燕山大学
课 程 设 计 说 明 书
题目：CK6140数控车床主传动系统设计
学院（系）：机械工程学院机制系 年级专业： 08级机制2 学 号： 080101010127 学生姓名： 吕 伟 彪 指导教师： 王敏婷 李宇鹏
目 录
第1章 概述……………………………………………. .……..1
1.1 设计要求………………………………………………..1 第2章 主传动的设计 ………………………………………… 2
2.1计算转速的确定……………………………………….. 2 2.2变频调速电机的选择………………………………...…2 2.3转速图的拟定…………………………………………...2 2.3.1传动比的计算…………………………………… ...2 2.3.2参数确定…………………………………………. ..2 2.3.3 主轴箱传动机构简图……………………………...3
2.3.4 转速图拟定………………………………………...3 2.4传动轴的估算………………………………………..… 3 2.5主轴轴颈的确定……………………………………..… 5 2.6主轴最佳跨距的选择……………………………..…… 5 2.7齿轮模数的估算……………………………………….. 6 2.8 同步带传动的设计………………………………….… 8 2.9 滚动轴承的选择…………………………………….… 10 2.10 主要传动件的验算………………………… .…….… 10 2.10.1 齿轮模数的验算………………………..…..…… 10 2.10.2 传动轴刚度的验算……………………………… 14 2.10.3 滚动轴承的验算…………….…………………... 15 总结……………………………..…………………………….…. 16 参考文献………………………………………………..……….. 17
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第一章 概述
1.1 设计要求
机床类型：数控车床 主传动设计要求：
满载功率7.5KW，最高转速4000rpm,
最低转速41.5rpm 变速要求：无级变速 进给传动系统设计要求：
伺服控制，行程1200mm，最低速度0.001mm/r，最高速度0.5mm/r， 最大载荷4500N，精度±3μm
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第二章 主传动的设计
2.1 计算转速的确定
机床主轴的变速范围：所以：=
=
，且：
=4000rpm,
=41.5rpm
4000=96.38 41.5根据机床的主轴计算转速计算公式：==41.5х96.380.3=163.4rpm
得：
2.2变频调速电机的选择
为了简化变速箱及其自动操纵机构，希望用双速变速箱，现取Z=2。为了提高电机效率，应尽量使n=n低min。 高min假设所选电机最高转速为4500rpm，额定转速为1500rpm，i1?则有，4000?0.89，45004500i2163.4163.4，得i2?0.18，取机床总效率η=0.98??908rpm。
i1i2i27.5х0.98=0.96，则p??7.8kw。电动机在1500rpm时的输出功率为
0.961500p?7.5??12.4kw，现取过载系数k=1.28，则电机功率为min908 。 p?kp?1.3?12.4?16.1kw0min可选用上海德驱驰电气有限公司的UABP160L-4-50-18.5型号交流主轴
电动机，额定功率为18.5kw，最高转速为4500rpm，同步转速为1500rpm，调频范围为5-150HZ,基频为50HZ。选配变频器型号：DRS3000-V4T0150C，售价1380元人民币。
2.3 转速图的拟定
2.3.1 传动比的计算
设电机轴与中间轴通过齿轮定比传动，取其传动比为i0=0.67，
ii200.89.18''1???1.33i???0.27。 则i，12i00.67i0.6702.3.2 参数确定
第一级变速选用同步齿形带传动，两级变速组采用齿轮传动。选i1=1.33的齿轮副为70/51
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选i2=0.27的齿轮副为26/95 2.3.3 主轴箱传动机构简图
2.3.4 转速图拟定
2.4 传动轴的估算
传动轴除应满足强度要求外，还满足刚度要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭转载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不是主要矛盾。除了载荷较大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求轴在载荷下不至于产生过大的变形。如果刚度不够，轴上的零件由于轴的变形过大而不能正常工作，或者
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