C6140普通車床主軸箱傳動設計【說明書+CAD】
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畢業(yè)設計(論文)開題報告
題目 C6140普通車床主軸箱傳動設計
專 業(yè) 名 稱 機械設計制造及其自動化
班 級 學 號 088105430
學 生 姓 名 張松
指 導 教 師 吳暉
填 表 日 期 2012 年 4 月 11 日
1、 選題的依據及意義:
機床設計和制造的發(fā)展速度是很快的。由原先的只為滿足加工成形而要求刀具與工件間的某些相對運動關系和零件的一定強度和剛度,發(fā)展至今日的高度科學技術成果綜合應用的現(xiàn)代機床的設計,也包括計算機輔助設計(CAD)的應用。但目前機床主軸變速箱的設計還是以經驗或類比為基礎的傳統(tǒng)(經驗)設計方法。因此,探索科學理論的應用,科學地分析的處理經驗,數據和資料,既能提高機床設計和制造水平,也將促進設計方法的現(xiàn)代化。
隨著科學技術的不斷發(fā)展,機械產品日趨精密、復雜,改型也日益頻繁,對機床的性能、精度、自動化程度等提出了越來越高的要求。機械加工工藝過程自動化是實現(xiàn)上述要求的重要技術措施之一,不僅能提高產品質量和生產率,降低生產成本,還能改善工人的勞動條件。為此,許多企采用自動機床、組合機床和專用機床組成自動或半自動生產線。但是,采用這種自動、高效的設備,需要很大的初期投資以及較長的生產準備周期,只有在大批量的生產條件(如汽車、拖拉機、家用電器等工業(yè)主要零件的生產)下、才會有顯著的經濟效益。
在機械制造工業(yè)中,單件、小批量生產的零件約占機械、加工的70%~80%。科學技術的進步和機械產品市場競爭的日益激烈,致使機械產品不改型、更新?lián)Q代、批量相對減少,質量要求越來越高。采用專用的自動化機床加工這類零件就顯得橫不合理,而且調整或改裝專用的“剛性”自動化生產線投資大、周期長,有時從技術上甚至是不可能實現(xiàn)的。采用各類仿型機床,雖然可以部分地解決小批量復雜的加工,但在更新零件時需制造靠模和調整機床,生產準備周期長,而且由于靠模誤差的影響,加工零件的精度很難達到較高的要求。
為了解決上述問題,滿足多品種、小批量,特別是結構復雜、精度要求高的零件的自動化生產,迫切需要一種靈活的、通用的、能夠適于產品頻繁變化“柔性”自動化機床。隨著計算機科學技術的發(fā)展,1952年,美國帕森斯公司(Parsons)和麻省理工學院(MIT)合作,研制成功里世界上第一臺以數字計算機為基礎的數字控制(numerical control,簡稱NC)3坐標直線插補銑床,從而機械制造業(yè)進入了一個新階段。
同時,在設計中處處實際出發(fā),分析和處理問題是至關重要的。從大處講,聯(lián)系實際是指在進行機床工藝可能性的分析。參數擬定和方案確定中,既要了解當今的先進生產水平和可能趨勢。更應了解我國實際生產水平,使設計的機床,機器在四化建設中發(fā)揮最佳的效蓋。從小處講,指對設計的機床零部件的制造,裝配和維修要進行認真的,切實的考慮和分析,綜合思考的設計方法[1]。
2、 國內外研究概況及發(fā)展趨勢(含文獻綜述):
從第一臺數控機床問世至今的40多年中,隨著微電子技術的不斷發(fā)展,數控裝置也在不斷地更新?lián)Q代,先后經歷里電子管(1952年)、小規(guī)模集成電路(1965年)、大規(guī)模集成電路及小型計算機(1970年)和微處理計算機(1974年)等五代數控系統(tǒng)。
前三代數控裝置屬于采用專用控制計算機的硬接線(硬件)數控裝置,一般稱為NC數控裝置。20世紀70年代初,隨著計算機技術的發(fā)展,小型計算機的價格急劇下降,出現(xiàn)了采用小型計算機代替專用硬件控制計算機的第四代數控系統(tǒng)。這種數控系統(tǒng)不僅在經濟上更為合算,而且許多功能可用編制的專用程序實現(xiàn),并可將專用程序存儲在小型計算機的存儲器中,構成控制軟件。這種數控系統(tǒng)稱為計算機數控系統(tǒng)(computerized numerical control,即CNC)。自1974年開始,以微處理機為核心的數控裝置(microcomputerized numerical control,即MNC)得到迅速的發(fā)展。CNC和MNC稱為軟接線(軟件)數控系統(tǒng)。由于NC硬件數控系統(tǒng)早已淘汰,而目前軟件數控系統(tǒng)均采用MNC,因此將現(xiàn)代數控系統(tǒng)稱為CNC。我國研究數控技術源于1958年,幾十年來經過了發(fā)展、停滯、引進技術等幾個階段。1985年以后,我國的數控機床在引進、消化國外技術的基礎上,進行了大量的開發(fā)工作。到1989年底,我國數控機床的可供品種已超過300種,一些較高檔次的數控系統(tǒng),如五軸聯(lián)動的數控系統(tǒng)、分辨率為0.O2um的高精度車床用數控系統(tǒng)、數字仿真的數控系統(tǒng)、為柔性制造單元配套的數控系統(tǒng),也陸續(xù)開發(fā)出來,并制造出了樣機。
