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1、金属切削机床课程设计第1页，本讲稿共31页题题 目目：金属切削机床课程设计机床参数及要求转速级数：Z=12；最大加工直径=320mm；带传动采用卸荷带轮；由摩擦离合器实现主轴换向。要求完成的主要任务：1.传动设计并绘制转速图 2.动力计算3.绘制主轴箱装配图 1张(A0)CAD绘制两张主要零件图 2张(A3或A2)4.编写设计说明书 1份第2页，本讲稿共31页相关要求设计计算说明书应详细的写出设计参数和方案的计算过程；图纸尺寸应该标注全面，应标注所需的配合公差、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度及技术条件等有关内容；视图及标注应符合国家标准的有关规定，应全部采用现在执行的新国标；设计计算说明书中的
2、有关公式应注明出处，并在说明书后面依次注明所用参考资料的编者、名称、出版社及出版日期。第3页，本讲稿共31页参考工作进度熟悉设计课题，搜集借阅参考资料1天；运动计算、动力计算、主传动方案设计、结构方案设计3天；总体装配图6天；零件图2天；设计说明书2天。第4页，本讲稿共31页 C6132 车床车床主轴箱主轴箱进给箱进给箱变速箱变速箱第5页，本讲稿共31页一一.运动设计运动设计例：已知例：已知1.确定转速级数确定转速级数已知：已知：转速级数：转速级数：Rn：变速范围：变速范围设计内容及步骤设计内容及步骤第6页，本讲稿共31页2.确定结构式及结构网确定结构式及结构网 从从轴到轴到轴可传递轴可传递3
3、种转速：种转速：输入输入输出输出第7页，本讲稿共31页（1）结构网）结构网 从从轴到轴到轴可轴可传递传递12种转速。种转速。结构式：结构式：反映传动链特性关系反映传动链特性关系第8页，本讲稿共31页12=322，12=232，12=223（2）结构式）结构式遵循遵循“前多后少前多后少”原则：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由于结构上的限制，变速组中的传动副数目通常选用2或或3为宜，即：为宜，即：传动顺序：传动顺序：12=3223.传动顺序与扩大顺序传动顺序与扩大顺序第9页，本讲稿共31页扩大顺序：扩大顺序：下标：同组的传动副间的级比。下标：同组的传动副间的级比
4、。传动顺序与扩大顺序一致传动顺序与扩大顺序一致 第10页，本讲稿共31页1:41:11:11:2.821:21:1.412:1456390125180250355500710100014002000电机轴4.转速图转速图（1）转速转速（2）传动比传动比 主轴的各级转速为等比主轴的各级转速为等比数列。数列。为了结构紧凑、减小振动和为了结构紧凑、减小振动和噪声，通常限制：噪声，通常限制：所以，在一个变速组，变所以，在一个变速组，变速范围：速范围：8“前缓后急前缓后急”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，其降速比大速比大1440
5、第11页，本讲稿共31页（3）CM6132 型普通车床型普通车床 采用分离式传动，变速采用分离式传动，变速箱和主轴箱分离。箱和主轴箱分离。采用了背轮机构，采用了背轮机构，解决传动比不能过大的解决传动比不能过大的问题。问题。第12页，本讲稿共31页CM6132 型普通车床转速图型普通车床转速图1:2电机轴18045639012525035550071010001400200014401:1.031:11:2.51:3.551:11:1.411:21.41:1第13页，本讲稿共31页5.齿轮齿数的确定齿轮齿数的确定1:1.251.25:11.78:1电机轴14401:1.351:2.82三对传动副
6、，传动比为：三对传动副，传动比为：1.78:11.25:11:1.25在表中，可满足条件的齿数在表中，可满足条件的齿数和有：和有：50、56、61、70、72 等。等。选择哪一组？选择哪一组？（1）根切）根切（2）结构）结构第14页，本讲稿共31页例如：例如：传动轴的直径为传动轴的直径为35mm，齿轮，齿轮模数为模数为2.5，齿数，齿数20齿顶圆：齿顶圆：50分度圆：分度圆：45齿根圆：齿根圆：37.5 显然，齿轮的强度不够。显然，齿轮的强度不够。若需键连接，则会切穿齿根。若需键连接，则会切穿齿根。故，齿数和不能太小。故，齿数和不能太小。如果选用如果选用第15页，本讲稿共31页二二.动力计算动
7、力计算1.电机功率的估算电机功率的估算 在主传动的结构方案未确定之前，可按下式进行在主传动的结构方案未确定之前，可按下式进行估算：估算：式中，式中，C6140机床C6132功率(KW)7.53.0Z3040机床Z3063功率(KW)3.05.5X62、63机床X63W功率(KW)7.510.0国产机床动力参数参考表第16页，本讲稿共31页2.主轴的估算主轴的估算 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。出主轴的直径。D2D1机床D1KW车
