哈工大综合课程设计2.doc

1、哈尔滨工业大学“综合课程设计 II”任务书姓 名： 院 系：机电工程学院专 业：机械设计制造及其自动化 班 号：1208108 学 号：任务起止日期：2015 年 11 月 30 日 至 2015 年 12 月 18 日课程设计题目： 工作台面积 320 1250mm2 卧式升降台铣床主传动系统设计主要内容：设计说明书，包括机床的运动设计、动力设计以及传动件校核验算等。图纸，包括A0展开图一张、A1截面图一张。技术要求：公比 ，最小转速 ，级数 ，功率1.4min28/ir12Z5.NKW进度安排：第一周：准备图版等工具，齿轮和轴的计算完成，进行初步计算并开始画展开草图。第二周：完成截面草图，

2、验算、加粗。第三周：撰写项目总结报告，答辩。指导教师签字：年 月 日教研室主任意见：教研室主任签字：年 月 日综合课程设计 II项目总结报告题 目：卧式升降台铣床主传动系统设计院 （系） 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化学 生 学 号 班 号 1208108 指导教师 填报日期 2015 年 12 月 16 日 哈尔滨工业大学机电工程学院制2014 年 11 月目 录1项目背景分析 .12研究计划要点与执行情况 .13项目关键技术的解决 .13.1 确定转速系列 .13.2 确定结构式 .13.3 绘制转速图、传动系统图及核算误差 .24具体研究内容与技术实现 .24.1 确定转速

3、系列 .24.2 绘制转速图 .34.3 确定变速组齿轮传动副的齿数及定比传动副带轮直径 .54.4 绘制传动系统图 .74.5 核算主轴转速误差 .74.6 传动轴的直径的确定 .84.7 齿轮模数的初步计算 .94.8 选择带轮传动带型及根数 .105技术指标分析 .115.1 第 2 扩大组的验证计算 .115.2 传动轴 2 的验算 .135.3 主轴组件的静刚度验算 .156. 存在的问题与建议 .19参考文献 .1911项目背景分析铣床系指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工件（和）铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等

4、。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。铣床是一种用途广泛的机床，在铣床上可以加工平面（水平面、垂直面） 、沟槽（键槽、T 形槽、燕尾槽等） 、分齿零件（齿轮、花键轴、链轮、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。此外，还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。铣床在工作时，工件装在工作台上或分度头等附件上，铣刀旋转为主运动，辅以工作台或铣头的进给运动，工件即可获得所需的加工表面。由于是多刃断续切削，因而铣床的生产率较高。简单来说，铣床可以对工件进行铣削、钻削和镗孔加工的机

5、床。2研究计划要点与执行情况本设计机床为卧式铣床，其级数 ，最小转数 ，转速公比为12Zmin28/ir，驱动电动机功率 。主要用于加工钢以及铸铁有色金属；采用高41.5.NkW速钢、硬质合金、陶瓷材料做成的刀具。第一周：准备图版等工具，齿轮和轴的计算完成，进行初步计算并开始画展开草图。第二周：完成截面草图，验算、加粗。第三周：撰写项目总结报告。3项目关键技术的解决3.1 确定转速系列根据已知要求的公比，查表得到系统转速系列：28 40 56 80 112 160 224 315 450 630 900 1250 r/min3.2 确定结构式 136223.3 绘制转速图、传动系统图及核算误差

6、图1 传动系统图4具体研究内容与技术实现4.1 确定转速系列已知最低转速为 28r/min，公比 =1.41，查教材表标准转速系列的本系统转速系列如下：28 40 56 80 112 160 224 315 450 630 900 1250 r/min则转速的调整范围 64.28150minaxRn4.1.1 传动组和传动副数可能的方案12=4 3 12=3 4 12=3 2 2 12=2 3 2 12=2 2 3前两个方案虽然可以减少轴的数目，但有一个传动组内有四个传动副。若采用一个四连滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；若用两个双联滑移齿轮，操纵机构必须互锁防止两滑移齿轮同时啮合。故不采用。3对于

