卧式升降台铣床主传动系统设计[P=4kw 转速37.5 1700 公比1.41]

课 程 设 计（说明书）题 目 卧式升降台铣床主传动系统设计（题目5） 专 业 学生姓名 班 级 学 号 指导教师 二 年 月 日2摘要 主传动系统设计是机床设计中非常重要的组成部分，本次设计主要由机床的级数入手，于结构式、结构网拟定，再到齿轮和轴的设计，再选择各种主传动配 合件，对轴和齿轮及配合件进行校核，将主传动方案“结构化”，设计主轴变速 箱装配图及零件图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与 密封、传动轴及滑移齿轮零件的设计，完成设计任务。 本次突出了结构设计的要求，在保证机床的基本要求下，根据机床设计的原 则，拟定机构式和结构网，对机床的机构进行精简，力求降低生产成本；主轴和 齿轮设计在满足强度需要的同时，材料的选择也是采用折中的原则，没有选择过 高强度的材料从而造成浪费。 关键词：铣床、主传动系统、结构式、电动机。 铣床主传动系统设计 全套图纸加扣 3346389411或30122505822目 录目 录3第1章 绪论5第2章 铣床参数设计72.1铣床主参数和基本参数72.2 确定传动公比72.3拟定参数的步骤和方法72.3.1 极限切削速度Vmax、Vmin72.3.2 主轴的极限转速8第3章 运动设计93.1 主电机功率动力参数的确定93.2确定结构式93.3 确定结构网103.4 绘制转速图和传动系统图103.5 确定各变速组此论传动副齿数113.6 核算主轴转速误差13第4章 动力计算144.1 带传动设计144.2选择带型154.3确定带轮的基准直径并验证带速154.4确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角164.5确定带的根数z174.6确定带轮的结构和尺寸174.7确定带的张紧装置174.8计算压轴力174.9 计算转速的计算194.10 齿轮模数计算及验算204.11 传动轴最小轴径的初定254.12 零件验算264.12.1 主轴刚度264.12.2 传动轴刚度314.12.3 齿轮疲劳强度344.13 轴承的选择364.14 键的规格364.15变速操纵机构的选择36第5章 主轴箱结构设计及说明375.1 结构设计的内容、技术要求和方案375.2 展开图及其布置37第6章 设计部分的调节、润滑、维护保养、技术要求及其它38参考文献41致 谢42 第1章 绪论机床的主传动系统的布局可分成集中传动和分离传动两种类型。主传动系 统的全部变速结构和主轴组件集中装在同一个箱体内，称为集中传动布局；传动件和主轴组件分别装在两个箱体内，中间采用带或链传动，称为分离传动布局。 集中传动式布局的机床结构紧凑，便于实现集中操控，且只用一个箱体， 但传动结构运转中的振动和热变形。当采用背轮传动时，皮带将高速直接传给主 轴，运转平稳，加工质量好，低速时经背轮机构传动，转矩大，适应粗加工要求。 因为机床的类型、性能、规格和尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。设计机床主传动系时最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。在设计时应结合具体机床进行具体分析，一般应满足的基本要求有：满足机床使用性能要求。 首先应满足机床的运动特性，如机床主轴油足够的转速范围和转速级数；满足机 床传递动力的要求。 本文设计的为普通铣床的传动系统，根据不同的加工条件，对传动系统的要求也不尽相同，依据某些典型工艺和加工对象，兼顾其他的可能工艺加工的要求， 拟定机床技术参数，拟定参数时，要考虑机床发展趋势和同国内外同类机床的对比，从而获得最优的参数，使机床设计的最为合理。 1.主传动系分类和传动方式主传动系一般由动力源（如电动机）、变速装置及执行件（如主轴、刀架、 工作台），以及开停、换向和制动机构等部分组成。动力源给执行件提供动力，并使其得到一定的运动速度和方向；变速装置传递动力以及变换运动速度；执行件执行机床所需的运动，完成旋转或直线运动。 （1）主传动系可按照不同的特征来分类1）按驱动主传动的电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。交流电动机驱动中又可分单速交流电动机或调速交流电动机驱动。调速交流电动机驱动又有多速交流电动机和无极调速交流电动机驱动。无极调速交流电动机通常采用变频调速的原理。 2）按传动装置类型可分为机械传动装置、液压传动装置、电气传动装置以及它们的组合。 3）按变速的连续性可分为分级变速传动和无级变速传动。2、变速机构变速方式分为有级变速和无级变速。有级变速机构有下列几种： 交换齿轮变速机构 这种变速机构的变速简单，结构紧凑，主要用于 大批量生产的自动或半自动机床，专用机床及组合机床等； 滑移齿轮变速机构 这种变速机构广泛应用于通用机床和一部分专用机床 离合器变速运动在离合器变速机构中应用较多的有牙嵌式离合器，齿轮 式离合器和摩擦片式离合器。 3、齿轮的布置与排列 变速组的滑移齿轮一般布置在主轴上，为了避免同一滑移齿轮变速组 内两对齿轮同时啮合，两个固定齿轮的间距应大于滑移齿轮的总宽度，即留有一 定的间隙（1-2mm), 如无特殊情况，应尽量缩小齿轮轴向排列尺寸。滑移齿轮的轴向位置排列通常有窄式和宽式两种，一般窄式排列轴向长度较小；为了减小变速箱的尺寸，既需缩短轴向尺寸，又要缩短径向尺寸，它们之间往往是相互联系的，应该根据具体情况考虑全局，恰当地解决齿轮布置题目； 在强度答应的条件下，尽量选取较小的齿数和并使齿轮的降速传动比大于 1/4。