课程设计指导书(2新)

《机械制造装备设计》课程设计指导书主编许立福张志军于宏张晓沈阳理工大学机械工程学院2009-11第一章绪论...............................................................................................................................1第一节机床设计的目的.......................................................................................................1第二节机床课程设计的内容...............................................................................................1第二节机床课程设计的步骤及要求...................................................................................1第二章数控机床主传动系统设计...............................................................................................4第一节主传动系统概述.......................................................................................................4第二节主运动系统的参数...................................................................................................5第三节主传动系统的设计...................................................................................................6第四节皮带轮的设计.........................................................................................................16第三章主轴组件.........................................................................................................................29第一节主轴组件的基本要求.............................................................................................29第二节主轴轴承的选择和主轴滚动承.............................................................................30第三节主轴.........................................................................................................................33第四节主轴组件.................................................................................................................34第五节主轴组件的设计计算.............................................................................................36第六节主轴端部的结构形式.............................................................................................37第四章机床零件的验算.............................................................................................................42第一节传动轴的验算.........................................................................................................42第二节齿轮的验算.............................................................................................................49第三节滚动轴承的验算.....................................................................................................52第五章伺服进给系统设计...........................................................................错误!未定义书签。第一节概述...........................................................................................错误!未定义书签。第二节伺服系统性能分析与参数设计...............................................错误!未定义书签。第三节伺服系统设计步骤及设计计算公式.......................................错误!未定义书签。第四节消隙机构...................................................................................错误!未定义书签。第五节滚珠丝杠副传动.......................................................................错误!未定义书签。附录：..............................................................................................................错误!未定义书签。1第第一一章章绪绪论论第一节机床设计的目的机床课程设计是在学完机床课以后，进行一次学习设计的综合性练习。通过设计，运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。通过设计，分析比较机床主传动中某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计计算和编写技术文件。完成机床主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过机床课程设计，获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力。并为进行一般机械的设计创造一定的条件。第二节机床课程设计的内容一．运动设计根据设计题目给定的机床用途、规格、主轴极限转速，拟定转速图、传动系统图、计算带轮直径和齿轮齿数。二．动力设计根据设计题目给定的机床类型、规格及工作条件，确定主电动机功率；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V带根数。在结构机构设计之后，再对机床主要传动件、零件，进行应力、变形和寿命的验算，并修改结构设计。三．结构设计完成运动设计和动力设计之后，还要将主传动方案“结构化”。要设计主轴变速箱装配图及零件工作图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、操纵机构、润滑与密封，以及主轴、传动轴、滑移齿轮、操纵元件、箱体等零件的设计。第二节机床课程设计的步骤及要求一．明确目的要求、查阅有关资料在接到题目后，应弄清给定的条件、数据、所设计机床的类型、性能、应用范围和规定2的内容与要求。查阅资料时，除本书外还应查阅《机床图册》和《机床设计手册》等。必要时还应到实验室进行实地调查，了解同类型机床的使用性能与操作，主传动部件与相邻部件的安装关系等。二．传动方案设计传动方案设计，包括确定主传动的运动参数，拟定转速图、传动比，确定齿轮齿数和带轮直径，主传动的换向与制动方式，画出主传动的传动系统图。三．计算主要传动件计算内容如下：V带——选择型号和计算所需的根数；传动轴——按扭转刚度要求计算轴受扭部分的直径，从而确定轴的直径；齿轮按变动工作用量计算接触强度和弯曲强度，取二者中的大值确定齿轮的模数，再进行齿轮的几何结构计算。四．结构分析与选择对于设计中涉及到的结构，都要经过认真分析后进行选择。结构分析与选择的主要内容如下：1．主轴组件的结构主轴端部已经标准化。正确选择主轴轴承的类型及其组合、精度和调整轴承间隙的方法。计算主轴组件的合理跨距。合理选择润滑与密封的方式。注意主轴组件的拆装。2．传动轴组件的结构根据轴承的类型，正确选定轴的轴向定位的方法,轴上所安装的零件的拆装与固定。3．齿轮的结构正确选择齿轮的精度并考虑相应的加工齿形的方法。对于双联和三联齿轮，加工方法决定了相邻齿轮的间距，为缩短轴向尺寸可采用镶装结构。轮毂的长度按导向的要求确定，通常为轴直径的1.5倍左右。4．操纵机构操纵机构的类型应与变速要求相适应，注意选择定位机构和防止操纵机构中发生干涉现象。五．绘制部件的装配图设计图按1：1的比例绘制，必须遵守工程图学所规定的标准和习惯画法，要求尺寸准确、线条清晰、文字工整，标准件必须按规定绘图。注意布图的匀称美观，通过径向尺寸和轴向尺寸的初步计算，安排图形的位置。可先通过计算画出草图。展开图与剖视图的绘制，常需交叉进行，以便相互对照、全面检查。1.展开图展开图，基本上是按照传动顺序，将各轴展开画在一个平面上，他可以很清楚地表明主轴变速箱的传动与结构。根据课程设计的要求，在展开图上应标注下列内容：轴号、轴承型号、主轴轴承型号与精度等级、齿轮的齿数与模数、轴间中心距、各处的配合尺寸与配合性3质、主轴组件的轴向联系尺寸（即轴向尺寸链）和对主轴组件中各零件（包括标准件）进行编号、移动件行程的极限位置、轴向轮廓尺寸和与其它部件有关的联接尺寸等。２．剖视图剖视图，应能表达各传动轴和主轴的中间位置，一组操纵机构组件的结构，以及在展开图上难以表达或表达不清楚的机构。通过剖视图的设计，着重表示各机间的空间关系。剖视图中应标注轴号，展开图中没有的轴承型号、配合尺寸和配合性质，有啮合关系的齿轮轴的轴间距和公差，主轴中心到主轴主轴箱安装基面的距离（例如车床的中心高）等。设计中应注意检查可能产生的干涉现象。例如：轴上固定齿轮之间的间距不够长，在滑移齿轮移动时，原啮合的一对尚未完全脱开，另一对齿轮就要进入啮合；由于齿数或传动比确定的不当而引起齿轮与相邻轴干涉；因轴的轴向定位不足而使轴产生轴向窜动，或因超定位而引起干涉；操纵机构动作的干涉；调整环节不能或不便于调整；有的零件难以进行装、拆等。还应注意零件的结构工艺性好。六．传动件的验算在装配图底图画好后，传动件的尺寸和位置均已定，便可验算传动轴的弯曲刚度和滚动轴承的寿命。可选出受载严重的一根（或一对轴承）轴进行验算。由于滑移齿论在轴上有几个啮合位置，在各啮合位置上，轴和轴承的受载不同，因此应首先判断和选定受力后使轴