机械装置制造基础

1.机床主要参数的确定

机床（机器）设计的初始，首先需要确定有关参数，他们是传动设计和机构设计的依据，影响到产品是否能满足所需要的功能要求。因此，参数拟定是机床设计中的重要环节。

1.1运动参数的确定

1.1.1 主轴最低和最高转速的确定

由<<设计指导书》》p6页表取得 Vmax = 200 m/min , Vmin = 30 m/min D= 250 mm

计算车床主轴极限转速是加工直径，按经验分别取（0.1～0.2）D和（0.45～0.5）D

主轴极限转速应为：

nmax=

1000vmax1000?200r/min= r/min =3055r/min

31.25??Dmin1000vmin1000?30r/min= r/min =76.39r/min

125??0.5?D[1][2]

。

nmin=

按典型低速工艺——高速钢车刀精车丝杠计算的最低转速

取：Vmin = 7 m/min ，加工丝杠最大直径 d = 40 mm

1000?7nmin = r/min = 55.7r/min

40??1.1.2 主轴转速数列的确定

1.确定转速范围Rn定公比?确定主轴转速数例.

转速范围 R=

以? =1.41和? =1.26代入R=?nmax3055=54 （2-4） ?nmin55.7 z-1

式，得Z=12.79, 考虑到设计的结构复杂程度要适中，

故采用常规的扩大转动，所以选级数Z=12。

标准数列表给出以? =1.41的从1～10000的数值，因? =1.41=1.066，从表中找到nmax=2500，得：

3150、2240、1600、1120、800、560、400、280、200、140、106、75共12级转速。

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1.2 动力参数的确定

1.确定电动机的功率和转速

刀具材料：YT15 工件材料：45号钢 切削方式：车削外圆 切削深度：3.5mm

进给量：0.35mm/r 切削速度：90m/min

（1） 主切削力 Fz=1900aPf0.75N （2-1）

=1900?3.5?0.350.75 =3026.01N （2） 切削功率 N切= =

FZ?kW （2-2） 612003026.01?90=4.45kW

61200（3） 估算重电机功率 N=

=

N切?总??切0.8?w （2-3）

4.45?5.56?w 0.8（2-3）式中：

N值为5.56kW按我国生产的电机在Y系列的额定功率选取Y132S1-2，数据如下； 同步转速1500r/min 额定功率5.5kW 满载转速2920r/min

2.主传动系统的设计

2.1 主传动方案拟定

拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停，换向，制动，操纵等整个传动系统的确定。传动型式则指传动和变速的元件，机构以及其组成，安排不同特点的传动形式，变速类型。

传动方案和型式与结构的复杂程密切相关，和工作性能也有关。因此，确定传动方案和型式，要从结构，工艺，性能及经济性等多方面统一考虑。

传动方案有多种，传动型式更是式样众多，比如：传动型式上有集中传动的主轴变速箱，分离传动的主轴箱与变速箱；扩大变速范围可以用增加传动组数，也可用背轮结构，分支传动等型式；变速型式上既可用多速电机，也可用交换齿轮，滑移齿轮，公用齿轮等[2][3][4][5][6]。

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2.2 传动结构拟定式的选择

2.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目

传动副数分别及2，3，2的三个传动组方案12级转速传动高统传动组安排有2? 3? 2或3? 2? 2或2? 2? 3。从电动机到主轴一般为降速传动，转速较高，转矩小，尺寸也小，将使小尺寸零件多些，大尺寸零件小些，节省材料这是前多后小的原则。

有以下两种方案： 方案 12=3×2×2 12=3×4 传动齿轮数目 2×（3+2+2）=14 2×（3+4）=14 轴向尺寸 15b(b为齿轮宽度) 19b 传动轴数目 4根传动轴 3根传动轴 操纵机构 简单：两个双联滑移齿轮和一个三联复杂：四联滑移齿轮作为整体式，滑滑移齿轮可单独操纵，也可集中操纵 移长度为12B;如拆为两个双联滑移齿轮，余姚有则缩，以保证只有一个齿轮副啮合。 先比之下，还是传动副分别为3、2、2的桑格传动组方案为先。 1.主轴转速级数Z和公比?

已知：

nmax?Rn nminRn??z?1 Z=2a×3b

a,b为正数，即Z应可分解为2和3的因子，以便用2，3联滑移齿轮实现变速。如取4或5的因子，则要用2个相互连锁的滑动齿轮，以确保只有一对齿轮联合，这种传动由于结构复杂，很小采用。

普通型和轻型车床系列，结构较简单，转速级数Z=8～18级为于。

由于Z为2和3的因子积，而?又为标准数列数列，因此，如果按串联传动设计时，在?定后，Rn值已定，应适当地变动nmax或nmin，以符合?z?1?Rn?nmax的关系。 nmin这样，就确定了主传动部件（主轴变速箱）的运动参数nmax,nmin,Z,?。并与同类型车床进行类比分析[2][3][6]。

2.2.2 两套方案比较

分配降速比时，应注意，传动比的取值范围步轮传动副中最大传动比umax?2过大，容易

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一起振动和响音。最小传动比umin?1。过小，是主动齿轮与被动齿轮的直径相差太大，将导4致结构矿大。

1.过大引起振动和噪音过小使齿轮也传动齿轮的直径相差大，结构庞大。 确定皮带转动的转动比范围i =1～2.5。取i=2.03 由于主电机额定转速1440r/min

可知第Ⅰ轴的转速n1=1440? 0.49= 710r/min

方案一：12=31? 23 ? 26

方案二：12=23 ? 31 ? 26

经比较选择方案一。

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