混合公比铣床主传动系统设计
320mm卧式铣床主传动系统设计(常规传动)
课程设计说明书题目: 320mm卧式铣床主传动系统设计所属院(系)机械工程学院专业班级:机械设计制造及其自动化姓名:学号:指导教师:完成地点:2012年12月目录1.绪论 (1)2. 主传动系统的组成及要求 (1)3.主传动系统的运动设计 (4)3.1 转速图 (4)3.2 结构网与结构式 (9)3.3 转速图的拟定 (9)3.4 带轮及V带设计 (13)3.5 齿轮模数的估算 (15)3.6 齿轮齿数的确定 (16)4.主传动系统的结构设计 (21)4.1 主传动系统的布局及变速机构的类型 (21)4.2 齿轮的布置 (22)4.3 轴的空间布置 (24)4.4 计算转速 (25)4.5 主轴轴径设计 (29)4.6 主传动系统的开停装置 (32)4.7 主传动系统的制动装置 (33)5.传动系统的润滑 (34)5.1 润滑系统的要求 (34)5.2 润滑剂的选择 (34)5.3 润滑方式 (35)致谢 (37)参考文献 (38)1.绪论金属切削机床(以下简称机床)是用刀具或磨具对金属工件进行切削加工的机器。
在一般机械制造工厂中,机床约占机器设备总台数的50—70%,它所担负的工作量约占总劳动量的一半。
现代化工业生产主要表现在生产总量的提高与先进的技术指标两方面,而这些则取决于机械制造工业提供的装备的技术水平、机床工业是及其制造业的重要部门,担负着为农业、工业、科学技术和国防等现代化提供技术装备的任务,在整个国民经济中占有重要地位。
一个国家机床工业的技术水平。
机床的拥有量和现代化程度是这个国家工业生产能力核技术水平的重要标志之一。
我国机床工业从无到有,从小到大,从修配到制造,从纺织到自行设计,从沿海到内地,从通用机床到专用机床,从单机到配套,不断发展壮大。
目前,我国的机床工业体系已经基本形成,并设计和制造了一些具有先进水平的机床,逐步掌握了精密、高效、简短、重型等机床品种。
许多工厂已试制和生产了数控车床、数控铣床、数控镗床以及加工中心。
XK5040数控铣床主传动系统设计
大学课程设计说明书题目:数控铣床主传动系统设计目录第一章概述 (1)1.1设计要求 (1)第二章主传动系统设计 (2)2.1计算转速的确定................................................... 错误!未定义书签。
2.2变频调速电机的选择........................................... 错误!未定义书签。
2.3传动比的计算....................................................... 错误!未定义书签。
2.4齿轮副齿数确定................................................... 错误!未定义书签。
2.5主轴箱传动机构简图........................................... 错误!未定义书签。
2.6转速图拟定........................................................... 错误!未定义书签。
2.7传动轴的设计 (2)2.7.1各轴计算转速 (5)2.7.2各轴功率和扭矩的计算 (5)2.7.3扭转角的选择 (6)2.7.4各轴直径的估算 (7)2.7.5主轴轴颈尺寸的确定 (7)2.7.6主轴最佳跨距的选择 (8)2.8齿轮的设计 (10)2.8.1材料和热处理工艺 (10)2.8.2初步计算齿轮的模数 (10)2.8.3齿轮宽度确定 (11)2.8.4中心距的确定 (11)2.8.5直齿圆柱齿轮的应力验算 (12)总结 (16)参考文献 (17)第一章概述1.1设计要求机床类型:数控铣床满载功率4KW,最高转速2250rpm,最低转速40rpm 变速要求:无级变速进给传动系统设计:行程1500,最低速度0.001mm/r,最高速度0.5mm/r,最大载荷4500N,精度±3μm第二章主传动系统设计1.设计要求2.电机的选取2.1计算转速的确定机床主轴的变速范围:R n=n maxn min,且:n max=2250rpm, n min=40rpm所以:R n=225040=56.25根据机床的主轴计算转速计算公式:n j=n min R n0.3得:n j=40х56.250.3=134.0rpm,选:n j=134rpm2.2主轴转速图的确定因为T max=9550P maxn j=9550×4134=285.07(N·m)T min=9550P maxn max=9550×42250=16.98(N·m)则主轴的功率转矩特性图如下主轴的功率转矩特性2.3确定电机功率图初步给定 i1=1,i2=4画出如粉红线电机功率图进而确定最佳传动比 i2=4.66画出如黑线电机功率图综合如下图:2.4确定电机的功率:P0因为:P x=n xn0又:P x≥4kw即取:P x=4kw×P0时,得4=556.7×1.331500得P0=8.1kw根据电机标称功率的系列选择:标称功率为P0=11kw=1.36此时电动机过载系数λ=118.1此时将传动比i2=4.66修正为i2=4.5,此时如下图因此选用上海皓天电机制造有限公司YVF2-160M-4 变频调速三相异步电动机,连续输出功率为11kw,售价2330元人民币。
X62W型铣床主传动系统设计计算说明书
目录第1章运动设计......................................... 第2章传动零件的初步计算............................... 第3章零件的验算....................................... 第4章结构设计的说明................................... 第5章参考文献.........................................第1章 运动设计1.1 机床的主要技术参数电动机额定功率P=7.5KW ,级数Z=18,公比 1.26ϕ=,=1500r/min n 电,极限转速min 26.5r/min n =。
