简易仪表车床机床设计.docx
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简易仪表车床机床设计
摘要
金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，又称为“工作母机”或“工具机”。
在现代机械制造工业中，金属切学机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作量，约占机器总制造工作量的40%～60%。
机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。
仪表机床具有价格便宜，重量轻，占地小，操作维护简便方便的特点，仪表机床仍然具有很高的市场价值。
关键词：
仪表机床
Abstract
Metal-cuttingmachinetoolsisthemethodofcuttingmetalmachinepartsintoaroughprocessingmachine,itisamachinemanufacturingmachines,alsoknownas"machinetool"or"machinetools."Metal-cuttingmachinetoolsisthemethodofcuttingmetalmachinepartsintoaroughprocessingmachine,itisamachinemanufacturingmachines,alsoknownas"machinetool"or"machinetools."
Inmodernmachinebuildingindustry,metalcuttingmachinelearningisthemainprocessingequipment,machineparts,ithastoassumetheworkload,accountingforthetotalmanufacturingworkmachines40%~60%.Theskilllevelofmachinetooldirectlyaffectsthemechanicalmanufacturingindustryproductqualityandlaborproductivity.
Instrumentationmachinewithcheap,lightweight,occupiesanareaofsmall,simpleandconvenientoperationandmaintenancefeatures,instrumentationmachinestillhasahighmarketvalue.
Keywords:
InstrumentMachineTool
目录
1绪论5
1.1概述5
1.2仪表机床的主要规格参数5
2V带轮传动的设计：
5
2.1电动机的选择：
5
2.2确定切屑功率5
2.3V带设计：
6
2.3.1确定带轮基准直径6
2.3.2验算带速V6
2.3.3确定带长及中心距6
2.3.4验算小带轮包角6
2.3.5确定V带根数6
2.3.6V带轮结构设计7
3主轴箱的设计8
3.1传动方案的设计8
3.2齿轮的设计9
3.2.1齿轮齿数的选择9
3.2.2齿轮材料的选择9
3.2.3校核齿轮的疲劳强度9
3.3轴的设计9
3.3.1轴的选材9
3.3.2轴1的设计10
3.3.2轴2的设计11
3.3.3轴3的设计12
3.3.4轴4的设计12
3.3.5轴的校核12
4轴承的选择12
5键的选择与校核13
6轴套的选择13
7轴承盖得设计14
7.1轴承盖得作用14
7.2轴承盖得选择14
7.3轴承的校核14
8主轴箱的选材15
9润滑15
10丝杆的选择15
11挂轮机构的设计15
12主轴箱体尺寸17
13机床的整体尺寸18
14设计总结18
参考文献19
致谢20
1绪论
1.1概述
机床是人类在长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上生产的，并随着社会生产的发展和科学技术的进步而渐趋完善。
最原始的机床是木制的，所有运动都是由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它们实际上并不是一种完整的机器。
现代意义上的用于加工金属机械零件的机床，是在18世纪中叶才开始发展起来的。
当时，欧美一些工业最发达的国家，开始了从工场手工业向资本主义机器大工业生产方式的过渡，需要越来越多的各种机器，这就推动了机床的迅速发展。
为使蒸汽机的发明付诸实用，1770年前后创制了镗削蒸汽机汽缸内孔用的镗床。
1797年发明了带有机动刀架的车床，开创了用机械代替人手控制刀具运动的先声，不仅解放了人的双手，并使机床的加工精度和工效起了一个飞跃，初步形成了现代机床的雏型。
续车床之后，随着机械制造业的发展，其他各种机床也陆续被创制出来。
至19世纪末，车床、钻床、镗床、刨床、拉床、铣床、磨床、齿轮加工机床等基本类型的机床已先后形成。
我国机床行业的发展是迅速的，成就是巨大的。
但由于起步晚、底子薄，与世界先进水平相比，还有较大差距。
为了适应我国工业、农业、国防和科学技术现代化的需要，为了提高机床产品在国际市场上的竞争能力，必须深入开展机床基础理论研究，加强工艺试验研究，使我国的机床工业尽早跻身于世界先进行列。
1.2仪表机床的主要规格参数
1.仪表机床的配套功率：
0.55KW
2.最大工件回转直径50mm
3.最大加工长度120m
2V带轮传动的设计：
2.1电动机的选择：
1．综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比，所以选用常用的封闭式Y系列的电动机。
选取Y801-4三相异步电动机，转速为1390r/min。
2.2确定切屑功率
根据《机械设计》，确定工作情况系数
=1.2，故
=1.2×0.55=0.66KW.
