苏州市职业大学
毕业设计说明
毕业设计题目
立式组合机床主轴箱设计
院系机电工程系
班级10机电4
姓名吴强
系主任陶亦亦
教研室主任陆春元
指导教师李建蓉
摘要
组合机床是一种专用机床，它是由系列化标准化的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成。。组合机床随着生产力的发展，是由万能机床和专用机床发展而来的。
此次设计的目的就是设计一台组合钻床，用于加工拖拉机侧支架的12个孔。任务是机床立式主轴箱的设计。这次设计的内容有组合机床“三图一卡”，组合机床的简要设计，主轴箱设计及其液压系统设计，选择出机床总体及各部件的主要参数，画出液压系统图。主轴箱的设计是这次任务的重点，它是组合机床的重要部件之一。它是由通用部件，按照被加工零件的加工要求，根据专用要求设计的。合理的安排每一根轴的的位置，选择合适的各级传动比，将动力和运动由电机或动力部件传给各工作主轴,使之得到要求的转速和转向从而实现对零件的加工。其次，合理安排各主轴和传动轴上齿轮所在的排数；合理布置进油口、放油螺栓、分油盘及油管的位置；确定主轴和传动轴的支撑方式和预紧方法也是非常重要的工作。
关键词：组合机床主轴箱传动轴立式
Abstract
Combination machine is a special machine,it is general parts by series of standardized and according to special components to be machined and the processing technological design https://www.doczj.com/doc/564485186.html,bination machine tool with the development of productive forces,is by the development of universal machine and special machine tools to.
The purpose of this design is to design a combination drilling machine, used for the 12hole processing Tractor side bracket.The task is to design a vertical spindle box of machine tool.This design includes combination machine"three charts and a card",briefly the design of machine tool spindle box design,design and selection of main parameters of hydraulic system,the overall machine and its components,draw the diagram of hydraulic system.Spindle box design is the focus of the mission,it is one of the most important parts of combined machine tool.It is a common parts, in accordance with the requirements of the processing parts processing, design according to the special requirements of the.
Reasonable arrangement position of each shaft,selection of appropriate levels of transmission ratio,the power and the movement by the motor or power unit to the work spindle,enable it to obtain the required speed and direction so as to realize the machining of parts.Secondly,reasonable arrangements for the spindle and drive shaft gear is the number of rows; rational arrangement of inlet oil,put the oil bolt,distributor and oil pipe position;determining the spindle and drive shaft support and preloading method is also very important work.
Key words:combination machine,spindle box,drive shaft,vertical,gear
目录
摘要 (2)
Abstract (3)
前言 (1)
第1章组合机床概述 (2)
§1.1 组合机床的简介 (2)
§1.2 组合机床的特点 (2)
§1.3组合机床的加工方式 (3)
§1.4组合机床的应用 (3)
第2章被加工零件工艺方案的制定 (4)
§2.1 零件分析 (4)
§2.1.1 零件的用途 (4)
§2.1.2 零件的技术要求 (4)
§2.2 工艺方案的制定 (5)
§2.3 组合机床切削量及切削力的确定 (6)
§2.3.1组合机床切削量的确定 (6)
§2.3.2组合机床切削力的确定 (6)
§2.4 主轴直径的确定和主轴箱所需动力计算 (7)
§2.4.1主轴直径的确定 (7)
§2.4.2动力箱的选用 (7)
第3章立式主轴箱的设计 (9)
§3.1 主轴箱的基本机构及表达方法 (9)
§3.1.1 主轴箱简介 (9)
§3.1.2 通用主轴箱的组成 (9)
§3.1.3 通用主轴箱的通用零件 (9)
§3.2绘制主轴箱设计原始依据图 (10)
§3.3确定主轴结构型式及齿轮模数 (11)
§3.4主轴箱的传动系统设计 (12)
§3.4.1对主轴箱传动系统的一般要求 (12)
§3.4.2传动系统的设计与计算 (13)
§3.5 主轴箱坐标的计算 (19)
§3.5主轴箱总图设计 (25)
§3.5.1 绘制主轴箱总图及补充加工图 (25)
§3.5.2主轴箱补充加工图设计 (28)
结论 (30)
致谢 (31)
参考文献 (32)
前言
机电一体化专业毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及所有专业课之后进行的。这是我们在进行实际就业工作或者以后更远的发展学习之前对所学个课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。
在这次设计中，我主要设计侧支架卧式主轴箱，由于要加工的工件批量大，六个孔的位置精度高，这就要求在主轴箱设计中要合理的排出传动系统，确保主轴位置精确和传动稳定。由于该零件的六个孔对位置精度要求很高，必须非常合理的排出主轴箱的传动系统，以达到主轴位置准确。其中，尽量减小传动误差，使主轴达到所要求的转速；避免轴与齿轮间的干涉现象；合理的分布手柄轴和油泵的位置。机械制造行业的产品，其结构日趋复杂，精度和性能要求日趋提高，因此对生产设备——机床也相应地提出了高效率、高精度和高自动化的要求。专用机床，就是为了解决大批量，大量生产的零件加工中用于加工某一种（或几种）零件的特定工序的机床
我希望通过此次课程设计对自己未来将要从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。同时，因为设计需要，希望老师能够指导一下，对我设计中有错误的地方提出纠正。在此感谢老师对我的帮助。
第1章组合机床概述
§1.1 组合机床的简介；
组合机床（transfer and unit machine）组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。
§1.2 组合机床的特点；
组合机床是一种高效率的机床，是机械制造业高速发展必不可少的设备之一，在工厂的实际生产中非常常见。
组合机床具有如下一些特点：
1. 组合机床中有70% ～90% 的通用零、部件。这些零、部件是经过精心设计和长期生产实践考验的，又有专门厂家成批生产，所以工作稳定可靠，使用、维修方便。
2. 设计组合机床时，主要工作是选用通用零、部件，因此，设计、制造周期短。
3. 当加工对象改变时，原有的通用零、部件可以重新利用，组成新的组合机床。
4. 由于组合机床多采用多刀、多轴、多面、多工位加工，自动化程度很高，所以生产率高。
5. 组合机床加工工件时采用专用夹具、经常采用组合刀具和导向装置等，工序固定、工作自动循环，加工精度靠工艺装备保证，产品质量稳定。同时对操作工人技术水平要求低，劳动强度低。
6. 组合机床很容易组成自动线，实现联合操纵和控制。
§1.3组合机床的加工方式
组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。
§1.4组合机床的应用
组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。它一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。
组合机床一般用于加工箱体类或非凡外形的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。
专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。
为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。
第2章被加工零件工艺方案的制定
§2.1 零件分析
§2.1.1 零件的用途
侧支架是东方红-75拖拉机全桥式车架的重要组成部分。车架是介于行走系和拖拉机体之间的骨架。它支承着机体，并连接着行走系，使之成为一个整体。而侧支架是连接车架上的纵深和车轴，使车架成为一个整体的关键零件。它的Φ45的孔连接托轮轴，使得托轮得以固定（托轮的作用：用来托住履带的上方部分，防止履带下垂过大而出现振跳现象，并防止履带侧向滑落）。因此侧支架是一个较重要的零件。
§2.1.2 零件的技术要求
如图2-1所示，侧支架的技术要求：
图2-1 侧支架零件图
1. 孔45表示的相对摆差≦0.05。
2. E面对F面得垂直度≦0.4/250.
3. Φ45中心线对B面垂直度≦0.6/100.
