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1、学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其它个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全认识到本申明的法律后果由本人承担。作者签名：年 月 日学位论文版权使用授权书 本学位论丈作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的觇定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部舒内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于l、保密口，在 年解密后适用
2、本授权书 2、不保密。(请在以上相应方框内打“”)作者签名： 年 月 日导师签名： 年 月 日武汉理工大学本科生毕业设计(论文)任务书学生姓名 专业班级机自 设计(论文)题目：数控单柱立式车床横梁升降箱设计设计(论文)主要内容： 1立式车床工作原理分析； 2传动系统的传动原理分析； 3传动方案的分析设计； 4丝杠传动导程等参数设计； 5 电动机功率设计，类型选择； 6 传动轴的结构设计，参数拟定； 7 齿轮传动设计，参数拟定； 8 手工绘制零件图(传动轴)； 9 使用计算机绘图软件绘制装配图； lO绘制完整的装配图，外观图等。要求完成的主要任务： 1查阅相关资料，拟出一到两个设计方案并确定传动
3、设计方案； 2完成开题报告一份； 3根据实习情况，撰写实习报告； 4完成传动链齿轮机构设计及参数计算； 5确定传动链各轴的结构及其主要参数； 6绘制升降箱装配图及外观图，立式车床外观图，传动轴的零件图； 7翻译相关的英文资料一份(不少于5000汉字印刷符)； 8撰写设计说明书。(10000字以上)必读参考资料： l数控机床及应用 清华大学出版社主编：李佳ISBN 7-302-04539-9/TH95 2数控机床结构与数控编程国防工业出版社主编：邓奕ISBN 7-118-04353-2 3数控机床原理与结构人民邮电出版社主编：熊军ISBN978-7-1151621824金属切削机床机械工业出版社
4、主编：吴圣庄ISBNl50334879指导教师签名： 系主任签名：院长签名(章)武汉理工大学本科学生毕业设计(论文)开题报告目的及意义(含国内外的研究现状分析)随着新材料和新工艺的出现，对数控机床的要求越来越高，数控机床已经出现与传统机床完全不同的特征和结构。数控机床是现代制造业的关键设备，一个国家数控机床的产量和技术水平在某种程度上就代表这个国家的制造业水平和竞争力。我国数控机床的技术水平、性能和质量与国外还有很大差距，直到目前为止，技术含量较低的简易数控车床仍占主导地位，高档数控机床及功能部件大多数依靠进口。因此，尽管当前市场活跃、需求旺盛，如果只顾眼前利益，满足于产品有销路，不深入研究国
5、外数控机床的发展趋势，提高自主开发能力，积极培育新产品，那么在投资高潮过去以后，我国的机床工业将更加缺乏竞争力，有可能在家门口就被人家打得一败涂地。 我们正在迈向制造大国，但我们面临一个严峻的挑战：谁来装备中国的制造业?长期依赖国外技术，我们只能是跨国公司的加工车间，而永远不能成为一个制造强国。随着新材料和新工艺的出现，对数控机床的要求越来越高，数控机床已经出现与传统机床完全不同的特征和结构。概括起来，数控机床的未来发展趋势主要有以下几个方面：1)高速化。随着汽车、航空航天工业的发展，铝合金及其他新材料的应用日益广泛，对高速加工的需求越来越强劲。2)高精度。机床的加工精度，以及其可重复性和可信
