機械制造裝備課程設計

1、專 業(yè)： 機械設計制造及自動化湖 北 工 業(yè) 大 學機 械 制 造 裝 備 設 計 課 程 設 計 指 導 書專 業(yè)： 機械設計制造及自動化目 錄第一部分 機床主傳動系統(tǒng)設計1第一章 概述1第二章 機械制造裝備課程設計的方法步驟和要求3§21 分析研究題目、進行運動設計3§22 主要零件的計算與初算4§23 結構設計繪制部件裝配草圖7§24 驗算主要零件8§25 繪制正式部件裝配圖13§26 裝配圖的尺寸標注14§27 整理設計內容，編寫設計計算說明書16附 錄18第二部分 數(shù)控工作臺機械部分設計22第一章 概述22第二章

2、工作臺結構及參數(shù)設計24第三章 步進電機的選擇28參考資料30設計說明書書寫要求31第一部分 機床主傳動系統(tǒng)設計第一章 概述一. 機械制造裝備課程設計的目的機械制造裝備課程設計是在學生學完機械制造裝備設計課及其它先行課程之后進行的實踐性教學環(huán)節(jié)，是學生進行設計工作的基本訓練。目的在于：1、 通過機床主傳動系統(tǒng)的機械變速機構設計，使學生樹立正確的設計思想和掌握機床設計的基本方法；2、 鞏固和加深所學理論知識，擴大知識面，并運用所學理論分析和解決設計工作中的具體問題；3、 通過機械制造裝備課程設計，使學生在擬訂機床主傳動機構、機床的構造設計、各種方案的設計、零件的計算、編寫技術文件和設計思想的表達

3、等方面，得到綜合性的基本訓練；4、 熟悉有關標準、手冊和參考資料的運用，以培養(yǎng)具有初步的結構分析和結構設計計算的能力。二、機械制造裝備課程設計的內容和工作量為滿足教學要求，達到上述目的，機械制造裝備課程設計的題目一般擬訂為通用機床主傳動系統(tǒng)的變速箱部件設計。學生應在規(guī)定時間內，獨立完成下列計算工作量：1、運動設計 學生根據(jù)設計任務書所給定的參數(shù)和設計要求，在明確所設計機床用途及主要技術性能的基礎上，擬訂結構網(wǎng)、轉速圖，確定齒輪齒數(shù)，并核算主軸轉速誤差，畫出傳動系統(tǒng)圖。2、動力設計 根據(jù)給定電動機功率，計算主要零件的尺寸，選擇材料，驗算主要傳動件的應力、變形以及壽命等，是否在允許的范圍內。3、機

4、構設計 將運動設計所確定的機床主傳動系統(tǒng)（其中包括傳動軸系、變速機構、主軸組件、換向、制動、操縱機構、潤滑密封等）布置在展開圖和截面圖內，一般要完成零號圖紙1張。4、 編寫設計計算說明書一份。詳細的設計內容和工作量可見<<機械制造裝備課程設計任務書>>和指導教師的具體布置。 三、機械制造裝備課程設計的方法步驟和要求（略，詳見本指導書第二章。）四、學時分配、計劃進度安排 本次課程設計集中安排三周。根據(jù)設計工作程度及對學生的要求，計劃進度大致安排如下： 1、理解題目，閱讀 指導書 ，擬訂總體方案，進行運動設計 2天 2、動力設計主要零件的計算和初算 5天 3、結構設計繪制裝

5、配草圖 2天 4、驗算主要零件 1天 5、繪制正式裝配圖 2天 6、整理、編寫設計計算說明書 2天 7、答辯 五、機械制造裝備課程設計成績考核機械制造裝備課程設計結束后，由教研室指派有關教師對學生課程設計進行全面考核，重點考核以下幾個方面：1、 工作態(tài)度、設計中的表現(xiàn)；2、 刻苦鉆研精神，獨立工作能力，綜合運用所學知識能力；3、 設計圖紙和說明書質量；4、 答辯時回答問題情況。綜合以上情況，評定學生課程設計成績。成績分優(yōu)、良、中、及格、不及格五級。第二章 機械制造裝備課程設計的方法步驟和要求§21 分析研究題目、進行運動設計一理解題目學生在接受機械制造裝備課程設計題目之后，應仔細閱讀

