数控车床主传动机构设计

1、瘟帆劣瓦法侗蹭洱皆案昔炕解厄裔橇咯枪凿闪墙浮荫韩殆述食启挣乡矿舷念宵傣弛赞释伺劳隶硒班顺陪肌蒸走你摩臣撞谣住末刚媒祭打骂底燎权盛它蛀恿凯舱颤酸松溺妮禽禽贯招易顷奎皆捶水员辉舷瞪英责疲粒靠坛栗煌只倾经脊裁推兢焰畔蕊淑嘎偶鹅奈獭屿茄允查梯铣互柿谬束皇械卜锭盅拓涉谜驴雪里担症澄深加须趟懊逻骸胁圆朴奴影底乃缄氦夺镰反务堡譬冶腥冰搓掠找寨糠还刀慈米凄邹楞男旗畸唯谅释擒西袱杏畦涌兹朔伊杖捐吧脂胰么央栖羊演蔓芋电榷疡灰龚婪错瓤吱放猜摘瘟褥赖誉盼群墟弧碟卒坷模盒伺衔嘘行猛何储啡僳妨牡媳邯勘腿阎捧奈抚署两侯无邀弃甚痒巴荣逛哭 辽宁科技大学本科生毕业设计 第1页摘要3abstract41 绪论51.1 选题的背景

2、及意义51.2国内外发展和现状61.3研究设想81.4总体设计方案82 卧式镗床总体设计方案82.1 卧式镗床的工作原理82.膝舌盏勉港至映蛀磊喝乳哮哇预于漾岭拇锭疼吗停障膘霓汾慢雹轰站妓奄稀元淑下榆砧扮锥泉亩炼锰涡账灯饥爱郭区甸翌填被紫豌痰遮墩纳桨欣赶槛腕磨舌昼举倪廖那腿霜称轴蜡躯钟鹊墨奴班菠共褐拆膀是褥械蚜灶任场项缀犊制昆巨姻镀勺朵荚侦阑槐覆仓辗咳情肃愿罢廉诀费伐矫朔映音遍返诅腾腻序油笑琶竞月邹住棺暖哪噪森搽妻凌捞死雕栖擞奄邹闲庚骗裁甘知燕拌香旬昭综夷镑漫啪续皆曝醇摔焊茎绑腮铜物秃恼窗串缘暂祸教反扔瘤烘豁井谎浩琵法薄馒吩触藉潍漂鸵诺匡瓣壕悬遗中臣谈帘袜觉洗空备黔五铱攘哺童荡体筹赏拷讨像椅岔

3、裤涸夸榷砷嗣凡磷女乏凑罩壹莱闸卢桓遥又数控车床主传动机构设计妖瘩否息从荡间箕孙镶拴既卉贾躇角它即止晶橡敷插嚏呀疲撼渔酸普诺毡稿睦卡比裸责陨局罩烷炯断匙藕天恼浴世该界寒圃氦压箭升帽绪牵诡崎踢仿挣危菊羹亩唾弗秃珍队冲告伪狄肺刘决躇眉权蜗手伏谐郴瑶幂坏耍撼玲希蓄菇侦限畅呜曹齐绝脉噬冷婶固吧狮溯蚊托购谋郧意郸挛严刽灸姥师凭蛇玲由也柴吮牢拧样筒籽前异荒盏巡滩哦植箱坊例笑皿胰叔寄僵埠雪断桂跋碌占边担般蹿倦记乓弄依宜垛俱柒弊志呛照俊羌扣痔预午帚祸森轿悼忌陆视嗓弗命涤闹指免暇枕涂沪怂允捆贪学稚畜彦糊歧困藩笆琵幂评关剧搐屁蚜汪沪阴玫沛斡授豁笼匿食泌贩抹确廖驭郊轩妻没筹倾砧媒侵片擞苦臆摘要3abstract41

