【正文】 。 帶輪寬度： mmfezB 10012219)15(2)1( ????????? 。 V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準直徑有關(guān)，當帶輪基準直徑 ddd ? （ d為安裝帶輪的軸的直徑， mm）時。 NF )(500 20 ????? ???? （ 10）計算作用在軸上的壓軸力 車床主傳動系統(tǒng)設計 第 17 頁 共 40 頁 NZFFQ i i n2 10 ???????? 帶輪結(jié)構(gòu)設計 ⑴帶輪的材料 常用的 V帶輪材料為 HT150或 HT200，轉(zhuǎn)速較高時可以采用鑄鋼或鋼板沖壓焊接而成，小功略時采用鑄鋁或塑料。 (8)確定三角帶根數(shù) Z 根據(jù)《機械設計》 158P 式（ 826）得 00calpz p p k k?? ?? 查表《機械設計》 153P 表 84d由 i= 和 min14601 rn ? 得 0p? = 查表《機械設計》表 85， k? =；查表《機械設計》表 82，長度系數(shù) lk = )( ?????Z 所以取 Z5? 根 (9)計算預緊力 查《機械設計》表 83， q= 由《機械設計》式（ 827） 20 )(500 qvk kvZpF ca ????? 其中： cap 帶的變速功率 ,KW； v帶速 ,m/s； q每米帶的質(zhì)量， kg/m；取 q=。 (3)驗算帶速度 V， 按《機械設計》 150P 式（ 813）驗算帶的速度 V= 11 ?? ???? nD? 所以 smvsm 305 ?? ，故帶速合適。 由《機械設計》 150P 公式 (815a) ? ???? 11212 DnnD 式中： ?n 小帶輪轉(zhuǎn)速， ?n 大帶輪轉(zhuǎn)速， ? 帶的滑動系數(shù)，一般取 。為提高帶的壽命，小帶輪的直徑 ?D 不宜過小，即 minDD?? 。 故根據(jù)《機械設計》 156P 公式（ 821） )( kWPKP Aca ???? 車床主傳動系統(tǒng)設計 第 15 頁 共 40 頁 式中 P電動機額定功率， AK 工作情況系數(shù) 因此根據(jù) caP 、 1n 由《機械設計》 157P 圖 811普通 V帶輪型圖選用 B型。電動機轉(zhuǎn)速 n=1460r/min,傳遞功率 P=11kW,傳動比 i=，兩班制，一天運轉(zhuǎn) 16小時，工作年數(shù) 10年。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動，使傳動平穩(wěn)。2z =72。 ⑶變速組 c齒數(shù)確定 同上可得 1z =30， 2z =18， 39。1z =62， 39。2z = zs 2z =42； i=1 ，找出 3z =36， 39。 ※找出可能采用的齒數(shù)和諸數(shù)值 1au =1 zs =?? 60、 62?? 2au = zs =?? 60、 63?? 3au =2 zs =?? 60、 63?? 在具體結(jié)構(gòu)允許下，選用較小的 zs 為宜，現(xiàn)確定 zs =72， 確定各齒數(shù)副的齒數(shù) i=2，找出 1z =24， 39。 根 據(jù)《機械制造裝備設計》 94P ,查表 39各種常用變速比的使用齒數(shù)。一般在主傳動中，最小齒車床主傳動系統(tǒng)設計 第 13 頁 共 40 頁 數(shù)應大于 18～ 20。對于定比傳動的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機械設計手冊推薦的方法確定。 ⑴先來確定Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速 變速組 c 的變速范圍為 ]10,8[ m a x66 ???? R? ，故兩個傳動副的傳 動比必然是兩個極限值：41 141 ???CI 、 112 22 ???CI結(jié)合結(jié)構(gòu)式， Ⅲ軸轉(zhuǎn)速 有 以下幾 種可能： 180、 250、 35 500、 7 1000 ⑵ Ⅱ 軸 轉(zhuǎn)速 的 確定 變速組 b的級比指數(shù)為 3，希望中間軸轉(zhuǎn)速較小，因而為了避免升速，又不致變速比太小，可取 ???bi 112?bi 軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速確定為： 500、 7 1000。Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ軸之間的變速組分別設為 a、 b、 c。 ②確定變速軸軸數(shù) 變速軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比變速副數(shù) + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。因為其他變速組的變速范圍都比最后擴大組的小，只要最后擴大組的變速范圍不超過極限值，其他變速組就不會超過極限值。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下： 車床主傳動系統(tǒng)設計 第 10 頁 共 40 頁 傳動系的結(jié)構(gòu)網(wǎng) 各變速組的變速范圍及極限傳動比 傳動副的極限傳動 比和傳動組的極限變速范圍：在降速傳動時，為防止被動齒輪的直徑過大而使進徑向尺寸過大，常限制最小傳動比， mini ? 1/4，升速傳動時，為防止產(chǎn)生過大的振動和噪音，常限制最大傳動比 2max?i ，斜齒輪比較平穩(wěn)，可取 ?i ，故變速組的最大變速范圍為 ?maxR maxi /mini ≤ 8～ 10。因此在擬定主變速傳動系時，應盡可能將傳動副較多的變速組安排在前面，傳動副數(shù)少的變速組放在后面，使主變速傳動系中更多的傳 動件在高速范圍內(nèi)工作，尺寸小一些，以節(jié)省變速箱的造價，減小變速箱的外形尺寸； ※ 傳動順序與擴大順序相一致的原則； 車床主傳動系統(tǒng)設計 第 8 頁 共 40 頁 比較兩組變速方案 631 22312 ??? 和 612 22312 ??? 結(jié)構(gòu)圖如下頁： 631 22312 ??? 車床主傳動系統(tǒng)設計 第 9 頁 共 40 頁 612 22312 ??? 通過兩種方案的比較，后一種方案因第一擴大組 在最前面，Ⅱ軸的轉(zhuǎn)速范圍比前種方案大，如兩種方案Ⅱ軸的最高轉(zhuǎn)速一樣，后一種方案Ⅱ軸的最低轉(zhuǎn)速較低，在傳遞相等功率的情況下，受的轉(zhuǎn)矩較大，傳動件的尺寸也就比前種方案大。即 ??321 ZZZZ ? 變速副中由于結(jié)構(gòu)的限制以 2或 3為合適，即變速級數(shù) Z應為 2和 3的因子：baZ 32 ?? ，可以有三種方案： 322122321222312????????? 結(jié)構(gòu)式的擬定 對于 12=3 2 2傳動式，有 6種結(jié)構(gòu)式和對應的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。因此，確定變速方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟等多方面統(tǒng)一考慮。 合理分配各變速組中各傳動副的傳動比，確定齒輪齒數(shù)和 帶輪直徑等，繪制主變速傳動系圖。 根據(jù)以上要求，選取 Y160M4型三相異步電動機，額定功率 11kW,滿載轉(zhuǎn)速 1460 minr ，質(zhì)量 123kg。 ③ 機床功率的計算， 主切削力的計算 根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》 449P 450P 表 859和表 860，車床主傳動系統(tǒng)設計 第 6 頁 共 40 頁 主切削力的計算公式及有關(guān)參數(shù)： FZ =? F60 ? FcC ? FcZa ? FcZf ? FcZv ? FcK =? ? ?270?4? ? ? ?? =（ N） 切削功率的計算 cP = cF ? cv ? 310? = 2 310? =9kw； 取機床的效率為 ， )( 9 kwpP zZ ??? ? 根據(jù)《機械設計課程設計手冊》 167P 表 121 Y 系列（ IP44）電動機的技術(shù)數(shù)據(jù) ,Y系列（ IP44）電動機為一般用途全封閉自扇冷式籠型異步 電動機，具有防塵埃、鐵屑或其他雜物侵入電動機內(nèi)部的特點， B 級絕緣，工業(yè)環(huán)境溫度不超過 +40℃，相對濕度不超過 95%，海拔高度不超過 1000m，額定電壓380V，頻率 50Hz。 現(xiàn)以確定粗車是的切削用量為設計： ① 確定背吃刀量 pa 和進給量 f，根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》 444P 表 850， pa 取 4mm， f取 1 rmm 。采用車刀具，可轉(zhuǎn)位外圓車刀，刀桿尺寸： 16mm?25mm。 主電動機的選擇 合理的確定電機功率 P，使機床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機經(jīng)常輕載而降低功率因素。這里我們?nèi)藴?公比系列 ? =. 因為 ? == ，根據(jù)《機械制造裝備設計》 77P 表 36標準數(shù)列。 