6、赖度高，性能长期稳定，能够在不同运行条件下“保证”零件的加工质量。3)工序集约化。在一台机床上尽可能加工完毕一个零件的所有工序，同时又保持机床的通用性，能够迅速适应加工对象的改变。4)机床的智能化。加工设备不仅提供“体力，也有“头脑”，能够在线监测工况、独立自主地管理自己，并与企业的生产管理系统通信。 近年来，我国的数控机床技术取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况较为突出。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿
7、着可持续发展的道路，从整体上全面迈进世界先进行列，是我们际竞争中举足轻重的地位，将使数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。（3） 基本内容和技术方案基本内容： 近年来，我国的数控机床技术取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况较为突出。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈进世界先进行列，是我们在国际竞争中举足轻重的地位，将使数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。技术方
8、案：(1)数控单柱立式车床横梁升降箱的传动系统，实质与减速箱韵设计方 案类似。 (2)传动系统设计采用圆柱一圆锥齿轮减速器。 (3)根据使用条件，由于传动箱是闭式，因此在选择传动齿轮时，考用 软齿面。 (4)为满足同一工作机机械性能要求，往往可采用不同的传动机构，当工作机与原动机之间的速比不大时，采用单级传动机械装置即可满足要求；但当原动机的输出速度与工作机的输入转速相差较大时，在它们之间就应采用多级传动机构来变速，这就要求合理的布置多极传动机构，恰当的采用各种不同的基本传动形式，正确地安排它们在传动链中的顺序排列，以便充分的发挥它们各自的优势。3、进度安排 阶段时间工作情况备注216363周
9、收集资料并写开题报告3731815周翻译外文资料，学习制图软件3195259周制定横梁升降箱传动系统方案，设计参数画机床外观图，横梁升降箱装置外观图和装配图5266715周编写设计说明书686151周毕业设计答辩指导教师意见：指导教师签名：年 月 日目 录摘要Abstract1绪论11课题研究的意义12数控历史的发展及毕设的预期目标2 数控单柱移动立式车床横梁升降箱设计21数控机床概述211数控机床布局及分类212数控机床的工作原理3传动系统设计31机械传动基本形式的特点及其选用32传动系统基本比较组合34传动方案的确定4丝杆选择及相关参数的计算41丝杆落幕传动的特点及应川42丝杆螺母传动分类
10、43丝杠螺母转动的导程，效率和驱动扭矩的计算5电动机的选择51选择电动机应综合考虑的问题52电动机类型选择53电动机功率计算及选择6传动比的计算与分配61计算传动比611传动比的分配原则612传动比计算613减速器传动比分配方法7计算各轴的转速功率和转矩71各轴的转速的计算72各轴的输山功率73各轴的转矩8齿轮设计81 第一对齿轮(7，8)的设计811选择齿轮材料并确定许用力812按吃面接触疲劳强度改计813相关尺寸的确定814验算齿根弯曲疲劳强度82第二对齿轮(56)的没计821材料的选择并确定许用应力822按齿面接触疲劳强度设计823相关尺寸的确定824验算齿根弯曲疲劳强度83第三队齿轮(
11、34)的设计831材料的选择及热处理方式832按接触疲劳强度设计83-3齿根弯曲疲劳强度校核84第四对齿轮(1-2)的设计841材料的选抒并定许用应力842按齿面接触疲劳强度设计843相关尺寸的确定844验算齿根弯曲疲劳强度9轴系零件的初步选择91初估轴经92初选轴承93初步选定轴的结构94轴的校核参考资料致谢数控单柱立式车床横梁升降箱设计中文摘要 数控机床是实现加工工艺过程自动化的最重要措施之一，它不仅能够提高产品的质量，提高生产效率，降低成产成本，还能够加大改善工人的劳动条件。 采用数控机床可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量。可以消除加工过程中的操作误差。数控装备是以数控技术为代表的新