4. EF加工表面允许有孔眼，尺寸≦10.0，深度≦5，距离零件或孔边缘>5，每面不多于5个，孔眼尺寸较允许尺寸略大些。可进行焊补和修正。
5. Φ20孔在距离底面范围内直径允许减少至19.9.
6. Φ20孔各孔中心线相互位置公差不得超过0.25.
7. E，F面表面粗糙度不大于Ra12.5.
8. R铣表面粗糙度不大于Ra6.3.
§2.2 工艺方案的制定
侧支架主要的加工为Φ10-Φ20孔加工，由于其精度要求不高，采用一般的钻削加工都能满足加工要求。因此不必进行扩，铰的精加工。如图2-1所示，E,F 面的加工也是较重要的加工。它是Φ20孔加工的精基准，但是表面粗糙度的要求不高，一般的铣削加工都能达到要求。Φ45孔的加工要求也不高。但孔的深度较大。为了提高生产率，减少机床数量，达到所要求的生产纲领。因此Φ45孔的加工采用拉削，这样它不但容易达到精度要求，而且大大提高了生产率。
工序：1. 铣E,F面。
2. 拉Φ45孔。
3. 钻Φ20孔。
4. 车削Φ81以及Φ60的圆柱面。
5. R铣。
按照先加工基面，后加工其他面的原则，所以确定先铣E,F面和拉Φ45孔，为提高生产率，铣E,F后，在双主轴圆工作台上进行加工，这样既能同时铣削E,F 面，而且在加工时，可以装卸工件，减少辅助时间。在安排钻削和车削加工时，遵循了先主后次的原则，钻削加工时为满足生产率的要求，两个工件同时加工，立卧双面钻，一次完成所有孔的加工。工作图如下放置立式采用12轴，卧式采用8轴。
本次设计只需加工支架底座上的六个Φ20孔，所以可以采用多把刀一次加工完成的方式，这样大大提高了劳动生产率。
工序：钻六个Φ20的孔。
工序：钻6个Φ20的孔。本工序采用两个平面和一个外圆面组合定位，使工件完全定位，外圆用V形块夹紧，中央部分液压缸压板压紧，如图2-2所示。在组合钻床上加工。
图2-2工序图
§2.3 组合机床切削量及切削力的确定
§2.3.1组合机床切削量的确定
切削速度v=12.57m ／min,进给量f=0.12mm ／r.
§2.3.2组合机床切削力的确定
根据v=12.57m ／min ，f=0.12mm ／r ， 选择主轴转速为
()min /200d /1000W r v n ==π
轴向力：
()
0.70.750.750.7F 3.3Df 9.8
3.39.8200.125509.83006.42b N =?=????÷=σ
式中，D ——钻头直径（mm ）；
f ——系数；
b σ——抗拉强度（kg/2m m ）。
扭矩：
()
0.720.80.720.8M 0.00165D f 0.00165200.125509.82.02919.88b kg m N m
==???÷=?=?σ
式中，D ——钻头直径（mm ）；
f ——系数
b σ——抗拉强度（kg/2m m ）；
M ——扭矩（N ·mm ）。
切削功率：
2.0312.57P 0.420.7162 1.360.716220 1.36
Mv kw D ππ?==≈???? 式中，M ——扭矩（N ·mm ）；
v ——切削速度（m/s ）。
§2.4 主轴直径的确定和主轴箱所需动力计算
§2.4.1主轴直径的确定
刚度条件计算时主轴的直径为
d ≥=
式中，d ——轴直径（mm ）；
T ——轴所承受的转矩（N mm ?）；
B ——系数， B=2.316（主轴）；，B=1.948（传动轴），B=1.638。
所以，主轴轴径
mm B T B d 154.231996044=?=≥
初取主轴轴径为25mm ，主轴外伸长度为100mm 。
§2.4.2动力箱的选用
动力箱主要依据主轴箱所需的电动机功率来选用。主轴箱所需的电动机功率为P P P P =++切附主空
由计算知动力箱切削功率为P 切=0.42kw ，P 空可根据轴的直径及转速查表得出，
P 附一般取所传递功率的1%。主轴箱传动系统设计之前，P 空无法确定时，则P 主可由下式估算
P P η=切主
式中，η——主轴箱传动效率，加工黑色金属时η=0.8-0.9，有色金属时η=0.7-0.8；主轴数多，传动复杂时取小值，反之取大值。本设计中η取0.8。
所以，所选电动机功率为
kw 3.68
.01242.012p =?=?=η切电p 选用动力箱型号为TD50,电动机型号为Y160M-6，电动机功率为7.5kw ，电动机转速970r ／min ，输出轴转速485r ／min ；动力箱输出轴至箱底面高度为200mm 。
生产率计算 生产率计算卡是反映所设计机床的工作循环过程、动作时间、切削用量、生产率、负荷率等的技术文件。通过生产率计算卡，可以分析所拟定的方案是否满足用户对生产率及负荷率的要求。
(a)理想生产率：
Q=A/t
式中，A ——年生产纲领（件）；
t ——年工作时间（h ）；双班制工作时 =3900h ；
A=N(1+α)(1+β) =80000×（1+2%）×（1+1%）=82416件
式中，α——年生产零件备品率，取2%；
β——年生产零件废品率，取1%；
所以， Q=82416÷3900=21.13件／h
(b)实际生产率：
=L ／vf=40÷24=1.67min
=1+0.05+0.015+0.075+0.03+0.05+0.5=1.72min
Q1=60÷（1.67+1.72）=17.70件／h
(c)机床负荷率：
η= ／Q=17.70÷21.13=83.8%
机床负荷率一般以65%~75%为宜，机床复杂时取小值，反之取大值。
第3章立式主轴箱的设计
主轴箱是组合机床的重要部件之一，主轴箱的设计也是组合机床设计的重要内容。主轴箱设计的步骤大致为：根据“三图一卡”，绘制主轴箱设计原始依据图；确定主轴结构形式及齿轮模数；拟定主轴箱传动系统；计算主轴及传动轴坐标；绘制坐标检查图；绘制主轴箱总图及零件图。
§3.1 主轴箱的基本机构及表达方法
§3.1.1 主轴箱简介
主轴箱是组合机床的重要专用部件。根据加工示意图所确定的工件加工孔数和配置、切削用量和主轴类型而设计，由通用零件组成。能将动力箱的动力，传递给主轴，使之按要求的转速和转向旋转，提供切削动力。主轴箱与动力箱一起安装于进给滑台上，可完成钻、扩、绞、镗孔等加工工序。
§3.1.2 通用主轴箱的组成
大型通用主轴箱主要由箱体类零件，主轴，传动轴，传动齿轮和动力箱或电机齿轮以及叶片泵，分油器，注油标，排油塞，防油套等防油元件组成。
在主轴箱箱体的内腔，可安装厚度24mm的齿轮三排，或厚度32mm的齿轮两排；在后盖内，可安装一排（后盖厚度为90mm、100mm时）或两排（后盖厚度为125mm时）齿轮。
§3.1.3 通用主轴箱的通用零件
1.通用箱体类零件包括主轴箱箱体、前盖、后盖、上盖和侧盖。箱体材料为HT200，前、后盖材料为HT150，上盖为HT150.主轴箱后盖与动力箱的结合面上联接螺孔、定位销孔的大小、位置应与动力箱联系尺寸相适应。
主轴箱箱体的标准厚度为180，用于卧式组合机床的多轴箱前盖厚度为55，用于立式的则兼做油池用，故加厚到70；基型后盖厚度为90，变型后盖厚度为50、100、125三种，可根据主轴箱内传动系统安排和动力箱与主轴箱的连接情况合理选用。
2.通用轴类零件
1) 通用主轴通用主轴分为钻削类和攻螺纹类两种主轴，以下主要讲钻削类主轴。
2) 通用传动轴
常用的通用传动轴按用途和支承形式可分为圆锥滚子轴承传动轴、滚针轴承和推力球轴承传动轴、润滑泵轴、手柄轴四种。通用传动轴材料一般用45钢，热处理T215；滚针轴承的材料为20Cr钢，热处理S0.5-1，C59.
