大型轴齿轮专用车床的研制.docx

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1、大型轴齿轮专用机床设计说明书右零件（导轨）AutoCAD 固形DWG 55箱体AutoCAIj 圈形0WG 50 陟前首英文毕J 呈 Microsoft Word 9.| 63 KB中文 Microsoft 57 KBWord 9.零件小齿轮）AutoCAD 图形54 KB装配割 AutoCAD 圈形 197 KB英交原文Mi crosoft Wurd 9.63 KB零件成齿.霞hIoCAD 国形 bl KK，AutoCAD 图形47 KB大型轴齿轮专用机厅 设3Microsoft Word 9.摘要Microsoft Word 9.20 KB中文部译Microsoft Word 9.57 K

2、B学校： 专业：班级：姓名： 学号： 指导老师:目录第一章专用车床总体方案设计41.1专用车床总体方设计的依据41.1.1 工件41.1.2 刀具51.2工艺分析51.2.1车外圆分析51.2.2平面与阶台车削分析61.2.3机床运动的确定61.3专用车床的总体布局71.3. 1总体布局方案81.3.2运动的分配81.3.3 机床传动形式的选择 91.3.4改善机床性能和技术经济指标的措施101.3.5专用机床的总体布局图101.4专用车床主要技术参数的确定111.4.1工件加工余量的确定111.4.2主轴转速的确定111.4.2.1 主轴最高、最低转速111.4.2.2主轴转速的合理排列 1

3、21.4.3主运动驱动电动机功率的确定131.4.3.1切削力的计算 131.4.3.2切削功率的计算 131.4.3.3估算电动机功率131.4.3.4选择主电机 141.4.4进给驱动电动机功率的确定 14第二章专用车床主轴组件设计152.1主轴组件的布局152.1.1两支承主轴轴承的配置形式 152.2主轴结构的初步拟定152.3箱体设计162.4主轴间隙的调整16第三章专用车床主轴变速设计183.1分级变速传动链设计183.1.1分级变速机构的转速图183.1.2结构分析式 183.1.3绘制传动系统图193.2带轮结构设计19第四章 专用车床进给组件设计204.1床身的设计204.1

4、.1 床身导轨选用形式方案论证 214.1.2床身的基本尺寸214.2大溜板设计214.3中溜板的设计214.4小溜板的设计214.5刀架的选择22第五章进给变速系统设计235.1变速系统设计方案论证235.2进给量的确定235.3光杠转速的确定235.4传动结构式245.5确定传动系统图25结论25参考文献26大型轴齿轮专用车床的研制一总体设计部第一章专用车床的总体方案设计设计机床的第一步，是确定总体方案。总体方案是机床部件和零件的设计依据，对整 个设计的影响较大。因此，在拟定总体方案的过程中，必须全面地、周密地考虑，使所定 方案技术先进、经济合理。1.1.专用车床总体方案设计的依据专用车床

5、总体方案设计的主要依据包括工件、刀具、同类型机床、有关的科技成就、 使用要求以及制造条件等。设计者应作充分的调查，明确设计要求，掌握有关资料，在深 入分析的基础上，拟定机床的总体方案。1.1.1工件工件是机床总体方案设计的重要依据之一，设计者必须明确工件的特点和加工要求。 诸如被加工面的尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度以及生产率等。本次毕业设计要求 设计一台大型齿轮毛胚专用车床，用于加工直径为1500mm的大型齿轮毛胚。其其主要技 术参数如下：车削最大外径中1500mm内径中150mm带轮最大厚度200mm毛胚材料灰铸铁毛胚重量828kg生产批量100个/年加工部位的要求如下：（1）被加工表

6、面的粗糙度均为Ra3.6（2）内外圆的同轴度为中0.15mm（3）前后端面的平行度为0.15mm加工工序的安排如下：工序一 粗加工外圆，粗加工内圆，粗车前端面工序二 精加工外圆，精加工内圆，精加工前端面工序三粗加工后端面工序四精加工后端面另外，由于齿轮毛胚的毛重约为828kg，装卸工件必须借助于起重设备。1.1.2刀具刀具是机床总体方案设计的又一重要依据。刀具材料性能的优劣对切削加工的过程、 加工精度、表面质量及生产效率有着直接的影响。本设计中刀具采用硬质合金车刀，牌号为YG6。1.2工艺分析1.2.1车外圆分析用车削方法加工工件的外圆表面称为车外圆。外圆表面包括外圆柱表面和外圆锥表 面。习惯