8、床1.52.56080钻床铣床2.63.63.75.55.67.37.411709070105951301101455080509060906095751009010550856090709575100第17页，本讲稿共31页3.中间传动轴的估算中间传动轴的估算按扭转刚度计算：按扭转刚度计算：式中，式中，N：该传动轴传递的额定功率。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。电机到该轴传动件传动效率总值。d：当量直径。当量直径。：计算转速。：计算转速。：允许扭转角。：允许扭转角。花键轴时，轴内径要比花键轴时，轴内径要比d 小小7%。空心轴时，空心轴时，第18页，本讲稿共31页计算转
9、速计算转速 变速系统中传动件应根据哪一个转速进行动力计算，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。应了解机床的功率特性和扭矩特性。计算转速计算转速：传递全功率的最低转速。：传递全功率的最低转速。第19页，本讲稿共31页计算转速的确定计算转速的确定（1 1）等比传动，中型通用机床（）等比传动，中型通用机床（C6132C6132、C6140C6140）（2 2）等比传动，大型通用机床）等比传动，大型通用机床总级数机床类中型9大型12161820n4n3n4n5n6n7n8n7n6n5（3 3）立式钻床、摇臂钻床）立式钻床、摇臂钻床第20页，本讲稿共31页CM6
10、132 型普通车床转速图型普通车床转速图1:1.251.25:11.78:1电机轴45639012518025035550071010001400200014401:1.351:2.821:11:2.51:3.55第21页，本讲稿共31页4.齿轮模数的估算齿轮模数的估算 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。图完成后校核用。在画草图之前，先估算，再选用标
11、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用1 12 2种模数。传动功率的齿轮模数一般取大于种模数。传动功率的齿轮模数一般取大于2mm2mm。在中型机床中，。在中型机床中，主轴变速箱中的齿轮模数常取：主轴变速箱中的齿轮模数常取：2.52.5、3 3、4 4。按齿面点蚀估算的齿轮中心距：按齿面点蚀估算的齿轮中心距：式中，式中，P：该齿轮传递的功率该齿轮传递的功率（KW）。）。第22页，本讲稿共31页 由中心距由中心距 A A 及齿数及齿数z1、z2，可求齿轮模数为：，可求齿轮模数为：也可由下式计算：也可由下式
12、计算：机床设计手册机床设计手册（2）上）上 P265 表表5,491第23页，本讲稿共31页三三.结构设计结构设计1 1设计内容设计内容 设计主轴箱、变速箱的结构包括传动件（传动轴、轴设计主轴箱、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。干截面图表示。主轴箱、变速箱展开图如图所示。主轴箱、变速箱展开图如图所示。第24页，本讲稿共31页第25页，本讲稿共31页第26页，本讲稿共31页2 2结构
13、设计中应注意的问题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）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；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。够的间隙。第27页，本讲稿共31页（2）需要定位的所有零件或组件是否有轴向定位）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）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。是否均设计了调整装置。如何定位？如何定位？第28页，本讲稿共31页（4）制图要求）制图
14、要求（5）说明书应按要求的格式）说明书应按要求的格式参见参见“毕业设计论文书写毕业设计论文书写格式格式”。a.所有标准件需查表绘制。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。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。所有配合应合适标注。第29页，本讲稿共31页论文格式例论文格式例1 概述概述2 2 运动设计运动设计2.1 转速级数的确定转速级数的确定 2.1.1 已知条件已知条件 2.1.2 计算计算 2.2 结构网的确定结构网的确定 图图2-3 12=3222-3 12=322结构网结构网第30页，本讲稿共31页祝 你 成 功第31页，本讲稿共31页