最新主轴升降制动装置结构图Table

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摘要

小型数控卧式镗铣床主轴箱沿着X轴升降。数控机床的加工系统、立体仓库中堆垛机的升降系统、平面绘图仪的绘图系统等,尽管结构和功能各不相同,但基本原理相同。机电一体化系统是将机械系统与微电子系统结合而形成的一个有机整体。本文通过对小型数控卧式镗铣床主轴箱的机械系统、控制系统及接口电路的设计,阐述了机电一体化系统设计中共性和关键的技术。

本说明书简要明确的说明了小型数控卧式镗铣床主轴箱升降和制动装置设计的过程及内容,包括机械传动系统和电气控制系统的设计,其中机械传动系统部分包含了确定系统脉冲当量和切削力,滚珠丝杠螺母副的计算和选型,电机的计算和选型。

本次课程设计,主要设计和研究小型数控卧式镗铣床主轴箱升降和制动装置及其电气原理图。确定小型数控卧式镗铣床主轴箱升降的传动系统,并且选择了螺旋传动,验算了螺旋传动的刚度、稳定性,寿命等参数;还设计了导轨,根据其用途和使用要求,选择了直线滚动导轨副,确定了其类型、转动力矩、转动惯量。

关键词:滚珠丝杠螺母副;直线滚动导轨副;伺服电机;PLC

第一章总体方案设计

1.1系统的运动方式与伺服系统的选择

为了实现镗铣床主轴箱升降和制动,运动定位、暂停、急停等功能,故选择连续控制系统。考虑到对工作台实际位移的检测,补偿系统的误差,故采用半闭环控制系统,利用交流伺服电机进行驱动。

半闭环控制系统如图所示。

1.2机械传动方式

为了实现设计要求的分辨率,采用伺服电机传动丝杠。为了保证一定的传动精度和传动平稳性,尽量减小摩擦力,选用滚珠丝杠螺母副。同时,为提高传动刚度和消除传动间隙,采用有预加负荷的结构。

1.3电气控制系统方案设计

采用三菱PLC 伺服系统

1.4总体方案的确定

数控机床总体方案设计,主轴箱升降总体方案设计见图

驱动单元

交流伺服电机

执行部件

第二章 机床进给伺服系统机械部分设计计

2.1 设计参数

1、主轴箱垂直提升行程:500;

2、主轴箱尺寸: 长×宽×高=500×400×250;

3、主轴箱总重: 1000N ;

4、最高运行速度:

步进电机运行方式: 空载:0.8m/min ;切削:0.3m/min ; 交流伺服电机运行方式: 空载:10m/min ;切削:2m/min ; 5、系统分辨率: 开环模式:0.01mm/step ;半闭环模式:0.005mm/step ; 6、系统定位精度: 开环模式:±0.10mm; 半闭环模式:±0.01mm; 7、切削负载: X 向500N ;Y 向800N ;Z 向1200N

2.2滚动导轨设计

2.2.1作用于滚动直线导轨副工作载荷的计算

工作载荷是影响导轨副使用寿命的重要因素。对于升降工作台,多采用双导轨、四滑块的支承结构。

采用双导轨,四滑块的支撑形式。查《机电一体化系统设计课程设计指导书》

38p ,表3—29m F 实验计算公式及参考系数,考虑最不利的情况,即垂直于工

作台的最大垂直方向载荷为:y m

F G F +=

其中G ——主轴箱总重N G 1000= y F ——Y 向切削负载N F y 800=

N F m 180********=+=

mm L 2500

1=

mm L 22502=

mm L 2

4003=则:

31234

2400

10002200250442

GL P P P P N L ?

======? N L GL P P P P t

t t t 5002

25042500100042

14321=?

?===== 查表3-41,根据工作载荷kgf kgf N F m 67.1838

.91800

1800==

=, N F P m c 6003

18003===

根据主轴箱垂直提升行程:500mm,估计导轨长度mm L 750250500=+≥。 型号

标准长度

F

G

最大长度

SBG 15

160 220 280 460 640 820 1000

1240

1480

2200

60

20 300

初定导轨长为820mm 。

2.2.2距离额定寿命L 的计算

直线滚动导轨副的寿命计算,是以在一定载荷下行走一定距离后,%90的支撑不发生点蚀为依据。这个载荷称为额定动载荷a C ,该行走距离称为距离额定寿命,滚动体为球时:

3

)(50m

a w r c t h F C f f f f f L ?=

式中:L ——距离额定寿命,单位为km ;

a C ——额定动载荷,Ca=850*9.8=8330N=8.33KN; m F ——滑块上的工作载荷,KN F m 8.1=;

h f ——硬度系数,如表3—36所示,h f =1.0; t f ——温度系数,如表3—37所示,t f =1.00; c f ——接触系数,如表3—38所示,c f =0.66; r f ——精度系数,如表3—39所示,r f =0.9;

w f ——运转系数,按一般运转取w f =1~1.5,计算取1.5;

km P C f f f f f L C

a w r c t h 77.8308)(503

=?=

见47P ,远远大于滚子期望值50KM ,故距离额定寿命满足。

2.2.3小时额定寿命计算

60

2103

??=nS L L h

式中h L ——寿命时间,单位为h ;

L ——距离额定寿命,L=8308.77km ; S ——移动件行程长度,单位为0.5m ;

n ——移动件每分钟移动次数,一般选6次。

92.2307960

5.0621077.8308602103

3=????=??=nS L L h h

2.2.4导轨的尺寸与滑块的尺寸选择

高承载小型导轨选型SL 型:初步选定:SBG 15 SL 型, 滑块尺寸如下:

导轨尺寸:

校核静载荷0'0

f P C c

≥(0f 在不常运动时取1~1.3,常运动时取1~1.5) 则kgf kgf N P f C c 84.918

.9900

9006005.10'

0==

=?=≥ kgf C 137084.910=≤

因此SBG 15 SL 型满足选择要求。

2.3 滚珠丝杠螺母副的计算和选型

滚珠丝杠副已经标准化,因此滚珠丝杠螺母副的设计归结为滚珠丝杠副型号的选择。

2.3.1 滚珠丝杠螺母副的计算

(1)计算进给牵引力()N F m

作用在滚珠丝杠上的进给牵引力主要包括切削时的走刀抗力以及移动件的重量和切削分力作用在导轨上的摩擦力,其数值大小和导轨的型式有关。

选用综合导轨,则进给牵引力:)()(z x y m F F G F K F +++=μ 其中G ——主轴箱总重N G 1000= x F ——X 向切削负载N F x 500= y F ——Y 向切削负载N F y 800= z F ——Z 向切削负载N F z 1200= K ——颠覆力矩影响系数K=1.15

μ——导轨的摩擦因素μ=0.003~0.005,取μ=0.0.004 代入数据得:N F m 8.2076=。 (2)最大动负载Q F 计算

式中 h P ——滚珠丝杠导程,初选h P =6mm ;

s v ——最大切削力下的进给速度此处: min /2m v s = ; T ——使用寿命,按15000h ;

w f ——载荷系数,查表3-30,按一般运转取w f =1.2~1.5,取2.1=w f ; h f ——硬度系数,取1=h f ;