7、上所说的车外圆是指外圆柱面车削。车削外圆柱面时，工件回转，车刀作平行 于工件轴线的进给运动。外圆车刀为主偏角K =45。的弯头车刀是一种多用途车刀，可 以车外圆、车平面和倒角。但切削时背向力F较大，车削细长工件时，工件容易被顶弯P而引起振动，所以常用来车削刚性较好的工件。K =60 -75。外圆车刀的刀尖强度较高， r散热条件好。由于主偏角的增大，切削时背向力F得以减小，因此能车削刚性稍差的工 P件，适用于粗、精车外圆。K =90的偏刀可以车外圆、端面、阶台。由于主偏角很大，切削时背向力F较小，不易引起工件弯曲和振动，但刀尖强度较低，散热条件差，容易 P磨损。1.2.2平面与阶台车削分析车端面

8、常用K =75。的劈刀，也可使用K =45。的弯头车刀。装刀时，刀尖高度必须 严格保证与工件轴线等高，否则端面中心会留下凸起的剩余材料。车削时，工件回转， 车刀作垂直于工件轴线的横向进给运动。为防止床鞍因间隙或误动作发生纵向位移而影 响平面度，应将床鞍位置锁定。1）预先刻划痕，用于轴向尺寸精度不高或粗加工时；2）用溜板箱刻度盘控制3）用挡铁定位。用车削方法扩大工件的孔或加工空心工件的内表面称为车孔。内孔表面包括内圆柱表面和内圆锥表面，这里指内圆柱表面的车削。孔分为通孔和阶台孔或不通孔两类，车工用内孔车刀也不同，其主要区别是车削阶 台孔或不通孔的车刀，主偏角Kr90，以保证阶台平面或不通孔底面的

9、平面度。加工 阶台孔或不通孔时，车刀纵向进给到需要位置，然后改作横向进给车削阶台平面或孔底 面。1.2.3机床运动的确定确定机床运动，指确定机床运动的数目，运动类型以及运动的执行件。必须指出，不同类型的运动，在速度、功率、精度等方面的要求也不同。表面成形运 动直接参加被加工表面的形成过程，运动误差直接影响加工精度和表面粗糙度。因此，对 表面成形运动的要求高。其中，主运动的速度高、功率大。故对其传动和支承有较高的要 求。在辅助运动中，快速移动的速度高，但精度要求不高；调整运动和分度运动的速度低、 功率小，但位置精度要求高。对于复合运动，要求内联系传动链有较高的传动精度；而对 于简单运动，传动精度

10、的要求不高。因此，确定机床运动时，应在满足工作要求的前提下， 尽可能减少要求高的运动数目。为了简化结构，还应尽可能减少运动执行件的数目，用一个执行件完成多个运动。本任务中要求加工两个同轴的圆柱面，相应的表面成形运动有主轴的回转运动，工作 台横向进给运动；辅助运动有工作台退回运动刀具的调整运动。其中工作台的纵向进给运 动和主轴的回转运动直接参与被加工表面的形成过程，它们运动的误差直接影响加工精度 和表面粗糙度。因此，对表面成形运动的要求高。其中主运动速度高、功率大，故其对传 动和支承有较高的要求，刀具的调整运动由手动完成。1.2.3加工示意图的绘制加工示意图的作用是表明机床所采用的工艺方法和刀具

11、，规定工件、刀具以及机床执 行部件（如主轴箱、工作台、刀架等）的运动速度、行程以及主要联系尺寸。利用加工示 意图可检查工件、刀具、机床部件之间在工作时是否会发生干涉。它是设计专用机床的执 行部件和刀具、绘制机床总联系尺寸图的重要依据。图1-1所示为加工齿轮毛胚专用车床的加工示意图，它表明：（1）工艺方法 车削，只有一把刀具进行工作。（2）刀具硬质合金车刀，刀杆截面尺寸为20X30。（3）切削用量 切削速度28.2 r/min，粗车时进给量为0 . 2 5 mm/ r，精车时进给量为0 . 5mm/r.1.3专用车床的总体布局总体设计的任务是解决机床各部件的相对运动和相对位置的关系，并使机床具有

