機械系統(tǒng)設計課程設計說明書樣本

機械系統(tǒng)設計課程設計指引書機械教研室機械系統(tǒng)設計課程設計指引書(1)車床主軸箱設計車床主軸箱設計一、課程設計目課程設計屬于機械系統(tǒng)設計課延續(xù)，通過設計實踐，進一步學習掌握機械系統(tǒng)設計普通辦法。培養(yǎng)綜合運用機械制圖、機械設計基本、精度設計、金屬工藝學、材料熱解決及構造工藝等有關知識，進行工程設計能力。培養(yǎng)使用手冊、圖冊、關于資料及設計原則規(guī)范能力。提高技術總結(jié)及編制技術文獻能力。是畢業(yè)設計教學環(huán)節(jié)實行技術準備。二、設計內(nèi)容與基本規(guī)定設計內(nèi)容：獨立完畢變速級數(shù)為6-12級機床主傳動系統(tǒng)主軸變速箱設計，涉及車削左右螺紋換向機構及與進給聯(lián)系輸出軸?；疽?guī)定：課程設計必要獨立進行，每人必要完畢展開圖、截面圖圖樣設計各一張，可以較清晰地表達各軸和傳動件空間位置及關于構造。依照設計任務書規(guī)定，合理擬定尺寸、運動及動力等關于參數(shù)。對的運用構造式、轉(zhuǎn)速圖等設計工具，認真進行方案分析。對的運用手冊、原則，設計圖樣必要符合國標規(guī)定。說明書力求用工程術語，文字通順簡潔，筆跡工整。完畢典型零件工作圖圖樣設計2張。三、設計環(huán)節(jié)方案擬定擬定關于尺寸參數(shù)、運動參數(shù)及動力參數(shù)。據(jù)所求得關于運動參數(shù)及給定公比，寫出構造式，校驗轉(zhuǎn)速范疇，繪制轉(zhuǎn)速圖。擬定各變速組傳動副傳動比值，定齒輪齒數(shù)、帶輪直徑，校驗三聯(lián)滑移齒輪齒頂與否相碰，校驗各級轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速誤差。繪制傳動系統(tǒng)圖。構造設計草圖設計——預計各軸及齒輪尺寸，擬定視圖比例，擬定展開圖及截面圖總體布局；據(jù)各軸受力條件，初選軸承，在關于支撐部位畫出軸承輪廓。并檢查各傳動件運動過程中與否干涉。構造圖設計——擬定齒輪、軸承及軸固定方式；擬定潤滑、密封及軸承調(diào)節(jié)方式；擬定主軸頭部形狀及尺寸，完畢展開圖及截面圖繪制。加黑，注尺寸、公差配合，標注件號，填寫明細表及裝配圖技術規(guī)定。零件圖設計編寫設計計算闡明書四、基本參數(shù)擬定基本參數(shù)主參數(shù)D——床身上最大加工直徑（mm）刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑(D≤800mm時)或通過主軸孔最大奉料直徑床身寬度通用機床主軸短部構造形狀序號簡圖結(jié)構特點應用范疇1前端短錐面定位，定心精度高；法蘭上螺孔用于緊固卡盤，并有一沉孔，以安裝端而鍵傳遞轉(zhuǎn)矩。內(nèi)孔為莫氏內(nèi)錐孔，用以安裝頂尖、心軸等；頭部懸伸較短，剛性好；裝卸卡盤以便大多數(shù)車床、六角車床、多刀車床主軸2a,b為定位面，與卡盤配合有間隙，定位面易磨損，定心精度低；螺紋用于鎖緊卡盤，內(nèi)錐孔用于安裝頂尖、心軸和彈簧夾頭等；軸端懸伸長，剛性差；裝拆卡盤較以便車床、儀表機床（在新設計機床上已逐漸裁減）3長錐為定位面，定心精度高；與卡盤連接時用套在主軸上螺母拉緊，長錐上鍵用以傳遞扭矩；軸端懸伸較長，剛性較差；裝拆卡盤較以便車床47：24錐孔作定位面，供安裝銑刀或銑刀心軸尾椎，再用拉桿從主軸后端拉緊，四個螺孔供安裝端銑刀用，兩個長槽供安裝端面鍵以傳遞扭矩銑床5模氏錐孔作定位面并傳遞一定轉(zhuǎn)矩，錐孔內(nèi)部退錐槽，借助楔鐵使刀具安裝可靠，尾部退錐槽便于拆卸刀具，并與刀具扁尾一起傳遞扭矩。