机床主轴设计汇总

设计题目机床主传动系统设计系别机电工程分院

专业机械制造及其自动化学生姓名

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车床设计任务书

一、设计题目

工件最大回转直径D max=300mm，

轴最低转速=355min

/r

轴最高转速=1800min

/r

电机功率P=3KW，公比Ф=1.26=

二、运动设计，确定结构式

1. 查表得

355，450，560，710，900，1120，1400，1800（共8级）

或者

Z=8

2.结构式、传动组和传动副数的确定 ①传动组和传动副数可能的方案有： 8=4×2 8= 2×4 8 = 2×2×2

第一行方案有时可以省掉一根轴。缺点是有一个传动组内有四个传动副。如果用一个四联滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；如果用两个双联滑移齿轮，则操纵机构必须互锁以防止两个滑移齿轮同时啮合。所以一般少用。

第二行的方案根据 “前多后少”的原则。取8 = 2×2×2 的方案。

②结构式或结构网的各种方案的确定 由①知方案有

a.4212228⨯⨯=

b.4122228⨯⨯=

c.2142228⨯⨯=

d.2412228⨯⨯=

e.1422228⨯⨯=

f.1242228⨯⨯=

选择原则：

I)传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围

降速传动中，主动齿轮的最少齿数受到限制min u ≥41

；

避免被动齿轮的直径过大升速传动比最大值max u ≤2（斜齿传动max u = 2.5）尽量减少振动和噪声；

各变速组的变速范围max R =max u /min u ≤8-10 之间；

对于进给传动链，由于转速通常较低，零件尺寸也较小，上述限制可放宽些。

8.251

≤≤进i 。故max 进R 14≤

在检查传动组的变速范围时，只需检查最后一个扩大组。因为其它传动组的变

速范围都比它小。应为:

max )

1-(p n R R n x n ≤=ϕ

II)基本组与扩大组的排列顺序。

原则是选择中间传动轴变速范围最小的方案。 综上所述，方案4212228⨯⨯= 较好

三、转速图与传动系统图

1.根据已知参数，取

4级电动机Y100L2-4，额定功率3KW ，满载转速1430min /r

本例所选定的结构式共有三个传动组，变速机构共需4轴。加上电动机轴共5轴。故转速图需5条竖线，主轴共8速，电动机轴转速与主轴最高转速相近，故需8条横线。

Ⅳ轴 8级速度355，450，560，710，900，1120，1400，1800

Ⅲ轴 传动组变速 4

ϕ=2.5，所以俩个传动副传动比为极限值1c i =21

ϕ，22ϕ=c i

Ⅱ轴 级比指数2，取转速为900,1120min /r Ⅰ轴 级比指数1，取 ϕ

1

1=

a i 13=a i

变速组a ：

1/1/101==ϕa u

26.1/1/112==ϕa u

共同组为50、52、54、56、66、68、70、72、74、82、84、86、…

取二对传动副的齿数和为52，则：

,

变速组b ：

1/1/101==ϕb u

60.1/1/122==ϕb u

共同组为44、48、52、54、60、62、70、72、78、80、82、86、88、90…

取两对传动副的齿数和为54，则： ,

变速组C ：

1/60.11/21==ϕc u 60.1/1/122==ϕc u

因为互为倒数，可以选任意组

取两对传动副的齿数和为62，则：

,

由此可得各变速组齿轮数

,

,

,

初步验算得

最高转速

最低转速

验算合格

四，动力计算

（1），选择电机型号

按照工作要求和条件，选用三相异步电动机，Y系列，额定电压380V。

已知电动机的额定功率是4KW，根据《车床设计手册》查出有三种适用的电动机型号，因此有三种传动比方案，如下表一：

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、传动比，可见第1方案比较适合。因此选定电动机型号为Y100L2-4，其主要性能如下表二：

表二：

（2），带轮数据的确定

1.选择三角带类型

选工况系数X=1.1，则计算功率4.441.1=⨯==KN N j 根据电机转速和计算功率，三角带取A 型。 2.确定带轮的计算直径2D A 型 取min D =100mm

2D =)-(121

ξD n n ⨯ ，其中ξ=0.02

所以125）2%-1（1001120

1430

2=⨯⨯=

D 3.确定三角带速度

s m n

D v /7.51000

600

3140011000

60min =⨯⨯⨯=

⨯=

ππ

4.确定中心距0A

0A =(0.7~2)(21D D +) 取0A =1.8*（100+125）=405 5.确定三角带的计算长度0l 及内周长n l 0l =20A +1163.44)

(）（2

min 221≈-+

+A D D D D π

将计算出的0l 数值取整到标准的计算长度

1163.4=l 1120=n l 6.验算三角带的绕曲次数n 。

6.701120

5

7.110001000=⨯⨯=

=

l

mv

n ﹤40（m 为带轮个数）