车床主传动系统设计计算说明书 文档

1、哈尔滨工业大学 题目： 无丝杠车床主传动系统运动和动力设计 设计要求：序号机床主参数公比最低转速级数Z功率（kW）11最大加工直径400mm无丝杠车床主传动系统设计1.4126.5114目 录一、 运动设计3 1 确定极限转速3 2 确定公比4 3 求出主轴转速级数3 4 确定结构式3 5 绘制转速图3 6 绘制传动系统图5 7 确定变速组齿轮传动副的齿数6 8 校核主轴转速误差72、 动力设计8 1 传动轴的直径确定8 2 齿轮模数的初步计算9 参考文献11一、运动设计1、 确定极限转速 根据设计参数，主轴最低转速为30r/min，级数为11，且公比=1.41。于是可以得到主轴的转速分别为：

2、26.5,37.5, 53, 75, 106, 150, 212, 300, 425, 600, 850r/min，则转速的调整范围08.3226.5850minmax=NNRn。2、 确定公比 根据设计数据，公比=1.41。3、 求出主轴转速级数Z根据设计数据，转速级数Z=11。4、 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850r/min，可以选用Y132M2-8，其同步转速为1000r/min，满载转速为960r/m

3、in，额定功率5.5KW。（2） 分配总降速传动比 总降速传动比为，又电动机转速 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。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。确定III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III轴的六级转速只能是：106, 150, 212, 300, 425, 60

4、0r/min，可见III轴的最低转速为106r/min。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150r/min（，）、212r/min（，）、300r/min（，）、425r/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300r/min，三级转速分别为300,425,600r/min。确定I轴转速I轴级比指数为，由升2降4原则，则I轴的转速可以是00r/min，425r/min，600r/min，850r/min ，基于上面的理由，确定I轴的转速为600r/min。最后可以确定电动机轴（0轴）与I轴之间的传动

5、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6、 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，传动比分别是，由参考文献【1】表3-9查得：时：时：时：可取，查表可得轴I主动齿轮齿数分别为：24、30、36。根据相应的传动比，可得轴II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，时，可取，于是可得轴II上两联齿轮的齿数分别是：22、42。于是根据相应传动比，得轴III上两齿轮的齿数分别是：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：时：时

6、：可取。为降速传动，取轴III齿轮齿数为21；为升速传动，取轴IV齿轮齿数为44。由对应传动比，得轴III上两联动齿轮的齿数分别是21,62；轴IV两齿轮的齿数分别是85,44。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。下表为主轴转速误差与规定值之间的比较：表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主轴转速误差在标准值范围之内26.526.610.42%37.537.880.88%5353.220.42%7575.751.00%106107.441.36%150151.51.00%212212.880.42%3003000%425425.7

7、60.18%6006000%850849.520.056%2、 动力设计1、 传动轴的直径的确定传动轴的直径可以按照扭转刚度进行初步计算：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）主轴的计算转速由参考文献【1】表3-10中所述，13min74/minZnnrj-=。（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600, 300, 106r/min。（3） 各轴功率的确定经过查阅资料，知一般情况下，滚动轴承的效率，齿轮副的效率。由主轴所需的功率P=4kW，往前依次求出：III轴：II轴：I轴：（4） 各传动轴直径I轴：II

8、轴：III轴：综上，取d1=35mm, d2=40mm, d3=50mm.（5） 主轴轴颈尺寸的确定 根据参考文献【1】中表3-13，主轴前轴轴颈范围为70105mm,取，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变速组内最小齿轮齿数是z=24，只有一个转速600r/min，取为计算转速b变速组内最小齿轮齿数是z=22，使III轴获得106、150、212r/min三个转速，106r/min是III轴的计算转速，所以该齿轮的计算转速为300r/min。c变速组内的最小齿轮齿数是z=21，使主轴获得6级转速26.5, 37.5, 53, 75, 106, 150r/min，850r/min是主轴的计算转速，所以该齿轮的计算转速为300r/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