机械制造装备设计课程设计(课堂PPT)课件(PPT 40页)

1、机械制造装备设计课 程 设 计 1.第1页，共40页。机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计一、设计题目 设计一台普通车床的主传动系统，完成变速级数为18级。二、设计目的 通过设计实践，掌握机床主传动系统的设计方法。 培养综合运用机械制图、机械设计基础、机械制造装备设计及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力。 培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。带传动采用卸荷带轮；由摩擦离合器实现主轴换向。2.第2页，共40页。机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计 根据给定的机床规格和极限转速（或转速），拟定合适的结构式（或转速图等）和主传动系统图，确定齿轮齿数和带轮直径等，并计

2、算转速误差。 提高技术总结及编制技术文件的能力。 是毕业设计教学环节实施的技术准备。三、课程设计的内容1、运动设计3.第3页，共40页。机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计2、动力计算 根据给定的电动机功率，计算主轴及传动轴尺寸、齿轮、皮带的根数及型号，确定轴承等。验算主轴或某一根传动轴的刚度和轴承的承载能力。 3、结构设计 进行传动轴组件、变速机构、主轴组件等的布置和结构设计。绘制机床主轴主变速箱装配图（包括展开图和一主要剖视图）和一主要零件图。4.第4页，共40页。机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计4、编写设计计算说明书 主要包括： 1）运动设计和动力计算的计算过程和分析

3、； 2）结构设计说明（包括主要结构的分析以及其他需要说明或论证的问题）; 3）参考文献 5.第5页，共40页。机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计四、课程设计的步骤和注意事项 1、准备工作 2、运动设计 传动方案设计（集中传动或分离式传动）； 结构式； 绘制转速图； 确定齿轮齿数； 绘制传动系统图； 带和带轮的设计计算；6.第6页，共40页。 主轴转速误差计算机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计 验算转速误差，使主轴各级实际转速符合： 注意事项： a、分配传动比时，不宜采用过多的接近1/4的传动比，这样会使结构庞大，或小齿轮齿数太小，结构上较难实现。 b、相邻传动组的齿数不应悬

4、殊过大，以免大齿轮与相邻轴碰撞。7.第7页，共40页。机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计 3、动力计算 传动件的计算转速（主轴、各传动轴、最小齿轮）； 传动轴直径的估算和选用（一般情况下，应利用轴的扭转强度计算的方法来估算出轴的最小直径，求得d值应加以圆整。如果是花键轴，则花键的内径可比计算的d值减小7%，由此选用合适的花键）； 主轴的设计（前端、后端直径、内孔直径、支撑形式、悬伸量、支撑跨距等）； 齿轮模数的估计（一般同一变速组中的齿轮取同一模数，一个主轴变速箱中的齿轮采用12种模数。主轴变速箱的齿轮模数常取为2.5、3、4mm)。8.第8页，共40页。机械制造装备设计课程设计-机

5、床主传动系统设计 齿轮结构尺寸计算。 注意事项 估算时，应尽量选择同类型机床，采用类比法进行。 4、绘制部件装配草图 选择轴承型式，大致布置轴、齿轮及轴承位置； 确定每根轴的固定方法、轴承的调节和定位、齿轮的移动和固定方法等，并确定带轮的基本结构； 剖面图和展开图必须同时交叉绘制，以便检查各机械零件在空间上是否相碰；9.第9页，共40页。机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计 结构应有良好的润滑和密封性，避免漏油现象发生； 注意事项：a、注意滑移齿轮是否有足够的移动位置，是否会发生干涉；b、大齿轮外圆是否与其他轴或轴上的零件相碰；c、轴、轴承及轴上零件的固定和定位要可靠，受力后不应发生串

6、动现象；d、机床应有良好的、可靠的润滑和密封装置；e、结构设计一方面要满足机床性能要求，另一方面要注意加工和装配工艺性；f、严格遵守国家标准；g、图纸符合国家机械制图标准。 10.第10页，共40页。机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计 5、零件的验算 在零件尺寸和位置确定后，才可以知道它们的受力状态，力的大小，作用点和方向，才可以对零件（如齿轮、轴、键、轴承等）进行较为精确的验算。 如发现不合理或不正确时，应重新修改结构，重新计算，以达要求。6、装配图上应标数据 齿轮齿数及模数、带轮直径、电动机功率和转速、轴编号等，并均与转速图一致； 决定配合性质的配合尺寸； 11.第11页，共40

7、页。机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计 决定这个部件对其他部件的相对位置的基准尺寸；决定部件内基本零件的相对位置的基本尺寸；主要轴线到主要表面间距离的内部尺寸及该部件的总体尺寸等。 整个部件的技术条件； 图上所有零件应编号，相同零件应具有同一编号，并编出零件明细表。 7、绘制零图件绘制主轴箱装配图 1张(A0)绘制两张主要零件图 1张(A3或A2)12.第12页，共40页。 C6136 车床机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计13.第13页，共40页。一. 运动设计例：已知1. 确定转速级数已知：转速级数： Rn ：变速范围设计内容及步骤机械制造装备设计课程设计-机床主传动系

