目 录
前言 (1)
1 原始数据的及设计要求 (4)
1.1 工作原理及工艺动作过程 (4)
1.1 数据参数 (5)
2 工艺动作分解及机械运动循环圈 (7)
2.1 工艺动作分解 (7)
2.2 机械运动循环圈 (7)
3 机构选型和机械运动方案的确定 (8)
3.1 机构选型 (8)
3.2 机械运动方案的确定 (8)
4 机械传动系统速比和变速机构 (9)
4.1 机械速比 (9)
5 机械运动方案简图 (10)
5.1 运动方案 (10)
6 对机械传动系统和各机构的尺寸计算 (11)
6.1 计算各级传动效率、转速、功率及转矩 (15)
6.1.1 传动功率................. (15)
6.1.2 各轴转速 (15)
6.1.3 输出功率 (15)
6.1.4 输出转矩 (16)
6.2 带传动设计 (16)
6.2.1 确定计算功率 (16)
6.2.2 选择 V 带的带型 (16)
6.2.3 确定带轮的基准直径并验算带速 (16)
6.2.4 确定 V 带的中心距和基准长 (17)
6.2.5 验算小带轮上的包角. (17)
6.2.6 计算带的根数 (17)
6.2.7 计算单根 V 带的初拉力的最小值 (18)
6.2.8 计算压轴力 (18)
6.2.9 带轮的结构设计 (19)
6.3 齿轮传动的设计 (21)
6.3.1 高速级齿轮传动设计 (21)
6.3.2 轴 III 至轴 IV 的低速级齿轮传动设计 (30)
6.3.3 轴III至轴VI的低速级齿轮传动设计 (30)
6.3.4 齿轮齿条传动设计 (31)
6.4 行星轮系传动设计 (31)
6.4.1轮系的选择 (32)
6.4.2 结构设计 (33)
6.5 槽轮机构设计 (34)
6.5.1 拨盘 (34)
6.5.2 槽轮 (36)
6.5.3 滚子--齿条 (36)
6.6 圆柱凸轮机构设计 (36)
6.6.1 圆柱凸轮的参数 (36)
6.6.2 主凸轮轮廓线及其运动曲线 (37)
6.7 各级轴的设计 (39)
6.7.1 轴 I 设计 (39)
6.7.2 轴 II 的设计 (47)
6.7.3 轴 III 的设计 (48)
6.7.4 轴 IV 的设计 (48)
6.7.5 轴 V 的设计 (48)
6.7.6 轴 VI 的设计 (48)
6.8 床身及主轴箱设计 (49)
6.8.1 床身设计 (49)
6.8.2 主轴箱设计 (49)
7 整体装配简图 (52)
7．1运动原理 (52)
8 四工位机床的使用和维护 (54)
8.1 机床的维护及漏油的防治 (54)
9 机床轴承的密封 (58)
9.1密封材料的种类及用途 (58)
9.2机械密封安装使用技术要领 (58)
9.3操作注意事项 (59)
结论 (60)
参考文献 (62)
致谢 (63)
前 言
回首过去的“十一五”规划的五年，机床工具行业之所以能够实现 平稳较快发展，得益于全行业在新形势下把握住了“抓创新、调结构、 促改革”这一工作主线，使行业面貌有了明显改观。年前召开的党的十 七届五中全会通过了《关于制定国民经济发展第十二个五年规划的建 议》，国务院也已正式审议通过了《关于加快培育发展新兴战略产业》 的决议。在有关文件的精神指导下，数控机床专项已制定了“十二五” 的实施计划，行业的“十二五”规划也在草拟中。有关文件已明确指出， “十二五”期间将以科学发展观为主题，以转变经济发展方式为主线， 以调整结构为切入点，工业行业最主要的是抓好产业结构调整和升级， 以保持行业的长期、健康、快速发展。
虽然“十一五”期间，机床工具行业在广大企业员工共同努力和各 方面的大力扶持下，取得了较大发展和进步，2009年我国的机床产值和 销售收入名列世界第一位，国产机床的国内市场占有率已超过 70%，但 应该看到，就机床工具行业而言，我们也只能算是个“发展中的大国”， 在我国的机床工具产品结构中，中低档产品仍占有较大的比重；国家重 点发展领域所需的一些中高档产品仍然需要依赖进口；我们的机床工具 产品出口，依然在靠大量低值、廉价的一般产品来支撑，而且始终存在 着较大的进出口贸易逆差。尽管经过多年的努力，我国的机床工具企业 中，已经出现了一批具有国际影响力的大企业集团，一些具有国际先进
水平和国际竞争力的机床产品也已经开始出口， 但从全行业的总体来看， 自主创新能力薄弱、基础制造水平落后、同质化低水平重复建设严重、 自主创新产品推广应用困难等问题依然存在，而且产品质量和服务水平 更有待提高，因此贯彻科学发展观，转变经济增长方式，大力调整产业 结构和产品结构，力争“十二五”期间能够取得大的突破，将是我国机 床工具行业共同努力的方向和目标。
国家加快培育发展的七大新兴战略产业和已经列入数控机床专项的 船舶、航空航天、发电设备、汽车等重点领域所需的高端装备，将是行 业在“十二五”期间产品结构调整升级的主攻方向和重点，这些专项的 实施不只是满足重点领域需要和打破国外封锁，而且将极大地提升我国 机床工具行业的科学技术水平和国际竞争力，为我国机床工具行业“由 大变强”迈出更加坚定的步伐。
数控机床专项的所列项目， 并非行业的所有企业都有机会具体承担， 但根据市场需求，拓宽服务领域，坚持自主创新，注重“产、学、研、 用”相结合，去寻找企业自身的市场切入点，确是每个企业都可以做到 的。我们要转变观念，不等不靠，励精图治，开拓进取，只要找准方向， 把产品做专做精，同样会有广阔的前景，对于符合发展方向且具有专业 化特点的中小企业，有关方面也会给予扶持，从而使企业走上良性发展 的道路。
2011年是我国“十二五”规划的开局之年，我国正处于工业转型升
级的关键时期，目前国际机床市场也有一定好转。在这种形势下，战略 性新兴产业的培养发展和数控机床专项“十二五”计划的实施，为我国 机床工具行业发展提供了新的机遇，也提出了更大挑战，只要我们充分 利用国内外有利条件，牢牢把握科学发展观这个主题，抓住转变经济发 展方式这条主线，做好行业和企业的发展规划，加快产业结构和产品结 构调整，坚持自主创新，坚持对外开放，大力促进改革，机床工具行业 一定会再迈上一个新的台阶，在新的一年，行业面貌也会有一个新的变 化。
1 原始数据及设计要求
1.1 工作原理及工艺动作过程
四工位专用机床是在四个工位上分别完成工件的装卸、钻孔、扩孔、 铰孔工作的专用加工设备。机床的执行动作有两个：一是装有工件的回 转工作台的间歇转动；二是装有三把专用刀具的主轴箱的往复移动（刀 具的转动由专用电机驱动）。两个执行动作由同一台电机驱动，工作台 转位机构和主轴箱往复运动机构按动作时间顺序分支并列，组合成一个 机构系统。四工位专用机床的工作台有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个工作位置(图 1)，工位Ⅰ是装卸工件，Ⅱ是钻孔，Ⅲ是扩孔，Ⅳ是铰孔。主轴箱上装 有三把刀具，对应于工位Ⅱ的位置装钻头，Ⅲ的位置装扩孔钻，Ⅳ的位 置装铰刀。刀具由专用电机带动绕其自身的轴线转动。主轴箱每向左移 动送进一次，在四个工位上分别完成相应的装卸工件、钻孔、扩孔、铰 孔工作。当主轴箱右移(退回)到刀具离开工件后，工作台回转 90o，然 后主轴箱再次左移，这时，对其中每一个工件来说，它进入了下一个工 位的加工，依次循环四次，一个工件就完成装、钻、扩、铰、卸等工序。 由于主轴箱往复一次，在四个工位上同时进行工作，所以每次就有一个 工件完成上述全部工序。
因此，四工位专用机床的执行动作有两个：一是回转台的间歇转动， 二是主轴箱的刀具转动和移动。
1.2 数据参数
(1) 刀具顶端离开工件表面65mm(图1-1)， 快速移动送进60mm接近 工件后，匀速送进60 mm(前5mm为刀具接近工件时的切入量，工件孔深 45mm，后10mm为刀具切出量)，然后快速返回。回程和工作行程的平均 速比(行程速度变化系数)K＝2。
(2) 刀具匀速进给速度为2mm/s；工件装、卸时间不超过10s
(3) 生产率为每小时约75件。
(4) 执行机构系统应装入机体内，机床外形尺寸见图1-2。
(5) 传动电机转速为1000r/min，功率为1.5Kw。
图1-1
图1-2 机床外形简图
2 工艺动作分解及机械运动循环圈
2.1 工艺动作分解