1.2 计算出各级转速由 1.26ϕ=、min 26.5r/min n =、Z=18,由参考文献[2]得18级转速为26.5,33.5,42.5,53,67,85,106,132,170,212,265,335,425,530,670,850,1060,1320(r/min)。
1.3 确定结构式在设计简单变速系统时,变速级数应选为32m n z =⨯的形式,其中 m,n 为正整数。
故211832z ==⨯,即选用两对三联齿轮,一对两联齿轮进行变速。
根据传动机构的选择原则:传动副前多后少原则,传动顺序与扩大顺序相一致的原则,变速组降速要前慢后快。
确定其变速结构式去如下:13918332=⨯⨯其最末扩大组的调速范围991.2688n r ϕ===≤,满足要求由于其调整范围已达到极值,故其最大传动比与最小传动比均已确定,即最大传动比:min 2u =最小传动比: min 14u = 1.4 绘制结构网图1-1 结构网13918332=⨯⨯1.5 绘制转速图 1.5.1 选用电动机由参考文献[4],选用Y 系列封闭自扇冷式笼型三相异步电动机,其级数P=4,同步转速为1440r/min ,电机型号Y132M-4。
铣削组合机床及其传动装置设计
毕业设计(论文)说明书题目:铣削组合机床及其传动装置设计学生:系别:专业班级:学号:指导教师:摘要组合铣床是根据具体情况的需要,对机床进行合理的设计,使其满足加工要求.在现代机械加工中,组合机床是以系列化、标准化的通用部件为基础,配以少量的专用部件组成的一种高生产率机床。
它具有自动化程度较高,加工质量稳定,工序高度集中等特点,因此,组合机床在大批、大量生产中得到广泛应用。
目前,组合机床的研制正向高效、高精度、高自动化和柔性化方向发展。
本次设计是完成对铣削组合机床及其传动装置的设计,使其满足对减荷阀体的前后两端面的切削加工.在这一设计过程中,考虑加工时切削参数,合理的选择电动机的功率,并完成对变速箱里的各级齿轮之间的传动配合的设计和转动轴的设计,充分的考虑到传动时所产生的一系列传动要求,例如:传动比,传动扭矩,传动功率等。
关键词:1.传动装置,2.齿轮,3.轴ABSTRACTcombination milling machine is in accordance with the specific circumstances of the needs of the machine for a reasonable design, to enable it to meet the processing requirements. In modern processing machinery, machine tools portfolio is serialized and Standardization of components for the common basis, and with a small number of dedicated components consisting of a high productivity machine. It has a fairly high degree of automation, processing, stable quality, highly centralized processes, etc. Thus, the combination of a large number of machine tools, mass production to be widely applied. Currently, the portfolio machine being developed efficient, high-precision, high automation and flexible direction. This design is completed right combination milling machine and its transmission device design, make it responsive to the valve body by the Security Council ends before and after the cutting.In this design process, Cutting consider when processing parameters, a reasonable choice of motor power, and the completion of the gearbox Lane at all levels between the drive gear with the rotation axis design and the design, Full consideration of the drive when the drive a series of requirements, such as : transmission ratio, transmission torque, transmission power, etc..Keywords : 1. Transmission device, 2. Gear 3. Axis目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)前言 (1)第一章组合机床概述 (2)1.1 组合机床及其特点 (2)1.2 组合机床的工艺范围及加工精度 (2)1.3 组合机床的发展趋向 (3)第2章机床总体设计 (4)2.1 机床总体方案设计的依据 (4)2.1.1工件 (4)2.1.2 刀具 (4)2.2工艺分析 (4)2.2.1工艺方法的确定 (4)2.2.2机床运动的确定 (5)2.3确定切削用量 (5)2.3.1确定工件余量 (5)2.3.2选择切削用量 (5)2.3.3机床参数 (6)2.4进给驱动电动机功率的确定 (8)第3章传动系统设计 (9)3.1计算传动比和分配各级传动比 (9)3.2 齿轮设计 (9)第4章传动件的计算的验算 (18)4.1 计算各齿轮的基本参数 (18)4.2对齿根弯曲疲劳强度验算 (18)4.3 轴的设计 (22)4.3.1轴Ⅰ的设计 (22)4.3.2 轴Ⅱ的设计 (22)4.3.3轴Ⅲ的设计 (23)4.3.4轴Ⅳ的设计 (24)4.3.5轴Ⅴ的设计 (25)4.4校核轴 (26)第5章传动装置的结构设计 (29)5.1变速器箱体的结构设计 (29)5.1.1箱体要具有足够的刚度 (29)5.1.2箱体应有可靠的密封及便于传动件润滑和散热 (30)5.1.3箱体应力求匀称、美观 (30)5.2变速器附件的结构设计和标准件选择 (30)第6章结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)前言毕业设计是大学生在校期间的一个重要实践性教学环节,也是对大学四年学习的一项综合检验,通过毕业设计宏观的评定我们在对专业知识的掌握情况,也是我们是否能够顺利完成学业的重要评定内容。