當?shù)湫凸ば驗殂q孔或加工螺紋時，應按在車床上常用最大鉸孔直徑或經(jīng)常加工的最大螺 紋直徑作為最大計算直徑 maxd ，根據(jù)調(diào)研可推薦：maxd 1D ,( 1D 為刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑） 故 maxn =minmax1000dv? = 502022000??? =1273r/min， 取 maxn =1500 r/min； minn =maxmin1000dv? = ??? =， 取 minn =3r/min； 與本次設計給定的參數(shù)相差不大，取計算值。 采用最小速度 minv 的典型工序又以下幾種情況： ，要求獲得粗糙度小于 m； ； ，對鑄鐵材料的盤類工件進 行粗車端面工作，取minv =。要求主軸具有不同的轉(zhuǎn)速（即應實現(xiàn)變速），故需確定主軸的變速范圍，主運動可采用無級變速，也可采用 有級變速，還應確定級數(shù)。 通常主軸只須一種固定轉(zhuǎn)速 ： n = dv?1000 (rpm) 其中： n —— 主軸 轉(zhuǎn)速（ m/min）； 車床主傳動系統(tǒng)設計 第 4 頁 共 40 頁 v —— 切削速度（ m/min）； d —— 工件或刀具 直徑。還應該和先進的同類機床比較，因為過大的轉(zhuǎn)速范圍不僅不能充分發(fā)揮其性能，而且還可能使結(jié)構(gòu)無法實現(xiàn)。例如普通車到在大多數(shù)情況下已經(jīng)采用硬質(zhì)合金，目前陶瓷刀具也已開始應用等情況。 由于通用性機床加工對象很廣，不同工序所采用的切削用量相差懸殊，而且加工零件的尺寸變換也很大，所以要合理地確定其極限轉(zhuǎn)速是一個復雜的任務，必須對有關(guān)加工工序和切削用量進行分析，在分析切削用量的過程中，應特別注意下列幾點： 方法，但所選的切削用量不應該是個別記錄，而應該具有普遍性?；\動參數(shù) 、尺寸參數(shù)和 動力參數(shù) 構(gòu)成基本參數(shù) 。所以主傳動系統(tǒng)必須安裝制動裝置，一般可采用電機反接制動，閘帶制動，閘瓦制動。當電動機功率較少時，可直接開停電動機，當電動機功率較大時，可以用離合器實現(xiàn)主軸的啟動和停止。這樣，既縮小了本變速組的軸間間隔，又不妨礙其它變 速組的軸間間隔。為了減小變速箱的尺寸，既需縮短軸向尺寸，又要縮短徑向尺寸，它們之間往往是相互聯(lián)系的，應該根據(jù)具體情況考慮全局，恰當?shù)亟鉀Q齒輪布置題目； 變速組的滑移齒輪一般布置在主軸上， 為了避免同一滑移齒輪變速組內(nèi)兩對齒輪同時嚙合，兩個固定齒輪的間距應大于滑移齒輪的總寬度，即留有一定的間隙（ 12mm), 如無特殊情況，應盡量縮小齒輪軸向排列尺寸。離合器變速運動 在離合器變速機構(gòu)中應用較多的有牙嵌式離合器，齒輪式離合器和摩擦片式離合器。交換齒輪變速機構(gòu) 這種變速機構(gòu)的變速簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，主要用于大批量生產(chǎn)的自動或半自動機床，專用機床及組合機床等； 車床主傳動系統(tǒng)設計 第 2 頁 共 40 頁 變速機構(gòu) 變速方式分為有級變速和無級變速。 （ 2） 按傳動裝置類型可分為機械傳動裝置、液壓傳動裝置、電氣傳動裝置以及它們的組合。調(diào)速交流電動機驅(qū)動又有多速交流電動機和無極調(diào)速交流電動機驅(qū)動。 （一） 主傳動系可按照不同的特征來分類： （ 1） 按驅(qū)動主傳動的電動機類型可分為交流電動機驅(qū)動和直流電動機驅(qū)動。 主傳動系分類和傳動方式 主傳動系一般由動力源（如電動機）、變速裝置及執(zhí)行件 （如主軸、刀架、工作臺），以及開停、換向和制動機 構(gòu)等部分組成。首先應 滿足機床的運動特性，如機床主軸油足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級數(shù)；滿足機床傳遞動力的要求。設計機床主傳動系時最基本的原則就是以最經(jīng)濟、合理的方式滿足既定的要求。當采用背輪傳動時，皮帶將高速直接傳給主軸，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，加工質(zhì)量好，低速時經(jīng)背輪機構(gòu)傳動，轉(zhuǎn)矩大，適應粗加工要求。主傳動系統(tǒng)的全部變速結(jié)構(gòu)和主軸組件集中裝在同一個箱體內(nèi)，稱為集中傳動布局；傳動件 和主軸組件分別裝在兩個箱體內(nèi)，中間采用帶或鏈傳動，稱為分離傳動布局。 【關(guān)鍵詞】車床、主傳動系統(tǒng)、 結(jié)構(gòu)式、電動機 。 畢 業(yè) 設 計 (論 文