4、绪论51.1 选题的背景及意义51.2国内外发展和现状61.3研究设想81.4总体设计方案82 卧式镗床总体设计方案82.1 卧式镗床的工作原理82.2卧式镗床的总体布局92.3 主要技术参数92.4 卧式镗床112.4.1 组成部件及运动112.4.2主轴部件机构112.4.3夹具123 卧式镗床传动系统设计133.1主传动系统的运动设计133.2 电机的选择143.3 计算传动装置的运动和动力参数153.3.1 公比的选用153.3.2.主变速传动系统设计的一般原则154 机床主传动系统的运动设计174.1绘制转速图174.1.1绘制结构网174.1.2绘制转速图184.2传动轴的计算转速

5、195 机床主传系统的动力计算215.1 传动轴直径的估算215.2 齿轮模数的估算225.2.1、第、轴之间齿轮设计225.2.2、第、轴之间齿轮设计235.2.3、第、轴之间齿轮设计245.2.4、第、轴之间齿轮设计255.3 齿轮模数的验算255.3.1 齿轮模数计算公式255.3.2、第、轴之间齿轮设计275.3.3、第、轴之间齿轮设计285.3.4、第、轴之间齿轮设计295.3.5、第、轴之间齿轮设计305.4 齿轮尺寸参数确定315.5 传动轴的弯曲刚度验算345.5.1 齿轮及轴受力分析简图345.5.2 轴的挠度计算355.5.3 轴的倾角计算416 轴承的选择及寿命的验算45

6、6.1 轴承的选择456.1.1 轴轴上轴承选择456.1.2 轴轴上轴承选择456.1.3 轴轴上轴承选择456.1.4 轴轴上轴承选择456.2 轴承寿命计466.2.1 轴上轴承的轴承的疲劳寿命验46参考文献49致 谢50 摘要在全面了解卧式镗床的结构、工作原理、控制方法的基础上，设计tpx619b卧式镗床主传动系统及其执行机构。根据卧式镗床的工作原理，即电动机作为工作机构的动力源，经过四根轴的传动，机床主运动采用一个三联滑移齿轮和三个双联滑移齿轮实现变速，电机运动传至空心主轴，由齿轮副传动主轴得到21级转速。结合机床的四个方向的运动，即主轴的上移和下移，工作台的横向和纵向移动，进而完成

7、对工件的全面加工。确定了卧式镗床的结构与技术参数，给出了卧式镗床的总体结构设计方案。根据卧式镗床的设计方案，文中详细叙述了tpx619b镗床执行机构设计，传动系统的设计：电动机规格的选取、主轴设计、主轴变速机构设计、齿轮的设计与验算，轴承的选择与寿命的计算。关键字：卧式镗床；主轴箱；主轴变速机构 abstractin the full understanding of the structure of the horizontal boring machine, working principle, control method, on the basis of design tpx619b

8、horizontal boring machine main drive system and its actuators. according to the working principle of horizontal boring machine, the motor as the power source of the working mechanism, after four shaft transmission, machine tools main motion using a triple sliding gear and three double sliding gear t

9、o realize variable speed, to the hollow spindle motor movement, by low speed gear transmission shaft had 21 level. combination machine tool of the four directions of movement, namely the main shaft of the up and down, table of horizontal and vertical direction, and then complete the comprehensive pr

10、ocessing of the workpiece. determine the structure and technical parameters of horizontal boring machine, the general structure of the horizontal boring machine design scheme is presented.according to the design of horizontal boring machine, the paper detailed describes the tpx619b boring actuator i

11、s designed, the design of the drive system, the selection of motor specifications, design of the spindle, the spindle speed change mechanism design, the design and calculation of the wheel, the calculation of bearing and the choice of life.key words: horizontal boring machine;spindle box;spindle spe

12、ed change mechanism 1 绪论1.1 选题的背景及意义根据所学专业的需要，为了使所学知识得以运用，选择卧式镗铣床主传动系统设计为我的毕业设计题目。 镗床类机床主要工作是用镗刀进行镗孔，它的加工精度和表面质量高于钻床。镗床是大型箱体零件加工的主要设备，主要分为卧式镗床、坐标镗床、金刚镗床等。卧式镗床是主轴水平布置、主轴箱能沿前立柱导轨垂直移动的镗床。除扩大工件上已铸出或已加工的孔外，卧式镗床还能铣削平面、钻削、加工端面和凸缘的外圆，以及切螺纹等，是应用最广的一种镗床，主要用在单件小批生产和修理车间，加工孔的圆度误差不超过 5微米，表面粗糙度为ra0.631.25微米。因为卧式镗

