数控课程设计说明书1

目录

1.概述和机床参数确定 (2)

1.1机床运动参数的确定 (2)

1.2机床动力参数的确定 (2)

1.3机床布局 (2)

2.主传动系统运动设计 (3)

2.1制转速图 (3)

2.2定齿轮齿数 (3)

2.3算主轴转速误差 (4)

2.4传动系统图 (4)

3．估算传动件参数确定其结构尺寸 (4)

3.1确定计算转速 (4)

3.2确定轴的最小直径 (4)

3.3估算传动齿轮模数 (5)

4．结构设计 (5)

4.1齿轮块设计 (6)

4.2轴轴承的选择 (6)

4.3轴组件 (6)

4.4纵机构、滑系统设计、封装置设计 (6)

4.5轴箱体设计 (6)

4.6轴换向与制动结构设计 (6)

5.齿轮强度校核 (7)

5.1校核a传动组齿轮 (7)

5.2校核b传动组齿轮 (8)

6. 传动轴的刚度验算 (9)

7.花键键侧压溃应力验算 (13)

8.滚动轴承的验算 (13)

9．主轴组件验算 (14)

10．总结 (16)

11．参考文献 (18)

1.概述

1机床课程设计的目的

本课程设计，是在机床数控技术课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。 1.1 机床运动参数的确定 （1） 确定Rn

已知最低转速n min =25rpm ，最高转速n max =2500rpm ，

转速调整范围： Rn=n max /n min =100

（2） 计算转速n j =min /r 100R n 3

.0n min =⋅

1.2机床动力参数的确定

已知电动机功率为N=15kw ，根据《机床设计指导》（任殿阁主编）附录41选择主电动机为日本FANUC 公司交流主轴驱动规格s15系列，连续额定输出功率15KW,基本转速1500r/min,最高转速4500r/min ，连续额定转矩95.4N/m 。 1.3机床布局 确定结构方案

1）传动型采用集中传动。2）采用制动式摩擦离合器和带式制动器。3）变速系统采用多联滑移齿轮变速。4）润滑系统采用飞溅油润滑。 2）布局

主轴的空间位置布局图

2 主传动系统运动设计 2.1转速图

电动机功率和功率转矩特性如下：

2.2定齿轮齿数

2.4制传动系统图

图4传动系统图

3 估算传动件参数 确定其结构尺寸

3.1确定计算转速

3

32j w n Z N m •≥=98.2900

206.14323=⨯ 按齿面点蚀计算：

6.93900

6.14370n N 370A 33j ==≥ 取A=94

由中心距A 及齿数计算模数：

94.0200

94

2z z A 2m 21j =⨯=+=

故第二传动组齿轮模数取m=3

4．结构设计

4.1轮块设计

机床的变速系统采用了滑移齿轮变速机构。根据各传动组的工作特点，基本组的齿轮采用了销钉联结装配式结构。第二扩大组，由于传递的转矩较大，则采用了整体式齿轮。所有滑移出论与传动轴间均采用了花键联结。

从工艺的角度考虑，其他固定齿轮也采用花键联结。由于主轴直径较大，为了降低加工成本而采用了单键联结。 4.2轴承的选择

轴Ⅰ：30206型圆锥滚子轴承

轴Ⅱ：30207型圆锥滚子轴承和NN3009型双列圆柱滚子轴承 轴Ⅲ：30210型圆锥滚子轴承 4.3轴组件

本铣床为普通精度级的轻型机床，为了简化结构，主轴采用了轴向后端定位的两支承主轴主件。前轴承采用了NN3020K 型双列圆柱滚子轴承，后支承采用了NN3016K 型双列圆柱滚子轴承，中支承N219E 型圆柱滚子轴承。为了保证主轴的回转精度，主轴前后轴承均用压块式防松螺母调整轴承的间隙。主轴前端采用了圆锥定心结构型式。 前轴承为C 级精度，后轴承为D 级精度。 4.4封装置设计

为了适应不同的加工状态，主轴的转速经常需要调整。

主轴箱采用飞溅式润滑。油面高度为65mm 左右，甩油轮浸油深度为10mm 左右。润滑油型号为：HJ30。

I 轴轴颈较小，线速度较低，为了保证密封效果，采用了皮碗式接触密封。而主轴直径大，线速度较高，则采用了非接触式 密封。 4.5轴箱体设计

箱体外形采取了各面间直角连接方式，使箱体线条简单，明快。

并采用了箱体底面和两个导向块为定位安装面，并用螺钉和压板固定。安装简单，定位可靠。 4.6动结构设计

本机床适用于机械加工车间和维修车间。制动器采用了带式制动器，并根据制动器设计原则，将其放置在靠近主轴的较高转速的II 轴上。为了保证离合器与制动器的联锁运动，采用一个操纵手柄控制。 5. 齿轮强度校核

计算公式

bm Y Y KT Sa

Fa F 12=

σ

5.1校核a 传动组齿轮

校核齿数为23的即可，确定各项参数 ⑴ P=14.7KW,n=1620r/min,

mm N 106.81620/7.141055.9n /P 1055.9T 366⋅⨯=⨯⨯=⨯⨯=

⑵ 定动载系数：s /m 54.21000

601620

30100060dn v =⨯⨯⨯π=⨯π=

齿轮精度为7级，由《机械设计》查得动载系数05.1=A K ⑶ mm m b m 1829=⨯=⨯=ϕ

确定齿向载荷分配系数:取齿宽系数1=d ϕ 非对称()2231.120.1810.60.2310H d d K b βφφ-=+++⨯ 41.1321023.0)6.01(18.012.13=⨯⨯+++=-

⑸确定齿间载荷分配系数: N 57330

106.82d T 2F 3

t =⨯⨯==

m /N 1008.3118

573

0.1b F K t A π=⨯=由《机械设计》查得 1.2H F K K βα==

⑹确定动载系数: 6.127.12.105.10.1=⨯⨯⨯==ααH F v A K K K K K ⑺查表 10-5

65.2=Fa Y 58.1=Sa F

⑻计算弯曲疲劳许用应力

由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限a FE Mp 540=σ。

图10-18查得 9.0=N K ,S = 1.3

a F Mp 3743

.1540

9.0][=⨯=

σ 3.8958

.165.2374

][=⨯=Sa Fa F Y Y σ， 3.8946.252

18573

6.1bm KF t <=⨯⨯= 故合适。 5.2校核b 传动组齿轮

校核齿数为20的即可，确定各项参数 ⑷ P=14.6KW,n=900r/min,