數(shù)控機(jī)床說明書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目錄專心-專注-專業(yè)1.概述1.1機(jī)床課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)床課程設(shè)計(jì)，是在金屬切削機(jī)床課程之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的在于通過機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使學(xué)生在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思，方案分析，結(jié)構(gòu)工藝性，機(jī)械制圖，零件計(jì)算，編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，并培養(yǎng)學(xué)生具有初步的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。1.2銑床的規(guī)格系列和用處普通機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對(duì)這些基本知識(shí)和資料作些簡(jiǎn)要介紹。本次設(shè)計(jì)的是普通銑床主軸變速箱。1.3 操作性能要求1

2、）具有皮帶輪卸荷裝置2）主軸的變速由滑移齒輪完成2.參數(shù)的擬定2.1 確定極限轉(zhuǎn)速 主軸最大轉(zhuǎn)速2000r/min，最低轉(zhuǎn)速160 r/min。公比=1.252.2 主電機(jī)選擇合理的確定電機(jī)功率N，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。已知電動(dòng)機(jī)的功率是5.5KW，根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)3選Y132S1-2，額定功率5.5，滿載轉(zhuǎn)速2900 ，最大額定轉(zhuǎn)距2.2。3.傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.1 主傳動(dòng)方案擬定擬定傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)型式的選擇以及開停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確定。傳動(dòng)型式則指?jìng)鲃?dòng)和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同特點(diǎn)的傳動(dòng)型式、變速類

3、型。傳動(dòng)方案和型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。因此，確定傳動(dòng)方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。傳動(dòng)方案有多種，傳動(dòng)型式更是眾多，比如：傳動(dòng)型式上有集中傳動(dòng)，分離傳動(dòng)；擴(kuò)大變速范圍可用增加傳動(dòng)組數(shù)，也可用背輪結(jié)構(gòu)、分支傳動(dòng)等型式；變速箱上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。顯然，可能的方案有很多，優(yōu)化的方案也因條件而異。此次設(shè)計(jì)中，我們采用集中傳動(dòng)型式的主軸變速箱。3.2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對(duì)于分析和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式的傳動(dòng)不失為有用的方法，但對(duì)于分析復(fù)雜的傳動(dòng)并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效。3.2.1 確定傳動(dòng)

4、組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目級(jí)數(shù)為Z的傳動(dòng)系統(tǒng)由若干個(gè)順序的傳動(dòng)組組成，各傳動(dòng)組分別有、個(gè)傳動(dòng)副。即本設(shè)計(jì)中傳動(dòng)級(jí)數(shù)為Z=12。傳動(dòng)副中由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為合適，本課程設(shè)計(jì)選擇方案： 12=3×2×2；122×3×2；122×2×33.2.2 傳動(dòng)式的擬定 12級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組，選擇傳動(dòng)組安排方式時(shí)，考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能以及一個(gè)“前多后少”的原則。故離電動(dòng)機(jī)近的傳動(dòng)組的傳動(dòng)副個(gè)數(shù)最好高于后面的傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù)。主軸對(duì)加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好。最后一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副常選用2。綜

5、上所述，傳動(dòng)式為12=3×2×2。3.2.3 結(jié)構(gòu)式的擬定對(duì)于12=3×2×2傳動(dòng)式，有6種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為： 根據(jù)(1)傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍（2）基本組擴(kuò)大組的排列順序，初選的方案。轉(zhuǎn)速圖的擬定 圖1轉(zhuǎn)速圖4. 傳動(dòng)件的估算4.1 三角帶傳動(dòng)的計(jì)算三角帶傳動(dòng)中，軸間距A可以加大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會(huì)有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。帶輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。(1) 選擇三角帶的型號(hào)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)4表8-6取=1.2 根據(jù)公式 式中P-電動(dòng)機(jī)額定功率，-工作情況系數(shù) 查機(jī)械設(shè)

6、計(jì)4圖8-8因此選擇A型帶，尺寸參數(shù)為B=80mm，=11mm，h=10，。(2)確定帶輪的計(jì)算直徑，帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大。為提高帶的壽命，小帶輪的直徑不宜過小，即。查機(jī)械設(shè)計(jì)4表8-3，8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑=100。由公式 式中：-小帶輪轉(zhuǎn)速，-大帶輪轉(zhuǎn)速，-帶的滑動(dòng)系數(shù)，一般取0.02。所以，取值224mm，可以滿足傳動(dòng)比的要求。(3)確定三角帶速度按公式 (4)初定中心距帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選取： 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 取，取=486mm. (5)三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由機(jī)械設(shè)計(jì)4表8-2，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度 (6)確定實(shí)際中心距(7)