12、一个 协调完美的造型。工艺分析和工件的形状、尺寸和重量，在很大程度上左右着机床的布局 形式。合理的总体布局的基本要求有：(1) 保证工艺方法所要求的工件与刀具的相对运动关系；(2) 保证机床具有足够的加工精度和相适应的刚度和抗振性；(3) 便于操纵、调整、维修，便于输送、装卸工件和排屑等；(4 )节省材料，占地面积小，即经济效果好；(5)造型美观。机床总体设计的一般步骤是，首先是根据工艺分析分配机床部件的运动，选择传动形 式和支承形式；然后安排操作部位，并拟定好在布局上改善机床性能和技术经济指标的措 施。上述步骤之间有着密切联系，必要时可互相穿插或并进。1.3. 1总体布局方案方案a对于所加工

13、的零件，采用传统的卧式车床总体布局，那么在加工完齿轮毛坯 的端面后，再加工内孔，将行走很大的距离，并且使中溜板的长度过大，在其总体布局上， 显示的不合理，不利于生产操作，不利于加工。方案b根据加工零件的特殊性，并且查阅有关的资料，采用部分落地车床的总体布 局，将可以解决以上的不足。它的优点可以表示如下，用导轨作为大行程的轨道，方便有 利于精度；对于进给系统所需的速度，可用一个单独电机来传递，有利于设计。方案c对应所加工的零件，若采用立式车床总体布局，虽有利于零件的装夹，但若 购买立式车床，则价格昂贵，若自己设计，则难度较大，无法完成用一个单独电机来驱动 进给系统的任务。综合比较分析上述三种方案

14、，本课题设计的总体布局选用方案b。1.3.1运动的分配机床上的工艺方法确定后，刀具和工件在切削加工时的相对运动亦随着被规定了。但 是这个相对运动可分配给刀具，也可分配给工件，或者由刀具和工件共同来完成。机床运 动的合理分配，是有多方面因素决定的。（1）简化机床的传动和结构（2）提高加工精度（3）缩小机床占地面积本设计的专用车床运动分配为：工件的回转运动，刀具的进给运动。1.3.2机床传动形式的选择机床的传动形式有机械的、液压的、气动的、电气的及其综合的等多种形式。选择机 床传动形式的基本要求是：图1-2所示为典型的机床传动形式，对于回转运动的驱动，可以时机械的，也可以是 液压或电气的。图1-2

15、a所示为机械驱动形式，一般利用齿轮变速机构，实现有级变速。 其工作可靠，要求一般的制造水平，在机床中得到广泛的应用。图1-2b和c分别表示 液压机驱动形式和直流发电机-电动机组驱动形式，这样可实现机床在工作中无级变速， 但传动装置的成本较高。本任务选用图1-2a所示的机械传动形式。对于直线运动的驱动，机械的和液压的都得到了广泛应用。图1-2d所示为机械驱 动形式，一般为有级变速，也有某些机床利用机械无级变速器，进行无级变速。图1-2e 所示为另一种机械驱动形式，多用于自动化机床中，其实现的行程一般不超过100 150mm。图1-2f所示为液压驱动形式，由于传动平稳，容易实现无级变速和运动控制的

16、 自动化，在机床中应用很广。本任务选用图1-2h所示的机械传动形式。图1-2典型的机床传动形式1-交流电动机；2-变速机构；3-主轴；4-油泵；5-液动机；6-液压控制装置；7-油箱；8-直流发电机；9-电联系；10-直流电动机；11-固定传动比的传动链；12-丝杠；13-直线移动部件；14-凸轮机构；15-齿条机构；16-油 缸； 17-可调电阻器；18-模板；19-触指；20-液压随动系统；21-主轴箱；22-车刀；23-工件图1-3车床的传动原理图11.3.3机床支承形式的选择机床中常用的支承件有床身、底座、立柱、横梁、横臂等。这些支承件或单独使用， 或综合使用。机床支承形式可归纳为下列

