机械制造装备设计课程设计说明书
题目：车床主传动系统设计
学校：东北大学秦皇岛分校
专业：机械工程及自动化
班级：50719
姓名：
学号：
指导老师：崔玉洁
2010年6月
目录
一、机床主要技术参数的确定 (1)
1、机床主参数 (1)
2、主运动参数的确定 (1)
3、电动机的选择 (1)
4、电动机转速及机型的确定 (1)
二、机床传动系统的运动设计 (2)
1、结构网和转速图的绘制 (2)
2、齿宽及分度圆直径的计算 (4)
3、箱体内齿轮的布置 (5)
三、机床主传动系统的结构设计 (5)
1、箱体的材料和壁厚 (5)
2、箱体零件的技术要求 (6)
四、主要传动件的计算 (6)
1、主要传动件计算转速的确定 (6)
2、三角形V带传动计算 (7)
3、直齿圆柱齿轮传动的计算 (8)
(1)、直齿圆柱齿轮模数的计算及校核 (8)
(2)、直齿圆柱齿轮传动的强度计算及校核 (15)
4、传动轴的计算 (17)
五、主轴设计 (19)
六、设计小结及参考文献 (21)
一、 机床主要技术参数的确定
1、机床主参数
普通车床的主参数为床身上工件的最大回转直径D=250mm ，公比φ为
1.14。
2、主运动参数的确定
对于主运动是回转运动且采用分级变速的普通车床主运动参数为：主轴极限转速（最高和最低转速）、公比和转速级数。
1）、主轴极限转速的确定
主轴极限转速，即主轴最高和最低转速分别为：
N max =dmin 1000Vmax π = 35.2
*180*1086π=1768 (r/min ） N min =dmax 1000Vmin π =160
*60*1000π= 72 (r/min ） Vmax 、Vmin 为典型工序的切削速度（m/min ）
d min 、d max 为典型工序的切削速度Vmax 、Vmin 相对应的最小和最大的计算直径。
a ）、Vmax 、Vmin 的确定
采用Vmax 的典型工序的一般为；
用T15K6硬质合金车刀精刀（半精车）轴类工件外圆（V=15～200m/min ）这里取Vmax=180m/min 。
采用Vmin 典型工序选择，精铰孔（IT6，IT7）
b ）、d max 、d min 的确定
由经验公式得：
d max =0.5D=0.5×320=160mm
d min =(0.2～0.25) d max =0.22 d max =35.2mm
2）、主轴转速级数的确定
该机床转速级数为24
变速范围为：
R n = N max / N min =1440/80=18
3、电动机的选择
根据给定的条件，电动机的功率为 5.5kw ，选取电动机的型号为
L132S-4。
由机床的效率η床=0.7-0.85，取η床=0.8，则机床切削功率为N 切=P η床=5.5×0.8=4.4kw
4、电动机转速及机型的确定
转速：设计中，一般采用同步转速为1500r/min 的电动机。
机型：机座带底脚，端盖无凸缘，短机座。Y 系列电机的功率范围为0.55－160kw 。
二、机床主传动系统的运动设计
1、结构网和转速图的绘制
1）、结构网：
结构网是用来表示传动系统采用的变速组数（传动副）、传动顺序、扩大顺序以及各传动轴各变速组的变速范围。结构网中代表传动副的射线应呈对称分布，否则必有错误。
本题共有24级，采用降速可得到。同时，也可看出，结构网中的射线位置只表示传动副传动比的相对关系，不表示传动比的绝对数值。各圆点也不表示转速的绝对数值。因此，结构网中不能也不可能标出传动副的传动比以及轴的转速数值。
结构网
2）、转速图：
转速图是设计机床分级变速传动系统的重要工具，运用转速图将可具体地确定变速组中传动副的传动比、齿轮副的齿数、带轮副的直径和各传动轴的转速，对于传动方案的分析比较亦可更为深入和全面。转速图的拟定直接影响到整个机床的设计质量，因此对不同结构网甚至同一结构网，应能拟定出若干个转速力进行分析比较，以便取得较为合理的方案。
变速组遵守前基后扩（前密后疏）的原则，同时各变速组内最小传动比的确定应符合先缓后急（先慢后快）的原则。
I II III VI
IV
V
1440
转速图
2、齿宽及分度圆直径的计算
3、箱体内齿轮的布置
传动系统图
三、机床主传动系统的结构设计
1、箱体的材料和壁厚:
1）、箱体的材料:
箱体的材料常采用铸铁材料：
普通机床的变速箱箱体，一般采用HT150铸铁；
某些精密机床或要求较高的变速箱箱体，一般采用HT200铸铁；
这里为普通机床的变速箱箱体，故选用HT150铸铁
2）、箱体的壁厚:
箱体的壁厚应根据刚度或者结构尺寸的要求而定，通常采用的壁厚
2、箱体零件的技术要求：
箱体零件的具体技术要求大致归纳如下：
1）、轴承座孔公差：箱体内一般传动轴的轴承座孔的公差等级为IT7，主轴轴承座孔的公差等级多为IT6。
2）、几何形状公差：对于各轴承座孔的圆度、圆柱度等几何形状的偏差不应超过孔径公差的1/4~1/2，对于基准平面应注明平面度的要求。
3）、对于安装圆柱齿轮的两轴轴线之间，应注明轴线的距离公差和平行度公差。 4）、箱体内壁之间的距离若影响安装精度时，其尺寸公差按精度要求和距离大小取为0.2~0.5mm 。
5）、对于同一轴线上的轴承座孔应注明同轴度公差。
6）、基准孔的轴线相对于基准面应注明平行度或垂直度在全长上的公差。
7）、有关孔的轴线相对于基准孔的轴线应注明平行度在全厂上的公差。
8）、孔的轴线相对于某端面的垂直度在全长上的误差。
9）、平面相对于平面的平行度在全长上的误差。
10）、有关铸造、热处理、喷漆的技术要求。
四、 主要传动件的计算
1、主要传动件计算转速的确定
1）、主轴的计算转速
由nj=nmin φ
z -1 其中，z 为级数 则n Ⅵ=nmin φ324-1＝807
12.1 ＝176.85r/min 2）、传动轴的计算转速：
Ⅴ轴共有12级，其最低转速为198r/min ，通过采用双联齿轮使主
轴获得两级转速：80 r/min 和312r/min 。312r/min 比主轴计算转速高，能传递全部功率，故Ⅴ轴的198r/min 转速也能传递全部功率，是计算转速。
Ⅳ轴共有6级，其最低转速391r/min ，通过二联齿轮使Ⅴ轴获得
12级转速（范围为198-690r/min ）均能传递全部功率，故Ⅳ轴的
391r/min 也能传递全部功率，是计算转速。
Ⅲ轴共有3级，其最低转速为616r/min ，通过二联齿轮使Ⅳ轴获
得6级转速（范围为391-690r/min）均能传递全部功率，故Ⅲ轴的计
算转速为616r/min。
Ⅱ轴的计算转速为886r/min，Ⅰ轴的计算转速为1440r/min。
2、三角形V带传动计算
已知条件：
（1）、所传递的功率：P=5.5KW
（2）、大小带轮的转速n2 ，n1或传动比i= n1/ n2=1440/886=1.625 （3）、工作条件：室温
求解过程：
（1）、确定计算功率Pc
Pc=kAP(kw)
式中 P――主动带轮传递的功率（KW)，P=5.5KW
KA――工作情况系数，查表得KA=1.2
则 Pc=kAP=1.2×5.5=6.6KW
（2）、选择三角形V带的型号
根据计算功率Pc和小带轮转速n2查表，选择A型V带（3）、确定带轮的基准直径dd1和dd2
1）、初选小带轮直径dd1
由表初取dd1=100mm
2）、验算带速V
V=πdd1 n1/60×1000=π×140×1440/60000=7.536m/s
在最佳带速5~25m/s内，小带轮直径合适
3）、计算大带轮直径dd2
当要求传动比i比较精确时，忽略滑动率ε
则dd2=i dd1=1.625×100=162.5mm
经查表取标准值dd2=160mm
4）、确定中心距a0
一般初定中心距a0为0.7（dd1＋dd2）≤a0≤2（dd1＋dd2）
即0.7×(100＋160) ≤a0≤2×(100＋160),即180≤a0≤520
初选中心距a0=350mm
5）、初算带长Lc和确定带长Ld
初算带长：