0L —— 滚珠丝杠副的寿命,单位为610r

m in /33.3336

2

1000m in)/(1000r r P v n h s =?==

min /30010

15000

3.3336010606

6r T n L =??=??=

N L F f f F m h w Q 34.166833==

所计算出来的最大动负荷Q F 应小于滚珠丝杆的额定动载荷a C 。 验证所初步选择的滚珠丝杠螺母副是否符合要求。 (3)初选型号

根据计算出的最大动载荷和初选的丝杠导程,查表3-31得,选择济宁博特精密丝杠制造有限公司生产的G 系列3206—4型滚珠丝杠副,为内循环固定反向器单螺母式,其公称直径为32mm ,导程为6mm ,循环滚珠为4圈1列,精度等级取5级,额定动载荷为18292N ,大于

,满足要求。

螺纹长度:mm mm L n 62560824260500≈=?++=,由《机电装备设计》141P ,表3-21得;

300660101000Q w h m s h F L f f F nT L v n P ==

=

螺旋钢带防护罩规格: LGB 规格 Spec Lmax mm Lmin mm D1 mm D2 mm

40-800-80

800

80

40

65

角接触球轴承

代号 D/mm D/mm B/mm R/mm 1r /mm

7205C/AC/B

25

52

15

1

0.3

深沟球轴承:

代号

D/mm D/mm B/mm R/mm 6205

25

52

15

1

轴承宽度B=26mm

支撑跨距:62528026811a mm =+?+=; 丝杠全长:950L mm =

由《机电装备设计》143P 得,采用“一端双向推力球轴承,一端采用深沟球轴承”支撑方式。所以满足要求(5级精度)。 (4)传动效率

滚珠丝杠螺母副的传动效率一般在0.8~0.9之间,由下式计算。

)

(tg tg ?+λλ

=

η

错误!未找到引用源。=arctan[错误!未找到引用源。/(错误!未找到引用源。)]

式中:公称直径错误!未找到引用源。=32mm ,导程为mm P h 6= 错误!未找到引用源。——丝杠螺旋升角;

?——摩擦角,滚珠丝杠螺母副的滚动摩擦系数f =0.003~0.004,其摩擦角约等于'10。

错误!未找到引用源。=arctan[错误!未找到引用源。/(错误!未找到引用源。)]=错误!未找到引用源。'25342.3 = %34.959534.0)

(==+=

?λλ

ηtg tg

(5)系统刚度验算

滚珠丝杆副的轴向变形会影响进给系统的定位精度及运动平稳性。因此,应考虑以下引起轴向变形的因素:丝杠的拉伸或压缩变形量'

1δ、滚珠与螺纹滚道间接触变形2δ。

1)丝杠在工作载荷m F 作用下产生的拉/压变形量1δ

)M (22

1非常小,此项忽略由于IE

±±=πδa M ES a F m 式中:

m F ——丝杠最大工作载荷2076.8m F N =;

a ——上下支承的中心距离为811a mm =

E ——钢的弹性模量52.110E Mpa =?, S ——丝杠底径227.2d mm =

丝扛截面积2

222

/4 3.1427.2/4581.07S d mm π==?= 15

2076.8811

0.0142.110581.07

m F a mm ES δ?=±=±=±?? 2)滚珠螺纹滚道间的接触变形2δ

式中:

m F ——最大工作动载荷2076.8m F N = W D —滚珠直径 3.969W D mm =,

YJ F —丝杠预紧时,取轴向预紧力的1/3,/3692.27YJ m F F N == Z ∑——根据公式

0(/)3(3.1432/3.969)322.33W Z d D π=-=?-=,代入

公式:Z Z ∑=??圈数列数,得到滚珠总数=22.334189.32Z ∑??=,取90=Z

因为丝杠加有预紧力,所以为轴向负载的1/3,所以实际变形量可减少一半,取20.001mm δ=。

3)刚度验算

根据以上计算得到滚珠丝杠的总体变形量:

120.01515mm um δδδ=+==

232232076.80.00130.00130.00210/1010 3.969692.2790/10

m W YJ F mm

D F Z δ∑==?=????22

30.0013

10/10

m

W YJ F D F Z δ∑=?

在此次设计中,丝杠有效行程为500mm,由表3-27知,五级精度滚珠丝杠有效行程在400~500mm 之间时,行成误差um e p 27=,δ≥p e ,所以丝杠刚度足够。(6)稳定性的验算

滚珠丝杠属于受轴向力的细长杆,对已选定尺寸的丝杠在给定的支承条件下,承受最大轴向负荷时,应验算其是否产生弯曲失稳现象。

产生失稳的计算临界负载)(N F K

m k K F Ka EI

f F ≥=2

式中:

k f ——丝杠支承方式系数,由《机电一体化系统设计课程设计指导书》P42 表3-34查取,2=k f 。

E ——丝杠材料弹性模量,钢:25/101.2mm N E ?=;

I ——截面惯性矩()

2mm ,丝杠:4

2d 64

I π=,2d 为丝杠螺纹的底径,mm d 2.272=,44

263.2686864

mm d I ==

π

K ——压杆稳定安全系数,一般取为2.5~4,垂直安装时取最小值K=2.5; a ——丝杠两支承端距离,单位为mm ,811a mm =;

22522

2 2.11026868.63

67734.952076.82.5811k K f EI F N N Ka ππ???=

==?? 故丝杠不失衡,是稳定的。

2.3.2丝杠型号、尺寸选取

G 系列滚珠丝杠副尺寸参数

规格代号

3206-4

公称直径 0d 32 导程 h P 6 滚珠直径

w D

3.969

丝杠底径

2

d27.2

丝杠外径

1

d31.2 循环列数G 4

螺母安装尺寸

1

D50

D82

4

D67

L 60

B 13

h 7

1

Φ7

2

Φ12 油杯M M6

额定载荷

/N

a

C18298 oa

C47148

刚度

c

K

)

/(1-

?um

N

G 394

2.4 交流伺服电机的计算与选择

选用交流伺服时,必须首先根据机械设计结构草图计算机械传动装置及负载折算到电机轴上的等效惯量,分别计算各种工况条件下所需的等效力矩,再根据交流伺服电机最大转矩选择合适的交流伺服电机。

2.4.1 转动惯量的计算

(1)、丝杠的转动惯量计算

由于用交流伺服电机则省去了齿轮的传动比,以及齿轮的转动惯量的计算所以只要计算丝杠本身的转动惯量即可,虽然丝杠上有阶梯但为了计算方便按一个

圆柱体来计算它的转动惯量,而且丝杠与交流伺服电机直接相连则传动比可近似为一,下面首先计算丝杠的转动惯量,由表4-1得公式如下:

32

24

4D L R L J s ρπρπ==

式中 D ---圆柱体直径)(cm ; L ---圆柱体长度或原度)(cm ;

ρ---钢材的密度35/108.7cm kg -?=ρ

在我以上所设计的零件中可知丝杠的公称直径为3.2cm ,把丝杠近似的看成一个圆柱体则cm D 2.3=,考虑到我的任务书中的尺寸比较大,对与丝杠支撑端以外的丝杠对总体的影响较小所以忽略不记,则取81.1L cm =。 根据以上的数据代入公式算得:

4

34

281.17.8510 3.2 6.55.32

32

s L D J kg cm πρπ-????=

=

=

(2)、工作台折算到丝杠上的转动惯量

其公式为:

g G L J t 2

02??

? ??=π

式中 G ---工作台重量)(N ;N G 1000=, g ---重力加速度(9.8m/s 2); h P ---丝杠导程)(cm ;cm P h 6.0=

代入公式:

g

G

P J h t 2

2??? ??=π 22

93.08.9100026.0cm kg ?=?

