毕业设计（论文）X62主轴传动系统及变速操纵系统设计说明书

《毕业设计（论文）X62主轴传动系统及变速操纵系统设计说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）X62主轴传动系统及变速操纵系统设计说明书（69页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、河北工程大学毕业设计摘 要本次课程设计是设计X62型普通卧式铣床，主要分析主轴箱中各传动件的结构和装配关系以及操纵变速机构的原理。所完成的设计可以使主轴箱实现18级转速，同时，操纵机构能实现对主轴18级转速的控制。在这次的设计中，我主要负责的是主轴箱中传动机构的设计，需要对主轴箱中的各个传动轴进行设计，使其能够完成工作和加工的需要。根据已给定的传动比与转数范围及工作台宽度，要对齿轮的齿数和模数进行计算，并确定齿轮的各个运动参数。同时，也要多对各个传动轴进行设计和校核。明确各部件的装配关系与各传动部件的空间位置关系。本次设计的传动机构较复杂，需要用展开图来表示主轴箱及传动机构的装配及传动关系。并

2、且对典型的零件进行了三维CAD造型及装配，以此来初步反应传动机构的真实构造和联结关系。同时借助SolidWorks的强大功能对部分零件进行了受力分析。最后，利用MasterCAM对个别零件进行计算机辅助制造。关键词：X62铣床、传动、SolidWorks造型、MasterCAMAbstractThe course design is designed X62-general horizontal milling machine.Analysis of the main spindle box in the transmission of the structure and relations

3、between the assembly and manipulation of the principle of variable.The completion of the design will enable me to achieve 18 spindle speed, at the same time, manipulation of institutions to achieve the spindle speed control 18. In this design, I was primarily responsible for the spindle box in the t

4、ransmission mechanism of the design, the need for spindle box in the drive shaft designed to enable it to complete its work and processing needs. According to have been given to the transmission ratio and the number and scope of table width, to the gear teeth and a module, and to identify the variou

5、s sports gear parameters. At the same time, but also more of the drive shaft design and verification. Clearly all parts of the assembly relations with the various components of the transmission space location. The design of the transmission mechanism more complex and require plans to start with me a

6、nd said main transmission mechanism between the assembly and transmission. And the typical components of a 3D CAD modeling and assembly, in order to drive the initial response and the links between tectonic true. SolidWorks, and with the power to some parts for the Analysis. Finally, the use of indi

7、vidual parts MasterCAM for computer-aided manufacturing.Key words: X62 milling machines, transmission, SolidWorks modeling, MasterCAM- II -目 录摘 要 IAbstract II概 述 1第1章 绪 论 21.1 机械工业在国民经济中的支柱地位 21.2 金属切削机床及其在机械工业中的重要性 31.3机床的发展概况和我国机床工业目前的水平 31.4我国机床业与世界机床强国存在六大差距 51.5机床的分类及型号编制 71.5.1机床的分类 71.5.2机床型号

8、的编制方法 71.6 X62型卧式铣床的工艺范围和主轴箱的主要部件 101.6.1 机床的工艺范围 101.6.2 X62型卧式铣床主要零部件 10第2章 机床总体方案设计 132.1主要技术参数的确定 132.1.1主参数和尺寸参数 132.1.2运动参数 132.2机床主传动系统设计 152.2.1概述 152.3转速图拟定 152.3.1传动组和传动副的确定 152.3.2结构网或结构式中各种方案的选择 162.3.3拟订转速图 182.4计算转速和齿轮齿数的确定 202.4.1 计算转速的确定 202.4.2 齿轮齿数的确定 21第3章 动力计算及参数计算 243.1 传动装置运动参数

9、计算 243.1.1 各轴功率计算 243.1.2 各轴扭拒计算 243.2 齿轮参数的确定 253.2.1 -轴齿轮计算 253.2.2 -轴齿轮计算 283.3 轴的设计与校核 333.3.1 轴的设计与校核 333.3.2轴的设计与校核 363.3.3 轴的设计与校核 39第4章 计算机辅助设计 434.1 Solidworks简介 434.2 Solidworks设计结果 434.3 部分零件受力分析 49第5章 计算机辅助制造 515.1 Mastercam简介 515.2 Mastercam加工过程 52第6章 总结 59参考文献 60附 录 61致 谢 65概 述 本次课程设计是

10、设计X62型普通卧式铣床。在一般机械制造厂中，机床可占机器设备总台数的5070，机床所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量的4060。可见，机床技术性能的高低直接影响机械产品的质量及其制造经济性。通过这次设计使我对以前的各科知识有了一次系统的回顾，加深了对以前课本上知识的理解。学到了许多以前课本上没有了知识，为我们今后工作积累了很多实践经验。近期的国内机床市场，由航天航空、汽车、模具三大工业形成市场需求的主体，民营企业虽然有了较快的发展，但其对机床的需求多为中、低档机床。航天航空工业对机床的需求，主要是以高精度、较大规格的数控镗铣床，解决大型铝合金件，经切削加工制成复杂的薄壁件，不仅制造难度

