哈尔滨工业大学装备制造及其自动化大作业.doc

题目：无丝杠车床主传动系统运动和动力设计（三相4极异步电机，同步转速1500rpm）序号机床主参数公比最低转速级数Z功率（kw）6最大加工直径320mm无丝杠车床1.4137.5124一 运动设计1、 确定极限转速根据设计参数，主轴最低转速为37.5r/min,公比为1.41，级数为12。于是可以得到主轴转速分别为37.5，53,，75，106,150,212,300,426,600,850,1180,1700r/min。则转速的调整范围=45.331。2、 确定公比公比=1.41 为已知条件。3、 求出主轴级数ZZ=12为已知条件。4、 确定结构式选择结构式为12=的传动方案。期最后的扩大组变速范围=81，符合要求，那么其他变速组必定符合要求。5、 绘制转速图（1） 选定电动机根据设计要求，机床功率为4kw，可以选用Y112M-2，同步转速3000r/min，满载转速为2890r/min,额定功率为4Kw2。（2） 分配总转速传动比 总降速传动比为uc=nninnd=37.5/2890=0.013,因为电动机转速为2890r/min，不在所要求标准转速数列当中，因而需要带轮传动。（3） 确定传动轴轴数 轴数=变数组数+定比传动副数=3+1=41（4） 绘制转速图 首先确定轴的转速由于第二扩大组的变速范围为8，故选择俩个传动副的最大和最小传动比为极限值： uc1=14=1/4, uc2=21=2/1于是就确定了轴的转速的六种转速只能是：150,212,300,426,600,850r/min。可见轴的最低转速为150r/min。 确定轴的转速第一扩大组的级比指数X1=3，根据“升二降四”的原则， ub1=12.8=1/3, ub2=1于是就确定了轴的三种转速为：426,600,850r/min，最小转速为426r/min。 确定轴的转速同理，轴可取ua1=12=12 ua2=11.41=1 ua3=1于是就确定了轴的转速为850r/min。电动机与轴之间为定传动比，传动比接近1/4=1/4。根据以上计算绘图：6、 绘制传动系统图 7、 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，传动比分别为 ua1=12=12 ua2=11.41=1 ua3=1由参考文献1表2-5得，符合条件的Sz=60，或72，可取72，查表得轴主动轮齿轮齿数为36,30,24.根据传动比，可得轴的三联齿轮齿数分别为36,42,48。（2） 变速组b 变速组b由两个传动副，传动比分别为ub1=12.8=1/3, ub2=1查表得：可取Sz=84，于是可得轴上主动齿轮齿数分别是：42,22。于是根据相应的传动比，得轴上的两个齿轮齿数分别是：42,62。（3） 变速组c 变速组c有两个传动副，传动比分别为 uc1=14=1/4, uc2=21=2/1查表得：可取Sz=90，于是可得轴主动齿轮齿数分别为60,18。根据相应的传动比，的轴上两个齿轮的齿数为：30,72.8、 校核主轴转速误差实际转速为n，标准转速为n，n-nn 10（1）%=4.1%，1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主轴转速误差是否在标准范围之内37.537.70.53%5353.91.7%7575.40.54%106106.250.24%150151.791.19%212212.5o.24%300301.60.54%426430.91.14%600603.20.54%8508500%11801214.32.9%170017000%二、动力设计1、传动轴的直径确定 传动轴的直径可以根据扭转刚度初步计算： dKA4Pnnj 1 式中 传动轴直径 该轴传递的功率 该轴的计算转矩 该轴每米长度允许扭转角，取值为(1)主轴的计算转速 根据1表2-6，主轴计算转速为nj=nminz31=106r/min。(2)各个传动轴的计算转速 由转速图可得轴的计算转速为850r/min 426r/min 150r/min (3)各传动轴的直径 轴：d1= 921.1440.96850mm=26.23mm，取d1=27mm 轴：d2= 921.1440.960.99426mm=31.1mm，取d2=32mm 轴： d3= 921.1440.960.990.99106mm=43.9mm，取d3=44mm(4)主轴轴颈的尺寸确定 根据参考文献1的表2-14，由于本车床的最大加工直径为320，主轴前径的取值范围：65-95mm，取D1=80mm，而后轴颈为前轴颈的0.7-0.8倍，取D2=60mm。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850r/min，取为计算转速。b变速组内的最小齿轮齿数是z=22，使轴获得150r/min，426r/min。轴的计算转速为106r/min，所以该齿轮的计算转速为426r/min。c 变速组内的的最小齿轮齿数是z=18，使主轴得获得6级转速，106r/min为主轴计算转速，所以该齿轮的计算转速为426r/min。3、模数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 大小齿轮的齿数比 电动机功率kW， 齿宽系数，取 小齿轮齿数 齿轮传动许用接触应力，取 计算齿轮计算转速（r/min）变速组a ma=16338(2+1)48242213702850=1.53mm，取2.0mm。变速组b mb=16338(2.82+1)482222.8213702426=1.97mm，取2.