普通机床总体设计和传动系统设计
普通车床数控改造(c6132)
题目四 C6132普通车床的数控改造设计1. 设计目的：通过C6132普通车床的数控改造，使学生们掌握普通机床改造的方法，具有灵活运用相关知识的能力；2. 设计内容及要求：C6132型车床是一种加工效率高，操作性能好，社会拥有量大的普通车床。
本设计任务是对C6132普通车床进行数控改造。
利用微型计算机对纵、横向进给系统进行开环控制．纵向脉冲当量为0.01mm／脉冲．横向脉冲当量为0.005mm／脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动转位刀架。
3. 设计成果：1）电动机的选取2）相关硬件电路图普通车床数控改造——C6132总体设计及横向进给设计机械设计制造及其自动化摘要本次设计是对普通车床C6132的数控化改造。
主要包括：主传动系统的改造、进给系统的改造、导轨和刀架的改造，以及控制系统改造。
结果表明，改造后的车床具有自动化程度高、精度高等优点，并且降低了成本，提高了原机床的使用价值。
关键词：车床数控改造滚珠丝杠数控系统一、总体方案拟定数控车床主要用于轴类、盘类零件的加工, 能自动完成外围柱面、内孔、锥面、圆弧面、螺纹等工序的粗细加工, 并能在圆柱面或端面上进行铣槽、钻孔、铰孔等工作, 可以实现回转体零件在预先加工好定位基面后, 一次装夹下完成从毛坯到成品的全部工序。
因此能够极大的提高生产率。
C6132车床主要用于对小型轴类、盘类以及螺纹零件的加工。
数控车床的结构改造要求：在改造中应尽可能保留原机床结构。
主传动系统中保留主轴箱内滑移齿轮变速机构，取消原操作手柄，实现主轴的正反转及停止，改由数控系统直接控制主电机，当数控系统发出M03指令后，主电机正转，通过传动系统实现主轴正转。
纵、横进给系统均采用交流伺服电动机。
用滚珠丝杠螺母机构代替普通的滑动丝杠螺母机构,具有摩擦力小,运动灵敏, 无爬行现象, 也可以进行预紧, 以实现无间隙传动,传动刚度好,反向时无空程死区等特点。
可提高传动精度。
车床主轴箱课程设计12级转速
目录一、................................................... 机床总体设计21、机床布局------------------------------------------------------------ 22、绘制转速图------------------------------------------------------------ 43、防止各种碰撞和干涉--------------------------------------------------- 54、确定带轮直径---------------------------------------------------------- 55、验算主轴转速误差----------------------------------------------------- 56、绘制传动系统图-------------------------------------------------------- 6二、估算传动件参数................... 确定其结构尺寸71、确定传动见件计算转速-------------------------------------------------- 72、确定主轴支承轴颈尺寸-------------------------------------------------- 73、估算传动轴直径-------------------------------------------------------- 74、估算传动齿轮模数----------------------------------------------------- 85、普通V带的选择和计算------------------------------------------------- 8三、....................................................... 机构设计101、带轮设计------------------------------------------------------------- 102、齿轮块设计----------------------------------------------------------- 103、轴承的选择----------------------------------------------------------- 104、主轴主件------------------------------------------------------------- 105、操纵机构------------------------------------------------------------- 106、滑系统设计----------------------------------------------------------- 107、封装置设计----------------------------------------------------------- 10&主轴箱体设计---------------------------------------------------------- 119、主轴换向与制动结构设计---------------------------------------------- 11四、.................................................... 传动件验算111、齿轮的验算----------------------------------------------------------- 112、传动轴的验算--------------------------------------------------------- 13五、...................................................... 设计感想15六、...................................................... 参考文献16一、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，制造成本低的万能型车床。