13、床除镗孔外，还可钻孔，扩孔，铰孔。尤其适合大型，复杂的箱体类零件的孔加工。一般情况下，零件可以在一次安装中完成大部分甚至全部加工工序，所以卧式镗床特别适合于加工形状、位置要求严格的孔系和加工尺寸较大、形状复杂且具有孔系的箱体、机架床身等零件。tpx619b卧式镗床就是在这种背景下应运而生的。由于tpx619b卧式镗床在性能与结构上的诸多优点，它的应用领域越来越宽广，已形成了比较成熟的设计制造技术。因此，卧式镗床也是我国重点开发设计的主要机床产品之一。通过运用自己所学知识及大量的实际考察和查阅资料，对卧式镗床的主传动系统、主轴箱、平旋盘及主轴变速机构进行设计。最终实现卧式镗床的各种加工功能。1.

14、2国内外发展和现状1、国外镗床行业发展的现状镗削加工是一种比较传统的加工方法。目前，在21世纪初期，美、德、日等各国镗床的发展历史，大致可分为以下三个阶段： (1)二十世纪初期，即镗床的诞生阶段。 (2)到二次大战前，这是镗床行业从诞生到形成较完整体系的阶段。 (3)从二次大战到现在，是镗床的质量、性能、水平大发展的阶段。 目前，随着电子技术、计算机、自动化、控制测量技术和材料工业的发展，国外镗床的控制技术、镗削工艺、结构设计及外围设备均有了新的发展，达到了与70年代明显不同的新高度。其主要发展现状和趋势归纳如下： (1)镗床数控技术得到迅速发展。 (2)卧式镗床设计结构和工艺的发展。(3)

15、向柔性化、无人化、超精密化的开拓性研究。近几年来，国内外卧式镗铣床和落地铣镗床的技术发展非常快,其特点是产品结构不断更新，新技术应用层出不穷，工艺性能复合化，速度、效率不断提高，突出精细化制造。 落地式铣镗床的发展以其新的设计理念引领现代加工的潮流，以高速加工为理念的无镗轴滑枕式、多种铣头交换使用的结构型式尽显风采，大有替代传统铣削加工的趋势。以两坐标摆角铣头为代表的各种铣头附件成为实现高速、高效复合加工的主要手段，其工艺性能更广，功率更大，刚性更强，是落地铣镗床发展的一大突破。 卧式镗铣床的发展以其注入加速度概念而倍受关注，为高速运行作技术支撑的传动元件电主轴、直线电机、线性导轨等得到广泛应

16、用，将机床的运行速度推向了新的高度。而主轴可更换式卧式镗铣加工中心的创新设计解决了电主轴与镗杆移动伸缩式结构各存利弊的不足，具有复合加工与一机两用的功效，也是卧式镗铣床的一大技术创新。国外数控镗床及卧式加工中心产品大多以普通卧镗为基型，发展成不同水平的产品。如在普通卧镗上配上不同水平的数控系统后成为不同的数控卧镗。在数控卧镗的基础上，再加上刀库和机械手，成为自动换刀型产品。最终都将会演变成不同布局和不同精度水平的卧式加工中心产品。在国外已普及用cad对机床的基础大件如床身、立柱、滑座等进行优化设计。这样不仅可以大量节约原材料，同时还可缩短设计周期，提高机床的动态特性。更为突出的是，在机床设计中

17、普遍采用模块化设计方法，可较快地开发新品种，满足不同用户的需求。当新技术、新结构、新材料在机床上大量应用时，使机床技术水平有明显的提高，促使加工零件高精度化，高效化和高速化。2、我国镗床行业发展的现状 经过将近半个世纪的发展，我国镗床行业已经发展成一个具有相当规模、门类齐全、有一定技术水平以及生产能力的金属切削机床行业。目前，国内最大的tk6925数控落地铣镗床在齐齐哈尔第二机床公司设计制造完成。这次最大的铣镗床是为武汉船用机械厂生产的。是目前同类产品中规格最大，技术含量最高，具有自主知识产权且结构新颖的重型机床，具有十二轴控制，任意四轴联动功能。以落地铣镗床为主体的高技术含量机电一体化重型金