17、五种：（1）一字型支承 支承件是床身，或床身与底座的组合，具有这种支承形式的机床， 称为卧式机床（2）柱形支承 支撑件是立柱，或立柱与底座的组合。具有这种支承形式的机床， 称为立式机床。（3）倒丁字形支承支承件是床身和立柱的组合。具有这种支承形式的机床，称为 复合式机床。（4）槽形支承 支承件是床身、立柱、横臂三者的组合。具有这种支承形式的机床， 称为单臂式机床。（5）框形支承 机床的支承件事由床身、横梁及双立柱组合而成，形成封闭的框形 机构。具有这种支承形式的机床，称为龙门式机床。本设计的专用车床支承形式选择为一字形支承。1.3.4改善机床性能和技术经济指标的措施机床性能和技术经济指标的改善

18、，可借助于结构、布局等多方面的措施来实现。就布 局方面说，采取适当的措施可改善机床的性能（例如，提高刚度、减少振动、改善排屑状况等）和技术经济指标（例如，节省材料、缩小占地面积等）。1.3.5专用机床的总体布局图根据齿轮毛胚的加工要求及以上所述，机床的总体布局图如图1-3所示:图1-3总体布局图1.4专用车床主要技术参数的确定机床主要技术参数包括主参数和基本参数，基本参数又包括尺寸参数，运动参数，动 力参数。主参数，或称主要规格，表示机床的加工范围。专用机床的主参数，一般以被加工零 件和被加工表面来代表。本课题设计机床的主参数为：最大加工直径1500mm，最大加工厚 度 275mm。机床的尺寸

19、参数是指机床的主要结构尺寸，包括：与被加工零件有关的尺寸；标准化 工具或夹具的安装面尺寸；主要结构尺寸。本课题设计机床的尺寸参数为：刀架的纵向行 程900mm、横向行程300mm，机床结构尺寸3150x3365x1305。运动参数系指机床执行件，如主轴、工作台、刀架等的运动速度、表1-1内所列为常 用的运动参数。本课题设计机床的运动参数为：主轴转速6r/min、9.5 r/min、15 r/min、 23.5 r/min、27.5 r/min、60 r/min，精车速度 0.5mm /r，粗车速度 0.25 mm /r.动力参数一般指机床电动机的功率。机床内常用的电动机有：主运动驱动电动机、进

20、 给运动驱动电动机、主运动及进给运动驱动电机、辅助运动驱动电机、液压泵驱动电机等， 某些机床的动力参数还包括其他内容。本课题设计机床的动力参数为：主运动驱动电动机 4KW,进给运动驱动电动机0.55KW。1.4.1工件加工余量的确定直径为1500mm的大型齿轮毛胚，材料为灰铸铁，硬度为190-210HB，生产类型为中小 批量，铸造毛胚。查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5，取加工余量为2.5mm。1.4.2主轴转速的确定专用车床用于完成特定的工艺，当该工艺长期稳定是，主轴只需一种固定的转速n，1000V/_即 n- r/min3.14d式中：v 一选定的切削速度（m/min）；d 一刀具（

21、或工件）直径（mm）1.4.2.1主轴最高，最低转速按照典型工序的切削速度和刀具（或工件）直径、计算主轴最高转速nmax、最低转速 n min。计算公式如下：=1000 Vn maxmax 兀 dminn =min1000 Vmin兀dmax(1)式中：n 、n .主轴最高、最低转速(r/min)V max、V min 最高、最低切削速度(m/min) d 、d 最大、最小计算直径(mm)根据机械制造工艺金属切削机床设计指导第6970页，可查出以下数据:查表2.2-3取切削速度V=28.2 m/min车床的最大、最小计算直径dmax、dmin分别为: d =1500mm d =150mm则主轴

22、最高转速为：1000n =max 兀 dmin=I000 X 28.2 r/min =59.8r/min3.14 x 150取标准数列值:n =60r/min最低转速为：n = 1000、=1000 X W r/min =5.98r/min min 兀 d 3.14 x 1500max取标准数列值:n =6r/min1.4.2.2主轴转速的合理排列最高、最低转速确定后，还需确定中间转速，选择公比，转速级数Z,则转速数 为：n = n =6r/min, n = n .B , n = n .B 2,，n 乙=n .B z-1查标准数列，取公比=1.58 (1VB 2)转速范围：R = m = WO