12、技术对传统制造业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。数控技术的发展对我国工业的发展有重要作用。本篇分为把部分，围绕着车床传动系统的设计选择，主要讲解了数控机床的基本布局原理及机构特点，传动系统的方案确定，齿轮选择校核，轴的设计等，这里论述了传动系统装置布置，传动比的最佳分配，齿轮的设计及校核，轴的设计，以及齿轮相关系数的去定，轴的安装及校核。关键词：齿轮轴传动系统Abstract CNC is one of important methods that could automate the processNot only can it raise the quality
13、 ofproduct，but also it can increase efficiency，low the cost as well as improve the condition of wokplace The advantage of CNC is precising the parts，making balance ofproductmeanwhile，it canReduce the=nan-made mistakeCN equipment is such a new technology that combines traditionalmanufactrure industry
14、 with the innovative manufacture industrythat isnumerical equipmentthe development ofCNC has a strong effect on nation is industrydevelopmentIt is divided into eight sectionswhich concerns the designation of transferring systemIt mainly talked about theprinciple arrangement of CNCconfirmation of the
15、 transferring projectselection and examination of gear and shaftBesideschapter 678 is the emphasisincluding the arrangement of transferring ratedesination of gear and shaftKEY WORDS：GearShaftTransferring system1 绪论11课题研究的意义 一个国家数控技术的水平和拥有量是衡量其工业现代化程度衡量国家综合竞争力的重要指标，而数控技术的核心技术正是数控系统。国内数控专家说，虽然我国在低档经济型
16、数控机床的数控系统基本实现了国产化，但在中高档的数控系统方面完全处于累世地位。 今年来玩过企业的数控机床占有率逐年上升，在大中型企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍丌始使用。在这些数控机床重，除少量机床以FMS模式集成使用外，大都处于单击运行状态，并且相当部分处于使川效率不高，管理方式落后的状态。2001年，我国机床工业产值已经入世界第5名，机床消赞额在世界排名上升到第3位，达50多亿美元，仅次于美国，消费额比上一年增长25。但山于国产数控机床不能满足市场的需求，是我国机床的进口额呈逐年上升念势，2001年进口机床升至世界第2位，达24亿多美元，比上年增长273。 今年来我国出口