3) 通用齿轮
通用齿轮包括动力箱齿轮，齿宽32mm，轴向总宽度84mm；电动机齿轮，齿宽32mm；传动齿轮，齿宽有24mm、32mm两种。标准齿轮为不变位齿轮。材料为45钢，齿部高频淬火G54.
4）润滑泵
规格较大的通用主轴箱常采用R12-1A叶片泵进行润滑。润滑泵泵出的油经分油器至各润滑点。R12-1A叶片润滑泵的每转排油量为6ml，推荐转速为550-800r ／min，转速过低，将会导致吸油困难。
5）其他通用零件
除上述零件外，主轴箱上还有隔套、键套、防油套、油杯、定位销以及锁紧螺母、防松垫圈等，都已经标准化或通用化。
§3.2绘制主轴箱设计原始依据图
主轴箱设计原始依据图是根据“三图一卡”绘制的，其主要内容如下：
1）根据机床联系尺寸图，绘制绘制主轴箱外形图，并标注轮廓尺寸和驱动轴O1、定位销孔的位置。
2）根据联系尺寸图和加工示意图，画出工件与主轴箱的对应位置尺寸，标注所有主轴的坐标值及工件轮廓尺寸。在原始依据图中应注意：主轴箱与工件的摆放位置，一般情况下，工件在主轴箱前面。图中，主轴箱的两定位销孔中心连线为横坐标，因为工件和加工孔对称，选择箱体中垂线为纵坐标。
3）标注各主轴的转速及旋转方向。绝大部分主轴为逆时针（面对主轴看），故逆时针转向不标，只标顺时针转向主轴。
4）列表说明各主轴的工序内容、切削用量及主轴的外伸尺寸。
5）表明动力部件的型号及其性能参数。
本设计中，从“三图一卡”中可知：
（1）主轴箱轮廓尺寸800×500mm；
（2）工件轮廓尺寸和各孔位置尺寸；
（3）工件和主轴的相对位置尺寸。
根据这些尺寸数据可绘制出主轴箱设计原始依据图和附表。附表：
（a）被加工零件
名称：75拖拉机侧支架
材料：2G
硬度：HB180~227
（b）主轴外伸尺寸及切削用量
主轴外伸长度为100mm
切削用量：f=0.12mm／r，=24mm／min
（c）动力部件
TD50型动力箱电机功率7.5kw，转速970r／min，驱动轴转速485r／min，驱动轴到滑台表面距离为200mm.
因此，可初步绘制出原始依据图，如下：
图3-1组合机床立式主轴原始依据图
§3.3确定主轴结构型式及齿轮模数
一般情况下，根据工件加工工艺、刀具和主轴的连接结构和刀具的进给抗力及切削转矩来确定主轴的结构形式。钻削加工主轴，需承受较大的单向轴向力，
故最好选用向心球轴承和推力球轴承组合的支承结构，且推力球轴承配置在主轴前端；如主轴前进和后退两个方向都要进行切削时，可选用前后支承都是圆锥滚子轴承的主轴结构，以便承受两个方向的轴向力；如果主轴孔间距较小，可选用滚针轴承和推力球轴承组合的支承结构，但这种结构的主轴精度和装配工艺性均较差，除非必要时最好不选用。本设计卧式钻孔，可采用第一种主轴结构型式，即向心球轴承和推力球轴承组合的支承结构。
齿轮模数一般用类比法确定，本设计采用下式估算
式中，m——所估算的齿轮模数（mm）；
P——齿轮所传递的功率（kw）；
z——一对啮合齿轮中的小齿轮齿数；
n——小齿轮的转速（r／min）。
主轴箱中的齿轮模数常用2、2.5、3、3.5、4几种。本设计中考虑到加工孔之间的距离，初定模数m=3mm.