6、機械制造裝備課程設計任務書，了解機課程設計的目的、內容、設計步驟和要求。然后在教師指導下開展設計工作。要理解給定的題目，對設計參數(shù)進行分析、研究；明確所設計機床的用途和主要技術性能。二擬訂主傳動系統(tǒng)總體結構方案根據(jù)設計題目中所提出的要求及所設計機床的用途，主要技術性能，并參考同類型機床，擬定主傳動系統(tǒng)總體結構方案（及其理由），大致包括：傳動形式、變速方式、換向及開停機構、制動機構、潤滑裝置,操縱機構的選擇;變速箱的安裝定位方式的選擇;電機軸與第軸的聯(lián)接方式等等.三運動設計關于運動參數(shù),已經(jīng)統(tǒng)一給定,學生不必花費太多時間去研究,但應該明確參數(shù)中 的極限轉速值nmin和nmax的確定方法,變速級數(shù)

7、Z、 值的大小對機床性能的影響,根據(jù)給定的運動參數(shù),完成下列工作:1、依據(jù)給定參數(shù)(nmin、 nmax、Z、),查表確定主軸的各級標準轉速,有時要考慮混合公比。2、列出各種結構和結構網(wǎng),根據(jù)有關原則,通過分析,比較,確定其中最佳方案。3、設計轉速圖,根據(jù)擬訂轉速圖的原則,確定速比的絕對值,畫出轉速圖。4、確定齒輪齒數(shù),用計算或查表法確定齒輪齒數(shù).在確定齒數(shù)和Sz時應注意:1）控制齒數(shù)和Sz =70100,Szmax 120,最小齒輪齒數(shù)Zmin 18 20;2）小齒輪齒根和孔壁或鍵槽處的壁厚a(1.52) m,或Zmin6.5+2T/m,m為齒輪模數(shù),T軸線到鍵槽的高度.3）保證兩軸承孔之間

8、有一定的壁厚a23 m,或Sz>2 (D1+D2)/2+a /m,D1,D2分別為相鄰兩軸承外徑. 4) 應保證軸間有足夠的中心距,使車床:軸上齒輪不碰軸上摩檫離合器,銑床:不碰電磁制動器.5) 在三聯(lián)滑移齒輪塊中,最大齒輪齒數(shù)與其相鄰大齒輪齒數(shù)之差應4,以保證滑動時順利通過,不碰撞。6） 選齒數(shù)較大的一個作公用齒輪.齒輪齒數(shù)確定后,標注在轉速圖中相應的傳動副連線上。5、核算主軸轉速誤差,齒輪齒數(shù)確定后,主軸的各級實際轉速即確定,它與主軸的標準轉速總會產(chǎn)生一定的誤差,應進行核算。誤差一般不應該超過±10(-1)%,即應滿足:n實n標/ n標10(1)%一般將轉速誤差的核算列成如

9、下的表格形式:計算式n實n標誤差允許值10(1)%結論6、繪制傳動系統(tǒng)圖1）軸,齒輪,離合器,制動器的排列位置,編號應與將要繪制的展開圖相一致。2）標寫出電動機的型號、功率、轉速、皮帶輪直徑D1、D2;皮帶根數(shù)要畫上;標寫軸號、齒輪的齒數(shù)×模數(shù)。3） 展開圖的輪廓線、傳動件和執(zhí)行件的畫法要符合制圖標準規(guī)定。§22 主要零件的計算與初算 初步計算主要零件的目的,是為了大致確定傳動件零件的主要尺寸,如皮帶輪直徑,齒輪模數(shù),傳動軸直徑和主軸軸徑等,以便繪制主軸箱的軸系展開圖。一. 皮帶設計皮帶設計的已知條件是:電機功率Nd,轉速比i,電機轉速nd,計算帶輪直徑D1、D2,皮帶的型

10、號,根數(shù)Z，壓軸力Q等。設計原則是不打滑,有足夠的壽命,傳遞最大功率。二齒輪模數(shù)的初算在計算齒輪模數(shù)和傳動軸直徑時需要用到其計算轉速nj和傳遞功率Ni,因此應先將各種傳動軸和有關齒輪的計算轉速nj和各傳動軸所傳遞的功率Ni確定下來,以備計算中使用。1) 只算定比、各變速組中小齒輪的模數(shù)。2) 選定標準模數(shù),考慮種類少一些,取一種或兩種。首先確定主軸的計算轉速,再根據(jù)主軸的計算轉速圖上查取各傳動軸和各齒輪的計算轉速。各軸和齒輪傳遞的功率Ni=N×總 , 總由電機到該傳動件各傳動副的效率相乘,但不乘入該軸承的效率。效率值見1p4表5.15。一般同一變速組中的齒輪取同一模數(shù),選擇負荷最重的

