刘朝友-装备设计大作业

机械装备大作业

卧式升降台铣床主传动系统设计

学院：机电学院

专业：机械设计制造及其自动化系

班级：1008104班

姓名：刘朝友

学号：1100801005

哈尔滨工业大学

目录

一、设计任务................................................................................................. 错误！未定义书签。

二、运动设计 (1)

1 确定转速系列 (1)

2 绘制转速图 (2)

3 确定变速组齿轮传动副的齿数及定比传动副带轮直径 (3)

4 绘制传动系统图 (5)

5 核算主轴转速误差 (6)

三、动力设计 (7)

1 传动轴的直径的确定 (7)

2 齿轮模数的初步计算 (8)

3、选择带轮传动带型及根数 (9)

参考文献 (9)

一、设计任务

设计题目：卧式升降台铣床主传动系统设计

已知条件：工作台面积320×12500mm2，最低转速31.5r/min ，公比φ=1.41，级数Z=12，切削功率N=5.5KW 。

设计任务：

1. 运动设计：确定系统的转速系列；分析比较拟定传动结构方案；确定传动副的传动

比和齿轮的齿数；画出传动系统图；计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差。 2. 动力设计：确定各传动件的计算转速；初定传动轴直径、齿轮模数；选择机床主轴

结构尺寸。

二、运动设计

1、确定转速系列

已知最低转速为31.5r/min ，公比ϕ=1.41，查教材表标准转速系列的本系统转速系列如下：

31.5 45 63 90 125 180 250 355 500 710 1000 1400r/min 则转速的调整范围max min 1400

44.4431.5

n n R n =

== １）传动组和传动副数可能的方案有：

12=4⨯3 12=3⨯4 12=3⨯2⨯2 12=2⨯3⨯2 12=2⨯2⨯3

前两个方案虽然可以减少轴的数目，但有一个传动组内有四个传动副。若采用一个四连滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；若用两个双联滑移齿轮，操纵机构必须互锁防止两滑移齿轮同时啮合。故不采用。

对于后三个方案，遵循传动副“前多后少”的原则，选取方案１２＝３⨯２⨯２

２）确定结构式

１２＝３⨯２⨯２方案中，因基本组和扩大组排列顺序的不同而有以下６种扩大顺序方案：

63122312⨯⨯=， 61222312⨯⨯=， 16222312⨯⨯= 36122312⨯⨯=， 21422312⨯⨯=， 12422312⨯⨯=

方案１,２,３,４的第二扩大组26x =，2p ＝２，则2r ＝

max )

12(68r ==-⨯ϕ是可行的。方案５,６中，2x ＝４，23p =，则2r ＝

max )

13(416r 〉=-⨯ϕ，不可行。 在可行的１,２,３,４方案中，为使中间传动轴变速范围最小，采用扩大顺序与传动顺序

一致的传动方案１，13612322=⨯⨯。

综上所述，结构式13612322=⨯⨯

对于该结构式中的第二扩大组26x =，2p ＝２，因此r2=φ8×(2-1)=1.416=82r ϕ=。该方案符合升二降四原则。 2、绘制转速图 (1) 选定电动机

本题已经确定切削为5.5KW ，4极电机，由于机床结构未定，按公式=

0.8

P P 切

主估算主电机功率为6.875KW 。参照相关手册选择Y132M-4型电机。 Y132M-4型电机主参数如下： 额定功率 7.5KW 满载转速 1440r/min 起动转矩/额定转速 2.2 最大转矩/额定转矩 2.2 (2) 确定传动轴的轴数和各转速

按从主轴向电机分配传动比，并按照升二降四、先快后慢原则分配；同时考虑铣床主轴的飞轮效应，第三级传动副应选最大降速比，以使主轴上大齿轮直径较大，适应断续切削；考虑定比传动使用带轮传动，降速比不能太大，故尽量提高各传动轴转速。有如下分配：

由于第二扩大组的变速范围为

8)12(6=-⨯ϕ，可知两个传动副的传动比必然是极限值：

,/14/141ϕ==c u ,1/1/222ϕ==c u

于是，可以确定轴Ⅲ的六种转速只能是

125 180 250 355 500 710r/min 轴Ⅱ各转速确定

第一扩大组的级比指数为3，在传动比极限范围内，轴Ⅱ的转速最高可为500 710 1000r/min ；最低转速可为180 250 355r/min 。为了避免升速，又不使传动比太小，可取

,/18.2/131ϕ==b u 12=b u

于是就确定了轴Ⅱ的转速为355 500 710r/min

轴Ⅰ各转速确定

同理，轴Ⅰ可取

,/12/121ϕ==a u ,/141.1/12ϕ==a u 13=a u

于是就确定了轴Ⅰ的转速为710r/min 。

电动机与轴Ⅰ之间为定比传动，传动比为1440/710≈2=2

1/ϕ (3) 分配总降速传动比分配如下(转速图)：

主传动系统转速图

3、确定变速组齿轮传动副的齿数及定比传动副带轮直径 (4) 确定带轮直径

根据电机功率为7.5KW ，电机类型为Y 型电机，执行机构类型为金属切削机床，设每天工作8-16小时。可得设计功率为：

1.27.59d A P K P KW ==⨯= 其中： K A 为工况系数，查GB/T 13575.1-1992取1.2

P 为电机功率

根据P d 和n 在下图中选择带型和小带轮直径，摘自机械设计手册。

a

b

c

1400

710 1000 500 355 250 180 125 45

63

90