《机械制造装备设计第2版》课件习题思考题解答
思考题与习题解答第1章专机总体设计1.1 专机应满足哪些基本要求？答：专机应满足下列基本要求：1) 工艺范围; 2) 加工精度; 3) 生产率和自动化程度; 4) 可靠性; 5) 操作方便、工作完全；6) 造型美观、减少污染。
1.2 专机设计的步骤是什么？答：大体上可分为以下四个阶段：1) 调查研究; 2) 总体方案设计; 3) 工作图设计; 4) 试制鉴定。
1.3 专机的总体方案设计包括哪些内容？答：具体内容如下：1) 调查研究; 2) 专机的总体布局; 3) 工艺分析; 4) 确定专机的主要技术参数。
1.4 总体布局的内容是什么？答：内容是按工艺要求决定机床所需的运动，确定机床的组成部件，以及确定各个部件的相对运动和相对位置关系，同时也要确定操纵、控制机构在机床中的配置，并作出机床的总联系尺寸图。
1.5 为何在总体方案设计中工艺分析是十分重要的？答：工艺分析首先确定该专机所采用哪一种的工艺方法，工艺方法又是多种多样的，它对机床的结构和性能的影响很大。
工艺方法的改变将导致机床的运动、传动、部件配置以及结构等产生一系列变化。
不同的工艺方法，必然会使机床的结构、运动、传动等有所不同。
因此，在总体方案设计中工艺分析就显得十分重要的。
1.6 专机的运动有哪几种类型？运动分配的原则是什么？答：按其运动的功用可分为表面成形运动和辅助运动两大类。
表面成形运动又可分为主运动和进给运动两类。
运动分配的原则应考虑下列几项：1) 简化机床的传动和结构; 2) 提高加工精度; 3) 缩小机床占地面积。
1.7 主轴转速数列有哪几种类型？分别适用于什么场合？答：主轴转速数列采用等比级数、等差级数、对数级数等类型排列。
一般情况下，在主运动系统中主轴转速采用等比级数排列; 在进给运动系统中采用按等差级数排列的数列。
1.8专机的功率确定方法有哪几种？目前常用的方法是什么？答：有3种方法：1) 类比法; 2) 实侧法; 3) 计算法。
机械制造装备设计第二章习题答案(关慧贞)
第二章金属切削机床设计1.机床设计应满足哪些基本要求，其理由是什么？答：机床设计应满足如下基本要求：1）、工艺范围，机床工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力，也可称之为机床的加工功能。
机床的工艺范围直接影响到机床结构的复杂程度、设计制造成本、加工效率和自动化程度。
2）、柔性，机床的柔性是指其适应加工对象变化的能力，分为功能柔性和结构柔性；3）、与物流系统的可接近性，可接近性是指机床与物流系统之间进行物料（工件、刀具、切屑等）流动的方便程度；4）、刚度，机床的刚度是指加工过程中，在切削力的作用下，抵抗刀具相对于工件在影响加工精度方向变形的能力。
刚度包括静态刚度、动态刚度、热态刚度。
机床的刚度直接影响机床的加工精度和生产率；5）、精度，机床精度主要指机床的几何精度和机床的工作精度。
机床的几何精度指空载条件下机床本身的精度，机床的工作精度指精加工条件下机床的加工精度（尺寸、形状及位置偏差）。
6）、噪声；7）、自动化；8）、生产周期；9）、生产率，机床的生产率通常是指单位时间内机床所能加工的工件数量来表示。
机床的切削效率越高，辅助时间越短，则它的生产率越高。
10）、成本，成本概念贯穿在产品的整个生命周期内，包括设计、制造、包装、运输、使用维护、再利用和报废处理等的费用，是衡量产品市场竞争力的重要指标；11）、可靠性，应保证机床在规定的使用条件下、在规定的时间内，完成规定的加工功能时，无故障运行的概率要高。
12）、造型与色彩，机床的外观造型与色彩，要求简洁明快、美观大方、宜人性好。
应根据机床功能、结构、工艺及操作控制等特点，按照人机工程学要求进行设计。
2.机床设计的主要内容及步骤是什么？答：一般机床设计的内容及步骤大致如下：（1）总体设计包括机床主要技术指标设计：工艺范围运行模式，生产率，性能指标，主要参数，驱动方式，成本及生产周期；总体方案设计包括运动功能设计，基本参数设计，传动系统设计，传动系统图设计，总体结构布局设计，控制系统设计。
机床设计概述机床总体设计
主讲人：李爱芝
讲授内容
1 机械制造及装备设计方法 2 金属切削机床设计 3 机床夹具设计
4 机械加工生产线总体设计
2 金属切削机床设计
2.1 概述 2.2 金属切削机床总体设计 2.3 机床主传动系统设计 2.4 机床进给传动系统设计 2.5 机床主轴部件设计 2.6 机床支承件设计 2.7 机床导轨设计 2.8 机床刀架和自动换刀装置设计 2.9 机床控制系统设计
（二）机床精度
机床本身精度
机
(空载条件下的精度)
床
精
度
工作精度(加工精度)
动态精度
几何精度 传动精度 运动精度 定位重复定位精度
（1）几何精度：最终影响机床工作精度的那些零部件的精度。
包括: 尺寸、形状和相互位置精度（直线度、平面度、垂直度、
平行度），是机床在静止或低速运动条件下进行测量——在空
2.1 概 述
2.1.1 机床设计应满足的基本要求 2.1.2 机床设计方法 2.1.3 机床设计步骤
2.1.1 机床设计应满足的基本要求
机床工艺范围 机床精度和精度保持性 机床生产率 自动化程度 机床宜人性 机床成本 柔性 机床性能指标
（一）工艺范围（用途） 与生产模式有关
机床适应不同生产要求的能力----机床的加工功能。 包括： 加工方法； 工件类型；材料、毛坯种类； 加工表面形状、尺寸范围。
Y—在静载荷作用下，机床或主要零部件的变形。
静载荷：不随时间变化或变化极为缓慢的力。 整机刚度：整台机床在静载荷作用下，各构件及结 合面抵抗变形综合能力。 机床刚度主要包括:
结构刚度—构件本身材料性质；抗弯、抗扭截 面的大小；壁厚；筋板布置；窗孔影响);
第二章 机械传动系统的总体设计
第二章机械传动系统的总体设计机械传动系统的总体设计，主要包括分析和拟定传动方案、选择原动机、确定总传动比和分配各级传动比以及计算传动系统的运动和动力参数。