本四工位专用机床主要有两个执行构件——回转工作台和主轴箱。 回转工作台作间歇转动，主轴箱作来回移动。
由生产率可求出一个运动循环所需时间 ：
刀具匀速送进60mm所需时间 t 30s = 匀 ，刀具其余移动内（包括快速
送进60mm，快速返回120mm）共需18s。回转工作台静止时间为36s，因此 足够工件的装、卸所需时间。
2.2 机械运动循环圈
表2-1 机械运动循环情况 执行构件 运动情况
刀具 主轴箱 工作行程 返回行程
刀具在工件外 刀具在工件内 刀具在工件外 回转工作台 转位 静止 转位
3 机构选型和机械运动方案的确定
3.1 机构选型
四工位专用机床的主轮箱往复移动机构和回传工作台间歇运动机构 可由表3-1所列来选择。
表3-1 四工位专用机床机构的选择情况
刀具
（主轴箱） 圆柱凸轮机构
移动从动件盘
形凸轮机构
凸轮一连杆机构 平面连杆机构
工件回转工作台
间歇运动机构
槽 轮 机 构 不完全齿轮机构 凸轮式间歇运动机构 3.2 机械运动方案的确定
根据表所列的机构形态矩阵，可以组合成的四工位专用机床的机械 运动方案有12种。不完全齿轮机构冲击性大，容易引起振动；凸轮式间 歇运动机构不易定位，需要单独设计都能够为机构；槽轮机构结构简单， 又实现了工作台的回转定位，其冲击性相对较小，所以工作台的回转机 构采用槽轮机构。另外，由于两个执行机构之间有严格的运动关系，并 且机床主轴箱有确定的运动规律，所以主轴箱往复移动机构选用圆柱凸 轮机构，容易保证主轴箱的运动规律。
4 机械传动系统速比和变速机构
4.1机械速比
主驱动电机功率为 1.5KW、转速为 1000r／min。由生产率要求，主 轴箱移动机构和回转工作台间歇运动机构的主动件转速为1.25r／min。
因此机械传动系统的总传动比 i 总 为： 1000 i 800 1.25
== 总 ，其传动系统采用 四级：第一级V 带传动（ 1 i =4）、第二级用行星轮系传动（ 2 i =25）
、第三 级用直齿圆柱齿轮传动（ 3 i =4）
、第四级采用直齿圆柱齿轮传动（ 4 i 2 = ） 。
5 机械运动方案简图
5.1运动方案
主轴箱移动机构采用圆柱凸轮机构， 回转工作台间歇运动机构采用 槽轮机构，其机构运动方案简图如图5-1所示。
图5-1 四工位机床机构运动方案简图
6 对机械传动系统和各机构的尺度计算
机械传动齿轮, 特别是承受重载和冲击载荷的机械齿轮, 其弯曲 极限应力强度增大到 1 200 MPa , 接触耐久性极限强度亦增大到 1 600 MPa , 如何在不加大外形尺寸的条件下提高其强度和寿命, 需进一步进 行科研技术攻关, 优化设计参数。 优化设计的内容包括载荷的准确计算、 强度计算公式的修正、优化选材、优化齿形结构、先进的加工和处理工 艺、提高表面光洁度、合理的硬度和啮合参数、有效的润滑参数和装配 要求等,提高标准化、系列化程度。
由于渐开线齿形共轭齿轮的相对曲率半径较小, 故接触强度受到一 定限制。而圆弧齿轮在接触点处的齿面相对曲率半径大, 其表面强度和 弯曲疲劳强度较高(约为渐开线齿形的2～5 倍) , 振动小、噪声低、尺 寸和重量较小。除新设计齿轮应优先采用圆弧齿轮外, 原有渐开线齿轮 减速器, 在传动功率不变、中心距不变的前提下, 重新搭配模数、螺旋 角等参数, 可优化设计更新为圆弧齿轮,大大延长使用寿命。 另外还可以 采用以下几种比较先进的优化设计方法:
(1) 按照GB3480 —1997《渐开线圆柱齿轮承— 4载能力的计算方 法》 和有关行业标准, 采用CAD进行齿轮强度计算和齿轮结构方案的类比, 选出最优的设计方案。
(2) 利用保角映射和有限元法等方法分析齿根弯曲应力, 采用较大 半径的齿根过渡圆角并采用凸头留磨滚刀加工外齿轮齿形, 以此降低齿
根弯曲应力集中, 提高弯曲强度。
(3) 根据弹性力学知识分析轮齿的啮合形变,采用齿顶修缘, 修缘 线是采用较大压力角的渐开线; 采用齿面喷丸处理等工艺来提高轮齿的 接触和弯曲疲劳强度。
(4) 根据弹流润滑理论研究齿轮润滑状态后,采用极压添加剂的高 粘度齿轮润滑油来改善齿轮的润滑状态。
材料：齿轮材料的选择, 要根据强度、韧性和工艺性能要求, 综合 考虑。对于承受重载和冲击载荷的齿轮, 采用以Ni - Cr 和Ni - Cr - Mo 合金渗碳钢为主的钢材(含Ni 量2 %～4 %) ; 对于负载比较稳定或功率 较小、模数较小的齿轮, 亦可选用无 Ni 的 Ni - Mn 钢。这些渗碳合金 钢的含碳量较低, 平均为 012 %以下, 其中的 Mo 、Mn 均能增加钢的淬 透性(含Mn 量以014 %～016 %为宜) , Cr 能增加钢的淬透性和耐磨性, Ni 对提高钢的韧性特别有效。应研制、采用新型淬透性好的渗碳齿轮钢 (国外称为“H”钢系列) , 它具有较窄范围的淬透性带, 可保证齿轮变 形范围小并达到要求的芯部硬度。应尽量选用冶金质量好的真空脱气精 炼钢(R —H 脱气钢) 和电渣重熔合金钢, 这种钢材的纯度高, 具有较 好的致密度, 含氧、氮和非金属杂质极少, 塑性和韧性好, 减少了机械 性能和各向异性。 用这种钢材制造的齿轮与普通电炉钢制造的齿轮相比, 其接触和弯曲疲劳寿命可提高 3～5 倍, 齿轮极限载荷可提高 15 %～ 20 %。制造齿轮应尽量少用铸钢, 多用锻钢, 非用铸钢不可的大齿轮,
可采用铸钢轮芯镶锻钢齿圈组合件。
锻钢要保证锻造比(一般选大于3 为 好) 。无论铸、锻件, 制造过程中要进行超声波探伤、材料的机械性能 试验和检查, 以确保材料的质量合格。
加工工艺：机加工滚齿时, 粗、精滚工序要分开, 先用滚刀进行粗 切, 再用专用滚刀进行精滚齿, 保持滚刀精度, 用百分表控制切齿深度, 切齿深度误差应控制在零位附近, 精滚齿滚刀的齿形误差应不大于 0.103 mm。齿形加工一般要达到9 级精度。齿面粗糙度必须达到设计要 求, 可在磨齿后, 进行电抛光或振动抛光, 提高表面粗糙度, 粗糙度好 的齿轮的寿命比粗糙度差的可提高 15%～20 %。采用齿面修形、齿形修 缘和挖根大圆弧(大圆弧齿根) 新技术(包括倒角、磨光、修圆) , 能消 除或减轻啮合干涉和偏载, 提高齿轮的承载能力,使齿根应力集中降低, 齿轮的弹性柔度增大。对齿形进行修饰(磨齿、剃齿、研齿) , 齿轮的接 触极限应力可提高 15 %～25 %。对齿作纵向修形(修齿腹) , 齿轮的寿 命可提高 2 倍, 弯曲应力可减少 17 %～23 % , 并可降低噪声。当切齿 刀具的硬度大于工件硬度的2～5 倍以上, 并有较好的韧性和耐磨性时, 切削效果较好。硬齿面齿轮常采用磨削法和刮削法加工, 齿胚经多次热 处理和切削加工。齿轮加工后组装的减速器, 出厂前应进行加载跑合, 采用电火花跑合新工艺, 可提高齿轮接触精度, 保证使用效果。
热处理：机械齿轮的承载能力不仅取决于表面硬度, 还取决于表层 向芯部过渡区的剪应力与剪切强度的比值, 它不能大于0155 。 深层渗碳
淬火是这种齿轮硬化处理最理想的方法, 它可以得到高的芯部硬度, 较 小的过渡区残余拉应力和充足的硬化层深度。齿面含碳量一般控制在 018 %～1 %为宜,由齿表面到芯部的硬度梯度要缓和。渗碳齿轮经过淬火 和回火, 表面硬度应达到HRC58～62 , 要消除齿轮特别是表层的残余内 应力。推广碳、氮共渗新工艺, 氮的渗入深度一般控制在012 mm 以内, 它不但能硬化表层, 还能产生压应力, 可比单纯渗碳齿轮的强度极限应 力提高13 %以上, 寿命可提高1倍。热处理后, 尚需进行油浴人工时效处 理。减速器齿轮的齿面硬度宜由现在多数软齿面( 即调质—正火方法,
齿面硬度≤HB300) 向中硬齿面(淬火—调质方法, 齿面硬度HB300～400) 过渡, 以提高齿轮使用寿命。
表面强化处理：对齿面和齿根进行喷丸强化处理, 通常是齿轮加工 的最后一道工序, 可在渗碳淬火或磨齿后进行。它能使齿轮的接触疲劳 强度提高30 %～50 % ,使齿根弯曲疲劳强度得到改善; 能有效阻止裂纹 扩展, 使实际载荷比外加载荷小得多; 能有效抵抗破坏性冲击, 减少点 蚀, 增大耐久极限; 有利于齿轮润滑的改善; 可消除各种切齿加工在齿 面留下的连续刀痕以及磨削产生的缺陷(产生残余应力和淬火压应力的