2.3V带设计：
2.3.1确定带轮基准直径
根据功率
选用A型。
确定带轮基准直径：
查表去
=85mm。
则
=
=166.4mm，查表取
=170mm。
验算大带轮转速
=
=695/min。
在误差允许范围内。
2.3.2验算带速V
V=
=6.18。
带速合适。
2.3.3确定带长及中心距
初步选取中心距a=400mm，
带长L=1204.86mm，选取基准长度
=1250mm。
计算实际中心距地a=422.68
2.3.4验算小带轮包角
=
°大于120°。
合适。
2.3.5确定V带根数
传动比i=2,查表的
=0.63KW
=0.15KW
0.96KW
=0.93KW
Z=
=O.95
取Z=1
2.3.6V带轮结构设计
V带轮采用孔板式结构，带轮材料选用HT200
2.3.7作用在带轮轴上的压力
查表：
A型皮带q=0.01kg/m
F=86.81N
3.主轴箱的设计
3.1传动方案的设计
电动机通过皮带轮将转速传递给轴1，轴1上安装有滑移齿轮，从而使主轴轴2的到2中不同的转速。
3.2齿轮的设计
3.2.1齿轮齿数的选择
齿轮主动轴轴1将转速传递给主轴轴2，传动比为i=1,i=0.5
齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，试选轴1上齿数为108和144，轴1到轴2因由2中转速比，故采用滑移连接齿轮，将轴1上齿轮数为108和144的齿轮固结，通过拨块的拨动，将齿数为108和144的齿轮分别和齿数108和齿数72的齿轮不同时连接，达到转速比的要求。
3.2.2齿轮材料的选择
齿轮因传递功率不大，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，45号钢正火处理。
3.2.3校核齿轮的疲劳强度
=317.47小于
=527.3MP
故齿面满足接触疲劳强度。
3.3轴的设计
3.3.1轴的选材
轴的材料首先应有足够的强度，对应力集中敏感性低；还应满足刚度、耐磨性、耐腐蚀性及其良好的加工性，以及价格低廉、易于获得的要求。
轴常用的材料主要有碳钢、合金钢、球墨铸铁和高强度铸铁。
碳钢有足够高的强度，对应力集中的敏感性较低，便于进行各种热处理及机械加工，价格低，供应充足，故应用最广。
一般机器中的轴，可用30、40、45、50等牌号的优质中碳钢制造，尤以45号钢经调质处理最常用。
对低速轻载或不重要的轴，可用A3、A4、A5等普通碳素钢制造。
3.3.2轴1的设计
功率P=0.55KW,
=0.99。
T=9.55×
。
转速n=710r/min,T=7324N
转速n=1390r/min,T=3611N
K=
=1.0×1.1×1.2×1.2=1.5884
查轴的工作情况，
=2.5
=189.8
=0.9
=0.8
=
=
=527.3MP
d
n=1440r/min时，d=33
m=d/z=0.31
根据轴的安装及齿轮的传动，选择m=1
轴1的尺寸设计如下，轴端撞皮带轮，通过螺纹和轴肩固定皮带轮的轴向运动，轴II材料为45钢，经调质处理，硬度为217~255HBS，查得对称循环弯曲许用应力
。
轴的安装如下
3.3.2轴2的设计
此处省略 NNNNNNNNNNNN字。
如需要完整说明书和设计图纸等.请联系 扣扣：
九七一九二零八零零另提供全套机械毕业设计下载！
该论文已经通过答辩
3.3.4轴4的设计
轴4材料为45，经调质处理，硬度为2420~250HBS，轴端开键槽与齿配合。
直径d取9m.
3.3.5轴的校核
为合理安排齿轮，虽然键槽、轴肩及过度配合所引起的应力集中会削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按照强度较为宽裕确定的。
4轴承的选择
根据轴承中摩擦性质的不同，可把轴承分为滑动摩擦轴承（简称滑动轴承）和滚动摩擦轴承（简称滚动轴承）两大类。
滚动轴承由于摩擦系数小，起动阻力小，而且它已经标准化，选用、润滑、维护都很方便，因此在一般机器中应用较广。
但由于滑动轴承本身具有的一些独特优点，使的它在某些不能、不便或使用滚动轴承轴承没有优势的场合，如在工作转速较高、特大冲击与震动、径向空间尺寸受到限制或必须剖分安装（如曲轴的轴承）、以及需在水或腐蚀性介质中工作等场合，仍占有重要地位。
圆锥滚子轴承能承受较大的径向载荷和单向德轴向负荷，但极限转速较低，内外圈可以分离，故轴承游隙可在安装是调整，通常成对使用和安装。
双列角接触圆柱滚子轴承能撑受径向负荷和轴向负荷，成载力大，极限转速高。
轴1选轴承：
7205E型轴承
轴2选轴承：
选用双列角接触圆柱滚子轴承3182107和3182111
轴3选轴承：
7204E型轴承
轴4选轴承：
7203E型轴承
5键的选择与校核
主轴1上键14×9L=38mm.GB1095-79
查表许用挤压应力
所以键的强度足够
主轴上的键满足强度的要求，
6轴套的选择
在运动部件中，因为长期的磨擦而造成零件的磨损，当轴和孔的间隙磨损到一定程度的时候必须要更换零件，因此设计者在设计的时候选用硬度较低、耐磨性较好的材料为轴套或衬套，这样可以减少轴和座的磨损，当轴套或衬套磨损到一定程度进行更换，这样可以节约因更换轴或座的成本，一般来说，衬套与座采用过盈配合，而与轴采用间隙配合，因为无论怎么样还是无法避免磨损的，只能延长寿命，
轴套一般起滑动轴承作用。
为了节约材料根据轴承需要的轴向载荷设计轴套的壁厚。
一般选用铸铜和轴承合金材质。
轴套有开口和不开口之分，这要根据结构的需要。
一般轴套不能承受轴向载荷，或只能承受较小的轴向载荷。
或加推力轴承。
轴一般是圆的。
轴套可以起到保护轴的磨损和对轴上零件进行轴向定位
7轴承盖得设计
7．1轴承盖得作用
轴承盖用于轴承外圈的轴向定位，能够对轴承起到防尘和密封，
7.2轴承盖得选择
轴1上轴承盖选用深型轴承盖尺寸型号为42×15，选用35号钢
轴2上轴承盖选用深型轴承盖尺寸型号为52×15，选用35号钢，头部选用80×18.
