制造装备课后答案.docx
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制造装备课后答案
26、某车床的主轴转速n=40~1800r/min，公比1.41电动机的转速n电1440/min，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:
Rn
n
max
n
min
1800
40
45
根据变速范围、公比可求变速的级数
Z
lgRn
lg
1
lg45
lg1.41
1
12
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：
1221231231232612213226
24
1221321231262312212632
42
1222231223312612322126
14
1222321223263112322621
41
1234221226233112262132
12
1234221226312312263221
21
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
12
3122
36
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：
电IIIIIIIV
1440r/min
1800r/min
1250
900
630
450
315
224
160
112
80
56
40
22
u1.4122符合要求
主
max
44
u1.411/41/4符合要求
主
min
最后扩大组的变速范围：
（1）1.416（21）8
Ri符合要求
xiPi
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）
d2id取0.015d2id1
（1）1.6125（10.015）197mm
1
查表取大带轮的基准直径为200mm
齿轮齿数的确定：
III轴之间的传动副共有3对传动比为1:
11:
1.411:
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....，60，72，84，96，....
S
z
取72
S可以确定三个传动副的齿数为
z
电IIIIIIIV
113636：
传动副
1：
1.41传动副3042
1：
2传动副2448
1440r/min
1800r/min
1250
900
630
同理可确定IIIII轴的齿数和取84
450
1：
1传动副齿数取4242
315
1：
2.82传动副齿数取2262
224
IIIIV之间的传动副齿数和取90
160
2：
1的传动副齿数取6030
1121：
4的传动副齿数取1872
80
56
40
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
nn电
实际
d1
d2
（1）
UU
1
U
2
3
123456789101112
理论转速40568011216022431545063090012501800
实际转速39.3256.1778.64110.81158.30221.63314.56449.38629.13886.51266.431773
转速误差1.700.311.701.061.061.060.140.140.141.51.311.5
率（%）
允许误差：
10
（1）%10（1.411）%4.1%
根据上表可知转速误差率在允许的范围内
绘制传动系统图如下：
200
362430
42
22
60
36
48
42
18
42
62
30
72
1440r/min
125
27、某机床主轴转速n=100~1120r/min，转速级数Z8，电动机的转速n电1440/min，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。
Rn
n
max
n
min
1120
100
11.2
Z
7
1R11.21.41
n
查表可获得8级转速为100，140，200，280，400，560，800，1120
拟定8级转速的结构式：
8212282124228222124
24
8222282421228242221
41
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
8
2122
24
电IIIIIIIV
1440r/min
1120
800
560
400
280
200
140
100
11
u1.411.412符合要求
主
max
33
u1.411/2.821/4符合要求
主min
x（i14
iP）
（21）
最后扩大组的变速范围：
R1.4148符合要求
i
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
1440
则大带轮直径
（1）
d2id取0.015d2id
（1）125（10.015）221.625mm
11
800
查表取大带轮的基准直径为224mm
齿轮齿数的确定：
III轴之间的传动副共有2对传动比为1:
11:
1.41
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....，48，60，72，84，....
S
z
取48
S可以确定两个传动副的齿数为
z
1：
1传动副2424
1：
1.41传动副2028
同理可确定IIIII轴的齿数和取60
1：
1传动副齿数取3030
1：
2传动副齿数取2040
IIIIV之间的传动副齿数和取72
11.3：
1的传动副齿数取4230
1：
2.82的传动副齿数取1953
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
nn电
实际
d1
d2
（1）
UU
1
U
2
3
12345678
理论转速1001402002804005608001120
实际转速100.98141.25201.78282.49394551.67881103.2
转速误差0.890.890.890.891.51.51.51.5
率（%）
允许误差：
10
（1）%10（1.411）%4.1%
根据上表可知转速误差率在允许的范围内
绘制传动系统图如下：
224
2024
30
20
42
24
28
19
30
40
30
53
1440r/min
125
28试从1.26，Z18级变速机构的各种传动方案中选出最佳方案，并写出结构式，画出转速图和传
动系统图。
转速不重复的方案：
1831321831293318333129183329311829313318293331
39
1821331821363218322136183236211836322118362132
26
1831231831362318233136182336311836312318362331
36
转速重复的方案1832221
11823312626118213226261等
366
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18313329也可选择转速重复的方
案。
假定最小转速为31.5r/min查表可得各级转速为31.5，40，50，63，80，100，125，160，200，250，315，
400，500，630，800，1000，1250，1600。
电IIIIIIIV
1440r/min
1600r/min
1250
1000
800
630
500
400
315
250
200
160
125
100
80
63
50
40
11.4
33
u1.2622符合要求
主max
66
u1.261/41/4符合要求
主min
x1
i（Pi）9（21）
最后扩大组的变速范围：
R1.2688符合要求
i
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
1440
则大带轮直径
（1）
d2id取0.015d2id
（1）125（10.015）221.625mm
11
800查表取大带轮的基准直径为224mm
齿轮齿数的确定：
III轴之间的传动副共有2对传动比为1:
11:
1.251:
1.6
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....，52，54，72，，....