铣床、车床主传动系统图和转速图
其传动比依此为: uc1=18/72=1/4= 1/ 4, 降速,向右下方倾斜四格; uc2=60/30=2/1= 2/1, 升速,向右上方倾斜两格。
30:42 24:48
250
22:62
180 125 90 63 45 31.5
18:72
综上所述,转速图可以很清楚地表 示: 1、主轴各级转速的传动路 线; 2、得到这些转速所需要的 变速组数目及每个变速 组中的传动副数目; 3、各个传动比的数值; 4、传动轴的数目; 5、传动顺序以及各轴的转 速级数与大小。
各级转速:n1 变速范围:
nmin ,n2 n1,n3 n1 2 ,,nz n1 z 1
Rn z 1
加工某工件的最佳切削速度为v,相应的转速为n:
n j n n j 1
考虑刀具寿命,实际加工时用nj,则其相对转速损
失为n-nj 相对转速损失率为:
转速图的绘制过程 (1) 轴的指代
间距均匀的一组竖直线代表主传 动系中各传动轴。
电机
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
1440 r/min
1000 710
转速图上从左到右依次标注电、 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,代表从电动机轴 至主轴之间的各轴,应与传动系统 图上各轴轴号相一致。
500
355 250 180 125 90
63
注意:转速图上竖直线间距均匀并 不表示各轴中心距相等,只是为了 使图面美观清晰。
动,其传动比为:
250
180 125 90 63 45 31.5
u=126/256=1/1.412=1/2,因此
为降速传动,传动线由电动机到 Ⅰ轴为向右下方倾斜两格。
X62W铣床主传动系统设计
根据机床的主要技术参数要求,拟定可能的转速图,并从中选出合理的方案,然后计算齿轮齿数级及带轮直径,最后绘制传动系统图。
3主传动的结构设计
根据传动系统图设计变速箱或主轴箱的部件装配图,并进行必要计算。
4主传动的零件设计
轴和齿轮机构的强度校核计算
第二章主运动的运动设计
2.1
主运动的运动设计是运用转速图的基本原理,以拟定满足给定的转速的合理传动方案,主要包括选择变速组及传动副数,确定各变速组中的齿轮传动比,以及计算齿轮齿数。
Workingout a design plan , ascertain rotation rate picture by moving a parameter, work out tradition system picture, under premise moving and being put into use demanding inguarantee machine tool, motionchain is as short but simple as possible , drive is efficient, design reverse turn and arrester, after finishing drawing assembling picture, checking calculation carrying out checking calculation on main part if gear wheel intensity checking calculation composes in reply a chief axis's, the generally average machine tool chief axis carries out stiffness only checking calculation, carries out the queen who examines according to calculation result and to assembling draft , revises and perfects assembling picture, Compile and compose part code name and work out the entire component.
铣床主传动系统设计
4.3.3.1传动轴上的弯曲载荷
齿轮传动轴同时受输入扭矩的齿轮驱动Qa和输出扭矩的齿轮驱动阻力Qb的作用而产生弯曲变形。当齿轮为直齿圆柱齿轮,其啮合角a=20,齿面摩擦角=5.72时,则
Qa(或Qb)=2.12式4-13
式中N—该齿轮传递的全功率(KW)
m,z—该齿轮的模数,齿数;
---大齿轮齿数与小齿轮齿数之比,μ≥1外啮合取“+”号,内啮合取“-”号;
---小齿轮齿数;
---齿宽系数,(B为齿宽系数,m为模数),
[---许用接触应力(MPa)取MPa
第一组:选取II轴齿数为32的齿轮:
=1.43(mm)取
第二组:选取IV轴齿数为18的齿轮:
取
第三组:选取V轴齿数为21的齿轮:
m—疲劳曲线指数,接触载荷取:m=3;
弯曲载荷时,对正火,调质以及整体淬硬件取m=6.对表面淬硬件取m=9;
;
—齿向载荷分布系数;
Y—齿形系数;
—许用接触应力;1650Mpa
297Mpa
选取齿数为21和84的一对齿轮进行验算,小齿轮验算弯曲强度,大齿轮验算接触强度
系数
K1
Y
K2
K3
KT
KN
Kn
Z1=21
4.2.1传动轴直径初定
d=91(mm)式(4-7)
式中d----传动轴直径(mm)
