机械制造装备设计课程设计18级.ppt

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1、机械制造装备设计,课 程 设 计,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,一、设计题目,设计一台普通车床的主传动系统,完成变速级数为18级。,二、设计目的,通过设计实践,掌握机床主传动系统的设计方法。培养综合运用机械制图、机械设计基础、机械制造装备设计及结构工艺等相关知识,进行工程设计的能力。培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。,带传动采用卸荷带轮;由摩擦离合器实现主轴换向。,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,根据给定的机床规格和极限转速(或转速),拟定合适的结构式(或转速图等)和主传动系统图,确定齿轮齿数和带轮直径等,并计算转速误差。,提高技术总结及编制技术文

2、件的能力。是毕业设计教学环节实施的技术准备。,三、课程设计的内容,1、运动设计,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,2、动力计算,根据给定的电动机功率,计算主轴及传动轴尺寸、齿轮、皮带的根数及型号,确定轴承等。验算主轴或某一根传动轴的刚度和轴承的承载能力。,3、结构设计,进行传动轴组件、变速机构、主轴组件等的布置和结构设计。绘制机床主轴主变速箱装配图(包括展开图和一主要剖视图)和一主要零件图。,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,4、编写设计计算说明书,主要包括:1)运动设计和动力计算的计算过程和分析;2)结构设计说明(包括主要结构的分析以及其他需要说明或论证的问题);3)

3、参考文献,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,四、课程设计的步骤和注意事项,1、准备工作 2、运动设计,传动方案设计(集中传动或分离式传动);结构式;绘制转速图;确定齿轮齿数;绘制传动系统图;带和带轮的设计计算;,主轴转速误差计算,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,验算转速误差,使主轴各级实际转速符合:,注意事项:,a、分配传动比时,不宜采用过多的接近1/4的传动比,这样会使结构庞大,或小齿轮齿数太小,结构上较难实现。b、相邻传动组的齿数不应悬殊过大,以免大齿轮与相邻轴碰撞。,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,3、动力计算,传动件的计算转速(主轴、各传动轴、最

4、小齿轮);传动轴直径的估算和选用(一般情况下,应利用轴的扭转强度计算的方法来估算出轴的最小直径,求得d值应加以圆整。如果是花键轴,则花键的内径可比计算的d值减小7%,由此选用合适的花键);主轴的设计(前端、后端直径、内孔直径、支撑形式、悬伸量、支撑跨距等);齿轮模数的估计(一般同一变速组中的齿轮取同一模数,一个主轴变速箱中的齿轮采用12种模数。主轴变速箱的齿轮模数常取为2.5、3、4mm)。,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,齿轮结构尺寸计算。,注意事项 估算时,应尽量选择同类型机床,采用类比法进行。,4、绘制部件装配草图,选择轴承型式,大致布置轴、齿轮及轴承位置;确定每根轴的固定

5、方法、轴承的调节和定位、齿轮的移动和固定方法等,并确定带轮的基本结构;剖面图和展开图必须同时交叉绘制,以便检查各机械零件在空间上是否相碰;,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,结构应有良好的润滑和密封性,避免漏油现象发生;注意事项:a、注意滑移齿轮是否有足够的移动位置,是否会发生干涉;b、大齿轮外圆是否与其他轴或轴上的零件相碰;c、轴、轴承及轴上零件的固定和定位要可靠,受力后不应发生串动现象;d、机床应有良好的、可靠的润滑和密封装置;e、结构设计一方面要满足机床性能要求,另一方面要注意加工和装配工艺性;f、严格遵守国家标准;g、图纸符合国家机械制图标准。,机械制造装备设计课程设计-机

6、床主传动系统设计,5、零件的验算,在零件尺寸和位置确定后,才可以知道它们的受力状态,力的大小,作用点和方向,才可以对零件(如齿轮、轴、键、轴承等)进行较为精确的验算。,如发现不合理或不正确时,应重新修改结构,重新计算,以达要求。,6、装配图上应标数据,齿轮齿数及模数、带轮直径、电动机功率和转速、轴编号等,并均与转速图一致;决定配合性质的配合尺寸;,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,决定这个部件对其他部件的相对位置的基准尺寸;决定部件内基本零件的相对位置的基本尺寸;主要轴线到主要表面间距离的内部尺寸及该部件的总体尺寸等。整个部件的技术条件;图上所有零件应编号,相同零件应具有同一编号,

7、并编出零件明细表。,7、绘制零图件,绘制主轴箱装配图 1张(A0)绘制两张主要零件图 1张(A3或A2),C6136 车床,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,一.运动设计,例:已知,1.确定转速级数,已知:,转速级数:,Rn:变速范围,设计内容及步骤,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,2.确定结构式及结构网,从轴到轴可传递3种转速:,输入,输出,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,(1)结构网,从轴到轴可传递12种转速。,结构式:,反映传动链特性关系,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,12=322,12=232,12=223,(2)结构式,遵循“前