8、统设计14.第14页，共40页。2. 确定结构式及结构网 从轴到轴可传递3种转速：输入输出机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计15.第15页，共40页。（1）结构网 从轴到轴可传递12种转速。结构式：反映传动链特性关系机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计16.第16页，共40页。12=322， 12=232， 12=223（2）结构式遵循“前多后少”原则： 12=322 由于结构上的限制，变速组中的传动副数目通常选用2或3为宜，即：传动顺序： 12=3223. 传动顺序与扩大顺序机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计17.第17页，共40页。扩大顺序：下标：同组的传动副间

9、的级比。传动顺序与扩大顺序一致 机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计18.第18页，共40页。1:41:11:11:2.821:21:1.412:1456390125180250355500710100014002000电机轴4. 转速图（1）转速（2）传动比 主轴的各级转速为等比数列。 为了结构紧凑、减小振动和噪声，通常限制： 所以，在一个变速组，变速范围：8“前缓后急”原则：传动在前的传动组，其降速比小，而在后的传动组，其降速比大144019.第19页，共40页。（3）CM6132 型普通车床 采用分离式传动，变速箱和主轴箱分离。 采用了背轮机构，解决传动比不能过大的问题。机械制造

10、装备设计课程设计-机床主传动系统设计20.第20页，共40页。CM6132 型普通车床转速图1: 2电机轴18045639012525035550071010001400200014401:1.031:11:2.51:3.551:11: 1.411: 21.41: 1机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计21.第21页，共40页。5. 齿轮齿数的确定1: 1.251.25:11.78:1电机轴14401:1.351:2.82三对传动副，传动比为：1.78:11.25:11:1.25在表中，可满足条件的齿数和有： 50、 56、 61、 70、 72 等。选择哪一组？（1）根切（2）结构机

11、械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计22.第22页，共40页。例如：传动轴的直径为35mm，齿轮模数为2.5，齿数20齿顶圆：50分度圆：45齿根圆：37.5 显然，齿轮的强度不够。 若需键连接，则会切穿齿根。 故，齿数和不能太小。如果选用机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计23.第23页，共40页。二. 动力计算1. 电机功率的估算 在主传动的结构方案未确定之前，可按下式进行估算：式中，C6140机床C6132功率(KW)7.53.0Z3040机床Z3063功率(KW)3.05.5X62、63机床X63W功率(KW)7.510.0国产机床动力参数参考表机械制造装备设计课程设计-

12、机床主传动系统设计24.第24页，共40页。2. 主轴的估算 在设计之初，由于确定的仅仅是一个设计方案，具体构造尚未确定，因此，只能根据统计资料，初步确定出主轴的直径。D2D1机床D1KW车床1.52.56080钻床铣床2.63.63.75.55.67.37.411709070105951301101455080509060906095751009010550856090709575100机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计25.第25页，共40页。3. 中间传动轴的估算按扭转刚度计算： 式中，N ：该传动轴传递的额定功率。：电机到该轴传动件传动效率总值。 d：当量直径。 ：计算转速。

13、：允许扭转角。花键轴时，轴内径要比d 小7%。空心轴时，机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计26.第26页，共40页。计算转速 变速系统中传动件应根据哪一个转速进行动力计算，应了解机床的功率特性和扭矩特性。计算转速：传递全功率的最低转速。机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计27.第27页，共40页。计算转速的确定（1）等比传动，中型通用机床（C6132、C6140）（2）等比传动，大型通用机床总级数机床类中型9大型12161820n4n3n4n5n6n7n8n7n6n5（3）立式钻床、摇臂钻床机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计28.第28页，共40页。CM6132 型

14、普通车床转速图1: 1.251.25:11.78:1电机轴45639012518025035550071010001400200014401:1.351:2.821:11:2.51:3.55机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计29.第29页，共40页。机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计30.第30页，共40页。机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计31.第31页，共40页。4. 齿轮模数的估算 按接触疲劳强度或弯曲强度计算齿轮模数比较复杂，而且有些系统只有在齿轮各参数都已知道的情况后方可确定，所以，只在草图完成后校核用。在画草图之前，先估算，再选用标准齿轮模数。一般同一

15、变速组中的齿轮取同一模数，一个主轴变速箱中的齿轮采用12种模数。传动功率的齿轮模数一般取大于2mm。在中型机床中，主轴变速箱中的齿轮模数常取：2.5、3、4。 按齿面点蚀估算的齿轮中心距： 式中，P：该齿轮传递的功率（KW）。机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计32.第32页，共40页。 由中心距 A 及齿数z1、z2，可求齿轮模数为： 也可由下式计算：机床设计手册（2）上 P265 表5,491机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计33.第33页，共40页。三. 结构设计1设计内容 设计主轴箱、变速箱的结构包括传动件（传动轴、轴承、齿轮、带轮、离合器、制动器、卸荷装置等）、主轴组件、箱体及联结件的结构设计及布置，用一展开图和若干截面图表示。 主轴箱、变速箱展开图如图所示。机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计34.第34页，共40页。机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计35.第35页，共40页。2结构设计中应注意的问题（1）结构上是否产生碰撞和干涉现象 是否同一变速组内有两对齿轮同时啮合； 各运动件之间，运动件与不运动件之间是否留有足够的间隙。机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计36.第36页，共40页。（2）需要定位的所有零件或组件是否有轴向定位（3）凡需要调整间隙的地方（轴承、离合器、制动器等）是否均设计了调整装置。