第一节分析和拟定传动系统方案一、传动系统方案应满足的要求机器通常由原动机（电动机、内燃机等）、传动系统和工作机三部分组成。
根据工作机的要求，传动系统将原动机的运动和动力传递给工作机。
实践表明，传动系统设计的合理性，对整部机器的性能、成本以及整体尺寸都有很大影响。
因此，合理地设计传动系统是整部机器设计工作中的重要一环，而合理地拟定传动方案又是保证传动系统设计质量的基础。
传动方案一般由运动简图表示，它直接地反映了工作机、传动系统和原动机三者间运动和动力的传递关系。
在课程设计中，学生应根据设计任务书拟定传动方案。
如果设计任务书中已给出传动方案，学生则应分析和了解所给方案的优缺点。
传动方案首先应满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还应结构简单、尺寸紧凑、成本低、传动效率高和操作维护方便等。
要同时满足上述要求往往比较困难，一般应根据具体的设计任务有侧重地保证主要设计要求，选用比较合理的方案。
图2—l所示为矿井输送用带式输送机的三种传动方案。
由于工作机在狭小的矿井巷道中连续工作，因此对传动系统的主要要求是尺寸紧凑、传动效率高。
图2—1（a）方案宽度尺寸较大，带传动也不适应繁重的工作要求和恶劣的工作环境；图2—l（b）方案虽然结构紧凑，但蜗杆传动效率低，长期连续工作，不经济；图2—l（c）方案宽度尺寸较小，传动效率较高，也适于恶劣环境下长期工作，是较为合理的。
图2—l 带式输送机传动方案比较二、拟定传动系统方案时的一般原则由上例方案分析可知，在选定原动机的条件下，根据工作机的工作条件拟定合理的传动方案，主要是合理地确定传动系统，即合理地确定传动机构的类型和多级传动中各传动机构的合理布置。
下面给出传动机构选型和各类传动机构布置及原动机选择的一般原则。
普通铣床数控改造化毕业设计论文
目录摘要 (2)第一章三坐标数控铣床的设计和计算 (2)1.1主传动系统的设计 (2)1.2主轴系统计算 (8)1.3进给伺服系统的设计 (11)1.4进给传动的计算 (13)第二章微机控制系统的设计 .................................................................. 错误!未定义书签。
2.1微机控制系统组成及特点 .................................................................. 错误!未定义书签。
2.2 微机控制系统设备介绍 (30)2.3程序部分 (39)结论 (45)参考文献 .................................................................................................... 错误!未定义书签。
致谢 . (47)摘要我所设计的毕业课题为“普通铣床数控化改造设计”。
对于机床的设计来说，我首先对所要设计的机床进行技术调查，查阅了国内外有关文献资料，在此基础上，对其用途范围、性能指标、方案对比等进行论证分析。
对于通用机床我更是查阅了大量的国内外有关铣床的资料后，拟定了此机床的总体方案为立式铣床。
然后根据总体方案的布局形式，规格参数，精度性能等要求，对此机床的进给传动系统进行了专题设计。
首先是对进给传动的运动设计。
此设计主要功能和主要参数以及各系统的基本工作原理及其数控化。
数控化的铣床的定位精度和重复定位精度明显提高，获得了明显的经济效益。
关键词：数控化改造；定位精度；重复定位精度；无级变速；伺服传动系统。
第一章三坐标数控铣床的设计和计算1.1 主传动系统的设计主传动系统一般由动力源（如电动机）、变速装置及执行元件（如主轴、刀架、工作台），以及开停、换向和制动机构等部分组成。
XH716立式加工中心总体设计及主轴系统设计
XH716立式加工中心总体设计及主轴系统设计机械设计制造及其自动化摘要加工中心是典型的集高技术于一体的机械加工设备，它大大提高了劳动生产率，降低了劳动成本，改善了工人的工作环境，降低了工人的劳动强度。
本文经过对不同运动方案和各部件的设计方案的定性分析比较确定该立式加工中心的进给传动方案为：采用固定倒T型床身，电动机轴通过安装座安装在立柱导轨的滑座上，立柱导轨采用滚动直线导轨，可以实现Z方向的进给运动。
由X、Y向精密数控装置分别控制工作台和立柱完成X, Y两个方向的进给运动;X, Y, Z三个方向的进给运动均滚珠丝杠，并由交流伺服电机驱动。
导轨、滚珠丝杠采用多种润滑方式。
关键词：立式加工中心；伺服电机；精度；主轴箱；进给运动。
AbstractMachining center is a typical set of high-tech machining equipment in one, its greatly increased the labor productivity, reduce labor costs, improved working environment and reduce the labor of workers strength. This movement through the different programs and the design of various components of qualitative analysis and comparison of vertical machining centers to determine the progress of education to drive the program are: fixed inverted T-type bed, spindle seat installed by installing the sliding seat rail bed , use linear rolling guide rail bed can be achieved to the movement into the Z direction. By X, Y, precision CNC device to control the feed motion of the table and column X, Y two directions; X, Y, Z three directions of movement are ball screw feed, driven by AC servo motor. Guides, ball screws using a variety of lubrication.Key words: Vertical machining center; Servo motor; Accuracy；spindle box；Feed motion。