Lc= 2a0+[π（dd1＋dd2）∕2 ]+[（dd1-dd2）2∕4a0]
=2×350+[π（100＋160）∕2]+[（160-100）2∕4×350]=1111mm 由<<机械设计>>表5-6查得带的基准长度Ld的标准值为
Ld=1120mm
6）、确定中心距a
因为选取基准长度不同于计算长度，所以实际中心距需要重新确
定；
可以近似计算为：
a= a0+（Ld-Lc）/2=350+（1120-1111）/2=354.5mm 为便于更换和调整，允许中心距变化范围为：
a min=a-0.05Ld=354.5-0.015×1120=337.7mm
a max=a+0.03Ld=354.5+0.03×1120=388.1mm
7）、验算小带轮的包角ɑ
ɑ1≈1800-[（dd1-dd2）/a] ×57.30≥1200
=1800-[（160-110）/354.5] ×57.30=170.30≥1200
所以满足要求。
8）、确定V带的根数Z Z≥Pc∕[P0]
式中 Pc—计算功率，Pc=6.6KW
[P0]—单根V带的许用功率撒旦法；
[P0]=（P0+△P0）KLKΘ
式中△P0――额定功率增量，查表得△P0=0.125
KL――长度系数，查表得KL=0.91
KΘ――包角系数，查表得KΘ=0.98
则 [P0]=（5.5+0.125）×0.91×0.98=5.016KW
于是V带的根数Z≥Pc∕[P0]=6.6/5.016=1.316。这里，取Z=2 9）、单根V带适宜的初拉力F0为：
F0=(500 Pc∕ZV)[(2.5-Kα)∕Kα]+qv2
式中 q为单位长度质量，查表得q=0.1kg/m
则 F0=(500×6.6∕2×7.536)[(2.5-0.98)∕0.98]+ 0.1×
7.5362=340N
10）、计算带对轴的压力FQ
FQ≈2ZF0sin(ɑ1/2)=2×2×340sin(400/2)=465N
3、直齿圆柱齿轮传动的计算
机床变速箱的齿轮是根据接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算其模数
mj和mw较大的值取相近的标准模数。
（1）、直齿圆柱齿轮模数的计算及校核
1）、第一传动组计算Z=30的齿轮
按接触疲劳强度计算齿轮模数mj的公式为：
mj=163003
(i±1)K1K2K3KSN/ΦmZ12i[σj]2nj mm
按曲疲劳强度计算齿轮模数m w的公式为：
mw=2753
K1K2K3KSN/Z1YΦmnj[σw] mm
式中，N—齿轮所传递的额定功率(KW),
( N=ηN电=5.23KW)；
N
电
――电动机功率(KW), N电=5.5KW;
η――从电动机到所计算齿轮的传动效率,
(η=0.96×0.99=0.9504)；
nj—计算转速(r/min); nj=886 r/min
Φm—齿宽系数，Φm=B/m,常取Φm=6－10，其中B为齿宽，这里取Φm=8
Z1――小齿轮齿数
i ――齿轮副的传动比，等于大齿轮的齿数与小齿轮齿数之比，
即i ≥1。公式中“+”号用于外啮合，“—”用于内啮合；
K1—工作状况系数，取K1=1.4
K2—动载荷系数，查表取K2=1.3
K3—齿向载荷分布系数，查表取K3=1.04
Y —齿形系数，查表取Y=0.444
Ks —寿命系数，Ks= KT Kn KN Kq
n1—齿轮的最低转速，n1 =nmin=886r/min;
m ――疲劳曲线指数。在接触应力，m =3，弯曲载荷下，m =9；
C0――基准循环次数。在接触应力，C0 =107
弯曲载荷下，C0 =2×106；
T —预定的齿轮工作期限，查表得T=10000h;
KT —工作期限系数，接触应力下，KT=m 60n1T/C0＝3.76，
弯曲载荷下，KT=m 60n1T/C0＝1.86
Kn —转速变化系数，
齿轮在接触载荷下的转速变化系数Knj ，由表查得Knj=0.74， 齿轮在弯曲载荷下的转速变化系数Knw ，由表查得Knw=0.9；
KN —功率利用系数，按接触载荷由表查得KN=0.58，按弯曲载荷由
表查得KN=0.9
Kq — 材料强化系数，按接触载荷由表查得Kq=0.76，按弯曲载荷由
表查得Kq=0.77
则 接触载荷下，Ksmin< Ks < Ksmax,则Ks=1.226
弯曲载荷下，Ks=KTKnKNKq=1.7×0.92×0.9×0.75=1.136
Ks > Ksmax ,取Ks=0.85
[σj] —许用接触应力（MPa ），由表查得[σj]=1370 MPa
[σw] —许用弯曲应力（MPa ），由表查得[σw]=354 MPa
则mj=163003(i ±1)K1K2K3KSN/ΦmZ12i[σj]2nj
＝163003224428886137030823.5226.104.13.14.114428???????????? ??+＝1.96mm mw=2753K1K2K3KSN/Z1Y Φmnj[σw] =2753354
8868444.03023.585.004.13.14.1????????=1.736mm 取m=2mm.
2）、第二传动组计算Z=28的齿轮
按接触疲劳强度计算齿轮模数mj 的公式为：
mj=163003
(i±1)K1K2K3KSN/ΦmZ12i[σj]2nj mm
按曲疲劳强度计算齿轮模数m w的公式为：
mw=2753
K1K2K3KSN/Z1YΦmnj[σw] mm
式中，N—齿轮所传递的额定功率(KW),
( N=ηN电=5.201KW)；
N
电
――电动机功率(KW), N电=5.5KW;
η――从电动机到所计算齿轮的传动效率,
(η=0.96×0.99=0.9504)；
nj—计算转速(r/min); nj=616 r/min
Φm—齿宽系数，Φm=B/m,常取Φm=6~10，其中B为齿宽，
这里取Φm=8
Z1――小齿轮齿数
i――齿轮副的传动比，等于大齿轮的齿数与小齿轮齿数之比，即i≥1。公式中“+”号用于外啮合，“—”用于内啮合；
K1—工作状况系数，取K1=1.4
K2—动载荷系数，查表取K2=1.3
K3—齿向载荷分布系数，查表取K3=1.04
Y—齿形系数，查表取Y=0.438
Ks—寿命系数，Ks= KT Kn KN Kq
n1—齿轮的最低转速，n1 =nmin=633r/min;
m――疲劳曲线指数。在接触应力，m =3，弯曲载荷下，m =9；C0――基准循环次数。在接触应力，C0 =107
弯曲载荷下，C0 =2×106；
T—预定的齿轮工作期限，查表得T=10000h;
KT—工作期限系数，接触应力下，KT=m
60n1T/C0＝3.36，
弯曲载荷下，KT=m
60n1T/C0＝1.79
Kn—转速变化系数，
齿轮在接触载荷下的转速变化系数Knj，由表查得Knj=0.85，齿轮在弯曲载荷下的转速变化系数Knw，由表查得Knw=0.92；KN—功率利用系数，按接触载荷由表查得KN=0.58，按弯曲载荷由表查得KN=0.9
Kq—材料强化系数，按接触载荷由表查得Kq=0.73，按弯曲载荷由表查得Kq=0.75
则接触载荷下，Ksmin< Ks < Ksmax,则Ks=1.21
弯曲载荷下，Ks=KTKnKNKq=1.7×0.92×0.9×0.75=1.136
Ks > Ksmax ,取Ks=0.85
[σj] —许用接触应力（MPa），由表查得[σj]=1370 MPa
[σw] —许用弯曲应力（MPa），由表查得[σw]=354 MPa
则mj=163003
(i±1)K1K2K3KSN/ΦmZ12i[σj]2nj
＝1630032244
286161370288201.521.104.13.14.114428???????????? ??+＝2.626mm mw=2753K1K2K3KSN/Z1Y Φmnj[σw] =2753
3546168438.026201
.585.004.13.14.1????????=2.011mm 取m=3mm.
