軸承機床課程設計

機床作為機械裝備的母機，它的發(fā)展動力主要來源于其下游產業(yè)，目前，機床的下游產業(yè)——造船、工程機械、航空航天、汽車、鐵路、電力設備、風電設備、動力設備、制冷設備和石化設備等，都得到了蓬勃發(fā)展所以機床工業(yè)的發(fā)展正面臨最佳機遇。但是我國的機床在質量、可靠性和穩(wěn)定性方面尚與國際水平有一定差距，主要表現在設計方法落后，設計資料老化，長期仿制國外產品，基礎不夠扎實，因此很難發(fā)展高檔產品軸承機床課程設計隨著科學技術的進步和社會需求的變化，機床的設計理論和制造技術也在不斷地發(fā)展。計算機技術和分析技術的飛速進步，為機床設計方法的發(fā)展提供了有力的技術支撐。計算機輔助設計和計算機輔助工程已在機床設計的各個階段得到了應用。機床的設計理論和方法由人工繪圖向計算機繪圖過渡，改變了傳統(tǒng)的經驗設計方法，由定性設計向定量設計、由靜態(tài)的和線性分析向動態(tài)的和非線性分析、由可行性設計向最佳設計過渡。

數控技術的發(fā)展與應用，使得機床的傳動與結構發(fā)生了重大變化，伺服驅動系統(tǒng)可以方便地實現機床的單軸運動及多軸聯動，從而可以省去復雜的機械傳動系統(tǒng)設計，使其結構及布局也得到很大改善。1、機床設計的基本要求2、機床設計的步驟3、課程設計任務書3.1、運動設計3.2、動力設計3.3、結構設計工藝范圍生產率和自動化程度精度和剛度可靠性機床的成本和生產周期與物流系統(tǒng)的可親性柔性環(huán)境保護1、機床設計的基本要求調查研究：市場對機床的需求情況；國內外同類型機床的先進技術、發(fā)展趨勢和有關的科技動向等。主要技術指標設計（極限轉速、轉速級數、電機功率等）總體方案設計：包括運動功能、基本參數、機床總體布局、傳動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、主要部件的結構草圖、試驗結果及技術經濟綜合分析等。技術詳細設計：繪制機床總圖、部件裝配圖（主軸箱）、液壓與電氣裝配圖，并進行運動計算和動力計算，然后進行零件圖設計（主軸）和編寫各種技術文件。整機綜合評價。2、機床設計的步驟課程設計名稱

軸承機床課程設計

學生姓名

專業(yè)班級

設計題目

加工200mm軸承套圈多刀半自動車床主軸箱設計

一、課程設計目的通過機床主運動機械傳動系統(tǒng)的結構設計，使學生在擬定傳動和變速的結構方案過程中得到設計構思、方案分析、結構工藝、機械制圖、零件計算、編寫技術文件和查詢技術資料等方面的綜合訓練，樹立正確的設計思想，掌握基本的設計方法，并培養(yǎng)學生具有初步的結構分析、結構設計和計算能力。3、課程設計任務書二、設計內容、技術條件和要求1運動設計根據給定的機床用途、規(guī)格（加工200mm軸承套圈用多刀半自動車床主軸箱）和極限轉速、轉速級數，通過分析比較擬定傳動結構方案（包括結構式或結構網）和傳動系統(tǒng)圖，確定傳動副的傳動比以及齒輪的齒數，并計算主軸的實際轉速與標準轉速的相對誤差。2動力設計給定電機功率，同時結合傳動件的計算轉速，初算傳動軸直徑、齒輪模數，確定皮帶型號及根數、摩擦片式離合器的尺寸和片數以及制動器尺寸。完成裝配草圖，驗算傳動件（軸、齒輪、軸承）的應力、變形或壽命是否在允許范圍內，同時驗算主軸的靜剛度。3結構設計進行主運動傳動軸系、變速機構、主軸部件、箱體、操縱機構、潤滑與密封等的布置和結構設計，繪制主軸箱裝配圖（A1圖紙一張）和主軸零件圖（折合A1圖紙一張）。4編寫設計計算說明書

