哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)大作業(yè)

1、Harbin Institute of Technology 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 大作業(yè) 題 目：無(wú)絲杠車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： ©工業(yè)大學(xué) 工業(yè)大學(xué)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)大作業(yè) 題目： 無(wú)絲杠車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求：機(jī)床主參數(shù)公比最低轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z功率（kW）最大加工直徑400mm無(wú)絲杠車床1.4140115.5 目 錄一、 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)3 1 確定極限轉(zhuǎn)速3 2 確定公比3 3 求出主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)3 4 確定結(jié)構(gòu)式3 5 繪制轉(zhuǎn)速圖4 6 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖5 7 確定變速組齒輪傳動(dòng)副的齒數(shù)6 8 校核主軸轉(zhuǎn)速誤差62、 動(dòng)力設(shè)計(jì)7 1 傳動(dòng)軸的直徑

2、確定7 2 齒輪模數(shù)的初步計(jì)算7 參考文獻(xiàn)9設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)題目：無(wú)絲杠車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)已知條件：最大加工直徑400mm，最低轉(zhuǎn)速40r/min，公比=1.41，級(jí)數(shù)Z=11， 切削功率N=5.5KW。設(shè)計(jì)任務(wù)：1.運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)：確定系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速系列；分析比較擬定傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案；確定傳動(dòng)副的傳動(dòng)比和齒輪的齒數(shù)；畫出傳動(dòng)系統(tǒng)圖；計(jì)算主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速的相對(duì)誤差。 2.動(dòng)力設(shè)計(jì)：確定各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速；初定傳動(dòng)軸直徑、齒輪模數(shù)；選擇機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)尺寸。一、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)1. 確定極限轉(zhuǎn)速已知最低轉(zhuǎn)速為40r/min，公比=1.41，參考文獻(xiàn)1表4-2標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速系列的本系統(tǒng)轉(zhuǎn)速系列如下：40 57 80 113

3、160 226 320 453 640 905 1280 r/min，則轉(zhuǎn)速的調(diào)整圍。2. 確定公比根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，公比=1.41。3. 求出主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=11。4. 確定結(jié)構(gòu)式（1）確定傳動(dòng)組和傳動(dòng)副數(shù) 由于總級(jí)數(shù)為11，先按12設(shè)計(jì)再減掉一組。共有以下幾種方案：12=4×3 12=3×4 12=3×2×2 12=2×3×2 12=2×2×3根據(jù)傳動(dòng)副前多后少原則，以減少傳動(dòng)副結(jié)構(gòu)尺寸選擇第三組方案，即： 12=3×2×2（2）確定結(jié)構(gòu)式 按前疏后密原則設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)式中的級(jí)

4、比指數(shù)，得到： 12=31×23×26減掉一組轉(zhuǎn)速為： 12=31×23×25 對(duì)于該結(jié)構(gòu)式中的第二擴(kuò)大組x2=5、p2=2，而因此r2=5×(2-1)=1.415=5.57<8。該方案符合升二降四原則。5. 繪制轉(zhuǎn)速圖（1）選定電動(dòng)機(jī)本題已經(jīng)確定切削為5.5KW，4極電機(jī)，參照相關(guān)手冊(cè)選擇Y132S-4型電機(jī)。Y132S-4型電機(jī)主參數(shù)如下： 額定功率 5.5KW； 滿載轉(zhuǎn)速 1440r/min（2）確定傳動(dòng)軸的軸數(shù) 傳動(dòng)軸數(shù)=變速組數(shù)+定比傳動(dòng)副數(shù)+1=3+1=4。（3）分配總降速傳動(dòng)比按從主軸向電機(jī)分配傳動(dòng)比，并按照升二降四、先快后

