机床主轴设计

设计题目机床主传动系统设计 系别机电工程分院 专业机械制造及其自动化 学生姓名 专业班级 班级学号 设计日期 1 车床设计任务书车床设计任务书 一、设计题目一、设计题目 工件最大回转直径D max 300mm， 轴最低转速 轴最高转速 355r/min 1800r/min 电机功率 P3KW，公比Ф1.26 二、运动设计，确定结构式二、运动设计，确定结构式 1.1.查表得查表得 250 265 280 300 315 335 355 375 400 425 450 500 530 560 600 630 670 710 750 800 850 900 1000 1060 1120 1180 1250 1320 1400 1500 1600 1700 1800 2 4759501900 355，450，560，710，900，1120，1400，1800（共 8 级） 或者 Z8 2.2.结构式、传动组和传动副数的确定结构式、传动组和传动副数的确定 ①传动组和传动副数可能的方案有 8428 24 8 222 第一行方案有时可以省掉一根轴。缺点是有一个传动组内有四个传动副。如果 用一个四联滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；如果用两个双联滑移齿轮，则操纵 机构必须互锁以防止两个滑移齿轮同时啮合。所以一般少用。 第二行的方案根据 “前多后少”的原则。取 8 222 的方案。 ②结构式或结构网的各种方案的确定 由①知方案有 a.8  2 1  2 2  2 4 b.8  2 2  2 1  2 4 c.8  2 4  2 1  2 2 d.8  2 1  2 4  2 2 e.8  2 2  2 4  2 1 f.8  2 4  2 2  2 1 3 选择原则 I传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围 1 降速传动中，主动齿轮的最少齿数受到限制umin4； 避免被动齿轮的直径过大升速传动比最大值umax2（斜齿传动umax 2.5）尽 量减少振动和噪声； 各变速组的变速范围R max u max /umin≤8-10 之间； 对于进给传动链，由于转速通常较低，零件尺寸也较小，上述限制可放宽些。 1  i进 2.8 R 5。故 进max 14 在检查传动组的变速范围时，只需检查最后一个扩大组。因为其它传动组的变 xnpn-1 R  R maxn 速范围都比它小。应为 II基本组与扩大组的排列顺序。 原则是选择中间传动轴变速范围最小的方案。 综上所述，方案8  2 1 2 2 2 4 较好 三、转速图与传动系统图三、转速图与传动系统图 1.根据已知参数，取 4 级电动机 Y100L2-4，额定功率 3KW，满载转速 1430r/min 本例所选定的结构式共有三个传动组，变速机构共需 4 轴。加上电动机轴 4 共 5 轴。故转速图需 5 条竖线，主轴共 8 速，电动机轴转速与主轴最高转速 相近，故需 8 条横线。 Ⅳ轴 8 级速度355，450，560，710，900，1120，1400，1800 1 2 4 2 ii   c2c1 Ⅲ轴 传动组变速2.5，所以俩个传动副传动比为极限值， Ⅱ轴 级比指数 2，取转速为 900,1120r/min Ⅰ轴 级比指数 1，取i a1  1  i a3 1 变速组 a u a1 1/01/1 u a2 1/11/1.26 共同组为 50、52、54、56、66、68、70、72、74、82、84、 86、 取二对传动副的齿数和为 52，则 , 变速组 b u b1 1/01/1 u b2 1/21/1.60 共同组为 44、48、52、54、60、62、70、72、78、80、82、 86、88、90 取两对传动副的齿数和为 54，则 变速组 C 5 , u c1 2/11.60/1 u c2 1/21/1.60 因为互为倒数，可以选任意组 取两对传动副的齿数和为 62，则 , 由此可得各变速组齿轮数 , , , 初步验算得初步验算得 最高转速最高转速 最低转速最低转速 验算合格 6 7 四，动力计算四，动力计算 （（1 1）） ，选择电机型号，选择电机型号 按照工作要求和条件，选用三相异步电动机，Y 系列，额定电压 380V。 已知电动机的额定功率是 4KW，根据车床设计手册查出有三种适用的电动机型号， 因此有三种传动比方案，如下表一 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、传动比，可见第 1 方案比较适合。因此 选定电动机型号为 Y100L2-4，其主要性能如下表二 表一 方案 表二 起动转 起动电流 额定额定 转速 功率电流 型号 矩 r/mi kWA n Y100L2- 3 4 电动机转速 电动机 额定功率 电动机型号 r/min 质量 同步 转速 1 2 3 Y100L2-4 Y100L-2 Y132S-6 3 3 4 1500 3000 1000 满载 kg 转速 1430 2870 960 38 33 63 Ped kW 最大转 矩 额定转 额定电流 矩 重 量 效 率 功率 因数 矩 额定转 cos 倍倍倍kg 85. 12.61500 3 8 0.82.26.52.338 （（2 2）） ，带轮数据的确定，带轮数据的确定 1.选择三角带类型 选工况系数 X1.1，则计算功率N j  KN 1.14 4.4 根据电机转速和计算功率，三角带取 A 型。 2.确定带轮的计算直径D 2 A 型取D min 100mm D n 1 2 n D1-，其中0.02 2 所以D 1430 2  1120  100 （1 - 2） 125 3.确定三角带速度 v D min n 100  1430 60  1000  60  1000  7.5m/s 4.确定中心距A 0 A 0 0.72D 1  D 2 取A 0 1.8*（100125）405 5.确定三角带的计算长度l 0 及内周长l n lA D 2 D min 0 2 0 2 （D 1 D 2 ） 4A  1163.4 0 将计算出的l 0 数值取整到标准的计算长度 l1163.4ln 1120 6.验算三角带的绕曲次数 n。 n 1000mv1000  1  7.5 l  1120  6.70﹤40（m 为带轮个数） 7.确定实际中心距 A AA l-l 0 0  2  384 9 8.验算最小包角  1800- D 2 D min 57.30 1760 1200 A 9.确定三角带根数 根据 D 1 100mm，n11430r/min, 查表得 P01.32kW k 0.99 K l  0.91 所以 P r  1.32 0.11 * 0.99 * 0.91  1.288 所以 3 根 （（3 3）传动件的计算转速）传动件的计算转速 （1）主轴 n j  n