17、增幅较大的数控机床，数控磨床数控特种加工机床数控剪板机数控成形折弯机数控压铸机等，普通机床有钻床、锯床、插床啦床、组合机床、液压压力机。木工机床等。出口的数控机床品种以中低档为主。 中国的制造业一定要实现从打过的强国，从低端到高端，从中国制造中国创造的转变。制造技术实现这一转变一是要高技术化，二是要技术升级。数控机床是现代制造业的关键设备，一个国家数控机床的产量和技术水平在某种程度上代笔了这个国家制造业技术水平和竞争力。 随着世界科技进步和机床工业的发展，数控机床作为机床工业的主流产产品，已经为实现装备制造业现代化的关键设备，是国防军工装备发展的战略物资。数控机床的拥有量及其性能水平的高低，是
18、衡量一个国家综合实力的重要标志。加快发展机床产业也是我国装备制造业发展的现实要求。因此，致力于解决提高数控设备工业应用水平，实现高速高效加工水平，具有重大现实意义和深远意义。1.2数控技术的历史发展 数控技术出现至今的50年随科技特别是微电子计算机技术的进步而断发展。美德.日三国时当今世界在数控机床科研设计制造和使用上，技术最先进经验最多的国家。最近10多年，随着我国国民经济持续发展，为满足制造业需求，国家每年花费10多亿美元引进数控技术，使我国制造数控设备出现了大幅快速增长的念势。随着新材料和新工艺的出现，对数控机床的要求越来越高，数控机床已经出现与传统机床完全不同的特征和结构。数控机床是现
19、代制造业的关键设备，一个国家数控机床的产量和技术水平在某种程度上就代表这个国家的制造业水平和竞争力。我国数控机床的技术水平、性能利质量与国外还有很大差距，直到目前为止，技术含量较低的简易数控车床仍占主导地位，高档数控机床及功能部件大多数依靠进口。 因此，尽管当前市场活跃、需求旺盛，如果只顾眼前利益，满足于产品有销路，不深入研究国外数控机床的发展趋势，提高自开发能力，积极培育新产品，那么在投资高潮过去以后，我国的机床工业将更加缺乏竞争力，有可能在家门口就被人家打得一败涂地。 我们正在迈向制造大国，但我们面临一个严峻的挑战：谁来装腔作势备中国的制造业?长期依赖国外技术，我们只能足跨国公司的加工车间
20、，而永远不能成为一个制造强国。 随着新材料和新工艺的出现，对数控机床的要求越来越高，数控机床已经出现与传统机床完全不同的特征和结构，中国今后要加速发展数控机床产业，既要深入总结过往的经验教训，切实改善存在的问题，又要认真学习国外的先进经验，沿正确的道路前进。13毕业设计预期目标 本次毕业设计的目的就是，通过综合性的车床设计，从而考察学生对专业知识的掌握程度：同时，考察锻炼学生的独立分析思考以及解决设计过程中所碰到的问题。欲想满足的完成本次的毕业设计，就要求我们对机械设计原理，机械传动。机械制造技术基础等专业知识有详细的了解认识：同时，需要我们熟练掌握并运刚绘图软件，如接上CAXA，AUTOCA
21、D，SOUDWORKS等，在设计过程中，要注意培养自己的整合信息，分析信息，处理信息的能力。本次毕设，不仅考察了学生的专业知识，更锻炼提高了学生的动手能力，是一次难得的锻炼机会。2数控单柱移动立式车床横梁升降箱设计21数控机床概述 数控机床又称为CNC(Computer Numerical Contr01)车床，急用计算机数字控制的车床。卧式车床是靠手工操作来完成各种切削加工，而数控车床是将编制好的的加工程序输入到数控系统中，由数控系统通过车床X，Z坐标轴的伺服电动机去控制车床进而给运动部件的动作顺序，移动量和给进速度，再配以主轴的转速和转向，便能加工出各种形状不同的轴类或盘类回转体零件。因此
22、，数控车窗是目前使用最为广泛的数控车床。211数控车床的布局 数控车床的主轴，尾坐等部件相对床身的布局形式与卧式车床丛本一致，而刀架和导轨的布局形式发生了根本的变化，这是因为刀架和导轨的布局形式直接影响数控车床的实用性能及车床的结构和外观所致，另外，数控车床上都设有封闭的防护装装置。212数控车床的分类 随着数控车床制造技术的不断发展，形成了产品繁多，规格不一的局面，对数控车床的分类可以采用不同的方法：1按数控系统的功能分 全功能型数控车床 经济性数控车床2按主轴的配置形式分类 (1)卧式数控车床，主轴轴线处于水平位置的数控车床。 (2)立式数控车床，主轴轴线处于垂直位置的数控车床。还有具有两