11、小齒輪按簡化的接觸疲勞強度公式進行初算:式中:mj按接觸疲勞強度計算的齒輪模數(shù), mm Nd驅動電機功率, Kw nj計算齒輪的計算轉速, rpm i大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比,i1;Z1小齒輪齒數(shù);m齒寬系數(shù); m=/ (B為齒寬,m為模數(shù))一般m = 610;j許用接觸應力,當 45#調質(T235) j =600Mpa (N/mm2) 45#整體淬火(C42) 1100 (N/mm2) 45#高頻淬火(G54) 1370 (N/mm2) 40Cr調質(T265) 650 (N/mm2) 40Cr整體淬火(C48) 1250 (N/mm2) 40Cr高頻淬火(G52) 1370 (N/mm

12、2)齒輪模數(shù)初算后,根據(jù)齒輪精度等級所允許的線速度(見1p225表5.452),要核算高速傳動齒輪的線速度( )是否超過允許值。三.傳動軸直徑的初算 傳動軸的直徑可按下列扭轉剛度公式進行計算:或式中: d危險斷面處軸的直徑,當有一個鍵槽時,可增大45%,當有兩個鍵槽時,可增大710% ;花鍵軸內徑可減小7%,計算后要圓整到標準直徑系列,花鍵軸系列標準見1P554表5.817; Tn該軸傳遞的額定扭矩, N.mm ； Ni該軸傳遞的功率,Kw nj該軸的計算轉速,rpm 該軸每米長度上允許的扭轉角; 一般傳動軸=0.51; 要求較高的軸 0.10.5o 要求較低的軸 1.52o計算傳動軸直徑時,

13、尺寸相接近的盡量取一致,以便于加工軸和孔,統(tǒng)一刀具和量具。一般將計算結果列成表格形式,如:軸號Ninjd初d取 花鍵軸尺寸 備注四. 主軸軸徑的確定對通用機床的主軸尺寸參數(shù)多由結構上的需要而定,故主軸前軸頸的尺寸按下表所列的統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定。通用機床主軸前軸頸尺寸(mm)機床 主軸的驅動功率(KW)2.8445.55.57.5車床70907010595130銑床6090609075100普通車床主軸前軸頸的直徑D1,后軸頸的直徑D2及內孔直徑d可按統(tǒng)計公式酌定:D1=0.2Dmax±15 (mm)D2=(0.70.85)D1 (mm)d=0.1Dmax±10 (mm)式中: D

14、max最大加工直徑,(mm) 由于初步計算是在繪制裝配圖之前進行,零件的尺寸、形狀和位置尚未確定,在繪制正式裝配圖過程中變化也比較大。因此,各零件尺寸的初算,不詳細計算,待裝配圖繪制之后,還需仔細驗算。所以,零件尺寸的初算不用花費過多時間,但齒輪模數(shù)計算一定要正確,必要時可以結合類比法確定。§23 結構設計繪制部件裝配草圖 繪制部件裝配草圖的目的,是大致確定變速箱部件中各主要傳動件(如齒輪、軸、軸承、離合器和箱體等)的輪廓尺寸、形狀和相對尺寸等。部件裝配草圖是在主要零件尺寸初算的基礎上繪制的,又是作為校核驗算零件尺寸的依據(jù)、草圖繪制不必過分細致,但部件中各主要零件要全,尺寸要準確,布

15、局要合理。 裝配草圖的設計依據(jù)是已確定的主傳動系統(tǒng)總體結構方案;傳動系統(tǒng)圖;零件的計算與初算;參考同類型機床的裝配圖。一般繪制成1:1的展開圖一張,M1:2的截面圖一張(主要用于表示軸的空間位置和部分操縱機構)。部件裝配草圖的畫法,可以參考同類型機床的裝配圖,布置齒輪的軸向位置,研究齒輪的排列方式.如果需要限制軸向尺寸,可采用公用齒輪或齒輪交替布置,或增加定比傳動機構。要注意滑移齒輪要有足夠的軸向空間,保證滑移齒輪完全脫開后,才進入新的嚙合。傳動軸及軸上零件的軸向定位方式要簡單可靠,又要便于裝拆和調整等。根據(jù)主軸組件設計的理論知識,參考結構圖冊或同類型機床的結構,選擇合理的主軸組件的結構,包括

16、軸承類型、配置與調整、主軸前端結構(可參考附錄3) 、主軸的軸向定位方式等?？紤]問題要全面,除傳動機構、變速機構外,尚須注意離合器、制動器、操縱機構和潤滑密封裝置等,都要統(tǒng)盤考慮,選擇的形式、布局等要結合截面(或剖視)圖,注意空間位置是否會干涉或與移動件相碰撞。草圖繪制完畢后,要請指導教師審閱。§24 驗算主要零件 根據(jù)部件裝配圖所確定的零件尺寸和各零件間的相互位置關系,分析其受力狀態(tài),作用力的大小、方向和著力點位置等,對主要零件進行比較精確的驗算。為了節(jié)省時間減少重復的計算工作,可由指導教師指定驗算的零件和驗算內容。但學生應明確這些零件一般都是工作情況嚴重、支承載荷較大。驗算時要著

