普通机床主传动系统设计说明书Word文档下载推荐.docx
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2000,1250,800,630,500,400,320
250,200,160,100,63
(选择第三组参数作为设计数据)
二、运动设计
(1)传动方案设计(选择集中传动方案)
(2)转速调速范围
(3)根据《机械制造装备设计》公式(3-2)因为已知
∴Z=+1∴===1.411
根据《机械制造装备设计》表3-5标准公比。
这里我们取标准公比系列=1.41,因为=1.41=1.06,根据《机械制造装备设计》表3-6标准数列。
首先找到最小极限转速25,再每跳过5个数(1.26~1.06)取一个转速,即可得到公比为1.41的数列:
45、63、90、125、180、250、355、500、710、1000、1400、2000。
(4)结构式采用:
1)确定系数
2)确定结构网和结构式:
确定基本组传动副数,一般取,在这里取
3)基型传动系统的结构式应为:
4)变型传动系统的结构式,应在原结构式的基础上,将元基本组基比指数加上而成,应为为0,故不发生改变。
根据“前多后少”,“前密后疏”的原则,取
5)验算原基本组变形后的变速范围
6)验算最末变速的组变速范围
根据中间变速轴变速范围小的原则选择结构网。
从而确定结构网如下:
传动系的结构网
(5)绘制转速图:
1)分配总降速比
若每一个变速组最小降速比取则三个变速组为,则需增加定比传动副,故选用三角带传动来降低速比可以满足要求。
2)确定传动轴数
变速轴轴数=变速组数+定比变速副数+1=3+1+1=5。
如下图所示
3)绘制转速图
(6)确定变速组齿轮齿数
1)先计算基本组的齿轮的齿数
基本组的降速比分别为:
,,
故齿数最小的齿轮在降速比为之中,查表取最小齿轮数,,找出可能采用的齿数和诸数值
=1=……60、62……
=1.41=……60、63……
=2=……60、63……
在具体结构允许下,选用较小的为宜,现确定=72,
确定各齿数副的齿数
u=2,找出=24,=-=72-24=48;
u=1.41,找出=30,=-=42;
u=1,找出=36,=36;
2)第一扩大组的齿数确定:
=1=1/=1/2.82
故变速组中最小齿轮必在1/的齿轮副中,假设最小齿数为=22,=84,
同上,去=84,查得=22,=42;
=62,=42。
3)第二扩大组的齿数确定
同上可得=30,=18,60,=72。
(7)传动系统图如下:
(8)带轮设计
1)确定计算功率:
K为工作情况系数,可取工作8小时,取K=1.0
2)选择三角带的型号:
由和查表选择B型带
3)取,则,取
4)核算胶带速度V
5)初定中心矩
根据《机械设计》经验公式(11.20)
根据《机械设计》表(11.4)的
取.
6)计算胶带的长度
由《机械设计》公式(11.2)计算带轮的基准长度
由《机械设计》图11.4,圆整到标准的计算长度
7)核算胶带的弯曲次数
8)计算实际中心距
9)核算小带轮的包角
10)确定胶带的根数
由《机械设计》中的表11.8到11.12得
,
,取二根带。
11)大带轮结构如下图所示:
(12)计算带的张紧力作用在轴上的压轴力
-带的传动功率,KW;
v-带速,m/s;
q-每米带的质量,kg/m;
取q=0.17kg/m。
v=1450r/min=9.49m/s。
三、动力设计
(1)传动件的计算转速
主轴的计算转速:
,取主轴的计算转速为125r/min。
各轴的计算转速如下:
轴序号
电
1
主
计算转速(r/min)
1450
1000
500
177
125
最小齿轮的计算转如下:
轴序号及最小齿轮齿数
1(24)
2(22)
3(18)
主(30)
核算主轴转速误差
∵
∴
所以合适。
(2)计算各传动轴的输出功率
(3)计算各传动轴的扭矩
(n.mm)
(n.mm)
(4)轴径设计及键的选取(查《机械设计》公式16.9和表16.4得)
轴一:
,,取带入公式:
有,,圆整取
选花键:
轴二:
选花键:
轴三:
主轴:
查及《机械制造装备设计》中表3-13选择主轴前端直径,后端直径
取,则平均直径。
对于普通车床,主轴内孔直径,故本例之中,主轴内孔直径取为
支承形式选择两支撑,初取主轴前端的悬伸量,支撑跨距实际取取。
选择平键连接,
(5)计算齿轮模数
45号钢整体淬火,
按接触疲劳计算齿轮模数m,查表计算可得
1-2轴取,,,,
由公式可得,m=2mm
2-3轴取,,,,
由公式可得,m=2.5mm
3-主轴取,,,,
由公式可得,m=3.0mm
(6)齿轮校核
表6.1齿轮尺寸表(单位:
mm)
齿轮
齿数
z
模数
分度圆直径d
齿顶圆直径
齿根圆直径
齿顶高
齿根高
⒈
24
48
52
43
2.5
⒉
30
60
64
55
⒊
36
72
76
67
⒋
96
100
91
⒌
42
84
88
79
⒍
⒎
22
48.75
3.125
⒏
105
110
98.75
⒐
⒑
62
155
160
148.75
⒒
18
54
46.5
3.75
⒓
180
186
172.5
⒔
216
222
208.5
⒕
90
82.5
(1)一轴到二轴的小齿轮从上表可知为齿数为24
查设计手册可得以下数据:
接触应力:
[为传递的额定功率(KW)]
将以上数据代入公式可得
弯曲应力:
,,
将以上数据代入公式可得(符合要求,合适)
(2)二轴到三轴的小齿轮从上表可知为齿数为22
(3)三轴到主轴的小齿轮从上表可知为齿数为18
(7)主轴校核
(a)主轴的前端部挠度
(b)主轴在前轴承处的倾角
(c)在安装齿轮处的倾角
E取为,
,
由于小齿轮的传动力大,这里以小齿轮来进行计算
将其分解为垂直分力和水平分力
由公式
可得
主轴载荷图如下所示:
由上图可知如下数据:
a=364mm,b=161mm,l=525mm,c=87mm
1)计算(在垂直平面)
,
,,
2)计算(在水平面)
3)合成:
(8)轴承的选取
1)带轮:
因于带轮不承受轴向力,故选用深沟球轴承,型号:
210。
2)一轴:
一轴的前后端与箱体外壁配合,配合处传动轴的轴径是25mm,同时一轴也不会承受轴向力故也选用深沟球轴承,型号:
205。
3)二轴:
二轴与一轴相似,但是由于工作过程之中传动可能右误差,二轴会承受轴向力,因此二轴与外壁配合处采用圆锥滚子轴承,型号:
7206E。
4)三轴:
三轴与外壁配合处采用圆锥滚子轴承,型号:
7207E。
5)主轴:
主轴是传动系统之中最为关键的部分,因此应该合理的选择轴承。
从主轴末端到前端依次选择轴承为圆锥滚子轴承,型号:
7214E;
推力球轴承,型号:
38215;
圆柱滚子轴承,型号:
3182113
四.参考书籍:
【1】.机床设计手册(两册共四本)机械工业出版社
【2】.机床设计图册上海科学技术出版社
【3】.机械设计(第四版)高等教育出版社
【4】.机械制造装备设计机械工业出版社
【5】.机械制图高等教育出版社
【6】.机床电力拖动与控制西南交通大学出版社
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