鉆床、鏜床尺寸參數(shù)機床主軸端部構造形狀：主軸中心孔前段錐度，摩氏3-6度。為裝配以便，車床主軸直徑普通是從前向后逐段遞減。普通車、銑床主軸后軸頸直徑，為前軸頸尺寸。主軸前軸頸尺寸應按所傳遞功率擬定，初選時可參照下表初定。主軸前軸徑直徑mm功率KWDi機床1.47-2.52.6-3.63.7-5.55.6-7.37.4-1111-14.714.8-18.418.5-2222-29.5臥式車床60-8070-9070-10595-130110-145140-165150-190220230銑床50-9060-9060-9575-10090-105100-115----------------外圓磨床----50-9055-7070-8075-9075-10090-100105105主軸前端面到前支撐徑向支反力作用點之間距離為主軸懸伸量，減小懸伸量對提高主軸組件剛度與抗振性有明顯效果。主軸懸伸量選取，可參照下表擬定。主軸懸申量與前軸頸直徑之比機床和主軸類型α/D通用和精密車床，自動車床和短主軸端銑床，用滾動軸承支承，合用于高精度和普通精度規(guī)定0.6-1.25中檔長度和較長主軸端車床和銑床，懸申不太長（不是細長）精密鏜床和內(nèi)圓磨床，用滾動軸承和滑動軸承支撐，合用于絕大部普通生產(chǎn)規(guī)定。1.25-2.5孔加工機床，專用加工細長深孔機床，由加工技術決定，需要有長懸伸刀桿或主軸可移動，因切削較重而不合用于有高精度規(guī)定機床?！?.5主軸最佳跨距可據(jù)下列經(jīng)驗公式初定式中L0——最佳跨距a——懸伸量（懸伸量大機床若實際跨距L實與最佳跨距L0不能相等時，可取合理跨距。若L實〉L0時，應恰當加強主軸剛度；反之，L實<L0時，應恰當加強軸承剛度。其她傳動軸徑向尺寸，可按該軸所傳遞扭矩初定，軸向尺寸必要保證各軸間齒輪不相干涉?；讫X輪在一對齒輪徹底脫開后，下一對才干進行嚙合，并且留有1-2mm間隙實際需要基本上，據(jù)構造規(guī)定擬定。運動參數(shù)可通過類比、實驗和計算等辦法綜合擬定，課程設計中可參照下列經(jīng)驗公式及數(shù)據(jù)初定。，=式中，vmin、vmax、dmax、dmin為經(jīng)濟加工切削速度和經(jīng)濟合理工件或刀具直徑。nmin、nmax——機床最低、最高轉(zhuǎn)速其中慣用經(jīng)濟加工切削速度。硬質(zhì)合金刀具精車中碳鋼;或。高速鋼刀具粗車鑄鐵端面，。高速鋼刀具精車絲杠。經(jīng)濟合理工件或刀具直徑可按照如下幾種經(jīng)驗公式估定。