---该轴传递的额定扭矩(Nmm)
N----该轴传递的功率(kW)
nj---该轴的计算转速(r/min)
—该轴每米长允许扭转角(deg/m),一般传动轴取。对空心轴须将(6)(7)式计算值再乘以系数。
取:V带传动效率
接触应力验算公式为:
数控铣床主传动系统设计
大学毕业论文论文题目:数控铣床主传动系统设计学院:年级:专业:姓名:学号:指导教师:2011年6月10日摘要数控技术和数控装备是制造工业现代化的基础,这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力,关系到国家的战略地位。
数控机床主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统。
包括电动机、传动系统和主轴部件。
本文通过对XK5025数控铣床主传动系统的各方面设计,以达到低制造成本、简化机构、实现优化。
采用变频电机和一级机械调速达到调速和传递功率的要求;用步进电机驱动主轴上下运动达到Z行程的要求;数控装置采用51单片机来实现对电机更加精确的控制和实现机械调速的自动控制。
关键词主传动;设计;数控铣床AbstractThe numerical control technology and the numerical control equipment are the factory industry modernization foundations, does this foundation whether reliable immediate influence to a country's economic development and the comprehensive national strength, relate the country the strategic position.The numerically-controlled machine tool master drive system is uses for to realize the engine bed main movement transmission system. Including electric motor, transmission system and spindle unit.This article through designs to XK5025 numerical control milling machine master drive system's various aspects, achieves the low production cost, the simplified organization, to realize the optimization. Uses the frequency conversion electrical machinery and the first-level machinery velocity modulation achieves the velocity modulation and the transmission power request; With step-by-steps the motor-driven main axle vertical motion to achieve the Z traveling schedule the request; The numerical control installment uses 51monolithic integrated circuits to realize to an electrical machinery more precise control and realizes the machinery velocity modulation automatic control.KeywordsMain drive system; Design; Numerical control milling machine tool目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1数控技术和数控机床国内现状 (1)1.2课题提出的意义和目的 (2)第二章总体方案的设计 (4)2.1设计参数 (4)2.2总体方案的确定 (4)2.3主传动系统的设计原理 (7)2.4运动及动力参数计算 (8)2.4.1铣削分力 (8)2.4.2铣削圆周力的计算 (9)2.4.3选用电机 (11)第三章传动系统的设计 (14)3.1主传动系统的设计 (14)3.1.1带传动的设计 (14)3.1.2齿轮传动的设计 (15)3.1.3 Ⅰ轴的设计 (19)3.1.4主轴的结构设计 (24)3.2步进传动系统设计 (26)3.2.1齿型带的设计 (26)3.2.2 进给丝杠的设计 (29)第四章控制系统设计 (31)4.1控制系统总体设计 (31)4.2硬件设计 (32)4. 3软件设计 (33)4.3.1步进电机的控制原理 (35)4.3.2变频电机的相关控制 (35)4.3.3译码法寻址 (35)4.3.4键盘显示器接口 (35)4.3.5程序存储器(EEPROM)芯片 (35)4.2.6数据存储器(RAM)芯片 (35)第五章总结 (36)参考文献 (37)附录一 (38)附录二 (39)第一章绪论1.1数控技术和数控机床国内现状数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。
X5032铣床主传动系统数控改造毕业设计
摘要本文在X5032数控铣床改造设计时主要从经济性、方便性、实用性、可靠性四方面因素出发,对X5032型铣床进行了数控铣床主传动机械系统设计。
使改造后的机床的机械传动部分具有高静态、动态刚度;运动副之问的摩擦因数小,传动无间隙;功率大;便于操作和维修。
改造后的数控铣床可以实现主传动系统电机正、反转,转速分为两档,并在各档内可以实现无级调速;可以在平面或空问范围内按设定曲线(直线、圆弧等)恒速或变速运行;可以实现数值的任意设定并显示;可以实现辅助控制系统的任意起停和故障报警;可以实现与上位机的通讯。