这样，既缩小了本变速组的轴间间隔，又不妨碍其它变速组的轴间间隔。 4、主传动的开停、制动装置 开停装置 开停装置是用来控制主轴的启动与停止的机构，开停方式有直接开、停 电动机和离合器开、停两种。当电动机功率较少时，可直接开停电动机，当电动 机功率较大时，可以用离合器实现主轴的启动和停止。 制动装置在装卸工件、丈量被加工面尺寸、更换刀具及调整机床时，常希看机床 主运动执行件尽快停止运动。所以主传动系统必须安装制动装置，一般可采用电 机反接制动，闸带制动，闸瓦制动。 51第2章 铣床参数设计2.1铣床主参数和基本参数铣床的主参数（规格尺寸）和基本参数如下：题目序号正转最低转速nmin( )正转最高转速nmin( )电机功率N（kw）公比537.5170041.412.2 确定传动公比 R=由公式R=，其中 =1.41，R=45.33，可以计算z=12根据【1】表3-5 标准公比。这里我们取标准公比系列=1.41因为=1.41=1.066，根据【1】表3-6标准数列。首先找到最小极限转速63，再每跳过5个数取一个转速，即可得到公比为1.41的数列：37.5，53，75，106，150，212，300，425，600，850，1180，17002.3拟定参数的步骤和方法2.3.1 极限切削速度Vmax、Vmin根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要考虑：允许的切速极限参考值如下：表 1.1加 工 条 件 Vmax(m/min)Vmin(m/min)硬质合金刀具粗加工铸铁工件 3050硬质合金刀具半精或精加工碳钢工件150300螺纹加工和铰孔382.3.2 主轴的极限转速计算铣床主轴极限转速时的加工直径，则主轴极限转速应为结合题目条件，取标准数列数值，=37.5r/min取考虑到设计的结构复杂程度要适中，故采用常规的扩大传动。各级转速数列可直接从标准的数列表中查出，按标准转速数列为：37.5，53，75，106，150，212，300，425，600，850，1180，1700第3章 运动设计3.1 主电机功率动力参数的确定合理地确定电机功率N，使机床既能充分发挥其性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。参考同类型的铣床选择电机功率为4KW可选取电机为：Y112M-4额定功率为4KW，满载转速为1440r/min.3.2确定结构式已知Z=x3ba，b为正整数，即Z应可以分解为2和3的因子，以便用2、3联滑移齿轮实现变速。确定变速组传动副数目实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合：a）12=3 b）12=43 c）12=3 d）12=212=2在上述的方案中1和2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的话则会增加轴向尺寸；如果用两个滑移双联齿轮，则操纵机构必须互梭以防止两个滑移齿轮同时啮合。所以一般少用。3，4，5方案可根据下面原则比较：从电动机到主轴，一般为降速传动。接近电动机处的零件，转速较高从而转矩较小，尺寸也较小。如使传动副较多的传动组放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可少些，就省材料了。这就是“前多后少”的原则。从这个角度考虑，以取12=3的方案为好。在12=2中，又因基本组和扩大组排列顺序的不同而有不同的方案。可能的六种方案，其结构网和结构式见下面的图。在这些方案中可根据下列原则选择最佳方案。1）传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围 在降速传动时，为防止被动齿轮的直径过大而使径向尺寸太大，常限制最小传动比1/4。在升速时，为防止产生过大的震动和噪声，常限制最大传动比。因此主传动链任一传动组的最大变速范围一般为。方案a b c d是可行的。方案d f是不可行的。同时，最后传动组与最后扩大组往往是一致的，安装在主轴与主轴前一传动轴的具有极限或接近极限传动比的齿轮副承受最大扭矩，在结构设计上可以获得较为满意的处理。这也就是最后传动组的传动副经常为2的另一原因。设计铣床主变速传动系时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，在降速变速中，一般限制限制最小变速比 ；为避免扩大传动误差，减少震动噪声，在升速时一般限制最大转速比。斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取。因此在主变速链任一变速组的最大变速范围。在设计时必须保证中间变速轴的变速范围最小。3.3 确定结构网根据“前多后少” , “先降后升” , 前密后疏,结构紧凑的原则易知第二扩大组的变速范围r=(P3-1)x=1.414=3.958 满足要求 3.4 绘制转速图和传动系统图（1）选择电动机：采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。（2）绘制转速图： 转速图（3）画主传动系统图。根据系统转速图及已知的技术参数，画主传动系统图如图2-3：1-2轴最小中心距：A1_2min>1/2(Zmaxm+2m+D)轴最小齿数和:Szmin>(Zmax+2+D/m)3.5 确定各变速组此论传动副齿数(1)Sz100-124,中型机床Sz=70-100(2)直齿圆