机械制造装备设计课程设计

机械制造装备设计课程设计

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①通过设计实践，掌握机床主传动系统的设计方法。②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。③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。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，并计算转速误差。

④提高技术总结及编制技术文件的能力。⑤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。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；

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

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

①传动方案设计（集中传动或分离式传动）；②结构式；③绘制转速图；④确定齿轮齿数；⑤绘制传动系统图；⑥带和带轮的设计计算；⑦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：⑧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殊过大，以免大齿轮与相邻轴碰撞。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①传动件的计算转速（主轴、各传动轴、最小齿轮）；②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）；③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）；④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1～2种模数。主轴变速箱的齿轮模数常取为2.5、3、4mm)。机械制造装备设计课程设计--机床主传动系统设计⑤齿轮结构尺寸计算。⑥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

①选择轴承型式，大致布置轴、齿轮及轴承位置；②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；③

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；机械制造装备设计课程设计--机床主传动系统设计④结构应有良好的润滑和密封性，避免漏油现象发生；⑤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。

机械制造装装备设计课课程设计--机床主传动动系统设计计5、零件的验验算①在零件尺寸寸和位置确确定后，才才可以知道道它们的受受力状态，，力的大小小，作用点点和方向，，才可以对对零件（如如齿轮、轴、键、轴承承等）进行较较为精确的的验算。②如发现现不合理或或不正确时时，应重新新修改结构构，重新计计算，以达达要求。6、装配图上上应标数据据①齿轮齿齿数及模数数、带轮直直径、电动动机功率和和转速、轴轴编号等，，并均与转转速图一致致；②决定配配合性质的的配合尺寸寸；机械制造装装备设计课课程设计--机床主传动动系统设计计③决定这这个部件对对其他部件件的相对位位置的基准准尺寸；决决定部件内内基本零件件的相对位位置的基本本尺寸；主主要轴线到到主要表面面间距离的的内部尺寸寸及该部件件的总体尺尺寸等。④整个部部件的技术术条件；⑤图上所所有零件应应编号，相相同零件应应具有同一一编号，并并编出零件件明细表。。7、绘制零图图件绘制主轴箱箱装配图1张(A0)绘制两张主主要零件图图1张(A3或A2)C6136车床机械制造装装备设计课课程设计--机床主传动动系统设计计一.运动设计例：已知1.确定转速级级数已知：转速级数：Rn：变速范围围设计内容及及步骤机械制造装装备设计课课程设计--机床主传动动系统设计计2.确定结构式式及结构网网从Ⅰ轴到Ⅱ轴可传递3种转速：输入输出ⅠⅡⅢⅣⅠⅡ机械制造装装备设计课课程设计--机床主传动动系统设计计ⅠⅡⅢⅣ（1）结构网从Ⅰ轴到Ⅳ轴可传递12种转速。ⅠⅡⅢⅣ结构式：反映传动链链特性关系系机械制造装装备设计课课程设计--机床主传动动系统设计计12=3××2×2，12=2××3×2，12=2××2×3（2）结构式遵循“前多后少”原则：12=3××2×2由于结构上上的限制，，变速组中中的传动副副数目通常常选用2或3为宜，即：：传动顺序：：12=3××2×23.传动顺序与与扩大顺序序机械制造装装备设计课课程设计--机床主传动动系统设计计扩大顺序：：下标：同组组的传动副副间的级比比。传动顺序与扩大顺序一致

