数控铣床主传动系统设计

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1、燕山大学课程设计说明书题目：数控铣床主传动系统设计目录第一章概述11.1设计要求1第二章主传动系统设计12.1计算转速的确定错误！未定义书签。2.2变频调速电机的选择错误！未定义书签。2.3传动比的计算错误！未定义书签。2.4齿轮副齿数确定错误！未定义书签。2.5主轴箱传动机构简图错误！未定义书签。2.6转速图拟定错误！未定义书签。2.7传动轴的设计12.7.1各轴计算转速12.7.2各轴功率和扭矩的计算12.7.3扭转角的选择12.7.4各轴直径的估算12.7.5主轴轴颈尺寸的确定12.7.6主轴最佳跨距的选择12.8齿轮的设计12.8.1材料和热处理工艺12.8.2初步计算

2、齿轮的模数12.8.3齿轮宽度确定12.8.4中心距的确定12.8.5直齿圆柱齿轮的应力验算1总结1参考文献1燕山大学课程设计说明书第一章概述1.1设计要求机床类型：数控铣床满载功率4KW，最高转速2250rpm,最低转速40rpm变速要求：无级变速进给传动系统设计：行程1500，最低速度0.001mm/r，最高速度0.5mm/r，最大载荷4500N，精度共16页第21页燕山大学课程设计说明书第二章主传动系统设计1.设计要求机床类型满载功率最高转速最低转速变速要求数控铣床4kw2250rpm40rpm无极调速56,252.电机的选取2.1计算转速的确定机床主轴的变速范围：Rn=

3、nmaxnmin，且：nmax=2250rpm,nmin=40rpm所以：Rn==56.25根据机床的主轴计算转速计算公式：nj=nminRn0.3得：nj=40х=134.0rpm，选：nj=134rpm2.2主轴转速图的确定因为共16页第21页燕山大学课程设计说明书则主轴的功率转矩特性图如下主轴的功率转矩特性2.3确定电机功率图初步给定画出如粉红线电机功率图进而确定最佳传动比i2=4.66画出如黑线电机功率图综合如下图：共16页第21页燕山大学课程设计说明书2.4确定电机的功率：因为：Px=nxn0P0又：即取：Px=4kw时，得得P0=8.1kw根据电机标称功率的系列选择

4、：标称功率为P0=11kw此时电动机过载系数此时将传动比i2=4.66修正为i2=4.5，此时如下图共16页第21页燕山大学课程设计说明书因此选用上海皓天电机制造有限公司YVF2-160M-4变频调速三相异步电动机，连续输出功率为11kw，售价2330元人民币。变频器选择日利普电子科技有限公司的变频器，变频器型号：RLPB-15R0G-4-4-485-Z，售价2100元人民币。2.7传动轴的设计2.7.1各轴计算转速计算转速nj是传动件传递全部功率时的最低转速，各个传动轴上的计算转速可以从转速图是直接得出，如表3-1所示。表3-1各轴计算转速轴Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴计算转速1501501

5、342.7.2各轴功率和扭矩的计算已知一级齿轮传动效率为0.98（包括轴承），第Ⅲ轴的输出功率为P3=4kw；共16页第21页燕山大学课程设计说明书则：Ⅱ轴的输出功率为：P2=40.98=4.08KWⅠ轴的输出功率为：P1=4.080.98=4.16KW则各轴输入功率为Ⅰ轴：P1=4.160.98=4.24kwⅡ轴：P2=4.16KWⅢ轴：P3=4.08kw各轴输入转矩Ⅰ轴：Ⅱ轴：Ⅲ轴：2.7.3扭转角的选择[[]是每米长度上允许的扭转角（deg/m）,可根据传动轴的要求选取，其选择的原则如表3-2所示。表3-2许用扭转角选取原则轴一般传动轴要求高的轴要求低的轴[]（deg/m

6、）0.5-10.25-0.51-2最后所确定各轴所允许的扭转角如表3-3所示轴Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴[]（deg/m）0.50.50.35共16页第21页燕山大学课程设计说明书2.7.4各轴直径的估算把以上确定的各轴传动轴的输入功率、允许扭转角[]代入扭转刚度的估算公式：,可得传动轴的估算直径：计算出的轴颈要进行圆整，电机轴根据所选电机确定，YVF2-160M-4型号交流主轴电动机电机轴d1=42mm，满足要求；为便能够采用标准量具和刀具，Ⅱ轴做成花键轴，故选择花键轴外径d2=38mm。花键轴尺寸平均直径当量直径极惯性矩惯性矩35.535.9381844综合考虑，估算各轴直径如表3-4表

7、3-4各轴估算直径共16页第21页燕山大学课程设计说明书轴Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴估算直径4238602.7.5主轴轴颈尺寸的确定为保证机床的工作精度，主轴尺寸一般都是根据其刚度要求确定的，对于通用机床的主轴尺寸参数通常由结构上的需要而定。故主轴前轴颈的尺寸可通过查表得到：主轴的驱动功率为4kW，机床类型为数控铣床，则主轴前轴颈取D1=65mm。主轴的后轴颈一般为前轴颈的0.7～0.85倍，为了保证主轴刚度，取后轴颈,取D2=50mm。根据《机床设计手册》表6.1-36取：内孔选择：铣床主轴结构根据标准