7、驗(yàn)算小帶輪包角，主動(dòng)輪上包角合適。(8)確定三角帶根數(shù)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)4式8-22得傳動(dòng)比查表8-5c，8-5d 得= 0.34KW,= 2.05KW查表8-8，=0.96；查表8-2，=0.96取 根4.2 傳動(dòng)軸的估算 傳動(dòng)軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度的要求，強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。因此疲勞強(qiáng)度一般不失是主要矛盾，除了載荷很大的情況外，可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過大的變形。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。4.2.1 傳動(dòng)軸直徑的估算 其中：P-電動(dòng)機(jī)額定功率 K-鍵槽系數(shù) A-系數(shù)-從

8、電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積；-該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。計(jì)算轉(zhuǎn)速是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系確定。查機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)1表3-8取I，IV軸的K=1.05，A=110；II，III軸是花鍵軸，取K=1.07，A=77。所以 ， 取30mm, 取25mm , 取30mm， 取50mm此軸徑為平均軸徑，設(shè)計(jì)時(shí)可相應(yīng)調(diào)整。4.2.2 傳動(dòng)軸以及主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 根據(jù)轉(zhuǎn)速圖可判斷： 4.3 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計(jì)算4.3.1 齒輪齒數(shù)的確定當(dāng)各變速組的傳動(dòng)比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。對(duì)于定比傳動(dòng)的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦

9、的方法確定。對(duì)于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí)，變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和及小齒輪的齒數(shù)可以從1表3-6（機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)）中選取。一般在主傳動(dòng)中，最小齒數(shù)應(yīng)大于1820。采用三聯(lián)滑移齒輪時(shí)，應(yīng)檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關(guān)系：三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。第一組齒輪：傳動(dòng)比： ，, 查表，齒數(shù)和取70=35，=35，=31，=39，=27，=43；第二組齒輪：傳動(dòng)比：, 齒數(shù)和取84：，=42，=42，=28，=56；第三組齒輪：傳動(dòng)比：,齒數(shù)和取113：=69，=44，=32，=81，4.3.2 齒輪模數(shù)的計(jì)算(1)- 齒輪彎曲疲

10、勞的計(jì)算： （機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)3P36，為大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，可根據(jù)轉(zhuǎn)速圖確定）齒面點(diǎn)蝕的計(jì)算：取A=70，由中心距A及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù)： 根據(jù)計(jì)算選取兩個(gè)中的較大值，選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。取 所以取(2) -齒輪彎曲疲勞的計(jì)算：齒面點(diǎn)蝕的計(jì)算：取A=87，由中心距A及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù)： 根據(jù)計(jì)算選取兩個(gè)中的較大值，選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。取 所以取(3)- 齒輪彎曲疲勞的計(jì)算： 齒面點(diǎn)蝕的計(jì)算：，取A=93，由中心距A及齒數(shù)計(jì)算出模數(shù)： 根據(jù)計(jì)算選取兩個(gè)中的較大值，選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。取 所以取(4)標(biāo)準(zhǔn)齒輪：從機(jī)械原理9 表10-2查得以下公式齒頂圓 齒根圓 分度圓 齒頂高 齒根高 齒輪的具體值

11、見表齒輪尺寸表齒輪齒數(shù)z模數(shù)m分度圓d齒頂圓齒根圓齒頂高齒根高1353108114115.533.752353108114115.533.75331396102103.533.754393120126127.533.755273849091.533.756433132138139.533.757423126132133.533.758423126132133.533.759283849091.533.7510563168174175.533.7511693207213214.533.7512443132138139.533.751332396102103.533.751481324324925

12、0.533.754.3.3齒寬確定 由公式得：第一套嚙合齒輪 第二套嚙合齒輪 第三套嚙合齒輪 反轉(zhuǎn)嚙合齒輪一對(duì)嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的載荷，設(shè)計(jì)上，應(yīng)主動(dòng)輪比小齒輪齒寬大所以，4.4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 查機(jī)械設(shè)計(jì)4P156頁(yè)，當(dāng)。D是軸承外徑，查機(jī)械零件手冊(cè)2確定選用深溝球軸承6211，d=55mm,D=100mm。帶輪內(nèi)孔尺寸是軸承外徑尺寸100mm。齒機(jī)械設(shè)計(jì)4表8-10確定參數(shù)得： 帶輪寬度：，5. 動(dòng)力設(shè)計(jì)5.1主軸剛度驗(yàn)算 5.1.1 選定前端懸伸量C，參考機(jī)械裝備設(shè)計(jì)1P121，根據(jù)主軸端部的結(jié)構(gòu)，前支承軸承配置和密封裝置的型式和尺