??? ??=π (3)、丝杠传动时传动系折算到电机上的总的转动惯量

其求解公式:

t s e

J J J +=

式中 s J ---丝杠的转动惯量;

t J ---工作台折算到丝杠上的转动惯量

代入公式

t s e

J J J +=

=6.55+0.93 =7.482cm kg ? 考虑到电机传动系统匹配问题:

222

m 0.25147.4829.92J 20kg cm e

m

e m e m J J J J J kg cm J kg cm ≤

≤≤≤??≤≤?=?因此选空

行程时:

min /1667min /6.1666min /6

101000min /1000max r r r r P v n h m ≈=?==

即选型号HC-SFS81(B )

额定转矩8.12N ·m,最大转矩24.4N ·m 最大转速1500r/min

2.4.2 电机的力矩的计算

电机的负载力矩在各种工况下是不同的,下面分别对快速空载起时所需要

的力矩、快速进给时所需要的力矩、最大切削负载时所需要的力矩等几部分进行计算。

(1)、快速空载起动时所需力矩起M

0max M M M M f a ++=起

式中 起M ---快速空载起动力矩)*(cm N ;

max a M ---空载起动时折算到电机上的加速力矩)*(cm N ; f M ---折算到电机轴上的摩擦力矩)*(cm N ;

0M ---由于丝杠预紧时折算到电机轴上的附加摩擦力矩)*(cm N

1)求解max a M :

a

e a t n J M ????=-601022

max max π

式中 e J ——传动系统折算到电机轴上的总的等校转动惯量)*(2cm kg ;

2*16.7cm kg Je =

max n ——电机的最大转速min)/(r m in /1667max r n =;

a t ——运动部件动停止起动加速到最快进给速度所需)(s

ms t a 30=;

代入上式:

a

a t n Je M ????

=-601022

max max π cm

N ?=????

=-64.41603

.060101667216.72

π 2)折算到电机轴上的摩擦力矩f M : i

P F M h

f 总πη20=

式中 0F ——导轨的摩擦力)(N

N N F F F z x 8.6)1200500(004.0)(0=+?=+=μ; x F ——X 向切削负载N F x 500=: z F ——Z 向切削负载N F z 1200=;

μ——导轨的摩擦系数,004.0=μ; i ——齿轮降速比,这里无齿轮既1=i ; 总η——传动链总效率,由62P 查得,这里取0.85;

h P ——丝杠导程,单位为cm ,cm P h 6.0=;

代入求解:

cm N i P F M h f ?=????==

76.01

85.026

.08.620ππη总 3)附加摩擦力0M :

)1(2200ηπη-=

i

P F M h p 总

式中: 0p F ——滚珠丝杠预加负荷,一般取m F 3/1,m F 为进给牵

引力)(N N F m 8.2076=;

h P ——滚珠丝杠导程)(cm ;

η——滚珠丝杠未预紧时的传动效率;η=0.953;

代入计算得:

cm N i L F M p ?=-????=-=14.7)953.01(1

85.026.031

8.2076)1(2220

00πηπη总

4)根据上面的计算结果可得起M :

cm N M M M M f a ?=++=++=54.42414.776.064.4160max 起

m N m N cm N M ???=?=4.2425.454.424起,比初选的电机的最大转矩小符合设计要求。

(2)、快速进给时所需力矩快M :

cm N M M M f ?=+=+=9.714.776.00快

m N m N cm N M ???=?=12.8079.09.7快,比初选电机的额定转矩小,符

合要求。

(3)、最大切削时所需力矩切M :

t f M M M M ++=0切

式中 t M ——折算到电机轴上的切削负载力矩)*(cm N ;

t M 的求解公式如下:

i

P F M h

t t 总πη22=

式中 t F ——进给方向上的最大切削力)(N ;N F t 800=

代入数据计算得:

cm N i P F M h t t ?=?????==

75.1791

85.026

.0800222ππη总

综合以上数据可算得

cm N M M M M t f ?=++=++=65.18775.17914.776.00切

其与电机的额定转矩比较,m N m N cm N M ???=?=12.888.165.187切,故 合乎设计要求。

通过以上的演算可知,初选的电机合乎设计要求。

2.5离合器的选取

DZD1系列系通电工作单摩擦付型制动器,摩擦付为无石棉复合材料/钢。产

品结构简单,制动延迟时间短,制动力矩大。适用于机械传动系统中需要制动或定位要求的场合。如精密机床、印刷机械、包装机械、试验设备及办公机械等传动系统中的制动及定位。

故选取DZD1-2.5Ⅱ型。

2.6联轴器的选取

第三章微机数控硬件电路设计

根据总体方案及机械结构的控制要求,确定硬件电路的总体方案,绘制系统电气控制的结构框图。

3.1 确定控制方案

主轴箱升降电气控制系统有继电器控制、单片机控制和PLC(可编程控制器)控制三种方式。继电器控制方式存在可靠性差、可塑性差、接线复杂、自动化程度低等一系列缺点。单片机控制方式采用单片机作为控制单元,开发周期较长,抗干扰性差,可靠性低,灵活性差。PLC由CPU、存储器、输入/输出接口、内部电源和编程设备几部分构成,结构紧凑,集成度较高,开发方便,工作稳定可靠。因此,本设计方案选用小型PLC作为控制单元。

可编程控制器是以计算机技术为核心的通用工业自动控制装置,是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令,并通过数字式模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统联成一个整体,易于扩充功能的原则而设计。

基于PLC的控制系统由小型可编程控制器、脉冲输出模块、交流伺服系统、键盘(多个开关组合而成)、显示器(LCD指示灯)等几部分组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现,LCD指示灯可以实时显示系统的工作状态。

设计内容包括PLC选用,交流伺服电机控制电路,键盘显示电路以及其他辅助电路的设计(例如越界报警电路,掉电保护电路等)。

本方案选用的PLC控制系统由1台日本三菱公司的FX系列小型可编程控制-32MR,2台FX2N-10PG脉冲输出模块,2套三菱MR-J2S系列及交流伺服器FX

2N

系统(各包含1台HC-KFS73(B)交流伺服电机),其核心是可编程控制器,其输入部分主要接受行程开关、急停开关和手动开关等的动作信号,输出部分主要用于控制伺服驱动电机。

3.2 PLC 控制系统硬件介绍

3.2.1 电气控制系统框图

控制系统是由硬件和软件两部分组成,硬件是组成系统的基础,有了硬件软件才能有效地运行。

本方案可采用的半闭环模式拥有较高的系统分辨率,可以实现较高的定位精度。

控制系统硬件框图如图3-1所示。

图3-1 半闭环控制系统硬件框图

3.2.2 选择PLC 的类型

目前在经济型控制系统中,推荐采用小型可编程控制器。综合考虑接通和断开的频率、带负载能力和输入输出总点数等因素,选用日本三菱公司的FX 系列小型可编程控制器FX2N-32MR 。

一般PLC 的硬件结构如下图3-2所示。

主机

电源

微处理器(CPU)

运算器控制器

输入单元

存储器

EPROM (系统程序)RAM (用户程序)

