机械制造装备设计程设计级PPT课件.ppt

机械制造装备设计 课程设计 1 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 一 设计题目 设计一台普通车床的主传动系统 完成变速级数为18级 二 设计目的 通过设计实践 掌握机床主传动系统的设计方法 培养综合运用机械制图 机械设计基础 机械制造装备设计及结构工艺等相关知识 进行工程设计的能力 培养使用手册 图册 有关资料及设计标准规范的能力 带传动采用卸荷带轮 由摩擦离合器实现主轴换向 2 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 根据给定的机床规格和极限转速 或转速 拟定合适的结构式 或转速图等 和主传动系统图 确定齿轮齿数和带轮直径等 并计算转速误差 提高技术总结及编制技术文件的能力 是毕业设计教学环节实施的技术准备 三 课程设计的内容 1 运动设计 3 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 2 动力计算 根据给定的电动机功率 计算主轴及传动轴尺寸 齿轮 皮带的根数及型号 确定轴承等 验算主轴或某一根传动轴的刚度和轴承的承载能力 3 结构设计 进行传动轴组件 变速机构 主轴组件等的布置和结构设计 绘制机床主轴主变速箱装配图 包括展开图和一主要剖视图 和一主要零件图 4 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 4 编写设计计算说明书 主要包括 1 运动设计和动力计算的计算过程和分析 2 结构设计说明 包括主要结构的分析以及其他需要说明或论证的问题 3 参考文献 5 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 四 课程设计的步骤和注意事项 1 准备工作2 运动设计 传动方案设计 集中传动或分离式传动 结构式 绘制转速图 确定齿轮齿数 绘制传动系统图 带和带轮的设计计算 6 主轴转速误差计算 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 验算转速误差 使主轴各级实际转速符合 注意事项 a 分配传动比时 不宜采用过多的接近1 4的传动比 这样会使结构庞大 或小齿轮齿数太小 结构上较难实现 b 相邻传动组的齿数不应悬殊过大 以免大齿轮与相邻轴碰撞 7 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 3 动力计算 传动件的计算转速 主轴 各传动轴 最小齿轮 传动轴直径的估算和选用 一般情况下 应利用轴的扭转强度计算的方法来估算出轴的最小直径 求得d值应加以圆整 如果是花键轴 则花键的内径可比计算的d值减小7 由此选用合适的花键 主轴的设计 前端 后端直径 内孔直径 支撑形式 悬伸量 支撑跨距等 齿轮模数的估计 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 主轴变速箱的齿轮模数常取为2 5 3 4mm 8 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 齿轮结构尺寸计算 注意事项估算时 应尽量选择同类型机床 采用类比法进行 4 绘制部件装配草图 选择轴承型式 大致布置轴 齿轮及轴承位置 确定每根轴的固定方法 轴承的调节和定位 齿轮的移动和固定方法等 并确定带轮的基本结构 剖面图和展开图必须同时交叉绘制 以便检查各机械零件在空间上是否相碰 9 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 结构应有良好的润滑和密封性 避免漏油现象发生 注意事项 a 注意滑移齿轮是否有足够的移动位置 是否会发生干涉 b 大齿轮外圆是否与其他轴或轴上的零件相碰 c 轴 轴承及轴上零件的固定和定位要可靠 受力后不应发生串动现象 d 机床应有良好的 可靠的润滑和密封装置 e 结构设计一方面要满足机床性能要求 另一方面要注意加工和装配工艺性 f 严格遵守国家标准 g 图纸符合国家机械制图标准 10 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 5 零件的验算 在零件尺寸和位置确定后 才可以知道它们的受力状态 力的大小 作用点和方向 才可以对零件 如齿轮 轴 键 轴承等 进行较为精确的验算 如发现不合理或不正确时 应重新修改结构 重新计算 以达要求 6 装配图上应标数据 齿轮齿数及模数 带轮直径 电动机功率和转速 轴编号等 并均与转速图一致 决定配合性质的配合尺寸 11 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 决定这个部件对其他部件的相对位置的基准尺寸 决定部件内基本零件的相对位置的基本尺寸 主要轴线到主要表面间距离的内部尺寸及该部件的总体尺寸等 整个部件的技术条件 图上所有零件应编号 相同零件应具有同一编号 并编出零件明细表 7 绘制零图件 绘制主轴箱装配图1张 A0 绘制两张主要零件图1张 A3或A2 12 C6136车床 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 13 一 运动设计 例 已知 1 确定转速级数 已知 转速级数 Rn 变速范围 设计内容及步骤 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 14 2 确定结构式及结构网 从 轴到 轴可传递3种转速 输入 输出 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 15 1 结构网 从 轴到 轴可传递12种转速 结构式 反映传动链特性关系 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 16 12 3 2 2 12 2 3 2 12 2 2 3 2 结构式 遵循 前多后少 原则 12 3 2 2 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 传动顺序 12 3 2 2 3 传动顺序与扩大顺序 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 17 扩大顺序 下标 同组的传动副间的级比 传动顺序与扩大顺序一致 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 18 1 4 1 1 1 1 1 2 82 1 2 1 1 41 2 1 45 63 90 125 180 250 355 500 710 1000 1400 2000 电机轴 4 转速图 1 转速 2 传动比 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 所以 在一个变速组 变速范围 8 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 1440 19 3 CM6132型普通车床 采用分离式传动 变速箱和主轴箱分离 采用了背轮机构 解决传动比不能过大的问题 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 20 CM6132型普通车床转速图 1 2 电机轴 1440 1 1 03 1 1 1 2 5 1 3 55 1 1 1 1 41 1 2 1 41 1 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 21 5 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 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 22 例如 传动轴的直径为35mm 齿轮模数为2 5 齿数20 齿顶圆 50 分度圆 45 齿根圆 37 5 显然 齿轮的强度不够 若需键连接 则会切穿齿根 故 齿数和不能太小 如果选用 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 23 二 动力计算 1 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 式中 C6140 机床 C6132 功率 KW 7 5 3 0 Z3040 机床 Z3063 功率 KW 3 0 5 5 X62 63 机床 X63W 功率 KW 7 5 10 0 国产机床动力参数参考表 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 24 2 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 D2 D1 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 25 3 中间传动轴的估算 按扭转刚度计算 式中 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 花键轴时 轴内径要比d小7 空心轴时 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 26 计算转速 变速系统中传动件应根据哪一个转速进行动力计算 应了解机床的功率特性和扭矩特性 计算转速 传递全功率的最低转速 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 27 计算转速的确定 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 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 28 CM6132型普通车床转速图 1 1 25 1 25 1 1 78 1 电机轴 45 63 90 125 180 250 355 500 710 1000 1400 2000 1440 1 1 35 1 2 82 1 1 1 2 5 1 3 55 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 29 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 30 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 31 4 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 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 32 由中心距A及齿数z1 z2 可求齿轮模数为 也可由下式计算 机床设计手册 2 上P265表5 4 91 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 33 三 结构设计 1 设计内容 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 用一展开图和若干截面图表示 主轴箱 变速箱展开图如图所示 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 34 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 35 2 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 机械制造装备设计课程设计 机床主传动系统设计 36 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