§3.4主轴箱的传动系统设计
组合机床主轴箱的传动系统，就是用一定数量的传动元件，把动力箱的输出轴与各主轴连接起来，组成一定得传动链，并满足各轴的转速和转向要求。主轴箱的特点是：针对某零件的特定工序恒速加工，传动链短；多主轴同时加工，传动链分支多。因此，主轴箱的传动设计，以获得需要的主轴转速和旋向为原则，不存在通用机床前缓后急的最小传动比限制，甚至可用升速传动副驱动主轴。以下详细介绍侧支架组合机床卧式主轴箱的传动系统设计。
§3.4.1对主轴箱传动系统的一般要求
1. 从面对主轴的位置看去，所有主轴（除非特殊要求外）应逆时针方向旋转。
2. 保证主轴转速和旋向的前提下，应力求用最少的传动轴和齿轮（数量和规格）。因此，应尽可能用一根传动轴同时带动多根主轴，并将齿轮布置在同一排位置上。
3. 尽量避免主轴兼做传动轴用，以免增加主轴负荷，影响加工质量。
4. ；最佳
传动比，以使主轴箱结构紧凑；后盖内的齿轮传动比
；除传动链的最后可采用升速传动外，应尽可能避免升速传动，以避免空转功率损失。
5. 用于粗加工主轴上的齿轮，应尽可能设置在前端第Ⅰ排，以减少主轴的扭转变形；精加工主轴上的齿轮，应设置在第Ⅲ排，以减少主轴端的弯曲变形。
6. 同一主轴箱内，如有粗、精加工主轴，最好从动力箱驱动轴后，就分两条路线传动，以免影响精加工主轴的加工精度。
7. 驱动轴直接带动的传动轴数不要超过2根，以免给装配带来困难。
§3.4.2传动系统的设计与计算
拟定主轴箱传动路线的基本方法是：先把所有主轴中心尽可能分布在几个同心圆上，然后在各个同心圆的圆心上分别设置中心传动轴；再把各组同心圆上的中心传动轴再去同心圆，并用最少的传动轴带动这些中心传动轴；把最后的合拢传动轴与动力箱的驱动轴连接起来。这就是“从主轴的布置开始，最后引到驱动轴上”。注意：驱动轴的中心必须处于主轴箱箱体宽度的中心线上，其中心高则从选定的动力箱的联系尺寸图中查出。
1. 主轴分布设置
系统主轴分布一般有“同心圆分布”、“直线分布”、“任意分布”三种类型。如图3-2所示，六根主轴不可能按一个“同心圆分布”布置，因为水平方向距离很大，所以采用两个“同心圆分布”排列，左边三根主轴是一组，右边是一组，两根传动轴又呈直线分布，用一根轴带动这两根轴就可以了。
图3-2主轴分布图
2. 传动树形图的拟定
在保证各轴、齿轮、轴承孔不干涉，并满足各主轴、驱动轴转动方向均为逆时针旋向的条件下，合理布置各轴位置。因此传动系统的传动树形图如图3-3所示。
图3-3立式主轴箱传动系统的传动树形图
3．传动计算
(1) 齿轮模数的确定
m ()332~30zn p ≥=(30~32)? 34803084.1?=1.69
所以，取m=2,驱动轴上取m=3。
传动的基本公式：
主
从从主＝n n z z m 2A z z ＝从主+
???? ?
?+-从主从主＝＝n n A z A z 1m 2m 2 ???? ??+-主从主从＝＝
n n A z A z 1m 2m 2 式中，
主z ——主动轮齿数：
从z ——从动轮齿数：
主n ——主动轮转速（n/min ）： 从
n ——从动轮转速（n/min ）： A ——中心距（mm ）：
m ——模数（mm ）：
表3-1 电机参数
型号 形式 电机型号 电机功率
(KW)
3L （mm ） 电动机转速（r/min ） 输出轴转速 1TD50 Ⅴ Y160M －6 7.5 490 970 485
(2)下面用上面的公式来设计传动系统
0轴上取26,30==z m ,
1) 取3014=z
041
140z z n n =
所以
目录 引言 1、明确液压系统的设计要求 (3) 2、负载与运动分析 (3) 2.1负载分析 (4) 2.2速度分析 (5) 3、选定液压系统主要参数 (6) 3.1初选液压缸工作力 (6) 3.2计算液压缸结构数 (7) 4、拟定液压系统图 (8) 4.1选择基本回路 (8) 4.2回路的合成 (9) 5、液压元件的选择 (11) 5.1液压泵及驱动电动机功率的确定 (11) 5.1液压泵及驱动电动机功率的确定 (12) 6、系统油液升温验算 (13) 设计小结 (14) 参考文献 (15)
引 言 液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。 液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。 液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量，因此液压基本回路的作用就是三个方面：控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。 1.明确液压系统的设计要求 设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统，要求完成工件的定位与夹紧，所需夹紧力不得超过6000N 。该系统工作循环为：快进——工进——快退——停止。机床快进快退速度约为6 m ／min ，工进速度可在30～120mm ／min 范围内无级调速, 快进行程为200mm ，工进行程为50mm ，最大切削力为25kN ，运动部件总重量为15 kN ，加速（减速）时间为0.1s ，采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 2.负载分析与速度分析 2.1负载分析 负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的水平分力为零，这样需要考虑的力有：夹紧力，导轨摩擦力，惯性力。 在对液压系统进行工况分析时，本设计实例只考虑组合机床动力滑台所受到的工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载，其他负载可忽略。 （1）工作负载F W 工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，对于金属切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载，即 N F t K 25
第一章绪论 1.1 组合机床特点 组合机床是由大量通用部件和少量专用部件构成工序集中高效率专用机床。它可以对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完毕钻孔、扩孔、铣削磨削等工序，生产效率高，加工精度稳定。 组合机床与通用机床、其她专用机床比较，具备如下特点： （1）组合机床上通用部件和原则零件约占所有机床零、部件总量70～80%，因而设计和制造周期短，投资少，经济效果好。 （2）由于组合机床采用多刀加工，并且自动化限度高，因而比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。 （3）组合机床通用部件是通过周密设计和长期生产实践考验，又有厂成批制造，因而构造稳定、工作可靠，使用和维修以便。 （4）在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平规定不高。 （5）当被加工产品更新时，采用其她类型专用机床时，其大某些件要报废。用组合机床时，其通用部件和原则零件可以重复运用，不必另行设计和制造。 （6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模生产需要。 组合机床惯用通用部件有：机身、底座、立柱、动力箱、动力滑台，各种工艺切削头等。对于某些按循序加工多工位组合机床，还具备移动工作台或回转工作台。 动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完毕切削主运动或进给运动动力部件。其中尚有能同步完毕切削主运动和进给运动动力头。 机身、立柱、中间底座等是组合机床支承部件，起着机床基本骨架作用。组合机床刚度和部件之间精度保持性，重要是由这些部件保证。 1.2 组合机床分类和构成 组合机床通用部件分大型和小型两大类。大型通用部件是指电机功率为1.5-30千瓦动力
《液压与气压传动》 课程设计说明书 题目：卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统设计 院系： 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 日期：2013年7月18日
目录 一、设计要求及工况分析 (3) 二、确定液压系统主要参数 (5) 三、拟定液压系统原理图 (7) 四、计算和选择液压件 (8) 五、液压缸设计基础 (11) 5.1液压缸的轴向尺寸 (11) 5.2主要零件强度校核 (11) 六、验算液压系统性能 (14) 七、设计小结 (17)
一、设计要求及工况分析 1.设计要求 要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。要求实现的动作顺序为：快进→工进→快退→停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力总和F e =30500N ，移动部件总重量G ＝19800N ；快进行程为100mm ，快进与快退速度0.1m/s ，工进行程为50mm ，工进速度为0.88mm/s ，加速、减速时间均为0.2s ，利用平导轨，静摩擦系数0.2；动摩擦系数为0.1。液压系统的执行元件使用液压缸。 2.负载与运动分析 （1）工作负载 工作负载即为切削阻力N F e 30500= （2）摩擦负载f F 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 静摩擦阻力 N F fs 3960198002.0=?= 动摩擦阻力 N F fd 1980198001.0=?= （3）惯性负载 （4） 运动时间 快进 s v L t 11 .01 .0111=== 工进 s v L t 8.561000 88.005.0222=÷== 快退 s s v L L t 5.11.010)50100(33211=?? ? ????+=+=- 设液压缸的机械效率 cm η =0.9，得出液压缸在各阶段的负载和推力，如表1所列。 表1 液压缸在各运动阶段的负载和推力（cm η=0.9） 1010N N 2 . 0 1 . 0 8 . 9 19800 i = ? = ? ? = t g G F υ
数控机床主轴箱设计
毕业设计（论文）任务书
摘要 主轴箱为数控机床的主要传动系统，它包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 本设计采用北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机，最高转速是4500r/min。通过给定的技术参数来初步设定部分轴、齿轮等单元的结构尺寸，对传动系统进行理论力学分析，精确计算选定尺寸及材料，由电机转速传动至进给系统的参数反馈，校核所选定主轴和转动轴尺寸的合理性完成整体结构设计，最后对齿轮进行了验算以及V型带的、离合器的选择与计算。 通过本次设计，使数控机床结构更加紧凑，性能更加优越，生产加工更加精密，有利于改善数控机床的性能，使得产品的加工更加高效。 关键词：数控机床；主轴箱；交流调速电动机；BESK-8
Abstract For the spindle box of NC machine tool main transmission system which comprises a motor, the transmission system and the spindle, it with ordinary lathe spindle box is relatively simple, only two or three stage gear transmission system, it is mainly used to expand the range of stepless speed regulation of motor, to meet a certain constant power, and speed problems. This design uses the Beijing CNC equipment factory of type BESK-8 AC spindle motor, maximum speed is 4500r / min. Through the given technical parameter to set an initial portion of the shaft, gear unit size, the transmission system of theoretical mechanics analysis, accurate calculation of the selected size and material, the motor speed drive to the feed system parameters feedback, check the selected spindle and rotary shaft size is reasonable to complete the overall structure design, assembly drawing and parts graph.