外设I/O 接口

I/O 扩展接口用

户输入设备

输出单元

用户输出设备

I/O 扩展接口

PLC 或上位计算机

图形监控系统EPROM 写入器打印机

盒式磁带机

编程器

外部设备

图3-2 PLC 硬件结构图

车床主轴箱设计说明书

中北大学 课程设计任务书 15/16 学年第一学期 学院:机械工程与自动化学院 专业:机械设计制造及其自动化学生姓名:王前学号:1202014233 课程设计题目:《金属切削机床》课程设计 (车床主轴箱设计) 起迄日期:12 月21 日~12 月27 日课程设计地点:机械工程与自动化学院 指导教师:马维金讲师 系主任:王彪 下达任务书日期: 2012年12月21日

课程设计任务书 课程设计任务书

目录 1.机床总体设计 (5)

2. 主传动系统运动设计 (5) 2.1拟定结构式 (5) 2.2结构网或结构式各种方案的选择 (6) 2.2.1 传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围 (6) 2.2.2 基本组和扩大组的排列顺序 (6) 2.3绘制转速图 (7) 2.4确定齿轮齿数 (7) 2.5确定带轮直径 (8) 2.6验算主轴转速误差 (8) 2.7 绘制传动系统图 (8) 3.估算传动件参数确定其结构尺寸 (10) 3.1确定传动见件计算转速 (10) 3.2确定主轴支承轴颈尺寸 (10) 3.3估算传动轴直径 (10) 3.4估算传动齿轮模数 (10) 3.5普通V带的选择和计算 (11) 4.结构设计 (12) 4.1带轮设计 (12) 4.2齿轮块设计 (12) 4.3轴承的选择 (13) 4.4主轴主件 (13) 4.5操纵机构、滑系统设计、封装置设计 (13) 4.6主轴箱体设计 (13) 4.7主轴换向与制动结构设计 (13) 5.传动件验算 (14) 5.1齿轮的验算 (14) 5.2传动轴的验算 (16) 5.3花键键侧压溃应力验算 (19) 5.4滚动轴承的验算 (20) 5.5主轴组件验算 (20) 5.6主轴组件验算 (13) 6.参考文献 (14) 1.机床总体设计 轻型车床是根据机械加工业发展需要而设计的一种适应性强,工艺范围广,结构简单,

车床主轴箱设计(我参考的)

普通车床主轴箱设计第 1 页共 68 页 安徽建筑工业学院 安徽建筑工业学院安徽建筑工业学院 安徽建筑工业学院 毕业设计 (论文) 专 专专 专 业 业业 业 机械设计制造及其自动化 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 班 班班 班 级 级级 级 05

05机械 机械机械 机械(4) (4)(4) (4)班 班班 班 学生姓名 学生姓名学生姓名 学生姓名 夏遵超 夏遵超夏遵超 夏遵超 学 学学 学 号 号号 号 05210010428 05210010428 05210010428 05210010428 课 课课 课

题题 题 车床主轴箱设计 车床主轴箱设计车床主轴箱设计 车床主轴箱设计 指导教师 指导教师指导教师 指导教师 魏常武 魏常武魏常武 魏常武 普通车床主轴箱设计第 2 页共 68 页 2009 2009 2009 2009 年 年年 年 6 6 6 6 月 月月 月 1

1 日 日日 日普通车床主轴箱设计第 3 页共 68 页摘要 摘要摘要 摘要 普通中型车床主轴箱设计 普通中型车床主轴箱设计普通中型车床主轴箱设计 普通中型车床主轴箱设计 普通中型车床主轴箱设计,主要包括三方面的设计,即:根据设计题目所给 定的机床用途、规格、主轴极限转速、转速数列公比或级数,确定其他有关运动 参数,选定主轴各级转速值;通过分析比较,选择传动方案;拟定结构式或结构 网,拟定转速图;确定齿轮齿数及带轮直径;绘制传动系统图。其次,根据机床 类型和电动机功率,确定主轴及各传动件的计算转速,初定传动轴直径、齿轮模 数,确定传动带型号及根数,摩擦片尺寸及数目;装配草图完成后要验算传动件 (传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承)的刚度、强度或寿命。最后,完成运动设计 和动力设计后,要将主传动方案“结构化”,设计主轴变速箱装配图及零件图, 侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与密封、传动轴及滑移 齿轮零件的设计。 【关键词】车床、主轴箱、变速系统、主轴组件。 普通车床主轴箱设计第 4 页共 68 页目录 目录目录 目录目录 目录目录 目录.............................................................................. .. (4) 1、 、、 、绪论 绪论绪论 绪论.............................................................................. .. (6) 2. .. .设计计算 设计计算设计计算 设计计算 .............................................................................

圆管柱钢结构制作通用工艺

钢结构作业文件 文件编号:WYZG-010 版本号/修改次数:A/2 圆管柱制作通用工艺 受控状态:受控本 发放序号: 实施日期:发布日期: 编写 录目 审核 批准

1、主体内容与适用范围 主体内容: 圆管柱的一般制作流程。 适用范围:建筑钢结构中圆管柱的制作。 2、编制依据 1)《高层民用建筑钢结构技术规程》 JGJ99-98 2)《建筑钢结构焊接技术规程》 JGJ81-2002 3)《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2001 4)《结构用无缝钢管》 GB8162-1999 5)《直缝电焊钢管》 GB11345-89 6)《低合金钢焊条》 GB5118-95 7)《碳钢焊条》 GB5117-95 8)《熔化焊用钢丝》 GB/T14957-94 9)《气体保护焊用钢丝》 GB/Y14958-94 10)《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》 GB11345-91 11)《钢结构设计规范》 GB50017-2003 12)《碳素结构钢》 GB700-88 13)《低合金高强度结构钢》 GB/T1591-94 14)《厚度方向性能钢板》 GB5313-85 3、材料的要求和选用 原材料的选用及其适用标准 3.1.1钢管 (1) 圆管柱钢材主要采用Q235B和Q345B,其质量标准应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB700-88)及《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-94)的要求。其力学性能及碳、硫、磷、锰、硅含量的合格保证必须分别符合标准《结构用无缝钢管》(GB8162-1999)或《直缝电焊钢管》GB11345-89。 (2)结构用无缝钢管的弯曲度、外径和壁厚等的允许偏差应符合表1的规定。 表1 无缝钢管弯曲度、外径和壁厚的允许偏差

(完整版)CA6140车床主轴箱的含图毕业设计

(完整版)CA6140车床主轴箱的含图 毕业设计 以下文档格式全部为word格式,下载后您可以任意修改编辑。第1章绪论课题来源随着技术的发展,机床主轴箱的设计会向较高的速度精度,而且要求连续输出的高转矩能力和非常宽的恒功率运行范围。另外还会改善机床的动平衡,避免震动、污染和噪音等。本设计为CA6140机床的主轴箱。作为主要的车削加工机床,CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中。CA6140机床主轴箱的作用就是把运动源的恒定转速改变为主运动执行件所需的各种速度;传递机床工作时所需的功率和扭矩;实现主运动的起动、停止、换向和制动。主轴箱通常主要下列装置和机构组成:齿轮变速装置;定比传动副;换向装置;起动停止装置;制动装置;操纵装置;

