车床主传动系统设计计算说明书_文档

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