【正文】 燕山大學 課 程 設 計 說 明 書 題目： CK6140 數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)設計 學院（系）： 機械工程學院機制系 年級專業(yè)： 08級機制 2 學 號： 080101010127 學生姓名： 呂 偉 彪 指導教師： 王敏婷 李宇鵬 目 錄 第 1 章 概述 …………………………………………… . .…… ..1 設計要求 ……………………………… ……………… ..1 第 2 章 主傳動的設計 …………… …………………………… 2 計算轉速的確定 ………………………………… …… .. 2 變頻調速電機的選擇 …………………………… … ...… 2 轉速圖的擬定 ……………………………………… … ...2 傳動比的計算 …………………………………… ...2 參數(shù)確定 ………………………………………… . ..2 主軸箱傳動機構簡圖 ……………… …………… ...3 轉速圖擬定 ……………………………………… ...3 傳動軸的估算 …………… ………………………… ..… 3 主軸軸頸的確定 …………………… ……………… ..… 5 主軸最佳跨距的選擇 …………………… ……… ..…… 5 齒輪模數(shù)的估算 ………………………… …………… .. 6 同步帶傳動的設計 ……………………… ………… .… 8 滾動軸承的選擇 …………………… … …………… .… 10 主要傳動件的驗算 ……………………… … .…… .… 10 齒輪模數(shù)的驗算 ……………………… ..… ..…… 10 傳動軸剛度的驗算 ……………………… … …… 14 滾動軸承的驗算 …………… .………………… ... 15 總結 ……… …………………… ..……………… …………… .… . 16 參考文獻 ………………………… …… ……………… ..……… .. 17 燕 山 大 學 課 程 設 計 說 明 書 共 17 頁 第 頁 1 第一章 概述 設計要求 機床類型：數(shù)控車床 主傳動設計要求： 滿載功率 ，最高轉速 4000rpm, 最低轉速 變速要求：無級變速 進給傳動系統(tǒng)設計要求： 伺服控制，行程 1200mm，最低速度 ，最高速度 ， 最大載荷 4500N，精度177。 3μ m 燕 山 大 學 課 程 設 計 說 明 書 共 17 頁 第 頁 2 第二章 主傳 動的設計 計算轉速的確定 機床主軸的變速范圍： = ，且： =4000rpm, = 所以： == 根據(jù)機床的主軸計算轉速計算公式： = 得： == 為了簡化變速箱及其自動操縱機構，希望用雙速變速箱，現(xiàn)取 Z=2。為了提高電機效率，應盡量使 minmin=nn低高。 假設所選電機最高轉速 為 4500rpm，額定轉速為 1500rpm，1 4000 ??，則有，2124500 ?，得 2?， 2 908rpmi ?。 取機床 總效率 η =х =，則 ??kw。電動機在 1500rpm 時的輸出功率為min ? ? ?kw ， 現(xiàn) 取 過 載 系 數(shù) k= ， 則 電 機 功 率 為0 min kp kw? ? ? ? 。 可選用上海德驅馳電氣有限公司的 電動機， 額定功率為 ，最高轉速為 4500rpm，同步轉速為 1500rpm，調頻范圍為 5150HZ,基頻為 50HZ。 選配變頻器型號： DRS3000V4T0150C，售價 1380 元人民幣。 轉速圖的擬定 傳動比的計算 設電機軸與中間軸通過齒輪定比傳動，取其傳動比為 0i=， 則39。 110 i? ? ?，39。 220 i ? ?。 參數(shù)確定 第一級變速選用同步齒形帶傳動，兩級變速組采用齒輪傳動。 選39。1i=的齒輪副為 70/51 燕 山 大 學 課 程 設 計 說 明 書 共 17 頁 第 頁 3 選39。2i= 的齒輪副為 26/95 主軸箱傳動機構簡圖 轉速圖擬定 傳動軸的估算 傳動軸除應滿足強度要求外，還滿足剛度要求，強度要求保證軸在反復載荷和扭轉載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機床主傳動系統(tǒng)精度要求較 高，不允許有較大變形。因此疲勞強度一般不是主要矛盾。除了載荷較大的情況外，可以不必驗算軸的強度。剛度要求軸在載荷下不至于產生過大的變形。如果剛度不夠，軸上的零件由于軸的變形過大而不能正常工作，或者燕 山 大 學 課 程 設 計 說 明 書 共 17 頁 第 頁 4 產生振動和噪音，發(fā)熱，過早磨損而失效，因此，必須保證傳動軸有足夠的剛度。 計算轉速 jn是傳動件傳遞全部功率的最低轉速，各個傳動軸上的計算轉速可以從轉速圖直接得出。 主軸： 2jn=163r/min 中間軸： 1jn=595r/min 電機軸： 0jn=893r/min 各軸功率和扭矩計算： 已知一級齒輪傳動效率為 ，則有： 電機軸功率： 0p= 0jn179。p額/n額=893179。 中間軸功率： 1p= 0179。 =11179。 = 主軸功率： 2p= 1179。 =179。 = 電機軸扭矩： 0T=9550 0p/ 0jn=9550179。 11/893=179。 105 N178。 mm 中間軸扭矩： 1T=9550 1p/ 1jn=9550179。 179。 105 N178。 mm 主軸扭矩； 2T=9550 2p/ 2jn=9550179。 179。 105 N178。 mm 表 21 各軸計算轉速、功 率、扭矩 軸 電機軸 中間軸 主軸 計算轉速（ r/min） 893 595 163 功率 (kw) 11 扭矩 (N178。 m) 118 173 621 按扭轉剛度估算軸的直徑 ? ?nTd ?? （ mm） 式中 d—— 傳動軸直徑（ mm） nT—— 該軸傳遞的額定扭矩（ N178。 mm） 燕 山 大 學 課 程 設 計 說 明 書 共 17 頁 第 頁 5 ? ??—— 該軸每米長度允許的扭轉角 （ deg/m），一般傳動軸取? ??=176。 ~1176。 電機軸：取 ? ??=? ?44 ? ?? ? ?mm 查閱電機軸軸頸為 d=48mm，滿足要求。 中間軸：取 ? ??=? ?44 ? ?? ? ?mm 圓整取 d 1 =40mm 主軸軸 頸的確定 為了保證機床工作的精度，主軸尺寸一般都是根據(jù)其剛度要求決定的。故主軸前軸頸的尺寸按統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定。查閱相關資料：主軸前軸頸 D 1=150mm，主軸的后軸頸一般推薦為 D 1 的 倍，取 D 2 = D 1 =179。150=120mm。 表 22 各軸估算直徑 軸 電機軸 中間