密封装置;主轴部件和箱体。根据机床的用途和性能不同,有的机床主轴箱可以只包括其中的部分装置和部件。主轴箱是支承主轴并安装主轴的传动变速装置,使主轴获得各种不同转速,以实现主切削运动。该机床主轴箱刚性好、功率大、操作方便。CA6140机床可进行各种车削工作,并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。主轴三支撑均采用滚动轴承;进给系统用双轴滑移共用齿轮机构;纵向与横向进给十字手柄操纵,并附有快速电机。该机床刚性好、功率大、操作方便。研究动态及发展趋势机床设计和制造的发展速度是很快的。原先的只为满足加工成形而要求刀具与工件间的某些相对运动关系和零件的一定强度和刚度,发展至今日的高度科学技术成果综合应用的现代机床的设计,也包括计算机辅助设计的应用。但目前机床主轴变速箱的设计还是以经验或类比为基础的传统设计方法。因此,探索科学理论的应用,科

机床主轴箱设计12级转速

1. 机床主要技术参数: (1) 尺寸参数: 床身上最大回转直径: 400mm 刀架上的最大回转直径: 200mm 主轴通孔直径: 40mm 主轴前锥孔: 莫式6号 最大加工工件长度: 1000mm (2) 运动参数: 根据工况,确定主轴最高转速有采用YT15硬质合金刀车削碳钢工件获得,主轴最低转速有采用W 16Cr 4V 高速钢刀车削铸铁件获得。 n max = min 1000max d v π= 23.8r/min n min = max min 1000d v π =1214r/min 根据标准数列数值表,选择机床的最高转速为1180r/min ,最低转速为26.5/min 公比?取1.41,转速级数Z=12。 (3) 动力参数: 电动机功率4KW 选用Y112M-4型电动机 2. 确定结构方案: (1) 主轴传动系统采用V 带、齿轮传动; (2) 传动形式采用集中式传动; (3) 主轴换向制动采用双向片式摩擦离合器和带式制动器; (4) 变速系统采用多联滑移齿轮变速。 3. 主传动系统运动设计: (1) 拟订结构式: 1) 确定变速组传动副数目: 实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合: A .12=3*4 B. 12=4*3 C 。12=3*2*2 D .12=2*3*2 E 。12=2*2*3 方案A 、B 可节省一根传动轴。但是,其中一个传动组内有四个变速传动副,增大了该轴的轴向尺寸。这种方案不宜采用。 根据传动副数目分配应“前多后少”的原则,方案C 是可取的。但是,由

于主轴换向采用双向离合器结构,致使Ⅰ轴尺寸加大,此方案也不宜采用,而应选用方案D 2)确定变速组扩大顺序: 12=2*3*2的传动副组合,其传动组的扩大顺序又可以有以下6种形式:A.12=21*32*26B。12=21*34*22 C.12 =23*31*26D。12=26*31*23 E.22*34*21F。12=26*32*21 根据级比指数非陪要“前疏后密”的原则,应选用第一种方案。然而,对于所设计的机构,将会出现两个问题: ①第一变速组采用降速传动(图1a)时,由于摩擦离合器径向结构尺寸限制, 使得Ⅰ轴上的齿轮直径不能太小,Ⅱ轴上的齿轮则会成倍增大。这样,不仅使Ⅰ-Ⅱ轴间中心距加大,而且Ⅱ-Ⅲ轴间的中心距也会加大,从而使整个传动系统结构尺寸增大。这种传动不宜采用。 ②如果第一变速组采用升速传动(图1b),则Ⅰ轴至主轴间的降速传动只能由 后两个变速组承担。为了避免出现降速比小于允许的极限值,常常需要增加一个定比降速传动组,使系统结构复杂。这种传动也不是理想的。 如果采用方案C,即12 =23*31*26,则可解决上述存在的问题(见图1c)。其结构网如图2所示。

C6163普通车床主轴箱的设计

C6163普通车床主轴箱的设计 摘要: 车类机床主要用于加工各种回转表面,如内外圆柱表面、圆锥表面、成型回转表面和回转体的端面等,有些车床还能加工螺纹面。由于多数机器零件具有回转表面、车床的通用性又较广,因此在机器制造厂中,车床的应用机器广泛,在金属切削机床中所占比重较大,约占机床总台数的20%-35%。作为主要的车削加工机床,C6163车床也广泛应用于机械加工行业中,适用于车削内外圆柱面,圆锥面及其他旋转面,车削各种公制、英制、模数和径节螺纹,并能进行钻孔,铰孔和拉油槽等工作,车身宽于一般车床,具有较高的刚度,导轨面经中频淬火,经久耐用。机床主轴孔径大、操作灵便集中、溜板设有滑移机构。机床结构刚度和传动刚度均比较高,功率利用率也比较高,适于强力高速切削。卧式机床的加工对象主要是轴类零件和直径不太大的盘累零件,故采用卧式布局。其主要部件有:主轴箱、刀架、尾座、进给箱、溜板箱以及床身。本设计主要针对C6163机床的主轴箱设计,机床主轴箱是一个比较复杂的传动部件。设计内容主要包括确定机床的主要参数,拟定传动方案和传动系统图,计算和校核了主要零部件,并且利用了专业制图软件进行了零件的设计和处理。 关键词:C6163车床主轴箱零件传动

C6163 lathe spindle box design Abstract: The lathe class machine tool mainly was used in to process each kind of rotation surface,like inside and outside periphery,the circular cone surface,take shape the rotation surface and the gyre end surface and so on,some lathe also can process whorl.Because the most machine part has the rotation surfce,lathe versatility broader,therefore in machine shop, lathe application extremely aidespread,accounts for the proportion in the metal cutting bed to be biggest,approximately composes the machine tool main station number 20%-35%.As the main turning processing machinetool,the C6163 machine tool was widespread used in the machine-finishing procession,it is used in turning inside and outside the turning the round cylinder,taper and gyre,turning each kind of metric system,the British system,the modulus and the diameter festival thread,and can carry on the drill hole and pulls work and so on fuel tank.The lathe bed width to the common lathe,has a higher rigidity,the facade of the lead after middle frequency quenching,so it will be durable.The machine tool main axle aperture is big,the opration agile centralism,the apron is equipped with quickly moves the organization.machine tool structure rigidity and transmission rigidity quite high,the power use factor quite is also high,is suitable for the force high-speed cutting.The horizontal-type machine tool processing object,mainly is the axis class components and the diameter not too big plate class components,therefore uses the horizontal-type layout.Its major component includes:headstock,toolslide,tailstock,feedbox,apron and bed.This design mainly aims at the headstock of the C6163 machine tool.The headsyock of machine tool is a quite complex transmission part.The design content mainly includes determines the machine tool’s main parameter.Draws up the transmission plan and the transmission

CA6140主轴箱的设计

1.概述 车床的规格系列和用处 普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此,对这些基本知识和资料作些简要介绍。本次设计的是普通型车床C6140主轴变速箱。主要用于加工回转体。 车床的主参数(规格尺寸)和基本参数(GB1582-79,JB/Z143-79) 工件最大回转直径 D max (mm ) 正转最高转速 n max ( min r ) 电机功率 N (kw ) 公比 ? 转速级数Z 反转 400 1400 5.5 1.41 12 级数Z 反=Z 正/2;n 反 max ≈1.1n 正max 2.参数的拟定 2.1 确定极限转速 n R n n =min max , 1-=z n R ? 又∵?=1.41∴ 得n R =43.79. 取 n R =45; min /1.31min /45/1400/max min r r R n n n ===,去标准转速列min /5.31min r n =. 2.2 主电机选择 合理的确定电机功率N ,使机床既能充分发挥其使用性能,满足生产需要,又不致使电机经常轻载而降低功率因素。 已知电动机的功率是5.5KW ,根据《车床设计手册》附录表2选Y132S-4,额定功率5.5kw ,满载转速1440 min r ,最大额定转距2.2。 3.传动设计 3.1 主传动方案拟定 拟定传动方案,包括传动型式的选择以及开停、幻想、制动、操纵等整个传动系统的确定。传动型式则指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。

