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中小型通用铣床主传动系统的设计
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中小型通用铣床主传动系统的设计
作者:xxx 指导老师:xxx
(xxx大学工学院 机制 合肥 230036)
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摘要:主传动系统的设计是金属切削机床设计中的重要内容,本次毕业设计的是中小型通用铣床主传动系统,根据通用铣床常用的参数,选定电动机类型,确定主电动机功率,按照一定的方法设计主轴箱传动比和转速分配,设计和计算所需齿轮,三角形带和轴,进行校核后得到所用的,包括轴与轴间的距离。合适的选用轴承和花键,达到优化设计整个主传动系统的稳定结构。通过运动参数拟定设计方案,确定转速图,并拟定传动系统图,在保证机床运动和使用要求的前提下,运动链尽量简短简单,画好转配图后,对主要零件进行校核如齿轮弯曲强度的校核和主轴的校核,修改并完善转配图,编写零件代号和制定整个部件的技术条件,最后绘制出正确的零件图。 关键词:铣床 主传动系统 零件 运动参数。 1 引言
设计的机床主轴必须要有一定的变速范围和转速,以满足在实际应用中的需求。
在设计的过程中不断地发现问题并解决问题。
中小型通用铣床主传动系统的设计
传动件包括齿轮、传动轴、轴承等。
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传动轴在反复的弯曲载荷和扭曲载荷的双重作用下易发生疲劳破坏。要求轴在弯曲和扭曲载荷下不易发生过大的变形。传动轴一般要先估算其直径,然后对其刚度进行校核。提高刚度一般有两种方法:缩短轴的长度和增加轴的直径,这样轴的主动件和被动件更近些,使传动件更靠近轴。
1.1 机床的用途和性能
该产品操作方便,性能可靠。机床主轴的电动机功率高,有较广的变速范围。机
床有完善的润滑系统。工作台水平回转角度 ±45°。
1.2 机床的主要技术参数
工作台面积mm ...............................320*1325 工作台最大纵向行程 手动/机动mm..............700/680 工作台最大横向行程 手动/机动mm..............255/240 工作台最大垂直行程 手动/机动mm..............320/300 工作台最大回转角度..........................±45°
主轴中心线至工作台面距离mm...................30/350 主轴转速级数...............................18级 主轴转速围r/min............................30-1500 工作台进给量级数............................18级 主传动电机功率kw............................7.5 进给电机功率kw.............................1.5
机床外形尺寸(长×宽×高)mm..................... 1831*2064*1718
2 传动路线的设计
2.1 设计任务
传动路线的设计是运用转速图的基本原理,来设定合理的传动方案,其中包括传动副数和变速组的选择,齿轮传动比的确定和齿轮齿数的计算。
2.2 转速图的拟定
该铣床的主轴转速范围为30~1500r/min,取公比Ф=1.26,电动机的转速N=1450r/min。
Rn=nmax/nmin=1500/30=50=Ф^(Z-1)= Ф^17 所以 Ф=1.26
故 主轴转速级数 Z=㏑Rn/㏑Ф+1= 50/ 1.26+1=17+1=18 2.2.1 确定变速组和传动副数目
为满足机床结构设计和操纵方便的要求,一般机床采用滑移齿轮有级变速传动方
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为18级的变速系统需要3个变速组,即Z=18=3*3*2。 2.2.2 确定变速的传动顺序方案 各变速组的排列方案有:
18=2*3*3 18=3*2*3 18=3*3*2
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式,一般采用双联或三联滑移齿轮,所以转速级数应为2、3因子的乘积,主轴转速
由于该铣床的主传动系统装在床身内,结构上没有特殊的要求,在一般情况下,变速系统应为降速。由于转速高的轴传递的扭矩小,尺寸可小些,从传动的顺序上来说,前面的传动件应多些,可节省材料、减轻重量,故选择18=3*3*2这种方案。
3 传动件的估算
3.1 带轮的设计
3.1.1 确定计算功率Pca。
查表8—8(《机械设计》),知 KA=1.2 由式8—21得 Pca=KA*P=1.2*7.5=9kw
3.1.2 选择V带的带型
根据计算功率Pca=9kw和小带轮转速n1=1450r/min,由图8—11(《机械设计》),知选择V带A型。
3.1.3 确定带轮的基准直径dd1和dd2并验算带速V。
根据图8—11(《机械设计》)和表8—9,取主动轮基准直径dd1=125mm。 根据式8—15a(《机械设计》),并根据表8—9加以适当调整,从动轮基准直径dd2:
dd2= i*dd1=1.933*125=242mm
根据表8—9取 dd2=250mm 按式8—13验算带的速度
V1=π* dd1* n1/(60*1000)m/s=9.49m/s
因为5m/s<9.49m/s<30m/s,故带的速度合适。 3.1.4 确定该带轮的基准长度Ld和传动中心距a
根据式(8—20) 0.7(dd1+ dd2)≤a0≤2(dd1+ dd2),初选带传动的中心距a0=500mm。
根据式(8—22)计算带的基准长度
Ld0≈2a0+0.5π(dd1+ dd2)+ (dd1- dd2)^2/4 a0≈1597mm
由表8—2选带的基准长度 Ld=1640mm。 按式(8—23)计算实际中心距a a≈a0+(Ld- Ld0)/2≈522mm