释放) 。根据国外经验, 齿轮喷丸比不喷丸寿命可提高6 倍。
6.1 计算各级传动效率、转速、功率及转矩
已知各种传动的传动效率：带传动 1 h =0.97 齿轮传动 2 h =0.98
滚动轴承 3 h =0.99 行星轮系
4 h =0.904 6.1.1 传动效率：
第一级传动： 1213 0.970.990.96
h h h =×=′? 第二级传动： 2343 0.9040.990.895
h h h =×=′? 第三级传动： 3423 0.980.990.97
h h h =×=′? 第四级传动： 4545 0.980.990.97
h h h =×=′? 6.1.2 各轴转速：
轴I： 1 /i 250/min
I m n n r == 轴II： 2 250 n 10/min 25
I II n r i === 轴III： 3 10 n 2.5/min 4 II III n r i =
== 轴IV：n IV =n III /i 4=1.25r/min
6.1.3 输出功率：
轴I： 13 1.50.970.99 1.44
I d P P KW h h =××=′′? 轴II： 34 1.440.9040.99 1.289 II I P P KW
h h =××=′′? 轴III： 23 1.2890.980.99 1.251 III II P P KW
h h =××=′′? 轴IV： IV 23 1.2510.980.99 1.214
III P P KW h h =××=′′?
6.1.4 输出转矩：
轴I： 1.44 9550955055 250 I I I
P T N m n =′=′=× 轴II： 1.289 955095501230.995 10 II II II
P T N m n =′=′=× 轴III： 1.251 955095504775 2.5 III III III P T N m n =′
=′=× 轴IV： IV 1.214 955095509274.96 1.25
III III P T N m n =′=′=× 6.2 带传动设计
已知：电机功率P=1.5KW，转速n=1000r/min 传动比为 1 i =4。
根据机械设计课本P155--P160可得：
6.2.1 确定计算功率 ca
P 查机械设计第十章表10--2可得工作情况系数 A K =1.1，故
ca P = A K ′P=1.1′1.5KW=1.65KW （6-1）
6.2.2 选择 V 带的带型
根据 ca P 、n 查机械设计第八章图8--11选取
A 型。 6.2.3 确定带轮的基准直径 d d 并验算带速 v
根据机械设计第八章表8--8得：
（1) 粗选小带轮的基准直径 d1 d =75mm
（2）计算大带轮的基准直径
d 2d1 d i d 475300mm
=′=′= （6-2）
6.2.4 确定 V 带的中心距 a 和基准长度 d
L （1）粗定中心距 0 a =300mm
（2）计算带所需的基准长度
d2d1 d00d d d -d 2a d d 2a L p ?+ 2 1 2 0 （ ） （ + ）+ 4 （6-3）
[2300]1231 2300 mm mm p
=′+′? ′ 2 （300-75） （75+300）+ 4 选带的基准长度为 d L =1250mm。
（3)计算实际中心距a
0 0 12501231 (300)320 22 d d L L a a mm mm - - ?+=+? （6-4）
6.2.5 验算小带轮上的包角 1
a 0
000 1d d 180d d 18014090 a a ?-=-?3 00 2 1 57.357.3 （ - ） （300-75） 320 （6-5）
6.2.6 计算带的根数
（1）计算单根V 带的额定功率 r
P 由 d1 d =75和n=1000r/min，查机械设计第八章表8--4a 得：
0 P =0.9576KW
根据n=1000r/min， 1 i =4和
A 型带，查机械设计第八章表8--4b 得： 0 0.1116 P KW
D =
洛阳理工学院 课程设计说明书 课程名称机械制造装备设计 设计课程铣床专用夹具设计 专业机械设计制造及其自动化 姓名邱令恩 年月日
课程设计任务书 机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名邱令恩班级 B150231 学号 B15023120 课程名称：机械制造装备设计 设计题目：铣床专用夹具设计 设计内容： 1、铣床夹具装配图1张 2、铣床夹具零件图1张 3、课程设计说明书1份 设计要求： 1、在立式铣床上加工18H12的通槽。 2、夹具设计要求合理，有利提高加工精度，保证 加工质量降低加工成本，提高劳动生产率和降 低工人的劳动强度，便于批量生产。 设计（论文）开始日期年月日指导老师张洪涛 设计（论文）完成日期年月日 年月日
课程设计评语 机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名邱令恩班级 B150231 学号 B15023120 课程名称：机械制造装备设计 设计题目：铣床专用夹具设计 课程设计片篇幅： 图纸共 2 张 说明书共 22 页 指导老师评语： 年月日指导老师
前言 机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械设计与制造专业学生应该学习的一门主要专业课。其目的在于：（1〕学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力，为以后续的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。 〔2〕为了开阔视野，掌握执照技术最新发展，开阔专业视野，培养复合型人才，处进先进制造技术在我国的研究和应用，“先进制照技术”以作为许多学校的必修课程。为了提高学生综合运用机械设计基础及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课程设计训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。 〔3〕使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。课程设计应该注意的问题： 1：注意与工艺规程设计的衔接，夹具设计应和工序设计统一。 2：所需设计的夹具绝大多数用于零件加工的某一特定工序，在工艺设计的具体内容应与工序设计程序一致，不能相互冲突。 3：设计时要有整体观念。 4：夹具设计有自身的特点：定位，夹紧等各种装置在设计前期是分开考虑的，设计后期通过夹具体的设计将各种元件联系为一个整体。在这个 过程中容易出现工件无法装卸，工件定位出现过定位或欠定位等问题， 因此设计时要考虑周全，整体观念强就会少出现差错，从而提高设计 质量与效率。 零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。它们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破坏，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。
实验一：可分离式汽车转向操作机构设计 与三维CAD建模分析实验报告 一、实验过程说明 1、引言 随着社会经济和汽车工业的发展，汽车变得越来越普及。汽车转向管柱作为驾驶员操控汽车的重要部件，其安全性和可靠性显得尤为重要。在汽车行驶的过程中，任何来自转向管柱的异响、卡滞和变形过大都会给驾驶员造成很大的心理压力，影响行车安全。转向管柱主要包括转向轴总成、上柱管、管柱支架、紧定螺栓、拉脱锁、下柱管、下支架、旋铆销轴、锁定手柄等。转向轴总成通常是上端加工有连接花键，用来安装方向盘；下端焊接有万向节总成，与转向器连接，实现转向扭矩的传递。上、下柱管装配在一起，通过管柱支架和下支架安装在车架上。拉脱锁与管柱支架通过注塑装配在一起。 它的作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。同时装有转向柱管安全装置和方向盘位置调节装置，分别是用于当转向轴受到巨大的冲击时产生轴向位移，使支架或支撑塑性变形来吸收冲击能量，防止驾驶人员因转向机构原因而受伤；以及因驾驶员身高不同，把握方向盘时要调整方向盘的高度来达到安全舒适的状态。转向操作机构是汽车上不可或缺的一部分，其工作可靠性直接影响行驶安全。 本实验是根据机械原理，参考大众新桑塔纳转向操作机构参数，设计了转向操作机构的传动机构和动力机构。并运用本课程所学的知识，基于UG建模软件对转向操作机构的机构零件进行结构设计和优化，然后运用ADAMS运动学仿真软件对转向操作机构进行仿真分析以及动画制作，对相关的参数进行分析，终完成本转向操作机构的简易设计。