传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关,和工作性能也有关系。因此,确定传动方案和型式,要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。 传动方案有多种,传动型式更是众多,比如:传动型式上有集中传动,分离传动;扩大变速范围可用增加传动组数,也可用背轮结构、分支传动等型式;变速箱上既可用多速电机,也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。 显然,可能的方案有很多,优化的方案也因条件而异。此次设计中,我们采用集中传动型式的主轴变速箱。 3.2 传动结构式、结构网的选择 结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法,但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案,就并非十分有效。 3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目 级数为Z 的传动系统由若干个顺序的传动组组成,各传动组分别有1Z 、2Z 、……个传动副。即 321Z Z Z Z = 传动副中由于结构的限制以2或3为合适,即变速级数Z 应为2和3的因子:b a Z 3?2= ,可以有三种方案: 12=3×2×2;12=2×3×2;12=2×2×3; 3.2.2 传动式的拟定 12级转速传动系统的传动组,选择传动组安排方式时,考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能。 在Ⅰ轴如果安置换向摩擦离合器时,为减少轴向尺寸,第一传动组的传动副数不能多,以2为宜。 主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大,因此主轴上齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用2。 综上所述,传动式为12=2×3×2。 3.2.3 结构式的拟定 对于12=2×3×2传动式,有6种结构式和对应的结构网。分别为: 6212?3?2=12, 6132?3?2=12, 1422?3?2=12, 2412?3?2=12 3162?3?2=12 1262?3?2=12 由于本次设计的机床错误!未找到引用源。轴装有摩擦离合器,在结构上要求有一齿轮的齿根圆大

组合机床主轴箱与夹具设计

第一章绪论 1.1 组合机床的特点 组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它能够对一种(或几种)零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削磨削等工序,生产效率高,加工精度稳定。 组合机床与通用机床、其他专用机床比较,具有以下特点: (1)组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的70~80%,因此设计和制造的周期短,投资少,经济效果好。 (2)由于组合机床采用多刀加工,并且自动化程度高,因此比通用机床生产效率高,产品质量稳定,劳动强度低。 (3)组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的,又有厂成批制造,因此结构稳定、工作可靠,使用和维修方便。 (4)在组合机床上加工零件时,由于采用专用夹具、刀具和导向装置等,加工质量靠工艺装备保证,对操作工人水平要求不高。 (5)当被加工产品更新时,采用其他类型的专用机床时,其大部分件要报废。用组合机床时,其通用部件和标准零件可以重复利用,不必另行设计和制造。 (6)组合机床易于联成组合机床自动线,以适应大规模的生产需要。 组合机床常用的通用部件有:机身、底座、立柱、动力箱、动力滑台,各种工艺切削头等。对于一些按循序加工的多工位组合机床,还具有移动工作台或回转工作台。 动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动的动力部件。其中还有能同时完成切削主运动和进给运动的动力头。 机身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件,起着机床的基础骨架作用。组合机床的刚度和部件之间的精度保持性,主要是由这些部件保证。 1.2 组合机床的分类和组成 组合机床的通用部件分大型和小型两大类。大型通用部件是指电机功率为1.5-30千瓦的动力部件及其配套部件。这类动力部件多为箱体移动的结构形式。小型通用部件是指电机功率甾.1-2.2千瓦的动力部件及其配套不见。这类动力部件多为套筒移动的结构形式。用大型通用部件组成的机床称为大型组合机床。用小型通用部件真诚的机床称为小型组合机床。按设计的要求本次设计的机床为大型通用机床。 组合机床除分为大型和小型外,按配置形式又分为单工为和多工位机床两大类。单工位机床又有单面、双面、三面和四面几种,多工位机床则有移动工作台式、回转工作台式、中

任务1、 认识数控车床主轴零部件

课题一认识数控机床主轴零部件任务一认识数控机床主轴零部件 应用实例 如图1所示是数控加工中心主轴照片,图2是其主轴。 图1数控加工中心(含主轴部分) 图2数控加工中心主轴图3数控车床中的主轴

一、轴 1 轴的分类及轴上零件的固定 (1)轴的分类 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件,传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件,其长度大于直径,一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同,轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。按照轴的曲线形状,轴可以分为直轴、曲轴和软轴,如图4所示: 图4轴的分类 (2)轴上零件的固定 轴承在轴上和外壳孔内定位方式的选择,取决于作用在轴上负荷的大小和方向,轴 承的转速,轴承的类型,轴承在轴上的位置等。 轴承的轴向定位方式有圆螺母定位,弹性挡圈定位,紧定螺钉定位,锁紧挡圈定位,圆锥面定位,轴端挡圈定位。如图5图所示: 图5轴承的轴向定位方式

轴承的周向定位方式有键连接,花键连接,销连接,无键连接,过盈连接。如图6图所示: 图6轴承的周向定位方式 2 轴的加工工艺性 轴类零件加工工艺要求保证轴的尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度、表面粗糙度等。此外,轴的加工还需要考虑轴的安装和定位,因此需要考虑加工出退刀槽、越程槽、键槽。 图7轴的加工工艺性

3 主轴端部的结构形状 主轴端部用于安装刀具或夹持工件的夹具,在结构上,应能保证定位猴确、安装可靠、连接牢固、装卸方便,并能传递足够的扭矩。主轴端部的结构形状都已标准化。几种机床上通用的结构形式。车床主轴端部的结构形状和铣床主轴端部的结构形状图如图8所示。 图8主轴端部的结构形状 4 主轴结构常用材料 主轴结构常用材料如表1所示: 表1主轴结构常用材料 想一想 1.轴的作用是什么?对轴有哪些要求? 2.阶梯轴有哪些结构? 3.试述轴上零件的轴向固定方式及特点。

管柱结构示意图

孤岛油田 油水井作业管柱图例 编写:田庆国、孙晋祥、韩学良审核:付继彤、孙宝京 批准:刘恩胜 孤岛采油厂作业管理中心 二零一零年三月

前言 近年来,孤岛油田在防砂、热采、堵水等采油工艺方面,形成了一整套油水井开采及施工常用管柱。为了使从事采油、作业的工作人员较为系统地认识和应用,规范管柱结构录入工作,满足生产要求,我们整理完善了“孤岛油田油水井作业管柱图例”。包括采油管柱、卡封管柱、防砂生产管柱、水井管柱、施工管柱、常用套管结构示意图、工具图例七部分内容,较为详细的介绍了目前孤岛油田油水井管柱结构,可供采油厂从事采油、作业的工人、干部和技术人员使用和参考。 在编写过程中,得到了工艺所史宝光、张德杰,信息中心刘建平、范靖,作业大队(西区)陈良虎、蔡学卫、刘兴山,作业大队(东区)翟省杰、王效雷、刘相奎等单位领导、专家的大力支持,谨此表示感谢。 由于编辑时间紧,水平有限,难免存有错误及不足之处,欢迎广大读者提出宝贵意见,以便进一步修改和完善。