机床主轴箱设计说明书 一、机床的型号及用途 1、规格 选用型号 CA6140、规格 Φ320×1000 2、用途 CA6140型卧式车床万能性大，适用于加工各种轴类、套筒类、轮盘类零件上的回转表面。可车削外圆柱面、车削端面、切槽和切断、钻中心孔、钻孔、镗孔、铰孔、车削各种螺纹、车削外圆锥面、车削特型面、滚花和盘绕弹簧等。加工围广、结构复杂、自动化程度不高，所以一般用于单件、小批生产。 二、 机床的主参数和其他主要技术要求 1、主参数和基本参数 1) 主参数 机床主参数系列通常是等比数列。普通车床和升降台铣床的主参数均采用公比为1.41的数列，该系列符合国际ISO 标准中的优先系列。 普通车床的主参数D 的系列是：250、320、400、500、630、800、1000、1250mm 。 2) 基本参数 除主参数外，机床的基本是指与被加工工件主要尺寸有关的及与工、夹、量具标准有关的一些参数，这些主参数列入机床的参数标准，作为设计时依据。 3）普通车床的基本参数 普通车床的基本参数应符合《普通车床参数国家标准》见参考文献 【一】中表2的规定，有下列几项数； 刀架上最大工件回转直径1D （mm ） 由于刀架组件刚性一般较弱，为了提高生产效率，国外车床刀架溜板厚度有所增加，在不增加中心高时，1D 值减少的趋势。我国作为参数标准的1D 值，基本上取12D D >/,这样给设计留一定的余地，设计时，在刀架刚度允许的条件下能保证使用要求，可以取较大的1D 值。所以查参考文献【一】（表2）得1D =160mm 。 主轴通孔直径d ﹙mm ﹚
普通车床主轴通孔径主要用于棒料加工。在机床结构允许的条件下，通孔直径尽量取大些。参数标准规定了通孔直径d的最小值。所以由参考文献 【一】（表二）d=36mm。 主轴头号 普通车床采用短锥法兰式主轴头，这种形式的主轴头精度高，装卸方便。 主轴端部及其结构合面得型式和基本尺寸要符合《法兰式车床主轴端部尺寸部标注》的规定。根据机床主参数值大小采用不同号数的主轴头（4～15号），号值数等于法兰直径的1/25.4而取其整数值。所以由参考文献【一】（表2）可知主轴头号取4.5 装刀基面至主轴中心距离h(mm) 为了使用户，提高刀具的标准化程度，根据机械工业部工具研究所的刀 具杆标准，规定了h=22mm。 最大工件长度L （mm） 最大工件长度L是指尾座在床身处于最后位置，尾座顶尖套退入尾座孔时容纳的工件长度。为了有利组织生产，采用分段等差的长度数列。所以由参考文献【一】（表2）得L=1000mm。 2、主传动的设计 1）主轴极限的确定 由课程设计任务书中给出的条件可知： Z=40 r/min min Z=1800 r/min max 2）公比的确定 主轴极限转速的确定后，根据机床的使用性能和结构要求，选择主轴转速数列的公比值，因为中型通用机床，常用的公比为1.26或是1.41，再根据极限转速，按参考文献【一】中表2—1选出标准转速数列公比 =1.41。 3）主轴转速级数的确定 按任务书要求Z=12 按标准转速数列为40、56、80、115、160、225、315、445、625、880、1250、1800r/min 4）主传动电动机功率的确定 电动机的额定功率为： N =4kW 额
中北大学 课程设计任务书 15/16 学年第一学期 学院：机械工程与自动化学院 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名：王前学号：1202014233 课程设计题目：《金属切削机床》课程设计 （车床主轴箱设计） 起迄日期： 12 月 21 日～ 12 月 27 日 课程设计地点：机械工程与自动化学院 指导教师：马维金讲师 系主任：王彪 下达任务书日期: 2012年12月21日
课程设计任务书 课程设计任务书
目录 1.机床总体设计 (5)
2. 主传动系统运动设计 (5) 2.1拟定结构式 (5) 2.2结构网或结构式各种方案的选择 (6) 2.2.1 传动副的极限传动比和传动组的极限变速围 (6) 2.2.2 基本组和扩大组的排列顺序 (6) 2.3绘制转速图 (7) 2.4确定齿轮齿数 (7) 2.5确定带轮直径 (8) 2.6验算主轴转速误差 (8) 2.7 绘制传动系统图 (8) 3．估算传动件参数确定其结构尺寸 (10) 3.1确定传动见件计算转速 (10) 3.2确定主轴支承轴颈尺寸 (10) 3.3估算传动轴直径 (10) 3.4估算传动齿轮模数 (10) 3.5普通V带的选择和计算 (11) 4．结构设计 (12) 4.1带轮设计 (12) 4.2齿轮块设计 (12) 4.3轴承的选择 (13) 4.4主轴主件 (13) 4.5操纵、滑系统设计、封装置设计 (13) 4.6主轴箱体设计 (13) 4.7主轴换向与制动结构设计 (13) 5.传动件验算 (14) 5.1齿轮的验算 (14) 5.2传动轴的验算 (16) 5.3花键键侧压溃应力验算 (19) 5.4滚动轴承的验算 (20) 5.5主轴组件验算 (20) 5.6主轴组件验算 (13) 6.参考文献 (14) 1.机床总体设计 轻型车床是根据机械加工业发展需要而设计的一种适应性强，工艺围广，结构简单，制
钻孔组合机床设计文献综述 附:文献综述或报告 钻孔组合机床设计 组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。 组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。 组合机床一般用于加工箱体类或非凡外形的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。 组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效专用机床。它能够对一种(或多种)零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序，生产效率高，加工精度稳定。 组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点: (1)组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的70~80%，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。 (2)由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因而比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。
(3)组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。 (4)在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人的技术水平要求不高。 (5)当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部部件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。 (6)组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。 组合机床虽然有很多优点，但也还有缺点: (1)组合机床的可变性较万能机床低，重新改装时有10%~20%的零件不能重复利用，而且改装时劳动量较大。 (2)组合机床的通用部件不是为某一种机床设计的，它是具有较广的适应性。这样，就使组合机床的结构较专用机床稍为复杂些。 近几年组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器、缝纫机、自行车、阀门、矿山机械、冶金、航空、纺织机械及军工等部门已获得广泛的使用，一些中小批量生产部门也开始推广使用。我国在组合机床及其自动线上将获得较快的发展，其发展方向为: 1、提高通用部件的水平衡量通用部件水平的主要标准是:品种规格齐全，动、静态性能参数先进，工艺性好，精度高和精度保持性好。 目前应注意开发适应强力铣削的大功率动力滑台，高精度镗削头和高精度滑台，以及适应中、 小批生产的快调、速换动力部件和支承部件。 机械驱动的动力部件具有性能稳定，工作可靠等优点。目前，机械驱动的动力部件应用了交流变频调速电机和直流伺服电机等，使机械驱动的动力部件增添了新的竞争能力。
中北大学 信息商务学院 课程设计说明书 学生姓名：学号： 系：机械自动化系 专业：机械设计制造及其自动化 题目：机床课程设计 ——车床主轴箱设计 指导教师：马维金职称: 教授 黄晓斌职称: 副教授 2013年12月28日
