哈工大机械装备制造大作业完整版

《机械制造装备设计》课程大作

业

院（系）外国语学院

专业英语-机械设计制造及

自动化

姓名李网

学号1121510202

班号1215102

任课教师张庆春

完成日期2015.5

哈尔滨工业大学机电工程学院

2015年5月

题目：无丝杠车床主传动系统运动和动力设计

设计要求：

序号机床主参数公比φ最低转速级数Z 功率（kW）2 最大加工直径φ320mm无丝杠车床 1.41 30 12 3

目录

一、运动设计 (1)

1 确定极限转速 (1)

2 确定公比 (1)

3 求出主轴转速级数 (1)

4 确定结构式 (1)

5 绘制转速图 (1)

6 绘制传动系统图 (3)

7 确定变速组齿轮传动副的齿数 (3)

8 校核主轴转速误差 (4)

二、动力设计 (5)

1 传动轴的直径确定 (5)

2 齿轮模数的初步计算 (6)

参考文献 (8)

一、运动设计

1、 确定极限转速

根据设计参数，主轴最低转速为31.5r/min ，级数为12，且公比φ=1.41。于是可以得到主轴的转速分别 30, 42.5, 60, 85, 118, 170, 236, 335, 475, 670, 950, 1320 r/min ，则转速的调整范围max min 1320

4430

n n R n ===。

2、 确定公比φ

根据设计数据，公比φ=1.41。

3、 求出主轴转速级数Z

根据设计数据，转速级数Z=12。

4、 确定结构式

按照主变速传动系设计的一般原则，选用结构式为13612322=⨯⨯的传动方案。其最后扩大组的变速范围6(21)3 1.2688R ⨯-==≤,符合要求，其它变速组的变速范围也一定符合要求。

5、 绘制转速图

（1）选定电动机

根据设计要求，机床功率为3KW ，可以选用Y100L2-4，其同步转速为

1500r/min ，满载转速为1420r/min ，额定功率3KW 。 （2）分配总降速传动比 总降速传动比为min 30

0.02111420

d n u n ∏=

==，又电动机转速1440/min d n r = 不在所要求标准转速数列当中，因而需要用带轮传动。

（3）确定传动轴的轴数

轴数=变速组数+定比传动副数=3+1=4。

（4）绘制转速图

因为确定中间各轴转速时，通常往前推比较方便，所以首先定III 轴的转速。 ① 定III 轴的转速

由于第二扩大组的变速范围为8，选取故这两对传动副的最小和最大传动比必然是

1411

4c u ϕ

==， 222

1

c u ϕ=

=。 于是可以确定III 轴的六级转速只能是：118, 170, 236, 335, 475,

670r/min ，可见III 轴的最低转速为118r/min 。

②确定II 轴转速

第一扩大组的级比指数31=X 。为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，一般限制降速最小传动比4

1

min ≥u ，又为避免扩大传动误差，减少振动噪声，限制最大升速比22max =≤φu 。

于是，、

1311

2.8b u ϕ

=

=， 21b u =,

II 轴的最低转速是335/min ，三级转速分别为335,475,670r/min 。

③确定I 轴转速 同理，轴I 可取：

12

112a u ϕ=

=， 2111.41a u ϕ

=

=， 31a u =

于是就确定了轴I 的转速为670r/min 。

最后确定电动机轴与I 轴之间的传动比，为带传动，传动比为135/285

根据以上计算，绘制转速图如下：

图1 转速图136322⨯⨯

6、 绘制传动系统图

图2 传动系统图

7、 确定变速组齿轮传动副的齿数

① 速组a ：

变速组a 有三个传动副，传动比分别是

11a u =，

21

1

1.41a u ϕ

=

=

， 32

1

12

a u ϕ=

=

由参考文献【1】表3-9查得：

符合条件60,72Z S =的可取72Z S =，查表可得轴I 主动齿轮齿数分别为：36、30、24。

根据相应的传动比，可得轴II 上的三联齿轮齿数分别为：36、42、48。 ② 速组b ：

变速组b 有两个传动副，传动比分别是

11b u =，

23

11

2.8

b u ϕ=

=。 查表得：

可取84Z S =，于是可得轴II 上主动齿轮齿数分别是：42,22。 于是根据相应传动比，得轴III 上三齿轮的齿数分别是：42,62。 ③ 速组c ：

变速组c 有两个传动副，传动比分别是

212c u ϕ==，

24

114

c u ϕ=

=。 查表得：

可取90Z S =，于是可得轴III 上主动齿轮齿数分别是：60,18。 于是根据相应传动比，得轴Ⅳ上两齿轮的齿数分别是：30,72。

8、 校核主轴转速误差

实际传动比所造成的主轴转速误差，要求不超过

10(1)%10

(1.41ϕ±-

=±

⨯-=±。下表为主轴转速误差与规定值之间的比

较：