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1、江南大学CG6125床头箱设计说明书 院 系：机械工程学院班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 日期：2012年9月16日摘要当前的机床制造业中。虽然数控机床正在飞速发展，然而，普通机床由于其具有价廉、质优、万能而可靠的优越性，在相当长时间内不可能被完全取代，还要与数控机床并驾齐驱。问题是如何挖掘潜力，改进性能，提高其竞争能力。本设计利用价值工程原理从结构，材料和工艺等方面对车床的床头箱进行改进设计。所谓的价值工程是为了寻求功能与成本之间的合理匹配，使企业在生产经营活动中能正确处理质量和成本的关系，向社会提供更多的物美价廉的产品，给企业和社会带来更多的经济效益。确定价值工程的对象，一般我们
2、选择对产品影响较大的零部件、设计年代已久或结构复杂需要改进或简化结构的零部件、体积较大或材料利用率低的零部件、设计中间问题较多和改进潜力大的部件。因此利用价值工程作为依据，合理的确定普通床头箱的结构并选择合适的零部件进行设计。关键词：传动效率 接触疲劳强度 弯曲强度 耐磨性AbstractCNC machine tools is the rapid development of the machine manufacturing industry, however, general machine tools because of its low cost, high quality, uni
3、versal superiority in quite a long time can not be completely replaced, but also with CNC machine tools neck and neck. The problem is how to explore the potential to improve performance, enhance its competitiveness. The design using value engineering principles to improve the design of the lathe hea
4、dstock from the structure, materials and process. The so-called value engineering is to seek reasonable match between functionality and cost, so that enterprises can correctly handle the relationship between quality and cost in production and business activities, and to provide more affordable produ
5、cts to the community, and bring to the enterprise and social more economic benefits. Determine the value of the object of the project generally affecting large parts, design era has long or complex structure need to improve or simplify the structure of the components we select products, bulky parts
6、or materials, low utilization of design middle multi and improved potential for large parts. Therefore, based on the use of value engineering as a reasonable determination of the structure of the ordinary headstock design and select the appropriate components.Keywords: contact fatigue strength bendi
7、ng strength abrasion resistance transmission efficiency目 录摘要1Abstract2目 录3第一章绪论51.1 引言51.2 国内外研究现状及发展趋势51.3 本课题主要研究内容6第二章 机械运动设计72.1确定转速极速72.2结构分析式72.2.1确定结构式72.2.2绘制传动系图82.3绘制转速图82.4选择电动机92.5估算齿轮齿数10第三章 传动件设计113.1机床带传动设计113.2各传动件的计算转速133.2.1主轴的计算转速133.2.2中间传动轴的计算133.2.3齿轮模数计算153.2.4齿轮齿宽确定18第四章 强度校核
8、204.1齿轮强度校核204.11校核a传动组齿轮204.1.2 校核b传动组齿轮214.1.3校核c传动组齿轮224.2主轴挠度的校核234.1轴的校核与验算234.3主轴最佳跨距的确定264.3.1 选择轴颈直径,轴承型号和最佳跨距264.3.2 求轴承刚度264.3.3 各传动轴支承处轴承的选择27第五章结构设计285.1齿轮块设计285.2轴承的选择285.3密封装置设计305.4主轴换向与制动机构设计315.5其他结构问题31总结32致 谢33参考文献34第一章 绪论1.1 引言当前的机床制造业中。虽然数控机床正在飞速发展，然而，普通机床由于其具有价廉、质优、万能而可靠的优越性，在相