23、 =10 n n 56 min转速级数：Z=logR n +1=6.033 取 Z=6log因此本次机床设计，要求主轴转速级数Z=6。即:n =6， n =9.5, n =15, n =23.5，n =37.5，n =60 (r/min)1234561.4.3主运动驱动电动机功率的确定电动机功率是计算机床零件和决定结构尺寸的主要依据。电动机功率取大了，则机床 零、部件的尺寸也随之不必要地增大，不仅浪费材料，而且使电动机经常处于低负荷情况 下工作，只是功率因数小；如果电动机功率取小了，则机床的技术性能达不到设计的要求， 且出现电动机超负荷工作的情况，容易烧坏电动机和电器元件。1.4.3.1切削力

24、的计算计算车削工件时的切削力F =9.18 C a 腥 fyFc K NFC pFC式中：CFc一工件材料和切削条件对切削力的影响系数，由表查出Cf92x 一背吃刀量a对切削力的影响指数，由表查出x =1FCpFCyF 一进给量f对切削力影响指数，由表查出yF =0.75CC之乘积，由表查出并计算得%。a 一背吃刀量，由表查出a =5mmf一进给量，则车削力的大小为：由表查出f =1.5mm r%实验条件验公式中切削条件不同时，各种因素对切削力的修正系数F =9.18X92 X 51 X 1.50.75 X 1N=6116.4N1.4.3.2切削功率的计算根据机械制造工艺金属机床设计指导第72

25、页，可得切削功率公式为:P 二工=611昌x 2&2 g2.87KW m 60000600001.4.3.3估算电动机功率根据机械制造工艺金属机床设计指导第72页，有P =二=282 KW=3.59KWe 门 0.7式中：n 一主传动系统的机械效率，回转运动的机床n =0.70.85。1.4.3.4选择主电机查机械设计课程设计手册第155页表12-1，选Y112M-4型电机，主要参数有：额定功率P =4KW，满载转速n =1440r/min，同步转速n=1500r/min，级数P=4，质 量 m=43kg。1.4.4进给驱动电动机功率的确定查金属切削机床设计第41页，可知：进给驱动电动机功率取

26、决于进给的有效功 率和传动件的机械效率，即：P = 2V s s 60000s式中：P 进给驱动电动机功率(KW)Q 一进给抗力(N)V 进给速度(m/min),一进给传动系统的总机械效率(一般取0.150.2) 粗略计算时，可根据进给传动与主传动所需功率之比值来估算进给驱动电机功率。对于车床：P =0.035XN=0.035X4=0.14KW查机械设计课程设计手册第155页表12-1，选Y801-4电机，主要参数有：额定功率P =0.55KW，满载转速n =1390r/min，同步转速n=1500r/min，级数P=4， 质量 m=22kg。第二章主轴组件设计大多数机床都具有主轴组件。有的机

27、床只有一个主轴组件；有的则有多个，如外圆磨 床具有砂轮主轴组件和工件、头架主轴组件，又如组合机床，具有多至几十个主轴组件。 主轴组件由主轴、主轴轴承和安装在主轴上的传动件、密封件等组成。对于钻镗类机床， 还包括主轴套筒和镗杆等。主轴组件是机床的执行件，它的功用是支承并带动工件或刀具旋转，完成表面成形运 动，同时还起传递运动和扭矩、承受切削力和驱动力等载荷的作用。由于主轴组件的工作 性能直接影响到机床的加工质量和生产率，因此它是机床中的一个关键组件。主轴和一般传动轴的相同点是，两者都传递运动、扭矩并承受传动力，都要保证传动 件和支承的正常工件条件，但主轴直接承受切削力，还要带动工件或刀具，实现表