17、重掌握對問題的分析和計算的方法。當驗算結果不能滿足性能要求時,可以改變零件材料、熱處理方法或修改部分結構,甚至有時要改變原設計方案。一.齒輪模數(shù)驗算一般按接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度驗算,選取某軸上承受載核最大的齒輪,即同材料、同模數(shù)齒輪中齒數(shù)最少、齒寬最小的齒輪進行驗算。驗算的已知條件為一對嚙合的齒輪齒數(shù)Z1、Z2,模數(shù)m,齒輪傳遞的功率N,齒輪的精度等級(如88 7 GB/T10095.12001),齒輪材料為45或40Cr,進行高頻淬火G52,轉速圖。、 按接觸疲勞強度驗算、 按彎曲疲勞強度驗算 式中 ，、0分別為按接觸疲勞強度和按彎曲疲勞強度計算所允許傳遞的最大功率，Kw；、0分別為在基

18、本條件下，按接觸疲勞強度和按彎曲疲勞強度計算的Z1、m所允許傳遞的功率，Kw；0由1P254表5.480查??；0由1P254表5.481查取。這里基本條件是指：（1）齒輪材料為45鋼，調質T235; (2) 非變位直齒圓柱齒輪； （3）齒數(shù)之比i=1; (4) 10 （5）小齒輪的計算轉數(shù)n=1000rpm; (6) 加工裝配精確； （7） 壽命系數(shù) 。凡不符合上述基本條件者，在實際使用時 ，就要按上述兩公式，通過相應的系數(shù)進行折算。i大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比， 尺寬系數(shù) nj該齒輪的計算轉數(shù)，rpm; K材料的彈性模量，由1P259表5.484；Kcj、Kcw分別為材料的接觸和彎曲性能系數(shù)，由

19、1P259表5.484。 K1載荷集中系數(shù)，由1P259表5.487。 K2動載荷系數(shù)，由1P260表5.487。 Ksj、Ksw壽命系數(shù)，決定因素較多，計算比較復雜，詳見1P259(7)。經(jīng)計算，在此給定：（車床）（銑床） 嚙合角影響系數(shù)，非變位齒輪 Ksw0.85嚙合角影響系數(shù)，非變位齒輪；齒形系數(shù)，非變位外嚙合直齒圓柱齒輪； N齒輪實際傳遞的功率，Kw。二傳動軸剛度驗算選擇一根受載最重的傳動軸（一般是主軸前一根傳動軸，或指導教師制定），核算其裝齒輪處產(chǎn)生的撓度y和裝軸承處產(chǎn)生的傾角、為什么要進行傳動軸剛度的核算？（略，詳見1P351：六），驗算步驟如下：1.計算軸的平均直徑，畫出計算簡圖

20、 機床上等徑軸較少，當軸的直徑相差不大時，可把軸看作等徑軸，采用平均直徑（各直徑之和除以直徑數(shù)）來進行計算，即階梯軸 d平花鍵軸 d平（d外d內）/2一般常將軸簡化為集中載荷下的簡支梁，選擇該軸上轉速最低，受力最大的大齒輪（被動）傳入該軸，選擇該軸上最小的齒輪（主動）傳出，這兩個齒輪處的受力為載荷點進行計算。其受力簡圖為圖一。2.計算該軸傳遞的扭矩Tn;式中 Ni該軸傳遞的功率，Kw; nj該軸的計算轉速，rpm;3.求作用在裝齒輪處B點的力切向力 徑向力 式中，d齒輪的分度圓直徑，d=mZ;壓力角，標準齒輪200 ；摩擦角，4.求作用在裝齒輪處C點的力若傳入軸、該軸、傳出軸三根軸在空間位置的

21、軸心連線夾角小于150 ，可以認為三軸心在同一直線上（如銑床），按照上面求B點力的方法，求出C點力即可。若三軸心不在同一直線上（夾角大于150時）需進行坐標轉換，將后一對齒輪（C點）嚙合力（、）投影到前一個坐標（關于X、Y的坐標）之后，在進行撓度計算，車床大都屬于這種情況。如下圖所示：5.計算裝齒輪處的撓度應用1P255表5.816公式，由表5.817中查取軸的慣性矩I，E=2.1×100kgf/cm2 2.1×103N/mm2,在計算中要注意單位的統(tǒng)一，以防出現(xiàn)差錯，力的單位用N，長度單位用mm。另外在應用表5.816中公式進行計算時一定要注意計算簡圖中a、b、x值的相應

