机械制造装备设计

机械制造装备设计 课程设计指导书 专 业：机械工程及自动化 专业方向：机械制造及自动化 机电工程学院 20 年 月 一、 课程设计的目的 1、 课程设计是机械装备设计课的延续，通过设计实践，进一步学习掌握机械装备设计的一般方法。 2、 培养综合运用机械制图、机械设计基础、精度设计、机械制造基础等相关知识，进行工程设计的能力。 3、 培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力 4、 提高技术总结及编制技术文件的能力。 5、 将是毕业设计实践教学环节实施的技术准备。 二、 设计内容与基本要求 1、 设计内容：独立完 成各机床主传动系统主轴的变速箱设计。 1） 运动设计：根据任务书给定的规格、参数、拟定传动系统结构方案，确定传动副的传动比及齿轮齿数等。 2） 动力设计：确定电动机的功率，传动零件 的计算载荷、尺寸，验算主要传动件的受力变形或零件的寿命是否在允许的范围内。 3） 结构设计 ：进行主传动轴系、变速机构、操纵机构等 布局和具体结构的详细设计。 1、 基本要求： 1) 课程设计必须独立的进行，每人必须完成展开图，截面图图样设计各一张，能够较清楚地表达各轴和传动件的空间位置及有关结构。 2) 根据设计任务书要求，合理的确定尺寸、运动及动力等有关参数。 3) 正确 利用结构式、转速图等设计工具，认真进行方案分析。 4) 正确的运用手册、标准、设计图样必须符合国家标准规定。说明书力求用工程术语、文字通顺简练。 5) 完成主传动机构装配图一张、零件图若干张。 三、 设计步骤 1、 明确题目要求，查阅有关资料 在研究设计题目时，应明确给定条件、数据，所涉及的装备的性能，应用范围以及规定的设计内容。根据题目需要查阅有关资料。除机械制造装备设计教材外，还可参阅 金属切削机床 、金属切削机床设计、机床设计等教材，查阅机床设计手册、机械设计手册、机床图册和相关内容的图样 等。还应上网了解同类型装备的结构、各传动部分与其他相邻部件的安装关系、机床的使用性能与操作等。 2、 设计主传动系统方案 普通机床的主传动系统 设计 ： 1） 确定有关尺寸参数、运动参数及动力参数。 2） 根据所求的有关运动参数及给定的公比，写出结构式，校验转速范围，绘制转速图。 3） 确定各变速组传动副的传动比值，定齿轮齿数、带轮直径。 4） 绘制传动系统图。 数控机床的 主传动系统设计： 主传动采用直流电机或交流电机无极调速 。 设计时，必须考虑电动机与机床主轴功率特性匹配问题 。电动机与主轴之间要串联一个分级变速箱，可以有以下几种变速情况 ： 采用 2 级减速的主传动系统设计（绘制转速图、传动系统图、功率特性图） 采用三级减速的主传动系统设计（绘制转速图、传动系统图、功率特性图） 采用四级减速的主传动系统设计（绘制转速图、传动系统图、功率特性图） 3、 初选和初算主要传动件及参数 传动件： V 带学选型和计算；同步带的选型 4、 结构设计 1）草图设计 估算各轴及齿轮尺寸，确定视图比例，确定展开图及截面图的总体布局；根据各轴受力条件，初选轴承，在有关支撑部位画出轴承轮廓。并检验 各传动件运动过程中是否干涉。 2）结构图设计 确定齿轮、轴承及轴的固 定方法；确定润滑、密封及轴承的调整方式；确定主轴头部形状及尺寸，完成展开图及截面图的绘制。 5、 绘制部件装配图 1）部件装配图应按 1:1 绘制，按规定的标准和画法绘图。 2）展开图，基本上按照传动顺序，将各轴间展开画在一个平面上，清楚地表明传动系统的传动关系与结构 。 3）剖视图上准确地表达出各传动轴的空间位置。 6、验算主要传动件 验算轴的弯曲刚度和滚动轴承的寿命。 7、绘制 零件图 可选择主轴、传动轴或其他零件。 8、编写设计计算说明书 说明书编写应与设计同时进行，在图样绘制工作全部完成后，再继续编写未完成部分，并加以整理，装订成册。一般要求说明书的篇幅在 25 30 页。要求：叙述简明扼要，层次分明，文字通顺，书写工整，图表清晰，计算准确。说明书 后要附有参考文献目录。 9、 计划进度安排 本次课程设计集中安排四周。 根据设计工作程度及对学生的要求，计划进度大致安排如下： 1)、理解题目，阅读指导书，拟订总体方案，进行运动设计 3天 2)、动力设计 主要零件的计算和初算 6天 3)、结构设计 绘制装配草图 3天 4)、验算主要零件 2天 5)、绘制正式装配图 3天 6)、整理、编写设计计算说明书 2天 7)、答辩 1天 10、 选题 题目 10 传动系统设计 确定转速范围：主轴最小转速 n=25 r/最大转速 n=2000 r/定公比： =速级数 Z=18 题目 1、 传动系统设计 机床主要技术参数 工件最大回转直径 630件最大长度 1500轴孔径 80轴转速范围 252000r/级数范围 18 电机 转速 1460r/速之比 架纵进给量和螺纹的螺距范围 架横向进给范围（在直径上） 架快速移动速度：纵向 向 座顶尖套筒直径 100座顶尖套液动最大行程 80座顶尖手动最大行程 250座顶尖套端孔锥度 莫氏 5 号 题目 2 卧式加工中心 (1)主传动系统设计 主要技术参数及技术要求 1： 主轴转速范围 10 4500 转 /分； 2： X， Y， Z 轴的行程分别是 600， 300， 400 3： 主轴最大的输出扭矩是 4：进给精度 5： X， Y， 2， 1mm/ 6：工作台面尺寸 320 1000 7：脉冲当量 ； 8：重复定位精度 题目 3 加工中心 (2)主传动系统设计 主要性能参数： 1）交流调速电动机的额定功率转速为 1500r/高转速为 4000r/）额定功率为 ）电机额定转速为 500r/）实现无级变速，主轴变速范围： 113r/4000r/目 4 升降台铣床主传动系统设计 技术参数： 1）总体尺寸（ 长 宽 高 ） 138080720） 主轴中心线到工作台面距离 30工作台面积（宽 长） 3201320）主轴转速 18级 30r/1500r/ ； 主轴电动机的功率 题目 5 数控铣床 (1)主传动系统设计 技术要求： 1）换刀可靠，换刀时间短；操作灵活方 便，迅速； 2）保证刚度要求前提下，尽量减小结构尺寸； 3）主要设计主轴部分，要求有自动装刀、卸刀、空气吹净等功能； 4）满足大功率、大扭矩的要求，设计两级变速装置，利用液压拨叉或电磁离合器换挡； 5）主轴电机功率 15速范围 75 4500r/ 题目 6 式铣床 (2)主传动系统及工作台设计 1） （ a）主轴转速级数 Z=18； （ b）主轴转速范围 m 000m 5 ； （ c）公 比 = （ d）电机功率为 8 2） （ a）技术数据 工作台长 宽（ :430*350 工作台重量（ N）： 4000N 工作台行程： X=60 80 Y=50 80 b）设计要求 ： 工作台进给运动采用滚珠丝杠螺结构 滚珠丝杠支撑方式：双推 简支型 驱动电机为反应式步进电机 步进电机与滚珠 丝杠间采用齿轮降速要求消除齿轮间隙 题目 7 式钻床主传动系统设计 速为 1430 r/轴转速范围 25r/ =12 题目 8 传动系统设计 式铣床