3）、第三传动组计算Z=26的齿轮
按接触疲劳强度计算齿轮模数mj 的公式为： mj=163003(i ±1)K1K2K3KSN/ΦmZ12i[σj]2nj mm
按曲疲劳强度计算齿轮模数m w 的公式为： mw=2753K1K2K3KSN/Z1Y Φmnj[σw] mm
式中，N —齿轮所传递的额定功率(KW),
( N=ηN 电=5.072KW)；
N 电――电动机功率(KW), N 电=5.5KW;
η――从电动机到所计算齿轮的传动效率,
(η=0.96×0.99=0.9504)；
Nj ――计算转速(r/min); nj=391 r/min
Φm ――齿宽系数，Φm=B/m,常取Φm=6~10，其中B 为齿宽，
这里取Φm=8
Z1――小齿轮齿数
I ――齿轮副的传动比，等于大齿轮的齿数与小齿轮齿数之比，
即i ≥1。公式中“+”号用于外啮合，“—”用于内啮合；
K1—工作状况系数，取K1=1.4
K2—动载荷系数，查表取K2=1.3
K3—齿向载荷分布系数，查表取K3=1.04
Y —齿形系数，查表取Y=0.43
Ks —寿命系数，Ks= KT Kn KN Kq
n1—齿轮的最低转速，n1 =nmin=403r/min;
C0—基准循环次数。在接触应力，C0 =107
弯曲载荷下，C0 =2×106；
m —疲劳曲线指数。在接触应力，m =3，弯曲载荷下，m =9；
T ――预定的齿轮工作期限，查表得T=10000h;
KT ――工作期限系数，接触应力下，KT=m
60n1T/C0＝2.893，
弯曲载荷下，KT=m 60n1T/C0＝1.7
Kn ――转速变化系数，
齿轮在接触载荷下的转速变化系数Knj ，
由表查得Knj=0.85，
齿轮在弯曲载荷下的转速变化系数Knw ，
由表查得Knw=0.92；
KN ――功率利用系数，按接触载荷由表查得KN=0.58，
按弯曲载荷由表查得KN=0.9
Kq ―― 材料强化系数，按接触载荷由表查得Kq=0.73，
按弯曲载荷由表查得Kq=0.75
则 接触载荷下，Ksmin< Ks < Ksmax,则Ks=1.03
弯曲载荷下，Ks=KTKnKNKq=1.7×0.92×0.9×0.75=0.85
Ks > Ksmax ,取Ks=0.85
[σj] —许用接触应力（MPa ），由表查得[σj]=1370 MPa
[σw] —许用弯曲应力（MPa ），由表查得[σw]=354 MPa
则mj=163003(i ±1)K1K2K3KSN/ΦmZ12i[σj]2nj
＝163003222
13911370288072.504.104.13.14.115226???????????? ??+ ＝3.187mm mw=2753K1K2K3KSN/Z1Y Φmnj[σw] =2753354
39143.028072.585.004.13.14.1??????? =4.787mm
取m=5mm.
4）、第四传动组计算Z=24的齿轮
按接触疲劳强度计算齿轮模数mj 的公式为： mj=163003
(i ±1)K1K2K3KSN/ΦmZ12i[σj]2nj mm
按曲疲劳强度计算齿轮模数m w 的公式为： mw=2753K1K2K3KSN/Z1Y Φmnj[σw] mm
式中，N —齿轮所传递的额定功率(KW),
( N=ηN 电=5.021KW)；
N 电—电动机功率(KW), N 电=5.5KW;
η—从电动机到所计算齿轮的传动效率,
(η=0.96×0.99=0.9504)；
Nj ――计算转速(r/min); nj=198 r/min
Φm ――齿宽系数，Φm=B/m,常取Φm=6~10，其中B 为齿宽，
这里取Φm=8
Z1――小齿轮齿数
I ――齿轮副的传动比，等于大齿轮的齿数与小齿轮齿数之比，
即i ≥1。公式中“+”号用于外啮合，“—”用于内啮合；
K1――工作状况系数，取K1=1.4
K2――动载荷系数，查表取K2=1.3
K3――齿向载荷分布系数，查表取K3=1.04
Y ――齿形系数，查表取Y=0.42
Ks ――寿命系数，Ks= KT Kn KN Kq
n1――齿轮的最低转速，n1 =nmin=201.5r/min;
C0――基准循环次数。在接触应力，C0 =107
弯曲载荷下，C0 =2×106；
M ――疲劳曲线指数。在接触应力，m =3，弯曲载荷下，m =9；
T ――预定的齿轮工作期限，查表得T=10000h;
KT ――工作期限系数，接触应力下，KT= m 60n1T/C0＝2.3
弯曲载荷下，KT= m 60n1T/C0＝1.574
Kn ――转速变化系数，
齿轮在接触载荷下的转速变化系数Knj ，
由表查得Knj=0.85，
齿轮在弯曲载荷下的转速变化系数Knw ，
由表查得Knw=0.92；
KN ――功率利用系数，
按接触载荷由表查得KN=0.58，
按弯曲载荷由表查得KN=0.9
Kq ―― 材料强化系数，
按接触载荷由表查得Kq=0.73，
按弯曲载荷由表查得Kq=0.75
则接触载荷下，Ksmin< Ks < Ksmax,
则Ks=2.3×0.85×0.85×0.73=0.828
弯曲载荷下，Ks=KTKnKNKq
=1.574×0.92×0.9×0.75
=0.977
Ks > Ksmax ,取Ks=0.977
[σj] ――许用接触应力（MPa ），由表查得[σj]=1370 MPa
[σw] ――许用弯曲应力（MPa ），由表查得[σw]=354 MPa
则 mj=16300m m 13.4198137061
24248021.5828.004.13.14.116124322=???????????? ?
?+
mw=275245.3354
198842.024021.5977.004.13.14.13=????????mm 取m=5mm.
5）、第四传动组计算Z=33的齿轮
按接触疲劳强度计算齿轮模数mj 的公式为： mj=163003(i ±1)K1K2K3KSN/ΦmZ12i[σj]2nj mm
按曲疲劳强度计算齿轮模数m w 的公式为： mw=2753K1K2K3KSN/Z1Y Φmnj[σw] mm
式中，N —齿轮所传递的额定功率(KW),
( N=ηN 电=4.872KW)；
N 电――电动机功率(KW), N 电=5.5KW;
η――从电动机到所计算齿轮的传动效率,
(η=0.96×0.998=0.89)；
Nj ――计算转速(r/min); nj=80r/min
Φm ――齿宽系数，Φm=B/m,常取Φm=6~10，其中B 为齿宽，
这里取Φm=8
Z1――小齿轮齿数
i —齿轮副的传动比，等于大齿轮的齿数与小齿轮齿数之比，即
i ≥1。公式中“+”号用于外啮合，“—”用于内啮合；
K1――工作状况系数，取K1=1.4
K2――动载荷系数，查表取K2=1.3
K3――齿向载荷分布系数，查表取K3=1.04
Y ――齿形系数，查表取Y=0.454
Ks ――寿命系数，Ks= KT Kn KN Kq
n1――齿轮的最低转速，n1 =nmin=201.5r/min;
C0――基准循环次数。在接触应力，C0 =107
弯曲载荷下，C0 =2×106；
M ――疲劳曲线指数。在接触应力，m =3，弯曲载荷下，m =9；
T ――预定的齿轮工作期限，查表得T=10000h;
KT ――工作期限系数，接触应力下，KT= m 60n1T/C0＝1.687
弯曲载荷下，KT= m 60n1T/C0＝1.423
Kn ――转速变化系数，
齿轮在接触载荷下的转速变化系数Knj ，
由表查得Knj=0.91，
齿轮在弯曲载荷下的转速变化系数Knw ，
由表查得Knw=0.9；
KN ――功率利用系数，
按接触载荷由表查得KN=0.58，
按弯曲载荷由表查得KN=0.9
Kq ―― 材料强化系数，
按接触载荷由表查得Kq=0.7，
按弯曲载荷由表查得Kq=0.72
则 接触载荷下，Ksmin< Ks < Ksmax,
则Ks=1.687×0.91×0.85×0.7=0.623
弯曲载荷下，Ks=KTKnKNKq=1.432×0.9×0.9×0.72=0.835
Ks > Ksmax ,取Ks=0.835
[σj] —许用接触应力（MPa ），由表查得[σj]=1370 MPa
[σw] —许用弯曲应力（MPa ），由表查得[σw]=354 MPa
则 mj=16300 m m 306.231213705033338872.4623.004.13.14.115033322=???????????? ?
