1n2n3n4n5n6标准转速26.537.实际转速27.337.7553.9375.78105.7151转速误差%3.00.71.81.00.30.67主轴转速n7n8n9n10n11n12标准转速1180实际转速216.53302431.43606.3845.61208转速误差%2.10.671.51.10.52.3转速误差满足要求。（5）绘制传动系统图：（见附图2）4．估算传动件参数，确定其结构尺寸：（1）确定传动件计算转速：1）主轴：主轴计算转速是第一个三分之一转速范围内的最高一级转速，即njnmin=74.3r/min即n4=75r/min;.2）各传动轴：轴可从主轴为75r/min按72/18的传动副找上去，似应为300r/min。但是由于轴上的最低转速106r/m经传动组C可使主轴得到26.5r/min和212r/min两种转速。212r/min要传递全部功率，所以轴的计算转速应为106r/min。轴的计算转速可按传动副B推上去，得300r/min。3）各齿轮：传动组C中，18/72只需计算z=18的齿轮，计算转速为300r/min；60/30的只需计算z30的齿轮，计算转速为212r/min。这两个齿轮哪个的应力更大一些，较难判断。同时计算，选择模数较大的作为传动组齿轮的模数。传动组B中应计算z=19的齿轮，计算转速为300r/min。传动组A中，应计算z齿轮，计算转速为600r/min。（2）确定主轴支承轴颈直径：参考《金属切削机床课程设计指导书》表2，取通用机床钢质主轴前轴颈直径D180mm，后轴颈直径D265mm，主轴内孔直径d0.1Dmax10mm，其中Dmax为最大加工直径。取d40mm。（3）估算传动轴直径：（忽略各传动功率损失）按扭转刚度初步计算传动轴直径：该轴传递功率（KW）；——该轴计算转速（r/min）；该轴每米长度允许扭转角这些轴都是一般传动轴，取[]=10/m。代入以上计算转速的值，计算各传动轴的直径：轴：d126mm；轴：d231mm；轴：d340mm；（4）估算传动齿模数：（忽略各传动功率损失）参考《金属切削机床课程设计指导书》中齿轮模数的初步计算公式初定齿轮的模数：该齿轮的计算转速（r/min）。同一变速组中的齿轮取同一模数，故取（）最小的齿轮进行计算，然后取标准模数值作为该变速组齿轮的模数。传动组C中：m2.9mm,取标准模数m=3mm；传动组B中：m2.8mm，取标准模数m=3mm；传动组A中：m2.1mm，取标准模数m=2.5mm。（5）离合器的选择与计算：1）确定摩擦片的径向尺寸：摩擦片的外径尺寸受到外形轮廓的限制，内径又由安装它的轴径来决定，而内外径的尺寸决定着内外摩擦片的环形接触面积的大小，直接影响离合器的结构与性能。表示这一特性系数是外片内径D1外径D2之比，即一般外摩擦片的内径可取：D1=d+(2～6)=26+6=32mm;机床上采用的摩擦片值可在0.57～0.77范围内，此处取=0.6，则内摩擦片外径D2=53.3mm。2）按扭矩确定摩擦离合面的数目Z： 其中T为离合器的扭矩T=955*104 =955*104* =5.1*104N•mm； K——安全系数，此处取为1.3； [P]——摩擦片许用比压，取为1.2MPa； f——摩擦系数，查得f=0.08； S——内外片环行接触面积， D12）=1426.98mm2;——诱导摩擦半径，假设摩擦表面压力均匀分布，则=21.77mm； KV——速度修正系数，根据平均圆周速度查表取为1.3； ——结合次数修正系数，查表为1.35； ——摩擦结合面数修正系数，查表取为1； 将以上数据代入公式计算得Z12.67 圆整为整偶数14，离合器内外摩擦片总数i=Z+1=15。 3）计算摩擦离合器的轴向压力Q： Q=S[P]KV =1426.98*1.2*1.3 2226.1（N）4）摩擦片厚度b 1，1.5，1.75，2毫米，一般随摩擦面中径增大而加大。内外片分离时的最小间隙为 （0.2～0.4）mm。 5）反转时摩擦片数的确定： 普通车床主轴反转时一般不切削，故反向离合器所传递的扭矩可按空载功率损耗确定。普通车床主轴高速 空转功率Pk 一般为额定功率Pd 的20～40%，取Pk 1.6KW，代入公式计算出Z5.1，圆整为整偶数6，离合器内外摩擦片总数为7。 （6）普通V带的选择与计算： 1）确定计算功率Pc ,选择胶带型号： Pc 额定功率（KW）；KA—— 工作情况系数，此处取为1.2。 带入数据计算得PC 4.8（KW），根据计算功率PC和小轮转数n1,即可从三角胶带选型图上选择胶带 的型号。此次设计选择的为A型胶带。 2）选取带轮节圆直径、验算带速： 为了使带的弯曲应力σb1 不致过大，应使小轮直径d1dmin, d1 也不要过大，否则外轮廓尺寸太大。此 次设计选择d1 140mm。大轮直径d2由计算按带轮直径系列圆整为315mm。 验算带速，一般应使带速v 在5～25m/s 的范围内。 =10.5m/s，符合设计要求。3）确定中心距a、带长L、验算包角： 中心距过大回引起带的颤动，过小则单位时间内带的应力循环次数过多，疲劳寿命降低；包角 减小，带的传动能力降低。一般按照下式初定中心距a0 0.75(d1+d2)a02(d1+d2),此次设计定为450mm。 由几何关系按下式初定带长L0: L02 a0+0.5 (d1+d2)+ (mm) 按相关资料选择与L0 较接近的节线长度LP 按下式计算所需中心距， aa0+ 考虑安装、调整和补偿初拉力的需要，中心距a 的变动范围为 （a-0.015 a+0.03 434.14mm，带长为1600mm。验算包角：= 1800- *57.30 .4）计算胶带的弯曲次数u 带轮的个数；代入相关的数据计算得：u 13.125[s-1]40[s-1]符合设计要求。 5）确定三角胶带的根数Z： 根据计算功率PC和许用功率[P0]，可求得胶带根数Z， 带入各参数值计算，圆整结果为3，即需用3 根胶带。 6）确定初拉力F0 和对轴的压力Q： 查《机床课程设计指导书》表15 知，A型胶带的初拉力F0 的范围为100～150[N] ,此处确定为120 F0•z•sin=705.4[N]。 5．结构设计： （1）带轮设计： 根据V 带计算，选用3 带。由于轴安装摩擦离合器及传动齿轮，为了改善它们的工作条件，保证加工精度，采用卸荷式带轮结构。 （2）主轴换向与制动机构设计： 本机床是适用于机械加工车间和维修车间的普通车床。主轴换向比较频繁，才用双向片式摩擦离合器。这 种离合器由内摩擦片、外摩擦片、止推片、压块和空套齿轮组成。离合器左右两部门结构是相同的。左离 合器传动主轴正转，用于切削加工。需要传递的转矩较大，片数较多。右离合器用来传动主轴反转，主要 用于退回，片数较少。这种离合器的工作原理是，内摩擦片的花键孔装在轴的花键上，随轴旋转。外摩 擦片的孔为圆孔，直径略大于花键外径。外圆上有4 个凸起，嵌在空套齿轮的缺口之中。内外摩擦片相间
