液压仿行机床设计

培养了我们综合运用所学的基础理论课技术基础课和专业课的知识解决工程技术问题的能力。

在这次别设计中，我查阅有关资料。

考虑到生产要求是大批量生产并且加工工件是弧形的，为提高生产率，所以该专用机床带有仿形的功能并且是半自动化的。

在老师的指导下完成了外圆和端面通用机床的设计。

在机械设计过程中考虑到节省能源使用方便成本低等要求。

在电设过程中，力求做到结构简单，功耗小，成本低。

关键词专用机床仿形功能半自动化参考文献绪论.机床设计的目的机械系统设计课程设计是专业课最后个实践性教学环节，是机械零件课程设计的延伸，是机械系统设计的次全面训练，为毕业设计打下良好基础，其目的是联系生产实际，运用所学过的知识，培养独立的分析问题解决问题的能力。

利用“机械系统设计”“装备设计”及“机械设计”等前序课的知识，学会并掌握机械系统设计的特点及方法，学会并掌握机械系统设计中“参数设计”“方案设计”及“结构设计”的方法。

加强机械设计中基本技能的训练。

加强计算能力，加强运用有关设计资料设计手册标准规范及经验数据的能力，加强机械绘图的能力。

巩固和加强机械零件的设计及制造工艺方向的知识。

.机床设计的主要任务该机床主要是针对工件的弧形及槽的加工而设计的工件材料钢刀具材料最大加工直径工件加工的生产类型大批量生产其主要内容包括运动设计结构设计动力计算运动设计根据机床的用途规格和常用的切削用量以及同类型机床的分析对比，合理确定主轴的极限转速转速数列公比转速级数，选择电动机功率和型号。

拟定传动结构方案，绘制转速图，合理分配传动副及传动比。

确定齿轮的齿数，验算转速误差，最后绘制出完整的转速图和传动系统图动力计算根据确定的电动机功率和传动件的计算载荷及其尺寸进行校核结构设计结构设计是整个设计的重点，这部分主要包括变速机构传动轴系主轴组件操纵结构以及箱体润滑密封等设计.机床总体方案设计机床总体方案设计就是确定机床主要部件之间的相互位置关系以及他们之间的相对运动关系机床的运动及其分配机床运动分配四个原则将运动分配给质量小的零部件运动分配应有利于提高工件的加工精度运动分配应有利于提高运动部件的刚度运动分配应视工件形状而定在机床上，依靠刀具工件之间的相对运动，加工出定形状的工件表面。

不同的工件表面往往需要采用不同类型的机床。

该机床采用车削的方式进行加工应有主轴的回转运动主运动和刀架的纵横向移动进给运动，在车削弧形时，为了满足其特殊加工要求液压系统伺服控制刀架的移动。

由于考虑到同时进行车弧形及切槽的加工刀架位置硬作绕主轴轴线的回转运动，又因为能加工部件为回转件，所以采用工件作回转，刀具作进给运动比较方便。

二工件的形状尺寸和重量车床用于车削回转轴类零件，采用卧式布局。

主轴箱和刀架分别安装在床身上，使受力情况都得到改善。

三加工精度和粗糙度机床有较高的加工精度和粗糙度要求，在考虑机床布局阶段采取措施，以便尽量提高机床的传动精度和刚度，减少振动和热变形。

为提高机床的传动精度，可适当地提高传动件的制造精度为提高机床的刚度，机床尽量形成框架式结构为减少振动，采用皮带传动对于热变形的影响，液压传动的油箱需与床身分开，减少变形。

四生产批量生产批量是影响机床总体设计的主要因素，该机床由于时大批量的生产，所以要求车床能进行多工序的加工，同时采用两个刀架，粗加工过程中可以进行迅速调整，提高生产率。