X5032数控铣床机械系统设计包括伺服驱动系统的设计计算,丝杠螺母副的设计计算,主传动系统的参数计算,主传动系统结构设计。
进给传动系统设计中,全部拆除纵向、横向、垂向进给箱齿轮,拆除纵向、横向、垂向进给手柄,在该处将手轮轴通过一对减速齿轮和纵向、横向及垂向步进电机相连。
丝杠拆去,换上滚珠丝杠,并由齿轮箱与滚珠丝杠连接,改造后的X5032铣床的定位精度为±0.01mm,重复定位精度为±0.005mm。
X、Y电机能够拖动工作台以6-3200r/min的切削进给速度进行X向、Y向运动,Z相电机能使主轴箱获得3-1600r/min的进给速度。
主传动系统设计拆除机床主轴,重新设计主轴。
为了保证主轴在运动时有准确的定位,安装主传动的定位检测装置。
采用电气式主轴准停装置,利用磁力传感器检测定位。
只要数控系统发出指令信号,主轴就可以准确的定位。
将主传动改为采用变频交流电动机无级调速。
低档转速为270-1500r/min,高档转速为1500-4500r/min,在各档内可以实现无级调速。
与原立式铣床的机械结构相比比较简单,这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担,省去了复杂的齿轮变速机构,主传动系统是一个开环控制的交流变频调速系统,通过软件来实现它的调速。
数控系统是一个基于单片机的采用模块化设计的数字型控制系统。
机床主传动系统设计
机床主传动系统设计多轴箱是组合机床的重要专用部件。
它是根据加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置、切削用量和主轴类型设计的传递各主轴运动的动力部件。
其动力来自通用的动力箱,与动力箱一起安装于进给滑台,可完成钻扩铰镗孔等加工工序。
通用主轴箱采用标准主轴,借助导向套引导刀具来保证被加工孔的位置精度。
5.1大型主轴箱的组成大型通用主轴箱由通用零件如箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等组成。
有箱体、前盖、后盖、上盖、侧盖等为箱体类零件;主轴、传动轴、手柄轴、传动齿轮、动力箱或电动机齿轮等为传动类零件;叶片泵、分油器、注油标、排油塞、油盘和防油套等为润滑及防油元件。
5.2多轴箱通用零件1.通用箱体类零件箱体材料为HT200,前、后、侧盖等材料为HT150。
多轴箱的标准厚度为180mm,前盖厚度为55mm,后盖厚度为90mm。
2.通用主轴1)滚锥轴承主轴2)滚针轴承主轴3)滚珠轴承主轴:前支承为推力球轴承、后支承为向心球轴承或圆锥滚子轴承。
因推力球轴承设置在前端,能承受单方向的轴向力,适用于钻孔主轴。
3.通用传动轴通用传动轴一般用45#钢,调质T235;滚针轴承传动轴用20Cr钢,热处理S0.5~C59。
4.通用齿轮和套多轴箱用通用齿轮有:传动齿轮、动力箱齿轮和电机齿轮。
5.3通用多轴箱设计1.多轴箱设计原始依据图1) 多轴箱设计原始依据图图5-1.原始依据图2) 主轴外伸及切削用量表5-1.主轴参数表3) 被加工零件:箱体类零件,材料及硬度,HT200,HB20~400 2.主轴、齿轮的确定及动力的计算 1) 主轴型式和直径、齿轮模数的确定主轴的型式和直径,主要取决于工艺方法、刀具主轴联结结构、刀具的进给抗力和切削转矩。
钻孔采用滚珠轴承主轴。
主轴直径按加工示意图所示主轴类型及外伸尺寸可初步确定。
传动轴的直径也可参考主轴直径大小初步选定。
齿轮模数m (单位为mm )按下列公式估算:(30~m ≥=≈1.9(《组合机床设计简明手册》p62)多轴箱中的齿轮模数常用2、2.5、3、3.5、4几种。
数控铣床的主传动系统及结构
排屑系统
排屑系统将数控铣床加工过程中产生的切屑排出机床,保证加 工质量和安全。
防护系统
防护系统可以防止数控铣床在加工过程中受到外界干扰和损坏 。
05
数控铣床的结构优化及改 进建议
提高机床的刚度
总结词
机床的刚度是衡量机床稳定性和精度的重要指标,提高机床的刚度有助于提高加工精度和降低机床的 振动。
,也可以有效降低生产成本。
06
数控铣床的应用与发展趋 势
数控铣床的应用范围
航空制造
数控铣床可用于飞机发动机的制造,精确控制发动机的尺寸和形 状,提高制造效率。
汽车制造
数控铣床广泛应用于汽车零部件的加工,能够实现高效、高精度 的批量生产。
模具制造
数控铣床可用于模具的制造和修复,满足模具的高精度、高强度要 求。
防护装置
数控铣床的防护装置需考虑安全防护、防止噪音和灰尘等方面,常见的有防护罩、隔音棉等。
04
数控铣床的传动系统设计
主轴传动系统的设计
直流电机驱动
直流电机具有优良的调速性能和启动性能,常用于数控铣床的主 轴驱动。
交流电机驱动
交流电机结构简单、维护方便,在数控铣床中也有广泛应用。
伺服电机驱动
伺服电机具有高精度、高响应的特点,适用于要求高精度控制的 数控铣床。
机械主传动系统采用机械变速箱和主轴组合实现主运动,具有结构简单、维 护方便等优点,但调速范围有限。
电主传动系统
电主传动系统采用电机直接驱动主轴实现主运动,具有调速范围广、响应速 度快等优点,但需要配置相应的控制系统。
03
数控铣床的结构
床身结构
铣床传动系统课程设计
铣床传动系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解铣床传动系统的基础知识,掌握其主要部件及工作原理。
2. 学生能掌握铣床传动系统的传动比计算方法,并运用其分析实际铣床传动问题。
3. 学生了解铣床传动系统的设计原则和步骤,能结合实际需求进行简单传动系统的设计。
技能目标:1. 学生能运用CAD软件绘制铣床传动系统的结构图,并进行简单的传动比分析。
2. 学生能通过实验和观察,分析铣床传动系统在实际工作过程中的性能和可能存在的问题。
3. 学生具备运用所学知识解决实际铣床传动问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过铣床传动系统的学习,培养对机械工程的兴趣和热情。
2. 学生在团队合作中,学会相互尊重、沟通协作,培养良好的团队精神和职业素养。
3. 学生认识到机械设计在工程实践中的重要性,增强对工程实践的责任感和使命感。
本课程针对高年级学生,具有较强的理论性和实践性。