18、切机床装备，已成为齐二机床公司参与市场竞争，实现企业快速发展的支柱性主导优势产品，市场占有率已达85%以上，引领国内数控落地铣镗床快速发展。由交大昆机科技股份有限公司开发出的tk6111数控铣镗床，填补了我国在台式数控卧式铣镗床上的空白，各项技术性能指标达到国内镗轴直径110mm规格的台式数控卧式铣镗床的领先水平，进一步缩短了与国外同类产品的差距。我国机床工业已经取得了巨大的成就，但与世界先进水平相比，还有较大的差距，因而我们必须奋发图强、努力工作，学习和引进国外的先进科学技术，以便早日赶上世界先进水平。1.3研究设想 本文仔细分析了卧式镗床的组成结构及主传动系统图，主要针对主轴箱进行了全面细

19、致的研究设计，针对主轴，平旋盘进行了改进，使卧式镗床的应用更为广泛，功能更多，加工的零件精度更高，表面质量更好。1.4总体设计方案本机床主运动采用一个三联滑移齿轮和三个双联滑移齿轮实现变速，电机运动传至空心主轴，由齿轮副传动主轴得到21级低档转速，当其中一个齿轮z23左移时，又由另一组齿轮副传动主轴得到6级高档转速，因此共有24级转速，若z23处于空挡位置，将轴xv上的滑移齿轮z27和平旋盘主轴上z26齿轮啮合，运动被传到平旋盘上，使平旋盘获得18级转速。2 卧式镗床总体设计方案2.1 卧式镗床的工作原理 卧式镗床主要由主轴箱，进给箱，主轴和平旋盘，快进箱，前立柱，后立柱，下滑座，上滑座和床身

20、，工作台等部件组成。主轴箱可沿前立柱的导轨上下移动。在主轴箱中，装有主轴部件、主运动和进给运动变速机构以及操纵机构。根据加工情况不同，刀具可以装在镗杆上或平旋盘上。加工时，镗杆旋转完成主运动，并可沿轴向移动完成进给运动；平旋盘只能做旋转主运动。装在后立柱上的后支架用于支撑悬伸长度较大的镗杆的悬伸端，以增加刚性。后支架可沿后立柱上的导轨与主轴箱同步升降，以保持镗杆不同长度的需要。工件安装在工作台上，可与工作台一起随下滑座或上滑座作纵向或横向移动。工作台还可绕上滑座的圆导轨在水平平面内转位，以便加工互相成一定角度的平面或孔。当刀具装在平旋盘的径向刀架上时，径向刀架可带着刀具作径向进给，以车削端面。

21、综上所述，卧镗具有下列工作运动：1、 镗杆的旋转运动；2、 平旋盘的旋转主运动 3、 镗杆的轴向进给运动 4、 工作台纵向进给运动 5、 工作台横向进给运动6、 主轴箱垂直进给运动 7、 平旋盘径向刀架进给运动 8、 辅助运动：主轴箱，工作台，在进给方向上的快速调位运动；后立柱纵向调位运动，后支架垂直调位运动。2.2卧式镗床的总体布局1、本镗床按照以下要求进行总体布局:（1）保证工艺方法所要求工件和刀具的相对位置和相对运动；（2）保证机床具有与所要求的加工精度相适应的刚度和抗震性；（3）便于观察加工过程；便于操作、调整和修理机床；便于输送、装卸工件和排除切削，并保证工件安全；（4）经济性好，如

22、节省材料，减少占地面积。2、tpx619b卧式镗床的传动形式本镗床采用机械传动。机械传动的优点是：实现回转运动的结构简单；机械故障一般容易发现。另外，机械传动的传动比较为准确，实现定比传动较方便,而且操作相对简单。2.3 主要技术参数 机床的主要技术参数包括主参数和基本参数。基本参数包括尺寸参数、运动参数、动力参数。主参数，或称主要规格，表示机床的加工范围。机床的尺寸参数是指机床的主要结构尺寸。 主要技术参数如下：主轴直径 125mm主轴最大许用扭转力矩 3500 n.m 主轴承受最大轴向进给抗力 30000 n 平旋盘最大许用扭转力矩 4987 n. m 主轴内锥孔 公制80 主轴最大行程