eq\o\ac(○,1)普通車床dmax=（0.5-0.7）Ddmin=(0.08-0.12)D式中D——主參數(shù)（床身上最大加工直徑）或取Rd=dmin/dmax=4-6eq\o\ac(○,2)普通車床dmax=0.5DRd=dmax/dmin=0.2-0.5eq\o\ac(○,3)車螺紋可取Ф≈0.1D國內(nèi)外既有Ф400mm臥式車床主軸最高、最低轉(zhuǎn)速記錄如下表既有φ400mm臥式車床主軸最高、最低轉(zhuǎn)速運動參數(shù)機床型號CA6140YN01M200IK62MAZAK(φ460)DIZ400SL65中華人民共和國中華人民共和國美國原蘇聯(lián)日本德國瑞士主軸最高轉(zhuǎn)速（r/min）140015002260150014001430主軸最低轉(zhuǎn)速（r/min）108.51812.5252421對Ф400mm普通車床加工典型工件時慣用轉(zhuǎn)速記錄如下eq\o\ac(○,1)加工軸類零件慣用個別高速達1600eq\o\ac(○,2)加工盤形零件慣用eq\o\ac(○,3)修理工作慣用個別低速達；eq\o\ac(○,4)車大導程螺紋為。原則轉(zhuǎn)速可參照《機床與數(shù)控》P15表1-4原則轉(zhuǎn)速系列選用。4、動力參數(shù)電機功率可按下式估算P=PC/η總（KW）PC——消耗于切削功率η總——總效率對于主運動為回轉(zhuǎn)運動機床η總=0.7-0.85主運動為直線運動機床η總=0.6-0.7車、鏜、磨等工序切削功率Pc=FZ·V/60000(kw)鉆、擴等工序切削功率Pc=T·n/9550(kw)FZ——切削力切向分力（N）(查切削用量手冊)V——切削速度（m/min）T——主軸最大扭矩（N·m）n——主軸計算轉(zhuǎn)速（r/min）或據(jù)下列公式及數(shù)據(jù)估算電機功率P（數(shù)據(jù)較陳舊）FZ=f·t·s（公斤力）f——單位切削面積上切削力硬質(zhì)合金刀具加工中碳鋼f=200（公斤力/mm2）硬質(zhì)合金刀具加工鑄鐵f=180（公斤力/mm2）t——切削深度（mm）s——進給量（mm）車、鏜、磨Pc=FZ·V/6120（kw）對于間斷工作機床，容許電機短時超載，則電機額定功率可按下式計算：Pr=P/K(kw)式中，Pr——額定功率P——算得功率K——超載系數(shù)持續(xù)工作電機K=1.0間斷工作電機K=1.1-1.25五、構造式及轉(zhuǎn)速圖擬定據(jù)所給定公比及算得極限轉(zhuǎn)速，計算轉(zhuǎn)速級數(shù)，為簡化構造，保證在三周內(nèi)完畢設計任務，對于公比Ф=2和Ф=1.78者，轉(zhuǎn)速級數(shù)限制在8級以內(nèi)（Z≤8）；Ф=1.58和Ф=1.41者，轉(zhuǎn)速級數(shù)限制在12級以內(nèi)（Z≤12）。構造式擬定后據(jù)式，繪制轉(zhuǎn)速圖。擬定各傳動組內(nèi)傳動副傳動比值。按下式擬定齒輪齒數(shù)。 Zi、Zi'——第i對齒輪副主、從齒輪齒數(shù);Ij——第j對齒輪副傳動比Sz——主從動輪齒數(shù)和擬定齒輪齒數(shù)。或查教材第150頁表4.1定齒輪齒數(shù)。三聯(lián)齒輪滑塊校驗滑移時齒頂與否相碰Z3-Z2>4校驗各級轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速誤差——主軸實際轉(zhuǎn)速（r/min）——主軸原則轉(zhuǎn)速（r/min）——公比繪制傳動系統(tǒng)圖。六、草圖設計規(guī)定繪制展開圖、截面圖各一張，以表達所設計主軸變速箱基本構造。兩圖應并行繪制。其中展開圖以將各軸展開到同一平面展開形勢繪制，所表達是各軸及軸上所有零件實際形狀，及軸向位置及尺寸。