目录
1.概述 (2)
1.1机床课程设计的目的` (2)
1.2机床主要参数 (2)
2.参数的拟定 (2)
2.1 确定极限转速 (2)
2.2 主电机选择 (2)
3.传动设计 (3)
3.1 主传动方案拟定 (3)
3.2 传动结构式、结构网的选择 (3)
3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目 (3)
3.2.2 传动式的拟定 (3)
3.2.3 结构式的拟定 ..................................... 错误！未定义书签。
3.3转速图的拟定........................................... 错误！未定义书签。
4. 传动件的估算 (6)
4.1 三角带传动的计算 (6)
4.2 传动轴的估算 (8)
4.2.1 传动轴直径的估算 (8)
4.3 齿轮齿数的确定和模数的计算 (9)
4.3.1 齿轮齿数的确定 (9)
4.3.2 齿轮模数的计算 (10)
4.4 带轮结构设计 (11)
5. 动力设计 (12)
5.1主轴刚度验算 (12)
5.2 齿轮校验 (14)
5.3轴承的校验 (15)
6.结构设计及说明 (16)
6.1 结构设计的内容、技术要求和方案 (16)
6.2 展开图及其布置 (16)
6.3 齿轮块设计 (17)
6.4 传动轴的设计 (18)
6.5 主轴组件设计 (19)
总结 (22)
参考文献 (22)
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机床主要参数
电动机功率：3.0KW 工件材料：45
max 2120n rpm = m i n 125n rpm = 2.参数的拟定 2.1 确定极限转速
n R n n =min
max
，1-=z n R ? ∴?=1.26
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2.2KW ，根据《金属切削机床设计简明手册》选Y100L-2，额定功率3.0kw ，满载转速2840 min r ，最大额定转距2.2。
3.传动设计
3.1 主传动方案拟定
拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、换向、制动、操纵等整个传动系统的确定。传动型式则指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。
传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定传动方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。
传动方案有多种，传动型式更是众多，比如：传动型式上有集中传动，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、分支传动等型式；变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。
显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。此次设计中，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。
3.2 传动结构式、结构网的选择
结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。 3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目
级数为Z 的传动系统由若干个顺序的传动组组成，各传动组分别有1Z 、2Z 、……个传动副。即 321Z Z Z Z =
传动副中由于结构的限制以2或3为合适，即变速级数Z 应为2和3的因子：
b a Z 3?2= ，可以有三种方案：
12=3×2×2；12=2×3×2；12=2×2×3； 3.2.2 传动式的拟定
12级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能以及一个“前多后少”的原则。故离电动机近的传动组的传动副个数最好高于后面的传动组的传动副数。
主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用2。
综上所述，传动式为12=3×2×2。 3.2.3 结构式、结构网的拟定
对于12=3×2×2传动式，有6种结构式和对应的结构网。分别为：
13612322=?? 21612322=?? 26112322=?? 16312322=?? 41212322=?? 42112322=??
根据(1)传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围（2）基本组扩大组的排列顺序，初选
13612322=??的方案。
根据级比指数分配使传动顺序与扩大顺序相一致，方案63122312??=的结构网如下图所示：
63122312??=
图1 结构网
3.2.4转速图的拟定
上述所选定的结构式共有三个传动组，变速机构共需4轴，加上电动机共5轴，故转速图需5条竖线，如下图所示。主轴共12速，电动机轴与主轴最高转速相近，故需12条横线。中间各轴的转速可以从电动机轴往后推，也可以从主轴开始往前推。通常以往前推比较方便，即先决定轴三的转速。
上图为主轴箱右视图
4. 传动件的估算 4.1 三角带传动的计算
三角带传动中，轴间距A 可以加大。由于是摩擦传递，带与轮槽间会有打滑，宜可缓和冲击及隔离振动，使传动平稳。带轮结构简单，但尺寸大，机床中常用作电机输出轴的定比传动。
(1)选择三角带的型号 根据公式
1.1
2.2ca a P K P KW
==?=3.0=3.3KW 式中P---电动机额定功率，a K --工作情况系数 查《机械设计》图，因此选择A 型带，尺寸参数为B=80mm ，d b =11mm ，h=10，?=40?。
(2)确定带轮的计算直径1D ，2D
带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。为提高带的寿命，小带轮的直径1D 不宜过小，即
min D D ≥1。查《机械设计》表，取主动轮基准直径1D =100mm 。
由公式()ε-=
112
1
2D n n D 式中：
1n -小带轮转速，2n -大带轮转速，ε-带的滑动系数，一般取0.02。 由《机械设计》表，取园整为150mm 。 (3)确定三角带速度 按公式11
3.141001400
7.48601000
601000
D n m V s π??=
=
=??
(4)初定中心距
带轮的中心距，通常根据机床的总体布局初步选定，一般可在下列范围内选取： 根据经验公式()()120120.72D D A D D mm +<<+ 取()2100150500mm ?+=，取0A =400mm.
(5)三角带的计算基准长度0L
()()0
2
1221004-+
+2
+
2=A D D D D A L π
()()2
01501003.14
2400100150119224700
L mm -=?+?++
=? 由《机械设计》表，圆整到标准的计算长度 1200L mm = (6)验算三角带的挠曲次数 10008.3340s mv
u L
=
=≤次，符合要求。
(7)确定实际中心距A
0A 4001200119224042
L L A mm -=+
=+-÷=（） (8)验算小带轮包角α
000021
118057.5172120D D A
α-≈-
?=>，主动轮上包角合适。 (9)确定三角带根数Z 根据《机械设计》得 00ca
l
p z p p k k α=
+?
传动比
1
21400/980 1.46v i v =
== 查表得0p ?= 0.3KW,0p = 1.52KW 查表，k α=0.98；查表，l k =0.96 ()
6.05
Z 3.41.520.30.98 1.01=
=+??
所以取Z 4= 根 (10)计算预紧力
查《机械设计》表，q=0.1kg/m
202
2.550016.05 2.550010.17.547.5440.98132.1ca
p
F qv vz
k N α??
=-+ ?????=?-+? ?
???
= 4.2 传动轴的估算
传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度的要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不失是主要矛盾，除了载荷很大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求保证轴在载荷下不至发生过大的变形。因此，必须保证传动轴有足够的刚度。 4.2.1 传动轴直径的估算
4
j
P d KA mm N η
≥ 其中：P-电动机额定功率
K-键槽系数 A-系数
η-从电机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积；
j n -该传动轴的计算转速。
计算转速j n 是传动件能传递全部功率的最低转速。各传动件的计算转速可以从转速图上，按主轴的计算转速和相应的传动关系确定。
查《机械制造装备设计》表取I ，IV 轴的K=1.05，A=100；II ，III 轴是花键轴，取K=1.06，A=2.0。
所以4
1 2.20.96
(92 1.05)18980
d mm mm ?=?= 4
2 2.20.960.990.98
(92 1.05)20250
d mm mm
???=?=,
4
3 2.20.960.990.980.990.98
(92 1.05)24125
d mm mm ?????=?=
此轴径为平均轴径，设计时可相应调整。
4.3 齿轮齿数的确定和模数的计算 第一组齿轮：
传动比：10
1
1a i ?=
= ，21
1
11.29a i ?=
=
, 32111.66
a i ?== 查表，齿数和z S 取72
1Z =36，2Z =36，3Z =27，4Z =45，5Z =31，6Z =41； 第二组齿轮：
传动比：10
1
1b i ?=
=,22
1
11.66
b i ?=
=
齿数和z S 取78：
，7Z =39，8Z =39，9Z =25，10Z =53； 第三组齿轮：
传动比：112.77c i =
,2 1.661
c i = 齿数和z S 取81：
11Z =51，12Z =30，13Z =21，14Z =60， 4.3.1齿轮模数的计算
3
221(1).16338[]...[].d
j m j j
i N m mm z i n ?σ±=?