23、根主轴的车床，成为双轴卧式数控车床或双轴立式数控车床。3按数控系统控制的轴数分类 (1)两轴控制的数控车床，机床山只有一个回转刀架，可实现两坐标轴控制。 (2)四轴控制的数控车床，机床上有两个独立的回转刀架，可实现四轴控制。 对于车削中心或柔性制造单元，还要增加其他的附加坐标轴来满足机床的功能。 目前，我国使用较多的是中小规格的两坐标连续控制的数控车床。213数控车床的基本工作原理 (一)控制介质 对数控机床进行控制，必须在人与机床之间建立某种关系，这种联系物质称为控制介质。常见的控制介质有穿孔带，穿孔卡和磁带等，在控制介质上存储着零件加工过程中所需见的安全数据和指令。(二)数控装置 数控装置
24、是数控机床的核心，它是根据光电读带机输送来的指令和数据码进行泽码，运算，寄存及控制，并将其结果输送到机床各个坐标的伺服系统，用以驱动机床运动。数控机床一般由译码器，运算器，存储器，控制器，显示器，输入装置及输出装置等组成。如图1-1为数控装置逻辑框图(三)伺服系统 伺服系统使数控机床的重要组成部分。它用来接受数控装置输出的指令信息并经功率放大后，带动机床移动部件作精确定位或按照规定的轨迹和速度运动，使机床加工符合图样要求的零件。由于伺服系统是数控机床的关键部件，它的伺服精度和动态响应将直接影响数控机床的加工精度，表面粗糙度及生产效率，伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。(四)机床 数控机床
25、为满足数控技术的特点和充分发挥数控机床的他点，在机床整体布局，传动系统，刀具系统，操作系统以及结构等方面，与普通机床有很大变化。因此，需要进行对比和分析，以便使数控机床发挥它最佳的经济效益。本设计是立式车床升降箱的设计，外观图如图1-2所示。3传动系统设计 当原动机的输出转速，转矩，运动形式和输出轴的几何位置完全适合工作机的输入要求时，可以采用联轴器将它们直接连接，否则必须采用传动系统装筒。 机械传动系统装置的设计是一项比较复杂的工作。在传动装制设计之前必须首先确定好机械系统的传动方案。为了能设计出好的传动方案，不仅需要对各种传动形式的性能，运动，工作特点和适用场合等有较深入全面的了解，而且需
26、要准备具备比较丰富的实际工作知识和设计经验。31机械传动基本形式的特点及其选用 (1)摩擦轮传动 摩擦轮传动的特点时运转平稳，噪声小，可在运转中平稳地调整传动比：有过载保护作用，结构简单。 摩擦轮传动可用于摩擦压力机，摩擦绞年，机械无极变速器以及各种仪器等。 (2)带传动 带传动的特点是主动从动轮的轴间距离大，工作平稳，噪声小，能缓和冲击吸收震动摩擦性带动有过载保护作用，结构简单，成本低，安装方便，但外形轮廓较大。 (3)链传动 链传动的特点是主、从动轮间距范围大，平均转动比恒定，对恶劣环境的一定的适应能力，工作可靠，轴压力，但转动的速度不均匀，高速时不如带转动平稳(齿形链较好)。链条工作时，
27、特别是因磨损导致伸长后，容易引起共振和掉链，需增设张紧和减撼技置。 (4)齿轮传动 齿轮传动承载能力高，速度范围大，瞬时转动比恒定，外廓尺寸小，工作可靠，效率高，是所有机械传动形式中最为常见的一种传动形式，利于非圆齿轮还可实现变传动比传动，齿轮传动对制造和安装的精度低时，运转有噪声，易外齿轮传动亦无过载保护作用。 (5)蜗杆传动 蜗杆传动的主要特点是结构紧凑，单级传动能得到很大的传动比，传动平稳，无噪声，单头蜗杆可制成自锁机构。 (5)螺旋传动 螺旋传动是一种将旋转运动变成直线运动的机械传动形式，能以较小的扭矩得到很大的轴向力，结构简单，传动平稳，无噪声，滑动螺旋可制成自锁机构。 螺旋传动广泛