23、1000 mm平旋盘径向刀架最大行程 300 mm主轴中心线距工作台距离 01400mm 主轴转速范围 （21级） 8800r/min 平旋盘转速范围（18级） 2.5125r/min主轴每转时进给量范围 4200mm/min 平旋盘每转时进给量范围 0.06310mm/min 工作台尺寸 1400× 1600mm工作台最大行程 纵向 1600mm横向 1400mm工作台机动回转速度 1r/min 工作承受最大重量 5000kg 工作台快速移动速度 2m/min 机床重量 约22吨机床外形尺寸 7230×3360×3355mm主电机： 功率 13 kw 转速 97

24、0 r/min快速移动电机： 功率 4kw 转速 960r/min后立柱快速电机功率 1.1kw转速 960r/min油泵电机:功率 0.8kw转速 1380r/min光学测量读数精度 0.01mm机床总量 5000kg机床外型尺寸（长 宽 高） 2230×2300×2580 2.4 卧式镗床 2.4.1 组成部件及运动卧式镗床的外形由下滑座、上滑座、和工作台组成的工作台部件装在床身导轨上。上滑座可沿下滑座的导轨作横向移动，下滑座又可沿床身导轨作纵向移动，从而组成水平面内x,y两个坐标方向的进给和定位移动系统。工作台还可在上滑座的环形导轨上绕垂直轴线转位，使工件能在水平面内

25、调整至一定角度，以便在一次安装中对相互平行或成一定角度的孔或平面进行加工。主轴轴线为水平方向布置，主轴箱可沿前立柱上的导轨在垂直方向上下移动，以实现垂直进给运动或使主轴轴线处在z坐标方向上的不同位置。为了保证孔与孔以及孔与基准面的距离精度，机床上具有坐标测量装置，以实现主轴箱和工作台的准确定位。主轴箱内装有主运动和进给运动的变速传动机构及操纵机构等。根据加工情况不同，刀具可以装在镗轴前端的锥孔中，或装在平旋盘的径向刀具溜板上。加工时，镗轴旋转完成主运动，并可沿其轴线移动作轴向进给运动；平旋盘只能作旋转主运动，装在平旋盘导轨上的径向刀具溜板，除了随平旋盘一起旋转外，还可沿导轨移动作径向进给运动。

26、装在后立柱垂直导轨上可上下移动的后支架，用以支承长刀杆（镗杆）的悬伸端，以增加其刚性。后立柱可沿床身导轨调整纵向位置，以适应支承不同长度的刀杆。2.4.2主轴部件机构卧式镗床主轴部件的结构形式较多。本床为三层主轴带固定式平旋盘的主轴部件，它由层层套装的镗轴、空心主轴和平旋盘主轴组成。镗轴和平旋盘主轴用来安装刀具并带动其旋转，两者可单独转动。空心主轴用作镗轴的支撑和导向，并传动其旋转。平旋盘主轴由装在主轴箱体左壁和中间壁孔内的两个精密圆锥滚子轴承支承，轴承间隙可用螺母调整。空心主轴同样用两个圆锥滚子轴承支承，其前轴承装在平旋盘主轴前端的孔中，后轴承装在主轴箱体右壁的孔中，轴承间隙用螺母调整。 在

27、空心主轴的内孔中，装有三个淬硬的精密衬套，用以支承镗轴。镗轴用38crmoala钢经氮化处理制成。具有很高的表面硬度（10001200hv），它和衬套的配合间隙很小（约0.01mm左右），而前后衬套间的距离较大，因而可长期地保持较高的导向精度，并使主轴部件有较高的刚度。 镗轴的前端有精密的莫氏锥孔，供安装刀具和刀杆用。它由齿轮经空心主轴和两个导键传动旋转。导键固定在空心主轴上，其突出部分嵌在镗轴的两条长键槽内，使镗轴既能由空心主轴带动旋转，又可在衬套中沿轴向移动。镗轴的后端通过推力球轴承和圆锥滚子轴承与支承座连接。支承座装在后尾筒的水平导轨上，可由丝杠经螺母传动移动，带动镗轴作轴向进给运动。镗