轴3上轴承盖选用深型轴承盖尺寸型号为62×15，和80×18，
轴4上上轴承盖选用深型轴承盖尺寸型号为47×15。
7.3轴承的校核
FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N
Fr2V=Ft-FR1V=1377-352=1025N
轴承的型号为6008，Cr=16.2kN
FA/COr=0
计算当量动载荷
查表得fP=1.2径向载荷系数X和轴向载荷系数Y为X=1，Y=0
=1.2×（1×352）=422.4N
验算3182111的寿命
验算右边轴承
8．主轴箱的选材
主轴箱选用HT200，需经时效处理。
壁厚为24mm.
9润滑
4.1齿轮润滑
齿轮的润滑选用L-AN15润滑油。
4.2轴承润滑
采用脂润滑
10.丝杆的选择
选用丝杆导程为12mm的导程
11挂轮机构的设计
车削螺纹时的运动平衡式为1（主轴）iL=S
机床丝杠的导程L=12mm
基本传动组i=1/8
模数
齿数
直径
1
20
20
1
25
25
1
30
30
1
35
35
1
40
40
1
45
45
1
50
50
1
55
55
1
60
60
1
65
65
1
70
70
1
80
80
1
90
90
1
95
95
1
100
100
1
120
120
如车削螺距为0.2的螺纹时，可采用A-B齿数20-90，C-D齿数采用60-100
S=1×
×12=0.2
可以切削导程为0.2的螺距。
轴1和轴3固结在床身上，齿轮B，C采用可调距离。
A
B
C
D
S
20
90
60
100
0.2
20
70
120
0.25
20
70
100
0.3
30
90
70
100
0.35
40
100
60
90
0.4
30
70
90
0.5
40
60
100
0.6
40
60
70
100
0.7
50
60
100
0.6
80
90
60
100
0.75
60
70
100
0.9
60
70
90
1
50
80
60
1.25
45
90
80
40
1.5
80
70
60
2
30
80
90
4
通过变换齿轮A,B,C,D。
可以多种切削标准螺距和非标准螺距的螺纹。
12，主轴箱体尺寸
主轴箱体选用灰口铸铁，经时效处理，表面喷漆。
主轴箱壁厚为24mm，，主轴箱高634mm，长413mm,
13.机床的整体尺寸
床身长2020，床宽321mm,车床高为1087mm.
14设计总结
在这次作业过程中,我遇到了许多困难,一遍又一遍的计算,一次又一次的设计方案修改这都暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足，接受了盲目计算的教训。
尽管这次作业的时间是漫长的,过程是曲折的,但对我来说,收获最大的是方法和能力.那些分析和解决问题的方法与能力.在整个过程中,我发现像我们这些学生最最缺少的是经验,没有感性的认识,空有理论知识,有些东西很可能与实际脱节.由于经验的缺少，这次的设计存在许多缺点，比如说箱体结构庞大，重量也很大。
齿轮的计算不够精确等等缺陷，总体来说,我觉得做这种类型的作业对我们的帮助还是很大的,它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来,从中暴露出自身的不足,以待改进.有时候,一个人的力量是有限的,合众人智慧,我们的作品才更加完美。
参考文献
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刘鸿文编.材料力学.高等教育出版社.2004
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金属切削机床设计编写组编，上海科学技术出版社，1979
致谢
这次毕业设计完成，确实是很不容易。
经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免会有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。
在这里首先要感谢我的导师龚水泉老师。
龚水泉老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我指导和帮助。
我的设计较为复杂烦琐，都是老师细心地纠正图纸中的错误。
除了敬佩龚老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。
然后还要感谢大学四年来所有的老师，为我们打下机械专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。
此次毕业设计才会顺利完成。
最后感谢工学院和我的母校—江西农业大学四年来对我的大力栽培。
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