11、大，而且对机床要求很高，目前基本上以进口机床为主。面对这样的机床市场，面对行业企业自身的不足，要扩大市场份额，提高市场占有率，任务是艰巨的。机床工具行业企业必须付出极大的努力，正视现实，积极做好各方面的准备，才能较为理想地摆脱目前的局面，开创出一片新天地。为此：1必须理性地分析新形势、新时期带来的机遇与挑战；2理性地分析企业与国内外同行的优势与不足；3理性地认识市场，为塑造企业新形象而奋斗。在这次的设计中我主要负责的机床主轴箱中传动部分的设计，需要对各个传动轴进行设计校核，并对传动轴上的各个齿轮进行计算，确定各个齿轮的系统参数和运动参数。同时，也要确定传动轴的装配和联结关系。使主轴箱中的各个传

12、动轴能够满足设计和加工要求。第1章 绪 论1.1 机械工业在国民经济中的支柱地位经过半个多世纪的努力，中国机械工业已经逐步发展成为具有一定综合实力的制造业，初步确立了在国民经济中的支柱地位。 “八五”期间，中国共产党十四大明确提出要把机械工业、汽车工业建成国民经济的支柱产业。按照这一战略要求，原机械工业部会同原国家计划委员会制定了机械工业振兴纲要，经国务院批准颁布实施，要求用15年时间，到2010年基本实现机械工业的振兴，使之成为国民经济的支柱产业。 “九五”期间，机械工业取得了长足的发展。突出表现在机械工业产值在全国工业中的比重超过25，生产保持稳定增长，为国民经济提供了大量可靠装备；先进制

13、造技术得到大量采用，同时在高新技术产业化方面取得重大进展；研制、制造重大、精密、成套装备的能力显著提高；全方位、多层次的对外开放格局基本形成，机械产品出口的迅速增长，有力地支持了机械工业乃至全国经济的发展；体制改革取得突破性进展，市场机制已在机械工业发展中起主导作用，以建立现代企业制度为目标的国有企业改革稳步推进，民营企业、乡镇企业成为机械工业发展的新兴力量。 “十五”期间是机械工业历史上发展最快、变化最迅速的时期。整个行业发展成绩喜人，亮点频现：产出规模增长迅猛、发展环境显著改善、产业结构变化喜人、服务质量明显提高。 多年来中国机械工业的高位运行，盈利能力的持续提升，为国民经济可持续发展和综

14、合国力的提高作出了无可替代的贡献。因此，大力发展机械工业，用先进的机械设备去装备国民经济各部门，对促进中国国民经济和社会发展具有重大意义。 2007年机械设备制造行业增长形势较好，投资继续保持较为快速的增长以及国民经济的结构调整、技术改造都对机械制造行业产生了大量的市场需求，为机械设备制造业的稳定增长提供了良好的产业环境。 另外，“十一五”将为机械行业带来新的发展契机。众所周知，国家的每一个五年计划都涉及到许多大型工程的建设，而每项工程都将率先拿出接近10%的总投资额做设备投资，其中机械设备就是最为重要的设备投资之一。按照五年计划的一般规律，重大工程在2007年、2008年投资将会达到高潮。由

15、于设备投资提前进行，因此机械行业就在固定投资增长高潮到来前提前进入辉煌期，即未来若干年将是传统机械行业高速发展期。两大行业拉动机械产品需求。从行业关联性来看，由于汽车和航天产业是与传统机械保持最为紧密的两大行业，这两大行业的高速发展必然直接带动传统机械的大幅增长。面对新的发展契机，中国机械企业应把握市场需求、行业发展趋势，抢占先机，制订未来的发展战略1.2 金属切削机床及其在机械工业中的重要性在现代社会的生产及生活中，人们大量使用各种各样的机器仪器和工具。这些设备和装备都是由各种机械零件所组成，其中金属零件占了很大一部分。根据零件的材料、形状、技术要求等具体情况，可采用铸造、锻造、焊接、冲压和

16、切削加工等设备来进行加工制造，但对于尺寸、形状位置精度要求较高，表面粗糙度要求较小的零件，通常都采用切削加工的方法，经过几道甚至几十道工序而制成。金属切削机床就是利用刀具对金属毛坯进行切削加工的一种加工设备。所以，金属切削机床是一种制造机器的机器，可称之为工作母机，通常简称为机床。在一般机械制造厂中，机床可占机器设备总台数的5070，机床所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量的4060。可见，机床技术性能的高低直接影响机械产品的质量及其制造经济性。机械制造工业是制造各种机械设备及工具的工业部门，担负着为国民经济中各部门提供现代化技术设备及装备的重要任务。一个国家要实现工业、农业、国防、科学技

17、术现代化，必须具有强大的机械制造业，而机床工业则是为机械制造业提供各种制造设备的“装备部”，是机械制造业的后盾。因此，机床工业在国民经济中占有重要地位，是整个国民经济发展的重要推动力，也是衡量一个国家经济实力标志之一。1.3机床的发展概况和我国机床工业目前的水平金属切削机床是人类在改造自然的长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上产生和发展起来的。最原始的机床是靠双手的往复运动，在工件上钻孔。最初的加工对象是木料。为加工回转体，出现了依靠人力使工件往复回转的原始车床。在原始加工阶段，人既是提供机床的动力，又是操纵者。当加工对象由木材逐渐过度到金属时，车床，钻孔等都要求增大动力。于是就逐渐出现了