?+ mw=2753.2354
3128454.033872.4835.004.13.14.13=????????mm 取m=3mm.
（2）、直齿圆柱齿轮传动的强度计算及校核
齿数为35的齿轮与齿数为38的齿轮啮合校核齿面解除疲劳强度：
由式 H σ=u u dd KT 11231+φ?Z H Z E ≤ []H σ
式中参数为：
K A =1.25
K V =1.15 (v=2.78m/s)
T1=9.55×106N
P =80632 N ·mm d φ=0.5 u=38
35 H Z =2.5 E Z =189.8MP 21
查表得，使用系数KA=1.25 a)、由v=2.78m/s 7级精度查图6-6的动载系数V K =1.15
查表6-2的齿间载荷分配系数αK =1.1
查图6-10的齿向载荷分布系数βK =0.7
由式K=A K =1.25×1.15×1.1×0.7=1.106875
b)、齿宽系数d φ取0.5
c)、齿数比u=21Z Z =38
35 d)、区域系数H Z =2.5
e)、由表6-3查的弹性影响系数E Z =189.8MPa
21
f)、许用接触应力
[]H σ=N H Z lim σ∕H S 查图6-14（e ）得接触疲劳极限MPa H H 1100
2lim 1lim ==σσ 查图6-16得接触疲劳寿命系数121==N N Z Z
取安全系数SH=1.0
则 [σH ]=[ σH ]1=[ H σ]2=MPa S Z H N H 11001
1110011lim =?=?σ H σ=E H d Z Z u
u d KT 1231+φ =[]H MPa σ<=??+????98.8808.1895.238
351383560
5.080632107.123 满足齿面解除劳强度。
4、传动轴的计算
（1）、传动轴计算的原则
传动轴的计算主要是在完成其初步结构设计后，进行强度和刚度
的验算。
进行强度验算的目的是为了保证传动轴在反复弯曲载荷和扭转载
荷的作用下不发生疲劳破坏，这对承受重载的传动轴尤为重要。对于
一般机床变速箱中的传动轴，由于应力较小，通常按许用弯曲应力验
算其危险截面的强度即可。
进行刚度验算的目的是为了保证传动轴在外载荷的作用下不致产
生过大的弯曲变形和扭转变形，从而使它们能够正常工作。对于机床
变速箱的传动轴，一般可按扭转刚度估算轴颈，然后按弯曲刚度验算。刚度条件为：
1）轴在安装齿轮处的挠度y ≤允许值[y]
2）支承处轴的倾角θ≤允许值[θ]
3）轴在安装齿轮处的倾角θ≤允许值[θ]
验算支承处轴的倾角时，只需验算支反力最大的支承处即可。若轴在支承处的倾角小于安装齿轮处的倾角允许值时，则齿轮处的倾角就可不必验算。验算轴在安装齿轮处的挠度时，只需验算受力最大的齿轮的挠度即可。
（2）、传动轴轴径的估算
当轴的长度和跨距未定，支承点反力及弯距无法求得时，可先按扭转刚度或扭转强度对轴的直径进行估算。
根据轴传递的功率，可用下列计算方法：
当数值上N d≥4 j n N d――危险截面处的轴颈，当轴上有一个键槽时，d值应增大4∽5%； 当同一断面是有两个键槽时，d值应增大7∽10%；当为花键轴时， 花键轴的内径可比d值减小7%；对于空心轴，则须乘以修正系数b 或b`。查表可得。 N――该轴传递的额定功率（KW） Nj――该轴的计算转速（r/min） 1）、轴Ⅰ的直径计算： N=0.96*5.5=5.28KW nj=1440r/min 则 d≥114 1440 28 .5 ＝27.07mm 2）、轴Ⅱ的直径计算： N=5.23KW nj=886r/min 则 d≥114 886 23 .5 ＝32mm 3）、轴Ⅲ的直径计算： N=5.201KW nj=616r/min 则 d≥114 616 201 .5 ＝35mm 4）、轴Ⅳ的直径计算： N＝5.072KW nj=300r/min 则 d≥114 300 072 .5 ＝42mm 5）、轴Ⅴ的直径计算： N=5.021KW nj=198r/min 则 d≥114 198 021 .5 ＝46mm 6）、轴Ⅵ的直径计算： N=4.872KW nj=176.8r/min 则 d≥114 176.8 872 .4 ＝47.25mm 五、主轴设计 1、主轴端部的结构形式 该机床主轴端部形式采用短锥法兰式结构，根据机床主参数确定主轴的头号为5号。 端部形式选为C型，结构图如下： C0630 车床尾架设计说明书 一、车床尾架的设计背景及意义制造业中的车床是主要用车刀对旋转工件进行车削加工的机床。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。其结构主要分为：主轴箱、尾架、光杠、丝杠、溜板箱、床身、进给箱、刀架。 尾架是车床的重要部件之一，它在车床加工中起到了重要的作用。尾架体安装在车床的右导轨上，尾架套筒可以安装顶尖，以支撑较长的工件的右端、安装钻头、铰刀，进行加工。也可以安装丝锥攻螺纹工具、圆柱牙套螺纹工具加工内、外螺纹。尾架体可以沿尾座导轨作纵向调整移动，然后压下尾座紧固手轮，将尾座夹紧在所需位置，摇动尾座手轮可以实现对工件的顶紧、松开或对工件进行切削的纵向进给。 C0630车床是一种经济型轻型车床，具有加工范围大、主轴变速范围广，具备普通车床的基本功能，消耗功率小等特点。在该机床上，除可完成车削外圆、端面、切槽、镗孔等工艺工作外，还可进行钻孔、铰孔、车削公英制内外螺纹及攻丝、套丝等工作。因此，本机床适用于仪器、仪表制造，医疗卫生器械制造，适用于单件小批量生产。 二、车床尾架的工作原理 顶针（4）以1:20 的圆锥体装在轴套（6）的锥孔内，螺母（9）用两外螺钉 M12x20（10）与轴套固定，螺钉M15x30（8）用其圆柱端限制轴套只能作轴向移动。当转动手轮（14）时，通过键A8x14（15）使螺杆（11）旋转（不能轴向移动），再通过螺母（9）的作用，使轴套带着顶针作轴向移动。当顶针移动到所需要的位置时，转动手柄（7）和螺杆（19），使夹紧套（18、20）将轴套锁紧。整个尾架是靠定位键（25）嵌入床身的T 型槽内作横向定位，但可沿槽作纵向滑动来改变尾架与主轴端面的位置，以适应加工不同长度的工件。顶紧工件后，可旋紧螺母M24（22）和双头螺柱 M24X75（23），带动螺柱头（24）将尾架锁紧在床身上。（注：零件编号详情见配套A0 图纸） 三、车床尾座的设计 尾座是卧式车床的重要附属部件，其主要作用是在加工特别是轴类零件时，可以定心，同时具有辅助支撑和夹紧的功能。C0630 卧式车床的尾座采用的结构设计合理，动、静刚度好，精度高。套筒和尾座的移动均为机械传动，套筒和尾座的夹紧、放松均采用相关机构夹紧，夹紧力足够大，安全可靠，工人操作简单、方便、效率高。这种结构 组合机床毕业设计开题报告 毕业设计(论文)开题报告 理工类 题目: 载重汽车主传动轴万向节叉端面钻孔组合 机床设计学院: 机械工程学院 专业班级: 机械设计制造及其自动化机械000 学生姓名: 000 学号: 0000 指导教师: 000,教授, 2012年 04 月 1日 淮海工学院毕业设计,论文,开题报告 1.课题研究的意义，国内外研究现状、水平和发展趋势 随着社会的不断进步～机械加工技术的不断发展～传统的机床已不能完全适应新形势的要求。传统的机床只能对一种零件进行单刀～单工位～单轴～单面加工～生产效率低且加工精度不稳定～为了克服传统机床的弊端～工程技术人员相应地设计出了专用机床。但由于专用机床是根据某一工艺要求专门设计制造的～且它的组成部件均是专门设计制造的～因此相对于传统机床而言～专用机床的造价过于昂贵～设计制造周期长。为了解决传统机床与专用机床之间的矛盾组合机床便应运而生了～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～在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削、磨削等工序～生产效率高～加工精度稳定～引起了越来越多工程人员的关注。本课题针对载重汽车主传动轴万向节叉端面钻孔组合机床设计～有利于提高大批量生产的生产效率～提高加工精度稳定性～节约各方面的资源。 最早的组合机床于1911年在美国制成～用于加工汽车零件之后便广泛应用于大批量生产的机械工业中～并且随着机械工业的发展而逐步完善。我国的组合机床的发展已有28年的历史～其科研和生产都具有相当的基础～应用也深入到很多行业～它是提高生产效率和实现高速发展必不可少的设备之一。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用～因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制～它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件,近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额,～完成钻孔、扩孔、铰孔～加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台～在孔内镗各种形状槽～以及铣削平面和成形面等。