cm6132机械系统设计课程设计_精密车床主轴箱及变速箱系统设计(编辑修改稿)

cm6132机械系统设计课程设计_精密车床主轴箱及变速箱系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 、 Ⅳ 的转速： ① 先来确定 背轮机构的公比 变速组 d 的变速范围为 =8，构式， 采用背轮机构 ，则其公比为： =1 = = = ② 确定轴 Ⅲ 的 公比 变速组 c采用 皮带传动 降速， 可取 ③ 确定轴Ⅱ的 公比 为了扩大变速范围，变速组 b 是基本组，并采用混合公比，使用三联滑移精密车床主轴箱 及变速 箱系统设计 16 齿轮，可取 = = = ④ 确定轴Ⅰ的转速 对于 变速组 a,是第一扩大组 ，其级比指数为 3,可取 = = = 由此也可确定加在电动机与主轴之间的定变速比。 下面画出转速图（电动机转速与主轴最高转速相近）。 CM6132 型 精密 车床（ 18 级转速，混合公比 ）采用了背轮机构后的转速图，如图 4 所示。 精密车床主轴箱 及变速 箱系统设计 17 图4 传动系统的转速图0电动机Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅵ Ⅴ 齿轮齿数的估算 齿轮齿数的确定，当各变速组的传动比确定以后，可确定 齿轮齿数。 为了便于设计和制造， 同一传动组内各齿轮的模数常取为相同。 此时，各传动副的齿轮 齿数和 相同。 显然，齿数和太小，则小齿轮的齿数少，将会发生根切，或造成其加工齿轮中心孔的尺寸不够（与传动轴直径有关），或造成加工键槽（传递运动需要）时切穿齿根；若齿数和太大，则齿轮结构尺寸大，造成主传动系统结构庞大。 因此，应根据传动轴直径等适当选取。 对于定比传动的齿轮齿数可依据机械设精密车床主轴箱 及变速 箱系统设计 18 计手册推荐的方法确定。 对于变速组内齿轮的齿数，如传动比是标准公比的整数次方时，变速组内每对齿轮的齿数和 zS 及小齿轮的齿数可以从手册中选取。 一般在主传动中，最小齿数应大于 18～ 20。 采用三联滑移齿轮时，应检查滑移齿轮之间的齿数关系：三联滑移齿轮的最大齿轮之间的齿数差应大于或等于4，以保证滑移是齿轮外圆不相碰。 本次设计共包含 III 轴传动组， IIIII轴传动组， IV传动组和 IVV (主轴 )传动组四个齿轮副传动组。 根据 查表法 ,查 手册 各种常用变速比的使用齿数。 变速组 a: ∵ ， = ， = = 查传动比 i 为 、 和 的三行，有数字者即为可能的方案。 结果如下： 时： zS …… 5 5 60、 6 6 6 70、 7 77 78…… = 时： zS …… 5 5 6 6 6 6 6 70、 7 77 77…… = = 时， zS …… 5 60、 6 6 6 70、 7 7 7 778…… 可 挑出 zS 70， 但是齿数过大，径向尺寸大， 三联滑移齿轮的最大齿轮之间的齿数差应大于或等于 4，以保证滑移是齿轮外圆不相碰。 综合同类型机精密车床主轴箱 及变速 箱系统设计 19 床，选取 zS 58， 于是可得 各对传动副中小 齿轮 的 齿数分别为： 2 26 和17。 这样会使传动比产生些微变化，于是 于是 ， = ， = = ， 可得 轴 I上的三联齿轮齿数分别为： 3 2 17 轴Ⅱ上的三联齿轮齿数分别为： 2 3 42。 变速组 b: ∵ ， = = ， = 时： zS …… 5 5 60、 6 6 6 70、 7 77 78…… = 时： zS …… 5 5 6 6 6 6 6 70、 7 77 77…… = 时： zS …… 5 60、 6 6 6 7 7 78…… 可取 zS 72， 但是变速组 a 选取的齿数和是 58，相差很大，结构不紧凑， 且三联 滑移齿轮的最大齿轮之间的齿数差应大于或等于 4，以保证滑移是齿轮外圆不相碰。 于是 取 zS 68，于是可得各对传动副中小齿轮的齿数分别为： 2 26 和 30。 这样会使传动比产生些微变化，于是 ， = = ， = 可得 轴Ⅱ上的齿轮齿数分别为： 4 3 22。 轴 Ⅲ 上 三联滑移 齿轮的齿数分别为： 2 45。 背轮机构 精密车床主轴箱 及变速 箱系统设计 20 皮带轮 轴到Ⅳ轴的公比为 = = ，可取 zS 90，则 = = ,于是皮带轮轴上的齿数为 27，Ⅳ轴上的齿数为 63。 Ⅳ 轴 到 Ⅴ 轴 （ 主 轴 ） 的 公 比 为 = ，可取 zS 75, 则= ，于是Ⅳ轴上的齿数为 17，Ⅴ轴 上的齿数为 58。 主轴转速误差 实际传动比所造成的主轴转速误差，一般不应超过 177。 10( 1)％ ,即 39。 | | 1 0 ( 1 ) %nnn  实 际 转 速 标 准 转 速标 准 转 速 对于精密车床 CM6132 的 18 级转速图知： Nmax=2020r/min 有，m a x 9 0 3 6 4 2 1 7 81 4 3 0 1 2 0 1 8 . 5 2 / m in1 5 0 2 2 2 6 2 0 0Nr       则有 2 0 1 8 . 5 2 2 0 0 0 0 . 9 2 6 % 2 . 6 %2020   因此满足要求。 