车床主传动系统设计计算说明书 文档
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哈尔滨工业大学
题目:无丝杠车床主传动系统运动和动力设计
目录
一、运动设计 (3)
1 确定极限转速 (3)
2 确定公比 (4)
3 求出主轴转速级数 (3)
4 确定结构式 (3)
5 绘制转速图 (3)
6 绘制传动系统图 (5)
7 确定变速组齿轮传动副的齿数 (6)
8 校核主轴转速误差 (7)
二、动力设计 (8)
1 传动轴的直径确定 (8)
2 齿轮模数的初步计算 (9)
参考文献 (11)
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30r/min ,级数为11,且公比φ=1.41。于是可以得到主轴的转速分别为:26.5,37.5, 53, 75, 106, 150, 212, 300, 425, 600,
850r/min ,则转速的调整范围
。
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=11。
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53122312⨯⨯=的传动方案。其最后扩大组的变速范围86.541.1)12(52≤==-⨯R ,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4KW ,最高转速为850r/min ,可以选用Y132M2-8,其同步转速为1000r/min ,满载转速为960r/min ,额定功率5.5KW 。 (2)分配总降速传动比U
总降速传动比为027.0850
5
.26min ===
Nd N U ,又电动机转速min /960r n d = 不在所要求标准转速数列当中,因而需要增加一定比传动副。
(3)确定传动轴的轴数
轴数=变速组数+定比传动副数+1=3+1+1=5。
08
. 32 26.5
850
min max = = =
N N Rn
(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。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
min 4
1
1
4
u ϕ≥
=
,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 。
①确定III 轴的转速
由于第二扩大组的变速范围为8,故这两对传动副的最小和最大传动比必然是14
1
1
4
c u ϕ=
=
,222φ==c u 。 于是可以确定III 轴的六级转速只能是:106, 150, 212, 300, 425, 600r/min ,可见III 轴的最低转速为106r/min 。
②确定II 轴转速
第一扩大组的级比指数31=X 。于是,II 轴的最低转速可能是150r/min (2max φ=u ,φ
1
min =
u )、212r/min (1max φ=u ,2
min 1
φ=
u )、300r/min (1max =u ,
3
min 1
φ
=
u )、425r/min (φ
1
max =u ,4
min 1
φ
=
u ),为使II 轴转速不至于过低,造成
II 轴的转矩较大,又避免了升速,取1max =u ,3
min 1
φ=
u ,这样,II 轴的最低转
速为300r/min ,三级转速分别为300,425,600r/min 。
③确定I 轴转速
I 轴级比指数为10=X ,由升2降4原则,则I 轴的转速可以是00r/min ,425r/min ,600r/min ,850r/min ,基于上面的理由,确定I 轴的转速为600r/min 。 最后可以确定电动机轴(0轴)与I 轴之间的传动比,采用带传动,传动比为
625.09606000==u 。
根据以上计算,绘制转速图如下:
图1 转速图631223⨯⨯
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变速组a :
变速组a 有三个传动副,传动比分别是211
2
2=
=
φu ,41
.1113==φu ,14=u 由参考文献【1】表3-9查得:
2
1
1
2
2=
=
φu 时:⋯⋯⋯⋯=787572696663、、、、、Z S 41
.11
1
3=
=
φ
u 时:⋯⋯⋯⋯=7773727068676563、、、、、、、Z S 14=u 时:⋯⋯⋯⋯=7674727068666462、、、、、、、Z S
可取72=Z S ,查表可得轴I 主动齿轮齿数分别为:24、30、36。 根据相应的传动比,可得轴II 上的三联齿轮齿数分别为:48、42、36。 ②变速组b :
变速组b 有两个传动副,传动比分别是8
.21
1
3
5=
=φu ,16=u 。 查表得:
8
.21
1
3
5=
=
φu 时,⋯⋯⋯⋯=87848180777673、、、、、、Z S 16=u 时,⋯⋯⋯⋯=86848280787674、、、、、、Z S
可取84=Z S ,于是可得轴II 上两联齿轮的齿数分别是:22、42。 于是根据相应传动比,得轴III 上两齿轮的齿数分别是:62、42。 ③变速组c :
变速组c 有两个传动副,传动比分别是4
1
1
4
7=
=φu ,41.18==φu 。 查表得:
4
1
1
4
7=
=
φu 时:⋯⋯⋯⋯=10605110410310110099、、、、、、Z S