机械制造装备设计举例计算转速
机床的传动设计_计算转速
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《机械制造装备设计》
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第二章 机床的传动设计
本章主要教学内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 分级变速主传动系统设计 扩大变速范围的传动系统设计 计算转速 无级变速系统设计 进给传动系统设计 结构设计
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第三节 计算转速
一、研究计算转速的意义
传动零件设计的主要依据是所能承受的载荷大小。载荷取决于
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第三节 计算转速
(3)各齿轮副的计算转速
各变速组内一般只计算组内最小，也是强度最薄弱的齿轮，故只 需确定最小齿轮的计算转速。 III轴和IV轴（第二扩大组）间最小齿轮为19，主轴IV获得30-190 共9级转速，主轴IV的计算转速为95，故齿轮19的计算转速为375。 II轴和III轴（第一扩大组）最小齿轮为18，III轴获得118-190共3
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第三节 计算转速
中型机床及大型机床的 nj 为何较高
刀具：硬质合金 机床：高速发展 主电机功率：较大提高 切削转矩：受刀具、夹具、零件刚度限制，提高幅度不大 结论：较高转速才能达到机床的全部功率
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第三节 计算转速 钻床的 nj 为何较低
钻床一般在低速下钻、攻大直径孔、螺纹 刀具：多刃 转矩较大，所需功率较大 钻头：大多为高速钢
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第三节 计算转速
二、机床的功率转矩特性
2.主运动为旋转运动的机床 传动件传递的转矩与切削力、工件和刀具的半径有关。 ① 粗加工时采用大吃刀深度、大走刀量，即较大的切削力 矩，较低转速；精加工时则相反，转速高，切削力矩小； ② 当工件或刀具尺寸较小时，同样的切削面积，切削力矩
机床主轴箱课程设计8级转速 参考资料 (2)
1.概述 .....................................................1.1机床主轴箱课程设计的目的................................................................................................................ 1.2设计任务和主要技术要求....................................................................................................................1.3操作性能要求 .......................................................................................................................................2.参数的拟定................................................2.1确定极限转速 .......................................................................................................................................2.2主电机选择..........................................................................................................................................3.传动设计................................................................................................................................................... 3.1主传动方案拟定.................................................................................................................................. 3.2传动结构式、结构网的选择.............................................................................................................. 3.2.1确定传动组及各传动组中传动副的数目....................................................................................... 3.2.2传动式的拟定...................................................................................................................................3.2.3结构式的拟定...................................................................................................................................4.传动件的估算 ........................................................................................................................................4.1三角带传动的计算.............................................................................................................................4.2传动轴的估算 ....................................................................................................................................4.2.1主轴的计算转速 ..............................................................................................................................4.2.2各传动轴的计算转速.....................................................................................................................4.2.3各轴直径的估算 ............................................................................................................................4.3齿轮齿数的确定和模数的计算.........................................................................................................4.3.1齿轮齿数的确定 ............................................................................................................................4.3.2齿轮模数的计算 ............................................................................................................................4.3.4齿宽确定...........................................................................................................................................4.3.5齿轮结构设计 ..................................................................................................................................4.4带轮结构设计 ....................................................................................................................................4.5传动轴间的中心距 ..............................................................................................................................4.6轴承的选择 ..........................................................................................................................................4.7片式摩擦离合器的选择和计算.........................................................................................................4.7.1摩擦片的径向尺寸 ..........................................................................................................................4.7.2按扭矩选择摩擦片结合面的数目 ..................................................................................................4.7.3离合器的轴向拉紧力 ......................................................................................................................4.7.4反转摩擦片数 ..................................................................................................................................5.动力设计 ................................................................................................................................................5.1传动轴的验算 ......................................................................................................................................5.1.1Ⅰ轴的强度计算 ..............................................................................................................................5.1.2作用在齿轮上的力的计算 ..............................................................................................................5.1.3主轴抗震性的验算 ..........................................................................................................................5.2齿轮校验 ..............................................................................................................................................5.3轴承的校验...........................................................................................................................................6.结构设计及说明......................................................................................................................................6.1结构设计的内容、技术要求和方案.................................................................................................6.2展开图及其布置 ................................................................................................................................6.3I轴（输入轴）的设计......................................................................................................................6.4齿轮块设计 ........................................................................................................................................6.4.1其他问题...........................................................................................................................................6.5传动轴的设计 ....................................................................................................................................6.6主轴组件设计 ....................................................................................................................................6.6.1各部分尺寸的选择.........................................................................................................................6.6.2主轴轴承 ........................................................................................................................................6.6.3主轴与齿轮的连接.........................................................................................................................6.6.4润滑与密封 ....................................................................................................................................6.6.5其他问题 ........................................................................................................................................7.