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五邑大学2016无丝杠车床主传动系统运动和动力设计讲述
五邑大学无丝杠车床主传动系统运动和动力设计机床的规格及用途最大加工直径ф320mm无丝杠车床主传动系统设计nmin=37.5,转速级数Z=12 功率N(KW)=4,=1.41.车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。运动设计①确定公比根据设计数据,公比=1.41。②求出主轴转速级数Z根据设计数据,转速级数Z=12。③确定极限转速根据设计参数,主轴最低转速为37.5r/min,级数为12,且公比=1.41。则 变速范围由因为=1.41得=43.79 取=44根据《机械制造装备设计》表2-5标准数列知:首先找到最小极限转速37.5,再每跳过5个数(1.41=1.06^4)取一个转速,即可得到公比为1.41的数列:37.5,53,75,106,150,212,300,425,600,850,1180,1700.⑤确定结构式主变速传动从电动机到主轴,通常为降速传动,接近电动机的传动件转速较高,转速的转矩较小,尺寸小一些;反之,靠近主轴的传动件转速较低,传递的转矩较大,尺寸就较大。因此在拟定主变速传动系时,应尽可能将传动副较多的变速组安排在前面,传动副较少的变速组放在后面。即PaPbPc…Pj,使主变速传动系中更多的传动件在高速范围内工作,尺寸小一些,以便节省变速箱的造价,减小变速箱的外形尺寸。按此原则:12=3×2×2;12=2×3×2;12=2×2×3,三种不同传动方案中以前者为好。(引自《机械制造装备设计》机械工业出版社)12级转速传动系统的传动组,选择传动组安排方式时,考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能。主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大,最后一个传动组的传动副常选用2。综上所述,传动式为12=3×2×2。对于12=3×2×2传动式,有6种结构式和对应的结构网。分别为:12=31×23×26,12=32×21×26,12=34×21×2212=31×26×23,12=32×26×21,12=34×22×21根据主变速传动系统设计的一般原则,选12=31×23×26,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。⑥绘制转速图根据设计要求,选择的电机型号:Y112M-2,功率4kW,额定电流8.2A,同步转速3000r/min,满载转速2890r/min,效率85.5,功率因数0.87,重量45kg。分配总降速传动比总降速传动比为U=37.5/1700=0.221,若每个变速组的最小传动比均取四分之一(为避免从动齿轮尺寸过大而增大箱体的径向尺寸,一般限制降速最小 传动比U主1/4),则三个变速组总的降速比可达(1/4)^3=1/64,看来似乎无须增加 降速定比传动,但是为了中间两个变速组做到降速缓慢以利于减少变速箱的径向尺寸,可大电机轴与I轴之间增加一降速比传动,用齿轮和皮带均可,为了便于安装,维护方便,在此选用的是皮带。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。定III轴的转速由于第二扩大组的变速范围为8,选取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:150,212,300,425,600,850r/min,可见III轴的最低转速为150r/min。②确定II轴转速第一扩大组的级比指数。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。于是,,,II轴的最低转速是425/min,三级转速分别为425,600,850r/min。③确定I轴转速同理,轴I可取:I轴级比指数为X0=1,又因为带传动的传动比为u=1/1.41l^5,带传动比可能比较大,因为设计参数给出的电机转速和和主轴的转速相差很大,如果在不换电 机的情况下,适当的增加降速比就可以满足条件。最终确定I轴的转速为1700r/min。根据以上计算,绘制转速图如下:(单位r/min)确定变速组齿轮传动副的齿数速组a: 变速组a有三个传动副,传动比分别是,,由《机械制造装备设计》表2-8查得:符合条件的可取,查表可得轴I主动齿轮齿数分别为:36、30、24。根据相应的传动比,可得轴II上的三联齿轮齿数分别为:36、42、48。速组b:变速组b有两个传动副,传动比分别是,。查表得:可取,于是可得轴II上主动齿轮齿数分别是:42,22。于是根据相应传动比,得轴III上三齿轮的齿数分别是:42,62。速组c:变速组c有两个传动副,传动比分别是,。查表得:可取,于是可得轴III上主动齿轮齿数分别是:60,18。于是根据相应传动比,得轴Ⅳ上两齿轮的齿数分别是:30,72。确定带轮直径确定计算功率,由《机械设计》附表8-8查得
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