无丝杠车床主传动系统运动和动力设计(共19页).doc

精选优质文档-----倾情为你奉上五邑大学机床主传动系统设计 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 学 号： 指导老师： 2014年6月目 录一、 运动设计………………………………………………………………………3 1 确定公比 ………………………………… ………… …………………3 2 求出主轴转速级数 ………………… ……………………… …………3 3 确定极限转速 ……………… ………… ………………………………3 4 确定结构式…………………………………………………………………3 5 绘制转速图…………………………………………………………………4 6 确定齿轮传动副的齿数及带轮直径………………………………………8 7 绘制传动系统图 ……………………………………………11 8 校核主轴转速误差…………………………………………………… …112、 动力设计………………………………………………………………………12 1 传动轴的直径确定…………………………………………………………122 齿轮模数的初步计算………………………………………………………133 确定机床主轴结构尺寸……………… …………………………………174 确定皮带类型及根数 ……………………………………………………18 参考文献……………………………………………………………………………19 设计题目： 无丝杠车床主传动系统运动和动力设计 设计要求：题目公比最低转速级数Z功率N（KW）车床最大加工直径ф400mm无丝杠车床主传动系统设计1.2635.5124（三相4极异步电机，同步转速1500rpm）一、 运动设计 1、 确定公比 根据设计数据，公比=1.26。

2、 求出主轴转速级数Z根据设计数据，转速级数Z=123、 确定极限转速 根据设计参数，主轴最低转速为35.5r/min，级数为12，且公比=1.26则变速范围: 根据《机械制造装备设计》表2-5标准数列知：首先找到最小极限转速35.5，再每跳过3个数（1.26＝）取一个转速，即可得到公比为1.26的数列：35.5、45、56、71、90、112、140、180、224、280、355、450.4、 确定结构式① 按照传动副前多后少原则（应尽可能将传动副较多的变带组安排在前面，传动副较少的变速组放在后面，使得主变速传动系中更多的传动件在高速范围内工作，尺寸小一些，以便节省变速箱的造价，减小变速箱的外形尺寸）选用的传动方案② 由前密后疏原则（传动顺序与扩大顺序相一致），由设计时要使主轴的转速为连续的等比数列，则必有一个变速组的级数比为1，则基本组，第一扩大组的级比指数一般为，第二扩大组的级比指数一般是其中最后扩大组的变速范围（主传动各变速组的最大变速范围8~10）符合要求因为最后扩大组的变速范围满足要求，则其它变速组的变速范围也一定符合要求即最终结构式为：5、 绘制转速图（1） 选定电动机根据设计要求，选择的电机型号：Y112M—4，鼠笼式三相4极异步电机，同步转速1500rpm，转速为1440rpm。

2） 分配总降速传动比总降速传动比为，若每个变速组的最小传动比均取四分之一（为避免从动齿轮尺寸过大而增大箱体的径向尺寸，一般限制降速最小传动比），则三个变速组总的降速比可达，看来似乎无须增加降速定比传动，但是为了中间两个变速组做到降速缓慢以利于减少变速箱的径向尺寸，可大电机轴与I轴之间增加一降速比传动，用齿轮和皮带均可，为了便于安装，维护方便，在此选用的是皮带3） 合理分配传动比，拟定转速图由所确定的结构式知：共有三个传动组，变速机构共需要4根轴，加上电机轴共5根轴故转速图需要5条竖线主轴共有12级转速，注明主轴各级转速，电动机轴转速也应在电动机轴上注明，如下图，转速图中的小圆圈表示该轴具有的转速，即时转速点一般，降速传动遵循“前慢后快”原则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大箱体的径向尺寸，一般限制降速最小传动比，又为避免扩大传动误差，减少振动噪声，限制最大升速比①确定III轴的转速由于第二扩大组的变速范围为4，级比指数是6，故这两对传动副的降速传动比可以初步确定为，升速传动比于是可以确定III轴的六级转速是：112，140，180，224，280，355r/min，可见III轴的最低转速为112r/min。