五便于操作维修机床的总体设计应便于操作和观察加工情况，所以该车床将主轴箱安装在左面，刀架布置在工件的正面和下面。

采用的操纵机构，应集中在便于操作的区域。

为使机床具有较高的生产率和自动化程度，也应特别注意排漏问题。

六机床的外形机床在经济适用的前提下，应注意外形，使机床美观大方对称和谐。

该机床外形轮廓采用直线和光滑曲线的组合。

支承件和被支承件的比例适当，可给人稳定而安全的感觉。

主传动系统的运动设计.主要技术参数的确定主轴转速的确定.首先根据硬质合金焊接车刀耐用度数值范围，选。

根据粗加工要求选取，依据计算公式.式中与耐用度实验条件有关的系数分别表示对和影响程度的指数切削条件与实验条件不同的修正系数查表得其中.查表得经计算取.确定经济加工直径范围.，加工的最大直径所以由于采用多刀半自动车床，计算直径范围，取所以极限转速查金属切削机床设计手册取.转速损失.主传动电动机功率的确定电动机功率是计算机床零件和决定尺寸的主要依据.式中主传动电动机功率切削功率主传动链的总效率般可取取电动机的额定功率式中电动机起载系数取.式中工件材料钢刀具材料所以取选电动机型号同步转速额定转速.主传动系统的确定主传动系统公比的选择考虑机床为大批量生产用的专门化机床，应使机床的转速损失尽量小，以提高生产率，取又因为这类机床的生产率高，转速损失影响较大，另方面这类机床不经常变速，变速机构采用交换齿轮，交换齿轮机构能实现小公比，而结构又简单。

查表得主轴转速分别为主传动设计方案的确定.确定变速组的数目考虑到此机床是切削炮弹的专用仿形机床，在全部变速范围内各级转速的使用机会并不相同。

高速低速使用频繁，所以两端及中间的主轴转速，采用离合器和交换齿轮变速。

交换齿轮变速机构的构造简单结构紧凑。

主要用于大批量生产中的自动或半自动机床专用机床及组合机床等。

离合器变速机构采用电磁离合器。

.拟定转速图转速图拟定原则极限传动比极限变速范围原则传动副数前多后少原则前密后疏原则最小传动比原则考虑到传动比的分配噪声及空载功率，损耗方面应注意以下几点分配后的传动比，在各变速组中尽可能不超出极限传动比应取逐渐瞬速的原则分配变速组中的传动比即“前慢后快”，这样中间轴有较高的转速降低传动件噪声，各中间轴的转速也要适宜不应太高。

降速传动副的传动比不应太低为减少空载功率损耗，各中间传动轴转速也不宜过高，并应减少中间传动轴的转速之和。

图.转速图主传动齿轮齿数的确定变速组最小齿轮齿数发生在中即，根据具体情况取由式变速组采用交换齿轮设变速组设各轴及各齿轮计算转速的确定.主轴计算转速的确定主轴计算转速是主轴传递全部功率时的最低转速，从计算转速起至主轴最高转速之间的所有转速都能够传递全部功率。