22、改變。一般將計算結果列成表格形式（表中給出所有公式）：第（ ）軸裝齒輪B、C處撓度計算位置坐標方向由作用在B點的力產(chǎn)生的撓度由作用在C點的力產(chǎn)生的撓度各坐標迭加合成撓度y允許值y結論BX載荷點公式XBB任意點a段內公式XBCXB= XBB XBCyB=(XB2YB2)0.5表5.814合格YYBBYBCYB= YBB YBCCX任意點b段內公式XCB載荷點公式XCCXC= XCB XCCyC=(XC2YC2)0.5表5.814否YYCBYCCYC= YCB YCC第（ ）軸裝軸承處(A、D)的傾角計算位置坐標方向由作用在B點的力產(chǎn)生的傾角由作用在C點的力產(chǎn)生的傾角各坐標迭加合成傾角允許值結論A

23、X左支承公式XB左支承公式XCXA =XB XCA=(XA2YA2)0.5表5.814合格YYBYCYA =YB YCDX右支承公式XB右支承公式XCXD =XB YCD=(XD2YD2)0.5表5.814否YYBYCYD =YB YC6.計算軸承處的傾角應用表5.8-16公式進行計算，在計算中同樣應注意計算簡圖中a、b值相應改變。一般將計算結果列成表格形式（表中給出所用公式見P18表格）。三、軸承壽命驗算軸承受循環(huán)接觸應力后產(chǎn)生疲勞剝落（龜裂），多長時間才能剝落，即壽命。壽命是指軸承的內圈、外圈、滾動體三者中。其一出現(xiàn)疲勞剝落即為到壽命，壽命以小時（h）數(shù)表示之。應滿足 LhT式中，Lh額定

24、壽命。hT工作期限，hT的確定機床大修期為8年，每年工作300天，按每天2班制，每班8小時，則總時數(shù)為 8×310×2×838000h實際機動時間為1050，則 T30000×（0.40.5）1500020000h通常為設計方便，更換不難，取T=10000h即可額定壽命的計算式中，n軸承（即軸）的計算轉速，rpm; 壽命指數(shù)，球軸承3，滾子軸承10/3； C額定動負荷，N，查1P670,十四； P當量動負荷，N, P=XFr+YFa式中，F(xiàn)r徑向負荷，N,由求支反力解出； Fa軸向負荷，N； X徑向系數(shù)，由1P584表5.918； Y軸向系數(shù)，由1P58

25、4表5.918；軸承壽命是個統(tǒng)計數(shù)，大多數(shù)（90以上）軸承的實際壽命比它的統(tǒng)計壽命長，如驗算結果額定壽命達不到工作期限（相差不太大時），仍可使用，采用提前一、二年更換的辦法亦可。§25 繪制正式部件裝配圖根據(jù)草圖驗算的結果進行必要的修改，把該表示出來的零件清晰正確地繪制在正式裝配圖上。繪制正式裝配圖時機械制造裝備課程設計的重要階段，是前階段的工作總結，是設計思想的表達。部件裝配圖包括展開圖和剖面圖：一、設計部件裝配圖時，學生應對下列問題進行全面分析和比較1、選用零件類型、結構、主要尺寸、材料、熱處理和該零件在部件中的固定方法等。這些零件包括：齒輪、軸承、離合器、制動器、換向機構、潤滑

26、密封裝置、各類軸、軸套和箱體等。2、確定部件中各零件的位置、相對位置關系及主要尺寸（定位尺寸、移動件的行程極限位置尺寸、主要配合尺寸等）、聯(lián)接方法、配合性質以及滾動軸承預緊及其精度選擇等。3、零件設計應盡可能遵守標準化、通用化的原則，凡是能用標準件的一定采用標準件，如螺釘、螺帽、軸承、鍵、墊圈、彈簧、擋圈、銷釘、法蘭盤等。4、要注意變速箱部件在機床上的定位，安裝方法及其加工基面；各傳動軸的軸向定位及其間隙調整方法；運動件的潤滑及其潤滑系統(tǒng)設計；主軸組件的軸向定位、間隙調整、潤滑方式；皮帶輪的卸載裝置；摩擦離合器的調整、受力分析和設計原則等。二、繪制裝配圖的方法步驟1、在畫裝配圖之前，按部件裝配

