机械系统设计计算题
计算题
1.设计一台车床的主传动系统。已知条件：主轴最高转速nmax＝1800r/min，最低转速nmin＝40r/min，电动机转速n电＝1500r/min。主轴转速公比φ＝1.41。φ＝1.06的标准数列为： 1 1.06 1.12 1.18 1.25 1.32 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.12 2.24 2.36 2.5 2.65 2.8 3 3.15 3.35 3.55 3.75 4 4.25 4.5 4.75 5 5.3 5.6 6 6.3 6.7 7.1 7.5 8 8.5 9 9.5 完成内容：
1、求出主轴的变速范围Rn； 2、用公式计算出主轴转速级数Z；
3、由给定的φ＝1.06的标准数列值表确定主轴各级标准转速； 4、写出至少4个不同的结构式；
5、画出所列结构式中至少2个相应的结构网； 6、确定一个合理的结构式，并说明其合理性； 解：
1、主轴的变速范围：Rn＝nmax/nmin＝1800/40＝45； 2、主轴转速级数：Z＝lg Rn/lgφ＋1＝lg45/lg1.41＋1≈12.08，取Z＝12；
3、主轴各级标准转速为：
40，56，80，112，160，224，315，450，630，900，
1250，1800。
4、4个不同的结构式为：12＝31×23×26；
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12＝32×21×26； 12＝32×26×21； 12＝31×26×23。
共有18种，可写出任意4种。
5、2个相应的结构网如下图：（共有18个，可画出任意2个）。
12＝31×23×26 12＝32×21×26
6、合理的结构式：12＝31×23×26
合理性：① 符合变速级数、级比规律；② 传动件“前多后
少”；③ 结构网“前密后疏”；④ 第二扩大组的变速范围r＝1.416＝8，满足极限变速范围要求。
2.已知某机床的主轴转速为n=100-1120r/min，转速级数Z=8，电动机转速
nm=1440r/min。试根据机床主传动系统的设计原则，完成：
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1. 拟定传动系统的结构式； 2. 设计转速图； 3. 画出转速图。 1 1.06 1.12 1.18 1.25 1.32 1.4 1.5 1.6 1.8 1.9 2 2.12 2.24 2.36 2.5 2.65 2.8 3.15 3.35 3.55 3.75 4 4.25 4.5 4.75 5 5.6 6 6.3 6.7 7.1 7.5 8 8.5 9 解：
1. 计算公比φ 已知：即：φ=1.41
2．确定传动组、传动副和扩大顺序
根据传动组和传动副拟定原则，可选方案有：① Z=4ⅹ2； ② Z=2ⅹ4；③ Z=2ⅹ2ⅹ2
在方案①，②中，可减少一根轴，但有一个传动组内有四个传动副，增加传动轴轴向长度，所以选择方案③：Z=2ⅹ2ⅹ2
根据前疏后密原则，选择结构式为： 8=21ⅹ22ⅹ24 3. 转速图绘制设计
① 主轴各级转速为：100，140，200，280，400，560，800，1120 r/min
② 确定定比传动比：取轴Ⅰ的转速值为800r/min，则电机轴及轴 的传动比为：
1.7 3 5.3 9.5 ，Z=8 . 根据 , 则,
③ 确定各变速组最小传动比
从转速点800 r/min到100r/min共有6格，三个变速组的最小传动线平均下降两格，按照前缓 后急的原则，第二变速组最小传动线下降2格；第一变速组最小传动线下降2-1=1格；第三变速组最小传动线下降2+1=3格。
4. 绘制转速图
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