(完整word版)机械制造装备设计
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1.1转速范围R n (公式1.5)(p14)、转速级数Z (公式1.6)(p15)
-1max min == (1.5)Z n n R n ϕ lg =1+ (1.6)lg n R Z ϕ
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 r r 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
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。
2.8 为什么在辅助运动系统中可不遵循“前密后疏”的原则?答:传动件至末端轴的传动比越大,传动件承受的扭矩越大。在进给传动中,为了使更多的传动件至末端输出轴的传动比较小,承受的扭矩较小,所以不遵循“前密后疏”的设计原则,而是采取“前疏后密”的设计原则。
2.9 已知某卧式车床的max min =1600r/min, =31.5r/min, =1.26, =1440r/mi n u u n ϕ电
,试拟定转速图,确定齿轮齿数、带轮直径,
验算转速误差,画出传动系统图。 解:(1)确定转速级数:根据教材式(1.6),lg =1lg n R Z ϕ+ ;其中m a x m i n /1600/31.550.8
n R n n ===,所以转速级数 lg 50.8117.99618lg1.26
Z =+=≈;(2) 确定传动结构式:选择传动方案:18332=⨯⨯,考虑到主传动设计前密后疏的原则, 传动结构式应为13918332=⨯⨯,(3)绘制转速图:根据下表的标准数列,经圆整可以得到18级转速为:31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600;确定定比传动比:取轴Ⅰ的转速值为800r/min ,则电机轴与轴Ⅰ的传动比为:08001130=1440 1.8234
i == 确定各变速组最小传动比:从转速点800 r/min 到31.5r/min 共有14格,按照前缓后急的原则,基本组最小传动线下降2格,基本组相邻两变速组下降1格;第一变速组下降6格,其中相邻两变速组下降3格;第二变速组最小传动线下降6格,最大上升3格。则,
转速图如下:
图1 方案1初步设计确定的转速图 图2 方案1确定齿轮齿数之后的实际转速图
(4)传动系图设计(包括计算齿轮齿数、带轮直径)
可以得到本设计传动系图为图3示。
图3 习题2.9设计的传动系统图
(5)验算实际转速误差
方案1:max 13036456014401600234364530
n =⨯⨯⨯⨯=,与标注转速相比,没有误差; min 130281818144031.82234447272n =⨯⨯⨯⨯=,实际误差31.8231.50.0102=1.02%31.5
-=; 125013032456014401280234404530n =⨯
⨯⨯⨯=,实际误差12801250 2.40%1250-=; 100013028456014401018.2234444530n =⨯
⨯⨯⨯=,实际误差10181000 1.82%1000-=; 转速误差均小于2.6 %,符合设计
方案2的转速图设计:
图4 方案2初步设计确定的转速图图5 方案2确定齿轮齿数之后的实际转速图
方案2转速误差:
max
130324260
14401629
234403330
n=⨯⨯⨯⨯=,实际误差:1.81%;
min
130241818
144031.58
234485772
n=⨯⨯⨯⨯=,实际误差:2.54%;
1250
130284260
14401295.9
234443330
n=⨯⨯⨯⨯=
,实际误差:3.67%;
800
130322960
1440806.95
234404630
n=⨯⨯⨯⨯=
,实际误差,0.87%;部分转速误差大于2.6 %。从转速误差来看,方案2转速误差较大。
2.10 已知专用机床的转速为三挡,
123
=200r/min, =280r/min, =320r/min
n n n,=1440r/min,
n
电
试拟定转速图。
解:(1) 计算相邻两转速的公比:3
2
12
12
280320
===1.40, ===1.142
200280
n
n
n n
ϕϕ
(2) 按公比1.41确定转速网格线:查标准数列表可知:200, 280, 400, 560, 800, 1120, 1600;确定采用两轴的传动方案;电机轴传到1轴,1轴到2轴是三个变速组。第1轴转速为800r/min,1轴到2轴直接产生三个速度。
(3) 设计的转速图如下:
取齿数和S z=95,考虑在变速组内齿轮模数相等,根据p30-31表2.1,可得到三对齿轮的齿数,如图5所示。
图4 2.10初步拟定的转速图图5 2.10最后确定的转速图