机械制造装装备设计课课程设计--机床主传动动系统设计计1:41:11:11:2.821:21:1.412:1ⅠⅡⅢⅣ456390125180250355500710100014002000电机轴4.转速图（1）转速（2）传动比主轴的各各级转速速为等比比数列。。为了结构构紧凑、、减小振振动和噪噪声，通通常限制制：所以，在在一个变变速组，，变速范范围：≤≤8“前缓后急急”原则：：传动在在前的传传动组，，其降速速比小，，而在后后的传动动组，其其降速比比大1440ⅣⅢⅠⅡ（3）CM6132型普通车车床采用分离离式传动动，变速速箱和主主轴箱分分离。采用了背背轮机构构，解决决传动比比不能过过大的问问题。ⅤⅥ机械制造造装备设设计课程程设计--机床主传传动系统统设计CM6132型普通车车床转速速图1:2ⅤⅥⅣⅢⅠⅡ电机轴18045639012525035550071010001400200014401:1.031:11:2.51:3.551:11:1.411:21.41:1机械制造造装备设设计课程程设计--机床主传传动系统统设计5.齿轮齿数数的确定定1:1.251.25:11.78:1ⅠⅡ电机轴14401:1.351:2.82三对传动动副，传传动比为为：1.78:11.25:11:1.25在表中，，可满足足条件的的齿数和有：50、56、61、70、72等。选择哪一一组？（1）根切（2）结构机械制造造装备设设计课程程设计--机床主传传动系统统设计例如：传动轴的的直径为为35mm，齿轮模模数为2.5，齿数20齿顶圆：：50分度圆：：45齿根圆：：37.5显然，齿齿轮的强强度不够够。若需键连连接，则则会切穿穿齿根。。故，齿数数和不能能太小。。如果选用用机械制造造装备设设计课程程设计--机床主传传动系统统设计二.动力计算算1.电机功率率的估算算在主传动动的结构构方案未未确定之之前，可可按下式式进行估估算：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国产机床床动力参参数参考考表机械制造造装备设设计课程程设计--机床主传传动系统统设计2.主轴的估估算在设计之之初，由由于确定定的仅仅仅是一个个设计方方案，具具体构造造尚未确确定，因因此，只只能根据据统计资资料，初初步确定定出主轴轴的直径径。D2D1机床D1KW车床1.5~2.560~80钻床铣床2.6~3.63.7~5.55.6~7.37.4~1170~9070~10595~130110~14550~8050~9060~9060~9575~10090~10550~8560~9070~9575~100机械制造造装备设设计课程程设计--机床主传传动系统统设计3.中间传动动轴的估估算按扭转刚刚度计算算：式中，N：该传动轴轴传递的的额定功功率。：电机到该该轴传动动件传动动效率总总值。d：当量直径径。：计算转转速。：允许扭扭转角。。●花键轴时时，轴内内径要比比d小7%。●空心轴时时，机械制造造装备设设计课程程设计--机床主传传动系统统设计计算转速速变速系统统中传动动件应根根据哪一一个转速速进行动动力计算算，应了了解机床床的功率率特性和和扭矩特特性。计算转速速：传递全全功率的的最低转转速。机械制造造装备设设计课程程设计--机床主传传动系统统设计计算转速速的确定定（1）等比传传动，中中型通用用机床（（C6132、C6140）（2）等比传传动，大大型通用用机床总级数机床类中型9大型12161820n4n3n4n5n6n7n8n7n6n5（3）立式钻钻床、摇摇臂钻床床机械制造造装备设设计课程程设计--机床主传传动系统统设计CM6132型普通车车床转速速图1:1.251.25:11.78:1ⅤⅥⅣⅢⅠⅡ电机轴45639012518025035550071010001400200014401:1.351:2.821:11:2.51:3.55机械制造造装备设设计课程程设计--机床主传传动系统统设计机械制造造装备设设计课程程设计--机床主传传动系统统设计机械械制制造造装装备备设设计计课课程程设设计计--机床床主主传传动动系系统统设设计计4.齿轮轮模模数数的的估估算算按接接触触疲疲劳劳强强度度或或弯弯曲曲强强度度计计算算齿齿轮轮模模数数比比较较复复杂杂，，而而且且有有些些系系统统只只有有在在齿齿轮轮各各参参数数都都已已知知道道的的情情况况后后方方可可确确定定，，所所以以，，只只在在草草图图完完成成后后校校核核用用。。在在画画草草图图之之前前，，先先估估算算，，再再选选用用标标准准齿齿轮轮模模数数。。一一般般同同一一变变速速组组中中的的齿齿轮轮取取同同一一模模数数，，一一个个主主轴轴变变速速箱箱中中的的齿齿轮轮采采用用1～2种模模数数。。传传动动功功率率的的齿齿轮轮模模数数一一般般取取大大于于2mm。在在中中型型机机床床中中，，主主轴轴变变速速箱箱中中的的齿齿轮轮模模数数常常取取：：2.5、3、4。按齿齿面面点点蚀蚀估估算算的的齿齿轮轮中中心心距距：：式中中，，P：该齿齿轮轮传传递递的的功功率率（KW）。。机械械制制造造装装备备设设计计课课程程设设计计--机床床主主传传动动系系统统设设计计由中中心心距距A及齿齿数数z1、z2，可可求求齿齿轮轮模模数数为为：：也可可由由下下式式计计算算：：《机床床设设计计手手册册》（2）上上P265表5,4——91机械械制制造造装装备备设设计计课课程程设设计计--机床床主主传传动动系系统统设设计计三.结构构设设计计1．设设计计内内容容设计主轴轴箱、变变速箱的的结构包包括传动动件（传传动轴、、轴承、、齿轮、、带轮、、离合器器、制动动器、卸卸荷装置置等）、、主轴组组件、箱箱体及联联结件的的结构设设计及布布置，用用一展开开图和若若干截面面图表示示。主轴箱、、变速箱箱展开图图如图所所示。机械制造造装备设设计课程程设计--机床主传传动系统统设计机械制造造装备设设计课程程设计--机床主传传动系统统设计2．结构设设计中应应注意的的问题（1）结