27、草圖的輪廓和結構布置，要統(tǒng)盤考慮全面安排，圖面布局要勻稱。一般采用1：1的比例，必要時可放大或縮小。然后按傳動軸的先后順序，畫出各軸心線的距離，以及各傳動軸上的齒輪位置。2、繪制展開圖時要結合剖面圖，要結合考慮操縱機構、各軸的空間位置、制動器、換向機構等。當然操縱機構等在總布置前應確定方案，由于時間關系，在課程設計中，操縱機構根據(jù)情況由指導教師研究確定其形式，學生不必花過多的時間。零件的位置及其相互關系，一般由裝配圖的“內部向外”畫，同時又要考慮裝配圖的外觀輪廓由“外向里”排列。車床主軸箱長、寬、高尺寸比例以6：5：4為宜。3、適當考慮加工工藝性，要注意部件裝配工藝的可能性，特別是主軸和其它較

28、長的傳動軸。有時就是由于零件的結構工藝性不好或零件組裝時無法安裝，不得不改變原設計方案。還要注意有調整間隙的組件（如滾動軸承、摩擦離合器和制動器等）要調整方便，易損件容易更換等。4、部件裝配圖的底圖（或微機草圖）繪制完成后，應請指導教師審核，方可加深（或出圖）。§26 裝配圖的尺寸標注由于設計時間所限，并減少重復工作，在對裝配圖進行尺寸標注時，可根據(jù)指導教師的要求，選擇一些尺寸進行標注。這些尺寸大體包括：部件的外形尺寸；性能尺寸；主要聯(lián)系尺寸；移動件的極限位置尺寸；主要零件間的配合尺寸等，現(xiàn)分別敘述如下：一主要尺寸標注1、外形尺寸：主軸箱部件長、寬、高尺寸；2、性能尺寸：車床主軸中心

29、高HD/2（25）；3、主要聯(lián)系尺寸：1） 車床主軸中心線和床身對稱線距離一般為912;2） 車床中心至主軸箱前面的距離；3） 車床主軸前端錐孔按標準莫氏錐度；4） 銑床主軸中心線至橫梁底面距離150；5） 銑床主軸前錐孔錐度7：24，主軸前端外徑和孔徑為：外徑 101.6h5，孔徑 57.15外徑 88.882h5,孔徑 44.456)主軸或一根傳動軸的軸向尺寸(成鏈)4、移動件的軸向位置尺寸：1） 滑移齒輪的極限位置尺寸；2） 撥叉極限擺角（銑床）。5、中心距尺寸：公差按標準側隙，由1P236表5.460。二主要配合尺寸的標注1、 主軸（滾動）軸承配合：1）三支承的主軸主件車床：前支承（D

30、3182100型）外環(huán)與孔配合K6， 中間支承 外環(huán)與孔J6，內環(huán)與軸徑K5， 后支承 外環(huán)與孔J7，內環(huán)與軸徑K6銑床：前支承 外環(huán)與孔K6，內環(huán)與軸徑n6, 中間支承 外環(huán)與孔K6，內環(huán)與軸徑js6, 后支承 外環(huán)與孔J7，內環(huán)與軸徑js6.2)雙支承的主軸組件 車床：前支承（D3182100型）外環(huán)與孔K7， 后支承 外環(huán)與孔J6，內環(huán)與軸徑k5。2、 傳動軸承配合：外環(huán)與箱體孔J7，內環(huán)與軸徑k6。3、 花鍵軸的配合（例如）：1)、滑動：6×38H7/f7×32H12b12×12D9f92）、固定：6×38H12b12×12D9f94、

31、 用鍵傳遞扭矩時，軸與孔的配合，如80H7/k65、 滑塊與撥叉的配合，如12H9/f9三裝配圖中零件的標注方法對上述尺寸進行標注之后，應對全部基本件進行編號。標準件、通用件和借用件，可只標注其標準代號、規(guī)格和數(shù)量，而不編排其序號和代號。在編號、標注時應注意以下幾點：對上述尺寸進行標注之后，應對全部基本件進行編號。標準件、通用件和借用件，可只標注其標準代號、規(guī)格和數(shù)量，而不編排其序號或代號。在編號、標注時應注意以下幾點：1、 專用件、標準件要分開標注；2、 件號按順序（逆）時針方向依次標注；3、 件號引線不能交叉。最后畫出標題欄和零件明細表（明細表可附在說明書中）。§27 整理設計內

32、容，編寫設計計算說明書部件裝配圖加深之后，仍須對全部設計圖紙進行全面仔細檢查，如果發(fā)現(xiàn)有錯誤或遺漏，要及時修改或補充。機床課程設計計算說明書，是在整個設計過程中逐步積累而成，平時要注意對計算草稿、方案選取理由、公式系數(shù)查找資料的出處、要及時整理記錄下來，以免在整理說明書時，重新查找，設計完成后，只是最后稍加整理、修改和編寫未完成部分，最后裝訂成冊，附上機床傳動系統(tǒng)圖和零件明細表。說明書的編寫要仔細認真，敘述清楚，說明簡練、文理通順、書寫工整，字數(shù)在8千1萬字左右，一般不應少于20頁。在編寫時，具體格式順序要求大致如下： 第1頁 目錄 第2頁 機床課程設計任務書 第3頁 設計計算內容說明包括：一

