哈爾濱工業(yè)大學(xué)裝備制造及其自動(dòng)化大作業(yè)

1、題目：無絲杠車床主傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì)（三相4極異步電機(jī)，同步轉(zhuǎn)速1500rpm）序號(hào)機(jī)床主參數(shù)公比最低轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z功率（kw）6最大加工直徑320mm無絲杠車床1.4137.5124一 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)1、 確定極限轉(zhuǎn)速根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，主軸最低轉(zhuǎn)速為37.5r/min,公比為1.41，級(jí)數(shù)為12。于是可以得到主軸轉(zhuǎn)速分別為37.5，53,，75，106,150,212,300,426,600,850,1180,1700r/min。則轉(zhuǎn)速的調(diào)整范圍=45.331。2、 確定公比公比=1.41 為已知條件。3、 求出主軸級(jí)數(shù)ZZ=12為已知條件。4、 確定結(jié)構(gòu)式選擇結(jié)構(gòu)式為12=的傳動(dòng)方案。期最后的擴(kuò)大組

2、變速范圍=81，符合要求，那么其他變速組必定符合要求。5、 繪制轉(zhuǎn)速圖（1） 選定電動(dòng)機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，機(jī)床功率為4kw，可以選用Y112M-2，同步轉(zhuǎn)速3000r/min，滿載轉(zhuǎn)速為2890r/min,額定功率為4Kw2。（2） 分配總轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比 總降速傳動(dòng)比為,u-c.=,n-nin.-,n-d.=37.5/2890=0.013,因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2890r/min，不在所要求標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列當(dāng)中，因而需要帶輪傳動(dòng)。（3） 確定傳動(dòng)軸軸數(shù) 軸數(shù)=變數(shù)組數(shù)+定比傳動(dòng)副數(shù)=3+1=41（4） 繪制轉(zhuǎn)速圖 首先確定軸的轉(zhuǎn)速由于第二擴(kuò)大組的變速范圍為8，故選擇倆個(gè)傳動(dòng)副的最大和最小傳動(dòng)比為極限值： ,u-

3、c1.=,1-4.=1/,-4., ,u-c2.=,2-1.=,-2./1于是就確定了軸的轉(zhuǎn)速的六種轉(zhuǎn)速只能是：150,212,300,426,600,850r/min?？梢娸S的最低轉(zhuǎn)速為150r/min。 確定軸的轉(zhuǎn)速第一擴(kuò)大組的級(jí)比指數(shù)X1=3，根據(jù)“升二降四”的原則， ,u-b1.=,1-2.8.=1/,-3., 于是就確定了軸的三種轉(zhuǎn)速為：426,600,850r/min，最小轉(zhuǎn)速為426r/min。 確定軸的轉(zhuǎn)速同理，軸可取,u-a1.=,1-2.=,1-,-2. ,u-a2.=,1-1.41.=,1-. ,u-a3.=1于是就確定了軸的轉(zhuǎn)速為850r/min。電動(dòng)機(jī)與軸之間為定傳動(dòng)

4、比，傳動(dòng)比接近1/4=。根據(jù)以上計(jì)算繪圖：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)（1） 變速組a 變速組a有三個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)比分別為 ,u-a1.=,1-2.=,1-,-2. ,u-a2.=,1-1.41.=,1-. ,u-a3.=1由參考文獻(xiàn)1表2-5得，符合條件的=60，或72，可取72，查表得軸主動(dòng)輪齒輪齒數(shù)為36,30,24.根據(jù)傳動(dòng)比，可得軸的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為36,42,48。（2） 變速組b 變速組b由兩個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)比分別為,u-b1.=,1-2.8.=1/,-3., 查表得：可取=84，于是可得軸上主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別是：42,22。于是根據(jù)相應(yīng)的傳動(dòng)比，得軸上的

5、兩個(gè)齒輪齒數(shù)分別是：42,62。（3） 變速組c 變速組c有兩個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)比分別為 ,u-c1.=,1-4.=1/,-4., ,u-c2.=,2-1.=,-2./1查表得：可取=90，于是可得軸主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為60,18。根據(jù)相應(yīng)的傳動(dòng)比，的軸上兩個(gè)齒輪的齒數(shù)為：30,72.8、 校核主軸轉(zhuǎn)速誤差,實(shí)際轉(zhuǎn)速為,n-.，標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速為n，- .<10（1）%=4.1%，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)速誤差是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)37.537.70.53%5353.91.7%7575.40.54%106106.250.24%150151.791.19%2

6、12212.5o.24%300301.60.54%426430.91.14%600603.20.54%8508500%11801214.32.9%170017000%二、動(dòng)力設(shè)計(jì)1、傳動(dòng)軸的直徑確定 傳動(dòng)軸的直徑可以根據(jù)扭轉(zhuǎn)剛度初步計(jì)算： dKA,4-,Pn-,n-j. 1 式中 傳動(dòng)軸直徑 該軸傳遞的功率 該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 該軸每米長度允許扭轉(zhuǎn)角，取值為(1)主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 根據(jù)1表2-6，主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為,n-j.=,n-min.,-,z-3.1.=106r/min。(2)各個(gè)傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 由轉(zhuǎn)速圖可得軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為850r/min 426r/min 150r/min (3)各傳動(dòng)軸的直徑

7、 軸：= 92×1.1,4-,4×0.96-850.mm=26.23mm，取=27mm 軸：= 92×1.1,4-,4×0.96×0.99-426.mm=31.1mm，取=32mm 軸：= 92×1.1,4-,4×0.96×0.99×0.99-106.mm=43.9mm，取=44mm(4)主軸軸頸的尺寸確定 根據(jù)參考文獻(xiàn)1的表2-14，由于本車床的最大加工直徑為320，主軸前徑的取值范圍：65-95mm，取=80mm，而后軸頸為前軸頸的0.7-0.8倍，取,D-2.=60mm。2、齒輪模數(shù)的初步計(jì)算 (1

8、)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定只需計(jì)算變速組內(nèi)最小的也是強(qiáng)度最弱的齒輪即可a變速組內(nèi)的最小齒輪齒數(shù)是z=24，只有一個(gè)轉(zhuǎn)速850r/min，取為計(jì)算轉(zhuǎn)速。b變速組內(nèi)的最小齒輪齒數(shù)是z=22，使軸獲得150r/min，426r/min。軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為106r/min，所以該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速為426r/min。c 變速組內(nèi)的的最小齒輪齒數(shù)是z=18，使主軸得獲得6級(jí)轉(zhuǎn)速，106r/min為主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速，所以該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速為426r/min。3、模數(shù)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)度計(jì)算的齒輪模數(shù) 大小齒輪的齒數(shù)比 電動(dòng)機(jī)功率kW， 齒寬系數(shù)，取 小齒輪齒數(shù) 齒輪傳動(dòng)許用接觸應(yīng)力，取 計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）變速組a ,m-a.=16338,(2+1)4-8,×24-2.×2×,1370-2.×850.=1.53mm，取2.0mm。變速組b ,m-b.=16338,(2.82+1)4-8,×22-2.×2.82×,1370-2.×426.=1.97mm，取2.0mm。變速組c ,m-c.=16338,