式中：j m ―――按接触疲劳强度计算的齿轮模数[mm]；
d N ―――驱动电机功率[KW]；
j n ―――该传动轴的计算转速
i ―――大齿轮齿数与小齿轮齿数之比i ≥1；
1z ―――小齿轮齿数；
m ?―――齿宽系数，m
B
m =
?（B 为齿宽，m 为模数），m ?＝6～10； ][j σ―――许用接触应力[MPa]，查表26。
(1)Ⅰ-Ⅱ 齿轮弯曲疲劳的计算：
3
2
(1.661)3
16338 1.67627451265600j m ±?=?=???? 取m ＝2
(2) Ⅱ-Ⅲ齿轮弯曲疲劳的计算：
3
2
(2.141)3
16338 1.8562553980600
j m ±?=?=???? 取m ＝2 (3)Ⅲ-Ⅳ 齿轮弯曲疲劳的计算：
3
2
(2.771)3
16338 2.7962262270600j m ±?=?=???? 取m ＝3
(4)标准齿轮：**20h 1c 0.25αα===度，，
从机械原理 表10-2查得以下公式 齿顶圆 m h z d a a )2+(=*1 齿根圆 **1(22)f a d z h c m =-+ 分度圆 mz d = 齿顶高 m h h a a *=
齿根高 m c h h a f )+(=** 齿轮的具体值见表
齿轮尺寸表
齿轮
齿数 z 模数 m
分度圆 d 齿顶圆a d 齿根圆 f d 齿顶高 a h 齿根高
f h 1 36 2 72 76 67 2 2.5 2 36 2 72 76 67 2
2.5 3 27 2 54 58 49 2
2.5 4 45 2 90 94 85 2 2.5 5
31
2
62
66
57
2
2.5
6 41 2 82 86 7
7 2 2.5 7 39 2 7
8 82 73 2 2.5 8 3
9 2 78 82 73 2 2.5 9 25 2 50 54 45 2 2.5 10 53 2 106 110 99.5 2 3.75 11 51 3 153 159 145.5 3 3.75 12 30 3 90 96 82.5 3 3.75 13 21 3 63 69 55.5 3 3.75 14
60
3
180
186
172.5
3
3.75
4.3.2齿宽的确定
由公式()6~10,m m B m m ??==为模数得：
第一套啮合齿轮()6~10212~20I B mm =?= 第二套啮合齿轮()6~10212~20B mm ∏=?= 第三套啮合齿轮()6~10318~30III B mm =?=
一对啮合齿轮，为了防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小而增大轮齿的载荷，设计上，应主动轮比小齿轮齿宽大
所以1220,25B mm B mm ==，320B mm =，425B mm =，
567891020,25,20,25,20,25B mm B mm B mm B mm B mm B mm ======， 1112131425,30,25,30B mm B mm B mm B mm ==== 4.4 带轮结构设计
查《机械设计》P156页，当300d d mm ≤时,采用腹板式。D 是轴承外径，查《机械零件手册》确定选用深沟球轴承6211，d=55mm,D=100mm 。带轮内孔尺寸是轴承外径尺寸100mm 。齿《机械设计》表8-10确定参数得：
min 8.5, 2.0,9.0,12,8, 5.5,38d a f b h h e f δ?=======
带轮宽度：()()125182764B z e f mm =-+=-?+?= 分度圆直径：280d d mm =，
'1 1.9 1.8100180,5/2811.412d D mm mm C B mm ==?==?=≈，
64,L B mm ==
5. 动力设计 5.1主轴刚度验算
5.1.1 选定前端悬伸量C ，参考《机械装备设计》P121，根据主轴端部的结构，前支承轴承配置和密封装置的型式和尺寸，这里选定C=120mm. 5.1.2 主轴支承跨距L 的确定
一般最佳跨距()023240420L C mm == ，考虑到结构以及支承刚度因磨损会不断降低，应取跨距L 比最佳支承跨距0L 大一些，再考虑到结构需要，这里取L=600mm 。
5.1.3 计算C 点挠度 1）周向切削力t P 的计算
4295510d
t j j
N p D n η??=
其中75.5,0.960.98d N KW η==?,
()()max 0.50.60.50.6400200240,240,31.5/min
j j j D D mm D n r ==?=?== 取
故442955100.82 5.5 1.151024035.5
t p N ????==??，故4
1.12 1.73610t
P P N ==?。 330.45 6.9810,0.35 5.4310N
r t f t
P P N P P ==?==? 1） 驱动力Q 的计算
参考《车床主轴箱指导书》，
7
2.1210N Q nzn
=? 其中
71.50.960.98 4.58,72,3,35.5/min d N N KW z m n r η==??====
所以
744.58
2.1210 1.131047235.5
Q N =??
=???
3）轴承刚度的计算
这里选用4382900系列双列圆柱子滚子轴承 根据0.1030.822.222 1.5C d =??求得：
0.1030.850.103
0.8
5
22.222 1.5708.4810/22.222 1.5
100
9.22410/A B C N mm C N mm
=??=?=??=?
4）确定弹性模量，惯性距I ；c I ；和长度,,a b s 。 ①轴的材产选用40Cr ，查《简明机械设计手册》P6，有
52.110E MPa =?
②主轴的惯性距I 为：
()
44644.271064
D D I mm π-=
=?外内
主轴C 段的惯性距Ic 可近似地算： ()
444640.6 6.251064
c D D I mm π-=
=?11
③切削力P 的作用点到主轴前支承支承的距离S=C+W ，对于普通车床，W=0.4H ，（H 是车床中心高，设H=200mm)。
则：1200.4200200S mm =+?= ④根据齿轮、轴承宽度以及结构需要，取b=60mm ⑤计算切削力P 作用在S 点引起主轴前端C 点的挠度
()()2322363csp
c A A L S L C sc c Lsc sc y P mm EI EI C L C L ++??
-=+++????
代入数据并计算得csp y =0.1299mm 。
⑥计算驱动力Q 作用在两支承之间时，主轴前端C 点子的挠度cmq y
()()()()2226cmq B A bc L b L b L C L b bc y Q mm EIL C L C L ---+-??
=++????