截面圖則反映各軸空間關系及經(jīng)向尺寸。設計展開圖時，應考慮主軸懸伸量、合理跨距；各傳動軸上齒輪寬度、滑移齒輪必要保證一對齒輪徹底脫開、另一對齒輪才干進入嚙合、并留有1-2mm間隙，不相鄰軸上齒輪在滑動中不干涉等需要，軸承布置，皮帶輪位置等因素綜合擬定軸向尺寸。據(jù)各軸軸間距及傳動件徑向尺寸，合理布置展開圖位置。在截面圖上須注意，主軸必要在兩導軌中央，主軸距導軌面高度應等于主參數(shù)之半。帶輪普通在主軸箱后上方，要便于防護。布置各傳動軸位置時應注意檢查不相鄰軸之間齒輪或軸與否干涉。運動件與相壁之間距離不不大于15mm。構造草圖擬定后，對關于軸及齒輪進行校驗計算。七、構造圖設計箱壁各安裝軸承處可恰當設凸緣，加筋條。主軸箱應留有在床身上安裝定位基準面。主傳動系統(tǒng)應設有剎車制動裝置，安放位置最佳在接近執(zhí)行件，轉(zhuǎn)速較高且變速范疇較小傳動軸上。在向進給系統(tǒng)輸出部位有加工左右螺紋換向裝置，普通采用介輪換向，并且介輪放在反向傳動中。主軸軸承可采用滾動軸承，亦可采用滑動軸承，配備形式可以是兩支撐，亦可以是三支撐。常用主軸滾動軸承配備形式及工作性能見表。為提高角接觸球軸承剛度，角接觸球軸承組配形式以背對背使用為好。主軸軸承精度選?。褐鬏S軸承精度機床精度級別前軸承后軸承普通精度級P5或P4（SP）P5或P4（SP）精密級P4（SP）或P2(UP)P4（SP）高精度級P2(UP)P2(UP)常用主軸滾動軸承配備形式及工作性能表序號軸承配備前支承后支承前支承承載能力剛度振擺溫升極限轉(zhuǎn)速熱變形前端位移徑向軸向徑向軸向徑向軸向徑向軸向徑向軸向總前支承1318210022680003182100-1.01.01.01.01.01.01.01.01.01.02318210080003182100-1.01.00.93.01.01.01.151.2.6533182100-46000-1.00.60.80.71.01.00.60.51.03.047000(30000)-7000-0.81.00.71.01.01.00.8.750.60.852697000-7000-1.51.01.131.01.01.41.40.60.80.8646000-46000-0.70.7.451.01.01.00.70.51.20.8746000-46000-0.71.0.352.01.01.00.70.51.20.88460008000000080000.71.0.351.51.01.01.00.7.750.898400080008400080000.61.01.01.01.01.01.01.00.50.9主軸軸承必要能進行預緊和間隙調(diào)節(jié)。因機床工作屬于輕載，故各軸軸承普通可按輕系列和特輕系列選取。各軸承及固定傳動件，必要有可靠軸向定位環(huán)節(jié)，其方式可采用軸肩、套筒、螺母、螺釘、彈簧卡圈、楔形鍵塊等等。參照關于圖冊設計。標注尺寸、配合；加黑;編制件號；編制明細表。標注裝配技術條件。八、零件工作圖設計由指引教師指定零件，普通設計一種軸一種齒輪。圖幅A3.九、撰寫設計計算闡明書規(guī)定：闡明簡要，計算合理、精確，表達清晰，文字簡潔通順。內(nèi)容：1、設計任務；2、重要規(guī)格參數(shù)；3、工作性能及范疇；4、各關于參數(shù)計算與擬定；5、方案論證（可結(jié)合構造式及轉(zhuǎn)速圖進行）；6、轉(zhuǎn)速圖、傳動系統(tǒng)圖，轉(zhuǎn)速誤差計算；7、各軸及齒輪計算轉(zhuǎn)速;8、關于校驗計算；9、軸承選取使用及關于構造闡明。