5、慢原則分配。因?yàn)榇_定中間各軸轉(zhuǎn)速時(shí)，通常往前推比較方便，所以首先定III軸的轉(zhuǎn)速。確定III軸的轉(zhuǎn)速由于第二擴(kuò)大組的變速圍為5 =1.415=5.57，選取故這兩對(duì)傳動(dòng)副的最小和最大傳動(dòng)比，。于是可以確定III軸的六級(jí)轉(zhuǎn)速只能是：113，160，226，320，453，640r/min，可見(jiàn)III軸的最低轉(zhuǎn)速為113r/min。確定II軸轉(zhuǎn)速第一擴(kuò)大組的級(jí)比指數(shù)。為避免從動(dòng)齒輪尺寸過(guò)大而增加箱體的徑向尺寸，一般限制降速最小傳動(dòng)比，又為避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差，減少振動(dòng)噪聲，限制最大升速比?？扇。?。于是，II軸的最低轉(zhuǎn)速是320/min，三級(jí)轉(zhuǎn)速分別為640,453,320r/min。確定I軸轉(zhuǎn)速 同理

6、，軸I可取，。于是就確定了軸I的轉(zhuǎn)速為640r/min。 最后可以確定電動(dòng)機(jī)軸（0軸）與I軸之間的傳動(dòng)比，采用帶傳動(dòng)，傳動(dòng)比為。 根據(jù)以上計(jì)算，繪制轉(zhuǎn)速圖如下： 圖1. 轉(zhuǎn)速圖6. 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 7. 確定變速組齒輪傳動(dòng)副的齒數(shù)變速組a： 變速組a有三個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)比分別是取，。由參考文獻(xiàn)1表5-1查得：符合條件的可取，查表可得軸I主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為：24、30、36。根據(jù)相應(yīng)的傳動(dòng)比，可得軸II上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：48、42、36。變速組b：變速組b有兩個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)比分別是可取，。查表得：可取，于是可得軸II上主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別是：22,42。于是根據(jù)相應(yīng)傳動(dòng)比，得軸III上三齒輪的齒

7、數(shù)分別是：62,42。變速組c： 變速組c有兩個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)比分別是，。查表得：可取，于是可得軸III上主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別是：22,60。于是根據(jù)相應(yīng)傳動(dòng)比，得軸上兩齒輪的齒數(shù)分別是：62,30。8. 校核主軸轉(zhuǎn)速誤差下表為主軸轉(zhuǎn)速誤差與規(guī)定值之間的比較：實(shí)際傳動(dòng)比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，要求不超過(guò)。表1 主軸轉(zhuǎn)速誤差與規(guī)定值之間的比較標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速r/min實(shí)際轉(zhuǎn)速r/min主軸轉(zhuǎn)速誤差%在標(biāo)準(zhǔn)值圍之4040.290.7255757.560.9828083.274.088113113.550.487160162.211.381226227.100.487320324.421.381453454.190

8、.2636406400.000905914.281.025128012800.0002、 動(dòng)力設(shè)計(jì)1. 傳動(dòng)軸的直徑的確定傳動(dòng)軸的直徑可以按照扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)行初步計(jì)算：式中 傳動(dòng)軸直徑 該軸傳遞的功率 該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 該軸每米長(zhǎng)度允許扭轉(zhuǎn)角，取值為（1）主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速由參考文獻(xiàn)1表5-2中所述，。（2）各個(gè)傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速圖可以得到I、II、III軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速分別為640,320,113r/min。（3） 各傳動(dòng)軸直徑I軸： 取=30mmII軸： 取=35mmIII軸： 取=45mm（4） 主軸軸頸尺寸的確定主軸前軸軸頸圍為70105mm,取，后軸頸直徑，取。2、 齒輪模數(shù)的初步計(jì)算（1）齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定只需計(jì)算變速組最小的也是強(qiáng)度最弱的齒輪即可。a變速組最小齒輪齒數(shù)是z=24，只有一個(gè)轉(zhuǎn)速640r/min，取為計(jì)算轉(zhuǎn)速b變速組最小齒輪齒數(shù)是z=22，113r/min是III軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，所以該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速為320r/min。c變速組的最小齒輪齒數(shù)是z=22，使主軸獲得6級(jí)轉(zhuǎn)速，113r/min是主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，所以該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速為320r/min。（2）模數(shù)的計(jì)算要求每個(gè)變速組的模數(shù)相同。根據(jù)： 其中： 按接觸疲勞強(qiáng)度