计算得：cmq y =-0.0026mm
⑦求主轴前端C 点的终合挠度c y
水平坐标Y 轴上的分量代数和为cos cos cos ,cy csp p cmq q cm m y y y y θθθ=++
66,270,180p q m θθθ=== 其中，计算得：cy y =0.0297mm.0.0928cz y mm =。综合挠度
220.118c cy cz y y y mm =
+=。综合挠度方向角arc 72.25cz
yc cy
y tg
y α== ，又[]0
.0002
0.00026000.12y L m m ==?=。因为[]c y y <，所以此轴满足要求。
5.2 齿轮校验
在验算算速箱中的齿轮应力时，选相同模数中承受载荷最大，齿数最小的齿轮进接触应力和弯曲应力的验算。这里要验算的是齿轮2，齿轮7，齿轮12这三个齿轮。 齿轮12的齿数为18，模数为4，齿轮的应力：
1）接触应力： ()4
1208810v a s f j
u k k k k N
Q zm
uBn β+?=
u----大齿轮齿数与小齿轮齿数之比；
k β---齿向载荷分布系数；v k ----动载荷系数；A k ----工况系数；s k ----寿命系数 查《机械装备设计》表10-4及图10-8及表10-2分布得 1.15, 1.20; 1.05, 1.25HB FB v A k k k k ==== 假定齿轮工作寿命是48000h ，故应力循环次数为
96060500148000 1.4410h N njL ==???=?次
查《机械装备设计》图10-18得0.9,0.9FN HN K K ==，所以：
23
3721 1.15 1.05 1.250.97.50.960.9820881018 1.0241072
184
2150018
f MPa σ??+??????? ????==????
2）弯曲应力： 52
19110v a s w j
k k k k N
Q zm BYn β?=
查《金属切削手册》有Y=0.378，代入公式求得：w Q =158.5Mpa
查《机械设计》图10-21e,齿轮的材产选()40Cr 渗碳，大齿轮、小齿轮的硬度为60HRC ，故有1650f MPa σ??=??，从图10-21e 读出[]920w MPa σ=。因为：
[],f f w w σσσσ??<
5.3轴承的校验
Ⅰ轴选用的是角接触轴承7206 其基本额定负荷为30.5KN
由于该轴的转速是定值710/min n r =所以齿轮越小越靠近轴承，对轴承的要求越高。根据设计要求，应该对Ⅰ轴未端的滚子轴承进行校核。
齿轮的直径 24 2.560d mm =?=
Ⅰ轴传递的转矩 n
P
T 9550
= 7.50.96
955059.3710
T ?=?
= Nm 齿轮受力 32259.314126010
r T F d ?===? N 根据受力分析和受力图可以得出轴承的径向力为 10602
11
1=+=
l l l F R r v N 352106014122=-=v R N
因轴承在运转中有中等冲击载荷，又由于不受轴向力，按《机械设计》表10-5查得p f 为1.2到1.8，取3.1=p f ，则有：
137810623.1111=?==R X f P p N 6.4573523.1222=?==R X f P p N
轴承的寿命 因为21P P >，所以按轴承1的受力大小计算：
1.38309)137817200(8506010)(60103
616=?==εP C n L h h
故该轴承能满足要求。 6.结构设计及说明
6.1 结构设计的内容、技术要求和方案
设计主轴变速箱的结构包括传动件（传动轴、轴承、带轮、齿轮、离合器和制动器等）、主轴组件、操纵机构、润滑密封系统和箱体及其联结件的结构设计与布置，用一张展开图和若干张横截面图表示。课程设计由于时间的限制，一般只画展开图。
主轴变速箱是机床的重要部件。设计时除考虑一般机械传动的有关要求外，着重考虑以下几个方面的问题。
精度方面的要求，刚度和抗震性的要求，传动效率要求，主轴前轴承处温度和温升的控制，结构工艺性，操作方便、安全、可靠原则，遵循标准化和通用化的原则。
主轴变速箱结构设计时整个机床设计的重点，由于结构复杂，设计中不可避免要经过反复思考和多次修改。在正式画图前应该先画草图。目的是：
1）布置传动件及选择结构方案。
2）检验传动设计的结果中有无干涉、碰撞或其他不合理的情况，以便及时 改正。
3）确定传动轴的支承跨距、齿轮在轴上的位置以及各轴的相对位置，以确 定各轴的受力点和受力方向，为轴和轴承的验算提供必要的数据。 6.2 展开图及其布置
展开图就是按照传动轴传递运动的先后顺序，假想将各轴沿其轴线剖开并将这些剖切面平整展开在同一个平面上。
总布置时需要考虑制动器的位置。制动器可以布置在背轮轴上也可以放在其他轴上。制
动器不要放在转速太低轴上，以免制动扭矩太大，是制动尺寸增大。
齿轮在轴上布置很重要，关系到变速箱的轴向尺寸，减少轴向尺寸有利于提高刚度和减小体积。
6.3 齿轮块设计
齿轮是变速箱中的重要元件。齿轮同时啮合的齿数是周期性变化的。也就是说，作用在一个齿轮上的载荷是变化的。同时由于齿轮制造及安装误差等，不可避免要产生动载荷而引起振动和噪音，常成为变速箱的主要噪声源，并影响主轴回转均匀性。在齿轮块设计时，应充分考虑这些问题。
齿轮块的结构形式很多，取决于下列有关因素：
1）是固定齿轮还是滑移齿轮；
2）移动滑移齿轮的方法；
3）齿轮精度和加工方法；
变速箱中齿轮用于传递动力和运动。它的精度选择主要取决于圆周速度。采用同一精度时，圆周速度越高，振动和噪声越大，根据实际结果得知，圆周速度会增加一倍，噪声约增大6dB。
工作平稳性和接触误差对振动和噪声的影响比运动误差要大，所以这两项精度应选高一级。
为了控制噪声，机床上主传动齿轮都要选用较高的精度。大都是用7—6—6，圆周速度很低的，才选8—7—7。如果噪声要求很严，或一些关键齿轮，就应选6—5—5。当精度从7—6—6提高到6—5—5时，制造费用将显著提高。
不同精度等级的齿轮，要采用不同的加工方法，对结构要求也有所不同。
8级精度齿轮，一般滚齿或插齿就可以达到。
7级精度齿轮，用较高精度滚齿机或插齿机可以达到。但淬火后，由于变形，精度将下降。因此，需要淬火的7级齿轮一般滚（插）后要剃齿，使精度高于7，或者淬火后在衍齿。
6级精度的齿轮，用精密滚齿机可以达到。淬火齿轮，必须磨齿才能达到6级。
机床主轴变速箱中齿轮齿部一般都需要淬火。
6.3.1其他问题
滑移齿轮进出啮合的一端要圆齿，有规定的形状和尺寸。圆齿和倒角性质不同，加工方法和画法也不一样，应予注意。
选择齿轮块的结构要考虑毛坯形式（棒料、自由锻或模锻）和机械加工时的安装和定位基面。尽可能做到省工、省料又易于保证精度。
齿轮磨齿时，要求有较大的空刀（砂轮）距离，因此多联齿轮不便于做成整体的，一般都做成组合的齿轮块。有时为了缩短轴向尺寸，也有用组合齿轮的。
要保证正确啮合，齿轮在轴上的位置应该可靠。滑移齿轮在轴向位置由操纵机构中的定位槽、定位孔或其他方式保证，一般在装配时最后调整确定。
6.4 传动轴的设计
机床传动轴，广泛采用滚动轴承作支撑。轴上要安装齿轮、离合器和制动器等。传动轴应保证这些传动件或机构能正常工作。
首先传动轴应有足够的强度、刚度。如挠度和倾角过大，将使齿轮啮合不良，轴承工作条件恶化，使振动、噪声、空载功率、磨损和发热增大；两轴中心距误差和轴芯线间的平行度等装配及加工误差也会引起上述问题。
传动轴可以是光轴也可以是花键轴。成批生产中，有专门加工花键的铣床和磨床，工艺上并无困难。所以装滑移齿轮的轴都采用花键轴，不装滑移齿轮的轴也常采用花键轴。
花键轴承载能力高，加工和装配也比带单键的光轴方便。
轴的部分长度上的花键，在终端有一段不是全高，不能和花键空配合。这是加工时的过
D为65～85mm。
滤部分。一般尺寸花键的滚刀直径
刀
机床传动轴常采用的滚动轴承有球轴承和滚锥轴承。在温升、空载功率和噪声等方面，球轴承都比滚锥轴承优越。而且滚锥轴承对轴的刚度、支撑孔的加工精度要求都比较高。因此球轴承用的更多。但是滚锥轴承内外圈可以分开，装配方便，间隙容易调整。所以有时在没有轴向力时，也常采用这种轴承。选择轴承的型号和尺寸，首先取决于承载能力，但也要考虑其他结构条件。
同一轴心线的箱体支撑直径安排要充分考虑镗孔工艺。成批生产中，广泛采用定径镗刀和可调镗刀头。在箱外调整好镗刀尺寸，可以提高生产率和加工精度。还常采用同一镗刀杆安装多刀同时加工几个同心孔的工艺。下面分析几种镗孔方式：对于支撑跨距长的箱体孔，要从两边同时进行加工；支撑跨距比较短的，可以从一边（丛大孔方面进刀）伸进镗杆，同时加工各孔；对中间孔径比两端大的箱体，镗中间孔必须在箱内调刀，设计时应尽可能避免。