.其它传递件计算转速的确定主轴从计算转速起至最高转速间的所有转速都能传递全部功率，所以能实现上述主轴转速的其它传动件的工作转速，也传递全部功率。

这些实际转速中的最低转速就是其传动件的计算转速。

表.各轴的计算转速轴号ⅠⅡⅢⅣ各级转速表.各齿轮的计算转速齿数计算转速齿数计算转速.验算各级转速误差各级转速误差许用转速误差以上转速都在的范围内，符合要求。

机床主要零件的计算.三角带传动的计算和选定三角带的选用应保证有效地传递最大功率不打滑并有足够的使用寿命定的疲劳强度。

确定计算功率.式中主动带轮传动功率工作情况系数二选择标准三角带型号根据计算功率和小带轮的转速，选定三角带的型号。

选定三角型三角带。

三确定带轮直径小带轮直径应满足为三角带直径的最小计算直径，尽量选用较大的直径以减少三角带应力，从而提高三角带的使用寿命。

选大轮直径式中为大小带轮的转速取四计算三角带速度.传动轴的计算传动轴直径的估算由于在数值上时可按扭转刚度估算，即式中轴的危险截面，当存在键时，则花键轴的直径可比值减少，对于空心轴则应乘以修正系数计算轴的额定功率从电机到计算轴的传递效率计算轴的计算转速设计常数般取.Ⅰ轴的传递功率根据用户要求并考虑轴结构，取花键轴径取为装轴承直径.Ⅱ轴的传递功率花键内径取为.Ⅲ轴的传递功率考虑此轴有制动取传动轴的校核本设计中仅对第二轴进行强度校核图.Ⅱ轴受力简图处作用齿轮受力大小为处作用齿轮受力大小为平面受力图计算约束力已知由平衡方程截面截面弯矩图垂直面受力图截面弯矩图垂直面弯矩图合成弯矩图扭矩图图.Ⅱ轴设计轴的安全系数校核由弯矩图可知截面为危险截面，弯矩引起对称循环的弯应力，转矩引起的为脉动循环的剪应力。

弯曲应力幅抗弯截面系数对称循环弯曲应力剪力幅所以轴的强度合格.主轴的计算选择主轴轴径通常主轴轴径是指主轴前轴径的直径查表选主轴轴径后轴径主轴合理跨距的确定主轴前端悬伸量，应尽量减小，利于提高主轴组件的刚度。

.直齿圆柱齿轮强度计算齿轮模数的估算通常同传动件中的齿轮取同模数，并且选同模数齿轮中承受载荷最大的齿数最少的齿轮进行初步计算。

式中齿轮传递的额定功率变速组变速组变速组所以查表取齿轮结构尺寸的计算分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径由上述计算公式得齿轮参数如下Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴取齿宽系数变速组中变速组中变速组中齿轮模数的验算同变速组中只需验算承受载荷最大齿数最少的齿轮即可。

故变速组中只需校核齿数为的齿轮即可。

线速度为所以采用级齿轮精度小齿轮材料高频淬火硬度大齿轮与小齿轮的齿数比齿宽系数计算齿轮传递的功率计算转速齿轮的工作期限齿轮的最低转速基本循环次数疲劳曲线指数功率利用系数转速变化系数材料强化系数齿轮载荷系数工作情况系数动载荷系数齿形系数许用接触应力工作期限系数寿命系数计算寿命系数极限值取按接触疲劳强度计算齿轮模数按弯曲疲劳强度计算齿轮模数由于上述校核可知齿轮全部满足接触疲劳强度和弯曲疲劳强度的要求，可以在工作中正常使用。

各轴的中心距ⅠⅡⅡⅢⅢⅣ滚动轴承寿命计算寿命和动负荷验算轴承许用寿命查表轴承额定载荷查滚动轴承手册型号型号因为本设计中个支点用两个向心球轴承所以查表查表查表查表查表当量动载荷采用向心球轴承所以合格。

主轴箱的结构设计该机床主轴箱的结构设计是在参考同类机床的基础上进行的，对其合理的部分加以采用，对其不合理部分进行改进。

.主轴组件分析主轴主件由主轴及其支承轴承传动件定位元件等组成。

它是主运动的执行件，是机床重要的组成部分。

它的功用是缩小主运动的传动误差并将运动传递给工件或刀具进行切削，形成表面成形运动承受切削力和传动力等载荷。

主轴组件直接参与切削，其性能影响加工精度和生产率，因而是决定机床性能和经济性指标的重要因素。

主轴组件应满足的基本要求.旋转精度主轴的选择精度，是机床几何精度的组成部分。

旋转精度是主轴组件装配后，静止或低速空载状态下，刀具或工件安装基面上的全跳动值。

它取决于主轴主轴的支承轴承箱体孔等的制造精度装配和调整精度。

.静刚度静刚度，简称刚度，是主轴组件在静载荷作用下抵抗变形的能力。

主轴刚度是综合性参数，与主轴本身的刚度和支承轴承的刚度有关。

主轴自身的刚度取决于主轴的惯性矩主轴端部的悬伸量和支承跨距支承轴承刚度有轴承的类型精度安装形式预紧程度等因素决定。

.动刚度机床在额定载荷下切削时，主轴组件抵抗变形的能力，称为动刚度。

由于工件毛坯硬度不均尺寸误差断续切削等