三、時間安排1運動設計

1天2動力設計

3天3裝配圖和零件圖繪制

4.5天4

編寫設計計算說明書

1天5

設計答辯

0.5天四、主要參考文獻[1]《機床設計手冊》，上海科學技術出版社[2]《機床設計手冊》，機械工業(yè)出版社[3]《機床設計參考圖冊》，機械工業(yè)出版社[4]《金屬切削機床設計》，上?？茖W技術出版社機床的工藝范圍指機床適應不同生產要求的能力。包括：機床可完成的工序種類，所加工零件的類型、材料和尺寸范圍、毛坯種類、加工精度和表面粗燥度。如果機床的工藝范圍過寬，將使機床的結構復雜，不能充分發(fā)揮機床各部件的性能；如果機床的工藝范圍較窄，可使機床結構簡單，易于實現自動化，提高生產率。通用機床都具有較寬的工藝范圍；數控機床的工藝范圍比傳統(tǒng)通用機床更寬，使其具有良好的柔性；專用機床和專門化機床則應合理地縮小工藝范圍。BACK機床的可靠性是指其在額定壽命期內，在正常工作條件下和規(guī)定時間內出現故障的概率。由于故障會造成加工中的部分廢品，故可靠性也常用廢品率來表示.廢品率低則說明可靠性好。BACK

可親性是指機床與物流系統(tǒng)之間進行物料（工件、刀具、切屑）交接的方便程度。對于單機工作形式的普通機床，是由人進行物料交接的，要求機床的使用、操作、清理、維護方便。對于自動化柔性制造系統(tǒng)，機床與物流系統(tǒng)(如輸送線)是自動進行物料交接的，要求機床結構形式開放性好，物料交接方便BACK機床的柔性，是指其適應加工對象變化的能力，包括空間上的柔性和時間上的柔性。所謂空間柔性也就是功能柔性，指在同一時期內，機床能夠適應多品種小批量的加工，即機床的運動功能和刀具數目多，工藝范圍廣。所謂時間上的柔性也就是結構柔性，指的是在不同時期，機床各部件重新組合，即通過機床重構，改變其功能，以適應產品更新變化快的要求。BACK確定轉速級數Z

已知轉速范圍：主軸最大、最小轉速公比取=1.41變速范圍：3.1、運動設計例：已知確定結構式及結構網由于結構上的限制，變速組中的傳動副數目通常選用2或3為宜。即：12=3×2×2，12=2×3×2，12=2×2×3從電動機到主軸主要為降速傳動，若使傳動副較多的傳動組放在較接近電動機處可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材料。也就是要求滿足傳動副前多后少的原則于是取結構式12=3×2×2ⅠⅡⅢⅣ從Ⅰ軸到Ⅳ軸可傳遞12種轉速。ⅠⅡⅢⅣ結構網結構式：12=3×2×2傳動系統(tǒng)圖繪制轉速圖主軸的各級轉速為等比數列。為了結構緊湊、減小振動和噪聲，通常限制：“前緩后急”原則：傳動在前的傳動組，其降速比小，而在后的傳動組，其降速比大1:41:11:11:2.821:21:1.412:1456390125180355500710轉速圖齒輪齒數的確定1:1.251.25:11.78:1ⅠⅡ電機軸14401:1.351:2.82三對傳動副，傳動比為：1.78:11.25:11:1.25在表中，可滿足條件的齒數和有：

50、56、61、70、72等。選擇哪一組？（1）根切（2）結構電機功率的估算在主傳動的結構方案未確定之前，可按下式進行估算：3.2、動力設計主軸的估算在設計之初，由于確定的僅僅是一個設計方案，具體構造尚未確定，因此，只能根據統(tǒng)計資料，初步確定出主軸的直徑。計算轉速的確定計算轉速的定義：傳遞全功率的最低轉速。（1）等比傳動，中型通用機床（C6132、C6140）（2）等比傳動，大型通用機床（3）立式鉆床、搖臂鉆床中間傳動軸的估算按扭轉剛度計算：N：該傳動軸傳遞的額定功率。：電機到該軸傳動件傳動效率總值。

d：當量直徑。

：計算轉速。：允許扭轉角。齒輪模數的估算按接觸疲勞強度或彎曲強度計算齒輪模數比較復雜，而且有些系統(tǒng)只有在齒輪各參數都已知道的情況后方可確定，所以，只在草圖完成后校核用。在畫草圖之前，先估算，再選用標準齒輪模數。一般同一變速組中的齒輪取同一模數，一個主軸變速箱中的齒輪采用1～2種模數。傳動功率的齒輪模數一般取大于2mm。在中型機床中，主軸變速箱中的齒輪模數常?。?.5、3、4。

按齒面點蝕估算的齒輪中心距：

式中，P：該齒輪傳遞的功率（KW）。

由中心距A及齒數z1、z2，可求齒輪模數為：

也可由下式計算：設計主軸箱、變速箱的結構包括傳動件（傳動軸、軸承、齒輪、帶輪、離合器、制動器、卸荷裝置等）、主軸組件、箱體及聯結件的結構設計及布置。3.3、結構設計變速箱展開圖主軸箱展開圖結構設計中應注意的問題（1）結構上是否產生碰撞和干涉現象是否同一變速組內有兩對齒輪同時嚙合？