哈工大-机械制造装备设计-大作业-铣床

1、Harbin Institute of Technology机械制造装备设计 大作业设计题目：铣床主传动系统运动和动力设计 院 系： 英才学院 班 级： 姓 名： 学 号： 时 间： 2013.05.01 哈尔滨工业大学一、 题目参数：序号机床主参数公比最低转速级数Z功率（kw）37工作台面积32012500mm2 卧式升降台铣床主传动系统设计1.4131.5124二、运动设计1、确定极限转速由题目可知，主轴最低转速为31.5r/min，级数为12，且公比=1.41。于是可以得到主轴的转速分别为：31.5, 45, 63, 90, 125, 180, 250, 355, 500, 710, 1

2、000, 1400r/min，则转速的调整范围。2、确定公比根据设计数据，公比=1.413、求出主轴转速级数Z由题目可知，转速级数Z=124、确定结构式按照主变速传动系设计的一般原则，选用结构式为的传动方案。其最后扩大组的变速范围,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1400r/min，可以选用Y112M-4，其同步转速为=1500r/min，满载转速为1440r/min，额定功率4KW。2）分配总降速传动比总降速传动比为，电动机转速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

3、速组数+定比传动副数+1=3+1+1=54）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 轴的转速。 确定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， 。于是可以确定 轴的六级转速只能是：125, 180, 250, 355, 500, 710r/min，可见 轴的最低转速为125r/min。 确定 轴转速第一扩大组的级比指数X1=3。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，又为避免扩大传动误差，减少振动噪声，限制最大升速比。于是，轴的最低转速是180r/min（）、250r/min()、355r/min()、5

4、00r/min()，为使II轴转速不至过低，造成II轴的转矩较大，又避免了升速，取，这样， 轴的最低转速为355r/min，三级转速分别为710，500，355r/min。 确定 轴转速I轴级比指数为X0=1，由升2降4原则，则 轴的转速可以是355, 500, 710, 1000, 1400r/min, 基于上面的理由，确定 轴的转速为710r/min。最后可以确定电动机轴（0轴）与 轴之间的传动比，采用带传动，传动比为。根据以上计算，绘制转速图如下。图 1转速图3123266、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变速组a:变速组a有三个传动副，传动比分别为， ，由参

5、考文献1表5-1查得：时：63、66、69、72、75、78时：63、65、67、68、70、72、73、77时：62、64、66、68、70、72、74、76可取72, 查表可得轴主动齿轮齿数分别为：24、30、36。根据相应传动比， 可得轴上的三联齿轮齿数分别为：48、42、36。变速组b:变速组b有两个传动副，传动比分别是，。查表得：时：73、76、77、80、81、84、87时：74、76、78、80、82、84、86可取 84，于是可得轴上两联齿轮的齿数分别为：22、42。于是根据相应传动比，得轴上两齿轮的齿数分别为：62、42。变速组c:变速组c有两个传动副，传动比分别是，。查表得

6、：时：85、89、90、94、95时： 78、81、84、87、89、90可取 90。为降速传动，取轴齿轮齿数为18；为升速传动，取轴齿轮齿数为30。由对应传动比，得轴上两联动齿轮的齿数分别为18，60；轴两齿轮齿数分别为72，30。8、校核主轴转速误差实际传动比所造成的主轴转速误差，要求不超过10（-1）% = 10（1.41-1）% = 4.1%。下表为主轴转速误差与规定值之间的比较：标准转速r/min实际转速r/min主轴转速误差在标准值范围之内31.531.490.03%4544.990.02%6362.980.03%9088.751.39%125126.791.43%180177.5

7、1.39%250251.940.78%355359.911.38%500503.870.77%7107100%10001014.291.43%140014201.43%三、动力设计1、传动轴的直径的确定传动轴直径可以按照扭转刚度进行初步计算：式中 d传动轴直径 P该轴传递的功率 nj该轴的计算转速 该轴每米长度允许扭转角，取值为0.6/m1） 主轴的计算转速由参考文献1表5-2中所述，。2）各个传动轴的计算转速 由转速图可以得到I、II、III轴的计算转速分别为710，355，125r/min。3）各轴功率的确定 经过查阅资料，一般情况下，滚动轴承的效率，齿轮副的效率。 由主轴所需功率P=4K

8、W,往前依次求出： III轴： II轴： I轴：4）各传动轴直径轴：，取II轴：,取III轴：，取5）主轴轴颈尺寸的确定 根据参考文献1中图6-16，主轴前轴轴颈范围为6789mm，取D1=80mm，后轴颈直径，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变速组内的最小齿轮齿数是z=24，只有一个转速710r/min，取为计算转速。 b变速组内的最小齿轮齿数是z=22，使III轴获得250、180、125r/min三个转速，125r/min是III轴的计算转速，所以该齿轮的计算转速为355r/min。 c变速组内的最小齿轮齿数是z=18，使主轴获得6级转速31.5, 45, 63, 90, 125, 180r/min，90r/min是主轴的计算转速，所以该齿轮的计算转速为355r/min。2）模数的计算 要求每个变速组的模数相同。 根据：其中， -按接触疲劳强度计算的齿轮模数；-大小齿轮齿数比； -电动机功率kw， = 5KW； -齿宽系数，取； -