随着技术的不断进步～一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青睐～它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动 淮海工学院毕业设计,论文,开题报告更换～配以可编程序控制器,PLC,、数字控制,NC,等～能任意改变工作循环控制和驱动系统～并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外～近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机,清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线,等在组合机床行业中所占份额也越来越大。 我国组合机床及其组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后～国内所需的一些高水平组合机床几乎都从国外进口。第21届日本国际机床博览会上来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进的机床设备中～超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。该届博览会上展出的加工中心中～主轴转速10000-20000r/min～最高进给速度可达20-60m/min,复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时～加工的形状却日益复杂。在工程机械快速发 飞锤4孔组合钻床设计的意义 摘要 本文首先通过分析比较，确定了4孔单工位组合钻床的配置型式及结构的最佳方案，遵循机械设计中标准化、通用化、系列化原则，给出机床的总体设计，绘制出代表机床总体设计的被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡。由于在本台组合钻床上髓同时加工4个孔，孔多、间距小，采用常规方法排箱无法实现4孔的工序集中的加工方案。本钻床的主轴箱传动系统通过采用变位齿轮和滚针轴承等结构方面的创新设计，将常规方法下不能完成的排箱成为可能。本台组合钻床夹紧机构，采用了快速螺旋夹紧机构。减少了装卸零件所用时间，提高了生产效率。 本文从企业实际需求出发。在全面分析被加工零件的结构特点、尺寸精度、被加工孔相互之间位置精度、表面粗糙度和技术要求的基础上，指出采用现有设备不仅工人劳动强度大，生产率低，零件加工精度难以保证。根据实际需要，研制出了4孔单工位组合钻床。 按上述设计方案制造出的4孔单工位组合钻床与原方案加工工件的实验结相比较，有以下几个突出的优点： 1．提高了加工精度 在普通钻床上加工，由于是采用多工步，各孔的位置精度不易保证，废品率一般在2％：采用4孔组合钻床，因为在设计的每一个环节，都严格控制设计零件的精度，且是多刀同时加工，所加工出的零件位置精度均在要求范围内，废品率为0。通过实际运行结果证明：该4孔单工位组合钻床确实达到了“体积小，重量轻，结构简单，使用方便，效率高，质量好”的要求。 2.提高了生产率 在本台组合钻床上加工该零件，由于是8把刀具同时加工，缩短了辅助时间，加工循环时间仅为2．7min，而在原普通钻床上加工此工件，加工循环时间平均需要15分钟，生产率提高了4．6倍。 关键词：组合钻床主轴箱夹具设计传动设计 The meaning of the designation of a combination 《综合性实验》任务书 一、设计题目：零件的CAD/CAM综合设计 二、设计目的 综合性实验是开设《三维CAD》、《机械CAD/CAM》、《机械制造学》、《数控机床》课程之后进行的一个综合性、实践性教学环节。在系统学习CAD/CAM技术的基本原理、基本方法以及机床数控技术的基础上，着重培养学生借助计算机进行机械产品的设计、制造和系统集成的综合应用能力。其目的： 1.掌握产品的计算机辅助设计过程和方法，培养利用计算机进行结构设计的能力。 2.掌握零件的计算机辅助制造过程和方法，培养数控编程及加工仿真的能力。 3.通过应用PRO/ENGINEER，训练和提高CAD/CAM的综合运用能力。 三、设计任务 本设计以某一具体的机械零件为设计对象（零件图见附图）。主要设计任务： 1．三维CAD造型：熟悉并掌握机械CAD/CAM软件PRO/ENGINEER的草绘模块、零件模块进行三维CAD造型。 2．拟定工艺路线：根据三维几何模型，拟定该零件的数控加工工艺路线（需选择毛坯、机床、刀具、切削用量、夹具辅具量具等）； 3. 数控加工程序设计：在Pro/Engineer软件平台下，设计数控加工程序，包括描述选择确定数控加工的部位、加工方法、加工机床、刀具、切削用量等，根据数控机床的具体情况选定数控系统的种类与型号，生成数控加工程序； 4. 数控加工仿真：在Pro/Engineer软件平台下，根据前面得到的数控加工程序进行数控加工仿真，考虑工件由毛坯成为零件过程中形状、尺寸的变化，检查刀具与被切工件轮廓的干涉情况和检查刀具、夹具、机床、工件之间的运动碰撞等，完成几何模型的计算机仿真加工； 5. 数控程序与程序传输：根据数控机床的具体情况选定数控系统的种类与型号，生成通过了计算机仿真的合格零件的数控加工程序，并将数控加工程序传输给加工中心机床；6．编写设计说明书。 四、设计要求 1、要求设计过程在计算机上完成。 2、设计说明书用计算机打印（A4纸，1万字左右）。 正文：宋体五号，单倍行距； 页眉：宋体小五号，内容包括班级，姓名，“综合性实验课程设计说明书”字样； 页脚：右下脚页码。 3、设计结果应包括：课程设计说明书（应包含设计任务书、设计思路、设计步骤、设 计过程的说明和阶段结果。附零件三维图、加工代码、零件原图纸等内容） 4、严禁抄袭和请人代做，一经发现，成绩计为零分并上报教务处。 五、设计内容及时间分配 1．准备工作：布置设计任务，认真阅读设计任务书，收集资料。（1天） 2．熟悉PRO/ENGINEER，并进行零件的三维造型。（4天） 3．进行零件的数控加工。（3天） 4．编写课程设计说明书。（1天） 数控机床课程设计指南（doc 9页） 数控机床课程设计指导书应用专业：机械设计制造及其自动化 班级 学号 姓名 1.设计任务 本次课程设计是通过分析零件图，合理选择零件的数控加工工艺过程，对零件进行数控加工工艺路线进行设计，从而完成零件的数控加工程序的编写。使零件能在数控机床上顺利加工，并且符合零件的设计要求。 2.设计要求 1 绘制二维、三维零件图各一张； 2 数控加工工序卡一份； 3 走刀路线图一份； 4 数控加工程序清单一份（含注释）； 5 设计说明书一份。（分析零件结构；选择机床设备、刀具；编 写数控加工工艺；写出数值计算过程） 3.零件图的分析 在数控车床上加工如图所示的带螺纹的轴类零件，该零件由外圆柱面，槽和螺纹所构成，零件的最大外径为Φ56，加工粗糙度要求较高，并且需要加工M30×1.5的螺纹，其材料为45﹟，分析其形状为不规范的阶梯轴类零件，可以采用端面粗车循环加工指令，选择毛坯尺寸为Φ60mm×150mm的棒料。 4.机床设备的选择 根据该零件图所示为轴类零件，需要的加工的为外轮廓和螺纹，以及毛坯的尺寸大小，查机械设计手册选择FANUC系统的CK7815型数控车床来加工此零件。 5.确定工件的装夹方式 由于这个工件时一个实心轴类零件，并且轴的长度不是很长，所以采用工件的左端面和Φ60的外圆为定位基准。使用普通三爪卡盘加紧工件，取工件的右端面中心为工件的坐标系的原点。 6.确定数控加工刀具及加工工序卡片 根据零件的加工要求，T01号刀为450硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T02号刀为900硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T03号刀为900硬质合金机夹精切外圆偏刀；T04号刀为硬质合金机夹切槽刀，刀片宽度为5mm，用于切槽、切断车削加工；选择5号刀为硬质合金机夹螺纹刀，用于螺纹车削加工。该零件的数控加工工艺卡片如表1-1所示。 