28、面成形 运动，因此对主轴有较高的要求。2.1主轴组件的布局2.1.1两支承主轴轴承的配置形式机床主轴有前、后两个支承和前、中、后三个支承两种，以前者较多见。两支承主轴 轴承的配置型式，包括主轴轴承的选型、组合以及布置，主要根据对所设计主轴组件在转 速、承载能力、刚度以及精度等方面的要求，并考虑轴承的供应、经济性等具体情 况，加以确定。本设计的主轴采用前、后支承的两支承主轴，前支承采用双列向心短圆柱滚子轴承 和推力球轴承的组合，D级精度；后支承采用圆柱滚子轴承，E级精度。其中前支承的双 列圆柱滚子轴承，滚子直径小，数量多（5060个），具有较高的刚度；两列滚子交错布 置，减少了刚度的变化量；外圈

29、无挡边，加工方便；轴承内孔为锥孔，锥度为1： 12,轴 向移动内圈使之径向变形，调整径向间隙和预紧；黄铜实体保持架，利于轴承散热。前支 承的总体特点是：主轴静刚度好，回转精度高，温升小，径向间隙可以调整，易保持主轴 精度，但由于前支承结构比较复杂，前、后支承的温升不同，热变形较大，此外，装配、 调整比较麻烦。2.2主轴结构的初步拟定主轴的结构主要决定于主轴上所安装的刀具、夹具、传动件、轴承和密封装置等的类 型、数目、位置和安装定位的方法，同时还要考虑主轴加工和装配的工艺性，一般在机床 15主轴上装有较多的零件，为了满足刚度要求和能得到足够的止推面以及便于装配，常把主 轴设计成阶梯轴，即轴径从前

30、轴颈起向后依次递减。主轴是空心的或者是实心的，主要取 决于机床的类型。此次设计的主轴，也设计成阶梯形，同时，在满足刚度要求的前提下， 设计成空心轴，以便通过刀具拉杆。主轴端部系指主轴前端。它的形状决定于机床的类型、安装夹具或刀具的形式，并应 保证夹具或刀具安装可靠、定位准确，装卸方便和能传递一定的扭矩。查金属切削机床设计第135页中通用机床主轴端部的形状图，选短圆锥法兰盘式 主轴端部结构形式。其特点是：主轴端面上有四个螺孔，用来固定和传递扭矩给刀具。主 轴是空心的，前端有锥度为1:4的锥孔，选择b）型适合.2.3箱体设计根据机床总体设计方案图可知，箱体的大致结构为长方体。但是，为了满足体积小、

31、 重量轻、结构简单、使用方便、效率高及质量好的要求，需对箱体做进一步的分析和设计。第一，箱体的顶部，为了安装、调试和维修轴向调节机构方便，需设置一箱体盖，用 四颗螺钉联接在箱体上。示意图如图2-3所示；为了安装轴向移动机构，箱盖下面需留出 一定量的空间，其中包括留出轴向70mm的空间供轴向移动机构轴向调节，这就减小了箱 体的刚度和强度。为此，此处箱体的最小径向尺寸不得小于15mm。第二，主轴尾端，采用带轮传递动力，故此处箱体还应与变速箱相连，应设计出相应 的带轮键槽和螺纹。第三，夹紧套筒用的弹性套，安装在箱体与套筒间，此处箱体应设计出足够的空间； 弹性套外面的锁紧螺栓仍与箱体联接，为了拧紧螺栓

32、方便，此处箱体应设计出供操作螺栓 用工具的合理空间。2.4主轴间隙的调整主轴支承对主轴的回转精度及刚度影响很大。主轴轴承应在无间隙（或少量过盈）的 条件下进行运转。轴承的间隙直接影响加工精度，因此，主轴组件应在结构上保证能调整 轴承间隙。前轴承径向间隙的调整方法如下：首先松开主轴前端螺母，并松开前支承左端调整螺 母上的锁紧螺钉。拧紧螺母，推动轴套，这是D3182121型轴承的内环相对于主轴锥面做 轴向移动，由于轴承内环很薄，而且内孔也和主轴锥面一样，具有1： 12的和锥度，因此 内环在轴向移动的同时作径向弹性膨胀，从而调整轴承的径向间隙和预紧程度。调整妥当 后，再将前端螺母和支承左端调整螺母上