28、应用于螺旋压力机，千斤顶，金属切削机床的传导螺旋和传力螺旋，汽车，拖拉机的转向机构等，以实现微调和微调位移。通常对于给定的条件，可以设计出各种类型的传动，因此必须就传动效率，重量，外形尺寸，制造以及费用等方面将各种可能的动方案进行比较，从其中选出一个最有利的方案。32传动系统基本比较组合 为满足同一工作机机械性能要求，往往可采用不同的传动机构，当工作机与原动机之间的速比不大时，采用单级传动机械装置即可满足要求；但当原动机的输出速度与工作机的输入转速相差较大时，在它们之间就应采用多级传动机构来变速，这就要求合理的布置多极传动机构，恰当的采用各种不同的基本传动形式，正确地安排它们在传动链中的顺序排
29、列，以便充分的发挥它们各自的优势。实现多级传动的方案多种多样，但其基本组合依据机械传动基水类型的特点不外乎有几种，图21所示，进行传动系统组合时，应注意以下几点原则：(1) 带传动具有传动平稳，吸震等特点，且能起过载保护作用，但由于它赴靠摩擦力来工作的，因此在传的功率不变的前提下，带速较低时，传动装置结构八寸偏火，故为了减小带动转动装置的尺寸和重量，应将其布置在高速级。(2)齿轮传动具有承载能力大，传动效率高，允许速度高，结构紧凑，寿命长等特点，在机械传动方案设计时一般应首先考虑选用齿轮转动，由于斜齿圆柱齿轮传动的承载能力和平稳性比直齿圆柱齿轮传动好，故高速级或要求传动平稳的场合，宜采用斜齿圆
30、柱齿轮传动，而对于锥齿轮传动，当其结构尺寸太大时，加工困难，承载不均匀现象严重，因此应将其布置在高速级，并限制其传动比，达到控制其结构尺寸的目的。(3)开式齿轮传动，由于润滑条件和工作环境恶劣，磨损快，寿命短，故应将其布置在低速级。从上诉的传动系统基本组合，可以看出减速器时传动装置中应用最广的部件。不同形式的齿轮依据不同的布置方式即可获得不同的传动方案。34传动方案的确定方案一，如图2-2优点：展丌式圆柱齿轮减速器是两级减速器中最简单的，也是应用最广泛的结构；缺点：齿轮相对于轴承位置不对称。当轴产生弯扭变形时，载荷在齿宽上分布不均匀，因此需要轴应设计得具有较大刚度，并使高速轴齿轮远离输入端。方
31、案二，如图23方案二是圆锥，圆柱齿轮减速器，适用于输入轴与输出轴轴线垂直线相交的场合。同时，锥齿轮传速可以允许有高速传动，变化范围大，传动精确。综上考虑，选用传动方案二。4丝杆选择及相关参数的计算41丝杆落幕传动的特点及应用丝杆螺母传动的特点是：(1)用较小的扭距转动丝杆(或螺母)，可使螺母(或丝杆)获得较大的轴向牵引力。(2)可达到很大的降速传动比，使降速机构大为简化，传动链得以缩短。(3)能达到较大的传动精度。用于进给机构时，还可兼作测量元件，通过刻度船读出直线唯一的尺寸，最小读数值可达O001mm(4)传动平稳，无噪声。(5)在一定条件下能辎锁，即丝杆螺母不能进行逆传动。适川于做部件升降
32、传动，可防止部件因自重而自动降落。42丝杆螺母传动分类机床常用n勺丝杆螺母传动的分类、及各自应应用特点见表32。根据丝杆性能分析比较，及本设计中工作要求，选用静压丝杆。分类螺母类型缺点优点应用滑动丝杠螺母传动（1）半螺母（2）开合螺母（3）单个整流体（4）双螺母（1）滑动摩擦阻力大，亦磨损（2）传动效率低（1）结构简单，加工方便，成本低廉（2）在一定条件下（螺纹升角摩擦角）能自锁广泛用于一般机床上的进给，调整和定位机构滚珠丝杠螺母传动（1）单螺母（2）双螺母（1）加工较复杂，成本较高（2）结构较复杂，安装调整较困难（3）不能自锁（1）滚动摩擦系数小，传动效率高（2）动作灵敏，能进行逆传动（3）
33、磨损小，精度保持性好（4）运动平稳用于精密机床，数控机床等的进给机构滚动螺母丝杠传动螺母由三个滚动组成（滚柱的外圆是没有螺纹升角的环形齿圈）（1）由三个滚柱构的螺母，结构较复杂，体积较大（2）精度，寿命均不及滚柱丝杠螺母传动高（1）用滚动摩擦代替部分滑动摩擦，传动效率比滑动丝杠螺母高，但不及滚珠（2）制造比滚柱丝杠螺母较容易用于平面磨床魔头的垂直进给机构，亦有用于数控机床（代替滚珠丝柱杆螺母传动）液体静压丝杠螺母传动单个整体螺母（在螺母的螺纹面上开有通压力油的油腔）（1）螺母结构复杂，加工困难，对螺母的螺纹直径，螺距大小均有限制（2）需要一套过滤良好的供油装置（3）安装调整较困难（4）不能自锁