在教学过程中,注重引导学生主动探索,提高分析问题和解决问题的能力。
课程目标明确,旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合,培养具备创新精神和实践能力的优秀机械工程技术人才。
二、教学内容1. 铣床传动系统概述:介绍铣床传动系统的基本概念、组成及分类,使学生对其有一个全面的了解。
教材章节:第二章 第二节2. 铣床传动系统主要部件及其工作原理:详细讲解铣床传动系统中的主要部件,如齿轮、同步带、丝杠等,并分析其工作原理。
教材章节:第二章 第三节3. 铣床传动系统传动比计算:教授传动比的计算方法,并通过实例进行讲解。
教材章节:第二章 第四节4. 铣床传动系统设计原则和步骤:阐述传动系统设计的基本原则,介绍设计步骤及注意事项。
教材章节:第二章 第五节5. 铣床传动系统CAD绘图及分析:教授利用CAD软件绘制铣床传动系统结构图,并进行传动比分析。
教材章节:第二章 第六节6. 铣床传动系统实验与观察:组织学生进行铣床传动系统的实验,观察并分析实际工作过程中的性能和问题。
机床主传动系统设计[我用过的,觉得还可以}
(三)结构设计
四、设计参数: 设计参数:
序号 1 2 3 4 加工最大直径 400mm 400mm 320mm 320mm 主轴转速系列( 主轴转速系列(r/min) ) 1000,710,500,355,250,180 ,125,90 1000,500,355,250,180 ,125,90,45 2000,1420,1000,710,500,360 ,250,180,125,90,63,42 2000,1000,710,500,360,250
模 数 2.5 mm) (mm)
7
分 度 圆 直 径 (mm) 齿 根 圆 直 径 (mm) 齿 顶 圆 直 径 (mm)
55
82.5
110
82.5
105
55
105
155
150
60
150
240
48.7 5
76.2 5
π
2
取 L0 = 1433mm (7)核算胶带的弯曲次数 1000mv −1 1000 × 2 × 9.4 −1 U= [s ] = [ s ] = 13.1[ s −1 ] < 40[ s −1 ] L 1433 (8)计算实际中心距 L − L0 1433 − 1396.5 A ≈ A0 + = 458 + = 476.25 ,圆整取 476 2 2 (9)核算小带轮的包角 D − D1 180 180 − 125 180 o ∂1 ≈ 180o − 2 × ≥ 120o = 180o − × = 173o > 120o A π 476 π 10) (10)确定胶带的根数 Z
4
d = 91
P 有, d = 34.7mm ,圆整取 d = 35mm n j × [φ]
铣床主传动系统设计说明书精品
第一章 运动设计1.1技术要求最低转速n min =30 rpm ; 级数Z =11; 公比ϕ=1.41; 功率P =5 .5KW ;工件材料:钢、铸铁和有色金属 刀具材料:高速钢、硬质合金、陶瓷1.2 确定公比和转速序列公比ϕ=1.41=1.066,最低转速n min =30 rpm ,根据标准转速序列可得11级转速为:30、42.5、60、85、118、170、236、335、475、670、950。
1.3 确定结构网或结构式级数为Z 的变速系统由若干个顺序的变速组组成,各变速组分别有21Z Z 、……个变速副。
即 321Z Z Z Z =变速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b a Z 32⨯=。
因此确定结构式为:122311531-⨯⨯=。
1.4 绘制转速图1.4.1 选定电动机根据技术要求,选择Y132M2-6型三相异步电动机,同步转速1000rpm,额定功率5.5KW,满载转速d n =960rpm1.4.2 确定传动轴轴数传动轴数 = 变速组数 + 定比变速副数 + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。
1.4.3 分配总降速传动比总降速变速比03.0960/30/min ===d n n i 。
又电动机转速min /960r n d =不符合转速数列标准,因而增加一定比变速副。
在五根轴中,除去电动机轴,其余四轴按变速顺序依次设为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(主轴)。
Ⅰ与Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ、Ⅲ与Ⅳ轴之间的变速组分别设为a 、b 、c 。
现由Ⅳ(主轴)开始,确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的转速。
⑴确定Ⅲ轴的转速:变速组c 的变速范围为86.541.155<==ϕ,故两个传动副的传动比有两种方案:311ϕ=C I 、122ϕ=C I 或411ϕ=C I 、12ϕ=C I 。
选取第一种方案311ϕ=C I、122ϕ=C I 结合结构式,Ⅲ轴的转速:85、118、170、236、335、475。
XA6132A铣床主传动系统设计
480
380
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303
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240
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190
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152
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96
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30
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I(电机轴)