目录 一、采油管柱 [1] 普通抽油泵生产管柱 (1) [2] 下螺杆泵生产管柱 (3) [3] 下水力喷射泵生产管柱 (5) [4] 下电泵生产管柱 (7) 二、卡封管柱 [5] 下丢封封下采上生产管柱 (9) [6] 封上采下生产管柱 (11) 三、防砂生产管柱 [7] 滤砂管防砂生产管柱 (13) [8] 金属滤砂管防砂生产管柱 (15) [9] 绕丝筛管(割缝)防砂生产管柱 (17) [10] 水平井下金属滤生产管柱 (19) 四、水井管柱 [11] 光油管注水管柱(带喇叭口) (21) [12] 空心分层注水管柱 (23) [13] 偏心分层注水管柱 (25)

普通车床主轴箱设计

CA6140普通车床主轴箱设计 摘要 本文用简明的语言有侧重的介绍了普通数控机床中CA6140主轴箱的设计改造过程,先通过研究背景及选题意义的介绍,来引出本设计的意义。然后分别从参数拟定、传动设计、传动件的估算和验算、各部件结构设计和主轴组件的验算5个部分来进行设计的。以齿轮、带轮、皮带轮、轴承、箱体等的参数设计为重点。 箱体普通车床是车床中应用最广泛的一种,约占车床类总数的65%,因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床。 CA6140型普通车床的主要组成部件有:主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。作为主要的车削加工机床,CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中,本设计主要针对CA6140机床的主轴箱进行设计,设计的内容主要有机床主要参数的确定,传动方案和传动系统图的拟定,对主要零件进行了计算和验算,利用三维画图软件进行了零件的设计和处理。 关键词:CA6140机床、主轴箱、零件传动

CA6140 ordinary lathe spindle box design Abstract In this paper, using concise language on introduces the common numerical control machine CA6140 in the design of the main shaft transformation process, first through the research background and significance of the subject introduces, to arouse the design significance. Then respectively from the parameters for design, the transmission, the transmission of a estimated and checking and parts structure design and spindle component checking five parts to the design. The gear, pulleys, the pulley, bearings, parameter design of case etc for key. The ordinary lathe is the most widely used in lathe, accounts for about 65% of the total number of lathe, because of its way to the horizontal axis place is called horizontal lathes. CA6140 general type of main components have lathe: spindle box, to sneak into the box, board box, knife, tail frame, light poles, ball screw and lathe bed. As a major turning processing machine, CA6140 machine widely used in mechanical processing industry, the design of the machine tool for CA6140 main spindle box design, design is the main content of machine tool of the main parameters of the sure, transmission scheme and transmission system graph of the recommended, the main parts are calculated and checked and the use of 3 d drawing software parts design and processing. Key words: CA6140、spindle box 、parts transmission.

数控车床主轴箱设计

第一章概述 1.1设计目的 (2) 1.2主轴箱的概述 (2) 第2章主传动的设计 (2) 2.1驱动源的选择 (2) 2.2转速图的拟定 (2) 2.3传动轴的估算 (4) 2.4齿轮模数的估算 (3) 2.5V带的选择 (4) 第3章主轴箱展开图的设计 (7) 3.1各零件结构尺寸的设计 (7) 3.1.1 设计内容和步骤 (7) 3.1.2有关零件结构和尺寸的设计 (7) 3.1.3各轴结构的设计 (9) 3.1.4主轴组件的刚度和刚度损失的计算 (10) 3.1.5轴承的校核 (13) 3.2装配图的设计的概述 (13) 总结 (19) 参考文献 (20)

第一章概述 1-1设计目的 数控机床的课程设计,是在数控机床设计课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过数控机床伺服进给系统的结构设计,使我们在拟定进给传动及变速等的结构方案过程中得到设计构思、方案分析、结构工艺性、CAD制图、设计计算、编写技术文件、查阅技术资料等方面的综合训练,建立正确的设计思想,掌握基本的设计方法,培养我们初步的结构设计和计算能力。 1-2 主轴箱的概述 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较,相对来手比较简单只有两极或三级齿轮变速系统,它主要是用以扩大电动机无级调速的范围,以满足一定恒功率、和转速的问题。 第二章2主传动设计 2-1驱动源的选择 机床上常用的无级变速机构是直流或交流调速电动机,直流电动机从额定转速nd向上至最高转速nmax是调节磁场电流的方法来调速的,属于恒功率,从额定转速nd向下至最低转速nmin时调节电枢电压的方法来调速的属于恒转矩;交流调速电动机是靠调节供电频率的方法调速。由于交流调速电动机的体积小,转动惯量小,动态响应快,没有电刷,能达到的最高转速比同功率的直流调速电动机高,磨损和故障也少,所以在中小功率领域,交流调速电动机占有较大的优势,鉴于此,本设计选用交流调速电动机。 根据主轴要求的最高转速4000r/min,最大切削功率5kw,选择北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机,最高转速是4500r/min。 2-2 转速图的拟定 根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转速范围Rdp=nmax/nd=3 而主轴要求的恒功率转速范围Rnp=3,远大于交流主轴电动机所能提供的恒功率

C6132型车床主轴箱及齿轮结构设计

XXXX大学 毕业设计说明书 设计Q扣1:1459919609Q扣2:1969043202 学院: 专业: 题目:C6132型车床主轴箱及齿轮结构设计 指导教师:职称: 职称: 20**年**月**日

毕业设计(论文)任务书 姓名:专业:班级: 任务下达时间:04月09日任务完成时间:06月22日毕业设计(论文)题目:C6132型车床主轴箱及齿轮结构设计 专题题目:主轴箱设计齿轮结构设计 题目主要内容: 设计内容:独立完成变速级数为12级的机床主传动系统主轴变速箱设计,包括车削左右螺纹的换向机构及与进给联系的输出轴,并完成齿轮结构设计。 目的要求、主要技术指标: 1.机床的类型及主要参数:C6132车床,变电动机功率:N=3Kw;最大转速=1120r/min、最小转速=25r/min;工作时间:一班制;变速级数:z=12。 2.工件材料:45号钢 3.设计部件名称:主轴箱 应完成的主要任务: 设计任务:(1)运动设计:根据所给定的转速范围及变速级数,确定公比,绘制结构网、转速图、计算齿轮齿数。(2)动力计算:选择电动机型号及转速,确定传动件的计算转速、对主要零件(如皮带、齿轮、主轴、轴承等)进行计算(初算和验算);(3)齿轮结构设计 设计工作量要求:(1)主轴箱展开图;(A0)(2)传动系统图;(3)齿轮零件图;(4)编写课程设计说明书一份。 主要参考文献: [1]徐嘉元、曾家驹主编.机械制造工艺学.北京:机械工业出版社,2006 [2]贾亚洲主编.金属切削机床概论.北京:机械工业出版社,2010 [3]M.Sokovic,J.Kopac,L.A.Dobrzanski.Wear of PVD-coated Solid Carbide End Mills in Dry High-speed Cutting[J].Journal of Materials Processing Technology,2004,157:422-426. 指导教师:教研室主任:

圆管柱钢结构制作通用工艺

圆管柱钢结构制作通用工艺 (总12页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除

钢结构作业文件 文件编号:WYZG-010 版本号/修改次数:A/2 圆管柱制作通用工艺 受控状态:受控本 发放序号: 目录 1、主体内容与适用范围.............................. 2、编制依据........................................ 3、材料的要求和选用................................ 错误!未指定书签。 4、制作工艺要领.................................... 错误!未指定书签。 4.1 钢管柱的制作流程.............................. 错误!未指定书签。 4.2 圆管柱钢结构制作重点和技术难点................ 错误!未指定书签。 4.3 各工序加工要领................................ 错误!未指定书签。 4.3.1 放样........................................ 错误!未指定书签。 4.3.2 下料........................................ 错误!未指定书签。 外部零件的装配.................................... 错误!未指定书签。 4.3.4 螺栓孔质量要求.............................. 错误!未指定书签。 4.3.5 摩擦面质量要求.............................. 错误!未指定书签。 焊接.............................................. 错误!未指定书签。 4.3.7 圆管柱的成品检查............................ 错误!未指定书签。 4.3.8 栓钉焊接.................................... 错误!未指定书签。 4.3.9 涂装........................................ 错误!未指定书签。构件标识............................................ 错误!未指定书签。 构件贮存、运输.................................... 错误!未指定书签。

16级变速车床主轴箱设计

1?车床的规格系列和用处 表1车床的主参数(规格尺寸)和基本参数 2参数的拟定 2.1各级转速 划分各级转速为:由给定的参数,=1.26=1.064,Z=16级 查表2-5得各级转速为: 45,56,71,90,112,140,180,224,280,355,450,560,710,900,1120,1400 2.2主电机选择 合理的确定电机功率,使机床既能充分发挥其使用性能,满足生产需要,又不致使电机经常轻载而降低功率因素。 已知电动机的功率是5.5 kw,选Y132S-4,额定功率5.5 kw,满载转速1440 人命,最大额定转距2.2 N m。 3运动设计 3.1传动结构式的拟定 3.1.1确定传动组及各传动组中传动副的数目 级数为Z的传动系统由若干个顺序的传动组组成,各传动组分别有乙、Z、…… 个传动副。即Z 乙Z2Z3…… 传动副中由于结构的限制以2或4为合适,即变速级数Z应为2和4的因子: Z 2 4,可以有三种方案:16=4X 2X 2; 16=2X 2X 2X 2; 16=4X 4 3.1.2传动式的拟定

16级转速传动系统的传动组,选择传动组安排方式时,要考虑到机床主轴变速箱的

具体结构、装置和性能。 主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大,因此主轴上齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用2。除此之外,虽然16=4X 2X 2、16=4X 4两种方案的传动轴比较少,但是,这两种传动组内有四个变速传动副,增大了传动轴的轴向尺寸,这两种方案不宜米用。 综上所述,传动式为16=2X 2X 2X 2。 3.1.3结构式的拟定 对于传动式16=2X 2X 2X 2,有24种结构式和对应的结构网。分别为: 16 21 2224 281621 24 2 2 281621 222824 16 21 24厶221621 28 24 221621厶2 2 24 根据传动比指数分配“前疏后 密” 的原则应米用第一种方 案。即: 16 212224 2 的方案。 3.2转速图的拟定 根据已确定的结构方案绘出转速图如下: 1400 1120 冗0 710 560 450 3S5 280 224 180 140 112 如 71 56 45 图1 16级变速车床转速图

组合机床主轴箱及夹具设计正文

组合机床主轴箱及夹具 设计正文 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第一章绪论 组合机床的特点 组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它能够对一种(或几种)零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削磨削等工序,生产效率高,加工精度稳定。 组合机床与通用机床、其他专用机床比较,具有以下特点: (1)组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的70~80%,因此设计和制造的周期短,投资少,经济效果好。 (2)由于组合机床采用多刀加工,并且自动化程度高,因此比通用机床生产效率高,产品质量稳定,劳动强度低。 (3)组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的,又有厂成批制造,因此结构稳定、工作可靠,使用和维修方便。 (4)在组合机床上加工零件时,由于采用专用夹具、刀具和导向装置等,加工质量靠工艺装备保证,对操作工人水平要求不高。 (5)当被加工产品更新时,采用其他类型的专用机床时,其大部分件要报废。用组合机床时,其通用部件和标准零件可以重复利用,不必另行设计和制造。 (6)组合机床易于联成组合机床自动线,以适应大规模的生产需要。 组合机床常用的通用部件有:机身、底座、立柱、动力箱、动力滑台,各种工艺切削头等。对于一些按循序加工的多工位组合机床,还具有移动工作台或回转工作台。 动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动的动力部件。其中还有能同时完成切削主运动和进给运动的动力头。 机身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件,起着机床的基础骨架作用。组合机床的刚度和部件之间的精度保持性,主要是由这些部件保证。 组合机床的分类和组成 组合机床的通用部件分大型和小型两大类。大型通用部件是指电机功率为千瓦的动力部件及其配套部件。这类动力部件多为箱体移动的结构形式。小型通用部件是指电机功率甾.千瓦的动力部件及其配套不见。这类动力部件多为套筒移动的结构形式。用大型通用部件组成的机床称为大型组合机床。用小型通用部件真诚的机床称为小型组合机床。按设计的要求本次设计的机床为大型通用机床。

车床主轴箱设计---参考汇总

中北大学 信息商务学院 课程设计说明书 学生姓名:学号: 系:机械自动化系 专业:机械设计制造及其自动化 题目:机床课程设计 ——车床主轴箱设计 指导教师:马维金职称: 教授 黄晓斌职称: 副教授 2013年12月28日

目录 一、传动设计 1.1电机的选择 1.2运动参数 1.3拟定结构式 1.3.1 确定变速组传动副数目 1.3.2确定变速组扩大顺序 1.4拟定转速图验算传动组变速范围 1.5确定齿轮齿数 1.6确定带轮直径 1.6.1确定计算功率Pca 1 .6.2选择V带类型 1.6.3确定带轮直径基准并验算带速V 1.7验算主轴转速误差 1.8绘制传动系统图 二、估算主要传动件,确定其结构尺寸 2.1确定传动件计算转速 2.1.1主轴计算转速 2.1.2各传动轴计算转速 2.1.3各齿轮计算转速 2.2初估轴直径 2.2.1确定主轴支承轴颈直径 2.2.2初估传动轴直径 2.3估算传动齿轮模数 2.4片式摩擦离合器的选择及计算 d 2.4.1决定外摩擦片的内径 2.4.2选择摩擦片尺寸 2.4.3计算摩擦面对数Z 2.4.4计算摩擦片片数 2.4.5计算轴向压力Q 2.5V带的选择及计算 a 2.5.1初定中心距 L 2.5.2确定V带计算长度L及内周长 N

2.5.3验算V带的挠曲次数 2.5.4确定中心距a 2.5.5验算小带轮包角 α 1 2.5.6计算单根V带的额定功率 P r 2.5.7计算V带的根数 三、结构设计 3.1带轮的设计 3.2主轴换向机构的设计 3.3制动机构的设计 3.4齿轮块的设计 3.5轴承的选择 3.6主轴组件的设计 3.6.1各部分尺寸的选择 3.6.1.1主轴通孔直径 3.6.1.2轴颈直径 3.6.1.3前锥孔尺寸 3.6.1.4头部尺寸的选择 3.6.1.5支承跨距及悬伸长度 3.6.2主轴轴承的选择 3.7润滑系统的设计 3.8密封装置的设计 四、传动件的验算 4.1传动轴的验算 4.2键的验算 4.2.1花键的验算 4.2.2平键的验算 4.3齿轮模数的验算 4.4轴承寿命的验算 五、设计小结 六、参考文献

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