2、可分离式机构设计方案与参数计算 （1）设计方案 根据网上查找的资料，转向吸能装置的设计方案一般有如下几种： ①可分离式 机构简图如图2.1所示。此类转向操纵机构的转向管柱分为上下两段，当发生撞车时，上下两段相互分离或相互滑动，从而有效地防止转向盘对驾驶员的伤害，但转向机构本身并不包含吸能装置。 ②网格管、波纹管变形吸能式 机构简图如图2.2所示。其转向操纵机构的转向轴和转向管柱都分成两段，上转向轴和下转向轴之间通过细花键结合并传递转向力矩，同时它们二者之间可以作轴向伸缩滑动。在下转向轴的外边装有波纹管，它在受到压缩时能轴向收缩变形并消耗冲击能量。它的下转向管柱的上端套在上转向管柱里面，但二者不直接连接，而是通过管柱压圈和限位块分别对它们进行定位。当汽车撞车时，下转向管柱向上移动，在第一次冲击力的作用下限位块首先被剪断并消耗能量，与此同时转向管柱和转向轴都作轴向收缩。当受到第二次冲击时，上转向轴下移，压缩波纹管使之收缩变形并消耗冲击能量。 ③钢球滚压变形式 机构简图如图2.3所示。其结构分为转向管柱上下两段，上转向管柱比下转向管柱稍细，可套在下转向管柱的内孔里，二者之间压入带有塑料隔圈的钢球。隔圈圈起钢球保持架的作用，钢球与上下转向管柱压紧并使之结合在一起。在撞车时，上下管柱在轴向相对移动，这时钢球边转动边在上下转向管柱的壁上压出沟槽，从而消耗了冲击能量。 ④支架变形缓冲式 机构简图如图2.4所示。发生碰撞时，转向器向后移动，下转向传动轴插入上转向传动轴的孔中，上转向传动轴被压扁，吸收了冲击能量。此外，转向管柱通过支架和U形金属板固定在仪表板上。当驾驶员身体撞击转向盘后，转向管柱和支架将从仪表板上脱离下来向前移动。这时，一端固定在仪表板上而另一端固定在支架上的U形金属板就会产生扭曲变形并吸收冲击能量。
第六章机床夹具设计原理 本章主要介绍以下内容： 1．机床夹具概述 2．工件的定位原理及定位元件 3．定位误差分析计算 4．工件的加紧及夹紧装置 5．机床夹具的设计要求及设计步骤 6．机床夹具设计举例 课时分配：1、2，各一个学时，3、两个学时，4、5、6，共两个学时 重点：工件的定位原理及定位元件；定位误差分析计算 难点：定位误差分析计算 机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。当用夹具装夹加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求的。而要实现这一要求，又必须满足三个条件：①一批工件在夹具中占有正确的加工位置；②夹具装夹在机床上的准确位置；③刀具相对夹具的准确位置。这里涉及了三层关系：零件相对夹具，夹具相对于机床，零件相对于机床。工件的最终精度是由零件相对于机床获得的。所以“定位”也涉及到三层关系：工件在夹具上的定位，夹具相对于机床的定位，而工件相对于机床的定位是间接通过夹具来保证的。工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件保持在准确定位的位置上，否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏了原来的准确定位，无法保证加工要求。这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。 6．1 夹具 一、机床夹具概述 1.机床夹具的概念 机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。 2.机床夹具的分类 机床夹具可根据其使用范围，分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。机床夹具还可按其所使用的机床和产生加紧力的动力源等进行分类。根据所使用的机床可将夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具（钻模）、镗床夹具（镗模）、磨床夹具和齿轮机床夹具等，根据产生加紧力的动力源可将夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、电磁夹具和真空夹具等。
模块1机床夹具概述 【知识目标】 机床夹具的基本概念； 机床夹具的基本结构及其分类方法； 机床夹具的发展方向。 【技能目标】 掌握生产一线工件在机床夹具中的装夹方法； 能够辨别生产一线常见的机床夹具类型； 初步具备辨识常见机床夹具的能力。 用来固定加工对象，使其处于正确位置，以接受加工或检测的装置，统称为夹具。它广泛地应用于机械制造过程中，如焊接过程中用于拼焊的焊接夹具，零件检验过程中用的检验夹具，装配过程中用的装配夹具，机械加工过程中用的机床夹具等，都属于这一范畴。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。机床夹具就是在机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置，其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着零件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。本模块所讲述的仅限于机床夹具，以后简称为夹具。 【任务描述】 如图1-1所示为生产一线常见的钻床夹具示意图，试分析如何正确去使用该夹具。 图1-1生产一线常见的钻床夹具示意图 1—钻模板；2—压紧螺母；3—压板；4—工件；5—长方形基础板； 6—方形支撑；7—V型块 【任务分析】 图1-1是生产一线常见的钻床夹具示意图，要正确使用该夹具，必须明确该夹具的基本组成、工作原理、工作特性以及装夹方式。要想进一步了解并认识此夹具的设计过程及其在 生产中的作用，就要学习本模块的内容。 【任务引导】 （1）该钻床夹具在生产中有什么作用？ （2）该钻床夹具作为机床夹具的典型代表，其基本组成是什么？
（3）便于认识和更好的使用机床夹具，如何对机床的夹具进行分类？ （4）生产一线对机床夹具还有什么新的要求？ （5）在生产实习时，应对常见机床夹具的基本结构及其分析有所认识。 【知识准备】 学习情境 1.1机床夹具 1.1.1机床夹具的基本概念 工件在机床上进行加工时，为了保证其精度要求，工件的加工表面与刀具之间必须保持 一定的位置关系。机床夹具就是机床上用以装夹工件和引导刀具的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。 因此，工件必须借助于夹具占有正确位置。夹具是指夹持工件的工具，如卡盘、顶尖、 平口钳等。刀具也必须借助于辅具使其保持一定位置。辅具是指夹持刀具的工具，如钻夹头、丝锥夹头及刀夹等，如图1-2所示为丝锥夹头。 图1-2丝锥夹头 1.1.2机床夹具在机械加工中的作用 在机械加工中，工件通过定位元件在夹具中占有正确的位置，工件和夹具通过连接元件 在机床上占有正确位置，工件和夹具通过对刀元件相对于刀具占有正确位置，从而保证了工件相对于机床位置正确、工件相对于刀具位置正确，最终保证工件的加工要求。因此，机床夹具在机械加工中应具有以下作用： 1.能稳定地保证工件的加工精度 使用机床夹具来对工件定位，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置。工件的位置精度完全由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致， 保证工件加工精度高且稳定。 