机械制造装备设计举例计算转速

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
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。

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。

“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。

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。

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。

机械设计课程设计说明书设计内容——( )专业：班级：姓名：学号：指导老师：吕梁学院学院矿业工程系完成时间：年月日2013 级机械设计制造及其自动化专业《机械设计课程设计》任务书学生姓名：班级：学号：一、设计题目：设计一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器二、给定数据及要求已知条件：运输带工作拉力F= 12000 N；运输带工作速度v= m/s（允许运输带速度误差为±5%）；滚筒直径D= 450 mm，滚筒长度L=800mm；两班制，连续单向运转，载荷轻微冲击；工作年限5年；环境最高温度350C；小批量生产。

三、应完成的工作1.减速器装配图1张；2.零件工作图2—4张（从动轴、齿轮）；3.设计说明书1份。

系主任：教研室负责人：指导教师：发题日期完成日期目录任务书.............................................................................................................................. 第一章机械传动装置的总体设计................................................................................1.1 选择电动机........................................................................................................1.1.1 电动机类型的选择..................................................................................1.1.2 电动机容量的选择..................................................................................1.1.3 电动机转速的选择..................................................................................1.2 传动比的分配....................................................................................................1.3传动系统的运动和动力参数计算.....................................................................1各轴的转速、功率和扭矩计算.....................................................................1.3.2各轴的运动参数表................................................................................... 第二章V带传动的设计..............................................................................................2.1 V带的参数设计.................................................................................................2.2 V带的主要参数表............................................................................................. 第三章齿轮的设计........................................................................................................3.1齿轮传动设计.....................................................................................................3齿轮参数设计.................................................................................................3.1.2齿轮的主要参数表................................................................................... 第四章轴的设计（输入轴）........................................................................................4.1高速轴（输入轴）的设计.................................................................................4.材料的选择和热处理.....................................................................................4..........................................................................................................................4.轴的结构设计并绘制结构草图.....................................................................4.2低速轴（输出轴）的设计.................................................................................4.材料的选择和热处理.....................................................................................4..........................................................................................................................4.轴的结构设计并绘制结构草图.....................................................................4.4低速轴（输出轴）的校核.................................................................................4..........................................................................................................................4.......................................................................................................................... 第五章联轴器的选择....................................................................................................5.1.联轴器的选择和参数......................................................................................... 第六章键联接的选择和计算........................................................................................6.1 键的选择和参数................................................................................................ 第七章滚动轴承的选择................................................................................................7.1轴承的选择......................................................................................................... 第八章箱体结构尺寸....................................................................................................8.1 箱体的结构尺寸................................................................................................ 设计小结.......................................................................................................................... 参考文献.......................................................................................................................... 附表.................................................................................................................................. 附图..................................................................................................................................min参考文献[1] —[2] —附表1 第一章各轴的运动参数表附表2 第二章V带传动的主要参数表附表3第三章齿轮的主要参数表附表4 第八章箱体的结构尺寸表附录16。

机械制造装备设计课后习题答案第⼆章1、机床设计应满⾜哪些基本要求，其理由是什么？（p57)（1）⼯艺范围（2）柔性:机床的柔性是指其适应加⼯对象变化的能⼒，包括空间上的柔性（功能柔性）和时间上的柔性（结构柔性）。

（3）与物流系统的可接近性:可接近性是指机床与物流系统之间进⾏物料（⼯件、⼑具、切屑）流动的⽅便程度。

（4）刚度:加⼯过程中，在切削⼒作⽤下，抵抗⼑具相对与⼯件在影响加⼯精度⽅向变形的能⼒，包括静刚度、动刚度、热刚度。

（5）精度:机床的精度主要是指机床的⼏何精度和⼯作精度。

（6）噪声（7）成产率和⾃动化（8）成本（9）⽣产周期（10）可靠性(11）造型与⾊彩7、⼯件表⾯发⽣线的形成⽅法有哪些？(p63)1）成形法：利⽤成形⼑具对⼯件进⾏加⼯的⽅法；2）展成法：利⽤⼯件和⼑具对⼯件进⾏加⼯的⽅法；3）轨迹法：利⽤⼑具作⼀定规律的运动来对⼯件进⾏加⼯的⽅法；4）相切法：利⽤⼑具边旋转边做轨迹运动来对⼯件进⾏加⼯的⽅法。

10、机床的主运动与形状创成运动的关系如何？进给运动与形状创成运动的关系如何？(p66)11、机床上的复合运动、内联系传动链、运动轴的联动的含义及关系如何？(p65)16、分析图2-14所⽰各种机床的运动功能图，说明各个运动的所属类型、作⽤及⼯件加⼯表⾯的形成⽅法。

（p67）17、机床的传动原理如何表⽰？它与机床运动功能图的区别是什么？（p70)常⽤⼀些简明的符号把传动原理和传动路线表⽰出来，这就是传动原理图。

23、机床主传动系都有那些类型？由那些部分组成？（p89)主传动系⼀般由动⼒源（如电动机）、变速装置及执⾏件（如主轴、⼑架、⼯作台），以及开停、换向和制动机构等部分组成。