加工流程：加工右端面→粗车外轮廓→精车外轮廓→切螺纹退刀槽→车螺纹→切断 表1-1数控加工工序卡片 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范围 (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) 2.5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操纵机构、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) 科学技术学院 毕业设计任务书 （工科及部分理科专业使用） 题目：缸盖卧式双面16轴钻孔、铰孔组合机床的总体设计及7轴左主轴箱设计 学科部：理工学科部 专业：机械制造及自动化 班级：机制12—1 学号：70112121031 学生姓名：吕盼辉 起讫日期：2015年12月—2016年5月 指导教师：魏斯亮职称：教授 学科部主任： 审核日期： 一、选题的依据及意义 毕业设计是一次十分重要的综合实践。此次设计需要我们综合运用机械设计或机械设计基础、机械制图、机械制造基础、工程力学、高等数学、互换性与技术测量等课程的有关知识，通过机械设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识，熟悉掌握机械设计的一般过程，培养分析和解决工程实际问题的能力；通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册和查阅相关资料，进行全面的机械设计基本技能训练；对于以后我们自身能力的提升具有积极的意义。 由于组合机床加工成品精度高、质量稳定，在大批大量生产中具有极高的生产效率，被大量普及在军工、柴油机、拖拉机、汽油发动机、电机、仪表等行业 [1]，对国民经济和国防实力的提升有着不可磨灭的功绩。当前组合机床在实际生产中的应用越来越广，在大规模生产中的地位亦无可替代。 组合机床是根据工件加工需要，以通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床[2]。随着科学技术的日新月异，特别是随着它在自动化领域内的快速发展，组合机床的研究已经成为当今制造业的一个重要方向，在现代工业制造中，大多数机器的设计和制造都是用组合机床大批量完成的。由于通用化、系列化、标准化程度高，组合机床通用零部件就占到了70%～90%这使得组合机床设计简单、制造使用维护方便，大大地降低了组合机床的成本[2]，而且由于软件支持机制变得简单，各种结构模块化、组合化的自动生产线可以灵活配置。因此研究组合机床具有十分重要的理论意义。在工业高速发展的现代化浪潮中，组合机床在各种机械设计和制造业的应用也越来越广泛，越来越转化为生产力，从这个意义上讲，对组合机床的研究又具有重要的现实意义。 二、国内外研究现状及发展趋势（含文件综述） 国内组合机床的发展 近二三十年来，组合机床自动线技术取得长足进步，各种形式的机床分类繁多，在加工精度、生产效率、利用率、柔性化和综合自动化等方面的取得了巨大进步[3]。自动线的技术发展，刀具、控制和其他相关技术的进步，特别是CNC控制技术发展对自动线结构的变革及其柔性化发展取得了令人瞩目的成就。 国外组合机床的发展 国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上,正朝着综合成套和具备柔性的方向发展[4]。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性进展,实现了机床工作程序软件化、工序高度集中、高效短节拍和多功能监控。由于汽车工业的大力发展对综合自动化技术又提出了新的要求,由此出现了一批专门从事装配、试验、检测、清洗等装备的专业生产厂家,进一步提高了制造系统的配套水平[5]。 组合机床的发展趋势 随着机械制造业及科学技术的迅速发展，组合机床未来的发展趋势必然是：为进一步提高生产率而带来的工序高度集中；为节省日益增长的人工成本而带来的自动化程度提高；为适应未来各种具有复杂结构的产品而带来的工艺范围扩大和精度提高；以及新技术新结构的采用。辅助设计手段以目前AutoCAD为代表的二维软件设计平台过渡到以UG 、Pro/E 、Solid edge、各种三维软件进行研究。另外由于市场需求的变化，组合机床结构柔性化将越来越成为抉择设备的重要因素。因此，自动线将面临由高速加工中心组成的FMS的激烈竞争[6]。 三、本课题研究内容 数控机床进给系统设计 第一章、数控机床进给系统概述 数控机床伺服系统的一般结构如图图1-1所示： 图1-1数控机床进给系统伺服 由于各种数控机床所完成的加工任务不同，它们对进给伺服系统的要求也不尽相同，但通常可概括为以下几方面：可逆运行；速度范围宽；具有足够的传动刚度和高的速度稳定性；快速响应并无超调；高精度；低速大转矩。 1.1、伺服系统对伺服电机的要求 （1）从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r /min 或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。 （2）电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。 （3）为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保证电机可在0.2s以内从静止启动到额定转速。 （4）电机应能随频繁启动、制动和反转。 随着微电子技术、计算机技术和伺服控制技术的发展，数控机床的伺服系统已开始采用高速、高精度的全数字伺服系统。使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方式。由位置、速度和电流构成的三环反馈全部数字化、软件处理数字PID，使用灵活，柔性好。数字伺服系统采用了许多新的控制技术和改进伺服性能的措施，使控制精度和品质大大提高。 数控车床的进给传动系统一般均采用进给伺服系统。这也是数控车床区别于普通车床的一个特殊部分。 1.2、伺服系统的分类 数控车床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反 馈环节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统。机械传动部件和执行元件组成机械传动系统。检测元件与反馈电路组成检测系统。 进给伺服系统按其控制方式不同可分为开环系统和闭环系统。闭环控制方式通常是具有位置反馈的伺服系统。根据位置检测装置所在位置的不同，闭环系统又分为半闭环系统和全闭环系统。半闭环系统具有将位置检测装置装在丝杠端头和装在电机轴端两种类型。前者把丝杠包括在位置环内，后者则完全置机械传动部件于位置环之外。全闭环系统的位置检测装置安装在工作台上，机械传动部件整个被包括在位置环之内。 开环系统的定位精度比闭环系统低，但它结构简单、工作可靠、造价低廉。由于影响定位精度的机械传动装置的磨损、惯性及间隙的存在，故开环系统的精度和快速性较差。 全闭环系统控制精度高、快速性能好，但由于机械传动部件在控制环内，所以系统的动态性能不仅取决于驱动装置的结构和参数，而且还与机械传动部件的刚度、阻尼特性、惯性、间隙和磨损等因素有很大关系，故必须对机电部件的结构参数进行综合考虑才能满足系统的要求。因此全闭环系统对机床的要求比较高，且造价也较昂贵。闭环系统中采用的位置检测装置有：脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、磁尺、光栅尺和激光干涉仪等。 数控车床的进给伺服系统中常用的驱动装置是伺服电机。伺服电机有直流伺服电机和交流伺服电机之分。交流伺服电机由于具有可靠性高、基本上不需要维护和造价低等特点而被广泛采用。 直流伺服电动机引入了机械换向装置。其成本高，故障多，维护困难，经常因碳刷产生的火花而影响生产，并对其他设备产生电磁干扰。同时机械换向器的换向能力，限制了电动机的容量和速度。电动机的电枢在转子上，使得电动机效率低，散热差。为了改善换向能力，减小电枢的漏感，转子变得短粗，影响了系统的动态性能。 交流伺服已占据了机床进给伺服的主导地位，并随着新技术的发展而不断完善，具体体现在三个方面。一是系统功率驱动装置中的电力电子器件不断向高频化方向发展，智能化功率模块得到普及与应用；二是基于微处理器嵌入式平台技术的成熟，将促进先进控制算法的应用；三是网络化制造模式的推广及现场总线技术的成熟，将使基于网络的伺服控制成为可能。 1.3、主要设计任务参数 车床控制精度：0.01mm（即为脉冲当量）；最大进给速度：V max=5m/min。最大加工直径为D =400mm，工作台及刀架重：110㎏；最大轴，向力=160㎏；导轨静摩擦系数=0.2； max 行程=1280mm；步进电机：110BF003；步距角：0.75°；电机转动惯量：J=1.8×10-2㎏.m2。 