目录 一、传动设计 1.1电机的选择 1.2运动参数 1.3拟定结构式 1.3.1 确定变速组传动副数目 1.3.2确定变速组扩大顺序 1.4拟定转速图验算传动组变速范围 1.5确定齿轮齿数 1.6确定带轮直径 1.6.1确定计算功率Pca 1 .6.2选择V带类型 1.6.3确定带轮直径基准并验算带速V 1.7验算主轴转速误差 1.8绘制传动系统图 二、估算主要传动件，确定其结构尺寸 2.1确定传动件计算转速 2.1.1主轴计算转速 2.1.2各传动轴计算转速 2.1.3各齿轮计算转速 2.2初估轴直径 2.2.1确定主轴支承轴颈直径 2.2.2初估传动轴直径 2.3估算传动齿轮模数 2.4片式摩擦离合器的选择及计算 d 2.4.1决定外摩擦片的内径 2.4.2选择摩擦片尺寸 2.4.3计算摩擦面对数Z 2.4.4计算摩擦片片数 2.4.5计算轴向压力Q 2.5V带的选择及计算 a 2.5.1初定中心距 L 2.5.2确定V带计算长度L及内周长 N
2.5.3验算V带的挠曲次数 2.5.4确定中心距a 2.5.5验算小带轮包角 α 1 2.5.6计算单根V带的额定功率 P r 2.5.7计算V带的根数 三、结构设计 3.1带轮的设计 3.2主轴换向机构的设计 3.3制动机构的设计 3.4齿轮块的设计 3.5轴承的选择 3.6主轴组件的设计 3.6.1各部分尺寸的选择 3.6.1.1主轴通孔直径 3.6.1.2轴颈直径 3.6.1.3前锥孔尺寸 3.6.1.4头部尺寸的选择 3.6.1.5支承跨距及悬伸长度 3.6.2主轴轴承的选择 3.7润滑系统的设计 3.8密封装置的设计 四、传动件的验算 4.1传动轴的验算 4.2键的验算 4.2.1花键的验算 4.2.2平键的验算 4.3齿轮模数的验算 4.4轴承寿命的验算 五、设计小结 六、参考文献
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 目录 第一章引言 第二章机床的规格和用途 第三章机床主要参数的确定 第四章传动放案和传动系统图的拟定 第五章主要设计零件的计算和验算 第六章结论 第七章参考资料编目
第一章引言 普通车床是车床中应用最广泛的一种，约占车床类总数的65%，因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床。 CA6140型普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。 主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。 进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。 丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。 溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。 第二章机床的规格和用途 CA6140机床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。 主轴三支撑均采用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；纵向与横向进给由十字手柄操纵，并附有快速电机。该机床刚性好、功率大、操作方便。 第三章主要技术参数 工件最大回转直径： 在床面上………………………………………………………-----……………400毫米在床鞍上…………………………………………………………-----…………210毫米工件最大长度（四种规格）……………………………----…750、1000、1500、2000毫米主轴孔径…………………………………………………-----……………………… 48毫米主轴前端孔锥度…………………………………………-----…………………… 400毫米主轴转速范围： 正传（24级）…………………………………………----…………… 10～1400转/分反传（12级）……………………………………---…-……………… 14～1580转/分加工螺纹范围：
前言 本设计需要综合运用大学四年所学的知识，同时还需进一步学习各方面相关的知识，发挥创新能力。本设计作为一名机械工程学院机电专业学生的毕业设计，满足毕业设计的要求，难度及工作量适中，在内容上力求简明扼要、严格精选。 本设计论文包括以下几大部分内容：中英文摘要、绪论、第一章机床总体设计、第二章多轴箱部件设计、第三章多轴箱零件校核及总结和参考文献。 本设计全部采用最新的国家标准和技术规范，以及标准术语和常用术语。 本设计全部由机械工程学院XXX教授指导，在设计中承蒙张教授和本设计组中同学的支持和帮助，为本人提供了许多宝贵的意见和建议、资料，在此表示衷心的感谢！ 由于本人水平有限，在设计中难免有错误和不妥之处，恳请各位老师批评指正！
目录 前言 (1) 中文摘要 (Ⅰ) 英文摘要 (Ⅲ) 绪论 (1) 第一章、组合机床总体设计 (5) 1-1、组合机床工艺方案的制定 (5) 1-2、组合机床切削用量的选择 (6) 1-3、组合机床配置型式的选择 (6) 1-4、组合机床的总体方案设计 (7) 第二章、多轴箱部件设计 (13) 2-1、多轴箱设计 (13) 2-2、主轴设计 (13) 2-3、齿轮布置 (13) 2-4、多轴箱的润滑，手柄轴的设置 (17)
第三章、多轴箱零件校核 (19) 3-1、轴的校核 (19) 3-2、齿轮的校核 (22) 3-3、轴承的选择与校核 (24) 总结 (26) 参考文献 (27)
摘要 本论文主要说明组合机床设计的基本过程及要求。组合机床是按高度集中原则设计的，即在一台机床上可以同时完成同一种工序或多种不同工序的加工。组合机床发展于工业生产末期，与传统的机床相比：组合机床具有许多优点：效率高、精度高、成本低。它由床身、立柱、工作台、及电源一些基本部件及一些特殊部件，根据不同的工件加工所需而设计的。 在组合机床上可以完成很多工序，但就目前使用的大多数组合机床来说，则主要用于平面加工和孔加工两大类工序。论文主要内容包括四大部分：（1）、制定工艺方案通过了解被加工零件的加工特点、精度和技术要求、定位夹紧情况、生产效率及机床的结构特点等，确定在组合机床上完成的工艺内容及加工方法，并绘制被加工零件工序图。 （2）、组合机床的总体设计确定机床各部件之间的相互关系，选择通用部件和刀具的导向，计算切削用量及机床生产效率、绘制机床的尺寸联系图及加工示意图。 （3）、组合机床部件设计包括专用多轴箱的设计，传动布局合理，轴与齿轮之间不发生干涉，保证传动的平稳性和精确性。专用主轴设计、轴承的选用及电机的选择等。 （4）、液压装置的设计液压滑台、定位夹紧装置均为液压控制。并采用了许多液压控制阀，保证了运动的平衡性，循环性和精确性。 另外，本文还涉及到大量的设计和计算，包括： （1）、主轴的选择和传动布置，以保证加工过程中被加工零件的精度； （2）、传动轴的设计和校核，以保证轴的刚度； （3）、齿轮的设计、计算，对齿轮的强度和刚度进行校核； 多轴箱部分是本次设计的重要环节，本次设计中它的设计既要保证工作台的运动的合理、平衡和准确，又要满足工作要求。在本文中的大量设计、计算使它在理论上满足了设计和工作的要求。
第一章概述 1.1设计目的 (2) 1.2主轴箱的概述 (2) 第2章主传动的设计 (2) 2.1驱动源的选择 (2) 2.2转速图的拟定 (2) 2.3传动轴的估算 (4) 2.4齿轮模数的估算 (3) 2.5V带的选择 (4) 第3章主轴箱展开图的设计 (7) 3.1各零件结构尺寸的设计 (7) 3.1.1 设计内容和步骤 (7) 3.1.2有关零件结构和尺寸的设计 (7) 3.1.3各轴结构的设计 (9) 3.1.4主轴组件的刚度和刚度损失的计算 (10) 3.1.5轴承的校核 (13) 3.2装配图的设计的概述 (13) 总结 (19) 参考文献 (20)