如下图所示：②确定II轴转速第一扩大组的级比指数于是，II轴的最低转速可能是140r/min（，）、180r/min（，）、224r/min（，）、280r/min（，），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，，这样，II轴的最低转速为280r/min，三级转速分别为280,355,450r/min如下图所示：③确定I轴转速I轴级比指数为，又因为带传动的传动比为，带传动比可能比较大，因为设计参数给出的电机转速和和主轴的转速相差很大，如果在不换电机的情况下，适当的增加降速比就可以满足条件最终确定I轴的转速为450r/min其结构式：其降速比分配：其中：传送带的降速比：，一级齿轮降速比：，二级齿轮降速比：三级齿轮降速比：根据以上计算，绘制转速图如下：6、 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,, 后两个传动比小于1，取其倒数，即按 u=1,1.26（1.25）,和1.58（1.60）查表由《机械制造装备设计》表2－8查得：在合适的齿数和范围内，查出存在上述三个传动比的分别有：由，为了方便表达只列出之间的时： 时： 时： 如变速组内所有齿轮的模数相同，并是标准齿轮，则三对传动副的齿数和应该是相同的。

符合上述条件的是，＝54，方案1：选取为54查表可得轴I主动齿轮齿数分别为：27，24，21则可算出三个传动副的齿轮齿数为：，因为变速组a要采用三联滑移齿轮，（三联滑移齿轮的最大和次大齿轮之间的齿数差应大于或等于4）经检验：最大和次大齿轮之间的齿数差33－30＝3，故方案1无法实现变速方案2：选取为70同理，查表可得轴I主动齿轮齿数分别为：35，31，27则可算出三个传动副的齿轮齿数为：，经检验：最大和次大齿轮之间的齿数差43－39＝4，满足变速要求②变速组b：变速组b有两个传动副，传动比分别是，两个传动均比小于1，取其倒数，即按 u=1.26（1.25）,和2.52（2.51）同理，查表得：时， 时， 符合上述条件的是，＝56方案1：选取为56于是可得轴II上两联齿轮的齿数分别是：25、16由，齿数过小的齿轮传动平稳性差方案2：选取为70于是可得轴II上两联齿轮的齿数分别是：31，20则可算出三个传动副的齿轮齿数分别为：39，50 ③变速组c：变速组c有两个传动副，传动比分别是，一个传动均比小于1，取其倒数，即按 u=1.26（1.25）,和3.17（3.16）查表得：时： 可取为83。

为降速传动，取轴III齿轮齿数为20；为升速传动，取轴IV齿轮齿数为37由对应传动比，得轴III上两联动齿轮的齿数分别是20,46；轴IV两齿轮的齿数分别是63,37④确定带轮直径1）确定计算功率，由《机械设计》附表6－6查得工作情况系数2）选取带型根据及，由图6－8选用A型带3）确定带轮的基准直径根据表6－1推荐的最小基准直径，由附表6－7可选小带轮的基准直径，则大带轮的基准直径根据附表6－7，取4）验证带速，即5m/s

140比主轴的计算转速高，需传递全部功率，故轴Ⅲ的140r/min转速也能传递全部功率，则轴Ⅲ计算转速为140r/min同理，根据转速图和主轴的计算转速可以确定轴II、轴I的计算转速分别为：280，4503） 各传动轴直径经过网上查阅资料，知一般情况下，V带传动效率，滚动轴承的效率，齿轮副的效率则：I轴：Ⅱ轴：Ⅲ轴：Ⅳ轴：综上，可取，，，2、 齿轮模数的初步计算（1）齿轮计算转速的确定只需计算变速组内最小的也是强度最弱的齿轮即可a变速组内最小齿轮齿数是z=27，使Ⅱ轴获得3级转速，Ⅱ轴计算转速为280，故z=27在r/min传递全部功率，450r/min是计算转速b变速组内最小齿轮齿数是z=20，使Ⅲ轴获得6级转速，140r/min是Ⅲ轴的计算转速，所以该齿轮的计算转速为355r/minc变速组内的最小齿轮齿数是z=20，使主轴获得12级转速，71r/min是主轴的计算转速，所以该齿轮的计算转速为224r/min2）模数的计算原则：要求每个变速组的模数相同变速组a:1）由《机械设计》中设计计算公式（8－7）进行齿轮尺寸的初步确定，即：①试选荷载系数②I轴上小齿轮传递的转矩：③齿宽系数 由表8－3选取④应力循环次数为：⑤接触疲。