既要满足承载能力的要求，又要符合孔加工工艺，可以用轻、中或重系列轴承来达到支撑孔直径的安排要求。
两孔间的最小壁厚，不得小于5～10mm，以免加工时孔变形。
花键轴两端装轴承的轴颈尺寸至少有一个应小于花键的内径。
一般传动轴上轴承选用G级精度。
传动轴必须在箱体内保持准确位置，才能保证装在轴上各传动件的位置正确性，不论轴是否转动，是否受轴向力，都必须有轴向定位。对受轴向力的轴，其轴向定位就更重要。
回转的轴向定位（包括轴承在轴上定位和在箱体孔中定位）在选择定位方式时应注意：1）轴的长度。长轴要考虑热伸长的问题，宜由一端定位。
2）轴承的间隙是否需要调整。
3）整个轴的轴向位置是否需要调整。
4）在有轴向载荷的情况下不宜采用弹簧卡圈。
5）加工和装配的工艺性等。
6.5 主轴组件设计
主轴组件结构复杂，技术要求高。安装工件（车床）或者刀具（铣床、钻床等）的主轴参予切削成形运动，因此它的精度和性能直接影响加工质量（加工精度和表面粗糙度），设计时主要围绕着保证精度、刚度和抗振性，减少温升和热变形等几个方面考虑。
各部分尺寸的选择
主轴形状与各部分尺寸不仅和强度、刚度有关，而且涉及多方面的因素。
1）内孔直径
车床主轴由于要通过棒料，安装自动卡盘的操纵机构及通过卸顶尖的顶杆，必须是空心轴。为了扩大使用范围，加大可加工棒料直径，车床主轴内孔直径有增大的趋势。
2）轴颈直径
前支撑的直径是主轴上一主要的尺寸，设计时，一般先估算或拟定一个尺寸，结构确定后再进行核算。
3）前锥孔直径
前锥孔用来装顶尖或其他工具锥柄，要求能自锁，目前采用莫氏锥孔。
4）支撑跨距及悬伸长度
L 为了提高刚度，应尽量缩短主轴的外伸长度a。选择适当的支撑跨距L，一般推荐取：a
L应选大值，=3～5，跨距L小时，轴承变形对轴端变形的影响大。所以，轴承刚度小时，
a
轴刚度差时，则取小值。
跨距L的大小，很大程度上受其他结构的限制，常常不能满足以上要求。安排结构时力求接近上述要求。
轴承问题
1）轴承类型选择
主轴前轴承有两种常用的类型：
双列短圆柱滚子轴承。承载能力大，可同时承受径向力和轴向力，结构比较简单，但允许的极限转速低一些。
与双列短圆柱滚子轴承配套使用承受轴向力的轴承有三种：
600角双向推力向心球轴承。是一种新型轴承，在近年生产的机床上广泛采用。具有承载能力大，允许极限转速高的特点。外径比同规格的双列圆柱滚子轴承小一些。在使用中，这种轴承不承受径向力。
推力球轴承。承受轴向力的能力最高，但允许的极限转速低，容易发热。
向心推力球轴承。允许的极限转速高，但承载能力低，主要用于高速轻载的机床。
2）轴承的配置
大多数机床主轴采用两个支撑，结构简单，制造方便，但为了提高主轴刚度也有用三个支撑的了。三支撑结构要求箱体上三支撑孔具有良好的同心度，否则温升和空载功率增大，效果不一定好。三孔同心在工艺上难度较大，可以用两个支撑的主要支撑，第三个为辅助支撑。辅助支撑轴承（中间支撑或后支撑）保持比较大的游隙（约0.03～0.07mm），只有在载荷比较大、轴产生弯曲变形时，辅助支撑轴承才起作用。
轴承配置时，除选择轴承的类型不同外，推力轴承的布置是主要差别。推力轴承布置在前轴承、后轴承还是分别布置在前、后轴承，影响着温升后轴的伸长方向以及结构的负责程度，应根据机床的实际要求确定。
在配置轴承时，应注意以下几点：
①每个支撑点都要能承受经向力。
②两个方向的轴向力应分别有相应的轴承承受。
③径向力和两个方向的轴向力都应传递到箱体上，即负荷都由机床支撑件承受。
3）轴承的精度和配合
主轴轴承精度要求比一般传动轴高。前轴承的误差对主轴前端的影响最大，所以前轴承的精度一般比后轴承选择高一级。
课程设计任务书
2009/2010 学年第 一 学期
学 专
院： 业：
机械工程与自动化学院 机械设计制造及其自动化
学 号： 数控技术课程设计
学 生 姓 名： 课程设计题目：
——立式数控铣床工作台 X 轴进给传动系统设计 起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任： 12 月 28 日～1 月 4 日 教学楼 2 号楼 杨福合 王 赵丽琴 彪
下达任务书日期: 2009 年 12 月 28 日
课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
通过本课程设计的训练， 使学生在学完机床数控技术及相应的机床电器及 PLC 等课 程之后， 能够运用所学的知识独立完成数控车、 数控铣和加工中心的进给传动系统设计， 从而使学生进一步加深和巩固对所学知识的理解和掌握，并提高学生的实际操作能力。 1． 运用所学的理论知识， 进行数控系统设计的初步训练， 培养学生的综合设计能力； 2．掌握进给系统设计的基本技能，掌握导轨、滚珠丝杠螺母副的选型与计算； 3．掌握进给传动系统的动态特性分析方法； 4．具备查阅和运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力； 5. 基本掌握编写技术文件的能力。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
对于立式数控铣床工作台（X 轴）进给传动系统，给定工作台、工件和夹具的总质 量 m=1200kg,主轴伺服电动机额定功率 PE=6.5kW,其余参数参考课程设计指导书[1]，完 成其选型计算。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕 ：
3.1. 设计任务 1.驱动电机选型计算； 2.滚珠丝杠螺母副的选型计算； 3.传动系统的动态特性分析及误差计算与分析； 3.2 设计工作量要求： 1.工作台部件的装配图及工作台零件图； （A4 不少于 10 页） 2.编写课程设计说明书一份。 3.3 三个同学分为一组，同学们之间可以互相讨论研究工作内容和设计方法，但每 位同学的设计任务必须各有侧重独立完成，不能有雷同现象。
课 程 设 计 任 务 书
4．主要参考文献：
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
机床夹具课程设计指导书及任务书江西农业大学工学院机械工程系
目录
一、机床夹具课程设计指导书 机床夹具课程设计是机械设计制造及自动化专业本科学生在本课程学习结束后，必须完成的实践性教学环节。通过课程设计，使学生进一步理解夹具设计的目的和意义，巩固夹具设计基础理论的知识，系统掌握机床夹具设计的过程、步骤和方法，培养学生初步掌握应用专业知识解决生产实践工艺技术问题的能力。 1. 课程设计的目的 1.1以《机床夹具设计》课所学知识为基础，综合运用有关课程的知识来分析解决夹具设计问题； 1.2初步掌握夹具的论证及设计的方法、步骤； 1.3学会运用各种指导夹具设计的图册、手册、标准等。 2. 课程设计的内容及步骤 2.1草拟设计说明书 2.1.1对加工件进行工艺分析：结构的合理性、特点、加工中应注意事项；加工要求的合理性并根据加工要求分析加工方法合理性；已知条件是否完备等。 2.1.2定位方案设计： ⑴根据工序内容的技术要求，分析判断应限制工件的哪些自由度。 ⑵按照定位基准的选择原则，正确选择第一、第二、第三定位基准。 ⑶根据定位基准的几何特征，正确选用标准定位元件或设计非标准定位元件。 ⑷运用总体分析法和单件法，分析判断定位方案的正确性。 ⑸定位元件精度设计，分析计算定位误差，分析判断是否满足加工精度要求。 ⑹对比多种方案，选择设计定位元件，定位误差分析计算，取最优方案。 2.1.3导引方案设计确定对刀、导引装置及安装方式并进行有关设计、计算。 2.1.4夹紧方案设计：对比多种方案。确定夹紧力的方向与作用点、分析与计算需要多大的夹紧力、选择夹紧机构、计算结构尺寸或进行夹紧力校核。 2.1. 5其它装置设计：连接装置、分度装置等设计计算(夹具位置误差、分度误差计算)，(附图)。 2.1. 6夹具体设计：夹具体设计时应满足以下基本要求
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。
机械制造工艺及机床夹具课程设计任 务书
”CA6140普通车床后托架(831001)”零件的机械加工工艺规程的编制及工艺装备设计 机械制造工艺及机床夹具课程设计任务书 设计题目:设计”CA6140普通车床后托架(831001)”零件的机械加工工艺规程的编制及工艺装备( 件/年) 生产纲领: 件/年 内容:1、零件图 (1) 2、毛坯图 (1) 3、机械加工工艺过程卡.....................................................1张 4、机械加工工序卡 (1) 套 5、专用夹具装配图.........................................1张 6、夹具专用零件图.........................................1张 7、设计说明
