数控铣床主传动系统设计毕业论文

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1、目录一、原始参数…………………………………………………………1二、设计要求…………………………………………………………1三、主传动的变速方式的选择………………………………………1四、主轴电机的选择及分级变速箱的设计…………………………11、初选电机……………………………………………………………12、变速级数Z的确定……………………………………………………23、分级变速箱传动系统变速机构的确定…………………………………24、电机校验……………………………………………………………3五、附图…………………………

2、…………………………………4-4-ProjectII–数控铣床主传动系统设计一、原始参数：ü工作台尺寸：1250×360mm，ü工作台行程：X轴900mm，Y轴360mm，Z轴460mmü快速移动速度：X轴4000mm/min，Y轴4000mm/min，Z轴3000mm/minü切削进给速度：1～2000mm/minü定位精度：0.04mmü重复定位精度：0.02mmü主电机功率：3.7KWü主轴转速范围：60～5000rpmü起动加速时间：25ms二、设计要求：ü选择合理的主传动的传动方案ü计算系统所需

3、的各类参数ü选择电机类型，并进行校验ü画出转速图三、主轴电机的选择及分级变速箱的设计1、初选电机根据所给主电机功率3.7KW和主轴转速范围60～5000rpm，初选华中数控GM7系列交流伺服变频（主轴）电GM7101-4SB61型号。电机参数如下表：型号额定功率Kw额定转矩Nm额定电流A额定转速r/min最大转速*r/min转动惯量10-2Kgm2重量KgGM7100-4SB612.214615006000/90000.01525GM7101-4SB613.723.61015006000/90000.02

4、35GM7102-4SB613.019.1815006000/90000.01525则，电动机的恒功率调速范围=/==4主轴计算转速=（/）0.3==226r/min主轴恒功率调速范围=/=5000/226=22主轴要求的恒功率变速范围远大于电动机所能提供的恒功率变速范围，所以在电动机与主轴之间要串联一个分级变速箱，来扩大电动机的恒功率变速范围。2、变速级数Z的确定-4-取变速箱的公比则由于无级变速时故变速箱的变速级数取Z=4。由此得功率特性图为连续的、无缺口(即没有功率降低区)和但出现小段重合。3、分级

5、变速箱传动系统变速机构的确定（1）为使变速箱结构紧凑，各级都采用齿轮变速传动，考虑滑移齿轮中心距及传动要求，令齿轮齿数互质，确定各齿轮参数如下：齿数(模数)Z（m）21（2.5）34（2.5）23(3)28(3)22(2)53(2)19（2）48（2）分度圆d=mz52.5856984441063896齿顶圆da=d+2m57.59077904811042100齿根圆df=d-2*1.25m46.2578.7561.576.5391013391齿宽b=(6~10)m2012201220122012中心距A

6、=(d1+d2)/268.7576.57567（2）各对齿轮传动比：i1=21/34=1/1.619，i2=23/28=1/1.217，i3=22/53=1/2.409，i4=19/48=1/2.526，i5=34/21=1.619/1。（3）传动原理图及转速图：见附图（4）转速验算：nmax=6000／1.217=4930r/min，nmin=73/1.217=59.98r/min；×100%=-1.4%<±10(φ-1)%=±10(2-1)%=±10%；×100%=0.3%<±10%；所以满足转速要求

7、。4、电机校验：（1）电机需要的转矩根据=式中，——电机转子惯量；——主轴及各组件换算到电机轴的最大转动惯量；——电机所需转速，=n×i=73~6000r/min；——加速时间；η——传动效率；-4-①由所给数据知=0.025s，由所选电机参数知=0.02Kgm2；②根据齿轮传动效率及采用滚动球轴承支承结构，查机械设计课程设计手册得传动效率η=0.993×0.993=0.9414；③忽略主轴及齿轮轴的转动惯量，取齿数和最大的传动路线21+34+23+28+34+21，齿轮换算到电机轴的转动惯量=，ρ=7.

8、85×kg/cm3=∑=7.562×④将上面数据带入得：==0.31Nm⑤当=6000r/min时，=25.48Nm>Mn=23.6Nm，由于主轴电机具有最大转矩余量，所以可以满足需要。⑥惯量匹配验算：/=3.781<4，满足惯量匹配。综上所述，所选电机满足使用要求。葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