第一章概述 1-1设计目的 数控机床的课程设计，是在数控机床设计课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过数控机床伺服进给系统的结构设计，使我们在拟定进给传动及变速等的结构方案过程中得到设计构思、方案分析、结构工艺性、CAD制图、设计计算、编写技术文件、查阅技术资料等方面的综合训练，建立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养我们初步的结构设计和计算能力。 1-2 主轴箱的概述 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 第二章2主传动设计 2-1驱动源的选择 机床上常用的无级变速机构是直流或交流调速电动机，直流电动机从额定转速nd向上至最高转速nmax是调节磁场电流的方法来调速的，属于恒功率，从额定转速nd向下至最低转速nmin时调节电枢电压的方法来调速的属于恒转矩；交流调速电动机是靠调节供电频率的方法调速。由于交流调速电动机的体积小，转动惯量小，动态响应快，没有电刷，能达到的最高转速比同功率的直流调速电动机高，磨损和故障也少，所以在中小功率领域，交流调速电动机占有较大的优势，鉴于此，本设计选用交流调速电动机。 根据主轴要求的最高转速4000r/min，最大切削功率5kw，选择北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机，最高转速是4500r/min。 2-2 转速图的拟定 根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转速范围Rdp=nmax/nd=3 而主轴要求的恒功率转速范围Rnp=3，远大于交流主轴电动机所能提供的恒功率
摘要 组合机床，是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率机床。其特点有：结构紧凑、工作质量可靠、设计和制造周期短、投资少、经济效果好、生产率高等。 本次设计的题目是铣削组合机床及主轴组件。首先针对所要加工的零件入手，对机床进行总体方案设计，进而确定机床的总体布局，随后，对主轴组件进行设计。在设计主轴组件时，以主轴为线索，在满足刚度、精度等要求下，完成其它（如轴承、轴向调节机构、锁紧机构等）所有零件的设计。 设计机械加工工艺规程遵循如下原则： 1）保证零件图样上所有技术要求的实现。 2）必须能满足生产纲领的要求。 3）在满足技术要求和生产纲领要求的前提下，要求工艺成本最低，低耗节能。4）尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全。维护环境卫生。 本产品是按用户要求而设计的，用户讨论合格后，投入生产，希望指导、鉴定。 关键词：组合机床，主轴组件，主轴，轴承，轴向调节机构
Abstract Modular Machine, by the large number of common parts and a small number of specialized components of the process focused efficient machine. Its features include compact, reliable quality, design and manufacturing cycle shorter, less investment and economic effects, and higher productivity. The design is the subject of combined milling machine spindle components. First of all, for the processing of parts to start with a general program of machine design, machine tool and then determine the overall layout, then the design of the main components. Components in the design of the spindle to spindle for clues, to meet the stiffness and precision required to complete the other (such as bearings, axial adjustment agencies, locking, etc.) the design of all parts. Design mechanical processing order to follow the following principles 1) To ensure that all parts drawings on the realization of the technical requirements. 2) Program must be able to meet production requirements. 3) To meet the technical requirements and requirements of the production program, under the premise of the minimum requirements of cost, low energy. 4) Minimize the labor intensity of workers, protection of production safety. This product is based on user requirements and design, the user discussion after passing the production, hope the guide, identified. Keywords:Modular Machine, spindle components, spindle, bearings, axial adjustment
摘要 本次设计是结合近年来国内外机床行业发展的新趋势,针对柴油机汽缸盖两侧的小孔钻削的组合机床设计.组合机床是由大量的通用部件和少量的专用部件组成的工序集中的高效率机床,它能够对一种(多种)零件进行多刀,多轴,多面,多工位加工,制造的周期短,投资少,经济效益高. 关键词:汽缸盖;毛坯;定位;机床夹具;金属切削;钻头
ABSTRACT This design was unified the new tendency of domestic and foreign machine tool’s industry development in the recent years, aimed at the design of assembled machine tool of the two sides’ pore drilling of diesel engine cylinder’s cover. The assembled machine tool is the centralized working procedure and high efficiency machine tool, which is composed by the massive general parts and the few special parts, it can process one kind (or many kinds)of part on the multi-knives, multiple-spindle, multi- surface, multi-locations. Its manufacture cycle is short, the investment is little ,but the economic benefit is high. Keywords:Cylinder Head；roughCutters；allocation; jig; metal cutting; drills