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
I(电机轴)
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
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另外传动系统也须满足“升2降4”原则即:升速传动的传动比不要 大于2,降速传动的传动比不要小于1/4. 综上可以画出传动系统图
n(实际)
1530.00 1311.43 956.25 753.58 597.67 470.99 382.5 303.36 239.06
n(理论)
1500
误差 2.00%
1211 960
0.20% -0.30%
762
-1.11%
605
-1.21%
480
-1.88%
380
0.67%
303
0.20%
240
76
-0.74% 2.6% 合格
15 1440*90/180*20/32*33/67*20/80 55.41
16 1440*90/180*26/26*20/80*20/80
45
60
-0.76%
2.6% 合格
48
-1%
2.6% 合格
17 1440*90/180*23/29*20/80*20/80
2. 变速装置:机床的变速装置有齿轮变速机构,机械无级 变速机构以及液压无极变速装置等,其中最常见的是齿 轮变速机构。
3. 主轴组件:机床的主轴组件有主轴、主轴支承和安装在 主轴上的传动件等。
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目录一、传动系统设计 (1)1.机床的工艺特性 (1)1.1工艺范围 (1)1.2刀具材料 (1)1.3加工材料 (1)1.4机床主要参数................................................................................... 错误!未定义书签。
2.确定极限转速 (1)2.1确定主轴最高、最低转速 (1)2.2调速范围 (1)2.3确定公比 (2)3.确定转速数列 (2)4.传动结构或结构网的选择 (2)4.1确定变数组数目和各变数组中传动副的数目 (2)4.2传动组传动顺序的安排 (2)4.3传动系统的扩大顺序安排 (2)5.验算变速组的变速范围 (3)6.最后扩大传动组的选择 (3)7.转速图拟定 (4)7.1主电机的选择 (4)7.2分配最小传动比,拟定转速图 (4)8.齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制 (6)8.1齿轮齿数的确定的要求 (6)8.2主轴转速的确定 (7)8.3中间传动轴的转速 (7)8.4其他传动件计算转速的确定 (7)8.5传动系统图的绘制 (8)二、传动件的估算与验算 (9)1.传动轴的估算和验算 (9)1.1传动轴直径的估算 (9)1.2传动轴刚度的验算 (11)2.齿轮模数的估算与验算 (11)2.1估算 (11)2.2计算(验算) (13)2.3轴I-II间齿轮模数的计算(验算) (14)3.展开图设计 (15)3.1结构实际的内容及技术要求 (15)3.2齿轮块的设计 (16)3.3传动轴设计 (18)3.4主轴组件设计 (22)4.截面图设计 (27)4.1轴的空间布置 (27)4.2润滑 (27)4.3箱体设计的有关问题 (28)参考文献 (29)致谢 (30)一、传动系统设计1.机床的工艺特性1.1工艺范围粗精铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴 1.2刀具材料硬质合金、高速钢 1.3加工材料钢合金结构钢、灰口铸铁、铝及铝合金2.确定极限转速确定主轴极限转速max n ,m in n 并求出转速调整范围n R 。
2.1确定主轴最高、最低转速按照典型工序的切削速度和刀具直径,计算主轴的最高、最低转速。
计算公式如下:max n =1000max V ∕πmin d ,m in n =1000min V ∕πmax d式中:max n 、m in n ---------------------------主轴的最高、最低转速(r/min ) maxV、minV---------------------------最高、最低切削速度(m/min )max d 、min d ----------------------------最高、最低计算直径(mm )其中,通常用机床的dmax 、dmin 并不是指机床上可能加工的最大和最小直径,而是指常用的经济加工的最大和最小直径。
对于通用机床,一般取: min d =(0.2~0.25) max d ,min d /max d =d Rmax d 可根据下表1.2升降台铣床的最大计算直径确定(max d =200mm )表1.2工作台宽度B[mm]200 250 320 400 端铣刀最大计算直径dmax[mm]125160200250所以min d =(0.2~0.25) max d =200⨯0.2=40mm根据分析,采用最大速度maxV的典型工序一般为用硬质合金端铣刀精加工或半精加工低强度的结构钢。
采用最小速度Vmin 的典型工序为高速钢端铣刀粗加工铸铁工件或用高速钢圆片铣刀铣削深槽。
根据金属切削用量手册:maxV=200~300 m/min minV=15~20m/min所以 nmax=1000Vmax ∕πdmin=1000*251.2/π⨯40=2000[rpm]m in n =1000min V ∕πmax d =1000⨯15.7/π⨯200=25[rpm]2.2调速范围n R =max n /m in n =2000/25=802.3确定公比根据选用标准公比的一般原则和经验资料故对于通用机床,为使转速损失不大,机床几个又不过于复杂,一般取中等的标准公比。
即ψ=1.41或者ψ=1.26,又由Z=㏒(Rn) /㏒(ψ)+1可以推出ψ=1.26。
3.确定转速数列本次设计中,ψ=1.26。