书 (1)
目录 前言 .............................. 错误!未定义书签。 一、零件的分析: ........................ 错误!未定义书签。 (二)零件的作用: ........................ 错误!未定义书签。 (三)零件的工艺分析: .................... 错误!未定义书签。 二、工艺规程的设计: .................... 错误!未定义书签。 (一)确定毛坯的制造形式: ................ 错误!未定义书签。 (二)基准的选择 ......................... 错误!未定义书签。 (三) 制订工艺路线: .................... 错误!未定义书签。 (四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定:错误!未定义书签。 (五)确定切削用量及基本工时 : ........... 错误!未定义书签。 三、夹具设计: .......................... 错误!未定义书签。 (一)问题的提出: ........................ 错误!未定义书签。 (二)夹具设计: .......................... 错误!未定义书签。 四、总结: .............................. 错误!未定义书签。 五、主要参考文献: ...................... 错误!未定义书签。 一、零件的分析: (一)计算生产纲领,确定生产类型:
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
太原科技大学数控技术课程设计 学院：机械工程学院 专业：机械电子工程 班级：机电091201班 姓名：崔世君 学号：200912010103 指导教师：贾育秦 时间：2013年1月15号
数控技术课程设计任务书 一、课程设计题目： 设计轴类零件数控加工工艺规程及数控技术仿真 二、课程设计目的： 通过数控加工工艺课程设计，掌握零件的数控加工工艺的编制及加工方法。 三、课程设计内容： 1.毛坯图一张 2.零件图一张 3.机械加工工艺过程卡一张 4.机械加工工序卡四张 5.仿真结果图一张 6.设计说明书一份 班级：机电091201 学生：崔世君 学号：200912010103 指导教师：贾育秦宋建军 教研室主任：贾育秦
目录 一、前言第3页 二、零件图的工艺分析第3页 1.加工内容第4页 2.毛坯的选择第4页 3.定位基准的确定第4页 4.加工顺序的确定第4页 5.加工工序、工步的确定第5页 三、机床的选择第6页 四、刀具的选择第6页 五、夹具的选择第7页 六、量具的选择第7页 七、切削用量的确定第7页 八、机械加工时间的计算第8页 九、编写数控部分程序第9页 十、数控仿真及其结果第10页十一、总结第13页十二、参考文献第14页
一、前言 制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力，提高对动态多变市场的适应能力和竞争力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 数控技术是制造业实现自动化、集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段。数控技术的广泛应用给传统制造业的生产方式、产品结构带来了深刻的变化。也给传统的机械、机电专业的人才带来新的机遇和挑战。 随着我国综合国力的进一步加强。我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心。现如今，我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际竞争。这就体现了学好数控技术的重要性。 这次课程设计让我们更好的熟悉数控车床、确定加工工艺、学会分析零件、学会简单的程序编程以及数控仿真，为走上工作岗位打下坚实的基础。 二、零件图的工艺分析
《机械制造装备设计》——机床课程设计1. 设计原始数据
2. 基本要求 ①课程设计必须独立的进行，每人必须完成主轴箱展开图一张，能够较清楚地表达各轴和传动件的空间位置及有关结构； ②根据设计任务书要求，合理的确定尺寸、运动及动力等有关参数； ③正确利用结构式、转速图等设计工具，认真进行方案分析； ④正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家标准规定。说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整。 注明：所有图纸需交手工绘制的草图；设计说明书要求打印(格式参考毕业设计)，但必须交计算手稿。 3. 参考资料 [1] 陈易新. 金属切削机床课程设计指导书[M]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.1987.7 [2] 机械工业沈阳教材编委会. 机床课程设计答辩指南[M]. 东北工学院. 1990.05 [3] 李庆余. 机械制造装备设计[M]. 北京：机械工业出版社.2003.8 [4] 戴曙. 金属切削机床设计[M]. 北京：机械工业出版社. 1981.7 [5] 机械设计手册编委会. 机械设计手册[M]. 北京：机械工业出版社. 2004.09 [6] 邱宣怀. 机械设计(第四版)[M]. 北京：高等教育出版社. 1997.7 [7] 陈作模. 机械原理(第7版)[M]. 北京：高等教育出版社. 2006 [8] 林清安. PRO/ENGINEER WILDFIRE零件设计基础篇[M]. 北京：中国铁道出版社. 2004.5 附录A：设计步骤 1）方案确定 ①确定有关尺寸参数、运动参数及动力参数； ②据所求得的有关运动参数及给定的公比，写出结构式，校验转速范围，绘制转速图； ③确定各变速组传动副的传动比值，定齿轮齿数、带轮直径，校验三联滑移齿轮齿顶是否相碰，校验各级转速的转速误差； ④绘制传动系统图。 2）结构设计 ①草图设计——估计各轴及齿轮尺寸，确定视图比例，确定展开图及截面图的总体布局；据各轴的受力条件，初选轴承，在有关支撑部位画出轴承轮廓。并检验各传动件运动过程中是否干涉； ②结构图设计——确定齿轮、轴承及轴的固定方式；确定润滑、密封及轴承的调整方式；确定主轴头部形状及尺寸，完成展开图及截面图的绘制；
数控机床与编程课程设计说明书设计题目： 成绩： 班级：09级机械三班 学号： 04092317 姓名：于明鑫 指导教师：于春海 设计日期2012年6月18日至2012年6月24日
目录 封面.....................................................错误！未定义书签。课程设计任务书 .. (4) 绪论 ················································································· 1.零件图分析 ······················································································ 2.零件总体工艺分析 ··················································错误！未定义书签。 2.1 选毛培····························································错误！未定义书签。 2.2 加工工艺路线···················································错误！未定义书签。 3.零件加工工艺过程卡 ···············································错误！未定义书签。 4.确定数控加工内容··············································错误！未定义书签。 5.