34、（1）丝杠螺母油高刚度的油膜，能使现无间隙正反相传动，定位精度高（2）油膜有平均丝杠螺母制造误差的作用，大大提高了丝杠的传动精度（3）承载能力大，刚度高，抗震性好，传动平稳（4）液体摩擦系数小，传动效率高，寿命长用于传动精度高，定位精度准确及传动效率要求较高的机床（高精度螺纹磨床，非圆齿轮插齿机，重型机床等）表3-1丝杠螺母转动的分类，优缺点及应用43丝杠螺母转动的导程，效率和驱动扭矩的计算(1)导程S丝杠螺母传动时，当回转件的转速为n(rmin)，移动件的线速为v(mmin)，则丝杠的导程S为：由机械工程手册，查表347，由于是低速，且润滑良好，材料是钢，故，p=7513MP，取P】=l0。
35、 由机床设计手册，查表576，丝杠的外径，t=10mm，相关参数如下表32：表3-2丝杠相关参数一览表丝杠螺母中径d2（mm）丝杠的外径d（mm）丝杠的内径d1（mm）螺母的外径d，（mm）螺母的内径d，1（mm）丝杠断面积A（cm2）螺纹的升角r丝杠断面积惯性矩In（cm4）断面惯性起I（cm4）1238620018920119018055005651252764798螺纹头数为k，则S=kt t为螺距，查机械设计手册表5-7-6，得丝杠得螺距为t=lOmm。螺母高度：;螺纹的工作高度：h=0.5t=5mm工作压强：满足耐磨性的使用要求，(2)螺纹升角(3)效率：正转动效率，即由回转运动转换
36、为直线运动的效率n为：其中，r一中径处的螺纹升角；d2一螺纹中径(mm)；P一当量摩擦角(deg)，(对静压丝杠：)B一螺纹牙型半角(deg)，a一滚珠与滚道的接触角(deg)，一般a=45d一滚珠直径(mm)；f一为液体摩擦系数(f=00004)5、电动机的选择51选择电动机应综合考虑的问题(1)根据机械的负载性质和生产工艺对电动机的启动，制动，反转，调速等要求，选择电动机类型。(2)根据负载转矩，速度变化范围和启动频繁程度等要求，考虑电动机的升温限制，过载能力和启动转矩，选择电动机功率，并确定冷却通风方式。所选电动机功率应有余量，负荷率一般取08一O9过大的备用功率会使电机效率降低，对于感
37、应电动机，其功率数将变坏，并使按电动机最大转矩校核强度的生产机械造价提高。(3)根抓使刚场所的环境条件，如温度，湿度，灰度，雨水，瓦斯以及腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要的保护方式，选择电动机的结构型式。(4)根据企业的电网电压标准和对功率因数的要求，以及机械减迷机构的复杂程度，选择电动机额定转速。 除此之外，选择电动机还必须符合节能要求，考虑运行可靠性，设备的供货情况，备品备件的通用性，安装检修的难易，以及产品价格，建设赞用，运行和维修费用，生产过程中前后期电动机功率变化关系等各种因素。电动机选择顺序选择电动机的顺序，一般可参考图41进行。图4.152电动机类型选择见表4一l，电动机类型选择。(
38、1)对于小功率机械，或启动次数较多而电容量不大易受冲击时，不易采用同步电动机。(2)对于大中型机械，当电网容量不大时，不宜选用笼型电动机，而选用绕线型电动机。(3)异步电动机需带调速装置。53电动机功率计算及选择计算电动机功率时，首先根据要求查机械的负载功率初选电动机功率，再校核初选电动机的过载能力，启动能力和发热。首先算出(或通过实测及对比得出)生产机械静阻负载图(如图4一2)然后根据公式初步计算电动机轴功率，根据计算功率并考虑一定的余量再初选电动机功率，随着调速范围和启动频繁程度的提高，余量系数也随之加大。因此，选用方案二，圆锥一圆柱齿轮减速传动结构。负载类别选用电动机恒转矩和通风机负载特