8、多后少”原则:12=322,由于结构上的限制,变速组中的传动副数目通常选用2或3为宜,即:,传动顺序:12=322,3.传动顺序与扩大顺序,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,扩大顺序:,下标:同组的传动副间的级比。,传动顺序与扩大顺序一致,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,1:4,1:1,1:1,1:2.82,1:2,1:1.41,2:1,45,63,90,125,180,250,355,500,710,1000,1400,2000,电机轴,4.转速图,(1)转速,(2)传动比,主轴的各级转速为等比数列。,为了结构紧凑、减小振动和噪声,通常限制:,所以,在一个变速组,变

9、速范围:8,“前缓后急”原则:传动在前的传动组,其降速比小,而在后的传动组,其降速比大,1440,(3)CM6132 型普通车床,采用分离式传动,变速箱和主轴箱分离。,采用了背轮机构,解决传动比不能过大的问题。,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,CM6132 型普通车床转速图,1:2,电机轴,1440,1:1.03,1:1,1:2.5,1:3.55,1:1,1:1.41,1:2,1.41:1,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,5.齿轮齿数的确定,三对传动副,传动比为:,1.78:1,1.25:1,1:1.25,在表中,可满足条件的齿数和有:50、56、61、70、72

10、等。,选择哪一组?,(1)根切,(2)结构,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,例如:传动轴的直径为35mm,齿轮模数为2.5,齿数20,齿顶圆:50,分度圆:45,齿根圆:37.5,显然,齿轮的强度不够。若需键连接,则会切穿齿根。故,齿数和不能太小。,如果选用,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,二.动力计算,1.电机功率的估算,在主传动的结构方案未确定之前,可按下式进行估算:,式中,,C6140,机床,C6132,功率(KW),7.5,3.0,Z3040,机床,Z3063,功率(KW),3.0,5.5,X62、63,机床,X63W,功率(KW),7.5,10.0,国产机

11、床动力参数参考表,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,2.主轴的估算,在设计之初,由于确定的仅仅是一个设计方案,具体构造尚未确定,因此,只能根据统计资料,初步确定出主轴的直径。,D2,D1,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,3.中间传动轴的估算,按扭转刚度计算:,式中,,N:该传动轴传递的额定功率。,:电机到该轴传动件传动效率总值。,d:当量直径。,:计算转速。,:允许扭转角。,花键轴时,轴内径要比d 小7%。,空心轴时,,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,计算转速,变速系统中传动件应根据哪一个转速进行动力计算,应了解机床的功率特性和扭矩特性。,计算转速:传递

12、全功率的最低转速。,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,计算转速的确定,(1)等比传动,中型通用机床(C6132、C6140),(2)等比传动,大型通用机床,(3)立式钻床、摇臂钻床,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,CM6132 型普通车床转速图,1:1.25,1.25:1,1.78:1,电机轴,45,63,90,125,180,250,355,500,710,1000,1400,2000,1440,1:1.35,1:2.82,1:1,1:2.5,1:3.55,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,机械制造装备设计课

13、程设计-机床主传动系统设计,4.齿轮模数的估算,按接触疲劳强度或弯曲强度计算齿轮模数比较复杂,而且有些系统只有在齿轮各参数都已知道的情况后方可确定,所以,只在草图完成后校核用。在画草图之前,先估算,再选用标准齿轮模数。一般同一变速组中的齿轮取同一模数,一个主轴变速箱中的齿轮采用12种模数。传动功率的齿轮模数一般取大于2mm。在中型机床中,主轴变速箱中的齿轮模数常取:2.5、3、4。,按齿面点蚀估算的齿轮中心距:,式中,P:该齿轮传递的功率(KW)。,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,由中心距 A 及齿数z1、z2,可求齿轮模数为:,也可由下式计算:,机床设计手册(2)上 P265

14、表5,491,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,三.结构设计,1设计内容,设计主轴箱、变速箱的结构包括传动件(传动轴、轴承、齿轮、带轮、离合器、制动器、卸荷装置等)、主轴组件、箱体及联结件的结构设计及布置,用一展开图和若干截面图表示。,主轴箱、变速箱展开图如图所示。,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,2结构设计中应注意的问题,(1)结构上是否产生碰撞和干涉现象,是否同一变速组内有两对齿轮同时啮合;,各运动件之间,运动件与不运动件之间是否留有足够的间隙。,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,(2)需要定位的所有零件或组件是否有轴向定位,(3)凡需要调整间隙的地方(轴承、离合器、制动器等)是否均设计了调整装置。,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,(4)制图要求,(5)说明书应按要求的格式参见学院网站的“毕业设计论文书写格式”。,a.所有标准件需查表绘制。,b.齿轮的画法应合理,且应标注齿数和模数。,c.所有配合应合适标注。,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,机械制造装备设计课程设计-机床主传动系统设计,祝同学们:度过充实而快乐的三周!,

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