13、寸，這里選定C=120mm. 5.1.2 主軸支承跨距L的確定 后支撐是圓錐滾子軸承。 L=460mm5.1.3 計(jì)算當(dāng)量外徑 64.17mm 5.1.4主軸剛度的計(jì)算 由于，故根據(jù)式金屬切削機(jī)床5（1018）： 5.1.5 對(duì)于這種機(jī)床的剛度要求 由于這種機(jī)床屬高效通用機(jī)床，主軸的剛度可根據(jù)自激振動(dòng)穩(wěn)定性決定。取阻尼比；當(dāng),時(shí)，。這種機(jī)床要求切削穩(wěn)定性良好，取 代入式（1016）， 根據(jù)穩(wěn)定性指標(biāo)的規(guī)定，工件長(zhǎng)度，加上卡盤，共長(zhǎng)。根據(jù)式（1018）， 根據(jù)式（1019）， 可以看出，該機(jī)床主軸是合格的。5.2 齒輪校驗(yàn) 在驗(yàn)算算速箱中的齒輪應(yīng)力時(shí)，選相同模數(shù)中承受載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪進(jìn)接

14、觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算。這里要驗(yàn)算的是齒輪5，齒輪9，齒輪12這三個(gè)齒輪。 齒輪5的齒數(shù)為28，模數(shù)為3，齒輪的應(yīng)力：1）接觸應(yīng)力： u-大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比；-區(qū)域系數(shù)； -彈性影響系數(shù)； K-載荷系數(shù)；圓周力。查機(jī)械設(shè)計(jì)4表10-4及圖10-8及表10-2分布得假定齒輪工作壽命是48000h。最終確定 ：接觸應(yīng)力 830.0Mpa 接觸疲勞強(qiáng)度校核滿足2） 彎曲應(yīng)力： 齒型系數(shù)；應(yīng)力校正系數(shù).查機(jī)械設(shè)計(jì)4有，求得： =105Mpa 彎曲疲勞強(qiáng)度校核滿足另外兩齒輪計(jì)算方法如上，均符合要求。5.3軸承的校驗(yàn)一般機(jī)床傳動(dòng)軸的滾動(dòng)軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應(yīng)進(jìn)行疲勞壽命驗(yàn)算。機(jī)床主軸通

15、常有較高的剛度要求。主軸軸徑的尺寸較大，按軸徑尺寸所選定的軸承，其疲勞壽命是足夠的，所以對(duì)主軸軸承主要進(jìn)行精度和剛度的校核。對(duì)于轉(zhuǎn)速很低的滾動(dòng)軸承，主要因滾動(dòng)體接觸面的永久變形而失效，故應(yīng)驗(yàn)算其靜載荷。45#鋼 調(diào)質(zhì) 毛土坯直徑 硬度 抗拉強(qiáng)度極限 屈服強(qiáng)度極限彎曲疲勞極限剪切疲勞極限許用彎曲應(yīng)力按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校驗(yàn)N=160P=3.13KWd=70mm故軸符合，軸選用45#鋼調(diào)質(zhì)處理。6.系統(tǒng)傳動(dòng)圖圖 2圖37.心得體會(huì)在課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，對(duì)銑床主軸箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了相當(dāng)?shù)睦斫?。設(shè)計(jì)的過程中遇到很多問題，認(rèn)識(shí)到自己對(duì)金屬切削機(jī)床以及其他相關(guān)課程的學(xué)習(xí)還不夠深入，在同學(xué)們的幫助和老師的指導(dǎo)下學(xué)會(huì)了這門課設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和方法。通過大量的翻閱參考資料和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，掌握了不少知識(shí)。雖然完成了設(shè)計(jì)但是在知識(shí)方面還有很多欠缺。我會(huì)繼續(xù)努力再接再厲。由于時(shí)間比較緊迫，設(shè)計(jì)中可能存在不少問題，望老師能給予指出和指正。通過這次設(shè)計(jì)更加鞏固了我對(duì)金屬切削機(jī)床的認(rèn)識(shí)和了解，對(duì)以后的課程設(shè)計(jì)或工作以后的設(shè)計(jì)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。8.參考文獻(xiàn)1 馮辛安主編.機(jī)械工業(yè)出版社. 北京.1999.12 2 周開勤主編. 20013 曹玉榜 易錫麟.機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)指導(dǎo). 機(jī)械工業(yè)出版社. 北京.1987.5.4 濮良貴 紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社.北京.20015 黃鶴汀主編. . 北京. 機(jī)械工業(yè)