2021年国家开放大学《机械制造装备及设计》形考任务(1-5)参考答案
国家开放大学《机械制造装备及设计》形考任务（1-5)试题及答案解析形考任务一（正确答案附在题目之后）判断题（每个3分，共45分）题目1机械制造装备专指机械加工机床。
选择一项：正确的答案是＂错”。
题目2机械加工装备主要指各类金属切削机床，特种加工机床，金属成形机床以及加工机器人等机械加工设备。
正确的答案是“对“。
题目3工艺装备是指在机械制造过程中所使用的各种刀具、模具、机床夹具、量具等。
正确的答案是“对“。
题目4悬挂输送装置、棍道输送装置和带式输送装置是最常见的三种输送装置。
选择一项：正确的答案是“对“。
题目5输送切屑的装置常用手动方式进行。
选择一项：正确的答案是＂错”。
题目6金属切削机床是制造机器的机器，也称为工作母机。
选择一项：正确的答案是“对“。
题目7机床的总体设计优劣对机床的技术性能和经济性指标不能起决定性作用。
选择一项：正确的答案是＂错”。
题目8机床的加工精度是指被加工工件表面形状、位置、尺寸准确度及表面的粗糙度。
正确的答案是“对“。
题目9机床设计的基本要求主要是满足机床性能指标要求和人机工程要求。
选择一项：正确的答案是“对“。
题目10机床总体布局设计与机床总体设计没有关系。
选择一项：正确的答案是“错”。
题目11机床总体布局设计主要是确定机床刀具和工件的相对运动，以及各部件的相互位置。
正确的答案是“对“。
利用虚拟样机技术对所设计的机床进行运动学仿真和性能仿真，在没有制造出样机之前就可以对其进行综合评价，增加了研制新产品的风险。
正确的答案是＂错”。
题目13进行机床总体布局时，要合理分配机床的各种运动，将运动尽佩分配给质量大的零部件。
正确的答案是“错”。
题目14支承件的高度方向尺寸小千长度方向尺寸时称为卧式支承；支承件的高度方向尺寸大千长度方向尺寸时称为立式支承。
正确的答案是“对“。
题目15机床主传动的形式有机械传动、液压传动、气体传动和和电传动等。
正确的答案是＂错”。
单选题（每个3分，共15分）题目16卧式支承的机床重心低、刚度大，是中小型机床（）的支承形式。
机床总体设计(全)
满足设计要求？ 是 机床定型设计
3.1.3 机床的设计步骤
确定结构原理方案
用途：机床的工艺范围，加工材料的类型、形状、质量和尺寸范围 等； 生产率：加工件的类型、批量及所要求的生产率； 性能指标：加工件所要求的精度（用户订货）或机床的精度、刚度、 热变形、噪声等性能指标； 主要参数：确定机床的加工空间和主要参数； 驱动方式：电动机驱动/液压驱动。电动机又分：普通电动机驱动、 步进电机驱动与伺服电机驱动。驱动方式的确定不仅与机床的成本 有关，还将直接影响传动方式的确定。 结构原理：主要零部件应满足的要求和结构原理，进行草图设计， 确定关键零部件是自制还是外协。 成本及生产周期：订货产品或工厂规划产品都需确定。
工艺设计
设计机床的全部自制零件图，编制标准件、通用件和自制件明细表，撰写设计 说明书、使用说明书，制定机床的检验方法和标准等技术文档。
机床整机综合评价
对整机性能进行分析和综合评价。对所设计的机床进行计算机建模，得到数字 化样机（虚拟样机）。机床进行运动学仿真和各项功能仿真，在实际样机试制 出来之前对齐进行综合评价，减少新产品研制的风险，缩短研制周期，提高开 发质量。
3、单臂式机床
适于方便地更换 点位进行加工。 但这类布局型式 与框架式相比刚 度较差，因此应 注意提高刚度。
4、龙门框架式机床
具有刚度和加工精度 高的特点。 适用于箱体件的平 面加工，如龙门刨 床、龙门铣床 ； 或是加工精度和表 面粗糙度要求较严 的平面与孔，如立 式双柱坐标镗床。
5、数控机床和加工中心的布局型式，是
W/CpZfXf /T
W/XfYfZfCp /T
3.1.4 机床总体设计
三、机床的总体结构方案设计
2.运动功能分配设计
XK6125数控铣床总体及纵向进给传动机构设计
毕业设计(论文) XK6125数控铣床总体及纵向进给伺服系统设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日摘要从研究铣床着手，借鉴国内外先进经验，设计了一台用于多种工件加工的铣床数控化改造，满足了生产和设计的要求。
整个铣床主要包括横纵向进给机构、垂直进给机构、立柱、横梁、底座、工作台等主要组部件。
其中所有进给机构均采用滚珠丝杠进行传动，并由伺服电机进行驱动。
主轴箱安装在门架上，运用类比法自行设计了滚珠丝杠螺母副的制动装置。
全面阐述了数控铣床的结构原理，设计特点，论述了采用伺服电机和滚珠丝杠螺母副的优点。
详细介绍了数控铣床的结构设计及校核，并进行了分析。
另外汇总了有关技术参数。
其中着重介绍了滚珠丝杠的原理及选用原则，系统地对滚珠丝杠生产、应用等环节进行了介绍。
包括种类选择、参数选择、精度选择、循环方式选择、与主机匹配的原则以及厂家的选择等。