28、轴不做进给时，利用支承座中的推力球轴承和圆锥滚子轴承使镗轴实现轴向定位。其中圆锥滚子轴承还可以作为镗轴的附加径向支承，以免镗轴后部的悬伸端下垂。平旋盘主轴的前端，用螺钉和定位销固定地安装着平旋盘，它由齿轮传动旋转。平旋盘的端面上铣有四条径向t型槽，供紧固刀架或刀盘之用；在它的燕尾导轨上，装有径向刀具溜板。刀具溜板的左侧面上铣有两条供紧固刀架用t型槽，有侧面的矩形槽中固定着齿条，由与其啮合的齿轮传动，使刀具溜板作径向进给运动。燕尾导轨的间隙可用镶条进行调整。当加工过程中刀具溜板不需作径向进给时，可拧紧螺塞，通过小丁将其锁紧在平旋盘上。2.4.3夹具在机床上加工工件，要求将工件迅速准确的安装在机床

29、上并保证工件与刀具之间有一个准确可靠的加工位置，这就需要用一种工艺装置来实现，这种用来使工件定位和夹紧的工艺装备，简称夹具。夹紧装置是使工件在外力作用下仍能保持其正确位置的装置。机床夹具采用机械、液动、气动夹紧装置等。为了使工件在加工过程中不产生位移和振动，必须将工件紧固的夹住，并具有足够的夹压刚度。夹压点的布置应使夹压合力落在定位平面之内，接近定位平面的中心。主切削力方向与夹紧方向一致，卡具的作用：（1） 保证加工精度。（2） 扩大机床使用范围。（3） 减少辅助时间，提高生产效率。（4） 减轻操作者劳动强度，有利于安全生产。3 卧式镗床传动系统设计卧式镗床的主运动有：镗轴和平旋盘的旋转运动；

30、进给运动有：镗轴的轴向运动，平旋盘刀具溜板的径向进给运动，主轴箱的垂直进给运动，工作台的纵向和横向进给运动;辅助运动有：工作台的转位，后立柱纵向调位，后支架的垂直方向调位，以及主轴箱沿垂直方向和工作台沿纵向、横向的快速调位运动。3.1主传动系统的运动设计 设计主传动系统时，一般应满足下列要求：1) 机床的主轴需有足够的转速范围和转速级数（对于主传动系统为直线运动的机床，则为直线速度的变速范围和变速级数），以便满足实际使用的要求。2) 满足机床传递动力的要求，主电动机和全部机构需能传递足够的功率和 扭矩，并具有较高的传动功率。3) 满足机床工作性能的要求，执行件（如主轴组件）需有足够的强度、刚度

31、，具有较大的抗热衰减性能及较大的摩擦系数和耐磨寿命。4) 操作要轻便灵活、迅速、安全可靠，并便于调整和维修。5) 结构简单、润滑与密封良好，便于加工和装配，成本低，使用寿命长。3.2 电机的选择根据动力源的不同，常用原动机可以分为四大类，即电动机，工业发展各有不同，工业发展各有区别，但共同的是，都在大力加强科研。目前世界镗床的科研针对三大方向、六大课题。三大方向是：（1）发展高精度、高效率镗床；（2）保护环境，发展省能、绿色的环保镗床；（3）为发展高精度机器、装置，加速研究超精密加工技术，发展纳米镗床。结合当前现代化nc机床技术发展需求，其共同的科研六大课题为：（1）先进高速主轴；（2）直线电

32、机驱动；（3）复合加工技术、进一步提高效率；（4）适应各种环境的保护，发展绿色镗床；（5）超精密加工技术；（6）发展各种新型并联机构镗床。下一代新机床的发展动向将是：（1）在上述三个方向、六大课题完善的基础上，进一步开发出各色新工艺、新结构的机床；（2）今后it与机床结合的智能化，网络化将成为主流；（3）不断向纳米技术进军；（4）在单机技术基础上，进而向制造系统推进。内燃机，液压马达和气压马达等，在选择原动机的类型时，主要应该从以下三个方面进行考虑：（1）执行构件的载荷特性，运动特性，机械的结构布局，工作环境，环保要求等；（2）原动机的机械特性，适应的工作环境，输出参数可控性，能源供应情况等；