1.主传动系分类按驱动主传动的电动机类型：交流电动机驱动、直流电动机驱动按传动装置类型：机械传动装置、液压传动装置、电⽓传动装置以及它们的组合按变速的连续性：分极变速传动、⽆极变速传动24、什么是传动组的级⽐和级⽐指数？常规变速传动系的各传动组的级⽐指数有什么规律性？（p92)25、主变速传动系设计的⼀般原则1）传动副前多后少的原则2）传动顺序与扩⼤顺序相⼀致的原则（前密后疏原则）3）变速组的变速要前慢后快，中间轴的转速不宜超过电动机的转速103、110、113例题机床类型：中型车床。

习题与思考题作业1：P12，2、3、5 ；P52，1、2、4、6第1章绪论2．机械制造装备与其它工业装备相比，特别强调应满足哪些要求，为什么?3．柔性化指的是什么?试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度。

其柔性表现在哪里?5．我国人口多，劳动力资源比较丰富，目前尚有不少下岗人员没有安排工作，实现自动化与更多地提供就业机会之间是否存在矛盾，为什么?第2章机械制造装备设计方法1．机械制造装备设计有哪些类型?它们的本质区别是什么?2．创新设计的步骤是什么?为什么应重视需求分析和可行性论证?4．哪些产品宜采用系列化设计方法，为什么?有哪些优缺点?6．哪些产品宜采用模块化设计方法，为什么?有哪些优缺点?作业2：P297～231，6、7、8、14、16、17、20第3章机床夹具设计6．何谓定位误差?定位误差是由哪些因素引起的?7．夹紧与定位有何区别?对夹紧装置的基本要求有哪些?8．设计夹紧机构时，对夹紧力的三要素有何要求?14．在图5-79a所示零件上铣键槽，要求保证尺寸540mm，及对称度。

现有三种定.14位方案，分别如图5-79b、c、d所示。

已知内、外圆的同轴度误差为0.02mm，其余参数见图示。

试计算三种方案的定位误差，并从中选出最优方案。

16．指出图5-81中各定位、夹紧方案及结构设计中不正确的地方，并提出改进意见。

17．阶梯轴工件的定位如图5-82所示，欲钻孔O，保证尺寸A。

试计算工序尺寸A的定位误差。

20．工件装夹如图5-85所示，欲在￠60±0.01mm的圆柱工件上铣一平面，保证尺寸h＝25±0.05mm。

已知90°的V型块所确定的标准工件(￠60mm)的中心距安装面为45±0.003mm，塞尺厚度S＝3±0.002mm。

试求：①当保证对刀误差为h公差(0.1mm)的三分之一时，夹具上安装对刀块的高度H应为多少?②工件的定位误差为多少?作业3：P334，2、3、5、8、10、11第5章物流系统设计2．物流系统的组成环节有哪些?物流系统应满足哪些要求?3．物流系统布置方案包括什么内容?5．机床上料装置应具有哪些特点?有哪些基本组成?8．目前机床间工件传输装置有哪几种?各适用于哪些场合?10．试述无轨自动运输小车的工作原理和适用场合。

1.钻床的主运动参数为 主轴的转速 ,品的主参数应尽可能采用 优先数系 。

2.辅助支承和可调支承的区别 辅助支承起定位作用,可调支承不起定位作用。

3.产品系列化设计的”三化”是指 系列化、标准化、通用化 。

4.磨床的主运动是指 砂轮的回转运动。

5.主轴的变速范围是指 主轴的最大转速与最小转速的比值 。

6.有级变速主轴转速一般按 等比级数 排列。

7.进给系统中,各传动件的计算转速是 最高转速 。

8.机床支承件常用的材料是 铸铁 。

9. 设计分级变速箱时,变速箱公比取大于电动机的恒功率调速范围,变速箱结构 简单 ,主传动系功率特性图 缺口 。

10.专用机床夹具至少必须由 定位装置、夹紧装置和底座 三个基本部分组成。

11. 在夹具中采用偏心轮夹紧工件比用螺旋压板夹紧工件的动作 快 ，但其自锁性要比后者 差 。

12.料仓式上料装置的基本组成是 料仓,隔料器,上料器,上料杆和卸料杆 。

13.在选择机床主轴滚动轴承时,后轴承精度常比前轴承精度 低 。

14.磨床运动功能图的运动功能式为 W/CfZfXfBaCp /T 。

15.无论是方形、圆形或矩形，空心截面的刚度都比实心截面的 大 ，圆形截面的抗扭刚度比方形截面 大 ，抗弯刚度比方形截面 小 。

二、计算题：(10%)工件定位的三种方案如图所示,要求加工表面DB 距孔尺寸为A,试分析计算各种定位方案的定位误差?哪种定位方案较好?解:(1)mm D 52.045sin 2/17.04.0=+=∆(2)mm D 485.02/17.04.0=+=∆(3)mm D 82.0)08.017.017.0(4.0=+++=∆B 方案较好。

三、分析题：(15%)设计升降台铣床主传动系统,ϕ=1.41,主轴转速为n=45~2000r/min ,电动机转速为min /1440r n =电。

(1)写出结构式 (2) 画出转速图1.答:十二级转速为:45r/min,63r/min,90r/min,125r/min,180r/min,250r/min,355r/min,500r/min,710r/min,1000r/min,1400r/min,2000r/min12=31×23×262.某机床主轴的转速图如图所示，若主轴计算转速为160r/min，要求确定各中间传动轴及各齿轮的计算转速。