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1、绪论2第一节 机床设计的目的2第二节 机床课程设计的内容2第一章 机床的总体设计3第一节设计机床应满足的基本要求3第二节机床的设计步骤4第三节主要技术参数4第二章 铣床主传动系统设计5第一节 主传动系统概述5第二节 主运动系统的参数6第三章 传动方案设计11第一节 机床传动选择11第二节变速形式的确定12第三节主传动系统转速图的拟定14第四节 齿轮齿数的选择18第五节 齿轮齿数验算21第六节模数的选择23第七节 齿轮强度的验算25第四章 带传动设计28第五章 主传动系统结构设计30第一节 主传动系统的结构设计30第二节齿轮的布置30第三节 计算转速31第四节 传动轴的设计32课程设计总结36致
2、谢词36参考文献37绪论第一节 机床设计的目的 机床课程设计是在学完机床课以后，进行一次学习设计的综合性练习。通过设计，运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。通过设计，分析比较机床主传动中某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计计算和编写技术文件。完成机床主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过机床课程设计，获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力。并为进行一般机械的设计创造一定的条件。第二节 机床课程设计的内容1、 机床的总体设计 机床设计，是设计人员根据使用部门的要求和制造部门
3、的可能，运用有关的科学技术知识，所进行的创造性劳动。2、 运动设计根据设计题目给定的机床用途、规格、主轴极限转速，拟定转速图、传动系统图、计算带轮直径和齿轮齿数。3、 动力设计 根据设计题目给定的机床类型、规格及工作条件，确定主电动机功率；确定主轴及各传动件的计算转速；初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及带根数。在结构机构设计之后，再对机床主要传动件、零件，进行应力、变形和寿命的验算，并修改结构设计。4、 结构设计完成运动设计和动力设计之后，还要将主传动方案“结构化”。要设计主轴变速箱装配图及零件工作图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、操纵机构、润滑与密封，以及主轴、传动轴、滑移
4、齿轮、操纵元件、箱体等零件的设计。 第一章 机床的总体设计 机床设计，是设计人员根据使用部门的要求和制造部门的可能，运用有关的科学技术知识，所进行的创造性劳动。第一节设计机床应满足的基本要求评价机床性能的优劣，主要根据下述的技术-经济指标来判断的，这些指标也就是设计机床的具体要求。一 工艺可靠、可能性机床的工艺可能性是指机床适应不同生产要求的能力，大致包括下列内容：（1）在机床上可以完成的工序种类；（2）加工零件的类型、材料和尺寸范围；（3）毛坯种类二加工精度和表面光洁度机床的加工精度是指被加工零件在尺寸、形状和相互位置等方面所能达到的准确程度。三生产率机床的生产率是指在单位时间内机床所能加工
5、的工件数量。四自动化程度为了提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度和更好的保证加工精度的稳定性，机床应尽量提高自动化程度。五结构制造与维修在满足使用要求的前提下，机床的结构应该尽量简单，工艺性好，容易制造和装配，维修方便等。六、操作安全方便和工作可靠性机床应操纵方便、省力、容易掌握和不易发生故障和操作错误。这样不仅减少工人的疲劳，保证工人和机床的安全，还能提高机床的生产率。七效率、使用期限与成本机床的效率就是有效功率对输入功率之比。两者的差值就是摩擦损失。第二节机床的设计步骤机床的设计工作大体可以分为四个步骤：1. 调查研究学习有关机床设计的方针、政策、明确设计要求：收集相关资料2. 方案拟定在调
6、查研究和科学实验的基础上，通常可以拟定出几个方案进行分析比较。每个方案所包括的内容有：工艺分析、主要技术参数、总布局、传动系统、液压系统、电气系统、主要部件的结构草图、实验结果等。3. 工作图设计首先，绘制机床总图和各部件装配图；其次，绘制机床的全部零件图；然后，整理机床有关部件与主要零件的设计计算书，编制各类零件明细表，编写机床说明书等技术文件；最后，多有关图纸进行工艺审查和标准化审查。第三节主要技术参数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、动力参数等。其主要参数又称主要规格，表示机床的加工范围，对于通用机床和专门化机床，我国统一规定主要参数内容。机床主要参
7、数：工作台尺寸（长X宽）：1250*400 毫米工作台最大行程：纵向800毫米横向300毫米垂直400毫米主轴转速范围:（18级）31.5-1600转/分主轴孔径 : 29毫米主轴到工作台面间距离： 30-430毫米主轴中心线到悬梁间距离155毫米床身垂直导轨到工作台面中心距离 215-515毫米刀杆直径： （三种）22、27、32毫米主电机：功率 5.5千瓦转速 1450转/分第二章 铣床主传动系统设计第一节 主传动系统概述 一主传动的功用机床主传动是实现机床主运动的传动，属于外联系传动链，其功用是：将一定的动力由动力源传递给执行件（如主轴或工作台）；保证执行件具有一定的转速（或速度）和足够