2.能减少辅助工时，提高劳动生产率 由于机床夹具的存在，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少了辅助工时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此，可增大切削用量；可以使用多件、多工位夹具装 夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。另外，采用夹具后，产 品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显降低了生产成本。 3.能扩大机床的使用范围，实现“一机多能” 根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。例如，在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱体零件的镗孔加工了。 4.能减轻工人的劳动强度 用夹具装夹工件方便、快速，当采用液压、气动等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度。
设计轴承座零件的机加工工艺 （2×φ13孔底表面粗糙度R a,改成2×φ9的孔表面粗糙度R a,；轴承底座台阶面的平面度形状公差改成） （一）轴承座零件的功用 轴承座主要用于装夹轴承，给定动力从而实现轴承轴及轴上零件做确定的运动，故轴承座是支撑和固定轴承用的。轴承座的轴承孔φ30+ 装夹轴承，底座上的两个Φ9孔是和其它 紧固件一起其紧固作用的，有一定粗糙度要求的底座上两个φ8+ 孔是和其它配合件装配起限位作用的。φ6孔和φ4孔是轴承与轴承座配合是起润滑作用。 （二）加工技术要求分析 轴承座零件的主要技术要求分析见表1。 加工表面加工尺寸要求 /mm 主要尺寸精 度等级要求 表面质量要求 /μm 形位精度要求 /mm 备注 φ30+ 0孔 φ30+ ×38，两端 孔口倒角 IT7基准C
轴承座底面上φ6通孔，轴承底座左、右侧面，轴承底座前端面上φ4通孔。 二、确定轴承座零件加工毛坯 有轴承座零件图知道，材料是HT200。这也基本决定了轴承座的毛坯制造形式和毛坯图的结构。 （一）轴承座零件的毛坯类型 轴承座零件的毛坯制造形式选择砂型铸造。 （二）轴承座的毛坯图 图1 轴承座零件的毛坯图 三、设计轴承座零件的机加工工艺路线 轴承座零件的机加工工艺路线设计，从方法上是和轴零件的工艺路线设计思路相类似的。先确定单个加工表面的加工方案及热处理的位置安排，然后安排好加工面之间的加工顺序，就可以设计出工艺路线了。 （一）选择轴承座加工面加工方案 轴承座的结构面中，由除了轴承孔处R22的圆弧面不需要加工外，其余的加工面的几个方案选择结果见表所示。 表2 轴承座加工面的加工方案
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。
一、车床夹具的主要类型 在车床上用来加工工件内、外回转面及端面的夹具称为车床夹具。车床夹具多数安装在主轴上；少数安装在床鞍或床身上。后一类属机床改装范畴，应用较少，不做介绍。车床夹具按工件定位方式不同分为：定心式、角铁式和花盘式等。 1.定心式车床夹具 在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构。 2．角铁式车床夹具 在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。 3．花盘式车床夹具 这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意平衡。 二、车床夹具设计要点 1．车床夹具与主轴的连接方式 由于加工中车床夹具随车床主轴一起回转，夹具与主轴的连接精度直接影响夹具的回转精度，故要求车床夹具与主轴二者轴线有较高的同轴度，且要连接可靠。通常连接方式有以下几种： （1）夹具通过主轴锥孔与主轴连接 （2）夹具通过过渡盘与机床主轴连接 2。对定位及夹紧装置的要求 （1）为保证车床夹具的安装精度，安装时应对夹具的限位表面进行仔细找正。
（2）设置定位元件时应考虑使工件加工表面的轴线与主轴轴线重合。 （3）车床夹具的平衡及结构要求 对角铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具，设计时应采用平衡装置以减少由离心力产生的振动及主轴轴承的磨损。 车床夹具一般都是在悬臂状态下工作的，为保证加工过程的稳定性；夹具结构应力求简单紧凑，轻便且安全，悬伸长度尽量小，使重心靠近主轴前支承。为保证安全，夹具体应制成圆形，加具体上的各元件不允许伸出夹具体直径之外。此外，夹具的结构还应便于工件的安装、测量和切屑的顺利排出或清理。 1 ．设计定位装置时应使加工表面的回转轴线与车床主轴的回转轴线重合。 2 ．设计夹紧装置时一定要注意可靠，安全。因为夹具和工件一起随主轴旋转，除了切削力还有离心力的影响。因此夹紧机构所产生的夹紧力必须足够，自锁要可靠，以防止发生设备及人身事故。 图 6-29 为夹紧力实施方案的比较。图 6-29b 的夹紧方案安全可靠性优于图 6 -29a 的夹紧方案。 3 ．夹具与车床主轴的连接方式，根据夹具体径向尺寸的大小，一般有两种方法： （ 1 ）对于径向尺寸 D ＜ 140mm , 或 D ＜ (2—3)d 的小型夹具，一般用锥柄安装在主轴的锥孔中，并用螺栓拉紧。如图 6— 30a 所示。
机床操纵机构设计 【摘要】机床在加工过程中可以根据零件的技术要求，调整相应的机床转速，而机床的各级转速都是由电动机转速通过各传动副的传动，最后得到各级转速，但是机床在运作当中不能人为去控制各传动副，这样就需要一个操纵机构来控制，所以我们要了解这个操纵机构，知道他的组成、原理、以及怎么去设计它。 【关键词】操纵机构的功用和组成；操纵机构的设计 1、操纵机构的功用和组成 1.1操纵机构的功用 普通机床，操纵机构的功用主要是操作者通过手动操纵机构实现对机床各动作的控制；在自动和半自动机床当中，操纵机构应为机械化、自动化，并且由控制系统按照事先制订的程序发出指令进行控制。操纵机构成为控制系统的执行件，是控制系统的组成部分。 操纵机构的型式对机床结构有一定的影响。在设计机床传动方案的同时，就应拟定操纵方案，而且操纵机构必须与相关部件同时进行结构设计。 1.2操纵机构的组成 （1）操纵件：包括按钮、手柄、手轮等。（2）传动件：包括机械、电力、液压传动件。机械传动件的常用有杠杆、凸轮、齿轮齿条、丝杠螺母机构等。（3）执行件：如拨叉、滑块等。（4）控制件：控制操纵动作按一定方向或行程传递给执行件的元件。如孔盘、机械预选器及液压预选阀等。 操纵机构在一般情况下，结构的组成是由前三部分组成，只有在复杂和集中操纵机构当中才有控制件。 2、操纵机构的设计要求 （1）合理布局：操纵机构应布置在便于操纵的区域，过高、过低或过远都会使操作者易于疲劳。 （2）轻便省力：手轮和手柄的操纵力不应超过机械工业部标准JB2278—78的规定。 手轮及手柄操纵力的要求如下： （3）对于需要在不同位置操作和观察加工的机床，应采用悬挂按钮站或在不同位置装置同一作用的手柄或按钮等。
普通车床的主动传动系统设计书 一、专用镗床I型的主轴箱部件设计 2. 工艺要求 1. 加工工件材料为铸铁，粗加工、可加工通孔、沉孔、倒角。 2.加工零件的孔径为Φ150，要求正反转。 3.设备装备型式：主轴箱安置在主柱上，可作上、下移动。 二、设计内容 1）运动设计：根据给定的转速确定主传动的结构网、转速图、传动系统图、计算齿轮齿数。 2）动力计算：选择电动机型号，对主要零件（如带、齿轮、主轴、传动轴、轴承等）进行计算（出算和验算）。 3）绘制下列图纸： ①机床主传动系统图（画在说明书上）。 ②操纵机构设计、主轴箱上、下移动机构设计（以原理图形式画在说明书上）。 ③主轴箱部件展开图及主要剖面图。 ④主轴零件图。 4)编写设计说明书一份。