总结..........................................................................................................................................................8.明细表 (49)。
数控机床转速计算公式(一)
数控机床转速计算公式(一)
数控机床转速计算公式
1. 转速计算公式
•转速 (N) = 切削速度 (V) / 刀具直径 (D)
•转速 (N) = 主轴转速 (n) * 主轴倍率
2. 切削速度计算公式
切削速度是指刀具在单位时间内切削加工的路径长度，通常使用单位为 m/min。
切削速度的计算公式如下：
•切削速度(V) = π * 刀具直径 (D) * 主轴转速 (n) / 1000 举例说明：
假设刀具直径为 10mm，主轴转速为 1000 rpm，根据上述公式，可以计算得到切削速度：
切削速度(V) = (π * 10 * 1000) / 1000 = m/min
3. 主轴倍率计算公式
主轴倍率是指主轴转速与转速之间的关系，用于校正转速。
主轴倍率的计算公式如下：
•主轴倍率 = 程序设定转速 / 实际转速
举例说明：
假设程序设定转速为 2000 rpm，实际转速为 1800 rpm，根据上述公式，可以计算得到主轴倍率：
主轴倍率 = 2000 / 1800 =
4. 总结
通过以上的计算公式，可以准确计算数控机床的转速。
首先根据切削速度公式，得到切削速度，然后使用主轴倍率计算实际转速，最终将切削速度除以刀具直径，得到转速。
这些公式是数控机床操作中常用且有效的计算方法，能够帮助创作者准确地控制机床的转速，提高加工效率和质量。
注意：以上公式仅供参考，实际使用中需要根据具体情况进行调整和适配。
《机械制造装备设计》习题与思考题
绪论1、机械制造业在国民经济中的地位如何，其发展趋势体现在哪些方面？2、机械制造技术的发展趋势如何？3、什么是机械制造装备有哪些类型，其功能是什么？第一章金属切削机床的总体设计1、机床设计应满足哪些基本要求？其理由是什么？2、机床设计的主要内容及步骤是什么?3、机床的尺寸参数根据什么确定？4、机床的运动参数如何确定？5、机床主轴转速采用等比数列的主要原因是什么?6、机床主轴转速数列的标准公比值有哪些?其制订原则是什么?7、选定公比值ϕ的依据是什么？8、机床的动力参数如何确定？9、如何确定机床主电动机的功率?10、如何确定进给电动机的功率?11、试用查表法求主轴各级转速⑴已知：ϕ＝1.58，n max＝950 r/min，Z＝6；⑵n min＝100 r/min，Z＝12，其中n1至n3、n10至n12的公比ϕ 1＝1.26，其余各级转速的公比ϕ 2＝1.58。
12、试用计算法求下列参数：⑴已知：R n＝10，Z＝11，求ϕ；⑵已知：R n＝335，ϕ＝1.41，求Z；⑶已知：Z＝24，ϕ＝1.06，求R n。
13、设计某规格机床，若初步确定主轴转速为n min＝32r/min，n max＝980 r/min，公比ϕ＝1.26，试确定主轴转速级数Z，主轴各级转速值和主轴转速范围R n。
第二章机床的传动系统设计1、什么是传动组的级比和级比指数？常规变速传动系统的各传动组的级比指数有什么规律？2、什么是传动组的变速范围？如何计算？各传动组的变速范围之间有什么关系?3、 某机床的主轴转速级数Z ＝18，采用双副和三副变速组，试写出符合级比规律的全部结构式，并指出其中扩大顺序与传动顺序一致的和不一致的方案各有多少个。
4、 判断下列结构式是否符合级比规律，符合者需说明其扩大顺序与传动顺序是否一致；不符者则需简要说明会出现什么情况。
⑴ 8＝21×22×24；⑵ 8＝24×21×22；⑶ 8＝22×21×23；⑷ 8＝22×23×245、 画出结构式12＝23×31×26相应的结构网，并分别求出第一变速组和第二扩大组的传动副数、级比、级比指数和变速范围。
12-9第2章部分习题解答
“机械制造装备设计”部分习题解答P52 第二章思考题与习题2.2 试述转速图的构成内容和绘制方法。
答：转速图的构成内容（p20）：等距竖线表示传动轴；等距水平线表示各轴转速；圆圈表示转速；圆点之间的连线（射线）表示传动副的传动比。
转速图的绘制方法（p26）：先写出传动结构式，确定主轴各级转速和公比，画出等距横线和竖线，确定各轴上的转速，连接这些转速即可。
2.3 试述转速图与结构网的异同之处。
（p23）答：结构网是转速图的抽象，结构网和转速图都表示传动比的关系，但结构网表示的是相对关系，不表示转速的具体数值，而转速图表示的是具体转速数值，结构网可画成对称形式，转速图并不一定是对称结构，一个结构网对应几种不同的转速图。
2.4 拟定转速图时，何谓“前密后疏”、“前多后少”、“前缓后急”的原则。
答：“前密后疏”的原则（p24）：在转速图中前面的变速组斜线间开口小（即紧密），后面的传动轴斜线间开口大（即松疏）。
“前多后少”的原则（p24）：在转速图上，将传动副较多的变速组安排在传动顺序前面，传动副较少的变速组安排在传动顺序后面。
“前缓后急”的原则（p25）：在转速图上，降速传动时将前面的变速组速比下降较缓和，后面的变速组速比下降较急切。
2.5 拟定转速图的五项原则是什么？（p23-25）答：1) 每一变速组内传动副的数目为2或者3；2) 在传动顺序上各变速组应按“前多后少”的原则排列；3) 在转速扩大顺序上应按“前密后疏”的原则；4) 各变速组的变速范围不应超过最大的变速范围；5) 合理分配传动比，降速传动采用“前缓后急”的原则，升速传动采用“前急后缓”的原则。
2.6 在等比数列传动系统中，系统总转速范围与各变速组的变速范围有什么关系？与主轴的转速级数有什么关系？答：在等比数列传动系统中，系统总转速范围R n 与各变速组的变速范围r 0, r 1, r 2, r 3……的关系是：0123=......n z R r rr r r (2.3)在等比数列传动系统中，系统总转速范围R n 与主轴的转速级数Z 的关系是：-1=Z n R ϕ (1.5)2.7 为什么在辅助运动系统中对于u max ，u min 的限制可以放宽一些？答：主传动的速比的变速范围一般为为2≤u 主≤1/4，而进给传动速比一般为2.8≤u 进≤1/5，因为进给传动系统传递功率较小、速度较低，所以进给传动的u max ，u min 的限制可以放宽一些。
机械制造技术基础课程设计说明书案例
课程设计说明书例一CA6140车床拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计:序言大三第二学期我们进行了《机械制造技术基础》课程的学习，并且在大二第一学期也进行过金工实习。
为了巩固所学知识，在我们进行毕业设计之前对所学各课程的进行一次深入的综合性的总复习,也是作为一次理论联系实际的训练，我们进行了本次课程设计。
通过这次课程设计，对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从中锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，同时，在课程设计过程中，我们通过认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。
另外，在设计过程中，经过老师的悉心指导和同学们的热心帮助，我顺利完成了本次设计任务。