目录 第1章概述 1 1.1 金属切削机床课程设计目的 1 1.2 机床的分类和功用 1 1.3 操作性能要求 1第2章机床参数的拟定 1 2.1 公比的确定 1 2.2 转速系列的选择 2 2.3 主电机选择 2 第3章机床传动设计 2 3.1 主传动方案拟定 2 3.2 传动结构式、结构网的选择 2 3.3 转速图的拟定 4 3.4 齿轮齿数的确定 5 3.5 传动系统图 6 第4章传动件的估算 7 4.1 普通V带的选择和计算 7 4.2 传动轴的计算转速 8 4.3 传动轴直径的估算 8 4.4 带轮结构设计 10 4.5 齿轮齿数的确定 10 4.6 齿轮模数的计算 11 4.7 齿轮齿宽的确定 13 第5章动力校核 14 5.1 齿轮的弯曲疲劳强度计算 14 5.2 传动轴的刚度校验 16 5.3 滚动轴承的验算 19 第6章主轴位置及传动示意图 20 6.1 结构设计的内容、技术要求和方案 20 6.2 展开图及其布置 21 6.3 I轴（输入轴）的设计 21 6.4 齿轮块设计 22 6.5 传动轴设计 23 6.6 主轴主件设计 24 第7章个人总结 26参考文献 第1章概述 1.1 金属切削机床课程设计的目的 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，习惯上简称为机床。机床课程设计，在于通过设计，比较分析机床主传动中某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计计算和编写技术文件。完成机床主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。在此过程中，学习查阅有关的设计手册、设计标准和资料，达到累计设计知识和提高设计能力的目的。并获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力。同时，学生在拟定传动和变速的结构方案过程中，进行设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。 1.2 机床的分类和功用 根据我国制定的机床型号编制方法，目前将机床分为12大类，包括车床、钻床、镗床、磨床、铣床、拉床、锯床、刨插床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、特种加工机床和其它机床。机床工业为各种类型的机械制造提供先进的制造技术与优质高效的机床设备，促进了机械制造工业的的生产能力和工艺水平的提提高。一个国家的机床工业的技术水平，在很大程度上标志着国家的工业生产能力和科学技术水平。本次的金属切削机床课程设计，进行的是普通铣床主轴箱的设计。 1.3 操作性能要求 (1)具有皮带轮卸荷装置 (2)主轴的变速由变速手柄，和滑移齿轮完成 第2章机床参数的拟定 2.1 公比的确定 （1）确定变速范围Rn及公比 已知最高转速n max =2000rpm，最低转速n min =160rpm，变速级数Z=12。 变速范围： R n=n max n min = 2000 160 =12.5 R n=φz?1 C0630车床尾架设计说明书 一、车床尾架的设计背景及意义 制造业中的车床是主要用车刀对旋转工件进行车削加工的机床。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。其结构主要分为：主轴箱、尾架、光杠、丝杠、溜板箱、床身、进给箱、刀架。 尾架是车床的重要部件之一，它在车床加工中起到了重要的作用。尾架体安装在车床的右导轨上，尾架套筒可以安装顶尖，以支撑较长的工件的右端、安装钻头、铰刀，进行加工。也可以安装丝锥攻螺纹工具、圆柱牙套螺纹工具加工内、外螺纹。尾架体可以沿尾座导轨作纵向调整移动，然后压下尾座紧固手轮，将尾座夹紧在所需位置，摇动尾座手轮可以实现对工件的顶紧、松开或对工件进行切削的纵向进给。 C0630车床是一种经济型轻型车床，具有加工范围大、主轴变速范围广，具备普通车床的基本功能，消耗功率小等特点。在该机床上，除可完成车削外圆、端面、切槽、镗孔等工艺工作外，还可进行钻孔、铰孔、车削公英制内外螺纹及攻丝、套丝等工作。因此，本机床适用于仪器、仪表制造，医疗卫生器械制造，适用于单件小批量生产。 二、车床尾架的工作原理 顶针（4）以1:20的圆锥体装在轴套（6）的锥孔内，螺母（9）用两外螺钉M12x20（10）与轴套固定，螺钉M15x30（8）用其圆柱端限制轴套只能作轴向移动。当转动手轮（14）时，通过键A8x14（15）使螺杆（11）旋转（不能轴向移动），再通过螺母（9）的作用，使轴套带着顶针作轴向移动。当顶针移动到所需要的位置时，转动手柄（7）和螺杆（19），使夹紧套（18、20）将轴套锁紧。整个尾架是靠定位键（25）嵌入床身的T型槽内作横向定位，但可沿槽作纵向滑动来改变尾架与主轴端面的位置，以适应加工不同长度的工件。顶紧工件后，可旋紧螺母M24（22）和双头螺柱M24x75（23），带动螺柱头（24）将尾架锁紧在床身上。（注：零件编号详情见配套A0图纸） 三、车床尾座的设计 尾座是卧式车床的重要附属部件，其主要作用是在加工特别是轴类零件时， 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。 四工位组合机床控制系统的设计 【摘要】 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。 四工位组合机床由四个工作滑台，各带一个加工动力头，组成四个加工工位。除了四个加工工位外，还有夹具，上下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统共四个部分。机床的四个加工动力头同时对一个零件的四个端面进行加工。一次加工完成一个零件。要求具有全自动、半自动、手动三种工作方式,总体的控制流程,当按下启动按扭后，上料机械手向前，将零件送到夹具上，夹具加紧零件，同时进料装置进料，之后上料机械手退回原位，进料装置放料，然后四个工作滑台向前，四个加工动力头同时加工（洗端面），加工完成后。由四工位加所实现的是加工按次序加工。本次加工按次序分为在一工位装卸、二工位打中心孔、三工位钻孔、四工位加工螺纹。 本文运用大学所学的知识，提出了四工位组合机床的结构组成、工作原理以及液压回转工作台液压系统、动力头液压系统的组成，构建了四工位组合机床机械、液压控制系统总的指导思想，从而得出了该四工位组合机床的优点是高效，经济，并且运行平稳的结论。 关键词：液压技术四工位组合机床液压系统结论 目录 1、前言 (2) 2、控制系统硬件的基本组成 (2) 2.1系统扩展 (2) 2.1.1 8031芯片引脚 (3) 2.1.2 数据存储器的扩展 (6) 2.1.3 数据存储器的扩展 (7) 3、控制系统软件的组成及结构 (9) 3.1 监控程序 (10) 3.1.1 系统初始化 (10) 3.1.2 命令处理循环 (10) 3.1.3 零件加工程序（或作业程序）的输入和编辑 (10) 3.1.4 指令分析执行 (10) 3.1.5 系统自检 (11) 3.2 数控机床控制系统软件的结构 (11) 3.2.1 子程序结构 (12) 3.2.2 主程序加中断程序结构 (12) 3.2.3 中断程序结构 (12) 4 、心会得体 (13) 5 、参考文献 (14) 1 、前言 数控车床又称数字控制（Numbercal control，简称NC）机床。它是基于数字控制的，采用了数控技术，是一个装有程序控制系统的机床。它是由主机，CNC，驱动装置，数控机床的辅助装置，编程机及其他一些附属设备所组成。数控机床控制系统的作用是使数控机床机械系统在程序的控制下自动完成预定的工作，是数控机床的主要组成部分。 2、控制系统硬件的基本组成 数控机床控制系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。控制系统在使用中的控制对象各不相同，但其硬件的基本组成是一致的。控制系统的硬件基本组成框图如图1所示。 图1 控制系统硬件基本组成框图 在图1中，如果控制系统是开环控制系统，则没有反馈回路，不带检测装置。 以单片机为核心的控制系统大多采用MCS-51系列单片机中的8031芯片单片机，经过扩展存储器、接口和面板操作开关等，组成功能较完善、抗干扰性能较强的控制系统。 2.1系统扩展 以8031单片机为核心的控制系统必须扩展程序存储器，用以存放程序。同时，单片机内部的数据存储器容量较小，不能满足实际需要，还要扩展数据存储 机床夹具设计课程设计 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT 机床夹具设计课程设计说明书课题名称: 机床夹具设计 专业：机械设计制造及其自动化 班级：13机械一班 姓名：阮吴祥 学号： 指导老师：张秀香 2017年 1月 目录 一、机床夹具课程设计任务书 (1) 二、机床夹具课程设计说明书 (2) 1.对加工件进行工艺分析 (2) 2.定位方案设计 (2) 3.导引方案设计 (4) 4.夹紧方案设计 (5) 5.夹具体设计 (6) 6.