轴承机床课程设计PPT课件.pptx

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 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 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 3 2 2 12 2 3 2 12 2 2 3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 3 2 2 从 轴到 轴可传递12种转速 结构网 结构式 12 3 2 2 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1 2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