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文檔簡介
1、哈爾濱工業(yè)大學(xué) 題目: 無絲杠車床主傳動系統(tǒng)運動和動力設(shè)計 設(shè)計要求:序號機床主參數(shù)公比最低轉(zhuǎn)速級數(shù)Z功率(kW)11最大加工直徑400mm無絲杠車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計1.4126.5114目 錄一、 運動設(shè)計3 1 確定極限轉(zhuǎn)速3 2 確定公比4 3 求出主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)3 4 確定結(jié)構(gòu)式3 5 繪制轉(zhuǎn)速圖3 6 繪制傳動系統(tǒng)圖5 7 確定變速組齒輪傳動副的齒數(shù)6 8 校核主軸轉(zhuǎn)速誤差72、 動力設(shè)計8 1 傳動軸的直徑確定8 2 齒輪模數(shù)的初步計算9 參考文獻11一、運動設(shè)計1、 確定極限轉(zhuǎn)速 根據(jù)設(shè)計參數(shù),主軸最低轉(zhuǎn)速為30r/min,級數(shù)為11,且公比=1.41。于是可以得到主軸的轉(zhuǎn)速分別為:
2、26.5,37.5, 53, 75, 106, 150, 212, 300, 425, 600, 850r/min,則轉(zhuǎn)速的調(diào)整范圍08.3226.5850minmax=NNRn。2、 確定公比 根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù),公比=1.41。3、 求出主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)Z根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)速級數(shù)Z=11。4、 確定結(jié)構(gòu)式按照主變速傳動系設(shè)計的一般原則,選用結(jié)構(gòu)式為的傳動方案。其最后擴大組的變速范圍,符合要求,其它變速組的變速范圍也一定符合要求。5、 繪制轉(zhuǎn)速圖(1) 選定電動機 根據(jù)設(shè)計要求,機床功率為4KW,最高轉(zhuǎn)速為850r/min,可以選用Y132M2-8,其同步轉(zhuǎn)速為1000r/min,滿載轉(zhuǎn)速為960r/m
3、in,額定功率5.5KW。(2) 分配總降速傳動比 總降速傳動比為,又電動機轉(zhuǎn)速 不在所要求標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速數(shù)列當(dāng)中,因而需要增加一定比傳動副。(3) 確定傳動軸的軸數(shù)軸數(shù)=變速組數(shù)+定比傳動副數(shù)+1=3+1+1=5。(4) 繪制轉(zhuǎn)速圖因為確定中間各軸轉(zhuǎn)速時,通常往前推比較方便,所以首先定III軸的轉(zhuǎn)速。為避免從動齒輪尺寸過大而增加箱體的徑向尺寸,一般限制降速最小傳動比,又為避免擴大傳動誤差,減少振動噪聲,限制最大升速比。確定III軸的轉(zhuǎn)速由于第二擴大組的變速范圍為8,故這兩對傳動副的最小和最大傳動比必然是,。于是可以確定III軸的六級轉(zhuǎn)速只能是:106, 150, 212, 300, 425, 60
4、0r/min,可見III軸的最低轉(zhuǎn)速為106r/min。確定II軸轉(zhuǎn)速第一擴大組的級比指數(shù)。于是,II軸的最低轉(zhuǎn)速可能是150r/min(,)、212r/min(,)、300r/min(,)、425r/min(,),為使II軸轉(zhuǎn)速不至于過低,造成II軸的轉(zhuǎn)矩較大,又避免了升速,取,這樣,II軸的最低轉(zhuǎn)速為300r/min,三級轉(zhuǎn)速分別為300,425,600r/min。確定I軸轉(zhuǎn)速I軸級比指數(shù)為,由升2降4原則,則I軸的轉(zhuǎn)速可以是00r/min,425r/min,600r/min,850r/min ,基于上面的理由,確定I軸的轉(zhuǎn)速為600r/min。最后可以確定電動機軸(0軸)與I軸之間的傳動
5、比,采用帶傳動,傳動比為。根據(jù)以上計算,繪制轉(zhuǎn)速圖如下:圖1 轉(zhuǎn)速圖6、 繪制傳動系統(tǒng)圖 圖2 傳動系統(tǒng)圖7、 確定變速組齒輪傳動副的齒數(shù)變速組a: 變速組a有三個傳動副,傳動比分別是,由參考文獻【1】表3-9查得:時:時:時:可取,查表可得軸I主動齒輪齒數(shù)分別為:24、30、36。根據(jù)相應(yīng)的傳動比,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有兩個傳動副,傳動比分別是,。查表得:時,時,可取,于是可得軸II上兩聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別是:22、42。于是根據(jù)相應(yīng)傳動比,得軸III上兩齒輪的齒數(shù)分別是:62、42。變速組c:變速組c有兩個傳動副,傳動比分別是,。查表得:時:時
6、:可取。為降速傳動,取軸III齒輪齒數(shù)為21;為升速傳動,取軸IV齒輪齒數(shù)為44。由對應(yīng)傳動比,得軸III上兩聯(lián)動齒輪的齒數(shù)分別是21,62;軸IV兩齒輪的齒數(shù)分別是85,44。8、 校核主軸轉(zhuǎn)速誤差實際傳動比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差,要求不超過。下表為主軸轉(zhuǎn)速誤差與規(guī)定值之間的比較: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實際轉(zhuǎn)速r/min主軸轉(zhuǎn)速誤差在標(biāo)準(zhǔn)值范圍之內(nèi)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、 動力設(shè)計1、 傳動軸的直徑的確定傳動軸的直徑可以按照扭轉(zhuǎn)剛度進行初步計算:式中 傳動軸直徑 該軸傳遞的功率 該軸的計算轉(zhuǎn)矩 該軸每米長度允許扭轉(zhuǎn)角,取值為(1)主軸的計算轉(zhuǎn)速由參考文獻【1】表3-10中所述,13min74/minZnnrj-=。(2)各個傳動軸的計算轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速圖可以得到I、II、III軸的計算轉(zhuǎn)速分別為600, 300, 106r/min。(3) 各軸功率的確定經(jīng)過查閱資料,知一般情況下,滾動軸承的效率,齒輪副的效率。由主軸所需的功率P=4kW,往前依次求出:III軸:II軸:I軸:(4) 各傳動軸直徑I軸:II
8、軸:III軸:綜上,取d1=35mm, d2=40mm, d3=50mm.(5) 主軸軸頸尺寸的確定 根據(jù)參考文獻【1】中表3-13,主軸前軸軸頸范圍為70105mm,取,后軸頸直徑,取。2、 齒輪模數(shù)的初步計算(1)齒輪計算轉(zhuǎn)速的確定只需計算變速組內(nèi)最小的也是強度最弱的齒輪即可。a變速組內(nèi)最小齒輪齒數(shù)是z=24,只有一個轉(zhuǎn)速600r/min,取為計算轉(zhuǎn)速b變速組內(nèi)最小齒輪齒數(shù)是z=22,使III軸獲得106、150、212r/min三個轉(zhuǎn)速,106r/min是III軸的計算轉(zhuǎn)速,所以該齒輪的計算轉(zhuǎn)速為300r/min。c變速組內(nèi)的最小齒輪齒數(shù)是z=21,使主軸獲得6級轉(zhuǎn)速26.5, 37.5, 53, 75, 106, 150r/min,850r/min是主軸的計算轉(zhuǎn)速,所以該齒輪的計算轉(zhuǎn)速為300r/min。(2)模數(shù)的計算要求每個變速組的模數(shù)相同。根據(jù): 其中: 按接觸疲勞強度計算的齒輪模數(shù)
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