以同样的方法来计算其它各转速 精密车床主轴箱 及变速 箱系统设计 21 171615141390 36 38 178143 0 1 158 / m i n150 22 30 20090 26 42 178143 0 1 100 / m i n150 32 26 20090 26 38 178143 0 1 785 .89 / m i n150 32 30 20090 36 22 178143 0 1 610 .9 / m i n150 22 45 20090 171430150 42nrnrnrnrn                          121110942 1781 499 .29 / m i n26 20090 17 38 178143 0 1 391 .51 / m i n150 42 30 20090 26 22 178143 0 1 303 .33 / m i n150 32 45 20090 36 42 178 27 17143 0 253 .56 / m i n150 22 26 200 63 5890 36 38 1781430150 22 30 200rnrnrnrn                           876527 17198 .82 / m i n63 5890 17 22 178143 0 1 151 .11 / m i n150 42 45 20090 26 42 178 27 17143 0 125 .9 / m i n150 32 26 200 63 5890 26 38 178 27 17143 0 / m i n150 32 30 200 63 5890 36 22 178 271430150 22 45 200rnrnrnrn                         432117 / m i n63 5890 17 42 178 27 17143 0 / m i n150 42 26 200 63 5890 17 38 178 27 17143 0 / m i n150 42 30 200 63 5890 26 22 178 27 17143 0 / m i n150 32 45 200 63 5890 17 22 1781430150 42 45 20rnrnrnrn                         27 17 / m i n0 63 58r   精密车床主轴箱 及变速 箱系统设计 22 158 8 158 0 78% %1580100 5 100 0 25% %1000785 .89 785 13% %785610 .9 610 48% %610500 499 .29 42% %500391 .51 390 87% %390305 303 .33 48% %305253 .56 250%250 %200 198 .82 % %200151 .11 150 4% %150125 .9 125 2% %125100 98. 72 8% %10076. 74 76 74% %7662. 72 62 6% %6250 49. 18 4% %5038. 10 38 63% %3819 18. 9819 % % 同上计算各级转速误差，以表形式列出，如下图： 精密车床主轴箱 及变速 箱系统设计 23 各级转速误差 2020 1580 1000 785 610 500 390 305 250 误差 % % % % % % % % % 200 150 125 100 76 62 50 38 19 误差 % % % % % % % % % 各级转速误差都都小于 ％，因此不需要修改齿数。 设计 电机功率的确定 如前所述，对于国产 CM6132 普通车床，机床功率一般为 Y100L24 型号异步电动机。 其额定功率为 3KW. 确定各轴 计算 转速 ⑴确定主轴计算转速：计算转速 jn 是 传动件能传递全部功率的最低转速。 各传动件的计算转速可以从转速图上，按主轴的计算转速和相应的传动关系确定。 根据公式，主轴的计算转速为 z 1 81133m i nn n 1 9 1 . 2 6 6 0 . 3 r / m i nj      ⑵各变速轴的计算转速： 精密车床主轴箱 及变速 箱系统设计 24 ①轴Ⅳ的计算转速 4jn 为 62r/min； ②Ⅲ的计算转速 3jn 为 175r/min； ③ 轴Ⅱ的计算转速 2jn 为 350r/min； ④ Ⅰ的计算转速 1jn 为 858r/min。 带轮的设计 本次设计中，存在着电动机到 I轴， III轴到 VI 的两组皮带轮传动，其传动比分别为 和 V 带，根据电动机转速和功率即可确定带型号，传动带数 2~5 个最佳。 根据带轮传递功率和转速，对于电动机到 I 轴选择 A 型带。 三角带传动中，轴间距 A 可以加大。 由于是摩擦传递，带与轮槽间会有打滑，宜可缓和冲击及隔离振动，使传动平稳。 带轮结构简单，但尺寸大，机床中常用作电机输出轴的定比传动。 电动机转速 n=1430r/min,传递功率 P=3kW,传动比 i=，两班制，一天运转 16小时，工作年数 10年。 (1)选择三角带的型号。