正面铣削数控加工设计·······································错误！未定义书签。 5.1 制定工序2的加工步骤·······································错误！未定义书签。 5.2 确定装夹方案···················································错误！未定义书签。 5.3确定数控铣床 ···················································错误！未定义书签。 5.4 确定数控铣削刀具·············································错误！未定义书签。 5.5编程相关坐标点设定 ··········································错误！未定义书签。 5.6 确定切削用量···················································错误！未定义书签。 5.7 刀具轨迹坐标值的数学处理 ································错误！未定义书签。 5.8 程序编制及说明················································错误！未定义书签。 6.背面铣削数控加工设计·······································错误！未定义书签。 6.1 制定工序3的加工步骤·······································错误！未定义书签。 6.2 确定装夹方案···················································错误！未定义书签。 6.3 确定数控铣削刀具·············································错误！未定义书签。 6.4编程相关坐标点设定 ··········································错误！未定义书签。 6.5 确定切削用量···················································错误！未定义书签。 6.6 刀具轨迹坐标值的数学处理 ································错误！未定义书签。
课程设计任务书 （第六组） 一、设计题目 年产23万件床头柜生产工艺设计 建厂条件 1地址：吉林市 2.投资：大规模 三、课程设计内容 1家具结构的确定 2工艺流程的确定 3设备选型、台数计算及设备布置 4简单成本计算 5设计说明书的编写 四、课程设计要求 1、设计说明书内容： 包含：设计题目、设计任务、家具零部件图（简图A4幅面）若干张、工艺流程图（A4幅面）若干张、设备布置平面图一张（A3幅面以上）、计算过程和结果、材料消耗清单一份、简单成本核算以及其他需要说明的内容。 简单成本核算 = 材料成本 + 设备费用与折旧 + 建筑成本与折旧 + 水电费用 + 人员工资 2、设计说明书的格式如下： ①所有文字内容使用A4幅面打印，图纸根据要求确定。 ②正文文字内容使用“宋体”、大小为“小四”。 ③封面、首页样式见附页。
机床位置和工作位置的计算 机床位置和工作位置的计算，按下列步骤进行： （1）按下列公式计算按年生产计划所需的机床小时数： T=tAnk/60 式中： T—按年生产计划该工序所需的机床小时数，h; t—零件加工的工时定额，min； A—年生产计划规定的产量； n—该零件在制品中的数量； k—考虑到生产过程中零件报废的系数（k>1） T也可以按下列公式计算 T=T 1+T 2 式中：T 1 是工件（L）跟进给速度（V）之比 T 1 =L/V T 2 是辅助事件（安装时间，取放工件时间，空行程时间，其他时间） T=T 1 K K=1.2～1.5 （2）对于不只是加工一种零件，而是加工多种零件的机床设备及工作位置，按下式统计出按年生产计划在该工序上所需的总的机床小时数∑T。即： ∑T=T 1+T 2 +T 3 +……+T n 式中：T 1 T 2 T 3 ……T n —分别为按年计划各种零件在该工序上所需的机床小时数。 （3）计算机床设备全年拥有的机床小时数T 按下列公式计算： T =[365-（52×2+11）]CSK 式中：365 —年的总天数； 52×2 —是周六和周日休息天数； 11 —年的公假日； C —工作班数（1）； S —每班的工作时间； K —报废系数（0.85～0.95） T =[365-115]×1×8×0.9=1800h 有的机床是一班工作制： T =1800×1=1800h 有的机床是两班工作制： T =1800×2=3600h （4）计算机床设备和工作位置数n按下列公式计算： n=∑T/T （5）确定时机需采用机床设备及工作位置数m，当设备或工作的极速昂的小数部分超过0.25时应圆整为整数，即采用台数要多一台，当计算数的小数部分不足0.25时，一般情况下可以舍去，即采用台数为计算的整数部分，通过调整机床负荷等措施来解决，但对于某些特殊的专用设备，为了保持加工路线的直线型和保证工艺需要，使用负荷再小也要采用，如燕尾开榫机，小带锯，打眼机等。 （6）计算设备负荷百分率P P=100∑T/（mT ）
数控加工工艺课程设计指导书 一．设计目的 通过数控加工工艺课程设计，掌握零件的数控加工工艺的编制及加工方法。二．设计内容 编制中等复杂程度典型零件的数控加工工艺。 三．设计步骤 （一）零件的工艺分析 无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需做一些处理。因此程序编制中的零件的工艺分析是一项十分重要的工作。 1．数控加工工艺的基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其特点。 1）数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂。这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。 2）数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容，正由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。 2．数控加工工艺的主要内容 根据数控加工的实践，数控加工工艺主要包括以下方面： 1）选择适合在数控机床上加工的零件和确定工序内容； 2）零件图纸的数控工艺性分析； 3）制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等； 4）数控工序的设计，如工步、刀具选择、夹具定位与安装、走刀路线确定、测量、切削用量的确定等； 5）调整数控加工工艺程序，如对刀、刀具补偿等； 6）分配数控加工中的容差； 7）处理数控机床上部分工艺指令。 3．数控加工零件的合理选择 程序编制前对零件进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料，方能进行如下一些问题的研究。 在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的主要因素主要有，毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。概括起来有三点，即零件技术要求能否保证，对提高生产率是否有利，经济上虽否合算。 根据国内外数控技术应用实践，数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件：
机床夹具设计课程设计 说明书 设计题目：钻床夹具设计 系别：机械与电子工程学院 专业：机械设计制造及其自动化
前言 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、智能、复合、 环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 本次的设计任务是加工零件（板件）上的两个孔。零件属于大批量生产，钻孔要 求精度高，所以需要设计一个专用夹具，保证零件加工质量。由于夹具的利用率高， 经济性好，使用元件的功能强而且数量少，配套费用低，降低生产成本；采用夹紧装 置，缩短停机时间，提高生产效率。 设计钻床夹具，首先要分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方 法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进行安装、定位、夹紧； 完成草图后考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理结 构实现零部件间的相对运动，根据零件要求选择材料。 完成钻床夹具的所有设计后，用 AutoCAD进行二维图的绘制，首先画好零件图，最 后进行装配，标注相关尺寸及技术要求，并用 Pro/ENGINEER绘制最终三维效果图，最 终进行说明书，任务书的撰写、整理、修改完成设计任务。