9、当长时间内不可能被完全取代，还要与数控机床并驾齐驱。问题是如何挖掘潜力，改进性能，提高其竞争能力。本设计利用价值工程原理从结构，材料和工艺等方面对车床的床头箱进行改进设计。所谓的价值工程是为了寻求功能与成本之间的合理匹配，使企业在生产经营活动中能正确处理质量和成本的关系，向社会提供更多的物美价廉的产品，给企业和社会带来更多的经济效益。确定价值工程的对象，一般我们选择对产品影响较大的零部件、设计年代已久或结构复杂需要改进或简化结构的零部件、体积较大或材料利用率低的零部件、设计中间问题较多和改进潜力大的部件。因此利用价值工程作为依据，合理的确定普通床头箱的结构并选择合适的零部件进行设计。普通车床床
10、头箱是改变进给量用的，依靠箱内的滑移齿轮机构或者塔伦机构来变换所需要的进给量。它的左端通过挂轮架与床头箱的轴相连，右端通过联轴节与光杆和丝杆相连，操纵时只要搬动床头箱外面的手柄到相应位置，就可以把主轴的旋转运动经过挂轮架，床头箱传到丝杆或光杆。在设计过程需要解决的主要问题。1.2 国内外研究现状及发展趋势1.普通车床床头箱其动力传动系统多采用齿轮传动。齿轮传动具有工作可靠，使用寿命长，瞬时传动比为常数，传动效率高，结构紧凑，功率和速度使用范围广等特点，在各种机械设计中应用广泛。传统的齿轮传动设计以安全系数或许用应力为基础，由于安全系数的确定，缺乏定量的数学基础，许用应力常根据材料性能、热处理工
11、艺、工作环境等诸多因素来确定，具有不确定性，而且齿轮的模数和齿数等都有一定的标准。但其参数的选用可根据实际传动的要求进行，使齿轮传动2.在满足基本要求的前提下体积最小、重量最轻、结构最紧凑。齿轮在工作过程中，由于轮齿受到外力的作用，会产生相应的应力，出现疲劳、磨损以及断裂。要求齿轮必须有较高的硬度及好的耐磨性，齿面具有高的疲劳强度，齿轮心部要有足够的强度和韧度即要求齿轮必须有较好的综合力学性能。车床噪声主要是齿轮噪声。它来自车床主传动和进给传动系统(床头箱、床头箱和 溜板箱， 即“三箱)。而要使车床噪声达到国家标准要求， 就应对产生主要噪声源的齿轮进行剖析研究。3.进给轴单元是普通车床的关键部
12、件之一，其静态特性(包括静强度和静刚度等)和动态特性(振动响应特性和热稳定性等)优劣都将直接影响到整台车床的使用性能。因此，在设计阶段需对其静态以及动态特性进行合理而准确的分析，以提高设计效率，减少试验成本，进而提高进给轴的使用性能。 4.床头箱的传动系统在车床传动系统中起着重要作用，对进给传动系统进行优化设计，使传动路线缩短，传动元件减少提高传动精度和被加工螺纹精度。5.材料的使用性能应满足零件的使用 要求。使用性能是指零件在正常使用状态下，材料应具备的性能包括力学性能、物理性能和化学性能。使用性能是保证零件工作安全可靠、经久耐用的必要条件。选材时，要根据零件的工作条件和失效形式，正确地判断
13、所要求的主要性能同时还要考虑经济性。中国车床变速总成产业现状。1.3 本课题主要研究内容设计目的：通过卧式机床主轴箱的结构设计，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、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅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，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。掌握机床设计的过程和方法，使原有的知识有了进一步的加深。课程设计属于机械装备制造课的延续，通过设计实践，进一步学习掌握机械系统设计和机械装备制造的一般方法；培养综合运用机械制图、机械设计基础、精度设计、金属工艺学、材料热处理及结构工艺等相关知识，进行工程设
14、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；提高技术总结及编制技术文件的能力。第二章 机械运动设计2.1确定转速极速（1）根据条件Nmax=2000rpm，Nmin=45rpm，转速公比=1.41.则变速范围Rn=Nmax/Nmin=44.4（2）根据公式确定Z=lgRn/lg+1=11.98=12 2.2结构分析式2.2.1确定结构式由于结构上的限制，变速组中的传动副数目通常选用2或3为宜，故其结构式为：Z=2（n）*3（m）.对于12级传动，其结构式可为以下三种形式：12=3*2*2；12=2*3*2；12=2*2*3；在电动机功率一定的情况下，所需传递的转矩越小，传动件和传动轴的集合尺寸就越小。因此，从传动顺序来讲，尽量使前面的传动件多以些，即前多后少原则。故本设计采用结构式为：12=3*2*2图2-1中，从轴I到轴II有三对齿轮分别啮合，可得到三种不同的传动速度；从轴II到轴III有两对齿轮分别啮合，可得到两种不同的传动速度，故从轴II到轴III可得到3*2=6种不同的传动速度；同理，轴III到轴IV有两对齿轮分别啮合，可得到两种不同的传动速度，故从轴I到轴IV共可得到3*2*2=12种不同的传动转速。图2-1 3*2*2传动方案2.2.2绘制传动系图在制定机床传动方案时，常将传动链特性的相关关系画成图，以供比较选择。该图即为传动系图