一、概述 1.1机床课程设计的目的 课程设计是在学生学完相应课程及先行课程之后进行的实习性教学环节，是大学生的必修环节，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。 二、参数拟定 2.1确定转速范围 确定转速范围：主轴最小转速n nim （r/min ）=140r/min 、n max （r/min ）=1800r/min 查机械制造装备设计书表2-5得：140r/min ，180r/min ，224r/min ，280r/min ，355r/min ，450r/min ，560r/min ，710r/min ，900r/min ，1120r/min ，1400r/min ， 1800r/min 。 2.2 主电机的选择 合理的确定电机功率，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3KW ，根据《机械设计手册》第3版，选Y100L2-4，额定功率3KW ，满载转速1450r/min ，堵转转矩/额定转矩=2.2 最大转矩/额定转矩=2.3 镗床的主参数（规格尺寸）和基本参数表 三、传动设计 3.1 主传动方案拟定 拟定传动方案，包括传动形式的选择以及开停、换向、制动、操作等整个传动系统的确定。传动形式指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动形式、变速类型。 传动方案和形式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定传动方案和形式，要从结构、工艺、性能及经济等方面统一考虑。 传动方案有多种，传动形式更是众多，比如：传动形式上有集中传动、分离传动；扩大变速范围可用增加传动组数，也可用背轮结构、分支传动等形式；变
机床夹具设计 夹具设计一般是在零件的机械加工工艺制定之后，按照某一工序的具体要求进行的。 夹具设计质量的高低应以能稳定地保证工件的加工精度，达到加工的生产效率要求，成本低，排屑方便，操作安全省力和制造维护容易等为衡量指标。 一、机床夹具设计的基本要求 基本要求：一个优良的机床夹具，必须满足下列 1、保证工件的加工精度 保证工件加工精度的关键在于正确地选定定位基准、定位方法、定位元件以及夹紧装置，确定合适的夹具尺寸、公差和计数要求，并进行必要的夹具精度分析。同时还要注意夹具中其他零部件的结构对工件加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。 2、工艺性能好 专用夹具应尽可能地采用标准元件和标准结构，力求结构简单，制造容易，便于装配、检验和维修。当夹具最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置适当的调整间隙和可修磨的垫片等调整或修配结构。 3、达到加工的生产效率要求 专用夹具的复杂程度应与生产批量相适应，应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效装夹机构，以缩短辅助生产时间，提高生产效率。 4、使用性能好 专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。应尽可能采用气动、液压等快速高效夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。 夹具的操作位置应符合操作工人的操作习惯。 专用夹具应排屑方便，必要时应设置排屑结构，防止切屑破坏工件的正确定位和损坏刀具，防止切屑热量引起工艺系统变形。 5、经济性好 除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产批量对夹具进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。 保证工件的加工精度是最重要的。在此前提下，要处理好其以上基本要求中他要求
切削机床课程设计 设计题目卧式车床主传动系统设计系别机械工程系 专业机械设计制造及其自动化学生姓名 班级学号 设计日期 2013年4月
卧式车床设计任务书 一、设计题目 卧式车床主传动系统设计 设计系数： 主轴最低转速=m in n 100min /r ,min /1250max r n = 公比Ф=1.26=406.1 电机功率P=7.5KW 二、确定结构式和结构网 1. 由公式1 -min max z n n n R ?== 得：Z=12 2.结构式、传动组和传动副数的确定 ①传动组和传动副数可能的方案有： 12 = 4×3 12 = = 3×4 12 = 3×2×2 12 = 2×3×2 12 = 2×2×3 第一行方案有时可以省掉一根轴。缺点是有一个传动组内有四个传动副。如果用一个四联滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；如果用两个双联滑移齿轮，则操纵机构必须互锁以防止两个滑移齿轮同时啮合。所以一般少用。 第二行的三个方案可根据下述原则比较：从电动机到主轴，一般为降速传动。接近电动机处的零件，转速较高，从而转矩较小，尺寸也就较小。如使传动副较多的传动组放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可以少些，就省材料了。这就是“前多后少”的原则。从这个角度考虑，以取 12 = 3 x2x2 的方案为好。 ②结构式或结构网的各种方案的确定
由①知方案有 a.63122312??= b.61222312??= c.16222312??= d.36122312??= e.21422312??= f.12422312??= 选择原则： I)传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围 降速传动中，主动齿轮的最少齿数受到限制m in u ≥41； 避免被动齿轮的直径过大升速传动比最大值max u ≤2（斜齿传动max u = 2.5）尽量减少振动和噪声； 各变速组的变速范围max R =max u /m in u ≤8-10 之间； 对于进给传动链，由于转速通常较低，零件尺寸也较小，上述限制可放宽些。 8.251 ≤≤进i 。故max 进R 14≤ 在检查传动组的变速范围时，只需检查最后一个扩大组。因为其它传动组的变速 范围都比它小。应为: max ) 1-(p n R R n x n ≤=? II)基本组与扩大组的排列顺序。 原则是选择中间传动轴变速范围最小的方案。 综上所述，方案a 6 3122312??= 较好 3.结构网
改装与维修 CA 6140车床制动机构的改进 烟台大学 冯华伟 关键词 CA 6140车床 制动机构 改进设计 在CA 6140车床停车过程中,由于各运动件的惯性,机床的执行件不能立即停止运行,需经过一段时间后才能完全停止。停车前的速度愈高,停车的时间就越长。因此,对像CA 6140经常要求启停的机床,为了节省辅助时间,需装有制动器。 1 原制动器的结构原理 CA 6140车床采用闸带式制动器(图1)。 它由制动轮3、制动带2和杠杆1等组成。制动轮3为一钢制圆盘,装在传动轴I V 上。制动带2为一钢带,其内侧固定着一层铜丝石棉,以增大摩擦面的摩擦系数。制动带2绕在制动轮3上,它的一端通过调节螺钉与箱体相连,另一端固定在杠杆1的上端。 图1 CA 6140车床闸带式制动器 11杠杆 21制动带 31制动轮 41手柄 51连杆 61竖轴 71齿扇 81齿条 制动器和控制启、停及正反转的摩擦片离合器(图中略)共用一套操纵系统,都是由手柄4控制的。当手柄4处于上、下两个位置时,杠杆1下端处于齿条8上左边和右边的两个凹入处,制动带2被放松,车床处于正转或反转的启动状态。当手柄4被扳到中间档位置时,齿条8也被推到中间,此时离合器松开,而杠杆1的下端处于齿条8上的凸起处,将制动带2压紧在制动轮3上,使机床迅速停车。 从表面上看,该操纵机构设计巧妙,离合器和制动器采用同一机构操纵,彼此互锁,操作极其方便。但笔者发现在实际操作CA 6140型车床时却都将制动带2调得很松,使其根本起不到刹车作用,而停车时采用瞬间打反转的制动方式。这是因为当车床停车换档变速时,一般均需用手转动主轴,才能使滑移齿轮顺利啮合,否则往往无法换档。