关键词：铣床，数控，伺服电机，滚珠丝杠AbstractBegins from the research CNC planer type milling machine, to profit from the domestic and foreign advanced experiences, designed one to use in the sheet material and various workpiece the numerical control CNC planer type milling machine, has satisfied the production and the design request.Elaborated comprehensively the numerical control CNC planer type milling machine's structure principle, the design feature, elaborated has used step-by-steps the electrical machinery and the ball bearing guide screw nut vice-merit. Introduced in detail the numerical control CNC planer type milling machine's structural design and the examination, and have carried on the analysis. And has compiled the related technical parameter.In which introduced emphatically the ball bearing guide screw principle and selects the principle，To ball bearing links and so on guide screw production, application has systematically carried on the introduction. Including the type choice, the parameter choice, the precision choice, the round-robin mode choice, the principle as well as the factory choice which matches with the main engine and so on.Key Words:milling machine, Numerical control, Step-by-step, serve motor, Ball bearing guide screw nut目录摘要 (II)Abstract (III)目录 (1)第1章数控机床发展概述 (4)1.1 数控机床及其特点 (4)1.1.1 数控机床与普通机床的区别 (4)1.1.2 数控机床的适用范围 (5)1.2 数控机床的工艺范围及加工精度 (5)1.3数控机床的经济分析 (6)1.3.1控制系统的选择 (7)1.3.2 选择设计对象要适宜 (8)1.3.3 机床的机械设计范围要适当 (8)1.3.4 辅助设计要合适 (9)1.4 数控机床发展趋势 (9)第2章数控机床总体方案的制订及比较 (11)2.1总体方案设计的内容 (11)2.1.1系统运动方式的确定 (11)2.1.2伺服系统的选择 (12)2.1.3执行机构传动方式的确定 (12)2.1.4计算机的选择 (12)2.2总体设计方案的确定 (13)2.2.1系统的运动方式与伺服系统的选择 (13)2.2.2计算机系统 (13)2.2.3机械传动方式 (13)第3章确定切削用量及选择刀具 (14)3.1刀具选择 (14)3.2切削用量确定 (14)3.3切削三要素 (14)3.4加工精度和表面粗糙度 (15)3.5刀具材料 (18)第4章传动系统图的设计计算 (19)4.1 传动系统设计 (19)4.1.1 参数的拟定 (19)4.1.2 传动结构或结构网的选择 (19)4.1.3 转速图拟定 (21)4.1.4 齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制 (24)4.2 展开图设计 (27)4.2.1 结构实际的内容及技术要求 (27)4.2.2 齿轮块的设计 (28)4.2.3 传动轴设计 (31)4.3 截面图设计 (34)4.3.1 轴的空间布置 (34)4.3.2 润滑 (34)4.3.3 箱体设计的有关问题 (35)第5章纵向进给机构的装配图和零件图设计与计算 (36)5.1已知参数条件 (36)5.2滚珠丝杆副主要参数的确定 (36)5.3设计步骤 (37)5.4设计计算 (37)5.5滚珠丝杠选择 (39)5.5.1滚珠丝杠精度 (39)5.5.2滚珠丝杠选择 (39)5.6滚珠丝杠支承选择 (40)5.7滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧 (43)5.8选择伺服电机 (44)5.8.1最大的切削负载转矩计算 (44)5.8.2负载惯量计算 (45)5.8.3空载加速转矩计算 (46)5.9伺服系统增益 (47)5.10精度验算 (48)5.10.1伺服刚度 (48)5.10.2滚珠丝杠的拉压刚度 (49)5.10.3丝杠轴承的轴向刚度 (49)5.10.4滚珠丝杠螺母的接触刚度 (49)5.10.5挠性联轴节扭转刚度 (50)5.10.6综合刚度 (50)5.10.7弹性变形 (50)5.10.8定位误差验算 (50)总结 (52)参考文献 (53)致谢 (54)第1章数控机床发展概述近年来，随着计算机技术的发展，数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业中，普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。
3 机床总体设计和传动系统设计
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教学目的和要求 了解机床设计应满足的基本要求； 了解机床设计的步骤； 熟悉机床总体布局要求； 掌握机床主要技术性能参数的内容； 掌握转速图、结构网、结构式的各自含义； 掌握主运动链转速图的拟定与结构网的绘制； 掌握等比结构串联系统的级比规律； 了解扩大变速范围的方法； 熟悉齿轮齿数的确定； 熟悉主轴箱的温升与热变形对机床运转带来的影响。