我國數控系統(tǒng)在技術上已趨于成熟,在重大關鍵技術上(包括核心技術),已達到國外先進水平。目前,已新開發(fā)出數控系統(tǒng)80種。自“七五”以來,國家一直把數控系統(tǒng)的發(fā)展作為重中之重來支持,現(xiàn)已開發(fā)出具有中國版權的數控系統(tǒng),掌握了國外一直對我國封鎖的一些關鍵技術。例如,曾長期困擾我國、并受到西方國家封鎖的多坐標聯(lián)動技術對我們已不再是難題,0.1 μm當量的超精密數控系統(tǒng)、數控仿形系統(tǒng)、非圓齒輪加工系統(tǒng)、高速進給數控系統(tǒng)、實時多任務操作系統(tǒng)都已研制成功。尤其是基于PC機的開放式智能化數控系統(tǒng),可實施多軸控制,具備聯(lián)網進線等功能,既可作為獨立產品,又是一代開放式的開發(fā)平臺,為機床廠及軟件開發(fā)商二次開發(fā)創(chuàng)造了條件。
我國數控機床市場廣闊,自2003年開始,中國就成了全球最大的機床消費國,也是世界上最大的數控機床進口國,雖然我們已經取得不可否認的成就, 但我國數控機床核心技術90%仍需進口, 我們只有緊跟先進技術進步的大方向,并不斷創(chuàng)新,才能趕超世界先進水平。
3、 研究內容及實驗方案:
研究內容:
1. 熟悉車床機械的結構,工作原理,以及了解車床的發(fā)展方向;
2. 完成對中等復雜程度機械的計算、結構設計等工作。以車床主軸箱為對象進行車床重要傳動部件的設計;
3. 完成車床主軸箱裝配圖的設計和所有非標零件圖設計和所有非標零件圖設計工作,并編寫說明書。
設計方案:
1. 參數擬定
根據機床類型,規(guī)格和其他特點,了解典型工藝的切削用量,結合世界條件和情況,并與同類機床對比分析后確定:極限轉速和,公比(或級數 Z ),主傳動電機功率N。
2. 傳動設計
根據擬定的參數,通過結構網和轉速圖的分析,確定轉動結構方案和轉動系統(tǒng)圖,計算各轉動副的傳動比及齒輪的齒數,并驗算主軸的轉速誤差。
3. 動力計算和結構草圖設計
估算齒輸模數m和直徑d,選擇和計算反向離合器,制動器。
將各傳動件及其它零件在展開圖和剖面圖上做初步的安排,布置和設計。
4. 軸和軸承的驗算
在結構草圖的基礎上,對一根傳動軸的剛度和該軸系的軸承的壽命進行驗算。
5. 主軸變速箱裝配設計
主軸變速箱裝配圖是以結構草圖為“底稿”,進行設計和會制的。圖上各零件要表達清楚,并標注尺寸和配合。
4、 目標、主要特色及工作進度
1、目標:
已知C6140普通車床的主參數和基本參數:加工工件最大回轉直徑:200mm;正轉最高轉速:1400r/min; 電機功率:5.5KW; 公比:1.4;轉速級數:12;級數Z反=Z正/2;n反max≈1.1n正max。
按以上要求完成主軸箱傳動設計。
2、C6140普通車床主要特色 :
C6140型普通車床是在C620型車床的基礎上改進的臥式車床,工件最大回轉直徑400毫米,可以加工普通螺紋、英制螺紋、摸數螺紋和徑節(jié)螺紋。傳動鏈由電動機經三角帶(V帶)將動力傳遞到主軸箱在交換齒輪作用下,正轉24級,轉速10-1400轉/分鐘;反轉12級,轉速14-1580轉/分鐘。主軸轉速經掛輪箱將動力傳遞到走刀箱,縱向走刀級數64,進給范圍0.08-1.59mm/r,橫向進給級數64,進給范圍0.04-0.79mm/r。溜板行程橫向320mm,縱向按照車床長度而定。
3、工作進度:
1)、收集資料、外文資料翻譯、開題報告 第1周—第2周
2)、確定傳動系統(tǒng)圖 第3周—第4周
3)、計算和確定各傳動件的尺寸參數 第5周—第7周
4)、完成主軸箱傳動設計 第8周—第15周
5)、撰寫畢業(yè)設計論文 第16周—第17周
五、參考文獻
[1] 上海紡織工學院編.機床設計圖冊.上??萍汲霭嫔纾?997
[2] 孫桓,陳作模主編.機械原理.第六版.北京:高等教育出版社,2002
[3] 成大先主編.機械設計手冊.北京:化學工業(yè)出版社,2004
[4] 張玉峰等主編.機床主軸變速箱設計指導.機械工業(yè)出版社,2000
[5] Ye Zhonghe, Lan Zhaohui. Mechanisms and Machine Theory. Higher Education Press, 2001.7
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