39、性的机械选用机械特性为便特性的电动机恒功率负载特性的机械选用调励磁变速直流电动机或带有机械变速的就留异步电动机无调速要求的机械负载平稳,对启动,制动无特殊要求的长期运行的机械小功率普通笼型电动机大功率同步电动机带周期性变动负载的机械(如带飞轮)活启动条件沉重时大中功率绕线性型电动机小功率,经过载能力机启动条件校验过高转差率电动机某些断续运行的机械虽无调速要求,但采用交流电动机在发热启动,制动特性等方面不能满足要求活技术经济指标过低时采用直流电动机需要调速的机械只要求几种转速的小功率机械采用变换定子技术的多苏笼型电动机对调速平化程度要求不高,且调速比不是很大时绕线型电动机或电磁调速电动机调速范围
40、在1:3以上许连续稳定平滑调速的机械直流电动机活变频调速电动机需启动转矩大的机械(如电车,牵应车)直流串励电动机某些特殊场所(如要求防爆)又需要平滑调速时由变频电源供电的笼型电机某些要求调速范围不大(1:2左右)的大功率机械以及无频繁启动,制动要求和无冲击性负载的机械带有串级调速装置的绕线型电动机要求调速范围不大,具有恒功率负载特性的机械机械电器联合调速形式图4-2 电动机转矩负载图Td=f(t)及速度图nD=f(t)为了验算初选电动机是否合适，需要根据负载特性状态生产机械的工艺参数和初选电动机的参数，计算出电动机动态转矩和加减速时间，绘制电动机转矩负载图Td=f(t)或负载功率图P=f(t)
41、 (1)升降箱所受重力：G=(80+15)981000=931lO5N所受摩擦力轴向力 F=G+f=1.02X106N (2)工作机所需输入功率 (3)电动机所需功率式中，n为传动装置及工作机的总效率为圆柱齿轮传动效率，考虑本设计需用精度较高,采用7级精度(油润滑)，098n2为锥齿轮传动效率，采用7级精度(油润滑),097nw为工作机效率,094O96,取095N为联轴器的效率，099N为滚动轴承的效率O98N为丝杆效率，取O189初选功率为45KW的三项异步电动机Y2-280S-6，参数如图4-3图43 Y2系列设计技术数据表型号额定功率(KW)额定电流(A)转速(r/min)功率(%)功
42、率因数(cosu)最大转矩额电转电小转速额定转噪声震动速度(mm/s)重量(B3)KG空载载之空负Y24585.998092.50.862.01.18053.56传动比的计算与分配61计算传动比611传动比的分配原则 在设计多级传动的传动装置时，各级传动比的分配，直接影响减速器的承载能力和使用寿命。传动比分配得不合理，会造成结构尺寸大，相互尺寸大，相互尺寸不协调，润滑不良，成本高，制造和安装不方便，因此，分配传动比时，应考虑下列机电原则：1各种传动的没几传动比应在推荐值的范围内。2各级传动比应使传动装置尺寸协调，结构匀称，不发生干涉现象。3色合计双级圆柱齿轮减速器时，应尽量使高级和低速级的齿轮
43、强度接近相等，即按等强度原则分配传动比。4当减速器内齿轮采用油池融化时，为使各级大齿轮侵油深度合理，各级火齿轮直径应相差不大，以避免低速级大齿轮侵油过深，曾加搅油损失。612传动比计算传动装置的总传动比i，根据电动机的满载转速Nm=980r.min-1和工作机所需：转速nm=15r.min-1,按下式计算：613减速器传动比分配方法减速器的传动结构如图5-2因为，总传动比i=ili2j3i4取，i1=2，则，i2=1.6 i3=4.5 i4=4.57计算各轴的转速功率和转矩71各轴的转速的计算各轴的转速可根据电动机的满载转速和各相邻轴间的传动比计算，各轴的转速：72各轴的输出功率73各轴的转矩
44、8齿轮设计81第一对齿轮(7，8)的设计811选择齿轮材料并确定许用力根据设计要求及使用条件，该为高速齿轮，且一般减速箱选用软齿面。先按齿轮接触疲劳强度设计，再校核齿根弯曲疲劳强度，其设计步骤如下：齿轮相关系数一览表 7-2125678模数m1066压力角a202020分度圆直径（mm）d1820486240d2180106144齿顶高 ha1066齿根高 hf12.57.57.5全齿高 h22.513.513.5顶隙 c2.51.51.5齿顶园直径（mm）da1840498252Da2200108132齿根园直径（mm）df1795471132df2155232.5105齿距 p31.418.8518.