2828主参数大多数情况下用折算值表示其折算值等于主参数乘以折算系数机床名称主参数名称主参数的折算系数第二主参数单轴自动车床最大棒料直径转塔车床最大车削直径110立式车床最大车削直径1100最大工件高度卧式车床床身上最大工件回转直径110最大车削长度摇臂钻床最大钻孔直径最大跨距立式钻床最大钻孔直径卧式铣镗床镗轴直径110坐标镗床工作台面宽度110工作台面长度外圆磨床最大磨削直径110最大磨削长度内圆磨床最大磨削孔径110平面磨床工作台面宽度11028292929端面磨床最大砂轮直径110齿轮加工机床大多数是最大工件直径110大多数是最大模数龙门铣床工作台面宽度1100工作台面长度卧式升降台铣床工作台面宽度110工作台面长度龙门刨床最大刨削宽度110最大刨削长度牛头刨床最大刨削长度110最大插削长度110机床名称主参数名称主参数的折算系数第二主参数30301运动参数运动参数是指机床的主运动进给运动和辅助运动的执行件的运动速度如主轴工作台刀架等的运动速度
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二 、 机床设计方法和步骤 机床设计方法
理论分析、计算和试验研究相结合的设计方法是机床设计 的传统方法，随着科学技术的进步，机床设计的理论和方法也 不断进步。计算机技术和分析技术的迅速发展，使得计算机辅 助设计(CAD)和计算机辅助工程(CAE)等技术，已经应用于机床 设计的各个阶段，改变了传统的设计方法，由定性设计向定量 设计、有静态和线性分析向动态和非线性分析、由可靠性设计 向最佳设计过渡，提高了机床设计的质量和效率。
章节自测题及答案
机械制造装备习题及解答第一章金属切削机床1-1指出下列机床型号的含义：CM6132，CM1107，Y5132，Y3150E，M1432A，Y7132A。
答：CM6132:最大加工直径为320mm的精度车床。
CM1107:最大棒料直径为7mm的精密单轴纵切自动车床。
Y5132:最大加工直径为320mm的插齿机。
Y3150E:最大加工直径为500mm经过第五次重大改进的滚齿机。
M1432A:最大磨削直径为320mm经过第一次重大改进的万能外圆磨床。
Y7132A：最大加工直径为320mm经过第一次重大改进的锥形砂轮磨齿机。
1-2.何谓简单的成形运动？何谓复合的成形运动？答：如果一个独立的成形运动，是由单独的旋转运动或直线运动构成，则此成形运动为简单的成形运动。
如果一个独立的成形运动，是由两个或者两个以上的单元运动（旋转或直线）按照某种确定的关系组合而成，并且相互依存，这种成形运动成为复合的成形运动。
1-3母线和导线的形成方法及所需要的运动。
答：母线和导线统称发生线，形成发生线的方法有四种（1）轨迹法发生线形成方法：刀刃为切削点，它按照一定的规律做轨迹运动。
只需要一个独立的成形运动。
（2）成形法发生线形成方法：刀刃为一条切削线，它的形状和长短与所需要成型的发生线一致运动：不需要专门的成形运动（3）相切法发生线形成的方法：刀刃为切削点，它是旋转刀具刀刃上的点，切削刀具的需安装中心按一定规律轨迹运动，切削点运动轨迹的包络线（相切线）就是发生线。
运动：需要两个独立的成形运动，即刀具的旋转运动和刀具的回转中心的轨迹运动。
（4）展成法发生线形成的方法：刀刃为一条切削线，但他与需要形成的发生线不相吻合，在形成发生线的过程中，展成运动使切削刃与发生线相切并煮点接触而形成与他共轭的发生线，即发生线是切削点的包络线。
运动：需要一个独立的成形运动，即展成运动。
1-4用成形车刀车削成形回转表面。
答：母线—曲线，由成形法形成，不需要成形运动。
CA6136 总体设计计算
第二章 总体设计计算2.1 主参数的设计1）根据设计要求，设计机床型号为：CA6136。
按照〈GB15375-94金属切削机床型号编制方法〉其含义如下：C ：类型号：车床 A ：专用代号：普通 6 ：系列代号：表示落地卧式车床 1 ：卧式车床类36 ：主要参数代号：最大工作回转直径360mm2）功能设计：CA6136机床的功能为机械加工圆柱面、回转成形面、螺纹及内圆柱面2.1.2运动参数的设计1）：主轴转速： 正转 12级 37—1600r/min反转 6级 102—1570r/min （已知）2）：最大车削长度： 650mm （已知）3）公比的确定： 1max minZ n n φ-=1.41φ===（正转） 传动系统采用等公比传动，公比 1.41φ=2.2电机的选择2.2.1 车刀的选择1）加工材料的选择：普通车床加工材料大多为合金钢、45钢2）确定车刀及其重要参数：有加工材料选择车刀材料为硬质合金钢 其主要参数： 0015γ= 0s λ=2.2.2：电机功率的确定主切削功率的计算：**p p p a f =**p p p a f =查文献2 ，表4.2-5 p=2305取 f=0.3mm/r v=100m/min 3p a mm =203530.3 1.67 3.058p kw =⨯⨯⨯=203530.3 1.67 3.058p kw =⨯⨯⨯=取机床传动效率：()0.80.75~0.85η=p=3.058kw/0.8=3.8kw故取 4p kw =额知车床学经常起停，不断的换向，实现正反转，因此选择三项异步电机（鼠笼式）查文献1 ，表22-1-20选Y 系列三项异步电机查表，22-1-51选：YEJ112M-4型4n p kw = n=1440r/min2.3机床传动系统的设计2.3.1传动布局的选择方案一、集中传动式布局集中传动式布局将主轴组件和主传动的全部变速机构集中装于同一个箱体内。
车床主传动系统的设计毕业设计论文
题目：车床主传动系统的设计专业：机械制造及其自动化车床住传送的设计[摘要]本次设计的车床最大加工直径为250mm，转速级数Z为12级的普通车床，其工艺范围为50.96，主轴箱内部布置四根主轴，结构简单，传动平稳可靠，操作方便，床头箱体积适中。
本次设计重点在于主轴箱的装配设计，辅助配以主轴箱剖面图、设计传动系统图、设计转速图。