S
z
取72
S可以确定三个传动副的齿数为
z
1：
1传动副3636
1：
1.25传动副3240
1：
1.6传动副2844
同理可确定IIIII轴的齿数和取84
1：
1传动副齿数取4242
1：
2传动副齿数取2856
1：
4传动副齿数取1767
IIIIV之间的传动副齿数和取90
2：
1的传动副齿数取6030
1：
4的传动副齿数取1872
224
362832
56
42
17
28
60
36
44
40
18
42
56
67
30
72
1440r/min
125
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
d1
n实际n电
（1）UUU
123
d2
123456789理论转速31.540506380100125160200
实际转速31.8139.9849.9962.6878.898.5125.36157.6197
转速误差0.980.030.030.511.51.50.291.51.5
率（%）
101112131415161718理论转速250315400500630800100012501600
实际转速254.47319.90399.88492.5630.47881002.91260.81576
转速误差1.791.511.50.030.6351.50.290.8641.5
率（%）
允许误差：
10
（1）%10（1.261）%2.6%
根据上表可知转速误差率在允许的范围内
29、用于成批生产的车床，主轴转速45~500r/min，为简化机构选用双速电机，n电=720r/min
和1440r/min，试画出该机床的转速度和传动系统图。
采用双速电机时公比一般取1.41和1.26本例中取1.41
Rn
n
max
n
min
500
45
11.5
Z
lgRn
lg
1
lg
11.11
lg1.41
1
8
查表可获得8级转速为45，63，90，125，180，250，360，500
拟定8级转速的结构式：
8212282124228222124
24
8222282421228242221
41
选用多速电机是将多速电机作为第一扩大组放在传动式前面基本组放在第一扩大组的后面
因此确定最后的结构式为
8
2222
14
I轴的带轮转速为720r/min
查表取小带轮的基准直径为125mm
1440
则大带轮直径
（1）
d2id取0.015d2id
（1）125（10.015）246.25mm
11
720查表取大带轮的基准直径为250mm
电IIIIII
1440r/min1440
1000
720r/min
720
500
360
250
180
125
90
63
45
11
u1.411.412符合要求
主max
33
u1.411/2.821/4符合要求
主min
xiP1（21）
（i）4
最后扩大组的变速范围：
R1.4148符合要求
i
齿轮齿数的确定：
III轴之间的传动副共有2对传动比为1:
21:
2.82
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....，69，72，75，，....
S
z
取69
S可以确定三个传动副的齿数为
z
1：
2传动副2346
1：
2.82传动副1851
同理可确定IIIII轴的齿数和取72
11.6：
1传动副齿数取4230
1：
2.82传动副齿数取1953
250
2318
42
19
51
46
30
53
1440r/min
720r/min
125
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
d1
n实际n电
（1）UU
12
d2
12345678理论转速456390125180250360500
实际转速44.8763.5689.73127.12175.21248.22350.43496.44
转速误差0.2970.890.2971.72.660.712.660.71
率（%）
允许误差：
10
（1）%10（1.411）%4.1%
根据上表可知转速误差率在允许的范围内
33、某数控机床，主轴最高转速nmax4000r/min，最低转速nmin40r/min，计算转速为
n
j，采用直流电动机，电动机功率=15kw，电动机的额定转速nd1500r/min，最高转速
160r/min
为4500/min
ndmaxr，试设计分级变速箱的传动系，画出转速图和功率特性图，以及主传动系统图。
n4000
主轴要求的很功率范围为25
max
R
nNn
160j
n4500
电机所能达到的恒功率范围3
dmax
R
dNn
1500
d
取2
fZ1lgRnNlgRdN/lgfZ1lg25lg3/lg2=4.06取Z=4
机械分级结构式可写作
Z4
212
2
4500
4000
4000
R
f
2000
2000
1500
13331333
R
f
1000
1000
R
nN
667
500
667
500
R
f
360
333
320
R
d
167
160
167
80
40r/min
40
3.6KW
3.715KW
电机的恒功率范围为1500~4500r/min
经过1:
1.1251:
11:
1三对传动副在主轴可获得的功率范围为1333~4000r/min（红色）
经过1:
1.1251:
21:
1三对传动副在主轴可获得的功率范围为667~2000r/min（黑色）
经过1:
1.1251:
11:
4三对传动副在主轴可获得的功率范围为333~1000r/min（绿色）
经过1:
1.1251:
21:
4三对传动副在主轴可获得的功率范围为167~500r/min（蓝色）
四段之间互有搭接
40~167r/min用的是电机的恒转矩段
40r/min的主轴转速对应的电机的转速为40421.125360r/min
40r/min的主轴转速对应的电机消耗的功率为15360/15003.6KW
200
直流电机
15KW
制动与测速
2030
机构
45
18
225
30
40
45
7245
脉冲发生器
72
45
升级会员 