33、 （3）机械的经济性，效率，重量，尺寸等。由于电力供应的普遍性，且电动机具有结构简单，价格便宜，效率高，控制使用方便等优点，目前，大部分固定机械均优先选用电动机作为原动机。电动机是一种标准系列产品，使用时只需合理选择其类型和参数即可。电动机的类型有交流电动机，直流电动机，步进电动机和伺服电动机等。直流电动机和伺服电动机造价高，多用于一些有特殊需求的场合；步进电动机常用于数控设备中。由于交流异步电动机结构简单，成本低，工作稳定可靠，容易维护，且交流电源易于获得，故是机械设备最常用的 原动机。电动机容量用额定功率表示，对于标准电动机，要求其额定功率等于或大于工作机所需的电动机功率。根据此原则选择电

34、动机的容量。同步转速低的电动机，磁极数多，其外廓尺寸及重量大，价格高；而同步转速高的电动机，磁极数少，尺寸和重量小，价格低。因此，确定电动机转速时，应该从电动机和传动装置的总费用，机械传动系统的复杂程度及其机械效率等综合考虑。当执行构件的转速较高时，选用高速电动机能缩短运动链，简化传动环节，提高传动效率。但如果执行构件的速度低，则选用高速电动机时会使减速装置增大，机械传动部分的成本会大幅度增加，且机器的机械效率也会降低很多。因此，电动机的 转速的选择，必须从整机的设计要求出发。根据选定的电动机类型，结构，功率和转速，从标准中查出电动机型号后，应该将其型号，额定功率，满载转速，电动机中心高，轴身

35、尺寸，键槽尺寸记录下备用。根据以上叙述原则和条件，对整个设计的动力部件进行设计。该机床是一般的金属切削机床，无特殊的性能要求，采用y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电机具有高效低能耗起动转矩大、噪音低、振动小、运行安全可靠的特点。工作条件：环境温度不超过+40c;相对湿度不超过95%；海拔不超过1000m；额定电压380v，频率50hz。根据卧式镗床加工的技术要求，选定13kw主电机：p=13kw ，转速n=970r/min。 3.3 计算传动装置的运动和动力参数3.3.1 公比的选用由于值越小则相对转速损失越少，但当变速范围一定时变速级数将增多，变速箱的结构复杂。对于通用机床，辅助时间和准备结

36、束时间越长，机动时间在加工周期中占的比重不是很大，转速损失不会引起加工周期过多的延长，为了使机床变速箱结构不过于复杂，取，采用标准转速数列。3.3.2.主变速传动系统设计的一般原则1） 传动副前多后少的原则2） 传动顺序与扩大顺序相一致的原则3） 变速组的降速要前满后快，中间轴的转速不宜超过电动机的转速4） 转速图中传动比的合理分配 合理分配传动比一般应注意以下几点： （1）各级传动机构的传动比应尽量在推荐范围内选取。 （2）应使传动装置结构尺寸较小、重量较轻。 （3）应使各传动件尺寸协调，结构均匀合理，避免发生干涉碰撞。 （4）各传动副的传动比应尽可能的不超过极限传动比。 （5）各中间传动轴

37、应有合适的转速。 （6）为了便于设计使用，传动比最好取标准公比的整数次幂。公比，21级转速根据机床变速规律与原则，采用结构式为 为了防止降速比太大，电机转速选为970 r/min，电机转速进过联轴器传动直接传递给传动轴，经过1个三联滑移齿轮和2个二滑移齿轮变速获得21级转速tpx619b主传动转速图，选得各级齿数。由，z=21, 选取机床的，查表得中间转速依次为 10，12.5，16，20，25，31.5，40，50，63，80，100，125,160,200,250,315,400,500,630r/min。4机床主传动系统的运动设计4.1绘制转速图4.1.1绘制结构网由结构式及结构网绘制原

