铣床主传动系统运动和参数设计

课程大作业说明书

课程名称：机械制造装备设计设计题目：铣床主传动系统运动和院 系：班 级：设 计 者：学 号：指导教师：设计时间：

动力设计

目 录

一、 题目参数………………………………………………………………………1 二、 运动设计………………………………………………………………………1 1 确定极限转速………………………………………………………………1 2 确定公比……………………………………………………………………1 3 求出主轴转速级数…………………………………………………………1 4 确定结构式…………………………………………………………………1 5 绘制转速图…………………………………………………………………2 6 绘制传动系统图……………………………………………………………4 7 确定变速组齿轮传动副的齿数……………………………………………4

8 校核主轴转速误差…………………………………………………………6 三、 动力设计………………………………………………………………………7 1 传动轴的直径的确定………………………………………………………7 2 齿轮模数的初步计算………………………………………………………9 四、 参考文献………………………………………………………………………10

一、 题目参数：

序号 19 机床主参数 工作台面积250×1000mm2 卧式升降台铣床主传动系统设计 公比φ 1.26 最低转速 (r/min) 26.5 17 4 级数Z 功率（kw） 二、 运动设计 1、确定极限转速

由题目可知，主轴最低转速为26.5r/min，级数为12，且公比φ=1.41。于是可以得到主轴的转速分别为：

26.5 33.5 42.5 53 67 85 106 132 170 212 265 335 425 530 670 850 1060

则转速的调整范围Rn?nmax1060??40。 nmin26.52、确定公比φ

根据设计数据，公比φ=1.26

3、求出主轴转速级数Z

由题目可知，转速级数Z=17

4、确定结构式

(1) 确定传动组和传动副数

由于总级数为17，先按18设计再减掉一组。共有以下几种方案： 18?3?2? 3 18?2?3? 3根据传动副前多后少原则，以减少传动副结构尺寸选择第一组方案 即： 18?3?3?2 (2) 确定结构式

按前密后疏原则设计结构式中的级比指数，得到：

18?3?3?2

18?31?33?29

1

减掉一组转速为：

17?31?33?28

对于该结构式中的第二扩大组x2案符合升二降四原则。

?8,p2?2，因此r2?φ8??2?1??1.268?6.35?8。该方

5、绘制转速图

（1）选定电动机

本题已经确定切削为4KW，4极电机，由于机床结构未定，按公式P主=电机功率为5KW。参照相关手册选择Y132S-4型电机。

Y132S-4型电机主参数如下： 额定功率

5.5KW 满载转速

1440r/min

P切 估算主0.8 起动转矩/额定转速 2.2 最大转矩/额定转矩 2.2

（2） 分配总降速传动比

总降速传动比为uΠ?nmin26.5n?1440r/min不在所要

??0.0184，电动机转速mnd1440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=变速组数+定比传动副数+1=3+1+1=5

（4）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Ⅲ 轴的转速。

① 确定Ⅲ轴的转速

首先确定III轴的最低转速。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umin?1，又为避免扩大传动误差，减少振动噪声，限制最大升速比4umax?φ3?2。根据升二降四原则，最低转速只能是85 r/min或106 r/min，为了不使升速

比过大，选择106 r/min.则Ⅲ轴的转速可以确定，由高到低分别为：

530 425 335 265 212 170 132 106

② 确定Ⅱ 轴转速

2

第一扩大组的级比指数X1=3。同理根据升二降四原则，同时为了避免升速于，又是又不使传动比太小，Ⅱ轴的最低转速是425r/min，则Ⅱ轴的转速可以确定，由高到低分别为： 670 r/min，530 r/min，425 r/min。

③ 确定Ⅰ 轴转速

I轴级比指数为X0=1，同理Ⅰ 轴的转速可以确定为850r/min，这样可避免使带轮直径过大。

850最后可以确定电动机轴（0轴）与Ⅰ 轴之间的传动比，采用带传动，传动比为u0?。

1440综上，根据计算，传动比分配结果整理在表一中有：

各副传动比分配表 传动副名称 定比传动副 1 a 2 3 1 b 2 3 c 1 2 传动副类型 带轮副 齿轮副 齿轮副 齿轮副 齿轮副 齿轮副 齿轮副 齿轮副 齿轮副 传动比 850:1440 1:1.26 1:1.58 1:2 1:1 1:2 1:4 1.58:1 1:4 绘制转速图如下

电 Ia IIbIIIcIV106085067053042533526521217013210685675342.533.526.5

3

II轴：dII?914PII4.61?914?33.37mm,取dIInII?φ?425?0.6?35mm

III轴：dIII?914PIII4.30?914?46.40mm，取dIIInIII?φ?106?0.6?48mm

计算结果如下表所示：

各传动轴直径初算值表 传动轴 I轴 II轴 III轴 直径初算值/mm 30 35 48

5）主轴轴颈尺寸的确定

按电机功率在参考文献一图6-15选择主轴前端直径，结合卧式铣镗床主轴端部尺寸标准JB/T 4241.3-1999，选择主轴前端直径为90mm。 后轴颈直径选择按照以下经验公式：

D2?(0.75~0.85)D1?67.5~76.5mm ，取 D2?70mm。

由参考文献一图6-15和标准GB/T 3837.1-1993，主轴前端为锥度为7:24的45号圆锥孔，内孔选择30mm。主轴悬伸量和轴承跨距待具体轴承型号和主轴轴端结构确定后确定。

2、齿轮模数的初步计算

1）齿轮计算转速的确定

见各传动件计算转速表

2）模数的计算

一般同一变速组中的齿轮取同一模数，选择负荷最重的小齿轮，按简化的接触疲劳强度下列公式进行计算：

mj?163383(u?1)Nd 22φmz1u[σj]nj其中， mj-按接触疲劳强度计算的齿轮模数；

u-大小齿轮齿数比；

9

Nd-电动机功率kw，Nd = 4.96KW；

φm-齿宽系数，取φm

?8；

z1-小齿轮齿数

[σj]-齿轮传动许用接触应力 nj-计算齿轮计算转速（r/min）。

齿轮材料初选45钢调质+表面淬火（硬度约45HRC），按较高可靠度选择安全系数为1.25，得：

[?H]??HlimSH?1120MPa?896MPa

1.25变速组a：ma?163383(u?1)Nd(2?1)?53?16338?2.18mm， 2222φmz1μ[σj]nj8?24?2?896?850取ma?2.5mm

(u?1)Nd(4?1)?53?16338?3.13mm，取2φmz1μ[σj]2nj8?182?4?8962?425变速组b：mb?163383mb?3.5mm

变速组c：mc?163383(u?1)Nd(4?1)?53?16338?3.16mm，取2φmz1μ[σj]2nj8?202?4?8962?335mc?3.5mm

得到结果如下表所示：

齿轮模数 齿轮组 模数/mm a 2.5 b 3.5 c 3.5 四、参考文献

[1]机械制造装备设计讲义.哈尔滨工业大学

[2]陈铁鸣,王黎钦.机械设计.北京:高等教育出版社

[3]宋宝玉.机械设计课程设计指导书.北京:高等教育出版社

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/i402.html