而装夹工件时,往往也需要将卡盘转动到合适的位置,转动卡盘钥匙才能用上力。但若车床停车时机床处于制动状态,根本不能扳动主轴,从而无法换档变速,也使得装夹工件不太方便。要想换档,只能将制动带2完全放松,但这样制动器又失去了刹车作用。所以在实际操作中,便采用了反转刹车的方式。但这种刹车方式会造成强烈的冲击,产生刺耳的噪声,严重影响齿轮寿命,有时甚至会造成齿轮齿部断裂。 2 改进设计 如何使车床停车时既能迅速刹车,停车后又能顺利换档变速,最好的办法是停车时使制动器短时工作,而当机床停稳后,制动器又能自动脱开,以使工人能够顺利扳动主轴,实现换档。 改进的办法有许多种,但必须遵循一条原则,即尽量少地改变机床的原来结构。笔者认为采用电磁摩擦片式制动器是比较方便可行的。办法是:折掉现有的制动带2、制动轮3以及杠杆1,在花键轴上原制动轮3的位置改装一电磁控制的摩擦片式制动器,使其静片与左侧箱体相固定,动片则装在花键轴上,即随轴转动,又可沿轴向移动。 为了使制动器在刚停车时制动,停稳后松开,将机床的主电机控制电路进行一下改进,原控制电路如图2a 改进后的电路为图2b 。从图2b 中可以看出,该电路比原电路仅增加了一时间继电器KT 和一行程控制开关SQ ,电磁铁YB 即为电磁式制动器的电磁铁。 在图1中竖轴6上装一挡块,用以控制行程开关 ? 04?《制造技术与机床》
车床夹具设计说明书 湖南工业职业技术学院车床夹具设计说明书 湖南工业职业技术学院 《机械制造工艺规程编制与实施》 课程设计任务书 系名称机械工程系 专业及班级博世10-1 学生姓名 学号 课程设计题目 指导教师 2012年月日 湖南工业职业技术学院车床夹具设计说明书 湖南工业职业技术学院车床夹具设计说明书 序言 课程设计在我们学完大学的全部基础课、技术基础课之后进行的，这是我们在进行课程设计对所学各课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次课程设计之后，我得到一次在课程工作前的综合性训练，我在想我能在下面几方面得到锻炼: (1)运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知 识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。
)提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求， (2 设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。 (3)学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力 1 1 湖南工业职业技术学院车床夹具设计说明书 摘要 本论文是结合目前实际生产中，常常发现仅用通用夹具不能满足生产要求，用通用夹具装夹工件生产效率低劳动强大，加工质量不高，而且往往需要增加划线工序，而专门设计夹具:车床夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案、对刀方案，夹具体与定位键的设计及加工精度等方面的分析。 本设计车床夹具有良好的加工精度，针对性强，主要用于拨叉零件孔工序的加工。其具有夹紧力装置，具备现代机床夹具所要求的高效化和精密化的特点，可以有效的减少工件加工的基本时间和辅助时间，大大提高了劳动生产力，从而可以有效地减轻工人的劳动强度和增加劳动效率。因此，对夹具知识的认识和学习以及设计新式的适合实际生产的夹具在今天显得尤为重要起来。 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 支座加工工艺规程及其夹具的设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进
第2节机床夹具设计实例 一、钻夹具的设计实例 图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。 1．零件本工序的加工要求分析 ①钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔。 ②φ10H9孔与φ28H7孔的距离为(80±0. 2)mm；平行度为0.3mm。 ③φ11孔与φ28H7孔的距离为(15±0. 25)mm。 ④φ11孔与端面K距离为14mm。 本工序前已加工的表面如下。 ①φ28H7孔及两端面。 ②φ10H9两端面。 本工序使用机床为Z5125立钻，刀具为通用 标准工具。 2．确定夹具类型 本工序所加工两孔(φ10H9和φ11)，位于互 成90°的两平面，孔径不大，工件质量较小、轮 廓尺寸以及生产量不是很大，因此采用翻转式钻 模。 3．拟定定位方案和选择定位元件 (1)定位方案。根据工件结构特点，其定位方 案如下。
①以φ28H7孔及一组合面(端面K 和φ10H9一端面组合而成)为定位面，以φ10H9孔 端外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制六个自由度。这一定位方案，由于尺寸885 .00+mm 公 差大，定位不可靠，会引起较大的定位误差。如图2-2-22(a)所示。 ②以孔φ28H7孔及端面K 定位，以φ11孔外缘毛坯一侧为防转定位面，限制工件六个自由度。为增加刚性，在φ10H9的端面增设一辅助支承，如图2-2-22 (b)所示。 比较上述两种定位方案，初步确定选用图2-2-22(b)所示的方案。 (2)选择定位元件。 ①选择带台阶面的定位销，作为以φ28H7孔及其端面的定位元件，如图2-2-23所示。定位副配合取6 7 28 g H φ。
数控机床结构与设计 一、填空题（每空1分，共20分） 1.机床主轴能够传递全功率的最低转速称为。 2.在支承件的外壁上开设窗孔时，对其刚度影响最大。 3.根据误差传递规律，内联系传动链应采用传动，以缩小中间 传动副的传动误差。 4.通用机床常采用和的整数次方根作为标准公比。 5.机床上的基本变速机构，一般只能变换2-4种传动比，为了使 机床的执行件获得更多的变速级数，通常采用几个基本变速机构排列，组成一个变速传动系统。 6.某等比数列，已知n1=11.8,n max=530,变速级数Z=12，则该数列 的公比φ应为。 7.一个特定的变速系统结构式，对应着若干个可行的图。 8.为了防止机床运动发生干涉，在机床传动机构中，应设置装 置。 9.直线运动导轨的几何精度通常包括以下三项：导轨在垂直平面 内的导轨在水平面内的和两导轨间的。 10.机床支承件的铸件内部经常保留泥芯的目的在于提高其。
二、是非题（判断下列备题是与非．是者在括号内填写T;非者在话号内填写F，每小题1分，共1O分） 1.在Y5132型插齿机上加工直齿轮时，工件的旋转运动、插齿刀 的旋转运动和插齿刀上下往复运动是三个独立的成形运动。（） 2.刚度是构件本身的属性，因此，其值的大小与载荷的作用点无 关，与载荷的大小无关。（） 3.在滚齿机上滚动一批参数完全相同的斜齿轮时，如果将原来单 头滚刀改成双头滚刀，则工作台相对于滚刀主轴的转角误差将 增大。（） 4.在拟定操纵方案时，采用主电动机点带动主传动系统缓慢传动 方法，必将消除采用凸轮控制集中操纵机构变速时的顶齿现象。 （） 5.数控自动换刀卧式镗铣床，又称卧式镗铣加工中心，它是在数 控卧式镗床基础上，增加了刀库及换刀装置。工件一次装夹， 机床自动完成镗、铣、钻、铰、锪、攻丝等多种加工工序。（） 6.在普通的立式钻床上，不能进行镗孔加工。（）