7、后三个方案，遵循传动副“前多后少”的原则，选取方案12=3 2 24.1.2 确定结构式12=3 2 2方案中，因基本组和扩大组排列顺序的不同而有以下6种扩大顺序方案：， ， 631612316231， ， 24 4方案1,2,3,4的第二扩大组 ， 2，则 是可行的。2xprmax)12(68r方案5,6中， 4， ，则 ，不可行。2x23prmax)13(4在可行的1,2,3,4方案中，为使中间传动轴变速范围最小，采用扩大顺序与传动顺序一致的传动方案1， 。136综上所述，结构式 24.2 绘制转速图4.2.1 选定电动机确定电机功率为 5.5KW。参照相关手册选择 Y132S-4 型电机

8、。Y132S-4 型电机主参数如下：额定功率 5.5KW满载转速 1440r/min同步转速 1500/min起动转矩/额定转速 2.2最大转矩/额定转矩 2.2确定传动轴的轴数和各转速按从主轴向电机分配传动比，并按照升二降四、先快后慢原则分配；同时考虑铣床主轴的飞轮效应，第三级传动副应选最大降速比，以使主轴上大齿轮直径较大，适应断续切削；考虑定比传动使用带轮传动，降速比不能太大，故尽量提高各传动轴转速。由于第二扩大组的变速范围为 ，可知两个传动副的传动比必然是极8)12(6限值：,/1441cu ,/22cu于是，可以确定轴的六种转速只能是112 160 224 315 450 630r/m

9、in轴各转速确定第一扩大组的级比指数为 3，在传动比极限范围内，轴的转速最高可为 450 4630 900r/min；最低转速可为 160 224 315r/min。为了避免升速，又不使传动比太小，可取,/18.231bu12bu于是就确定了轴的转速为 315 450 630r/min轴各转速确定同理，轴可取,/1221au ,/14.au13au于是就确定了轴的转速为 630r/min。电动机与轴之间为定比传动，传动比为 630/1440 1/2=2/分配总降速传动比分配如下(转速图)表 1 各副传动比分配传动副名称 传动副类型 传动比定比传动副 带轮副 630:14401 齿轮副 1:12

10、 齿轮副 1:1.41a3 齿轮副 1:21 齿轮副 1:1b2 齿轮副 1:2.81 齿轮副 2:1c2 齿轮副 1:45图 2 转速图4.3 确定变速组齿轮传动副的齿数及定比传动副带轮直径4.3.1 确定带轮直径根据电机功率为 5.5KW，电机类型为 Y 型电机，执行机构类型为金属切削机床，设每天工作 8-16 小时。可得设计功率为： KWPKAd 6.52.1其中： KA 为工况系数，查 GB/T 13575.1-1992 取 1.2P 为电机功率根据 Pd 和 n 在下图中选择带型和小带轮直径，摘自机械设计手册 。a b c1250630900450315224160112405680

11、28 (r/min)6参照 GB/T 10412-2002 普通 V 带直径优选系列选择 A 型带小带轮直径 90mm。则大带轮直径为： mndD 6.201)1(63049)1(2 D 应取 200mm其中： 为转速损失率但此时转速误差较大，故 d 取 90mm；D 取 200mm。4.3.2 确定各齿轮副齿数变速组 a：变速组 a 有三个传动副，传动比分别是 ， ， 1au41./2a 2/3au由参考文献【1】表 5-1 查得：取 ，查表可得轴 I 主动齿轮齿数分别为：24，30，36。则可以算出三个传动72ZS副齿轮齿数为 ， ，48/1au42/302au36/3au变速组 b：变速

12、组 b 有两个传动副，同理可得第一扩大组的齿数和 ，查表可得轴84ZS主动齿轮齿数分别为 22，42。可以算出传动副齿轮齿数为 ，62/1bu。42/2bu变速组 c：7变速组 c 有两个传动副，可取 ，查表可得轴 主动齿轮齿数分别为95ZS19，63。可以算出传动副齿轮齿数为 ， 。76/1cu32/2cu4.4 绘制传动系统图图2 传动系统图4.5 核算主轴转速误差按各个转速实现所需的传动路线核算，过程及结果：实际传动比所造成的主轴转速误差，要求不超过 。下表为主轴转速1.4)(10误差与规定值之间的比较：表 2 主轴转速误差与规定值之间的比较标准转速 r/min 实际转速 r/min 主轴转速误差 在标准值范围之内28 28.7 2.5% 合格40 41.1 2.75% 合格