十、工作進程安排方案設計：涉及參數(shù)擬定、轉(zhuǎn)速圖擬定、傳動系統(tǒng)圖擬定。2天構造草圖設計：3天校驗計算：1天構造設計：涉及完善草圖，注尺寸、公差配合，加黑，編制件號，明細及技術規(guī)定等。4天零件工作圖設計：1天編寫闡明書：2天機動：1天答辯：1天十一、課程設計選題C6125型、C6128型、C6132型、C6136型、C6140型普通車床在每種型號車床中限定公比Ф=1.41、1.58、1.78和Ф=2各一種。為保證順利地完畢設計任務，轉(zhuǎn)速級數(shù)均限制在12級以內(nèi)。機械系統(tǒng)設計課程設計指引書（2）和面機設計

一、機械系統(tǒng)設計課程設計目及內(nèi)容1、目機械系統(tǒng)設計課程設計是專業(yè)課最后一種實踐性教學環(huán)節(jié)，是機械零件課程設計延伸，是機械系統(tǒng)設計一次全面訓練，為畢業(yè)設計打下良好基本，其目是：聯(lián)系生產(chǎn)實際，運用所學過知識，培養(yǎng)獨立分析問題、解決問題能力。運用“機械系統(tǒng)設計”、“食品機械”及“機械設計”等前序課知識，學會并掌握機械系統(tǒng)設計特點及辦法，學會并掌握機械系統(tǒng)設計中“參數(shù)設計”、“方案設計”及“構造設計”辦法。加強機械設計中基本技能訓練。加強計算能力，加強運用關于設計資料、設計手冊、原則、規(guī)范及經(jīng)驗數(shù)據(jù)能力，加強機械繪圖能力。鞏固和加強機械零件設計及制造工藝方向知識。2、內(nèi)容本課程設計內(nèi)容，選取具備代表性中小型和面機作為設計課題。使學生能在比較少時間內(nèi)（三周），完畢和面機整機設計所有過程基本訓練。（1）參數(shù)設計依照課題所擬定和面機種類、用途及生產(chǎn)能力來擬定和面機重要構件（例如漿葉、容器）構造形式和尺寸參數(shù)、運動參數(shù)（例如漿葉轉(zhuǎn)數(shù)）及動力參數(shù)（電機功率）。（2）方案設計依照和面機重要構件（例如漿葉）形式、性質(zhì)及運動參數(shù)，擬定整機機械傳動鏈和傳動系統(tǒng)圖。計算并擬定各級傳動傳動比，皮帶傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動等傳動構件構造參數(shù)及尺寸，擬定機器構造方案圖。（3）構造設計依照構造方案圖，在正式圖紙上擬定傳動構件與執(zhí)行構件位置，然后依次進行執(zhí)行構件及傳動系統(tǒng)設計機體，操縱機構設計，密封及潤滑構造設計。基本規(guī)定設計題目：（1）和面機生產(chǎn)能力，以每次調(diào)和面粉重量為準。12㎏/次、25㎏/次、50㎏/次三種（2）機型：臥式和面機（3）攪拌漿形式：滾籠式、漿葉式、橢圓式、花環(huán)式、葉片式五種（4）工藝規(guī)定：調(diào)和面團分別為：水面團、韌性面團、酥性面團三種（5）依照學生人數(shù)，用不同生產(chǎn)能力，工藝規(guī)定及攪拌漿形式不同進行搭配，做到每人一種設計課題，不重復。圖樣設計規(guī)定（1）圖量①完畢0﹟圖紙一張，進行和面機總裝配圖設計。