33、、 機床用途及主要技術性能二、 變速箱總體結構方案的擬定三、 運動設計四、 主要零件的設計與計算五、 結構設計因結構設計的主要內容是反映在裝配圖中，在此可主要說明以下方面的內容：1、箱體長、寬、高輪廓尺寸及有關零件間相互位置尺寸的確定與計算。2、對操縱機構的設計說明：1) 車床應驗算在單邊撥動時，是否滿足不自鎖的條件；2) 銑床操縱機構草圖的有關計算和說明，包括：a） 轉速排列表及對應的轉速圖；b） 操縱原理圖（杠桿比）；c） 凸輪草圖。3) 軸轉速標牌（列表說明）4) 在結構設計方面其它需要說明的問題等。六、 主要零件驗算七、 本設計優(yōu)缺點分析及改進意見八、 零件明細表1、專用件明細表件 號

34、名 稱件 數(shù)材 料備 注2、標準件明細表規(guī)格代號名稱件數(shù)標準號備注 九. 主要參考資料1 機床設計手冊（2上）2 金屬切削機床設計3 金屬切削機床概論4 機械零件設計手冊5 機床設計圖冊6 CA6140主軸箱裝配圖X62W主傳動系統(tǒng)裝配圖附 錄1、 標準錐度 錐度K為錐體上兩橫剖面與兩剖面之間長度之比直徑之比: K（Dd）/l2tg錐角2的一半稱為圓錐斜角常用的專用標準錐度錐角K圓錐角2圓錐斜角標 記1：41：41:121:121:151 ;151:201:207:247: 24 2、 莫氏錐度莫氏錐度號大端名義直徑錐度圓錐角2431.2671：19.2540.05194544.3991：19

35、0020.05263663.348 1：19.1800.052143、主軸端部件標準尺寸卡口型主軸端部的互換性尺寸國際標準 I S 7021975機床主軸端部與花盤互換性尺寸第三部分;卡口型1) 應用范圍本國際標準規(guī)定了卡口型車床主軸部和相應花盤的互換性尺寸。ISO 702/III1975號數(shù)尺寸34568111520D53.97563.51382.563106.375139.719196.869285.775412.775公差0.008 00.008 0 0.010 00.010 00.012 00.014 00.016 00.620 0D7585104.8133.4171.4235330.

36、2463.6D102112135170220290400540d2121212329364343DH8/h814.2515.919.0523.828.634.941.3d6.46.46.48.410.510.51313d10.410.410.413.516.516.51919E1111131416181921F1620222528354248G5556888H1010101112131515W0.20.20.20.20.20.20.30.3注：未注公差的尺寸的一般公差：±0.4mm注：“A”型和“凸輪鎖緊”型分別見第一部分和第二部分。2）互換性尺寸2.1 主軸端部銑床主軸端部（內孔錐

37、度7：24）尺寸ISO 推薦標準 R 297 7：24 刀柄錐度1) 序言 下列表格涉及了一些7：24錐度，一方面涉及主軸端部。另一方面涉及刀柄。這種錐度主要是為了銑床主軸端部和相應的刀柄設計，因此，希望制定一個更全面的關于“帶7：24錐度的銑床主軸端部”的ISO推薦標準。2）互換性 在螺紋方面，根據(jù)螺紋的型式（具有標準螺紋的公制螺紋M或統(tǒng)一標準粗牙螺紋UNC），本ISO推薦標準規(guī)定了兩種完全不同型式的產(chǎn)品。 為了區(qū)別這兩種型式，在零件上應打上相應的螺紋標記。每個國家的標準組織可在其國家標準中任意采用其中一種螺紋型式。 以公制尺寸或英制尺寸制造的產(chǎn)品，其他尺寸雖然不完全相同，但完全是可互換的。

38、如果在國家標準中規(guī)定驗收條件，則應明確規(guī)定是按英制尺寸還是按公制尺寸驗收產(chǎn)品。3） 主軸端部7：24錐度附錄43 銑床主軸端部尺寸（內孔錐度7：24）主軸端部（內孔錐度7：24）尺寸 mm名稱N0.30N0.40N0.45N0.50N0.55N0.60D 31.75044045057.15069.85088.900107D h69.93288.882101.6128.570152.4221d H1217.425.332.439.650.460d min171721272735L min 73100120140178220g M12M12M12M16M20M20a min12.516181925