目录 第一章对加工零件的工艺分析 .......................................................错误！未定义书签。 1.1夹具设计 ...........................................................................错误！未定义书签。 1.2零件分析 ...........................................................................错误！未定义书签。 1.2.1零件图 (1) 1.2.2加工零件图分析 (2) 第二章定位方案及误差分析 ...........................................................错误！未定义书签。 2.1拟定定位方案 .....................................................................错误！未定义书签。 2.1.1定位方案拟定 (2) 2.1.2定位方案选定 (2) 2.2定位误差分析 .....................................................................错误！未定义书签。 2.2.1相关概念 (3) 2.2.2定位误差分析 (4) 第三章对刀导向方案 .......................................................................错误！未定义书签。 3.1对刀导向方案 .....................................................................错误！未定义书签。 3.2对刀导向元件详细参数 .....................................................错误！未定义书签。 第四章夹紧方案及夹紧力分析 (5) 4.1 夹紧方案分析 .............................................................................错误！未定义书签。 4.2夹紧力分析 .........................................................................错误！未定义书签。 4.2.1夹紧力估算 .....................................................................错误！未定义书签。 第五章夹具体设计及连接元件选型 ...............................................错误！未定义书签。 5.1夹具体设计 ..........................................................................错误！未定义书签。 5.2连接元件选型 ......................................................................错误！未定义书签。 5.2.1标准件 .............................................................................错误！未定义书签。 5.2.2非标准件 .........................................................................错误！未定义书签。 第六章夹具零件图和装配图及标注 ...............................................错误！未定义书签。 6.1零件图 (8) 6.2钻模板零件图 ...................................................................................................... 1 1 6.3装配图 .................................................................................................................. 2 1第七章三维效果图...........................................................................错误！未定义书签。 14 总结 .................................................................. 14 参考文献 ..............................................................
《机电传动控制》课程设计任务书2016
课题1：专用镗孔机床的电气控制系统设计 (分别使用继电器接触器电路和PLC 实现控制) 1．机床概况 该设备用于大批量生产某零件的镗孔与铰孔加工工序。机床主运动采用动力头，由Y100L —6型(1.5kW-4A)三相异步电动机拖动，单向运转。该设备能进行镗孔加工，当更换刀具和改变进给速度时，又能进行铰孔加工(有镗孔与铰孔加工选择)，加工动作流程如图2-1所示。 a 镗孔） b 铰孔） 图2-1 加工动作流程图 进给系统采用液压控制，为提高工效，进给速度分快进与工进两种且自动变换。液压系统中的液压泵拖动电机为Y801-2型(750W 、1.9A)，由电磁阀(YVl ～YV4)控制进给速度，为作要求如表2-1所示。 表2-1 液压控制动作要求 为提高加工精度，主轴采用静压轴承，由Y801-2型电动机拖动高压液压泵产生静压油膜。 2．设计要求 1)主轴为单向运转，停车要求制动(采用能耗制 原位起动SQ3 原位起动SQ4
动)。 2)主轴电动机与静压电动机的联锁要求是：先开静压电动机，静压建立后(由油压继电器控制)才能起动主轴电动机，而停机时，要求先停主轴电动机，后停静压电动机。 3)主轴加工操作，采用两地控制。加工结束自动停止，手动快退至原位。 4)根据加工动作流程要求，设置镗孔加工及铰孔加工选择。 5)应有照明及工作状态显示。 6)有必要的电气保护和联锁。 7)PLC采用三菱FX2n。
课题2：千斤顶液压缸加工专用机床电气控制系统设计 (分别使用继电器接触器电路和PLC实现控制) 1．专用机床概况介绍本机为专用千斤顶液压缸两端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。动力头的快进、工进及快退由液压油缸驱动。液压系统已用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁方法实现位置控制，油泵电动机型号为Y80—4（0.55kW、1.6A）。 机床的工作程序是： 1)零件定位。人工将零件装入夹具后，定位油缸动作工件定位。 2)零件夹紧。零件定位后，延时15s，夹紧油缸动作使零件固定在夹具内。同时定位油缸退出以保证滑台入位。 3)滑台入位。滑台带动动力头一起快速进入加工位置。 4)加工零件。左右动力头进行两端面切削加工，动力头到达加工终点，即停止工进，延时30s后动力头停转，快速退回原位。 5)滑台复位，左右动力头退回原位后，滑台复位。 6)夹具松压。当滑台复位后夹具松开，取出零件。 以上液压缸各动作由电磁阀控制，电磁阀动作要求如表2-2所示。 2．设计要求 1)专用机床能半自动循环工作，又能对各个动作
机械工程学院 《数控机床编程》课程设计 题目：“王”字凸台 专业：机械设计制造及其自动 班级：机制1201 姓名：王超 学号：1209331031 成绩： 指导教师：张丽娟 2015年4月25日 .