该机床属于中型普通车床，适合于中小企业、工厂选用[关键词]车床;主轴箱装配图;转速图;转速范围;传动系统图目录车床住传送的设计 (1)第一章引言 (3)第二章机床的总体设计 (3)1.机床的工艺特性 (3)2.确定极限转速 (4)3．主电机功率 (5)第三章传动方案的设计 (6)1.传动方案的设计 (6)2.求出主轴转速级数Z： (6)3.确定结构式和结构网： (6)4.齿轮齿数的确定 (7)4.1确定齿数注意事项 (7)4.2齿轮齿数的确定 (8)第四章传动件参数的确定 (9)1.I轴的转速 (9)2.中间传动轴的转速 (9)3.主轴转速的确定 (10)4.其他传动件计算转速的确定 (10)第五章传动件的设计 (10)1.三角带传动设计 (10)第六章主要设计零件的计算和验算 (12)1.计算各传动轴的输出功率 (12)2.计算各传动轴的扭矩 (12)3.传动轴直径的初定及键的选取 (12)4.主轴轴颈的确定 (13)5.齿轮模数的初步计算 (13)6.各级转速的校核 (14)7.齿轮的校核 (14)8.主轴的校核 (16)9.轴承的选取 (19)第七章润滑方式的选取 (20)1.润滑系统的要求 (20)2.润滑剂的选择 (20)3.润滑方式 (21)第八章结论 (22)第九章参考文献 (23)第十章设计图附录 (24)第一章引言金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器，又称为“工作母机”。
在现代机械制造工业中，金属切削机床是加工机械零件的主要设备，它所担负的工作量，约占机器总制造工作量的40%至60%。
车床总体改造方案设计
车床总体改造方案设计1.机械部分的改造设计ca6140车床的主轴以及进给系统都是由法兰式电动机拖动。
普通车床主轴传动系统部分改造难度大、成本高，且精度提高有限，所以在改造此类机床时，摇臂钻床要选那些主轴各方面性能能满足使用要求的。
改造时，保留原主轴系统，对进给传动系统及电气控制系统进行改造。
进给传动系统的传动精度及效率也是数控机床性能的重要组成部分。
原机床进给箱为交换齿轮箱，结构复杂、反向间隙大、传动精度差。
在改造过程中，采用步进电动机与滚珠丝杠，并装有减速机构的传动方式，通过减速机构可得到所需的减速比并增大驱动力矩。
普通车床原机床是用滑动丝杠，传动误差大，因此在数控化改造中将其更换为滚珠丝杠。
滚珠丝杠的传动效率高、无爬行、预紧后可消除反向间隙、精度高。
改造后ca6140车床的横向、纵向传动方式为：步进电动机一消隙齿轮一滚珠丝杠螺母副一工作台的传动方式。
ca6140车床垂直方向的传动方式为：步进电动机一圆锥齿轮一滚珠丝杠螺母副一工作台。
同时，垂直方向还应考虑滚珠丝杠的自锁，采用超越离合器的自动平衡装置实现自锁。
ca6140车床的导轨是采用铸铁-铸铁或铸铁—淬火钢滑动导轨，其静摩擦因数大，摇臂钻床动、静摩擦因数相差较大，低速时易出现爬行，力矩损失大，影响运动的平稳性和定位精度。
若是将导轨改造成滚动导轨或静压导轨，工艺复杂、费用大、周期长；所以在对ca 6140车床改造时采用在普通车床原导轨上粘接聚四氟乙烯软带的方法。
聚四氟乙烯软带是以聚四氟乙烯树脂为基材与耐磨填充料复合后，在常温下用模压法成型烧结、车削和活化处理制得。
其特点是摩擦因数低，抗磨损，静、动摩擦因数差值小，定位准确，防振消声运行平稳，低能耗，具有耐老化和足够的力学性能，对提高机械加工精度、延长导轨副使用寿命也有一定的作用。
这种方法比较方便，费用低，动、静摩擦因数相差小，耐磨性和抗咬伤力强，具有良好的自润滑和抗振性，进给运动无爬行，运动平稳。
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(2)拟定方案
在调查研究、分析工件和加工工艺的基础上，提出多种总体设计方 案，它包括：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。
(3)技术设计
根据最终确定的总体设计方案，绘制机床总图、部件装配图、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 和编写各种技术文件。
（主参数），k是系数 。
nmax
1000v max d min
nmin
1000v min d max
nmax Rn nmin
d max kD
2．主轴转速的合理排列
机床的主轴转速绝大多数是按照等比数列排列
的。原因是：设计简单；使用方便，最大相对转速
损失率相等。
(1) 设计方便 如果机床的主轴转速数列是等比的，
（三）在创新设计类型中，机床总体方案的产生方法 可采用分析式设计或创成式设计。
2. 机床设计步骤
（一）确定结构原理方案 （二）总体设计
（三） 结构设计
（四）工艺设计
（五）机床整机综合评价 （六） 定型设计
2.机床的设计步骤
(1)调查研究 掌握第一手资料是搞好机床设计工作的关键。 (2)拟定方案 在调查研究、分析工件和加工工艺的基础上，提 出多种总体设计方案，它包括：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。 (3)技术设计 根据最终确定的总体设计方案，绘制机床总图、 部件装配图、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和编写各种技术文件。 (4)整机综合评定 在所有设计完成之后，还须对所设计的机床 进行整机性能分析和综合评价。
(4)整机综合评定
在所有设计完成之后，还须对所设计的机床进行整机性能分析和综 合评价。
三、机床的总体布局和主要技术参数的确定
(一)机床的总体布局 (二)机床主要技术参数的确定
(一)机床的总体布局
1.影响机床总体布局的基本因素 2.模块化设计
1.影响机床总体布局的基本因素
(1)表面成形方法 不同形状的加工表面往往采用不同的刀具、 不同的表面成形方法和不同的表面成形运动来完成，因而导致机 床总体布局上的差异。 (2)机床运动的分配 工件表面成形方法和运动相同，而机床运 动分配不同，机床布局也不相同。 (3)工件的尺寸、质量和形状 工件的表面成形运动与机床部件 的运动分配基本相同，但是工件的尺寸、质量和形状不同，也会 使机床布局不尽相同。
(1)表面成形方法
图3-1 数控镗铣床布局
(2)机床运动的分配 工件表面成形方法和运动相同，而机床运动分 配不同，机床布局也不相同。
图3-2 工件尺寸对车床总体布局的影响
2.模块化设计
图3-3 卧式车床模块化设计实例 1、2、3、4—主轴箱 5、6、7、19、20—进给机构 8、9、10—夹紧装置 11、12、13、14—刀架 15、16、17、18—尾座 21—床身 22—双轴主轴箱模块
第四章
机床总体设计和传动系统设计