《机床夹具设计与应用》课程标准 课程编码： 适用专业：模具、数控专业 学时：64 开课学期:2014年下学期（大二上学期） 一、课程性质 《机床夹具设计与应用》是高等职业技术学院数控技术与模具设计与制造的核心课程之一，本课程属于职业能力必修课，是在学生掌握机械图样的表达知识、常用的工程材料与热处理知识、公差相关理论知识、机构知识、机械加工方法和设备知识、模具制造工艺知识以及识图和制图技能、材料识别与选择技能、机构设计技能、金属切削加工技能和钳工技能的基础上，为培养学生的正确选择和设计模具加工所需夹具的能力而开设的。其目的是为今后在实际工作中从事模具零件加工工种的工作打下基础。 本课程适用对象：高职院校数控技术与模具设计与制造（3年制）学生。 二、课程培养目标 本课程的培养目标是 通过理论与实训教学相结合的教学方式，使学生以基本概念、专业术语为切入口，进一步拓宽自己在计算、设计、应用方面的知识面。 （一）知识目标 1.掌握夹具的组成及功用。 2.掌握工件的定位原理，掌握夹具定位元件的结构及应用，初步掌握定位误差的分析方法，能设计定位方案。 3.掌握夹紧装置的组成和设计要求，了解常用夹紧机构的结构及应用，能设计夹紧方案。 4.了解各类普通机床夹具的结构特点，了解专用夹具的设计要求.方法和步骤，能设计简单的专用夹具。 （二）素质目标 通过理论实践一体化课堂学习，使学生获得较强的实践动手能力，使学生具备必要的基本知识，具有一定的查阅图书资料进行自学、分析问题、提出问题的能力。
（三）能力目标 1.了解各类普通机床夹具的结构特点，了解专用夹具的设计要求.方法和步骤，能设计简单的专用夹具。 2.了解数控机床夹具等现代机床夹具的特点，能根据模具零件加工加工要求，合理选用或设计相应夹具。 3.能根据工件的结构特点.加工要求.加工中的受力状况，合理确定夹紧方案。 4.初步具备根据工件的加工要求，合理选择或设计夹具的能力。 三、与前后课程的联系 （一）与前续课程的联系 在大一学习的基础上的深入再学习 （二）与后续课程的联系 是为后面学习其他专业核心课的基础，是进行实践的关键。 四、课程内容标准和要求 根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求，确定课程内容和要求，说明学生应获得的知识、技能与态度。
C5225型立式车床是一种万能双柱立式车床，具有两个刀架，一般应用于冶金行业车制各种大型工件。可用于内外圆柱面、圆锥面、端面、内孔、切槽、切断等加工。C5225型立式车床是一种自动化程度要求较高的机电设备，它通常采用继电器逻辑控制方式，传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器，由于控制触点多，电控系统故障率高，检修周期长。立式机床使用年月久后，电气控制系统线路老化，继电器故障频繁，检修困难。利用PLC 的高可靠性、高抗干扰，寿命长、维修量少、查找外部线路简单的特点改造传统继电器控制系统是很好的方法。用PLC对系统进行逻辑控制和变速位置的数据处理，既能较好地实现原工艺要求，简化线路，又提高了可靠性和机床的运行率。 1 C5225型立式车床控制特点 C5225型立式车床主电路如图l所示。从图1中可以看出，主电路共有7台三相交流异步电动机，车床全部设备均由380V交流电源供电。M2为油泵电动机，供给车床工作台润滑和液压装置的压力油。M1为工作台主拖动电动机，它采用星三角降压启动和能耗制动，仅有正向工作转动。但可作正反点动，以便调整刀具。工作台的变速通过变速箱实现16种转速变换(见表1)。M3为横梁升降电动机，通过机械传动使横梁沿立柱导轨上下移动。M4为右立刀架快移动电动机。M5为右立刀架进给电动机。M6为左立刀架快速移动电动机，M7为左立刀架进给电动机。 2 C5225型立式车床PLC控制系统设计 原C5225型立式车床的电气系统，所有转换开关，断路器开关，仪表触点，控制按钮等为PLC控制系统的输入信号，共有39个输入信号；而电磁阀线圈，接触器线圈，指示灯等为PLC控制系统的输出信号，共有32个输出信号。C5225型立式车床PLC的输入／输出分配见表2。根据UO分配结果，设计I／O端子接线图。根据C5225型立式车床的控制要求，设计出PLC控制梯形图及指令语句表，图2为PLC 控制梯形图。
正文模板 格式说明 1、未加说明的所有数字、英文统一使用小四号Times New Roman， 未加说明的所有汉字统一使用小四号宋体； 2、正文段落行距统一为1.25行，各级标题间距根据相应的说明设置。
摘要 随着科学技术的不断发展，机械产品趋精密、复杂，改型也益频繁，对机床的性能、精度、自动化程度等提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一，不仅能提高产品质量和生产率，降低生产成本，还能改善工人的劳动条件。为此，许多企采用自动机床、组合机床和专用机床组成自动或半自动生产线。但是，采用这种自动、高效的设备，需要很大的初期投资以及较长的生产准备周期，只有在大批量的生产条件（如汽车、拖拉机、家用电器等工业主要零件的生产）下、才会有显著的经济效益。车床变速操纵机构是车床主传动系统操纵机构中最重要的一个，其作用是根据工件加工工艺的要求，通过旋转变速操纵机构的操作手柄来得到满足当前加工工艺的速度。近年来，随着时代技术的进步，对车床主传动系统变速操纵机构的要求越来越高。众多车床设计工程师在改进车床变速操纵机构性能的研究中倾注了大量的心血，车床变速箱操纵机构加工技术得到了飞速的发展。车床变速箱操纵机构的零件质量的优劣直接影响到其他等零件的相互位置准确性及整个车床主轴箱体使用的灵活性和寿命。 本论文主要论述车床主传动系统变速操纵机构的三维设计，利用PRO/E软件，针对CA6140普通车床主传动系统变速操纵机构的结构特征，利用三维软件绘制三维装配图，和二维工程图，这样更加有利于加深对CA6140普通车床主传动系统变速操纵机构的结构的了解以及使学生们运用三维，二维设计软件的熟练程度更一步加强，为将来的工作和研究做准备。 关键词：机床，主传动系统，操纵机构，三维
毕业设计论文机床夹具 的设计 Revised by Chen Zhen in 2021
烟台工程职业技术学院 机电工程系机电一体化专业 10 级 毕业设计（论文） 题目：车床夹具的设计 与制造 姓名赵先斌学号50 指导教师（签名）张邦永 二零一二年十月十九日 摘要 我国社会主义现代化要求机械制造工业为国民经济各部门的技术进步、技术改造提供先进、高效的技术装备，它首先要为我国正在发展的产
业包括农业、重工业、轻工业以及其它产业提供质量优良、技术先进的技术装备，同时还要为新材料、新能源、机械工程等新技术的生产和应用提供基础装备。 本论文是结合目前实际生产中，通用夹具不能满足生产要求，用通用夹具装夹工件效率低、劳动强度大、加工质量不高，而且往往需要增加划线工序，而专门设计的一种铣床夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案、对刀方案，夹具体与定位键的设计及加工精度等方面的分析。 该夹具具有良好的加工精度，针对性强，主要用于拔叉零件铣槽工序的加工。本夹具具有夹紧力装置，具备现代车床夹具所要求的高效化和精密化的特点，可以有效的减少工件加工的基本时间和辅助时间，大大提高了劳动生产力，有效地减轻了工人的劳动强度。 本夹具能在加工常规零件的时候使质量进一步提升，并降低劳动强度，能在保证产品质量加工精度的同时批量生产，从而降低生产成本。从而夹具的使用在某种程度上提高实际生产中企业的效益。因而对夹具知识的认识和学习，在今天显的优为重要起来。 关键词：
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1 车床夹具概论 车床夹具及其功用 1.1.1车床夹具的概述 定位：工件在车床上加工时，为保证加工精度和提高生产率，必须使工件在车床上相对刀具占有正确的位置，这个过程称为定位。 夹紧：为克服切削过程中工件受外力的作用而破坏定位，必须对工件施加夹紧力，这个过程称为夹紧。 装夹：定位和加紧综合称为装夹。 车床夹具：完成装夹的工艺设备称为车床夹具。 车床夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受加工或检测并保证加工要求的车床附加装置，简称为夹具。 车床夹具的主要功能: 在车床上加工工件的时候，必须用夹具装好夹牢所要加工工件。将工件装好，就是在车床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位。将工件夹紧，就是对工件施加作用力，使之在已经定好的位置上将工件可靠地夹紧，这一过程称为夹紧。从定位到夹紧的全过程，称为装夹。车床夹具的主要功能就是完成工件的装夹工作。工件的装夹方法有找正装夹法和夹具装夹法两种。