②完畢3號圖二張，進行（二個零件）零件圖設計。（2）規(guī)定方案設計必要合理裝配圖必要標明機器所有構造、原理；標明每個機械零件功能、形狀、尺寸、位置及互相聯(lián)接辦法，互相配合性質(zhì)及運動關系。必要標明所有配合尺寸，定位及聯(lián)結(jié)尺寸、總體尺寸必要由視圖及剖視圖構成，視圖完整，投影關系精確，線條及畫法，尺寸及配合標注必要符合國標，技術條件齊全。零件圖必要標清零件形狀、大小及構造，尺寸精度，表面粗糙度；形狀及位置公差，按國標繪制，技術條件齊全設計闡明書規(guī)定。設計闡明書是設計重要根據(jù)，內(nèi)容必要詳盡精確，其中涉及：設計題目：和面機用途、規(guī)格（生產(chǎn)能力）運動參數(shù)、動力參數(shù)及重要構造尺寸擬定。整機構造形式、傳動方式、傳動系統(tǒng)擬定，進行方案許證，畫構造（方案）草圖。機構及重要零部件設計、選用。重要零件、部件強度、剛度設計計算或驗算。操縱機構及潤滑方式設計計算，闡明書中理論及計算公式要注明出處。注明資料來源、參照文獻及資料目錄?？偽淖植簧儆?000字。三、設計辦法及環(huán)節(jié)（一）、總體方案設計1、攪拌漿形式依照設計課題給定形式或依照給定面團性質(zhì)來擬定攪拌漿形式：水面團：依次采用滾籠式、花環(huán)式、橢圓式、葉片式韌性面團：順序同上酥性面團：漿葉式2、攪拌容器總體尺寸及翻缸形式（1）寬度（B）B=2(R+δ)式中R=攪拌漿半徑R大小取決于面團性質(zhì)及生產(chǎn)能力δ=漿葉與容器間隙δ=10~20毫米，δ大小取決與R(2)高度（H）H=h+2R式中h=(0.5~1)R（3）長度（L）L=(2~2.5)R推薦值（4）手動翻缸（5）滾籠式攪拌器短臂≈R1/2長臂≈(0.7~0.8)R1R1——容器半徑擬定和面機總體方案圖初步擬定機器總體高度，即攪拌容器上口地面高度。由于生產(chǎn)能力不同，容器大小不同，總體高度也不同，為以便工人操作以便省力，推薦機器總體高度為800~1000㎜。擬定機座高度保證面缸放倒后低于水平面15°~20°。保證機座上安裝電機有足夠尺寸及空間。（3）初步擬定傳動方式，重要傳動件位置。（二）、運動參數(shù)設計1、傳動系統(tǒng)中傳動鏈設計及各傳動比分派設計（1）攪拌漿轉(zhuǎn)速n漿=20~50rpm水面團轉(zhuǎn)速低些，酥性面團轉(zhuǎn)速高些（2）電機轉(zhuǎn)速n電=1500rpm(同步轉(zhuǎn)速)四級電機(3)傳動鏈總傳動比i總=n電/n漿=i皮*i齒1*i齒2*i……(4)傳動比分派：①高速級：推薦采用皮帶傳動（減速）i皮≤3②低速級：推薦采用齒輪傳動單級圓柱齒輪i單≤6蝸桿傳動i桿≤402、設計計算各傳動軸轉(zhuǎn)速（三）、動力參數(shù)設計1、電機功率擬定和面機動力參數(shù)計算時，電機功率擬定均采用經(jīng)驗公式，即類比法重要取決于和面機生產(chǎn)力，推薦值如下：生產(chǎn)力（㎏/次）12.5255075100主電機（千瓦）1.12.234~5.57.5計算各轉(zhuǎn)動軸扭矩（參照機械零件設計）。行各傳動軸軸上傳動件，支撐件（軸承等）受力分析，強度計算（粗算）。各傳動軸受力分析，強度計算粗算。（四）、構造設計當方案設計結(jié)束后，經(jīng)審定方案設計合理，進行構造設計。圖樣繪制與有關設計、計算交替進