33、的锁紧螺钉拧紧。后支承中轴承的径向间隙与轴 承的轴向间隙是用螺母同时调整的，其方法是：松开调整螺母上的锁紧螺钉，拧动螺母， 推动轴套、轴承的内环和滚珠，从而消除轴承的间隙；拧动螺母的同时，向后拉主轴及轴 套，从而调整轴承的轴向间隙。第三章主轴变速系统设计3.1分级变速传动链设计3.1.1分级变速机构的转速图转速图如图3-1所示：电机I TITTT IV图3-1转速图3.1.2结构分析式(1)(2)6 = 3 x 26 = 2 x 3从电动机到主轴主要为降速传动，取6 = 31 X 22方案。在降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比lmin 4 ；在升速时为防止产生过大的噪音和

34、震动常 限制最大转速比imax- 2。在主传动链任一传动组的最大变速范围R max =(imax 、。 - 810。 在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小。根据中间传动轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如图3-2：图3-2结构网3.1.3绘制传动系统图根据轴数，电动机等已知条件可有如图3-3系统图：6300_ * f.kLi /i ir r r ir 二二.0 I / I” il Q Lg图3-3 传动系统图3.2带轮结构设计1）材料选择：选择材料HT1502）结构形式：小带轮ddi=l32mm，小于300mm，采用腹板式结构；由于大带轮所在轴的轴颈小，为减少变速箱输入端皮带轮所

35、受径向拉力对轴I的影响，采 用卸荷式皮带轮，同时大带轮dd2 =560mm，大于300mm，采用轮辐式结构。第四章进给组件设计4.1床身的设计4.1.1床身导轨选用形式方案论证三角形和矩形组合：这种组合形式以三角导轨为导向面，导向精度较高，而平导轨的 工艺性好，因此应用最广。这种组合有V-平组合，棱-平组合，双形组合三种形式。方案1 ： V-平组合V-平组合导轨易储存润滑油，低、高速都能采用导向精度高，不 需镶条。加工和装配都比较简便。形导轨摩擦力较大，磨损较快。有倾覆力矩时不易保 证水平面内导向精度支承导轨为形时，由于能得到较充足的润滑，除用于精密和大型机 床的进给导轨外，还可用于主运动导轨

36、，必须很好地防护，以防落入切屑和灰尘。图3-2 为V-平组合图方案2：棱-平组合导轨棱-平组合导轨不能储存润滑油，只用于低速移动，适用于 不易防护、速度较低的进给运动导轨。图3-1为棱-平组合图。本次设计的机床为专用机床，承载较大，并且要求导向精度不是很高，但必须加以防 护，以防落入切屑和灰尘。因此选用棱-平组合导轨。图4-1棱平导轨图4-2 V平导轨4.1.2床身的基本尺寸表4.1床身基本尺寸单位：mm名称尺寸导轨面形状棱-平组合导轨导轨长度1500有效行程900导轨面宽度550床身高度255床腿高度4954.2大溜板设计大溜板上导轨的选用为矩形+V型导轨。因为矩形导轨：优点是结构简单，制造

37、、检验 和修理方便；导轨面较宽，承载力较大，刚度高，故应用广泛。V型导轨：优点是导向精 度高；导轨间隙不需用压板或镶条调整，且磨损后不需重新调整。将大溜板放在床身上，用压板固定，必要时再用调整镶条以调整间隙。中溜板与大 溜班的连接亦采用如此方式。4.3中溜板的设计中溜板上导轨的选用为在圆形导轨上+V型导轨。圆形导轨：制造方便，外圆采用磨削，内孔珩磨可达精密的配合，但磨损后不能调整 间隙。为防止转动，可在圆柱表面开键槽或加工出平面，但不能承受大的扭矩。宜用于承 受轴向载荷的场合。V型导轨：优点是导向精度高；导轨间隙不需用压板或镶条调整，且磨损后不需重新 调整。4.4小溜板的设计中溜板上导轨的选用

38、为在圆形导轨上+V型导轨。圆形导轨：制造方便，外圆采用磨削，内孔珩磨可达精密的配合，但磨损后不能调整 间隙。为防止转动，可在圆柱表面开键槽或加工出平面，但不能承受大的扭矩。宜用于承 受轴向载荷的场合。V型导轨：优点是导向精度高；导轨间隙不需用压板或镶条调整，且磨损后不需重新 调整。4.5刀架的选择选用cw6163B车床上的刀架因刀架为外购件，其尺寸已成定值由于设计量较大且车床 采用落地车床的布局刀架完全符号本车床的车削要求，故选用cw6163B车床上的刀架。第五章进给变速系统设计5.1变速系统设计方案论证进给系统的动力来源可以来自主轴，也可以采用单独电机驱动。方案1进给系统的动力来源为主轴箱，