摘要 随着数控技术的发展和普及，加工中心的作用越发突显它的重要性。为进一 步提高数控机床的加工效率，数控机床正向着工件在一台机床一次装夹即可完成多道工序或全部工序加工的方向发展，因此出现了各种类型的加工中心机床，如车削中心、镗铣加工中心、钻削中心等等。这类多工序加工的数控机床在加工过程中要使用多种刀具，因此必须有自动换刀装置，也就是所说的刀库，以便选用不同刀具，完成不同工序的加工工艺。自动换刀装置应当具备换刀时间短、刀具重复定位精度高、足够的刀具储备量、占地面积小、安全可靠等特性。 本论文是开发设计出一种体积小、结构紧凑、价格较低、生产周期短的小型 立式加工中心刀库本文。首先介绍了国内外加工中心研究现状及发展趋势，阐明了本课题研究的目的、意义。然后进一步介绍本小型加工中心刀库总体结构和各部件方案的选择，并在此基础上进行了小型加工中心刀库的机械结构的设计计算， 主要包括刀盘部件设计（含刀盘，夹块，刀爪），刀库转动定位机构设计（含转臂， 槽轮，滚子，锁止盘），刀库总体机构设计（含轴承套，轴，箱盖，箱体）刀库移 动部分设计。 关键词：数控系统加工中心刀库机械手 ABSTRACT Along with the numerical control technology development and the popularization, the processing center function reveals its importance even more suddenly.For further enhances the numerical control engine laths the processing efficiency, the numerical control engine laths is clamping to the work piece in an engine laths attire then completes the multi-channel working procedure or the complete working procedure processing direction develops, therefore appeared each kind of type processing center engine laths, like the turning center, the boring mill processing center, drills truncates center and so on.This kind of working procedure processing numerical control engine laths must use many kinds of cutting tools in the processing process, therefore must have trades the knife installment automatically, also is the knife storehouse which said, in order to select the different cutting tool, completes the different working procedure the processing craft.Trades the knife equipment to have automatically to have trades the knife time short, the cutting tool repetition pointing accuracy high, the enough cutting tool margin, the area small, safe reliable and so on the characteristics. The present paper is the development designs one kind of volume slightly, the
毕业设计(论文)开题报告 题目：汽车变速箱钻孔组合机床后多轴箱设计
注：1. 正文：宋体小四号字，行距20磅。 2. 开题报告由各系集中归档保存。 参考文献 [1] 徐旭东，周菊琪.现代组合机床技术及其发展[J] .中国机械工程,1995,(6):12-13. [2] 谢家瀛.组合机床设计简明手册[M].北京：机械工业出版社，1996.1-89. [3] 孙恒，陈作模、葛文杰.机械原理[M].北京：机械工业出版社，2006.1-88. [4] 濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006.22-63 [5] 钱云峰，殷锐.互换性与技术测量[M].北京：电子工业出版社，2011.35-49 [6] 卢秉恒.机械制造技术基础[M].北京：机械工业出版社，2008.100-120. [7] 彭得利.变速器箱体专用钻床主轴箱的设计[J].装备制造技术，2011,（3）：23-26. [8] 云继夏，陆文欣，韩遂太.曲拐传动多轴箱的设计[J].组合机床通讯，1978,（4）:27-47. [9] 刘文信.组合机床多轴箱齿轮强度的验算[J].组合机床，1983,（10）:1-3. [10] 许玉改.钻、扩、铰孔共用一个主轴箱的组合机床设计[J].科技信息，2012,（27）:111-112. [11] 张亚慧.钻攻复合主轴箱的设计[J]. 组合机床与自动化加工技术,2001,(10):49-51. [12] 李运保,郭动针,冯云峰.钻孔、攻螺纹主轴的共箱设计[J]. 组合机床与自动化加工 技,2000,(1):15-16.
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数控车床主轴箱设计 一、设计题目 Φ400 毫米数控车床主轴箱设计。主轴最高转速4000r/min ，最低转速30r/min ，计算转速150r/min ，最大切削功率5.5kw 。采用交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min 。 二、主轴箱的结构及作用 主轴箱是机床的重要的部件，是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。 主轴箱采用多级齿轮传动，通过一定的传动系统，经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴，最后把运动传到主轴上，使主轴获得规定的转速和方向。 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 三、主传动系设计 机床主传动系因机床的类型，性能，规格尺寸等基本因素的不同，应满足的要求也不一样。再设计时结合具体机床进行具体分析，一般应满足下属基本要求： 1）满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动性能能，如机床的主轴有足够的转速范围和转速级数。传动系设计合理，操纵方便灵活、迅速、安全可靠等。 2）满足机床传递动力要求。主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和转矩，具有较高的传动效率。 3）满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件要有足够的刚度、精度、和抗振性，热变形特性稳定。 4）满足产品设计经济性的要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以节省材料，降低成本。 5）调整维修方便，结构简单、合理、便于加工和装配。防护性能好，使用寿命长。 四、主传动系传动方式 由题目知，我们设计的主轴箱传动方式为交流电动机驱动、机械传动装置的无级变速传动。再者，本题目中对精度要求一般，因此选用集中传动方式。另外主轴箱结构设计只需达到结构紧凑，便于集中操作，安装调整方便即可。 五、电动机的选择 按驱动主传动的电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。交流电动机驱动中又可分单速交流电动机或调速交流电动机驱动。调速交流电动机又有多速交流电动机和无级调速交流电动机驱动。无级调速交流电动机通常采用变频调速的原理。 根据设计要求采用交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min 。选用FANUC-S 系列8s 型交流主轴电动机。 六、 计算过程 主轴最高转速4000r/min ，最低转速30r/min ，计算转速150r/min ，最大切削功率5.5kw ； 交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min ； 主轴要求的恒功率调速范围max 400026.7150 nN i n R n === 电动机的调速范围450031500dN R == 在设计数控机床主传动时，必须要考虑电动机与机床主轴功率特性匹配问题。由于主轴要求的恒功率变速范围远大于电动机恒功率变速范围，所以在电动机与主轴之间串联一个分级变速箱，以扩大其功率变速范围，满足低速大功率切削时对电动机的输出功率的要求。 根据以上分析，选择交流电动机的型号为： 若取3f dN R ?==，则可得到变速箱的变速级数 99 .2lg /lg ==f nN R Z ψ 所以，Z 可近似取为3，此处我们分别对Z=2、3、4三种情况进行研究，比较。 1） Z=3 根据f nN R Z ψlg /lg =可以得出99.2=f ψ，查表2-5取f ψ的标准值为3.0，dN f R =ψ,即主传动系功率特