第一节 机床总体设计 第二节 传动系统设计
第一节 机床总体设计
一、机床设计的基本要求
二、机床的设计方法和设计步骤
三、机床的总体布局和主要技术参数的确定
一、机床设计的基本要求
1.工艺范围 2.生产率和自动化程度 3.加工精度和表面粗糙度 4.可靠性 5.机床的效率和寿命 6.系列化、通用化、标准化程度 7.环境保护 8.其他
6.系列化、通用化、标准化程度
产品系列化、零部件通用化和标准化的目的是便于机床的设计、 使用与维修。机床产品系列化是指对每一类型不同组、系的通用 机床合理确定其应有哪几种尺寸规格，以便以较少品种的机床来 满足各类用户的需要。提高机床零部件通用化和零件标准化程度， 可以缩短设计、制造周期，降低生产成本。
公比为 ，且转速级数Z为非质数。则这个数列可
分解成几个等比数列的乘积，使传动设计简化。
n1 1 1 1 3 1 n2 1 1 1 n1 n1 n1 3 6 12 2 2 23 21 n24
8.其他
•机床的操纵必须方便、省力、易于掌握，这样既可提高机床的 可靠性，又可减少事故，保证操作者的安全。此外，机床的外形 必须合乎时代要求，美观大方的造型和适宜的色彩，均能使操作 者有舒适宜人的感觉，从而提高工作效率。 •总之，设计机床时必须从实际出发综合考虑，既要有重点又要 照顾其他，一般应充分考虑加工精度、表面质量、生产率和可靠 性。
lg d lg v (3 0.497 lg n1 ) ( j 1) lg
lg v ( j 1) lg k
d 的对数值是 v 对数值的一次函数，斜率为
1，函数图像是与切削速度对数坐标轴成45 的斜线 。
o
的斜线，取j=1~Z，可得到Z条平行间距相等
d(mm)
1.工艺范围
机床的工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力，它包括：机 床可以完成的工序种类，所加工零件的类型、材料和尺寸范围、 毛坯种类、加工精度和表面粗糙度。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。但工艺范围过窄，会使机床的使用范围受到一定的限制。 所以，机床的工艺范围必须根据使用要求和制造条件合理确定。
机床的总体布局
机床的造型必须与功能相适应，功能决定造 型，造型表现功能。机床的造型设计是在保证人机 关系的基础上，应用艺术规律和造型美学法则加以 精炼和塑造，得到恰到好处的造型。机床造型总的 原则是经济实用，美观大方。尽管人的审美观不尽 相同，但还是有规律可循，良好的外观造型应从机 床造型设计和色彩两方面去评价。
Z ( Pa ) xa ( Pb ) xb ( Pc ) xc 24 31 23 26 212
(2) 使用方便 最大相对转速损失率相等 等比数列 转速的转速通式为
n j n1 j 1
则机床的切削速度与工件（或刀具）直径的关系为
1000 v 1000 v d n j n1 j 1
2.生产率和自动化程度
机床的生产率是指在单位时间内机床加工合格产品的数量。使用 高效率机床可以降低生产成本、提高机床的自动化程度、减轻工 人的劳动强度、稳定加工精度。实现机床自动化加工所采用的方 法与生产批量有关。数控机床因其具有很大的柔性，且不需专用 的工装，适应能力强，生产率高，故是实现机床自动化加工的一 个重要发展方向。
二、 机床的设计方法和设计步骤
1.机床的设计方法 （一）机床设计正在向着“以系统为主的机床设计” 方向发展，即在机床设计时要考虑它如何更好的适应 FMS等先进制造系统的要求，例如要求具有时、空柔 性，与物流的可亲性等等。
（二）机床设计方法是根据其设计类型而定。通用机 床采用系列化设计方法。系列中基型产品属创新设计 类型，其他属变形设计类型。有些类型，如组合机床 属组合设计类型。
4.可靠性
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。
5.机床的效率和寿命
•机床的效率是指消耗于切削的有效功率与电动机输出功率之比。 两者的差值即为损失，该损失转化为热量，若损失过大(效率低)， 将使机床产生较大的热变形，影响加工精度。 •机床的寿命是指机床保持其应有加工精度的使用期限，也称精 度保持性。寿命期限内，在正常工作条件下，机床不应丧失设计 时所规定的精度指标。为确保和提高机床寿命，主要是提高一些 关键性零件的耐磨性，并使主要传动件的疲劳寿命与之相适应。
400 280 200 140 100 71 50 35.5 25 18 12.5
n1
n2
n3
n4
n5
n6
n7
n8
n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15 n16 n17 n18
v(m/min)
11.2 16 22.4 31.5 45 63 90 125 180
图1-1 转速选择图
如果加工某一工件需要的最佳切削速度为 v ，相应
（二） 机床主要技术参数的确定
一、尺寸参数
机床的尺寸参数是指影响机床加工性能的一些
尺寸。 主参数代表机床的规格的大小，是最重要的
尺寸参数。另外，机床尺寸参数还包括第二主参数
和一些重要的尺寸。
机床的主参数已规定在“GB/T15375—1994金
属切削机床型号编制方法”中，每种机床的主参数 按等比数列排列。
(1)调查研究 掌握第一手资料是搞好机床设计工作的关键。
掌握第一手资料是搞好机床设计工作的关键。调查市场对机床的 需求情况，调查用户对机床的新要求及现行加工方法的优缺点， 收集并分析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，调查制造厂家的设备条件、技术能力和生产经验等均属 于调查研究的范围
二、运动参数
主运动为旋转运动的机床，主运动的运动参
数为主轴转速
n
。转速与切削速度 v 的关系为：
1000v n d
d ——工件或刀具直径（mm）。
1．最低转速和最高转速的确定
按照典型工序的切削速度和刀具（或工件）直
径，由主轴转速公式计算出最低转速 nmin 、最高转
速
Rn 、变速范围 ， 其中D是机床加工的最大直径 nmax
外观造型应使机床整体统一，均衡稳定，比
例协调。部件的形体目前多流行小圆角过渡的棱
柱体造型,长、宽（或高）的比率要适当，常用的比