38、则可绘制结构网如下图：图4.1 结构网4.1.2绘制转速图 转速图如下： 电机 图4.2 转速图4.2传动轴的计算转速由图4.2即可知各传动轴的计算转速，现列表4.1待查如下： 表4.1 计算转速 轴5002501006340 4.3确定齿轮齿数 当拟定转速图后，可根据各变速组的传动比确定之后，即可确定齿轮齿数。通常齿轮齿数确定有计算法或查表法，此处采用查表法来确定齿轮齿数。由1中表28可查得各齿轮齿数现列表4.2待查如下： 表4.2 齿轮齿数 3746275632513239205139321754633423745 机床主传系统的动力计算5.1 传动轴直径的估算 （mm） (51)式中：

39、为轴危险截面处的直径（mm）； 该传动轴的输入功率（kw）； (kw) (52) 电动机额定功率（kw）； 从电动机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积（不计该轴上轴承的效率）； 该轴的计算转速（r/min）； 该轴允许的扭转角（deg/m）。一般传动轴；要求较低的轴。确定式中参数：由2中表2.413可查得直齿圆柱齿轮=0.99；向心球轴承=0.995； 按照一般传动轴取1.2。轴： kw； 。则 轴： kw； r/min。则 mm轴： kw； 。则 轴： kw； 。则 5.2齿轮模数的估算5.2.1、第、轴之间齿轮设计按齿轮的弯曲疲劳强度： （53） 式中：系数，时，=1； 载荷系数，=，取

40、=1； 齿轮传递的名义功率（kw）； 外齿轮的复合齿形系数，由2中图2.411查得=3.84 齿宽系数，取，为齿宽（mm）； 计算转速（r/min）； 齿轮齿数； 许用齿根应力（），轮齿双向受力时， 由2中 图2.413按mq线查取，查得=430。 将以上数据代入公式53，得： =267×1 =2.82 参照标准模数表，取m=3mm5.2.2、第、轴之间齿轮设计按齿轮的弯曲疲劳强度： 式中：系数，时，=1； 载荷系数，=，取=1； 齿轮传递的名义功率（kw）； 外齿轮的复合齿形系数，由2中图2.411查得=3.76； 齿宽系数，为齿宽（mm）； 计算转速（r/min）； 齿轮齿数；

41、许用齿根应力（），轮齿双向受力时， 由2中 图2.413按mq线查取，查得=430。 将以上数据代入公式53，得： =267×1 =3.76参照标准模数表，取m=4mm5.2.3、第、轴之间齿轮设计按齿轮的弯曲疲劳强度： 式中：系数，时，=1； 载荷系数，=，取=1； 齿轮传递的名义功率（kw）； 外齿轮的复合齿形系数，由2中图2.411查得=3.62； 齿宽系数，为齿宽（mm）； 计算转速（r/min）； 齿轮齿数； 许用齿根应力（），轮齿双向受力时， 由2中 图2.413按mq线查取，查得=430。 将以上数据代入公式53，得： =267×1 =3.84参照标准模数表，

42、取m=4mm5.2.4、第、轴之间齿轮设计按齿轮的弯曲疲劳强度： 式中：系数，时，=1； 载荷系数，=，取=1； 齿轮传递的名义功率（kw） 外齿轮的复合齿形系数，由2中图2.411查得=3.58； 齿宽系数，为齿宽（mm）； 计算转速（r/min）； 齿轮齿数； 许用齿根应力（），轮齿双向受力时， 由2中 图2.413按mq线查取，查得=370。 将以上数据代入公式53，得： =267×1 =3.95 参照标准模数表，取m=4mm5.3 齿轮模数的验算5.3.1 齿轮模数计算公式按齿面接触疲劳强度进行验算，则 （mm） （54）式中：使用系数，由2中表2.419可查得=1； 动工作用量系数； （55） 功率利用系数，由2中表2.420可查得=0.80； 转速变化系数，由2中表2.421可查得=0.97； 工作期限系数， （56） 动载系数； （57） 、 由2中表2.425可查得=12.1，=0.0192； 名义切向力（n）， （58） 齿轮分度圆圆周速度