39、通过挂轮架将动力传进进给箱带动光杠然后 经过溜板箱带动溜板从而带动刀架运动。由于本课题设计的机床为大型盘类零件的专用车 床，只需加工内外圆和前后断面，主轴转速和刀具进给量无一定的比例关系，无需采用内 联系传动。（如图5-1）方案2进给系统的动力来源为独立电机，通过皮带轮将动力传进进给箱带动光杠然 后经过溜板箱带动溜板从而带动刀架运动。这种方案简化了机床的设计，也是机床的结构 变得简单，使得布局也较为合理。（如图5-2）图5-1动力为主轴的框图图5-2动力为单独电机的框图综上所述，传动进给系统采用方案2。5.2进给量的确定根据大型盘类零件车床进给量的选择标准，进给量一般为0.05-6mm/r。综

40、合考虑本车 床为专用车床，主要加工材料为铸铁HT150，主轴转速为6-60r/min，切削用具为YG6工 具钢材料。初步确定纵向进给量粗车为0.25mm/r，精车为0.5mm/r，溜板箱采用CA6140 的溜板箱，横向进给量为纵向进给量的1/2，精车为0.125mm/r，粗车为0.25mm/r。5.3光杠转速的确定前面已经给出了主轴的转速，由于给出的进给量的单位是mm/r，现在要求其单位变 为mm/min，那么就需将主轴转速进行折合（如表5.1示），再合理选定光杠转速。表5.1进给量vf光杠转速nM主轴转速 r/min进给方向粗车mm/min精车mm/minr/min6纵向31.51.23横向

41、1.50.750.629.5纵向4.752.3752横向2.3751.2115.8纵向7.943.24横向421.6223.6纵向11.864.8横向5.932.437.5纵向18.89.48横向9.44.7460纵向301512横向157.56取为6种:1.23 r/min 2r/min 3.15r/min 5r/min 8r/min 12.5r/min5.4传动结构式两种结构式: 6 = 31 X 22 6 = 21 X 33从12.5r/min到光杠主要为降速传动，取6 = 31 X 22方案。在降速传动中，防止齿轮直径 过大而使径向尺寸常限制最小传动比 imin 4 ；在升速时为防止产

42、生过大的噪音和震动常限制最大转速比imax 2。在主传动链任一 传动组的最大变速范围 R =（i /i.） 810。在设计时必须保证中 间传动轴的变速范围最小，根据中间传动轴变 速范围小的原则选择结构网。5.5确定传动系统图进给变速箱的后半部分的传动系统图如图5-3所示:结论：大型轴齿轮专用机床的课程设计的任务完成了，虽然设计的过程比较繁琐与枯燥， 而且刚开始还无从下手，但是在同学们的共同努力下，再加上老师的悉心指导，我终于顺 利地完成了这次设计任务。本次设计巩固和深化了课堂理论教学的内容，锻炼和培养了我 综合运用所学过的知识和理论的能力，让我独立分析、解决问题的能力得到了强化与巩固.参考文献

43、：1 金属切削机车设计编写组.金属切削机车设计.（修订本）.上海:上海科学技术出版社,1982 黄玉美主编.机床总体方案的创新设计，设备管理与维修,20003 李洪主编.实用机床设计手册.沈阳:辽宁科学技术出版社,19994 梁训王宣.周延佑.机床技术发展的新动向J.世界制造技术与装备市场，2001 （3）： 21-285 宋文骥主编.机械制造工艺过程自动化.昆明：云南人民出版社，19856 冯辛安主编.机械制造装备设计第2版.北京：机械工业出版社，2005.127 刘任需主编.机械工业中的机电一体化技术.北京：机械工业出版社，19918 周昌治.杨忠鉴.机械制造工艺学.重庆大学出版社出版,20069 贾亚洲.金属切削机车概论.北京：机械工业出版社，1996.510 吴胜庄.金属切削机车概论（第2版）.北京：机械工业出版社,1984