根据ψ值及混合公比转速范围,可以确定出其派生的转速数列如下:(25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1590, 2000 R/min ). 主轴中间各级转速(40—1250r/min )的公比1 1.26ϕ=,两端的转速(25和2000r/min )的公比则为2221 1.26 1.58ϕϕ===。
主轴的转速是由公比1ϕ(小公比)和221ϕϕ=(大公比)所组成“中间密,两端疏”的双公比数列两端“空掉”的转速级数相等呈现对称性。
4.传动结构或结构网的选择4.1确定变数组数目和各变数组中传动副的数目该机床的变数范围较大,必须经过较长的传动链减速才能把电机的转速降到主轴所需的转速。
级数为Z 的传动系统由若干个传动副组成,各传动组分别有1z 2z 3z ……个传动副,即Z=123z z z ……。
传动副数由于结构的限制,通常采用P=2或3,即变速Z 应为2或3的因子:Z=2a⨯2b因此,这里18=3⨯3⨯2,共需三个变速组。
4.2传动组传动顺序的安排18级转速传动系统的传动组,可以排成:3⨯3⨯2,或3⨯2⨯3。
选择传动组安排方式时,要考虑到机床主轴变速率的具体结构,装置和性能。
I 轴如果安置制动的电磁离和器时,为减少轴向尺寸。
第一传动组的传动副数不能多,以2为宜,有时甚至用一个定比传动副;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选用2 ,或一个定比传动副。
这里,根据前多后少的原则,选择18=3⨯3⨯2方案。
4.3传动系统的扩大顺序安排对于18=3⨯3⨯2的传动,有3!=6种可能安排,亦即有6种机构副和对应的结构网,传动方案中,扩大顺序与传动顺序可以一致,结构式18=13⨯33⨯92的传动中,扩大顺序与传动顺序一致,称为顺序扩大传动,而,18=33⨯13⨯92的传动顺序不一致,根据“前密后疏”的原则,选择18=13⨯33⨯92的结构式。
本次设计使用混合公比的传动方式,因为机床在主轴全部转速范围内各级转速的利用率不同。
经常使用的转速只是其中的一部分,可能集中在中间高转速段。
通常中间转速用的多些,而两端转速用的少些,甚至有的转速仅是为了满足特殊用途而设的,这是即使相对速度损失较大也是允许的。
根据传动副数为3的的基本组(即13)同理,基本组的级比指数应由1变为2、4、5、7,而不宜为3、6、9等3的整数倍的数,所以18=239332⨯⨯5.验算变速组的变速范围齿轮的最小传动min U ≥1/4,最大传动比max U ≤2,决定了一个传动组的最大变速范围max Y =max U /min U因此,可按下表,确定传动方案: 根据传动比及指数 x, 'x 的值如表1.3:表1.3极限值传动比指数x 值6 'x 值3 (x+'x )值9因此,可选择18=239332⨯⨯的传动方案。
6.最后扩大传动组的选择正常连续顺序扩大传动(串联式)的传动式为:Z=1z []12z []1z 3z []12z z最后扩大传动组的变速范围为:r=123(1)z z z φ-=(/2)z z φ-按8r ≤原则,导出系统的最大收效Z 和变速范围为:r= r=123(1)z z z φ-=(/2)z z φ-=8验算最后扩大组的变速范围,在允许的变速范围之内因此,传动方案18=23⨯33⨯92符合上述条件,其结构网如下图1.1:图1.1 结构网图7.转速图拟定运动参数确定后,主轴各级转速就已知,切削耗能确定电机功率。
在此基础上,选择电机的型号,分配个变速组的最小传动比;拟定转速图,确定各中间轴的转速。
7.1主电机的选择中型机床上,一般都采用交流异步电动机为动力源,可在下列中选用,在选择电机型号时,应注意: (1)电机的N :根据机床切削能力的要求确定电机功率,但电机产品的功率已标准化,因此,按要求应选取相近的标准值。
(2)电机的转速d n异步电动机的转速有:3000,1500,1000,750,r/min,这取决于电动机的极对数Pd n =60f/p=60x50/p ( r/min)机床中最常用的是1500 r/min 和3000r/min 两种,选用是要使电机转速与主轴最高速度max n 和工轴转速相近为宜,以免采用过大或过小的降速传动。
根据以上要求,我们选择功率为7.5KW ,转速为1500r/min 的电机,查表,其型号为Y132M-4,其主要性能如下表1.4表1.47.2分配最小传动比,拟定转速图 (1)∏轴的转速:∏轴从电机得到运动,经传动系统转化为主轴各级转速,电机转速和主轴最小转速应相近,显然,从动件在高速运转下功率工作时所受扭矩最小来考虑,∏轴转速不宜将电机转速降得太低。
弱轴上装有离合器等零件时,高速下摩檫损耗,发热都将成为突出矛盾,因此,∏轴转速也不宜也太高,∏轴转速一般取700~1000r/min 左右较合适。
因此,使中间变速组降速缓慢。
以减少结构的径向尺寸,在电机轴I 到主传动系统前端轴∏增加一对35/55的降速齿轮副,这样,也有利于变型机床的设计,改变降速齿轮传动副的传动比,就可以将主轴18级转速一起提高或降低。
(2)中间轴的转速对于中间传动轴的转速的考虑原则是:妥善解决结构尺寸大小和噪音,振动等性能要求之间的矛盾。
中间传动轴转速较高时,中间传动轴和齿轮承受扭矩小,可以使轴径和齿轮模数小些: d ∞4M , m ∞3M 从而可使结构紧凑。
但这样引起空载功率p L 和噪音加大:电机型号 额定功率KW荷载转速r/min同步转速r/minY132M-47.5KW14401500N 空=1/610(3.5n εd a +c d 主n)KW式中:C ——系数,两支承滚动轴承和滑动轴承C=8.5,三支承滚动轴承C=10;d a ——所有中间轴轴径的平均值; d 主——主轴前后轴径的平均值n ε——中间传动轴的转速之和n ——主轴转速(r/min )p L =20lg 6110lg () 4.5(1tan )()a n c mz q mz n εβ⎡⎤+-⎣⎦主主-K式中:()a mz ——所有中间传动齿轮的分度圆直径的平均值mm;()mz 主——主轴上齿轮分度圆直径的平均值mm;q ——传到主轴上所经过的齿轮对数β——主轴齿轮螺旋角1c ,K ——系数,根据机床类型及制造水平选取,我国中型车床,铣床1c =3.5,铣床K=50.5从上述经验公式可知,主轴n 和中间传动轴的转速对机床噪音和发热的关系,确定中间轴转速时,应结合实际情况做相应的修正。