其它装置设计 (6) 7.技术条件制定 (6) 8.夹具工作原理(操作)简介 (6) 9.设计心得 (7) 三、参考文献 (8) 四、附录 (9) 一、机床夹具课程设计任务书 二、机床夹具课程设计说明书 1、对加工件进行工艺分析： 零件名称为通孔套,为铸件，本工序铣削加工直径22mm的孔，设计手动钻绞孔专用夹具。工件已加工过的孔径为φ22mm，厚度为50mm。 在加工槽时，槽的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，由铣削直接加工就可以达到要求，其中槽的宽度由刀具的尺寸保证，槽的深度尺寸和位置精度由设计的夹具来保证。槽的位置包括如下两方面要求： 加工槽的宽度为12mm，且两个侧面相对于中心面A对称度； 加工槽的深度为30±。 2、定位方案设计： 根据加工孔两侧面相对于中心面对称要求，需要限制工件X方向转动自由度、Y方向转动自由度和Z方向转动自由度；根据加工孔宽度和深度要求，需要限制工件X方向移动自由度和Z方向移动自由度。但考虑到加工时工件定位的稳定性，可以将六个自由度全部限制。 工件相对中心面对称，要实现加工孔两侧面相对中心面对称的要求，且根据基准重合的原则应选A面作为定位基准，但A面实际不存在，故可选工件的两侧面M或N的任一面作为定位基准，限制三个不定自由度，此为第一定位基准。 车床尾架底座夹具设计 序言 第一章工艺规程设计 1.1 CA6140车床尾架座的功用、要求 功能：车床尾架底座是车床架与导轨的连接过渡件，起到了支承尾架的作用，并使尾架在导轨上顺利滑动。尾座可沿床身小导轨作纵向移动,旋紧尾座中部的六角螺母,可将尾座紧固在床身任意位置上。 要求： 1．车床尾架底座应有足够的定位精度； 2．尾座能在导轨上迅速而顺利地滑动； 3．定位精度能长期保持； 4．结构简单，工艺性良好。 1.2 零件的技术要求 1．毛坯加工方法，砂型铸造； 2．毛坯的材料为HT15-33，材料状态为正火表面热处理； 3．加工表面不应该有毛刺、裂缝等缺陷，并应清理清洁； 4．所有加工表面应光洁，不可有裂缝、压痕、毛刺、凹痕。 1.3设计任务 1．完成车床尾架底座的零件图、毛坯图.； 2．编写车床尾架底座的加工工艺； 3．绘制车床尾架底座的工艺卡； 4．设计一套专用刨床夹具； 5．设计说明书一套。 第二章工艺规程的制订 2.1计算生产纲领，确定生产类型 根据任务书，该产品的年产量为10000件，设其备品率为10%，机械加工废品率为1%，现制定该零件的机械加工工艺规程。 N=Q n（1+α%+β%） =10000×1（1+10%+1%）年/件 =11100件/年 式中：N—产品的生产纲领； Q n—零件的生产纲领（件/年）； α—该零件备件的百分率； β—该零件废品的百分率。 该零件的年产量为11100件，现已知该产品属于中型机械，根据《机械制造工艺设计简明手册》中表1.1-2生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为大批量生产。 2.2审查零件图样的工艺性 车床尾架底座的零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。由于底座雨导轨相配合起导向作用，并保证尾架中心线与主轴中心轴线有一定的平行度，其配合各面的形位精度有一定要求，分别是： 1．上下底面的平行度为0.15mm，保证尾架中心线与床身导轨平行度. 2．上下底面的平面度为0.05mm，而且底座厚度以能满足机床的精度要求 3．底座上导轨面与下底面及v形槽面的垂直度0.05mm 4．连接定位孔的精度位Φ20H7mm，以满足定位与连接的要求。 摘要 本设计介绍了攻螺纹组合机床的多轴箱的设计，其中包含了零件加工工艺的确定，设计中首先要了解工件的加工工艺路线及工序的计算，确定攻螺纹主轴的直径，初步选用电机型号及机床各部分部件。编制三图一卡。在多轴箱设计中，确定传动系统，计算主轴坐标，传动部件的校核及主轴箱的总图绘制。 本设计将钻孔、攻丝两工艺结合为一体，降低了机器成本，而且节省了加工时间，提高了工作生产效率。 关键词：箱体组合机床总体设计攻丝多轴箱 Abstract The design on the Box axlebox more than the design, which includes parts of the processing technology of identification, design is first necessary to understand the workpiece in the processing line and process of calculation to determine Tapping the spindle diameter, the initial choice of motor Model and some parts of the machine. Figure 1 of the three cards the processing parts process map, diagram processing, machine tools Contact size map, machine tool productivity calculation card. In multi-axle box design, drive system established to calculate coordinates spindle, transmission parts of the spindle box and check the total mapping. This design will be drilling, tapping combination of the two as one and reduce the cost of machinery, processing and save time, improve the work efficiency of production. Key words:Box ,The Combination of Machine，Design，multi-axle Box Tapping 目录 1. 概述 (1) 1.1 机床课程设计的目的 (1) 1.2 车床的规格系列和用处 (1) 1.3 操作性能要求 (1) 2. 参数的拟定 (1) 2.1 确定极限转速 (1) 2.2 主电机选择 (1) 3. 传动设计 (2) 3.1 主传动方案拟定 (2) 3.2 传动结构式、结构网的选择 (2) 3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目 (2) 3.2.2 传动式的拟定 (2) 3.2.3 结构式的拟定 (3) 4. 传动件的估算 (4) 4.1 三角带传动的计算 (4) 4.2 传动轴的估算 (6) 4.2.1 传动轴直径的估算 (6) 4.2.2 传动轴以及主轴计算转速 (7) 4.3 齿轮齿数的确定和模数的计算 (7) 4.3.1 齿轮齿数的确定 (7) 4.3.2 齿轮模数的计算 (8) 4.3.3 齿宽确定 (10) 4.4 带轮结构设计 (11) 5. 动力设计 (11) 5.1 主轴刚度验算 (11) 5.1.1 选定前端悬伸量C (11) 5.1.2 主轴支承跨距L的确定 (12) 5.1.3 计算当量外径 (12) 5.1.4 主轴刚度的计算 (12) 5.1.5 对于这种机床的刚度要求 (12) 5.2 齿轮校验 (13) 5.3 轴承的校验 (13) 6. 系统传动图 (14) 7. 心得体会 (16) 8. 参考文献 (17) 1.概述 1.1机床课程设计的目的 机床课程设计，是在金属切削机床课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。 1.2车床的规格系列和用处 普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。本次设计的是普通车床主轴变速箱。 1.3 操作性能要求 1）具有皮带轮卸荷装置 2）主轴的变速由滑移齿轮完成 2.参数的拟定 2.1 确定极限转速 主轴最大转速2000r/min，最低转速160 r/min。公比=1.25 2.2 主电机选择 合理的确定电机功率N，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。 已知电动机的功率是5.5KW，根据《机床设计手册》[3]选Y132S1-2，额定功率5.5，车床尾架设计说明书资料讲解
组合机床毕业设计开题报告
r901飞锤加工组合机床设计说明书解读
Creo2.0数控加工说明书
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