8、的转速范围；能够实现运动的开停、变速、换向和制动等。二主传动的组成主传动一般由动力源（如电动机）、变速装置及执行件（如主轴、刀架、工作台），以及开停、换向和制动机够等组成部分。动力源给执行件提供动力，并使其得到一定的运动速度和方向；变速装置传递动力以及变换运动速度；执行件执行机床所需的运动，完成旋转或直线运动。开停机构用来实现机床主轴的启动和停止的装置；换向机构用来变换机床主轴旋转方向的装置；制动机构用来控制机床主轴迅速停转的装置，以减少辅助时间。三主传动系统的设计要求1.具有适当的调速范围铣床为了保证加工时能选用合理的切削用量，充分发挥刀具的切削性能，从而获得最高的生产率、加工精度和表面质量
9、，必须具有适当的调速范围。 2.具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪声低铣床加工精度与主传动系统的刚度密切相关。为此，应提高传动件的制造精度与刚度，齿轮齿面进行高频感应加热淬火增加耐磨性；3.良好的抗振性和热稳定性铣机床上一般既要进行粗加工，又要进行精加工；加工时可能由于断续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡以及切削过程中的自激振动等原因引起的冲击力或交变力的干扰。因此在主传动系统中各主要零部件不但要具有一定的 静刚度，而且要求具有足够的抑制各种干扰力引起振动的能力抗振性。机床在切削加工中主传动系统的发热使其中所有零部件产生热变形，破坏了零部件之间的相对位置精度和运动精度造成的加工误差，为此，
10、要求主轴部件具有较高的热稳定性，通过保持合适的配合间隙，并进行循环润滑保持热平衡等措施来实现。 4.操纵要轻便灵活、迅速、安全可靠，并必须便于调整和维修。第二节 主运动系统的参数机床主传动系统的参数有动力参数和运动参数。动力参数是指主运动驱动电机的功率，运动参数是指主运动的变速范围。一主传动功率 机床主传动的功率可根据切削功率与主传动传动链的总效率 由下式确定： 数控机床的加工范围一般都比较大，切削功率可根据有代表性的加工情况，由其主切削抗力按下式确定： 式中 主切削力的切向分力() 切削速度()； 切削扭矩()； 主轴转速()。主传动的总效率一般取，铣床的主传动多用有级变速传动来实现，传动链
11、较短，因此，效率可取适中，即=0.75 。二运动参数运动参数是指机床执行件如主轴、工件安装部件（工作台、刀架）的运动速度。1 主轴转速的确定主运动为旋转运动的机床，主轴转速n 由切削速度v 和工件或刀具的直径 d 来确定： n=（转/分）公式中： v选定的切削速度（米/分） d刀具直径、或工体直径（毫米）2 主轴极限转速： 公式中： 分别为主轴最高、最低转速（转/分） 分别为最高、最低切削转速（米/分） 分别为最大、最小计算直径（毫米）应当指出，通用机床的 并不是机床上可能加工的最大和最小直径，而是指常用的经济加工的最大和最小直径。对于通用机床，一般取： =k*D 公式中： D可能加工的最大直
12、径（毫米） K 系数、根据对现有同类型机床使用情况的调查确定。（普通车床k=0.5） 计算直径范围（=0.200.25）查表vmax=250、dmin=40;vmin=15、dmax=125通过参考同类型机床的极限转速最终确定： =2000 转/分用上述方法求得的主轴极限转速有时由于典型工序选择不当或者原始数据有偏差，可能与实际需要相差较远。因此还应到生产现场调查研究探讨合理的主轴转速，也可以对用户进行调查访问，统计同类型的机床的主轴极限转速，进行分析比较后加以确定。 所以此次设计的主轴转速范围为402000 转/分3 主运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
13、动机功率取得太大，则机床零件、部件的尺寸也会随之不必要的增大，不仅浪费材料，而且是电动机经常处于低负荷情况下工作，功率因数太小，如果电动机功率取得太小，则机床的技术性能达不到设计要求，且电动机将经常处于长负荷情况下工作，容易烧坏电机和电器元件方法。机床电动机的功率通常用计算法、实测法或调查研究现有机床的方法，加以确认。一般来说，现有的同类型的专用机床较少，调查研究的方法将受到限制，而通用机床的工序多变，计算和实测的条件也变化不定，因此调查研究现有机床的电动机功率有时则成为确定电动机功率的主要方法。经过查阅部分机床电动机功率，选用交流异步电动机5.5KW 1440 r/min主传动功率的确定：动力参数包括电动机的功率，液压缸的牵动，液压马达的伺服电动机或异步电动机的额定转矩等。个传动的参数都是根据动力参数、设计计算的，如果动力参数过大，将使机床过于笨重，浪费材料和电力，如果定的太小，又将影响机床的性能，动参数可以通过调查、试验和计算的方法进行确定。机床主运动的功率分为：切削功率、空转功率损失和复合机械摩擦损失三种。进行切削加工时，要消耗切削功率，它与刀具材料和所先用的切削用量的大小