目录 一、任务书 (1) 二、设计零件 (2) 三、数控加工工艺分析 (4) 四、程序清单 (5) 五、零件加工 (6) 六、设计小结 (7) 七、参考文献 (8) 八、感想 (9)
一、任务书 1.课程设计概述 《数控机床编程》课程设计是机械设计制造及其自动化专业的必修课程之一，它可以提高学生的动手能力，丰富学生的理论知识。是一门理论与实践相结合的综合性专业基础课。通过《数控机床编程》课程设计的学习，要求学生能够设计常用的轴类零件和型腔壳体类零件，并能够合理的选择卡具和加工设备，独立分析工艺，独立编程及完成其加工。通过数控机床编程课程设计，使学生提高数控机床实际操作和手工编程能力。同时还要求学生掌握数控机床的组成及其控制原理和方法。为以后的工作和学习打下坚实的基础。 2.课程设计目的 通过本次课程设计，掌握数控机床进行机械加工的基本方法，巩固数控加工编制的相关知识，将理论知识与实际工作相结合，并最终达到独立从事数控加工程序编制的工作能力。 3．课程设计任务 根据本任务书相关技术要求，完成零件设计，零件工艺分析，加工工序卡的编制，数控加工程序的编制，最后用HNC-21M数控系统机床加工出所设计的工件。
《数控机床编程》课程设计班级：机械设计制造及其自动化姓名：王超 二、设计零件 我要做的零件是在金属块上刻一个“王”字。由于我是第一次将所学理论用于实践，因此我选择笔画相对较少的“王’字来做。本次编程我打算用顺时钟圆弧指令G02和直线指令G01来刻画这个字。
设计任务书 设计任务： 1 按工艺动作过程拟定机构运动循环图 2 进行回转台间歇机构，主轴箱道具移动机构的选型，并进行机械运动方案评价和选择 3 按选定的电动机和执行机构的运动参数进行机械传动方案的拟定 4 对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计 5 在2号图纸上画出最终方案的机构运动简图 6 编写设计计算说明书 设计要求： 1 从刀具顶端离开工件表面65mm位置，快速移动送进了60mm后，在匀速送进60mm（5mm刀具切入量，45mm工件孔深，10mm刀具切出量），然后快速返回。回程和工作行程的速比系数K=2。 2 生产率约每小时60件。 3 刀具匀速进给速度2mm/s，工件装、卸时间不超过10s。 4 执行机构能装入机体内。
机械运动方案设计 根据专用机床的工作过程和规律可得其运动循环图如下： 机构运动循环图 机械总体结构设计 一、原动机构： 原动机选择Y132S-4异步电动机，电动机额定功率P=5.5KW,满载转速n=1440r/min。 二、传动机构： 传动系统的总传动比为i=n/n6,其中n6为圆柱凸轮所在轴的转速，即总
传动比为1440/1。采用涡轮蜗杆减速机构（或外啮合行星减速轮系）减速。 三、执行部分总体部局： 执行机构主要有旋转工件卡盘和带钻头的移动刀架两部分，两个运动在工作过程中要保持相当精度的协调。因此，在执行机构的设计过程中分为，进刀机构设计、卡盘旋转机构和减速机构设计。而进刀机构设计归结到底主要是圆柱凸轮廓线的设计，卡盘的设计主要是间歇机构的选择。 在执行过程中由于要满足相应的运动速度，因此首先应该对于原动机的输出进行减速。下面先讨论减速机构传动比的确定：由于从刀具顶端离开工件表面65mm位置，快速移动送进了60mm后，在匀速送进60mm（5mm 刀具切入量，45mm工件孔深，10mm刀具切出量），然后快速返回。要求效率是６０件／小时，刀架一个来回（生产１个工件）的时间应该是１分钟。根据这个运动规律，可以计算出电机和工作凸轮之间的传动比为1440/1。两种方案的传动比计算，参考主要零部件设计计算。 下面讨论执行机构的运动协调问题：有运动循环图可知，装上工件之后，进刀机构完成快进、加工、退刀工作，退后卡盘必须旋转到下一个工作位置，且在加工和退刀的前半个过程中卡盘必须固定不动，由于卡盘的工作位置为四个，还要满足间歇和固定两个工作，于是选择单销四槽轮机构（或棘轮机构、不完全齿轮机构与定位销协调）解决协调问题，具体实现步骤参考“回转工作台设计”。由于进刀机构的运动比较复杂，因此要满足工作的几个状态，用凸轮廓线设计的办法比较容易满足。廓线的设计参考主要零部件设计计算。
数控技术课程设计资料班级 学号 姓名 指导教师 材料目录
课程设计报告书题目：数控技术课程设计 系部： 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 学号： 2011年6月9 日
数控技术课程设计任务书 设计题目：数控车床的编程设计 数控铣床的编程设计 系部： 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名: 学号: 起迄日期: 2011年5月26日~2011年6月9日 指导教师: 教研室主任：
2．对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕： 1、设计说明书一份，包括课程设计目的，本人的设计任务，设计步骤，结论，心得体会； 3．主要参考文献： [1] 施仁，刘文江，郑辑光.自动化仪表与过程控制.第3版.北京：电子工业出版社，2003 [2] 廖效果，朱启逑.数字控制机床.武汉：华中科技大学出版社，2003 [3] 林洁.数控加工程序编制.北京：航空工业出版社，l993 [4] 于华.数控机床的编程及实例.北京：机械工业出版社，2000 [5] 顾京.数控机床加工程序编制.北京：机械工业出版社，2006 [6] 范超毅.数控技术课程设计.武汉：华中科技大学出版社，2007 4．课程设计工作进度计划： 序号起迄日期工作内容 1 5月25日~5月27日方案确定 2 5月28日~5月30日坐标点的计算 3 5月31日~6月2日程序的编制 4 6月3日~6月5日程序的校验和调试 5 6月6日~6月9日编写设计说明书 主指导教师日期：2011年 6月9日
《数控技术》课程设计任务书 5.附录（设计题目及参考例题） 下面工件毛胚的材料为尼龙棒，编写程序并加工成工件。 图一图二 图三图四 图五图六
目录 1设计任务 (2) 2设计要求 (2) 2.1总体方案设计要求 (2) 2.2其它要求 (3) 3进给伺服系统机械部分设计与计算 (3) 3.1进给系统机械结构改造设计 (3) 3.2进给伺服系统机械部分的计算与选型 (3) 3.2.1确定系统的脉冲当量 (3) 3.2.2纵向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核 (4) 3.2.3横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核 (4) 4步进电动机的计算与选型 (11) 4.1步进电动机选用的基本原则 (11) 4.1.1步距角α (11) 4.1.2精度 (11) 4.1.3转矩 (11) 4.1.4启动频率 (12) 4.2步进电动机的选择 (12) 4.2.1 C6140纵向进给系统步进电机的确定 (12)
4.2.2 C6140横向进给系统步进电机的确定 ................................................................... 12 5电动刀架的选择 .................................................................................................................... 12 6控制系统硬件电路设计 ...................................................................................................... 19 6.1控制系统的功能要求 ................................................................................................... 19 6.2硬件电路的组成： ........................................................................................................ 19 6.3电路原理图 ..................................................................................................................... 20 7总结 ........................................................................................................................................... 21 8参考文献 . (22) 1设计任务 设计任务:将一台C6140卧式车床改造成经济型数控车床。 主要技术指标如下： 1) 床身最大加工直径400mm 2) 最大加工长度1000mm 3) X 方向（横向）的脉冲当量 mm/脉冲，Z 方向（纵向）脉冲 当量 mm/脉冲 4) X 方向最快移动速度v xmax =3000mm/min ，Z 方向为v zmax =6000mm/min 5) X 方向最快工进速度v xmaxf =400mm/min ，Z 方向为v zmaxf =800mm/min 6) X 方向定位精度±0.01mm ，Z 方向±0.02mm 01 .0=x δ02 .0=z δ