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1、,机床作为机械装备的母机，它的发展动力主要来源于其下游产业，目前，机床的下游产业造船、工程机械、航空航天、汽车、铁路、电力设备、风电设备、动力设备、制冷设备和石化设备等，都得到了蓬勃发展所以机床工业的发展正面临最佳机遇。但是我国的机床在质量、可靠性和稳定性方面尚与国际水平有一定差距，主要表现在设计方法落后，设计资料老化，长期仿制国外产品，基础不够扎实，因此很难发展高档产品,轴承机床课程设计,随着科学技术的进步和社会需求的变化，机床的设计理论和制造技术也在不断地发展。计算机技术和分析技术的飞速进步，为机床设计方法的发展提供了有力的技术支撑。计算机辅助设计和计算机辅助工程已在机床设计的各个阶段得到
2、了应用。机床的设计理论和方法由人工绘图向计算机绘图过渡，改变了传统的经验设计方法，由定性设计向定量设计、由静态的和线性分析向动态的和非线性分析、由可行性设计向最佳设计过渡。数控技术的发展与应用，使得机床的传动与结构发生了重大变化，伺服驱动系统可以方便地实现机床的单轴运动及多轴联动，从而可以省去复杂的机械传动系统设计，使其结构及布局也得到很大改善。,工艺范围,生产率和自动化程度,精度和刚度,可靠性,机床的成本和生产周期,与物流系统的可亲性,柔性,环境保护,1、机床设计的基本要求,调查研究：市场对机床的需求情况；国内外同类型机床的先进技术、发展趋势和有关的科技动向等。 主要技术指标设计（极限转速、
3、转速级数、电机功率等） 总体方案设计：包括运动功能、基本参数、机床总体布局、传动系统、电气系统、液压系统、主要部件的结构草图、试验结果及技术经济综合分析等。 技术详细设计：绘制机床总图、部件装配图（主轴箱）、液压与电气装配图，并进行运动计算和动力计算，然后进行零件图设计（主轴）和编写各种技术文件。 整机综合评价。,2、机床设计的步骤,课程设计名称 轴承机床课程设计 学生姓名 专业班级 设计题目 加工200mm轴承套圈多刀半自动车床主轴箱设计 一、课程设计目的 通过机床主运动机械传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构方案过程中得到设计构思、方案分析、结构工艺、机械制图、零件计算、编写技
4、术文件和查询技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。,3、课程设计任务书,二、设计内容、技术条件和要求 1 运动设计 根据给定的机床用途、规格（加工200mm轴承套圈用多刀半自动车床主轴箱）和极限转速、转速级数，通过分析比较拟定传动结构方案（包括结构式或结构网）和传动系统图，确定传动副的传动比以及齿轮的齿数，并计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差。 2 动力设计 给定电机功率，同时结合传动件的计算转速，初算传动轴直径、齿轮模数，确定皮带型号及根数、摩擦片式离合器的尺寸和片数以及制动器尺寸。完成装配草图，验算传动件（轴
5、、齿轮、轴承）的应力、变形或寿命是否在允许范围内，同时验算主轴的静刚度。 3 结构设计 进行主运动传动轴系、变速机构、主轴部件、箱体、操纵机构、润滑与密封等的布置和结构设计，绘制主轴箱装配图（A1图纸一张）和主轴零件图（折合A1图纸一张）。 4 编写设计计算说明书,三、时间安排 1 运动设计 1天 2 动力设计 3天 3 装配图和零件图绘制 4.5天 4 编写设计计算说明书 1天 5 设计答辩 0.5天 四、主要参考文献 1机床设计手册，上海科学技术出版社 2机床设计手册，机械工业出版社 3机床设计参考图册，机械工业出版社 4金属切削机床设计，上海科学技术出版社,机床的工艺范围指机床适应不同生
6、产要求的能力。 包括：机床可完成的工序种类，所加工零件的类型、材料和尺寸范围、毛坯种类、加工精度和表面粗燥度。 如果机床的工艺范围过宽，将使机床的结构复杂，不能充分发挥机床各部件的性能； 如果机床的工艺范围较窄，可使机床结构简单，易于实现自动化，提高生产率。 通用机床都具有较宽的工艺范围；数控机床的工艺范围比传统通用机床更宽，使其具有良好的柔性；专用机床和专门化机床则应合理地缩小工艺范围。,BACK,机床的可靠性是指其在额定寿命期内，在正常工作条件下和规定时间内出现故障的概率。由于故障会造成加工中的部分废品，故可靠性也常用废品率来表示.废品率低则说明可靠性好。,BACK,可亲性是指机床与物流系
7、统之间进行物料（工件、刀具、切屑）交接的方便程度。对于单机工作形式的普通机床，是由人进行物料交接的，要求机床的使用、操作、清理、维护方便。对于自动化柔性制造系统，机床与物流系统(如输送线)是自动进行物料交接的，要求机床结构形式开放性好，物料交接方便,BACK,机床的柔性，是指其适应加工对象变化的能力，包括空间上的柔性和时间上的柔性。所谓空间柔性也就是功能柔性，指在同一时期内，机床能够适应多品种小批量的加工，即机床的运动功能和刀具数目多，工艺范围广。所谓时间上的柔性也就是结构柔性，指的是在不同时期，机床各部件重新组合，即通过机床重构，改变其功能，以适应产品更新变化快的要求。,BACK,确定转速级
8、数Z已知转速范围：主轴最大、最小转速公比取 =1.41变速范围：,3.1、运动设计,例：已知,确定结构式及结构网由于结构上的限制，变速组中的传动副数目通常选 用2或3为宜。即： 12=322， 12=232， 12=223 从电动机到主轴主要为降速传动，若使传动副较多的传动组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节省材料。也就是要求满足传动副前多后少的原则于是取结构式12=322,从轴到轴可传递12种转速。,结构网,结构式： 12=322,传动系统图,绘制转速图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：“前缓后急”原则：传动在前的传动组，其降速比小，而
9、在后的传动组，其降速比大,1:4,1:1,1:1,1:2.82,1:2,1:1.41,2:1,45,63,90,125,180,355,500,710,转速图,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 等。,选择哪一组？,（1）根切,（2）结构,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：,3.2、动力设计,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。,计算转速的确定计算转速的定义：传递全功率的
10、最低转速。,（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,中间传动轴的估算,按扭转刚度计算：,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。,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
11、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）。,由中心距 A 及齿数z1、z2，可求齿轮模数为：,也可由下式计算：,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。,3.3、结构设计,变速箱展开图,主轴箱展开图,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？,（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。 （4）制图要求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。 （5）说明书应按要求的格式参见“毕业设计论文书写格式”。,