由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。
一、零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。
它位于车床变速机构中，主要起换档作用，使主轴回转运动按照操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩。
零件上方的Φ20孔与操纵机构相连，而下方的Φ50半孔则是用于与所控制多联齿轮的槽接触。
通过施加在上方的力拨动下方的齿轮移动变速。
为了加工中定位方便，两件零件铸为一体，加工时分开。
（二）零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，切削性能良好。
以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1）小头孔Φ20以及与此孔相通的Φ8的锥孔、M6螺纹孔2）大头半圆孔Φ503）拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。
由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。
再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
（三）确定生产类型（略）二、确定毛坯1、确定毛坯种类：零件材料为HT200。
机械制造装备设计第二章 机床的传动设计
综上所述，转速图 可以很清楚地表示：
１、主轴各级转速的传 动路线；
２、得到这些转速所需
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ c Ⅳ
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1440 r/min 1000 710 500 355
要的变速组数目及每个
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变速组中的传动副数目； ３、各个传动比的数值；
注意：转速图上竖直线间距均 匀并不表示各轴中心距相等， 只是为了使图面美观清晰。
ⅡⅢⅣ
1440 r/min 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 3 2.1.1 .1转速图概念
(2) 各级转速的指代（主轴转速线、转速点）
2.1分级变速主传动系统设计－－2.1.1.2转速图原理
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ
轴Ⅱ－Ⅲ间 的变速组ｂ
Ⅳ
1440 r/min
有 两 个 传 动 副 （ Pb ＝ 2 ） ， 其传动比依此为：
ib1=22/62=1/2.82=1/ 3，
36:36 42:42 30:42
24:48
1000
710
500
22:62 355
250
降速，向右下方倾斜三格
180
125
ib2=42/42=1=1/ ０，
90
等速，连线水平。
63
45
31.5
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2.1分级变速主传动系统设计－－2.1.1.2转速图原理
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ c Ⅳ
轴Ⅲ-Ⅳ间 的变速组c有两 个传动副（Pc＝2），其 传动比依此为：
ic1=18/72=1/4= 1/ 4，
转速图包括一点三线：转速点，转速线，传动轴 线，传动线。
机械制造装备设计 习题答案
26、某车床的主轴转速n=40~1800r/min ，公比41.1=ϕ电动机的转速min /1440=电n ，试拟定结构式，转速图；确定齿轮的齿数、带轮的直径；演算转速误差；画出主传动系统图。
解：该主轴的变速范围为: 45401800min max ===n n R n 根据变速范围、公比可求变速的级数12141.1lg 45lg 1lg lg ≈+=+=ϕn R Z 拟定结构式级数为12的传动副数为2或3的传动方案有以下几种：42132212⨯⨯= 63122312⨯⨯= 62123212⨯⨯= 24123212⨯⨯= 36122312⨯⨯= 26132212⨯⨯=41232212⨯⨯= 61323212⨯⨯= 61222312⨯⨯= 14223212⨯⨯= 16332212⨯⨯= 16222312⨯⨯= 21422312⨯⨯= 13632212⨯⨯= 21632212⨯⨯= 12422312⨯⨯= 31623212⨯⨯= 12623212⨯⨯=根据级比规律和传动副前多后少、传动线前密后疏的的原则确定查表可获得12级转速为 40、56、80、112、160、224、315、450、630、900、1250、1800 作转速图如下：63122312⨯⨯=405680112160224315450 630 900 1250 1800r/min 1440r/min2241.122max ≤===ϕ主u 符合要求4/14/141.144min ≥===--ϕ主u 符合要求最后扩大组的变速范围：841.1)12(6)1(===--i i P x i R ϕ符合要求带轮的直径计算（因功率参数等不详仅举例说明）：查表取小带轮的基准直径为125mm 则大带轮直径)1(12ε-=id d ε取0.015 =-⨯⨯=-=)015.01(1256.1)1(12εid d 197mm 查表取大带轮的基准直径为200mm齿轮齿数的确定：I II 轴之间的传动副共有3对 传动比为 1:1 1:1.41 1:2如果采用模数相同的标准齿轮， 则三对传动副的齿轮和相同查表可得....96847260....，，，，，=z S取72=z S 可以确定 三个传动副的齿数为 1：1传动副 36 361：1.41传动副 30 42 1：2传动副 24 48 同理可确定II III 轴的齿数和取 84 1：1传动副齿数取 42 42 1：2.82传动副齿数取22 62 III IV 之间的传动副齿数和取 90 2：1的传动副齿数取 60 30 1：4的传动副齿数取 18 72转速误差的计算主轴各级转速所获得的实际转速按下面的公式计算321)1(21U U U d d n n ⨯-⨯=ε电实际允许误差：%1.4)%141.1(10)%1(10=-⨯=-⨯ϕ 根据上表可知转速误差率在允许的范围内 1800r/min4056 80 112 160 224 315 450 630 900 1250 1440r/min 电 I II III IV绘制传动系统图如下：27、某机床主轴转速n=100~1120r/min ，转速级数8=Z ，电动机的转速min /1440=电n ，试设计该机床的主传动系，包括拟定结构式和转速图，画出主传动系统图。
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计算转速的确定
主轴计算转速的确定：见表2-9，例2-1 （1）专用机床主轴计算转速是按特定的工艺中所需 要的主轴转速来确定的。在特定的工艺条件下各传 动件所传递的功率和转速是固定不变的，所传递的 扭矩也是一定的。 （2）通用机床和专门化机床，根据对现有机床的调 查分析和测定以及有关的统计分析资料来确定。
计算转速
传动系统中主轴及传动件（如传动 轴、齿轮及离合器等）的尺寸，主要 是根据 它所传递的扭矩大小来决定。 扭矩大，其结构尺寸就大；扭矩小， 则结构尺寸就可缩小。 传动件传递扭矩T大小与它所传递 的功率P和转速n两个因素有关。
计算转速：如图所示，按传递全部功率时的最低转速进
行计算，即可得出该传动件需要传递的最大扭矩。传递全
部功率的最低转速，称为该传动件的计算转速。Fra bibliotek计算转速
传动系统的功率扭转特性：传动系 统所传递的功率或扭转与转速之间的 关系。 机床主轴在整个转速范围内，以计 算转速为界，分为两个区域：Ⅰ区和 Ⅱ区。
恒功率区域Ⅰ：计算转速nj以上包括nj在内，直到最高 转速nmax的区域。 恒扭矩区域Ⅱ：计算转速nj以下，直到最低转速nmin的 区域。 ➢驱动直线运动工作台的这类机床的主运动属恒扭矩传动 。如刨床的工作台。 ➢主运动是旋转运动的机床基本上是恒功率传动。如车床 、铣床的主轴。
计算转速的确定
传动件计算转速的确定 ➢变速传动系中的传动件包括轴和齿轮，它们的计算转速 可根据主轴的计算转速和转速图确定。确定的顺序是先定 出主轴的计算转速，再顺次由后往前，定出各传动主轴的 计算转速，然后再确定齿轮的计算转速。 ➢一般可①先找出该传达件共有几级实际工作转速；②再 找出其中能够传递全部功率的那几级转速；③最后确定能 传递全部功率时的最低转速，即为该传动件的计算转速。