39、38f 5466.780101.6120.6177m min 12.51618192538n max889.512.512.5120/2 min16.52330364861B 15.915.91925.425.425c min889.512.512.512k max16.519.519.526.526.545Z 0.40.40.40.40.40V 0.030.030.030.040.040注： D1基本尺寸。 g1螺紋直徑，或者是具有標準螺距的公制螺紋M，或者是明確標明的統(tǒng)一標準粗牙螺紋U（以時為單位的尺寸）。在每種情況下，零件上都應打上適當?shù)腗或UNC標記。 緊固刀具用螺孔的位置公差（從理論

40、位置上最大徑向偏移）。N0.30、N0.40和N0. 0.75mm；N0.50、N0.55和N0.60為0.100。 撥塊在其槽內的裝配用M6/h5配合。V表示撥塊b1的允許偏心距：即撥塊中心平面與主部軸心線的距離。 e)z1=從與定位面相重合的公稱位置至量規(guī)夾面D1位置的最大允許，允許在定位面兩頻。第二部分 數(shù)控工作臺機械部分設計第一章 概述一、課程設計的目的 本課程設計的目的在于培養(yǎng)學生對典型機電一體化產(chǎn)品機械結構的設計能力和對機電伺服系統(tǒng)的設計能力,在學習有關專業(yè)課程設計的基礎上,進行機電系統(tǒng)設計的初等訓練,掌握手冊、標準、規(guī)范等資料的使用方法,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力,為以后的畢業(yè)

41、設計打下良好的基礎.二、任務書1. 設計題目:XY雙坐標聯(lián)動數(shù)控工作臺設計2. 技術數(shù)據(jù)按有關技術數(shù)據(jù)分組如下:組號工作臺長 × 寬 (mm)工作臺工作重量 ( N )1390×29018002400×30020003410×31023004420×32025005430×33028006440×30030007450×31033008420×33035009430×350400010400×4005000工作臺行程: X=60100mmY=5080mm脈沖當量:0.050.08mm/

42、P3. 設計要求1) 工作臺進給運動采用滾珠絲杠螺旋傳動.2) 滾珠絲杠支承方式:雙推簡支型.3) 驅動電機為反應式步進電機.4) 步進電機與滾珠絲杠間采用齒輪降速,要求消除齒輪傳動間隙.4. 工作量1) 零號裝配圖一張.2) 設計說明書20頁以上.三、設計進度安排 本課程設計進行一周,學時分配及進度安排如下:1. 理解題目:擬定總體方案,進行運動設計、動力設計、零件的計算及初算.（2天)2. 結構設計草圖、編寫設計計算書.(1天)3. 畫正式圖、標注尺寸、配合、件號.(1天)4. 答辯.(1天)四、成績考核方法對參加課程設計的學生進行全面考核,重點考核以下四個方面:1. 設計圖紙、說明書的質

43、量.2. 獨立工作能力、綜合運用知識的能力.3. 平時的工作態(tài)度、設計中的表現(xiàn).4. 答辯時回答問題情況.最后成績由答辯小組綜合以上情況給出,分優(yōu)、良、中、及格、不及格五個等級.第二章 工作臺結構及參數(shù)設計一、總體結構數(shù)控工作臺采用由步進電機驅動的開環(huán)控制結構,其單向驅動系統(tǒng)結構簡圖如圖所示:實際設計的工作臺為X、Y雙坐標聯(lián)動工作臺,工作臺是由上拖板、中拖板、下拖板及導軌、滾珠絲杠等組成.其中下拖板與床身固聯(lián),它上面固定X向導軌,中拖板在下拖板的導軌上橫向運動,其上固定Y向導軌,上拖板與工作臺固聯(lián),在Y向導軌上移動.X、Y導軌方向互相垂直。.二、滾珠絲杠設計滾珠螺旋傳動按滾動體循環(huán)方式分為外循

44、環(huán)和內循環(huán)兩類,其中應用較廣的是插管式和螺旋槽式,它們各有特點,其軸向間隙的調整方法主要有墊片調隙式和螺紋調隙式,具體的實現(xiàn)方法可參考教材有關章節(jié)。滾珠絲杠傳動副多為專業(yè)廠家生產(chǎn),一般用戶設計時只負責選用,在選用時主要驗算其額定動載荷和臨界轉速,絲杠較長時還應進行壓桿穩(wěn)定性驗算。1. 計算動載荷 （N）式中: 載荷系數(shù) 見表1硬度系數(shù) 見表2 軸向工作載荷 (N) L額定壽命 L=60·n·T/ n絲杠轉速 (r/min)T使用壽命 (h) 見表3 表1 表2 載荷性質平穩(wěn)或輕度沖擊11.2輕度沖擊1.21.5 較大沖擊、振動1.52.5實際硬度HRC551.1501.5645