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CM6132车床主传动设计

**大学

毕业论文

CM6132车床主传动设计

系 别 物理与电子信息工程系 专 业 机电一体化 年 级

学 号 学 生 姓 名 联 系 方 式 指 导 教 师 完 成 时 间

年 月 日

摘要

本次课程设计任务是CM6132车床主传动设计。由于CM6132车床是精密,高精密加工车床,要求车床加工精度高,主轴运转可靠,并且受外界,振动,温度干扰要小,因此,本次设计是将车床的主轴箱传动和变速箱传动分开设计,以尽量减小变速箱,原电机振动源对主轴箱传动的影响。 本次课程设计包括CM6132车床传动设计,动力计算,结构设计以及主轴校核等内容,其中还有A0大图纸的CM6132车床主传动的结构图、 本次课程设计师毕业课程设计前一次对我们大学三年期间机械专业基础知识的考核和检验。它囊括了理论力学,材料力学,机械原理,机械设计,机械制造装备设计等许多机械学科的专业基础知识,因此称之为专业课程设计。它不仅仅是对我们专业知识掌握情况的考核和检验,也是一次对我们所学的知识去分析,去解决生产实践问题的运用。 关键词：加工精度,CM6132,车床

目 录

摘要 .................................................................... 1 一.传动设计 ............................................................. 3

1.1确定转速极速 ..................................................... 3 1.2确定结构式及结构网 ............................................... 3 1.3绘制转速图 ....................................................... 5 1.4 齿轮齿数的估算 ................................................... 7 1.5带轮直径的确定 ................................................... 8 二.动力计算 ............................................................. 8

2.1电机功率的确定 ................................................... 8 2.2主轴的估算 ....................................................... 9

2.2.1主轴前端轴颈的直径D1 ....................................... 9 2.2.2主轴后轴颈D2 ............................................... 9 2.3中间传动轴的初算 ................................................ 10

2.3.1允许扭转角[Ф]的确定 ....................................... 10 2.3.2计算转速Nj的确定 .......................................... 10 2.3.3 各轴传递功率的确定 ........................................ 11 2.4齿轮模数的估算 .................................................. 12 2.5各轴直径及各齿轮齿数的确定 ...................................... 12 三 结构设计 ............................................................ 14

3.1齿轮的轴向布置 .................................................. 14 3.2传动轴及其上传动元件的布置 ...................................... 15

3.2.1 I轴的设计 ................................................. 15 3.2.2 II轴的设计 .............................................. 15 3.2.3 III轴的设计 ............................................. 16 3.2.4 IV轴的设计 .............................................. 16 3.2.5 V轴的设计 ............................................... 17 3.2.6主轴的设计 ................................................. 17 3.3主轴的强度校核 .................................................. 18

3.3.1 高6级传动时强度验算 ...................................... 19 3.3.2 高6级传动时强度计算 ...................................... 20

四.参考文献 ............................................................ 22

一.传动设计

本次设计在分析研究所掌握的资料的基础上,用计算法或类比法确定所设计主轴变速箱的极限转速公比,求出转速极速,选择电动机的转速和功率,拟定合适的结构式,结构网和转速图,然后拟定传动方案并绘制传动系统图,确定转速比和齿轮齿数及带轮直径等。

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1.1确定转速极速

根据任务要求,Nmax=2000rpm,Nmin=45rpm,转速公比φ=1.41.

则转速（变速）范围Rn：Rn=Nmax/Nmin=44.4 （1）

依据φ,Rn,可求得主轴转速级数Z: Z=lgRn/lgφ+1=11.98=12 （2）

1.2确定结构式及结构网

由于结构上的限制,变速组中的传动副数目通常选用2或3为宜,故其结构式为：Z=2^（n）*3^（m）.对于12级传动,其结构式可为以下三种形式： 12=3*2*2；12=2*3*2；12=2*2*3；

在电动机功率一定的情况下,所需传递的转矩越小,传动件和传动轴的集合尺寸就越小。因此,从传动顺序来讲,尽量使前面的传动件多一些,即前多后少,原则。故本设计采用结构式为： 12=3*2*2

图1中,从轴I到轴II有三队齿轮分别啮合,可得到三种不同的传动速度；从轴II到轴III有两对齿轮分别啮合,可得到两种不同的传动速度,故从轴II到轴III可得到3*2=6种不同的传动速度；同理,轴III到轴IV有两对齿轮分别啮合,可得到两种不同的传动速度,故从轴I到轴IV共可得到3*2*2=12种不同的传动转速。

图1 3*2*2传动方案

在制定机床传动方案时,常将传动链特性的相关关系画成图,以供比较选择。该图即为结构网图。结构网只表示各传动副传动比的相关关系,而不表示数值, 因而绘制成对称形式(图2)。由于主轴的转速应满足级比规律（从低到高间成等比数列,公比为φ）,故结构网上相邻两横线间代表一个公比φ。

为了使一根轴上变速范围不超过允许值,传动副输越多,级比指数应小一些。考虑到传动顺序中有前多后少原则,扩大顺序应采用前小后大的原则,即所谓的前密后疏原则。故本设计采用的结构式为： 12=3（1）*2（3）*2（6） 12:级数。

3,2,2：按传动顺序的各传动组的传动副数。

1,3,6：各传动组中级比间的空格数,也反映传动比及扩大顺序。

该传动形式反映了传动顺序和扩大顺序,且表示传动方向和扩大顺序一致。图2为该传动的结构式。