机械系统课程设计摇臂钻床z3040设计说明2简略

目录

一．概述 (3)

1.1 Z3040摇臂钻床运动功能原理图及传动原理图 (3)

1.2 Z3040摇臂钻床适用范围及主要技术参数 (4)

二. 课程设计的目的 (5)

三. 课程设计题目，主要设计参数和技术要求 (6)

3.1 课程设计题目和主要技术参数 (9)

3.2 技术要求 (9)

四. 运动设计 (10)

4.1 运动参数及转速图的确定 (10)

4.1.1 按典型工序，最高最低转速的确定 (10)

4.1.2根据nmax、nmin、dmax、dmin等值，初步确定钻削速度范围 (10)

4.1.3 计算主切削力、切削功率和初步估计电机功率 (11)

4.1.4 转速范围 (11)

4.1.5 转速数列 (12)

4.1.6 定传动组数 (12)

4.1.7 写传动结构式，画结构图 (12)

4.1.8 转速图 (13)

4.1.9 传动系统图 (14)

4.2 齿轮模数初步估算 (14)

4.2.1 模数计算 (14)

4.2.2 齿轮齿数的确定 (15)

4.3 基本组齿轮计算 (16)

4.4 齿轮模数的确定 (17)

4.5 齿轮模数的验算 (19)

4.6 主轴转速误差 (21)

五. 动力计算 (25)

5.1 计算转速计算 (25)

5.2 扩大组齿轮计算 (26)

5.3 传动轴最小轴径的确定 (28)

六. 主要零部件的选择 (31)

6.1 摆动式操纵机构的设计 (31)

6.2 电动机的选择 (31)

七. 校核 (32)

7.1 组轴组件刚度的验算 (32)

7.1.1 主轴弯曲刚度的验算 (33)

7.1.2 主轴扭转度的验算 (33)

7.2 Ⅱ轴组件的刚度验算 (33)

7.2.1 Ⅱ轴刚度校核 (34)

7.2.2 Ⅱ轴扭转的校核 (34)

7.3 轴承寿命校核 (34)

八．结论与致谢 (35)

九．参考文献 (36)

一．概述

1.1 Z3040摇臂钻床运动功能原理图及传动原理图

摇臂钻床钻削加工的传动原理

1.7 Z3040摇臂钻床适用范围及主要技术参数

该机床适用于加工中、小型零件。它可以进行钻孔、扩孔、铰孔和攻螺纹等工作。装置其他工艺装备时，还可以进行镗孔。

该机床主轴转速和进给量变换时采用液压预选变速机构；主轴箱、摇臂、内外立柱夹紧是采用液压-菱形块夹紧机构，夹紧力大，夹紧前后主轴偏心量小；摇臂升降有保险螺母和电器保险机构，进给有钢珠安全离合器等保护装置。

主要技术参数

最大钻孔直径 40毫米

主轴中心线到立柱母线距离 350---1250毫米

主轴箱水平移动距离 900毫米

主轴端面到底座面间距离 350---1250毫米

主轴前端孔锥度莫氏4号

主轴转速范围（16级） 25---2000转/分主轴行程 315毫米

刻度盘每转钻孔深度 122.5毫米

主轴允许最大扭矩 40公斤力*米

主轴允许最大进给抗力 1600公斤力

主电机

功率 7.5千瓦

转速 1450转/分

二．课程设计目的

《机械系统设计》课程设计是在学生学完机械系统设计及其它先行课程之后进行的实践性教学环节，即进行一次学习设计的综合性练习。是我校机械设计及其自动化品牌专业高级应用型工程技术人才培养的重要环节，使学生能够运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识，及生产实习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。通过典型机械系统如通用机床的主轴变速传动系统的计算与设计、或者是通过数控机床进给传动系统的选型与设计，使学生在拟定传动结构方案、结构设计，和数字控制等先进制造技术，以及设计计算说明书等技术文件编写等方面的基本技能和实际运用能力得到比较系统的训练。通过设计，掌握查阅相关工程设计手册、设计标准和资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高学生设计能力的目的。通过设计，使学生获得机械系统基本设计技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。

三．课程设计题目，主要设计参数和技术要求

3.1 课程设计题目和主要技术参数

题目：摇臂钻床主轴变速箱设计

主参数：最大钻削直径Dmax=40mm,刀具材料：高速钢或硬质合金，工件材料：钢或铸

技术参数：Nmin=40r/min；Nmax=2000r/min；Z=16级；公比为1.26（混合公比为1.41）；电动机功率P=7.5KW；电机转速n=1450r/min 为满足使用性能要求，可采用混合公比，求出的各级转速有：40r/min.56r/min.80r/min.100r/min125r/min.160r/min.200r/min.250r/m in.315r/min.400r/min.500r/min.630r/min.800r/min.1000r/min.1400r/m in.2000r/min

3.2 技术要求

1. 利用电动机完成换向和制动。

2. 各滑移齿轮块采用单独操纵机构。

四．运动设计

4.1 运动参数及转速图的确定

4.1.1 按典型工序，最高最低转速的确定

Rd —计算直径范围Rd=（0.20~0.25）

故 dmax=K ×D=1×40mm=40mm

dmin= Rd ×dmax=（0.20~0.25）×40mm=(8~10)mm.dmin 取8mm n max=1000×Vmax/л×dmin=1000×32r/m/л×8mm=1273.24r/min n min=1000×Vmin/л×dmax= 1000×20r/m/л×40mm=159.15r/min Rn=min

max N N =1273.24r/m/159.15r/m=8 由于设计的转速范围为（40~2000）r/min,比计算出的

n max 、n min

范围大，满足要求 4.1.3 转速范围 Rn=min

max N N =2000r/min/40r/min=50 4.1.4 转速数列

首先找到40r/min 、首先采用混合公比1.41，然后每隔2个数取一个值（1.26=1.064）,，得出主轴的转速数列为40r/min

56r/min 、80r/min 、100r/min 、125r/min 、160r/min 、200r/min 、250r/min 、315r/min 、400r/min 、500r/min 、630r/min 、800r/min 、1000r/min 、1400r/min 、2000r/min 共16级。

4.1.5 定传动组数

对于Z=16可分解为：Z=22×25×24×28。

4.1.6写传动结构式,画结构图

根据“前多后少” , “先降后升” , “前密后疏”,“结构紧凑”的原则,选取传动方案 Z=22×25×24×28,易知第三扩大组的变速范围r=φ