18、水力、风力和畜力等驱动的机床。随着生产发展的需要，1516世纪出现了铣床和磨床。到18世纪出现了刨床。18世纪末，蒸汽机的出现，提供了新型巨大的能源，使生产技术发生了革命性的变化。在加工过程中逐渐产生了专业分工，出现了各种类型的机床。19世纪末，机床已扩大到许多类型。这些机床多采用天轴皮带集中拖动，性能很低。20世纪以来，齿轮变速箱的出现，使机床的结构和性能发生了根本性的变化。随着电气、液压等科学技术的出现并在机床上得到普遍应用，使机床技术有了迅速的发展。除通用机床外，又出现了许多变型品种和各式各样的专用机床。在机床发展的这个阶段，机床的动力已由自然力替代了人力。特别是工业革命以来，人只需要操

19、纵机床。生产力已不受人的体力的限制。近些年来，随着电子技术、计算机技术、信息技术以及激光技术等的发展并应用于机床领域，使机床的发展进入了一个新时代。人不仅不需要提供动力，连操纵都交给机器了。人只需要规定电脑的工作程序，由电脑去操纵机床。紧张的、复杂性的操作都可由电脑来完成，而且不会出错。自动化、精密化、高效化和多样化成为这一时代机床发展的特征，用以满足社会生产多种多样越来越高的要求。推动社会生产力的发展。我国的机床工业是在新中国成立后建立起来的。在半封建半殖民地的旧中国，基本上没有机床制造业。直至解放前夕，全国只有少数几个机械修配厂生产结构简单的少数机床。1949年机床年产量仅1500多台。解

20、放后50多年来，我国机床工业获得了高速发展。目前，我国已形成了布局比较合理、比较完整的机床工业体系。机床的年产量不断上升，机床产品除满足国内建设的需要以外，有一部分已远销国外。我国已制定了完整的机床系列形谱。生产的机床品种也日趋齐全。现在已经具备了成套装备现代化工厂的能力。我国的数控技术也有新的发展。目前我国已能生产100多种数控机床，并研制出六轴五联动的数控系统，可用于更加复杂型面的加工。虽然我国的机床工业已取得了很大的成就，但也应该看到，由于起步晚、底子薄，与世界先进国家相比还存在一定的差距，主要体现在机床的性能、精度保持性、可靠性和生产率等方面。这就需要进一步加强基础理论研究，引进世界先

21、进技术，改进和提高加工及装配工艺，推动机床工业迅速发展，从而为机械制造业及国民经济其他部门提供品种繁多、性能优良的技术装备。近期的国内机床市场，由航天航空、汽车、模具三大工业形成市场需求的主体，民营企业虽然有了较快的发展，但其对机床的需求多为中、低档机床。航天航空工业对机床的需求，主要是以高精度、较大规格的数控镗铣床，解决大型铝合金件，经切削加工制成复杂的薄壁件，不仅制造难度大，而且对机床要求很高，目前基本上以进口机床为主。汽车工业近期大规模建设项目不多，主要是技术改造。在世界汽车生产强国完成技术装备调整改造后，我国汽车工业面对入世，也必然着手在“保护期”内的装备改造。首当其冲的是将目前生产中

22、普遍应用的专用机床生产线改造为具有较高柔性的，以高速加工中心为主的柔性生产线，以此来提高生产过程的柔性，适应产品换型快的要求。国产的高速加工中心尚不能满足汽车工业的要求，因而也会进口较多机床，而国产机床可能会处于配角地位，用于“填平补齐”。随着汽车工业“国限民放”政策的实施，汽车工业中的民营企业会有较快发展，在这一领域国产机床会占有较大份额。模具工业近年的快速发展，形成了机床需求的又一热点。以复杂型面加工为特征的模具工业，对机床需求多集中在五轴联动数控铣镗床、数控成形磨床、高精度电加工机床等高档机床，虽国产机床有一定市场，尚须行业企业备加努力。 面对这样的机床市场，面对行业企业自身的不足，要扩

23、大市场份额，提高市场占有率，任务是艰巨的。机床工具行业企业必须付出极大的努力，正视现实，积极做好各方面的准备，才能较为理想地摆脱目前的局面，开创出一片新天地。为此： 1必须理性地分析新形势、新时期带来的机遇与挑战。首先要解决我们工作的着眼点，当前主要不是着眼于市场覆盖面和占有率，而是着眼于企业的产品优化和升级，着眼于企业品牌的扩张，着眼于企业创新体制的建立。其次要把主要精力用于企业整体素质的提高，通过提高企业的信誉度，来提高企业的市场竞争力。第三是要放眼于国际太市场，进一步认清国际竞争所带来的压力，以己之长克人之短，立足于国际市场。2理性地分析企业与国内外同行的优势与不足。这是企业发展经营战略

24、的重要组成部分。知不足可以激人奋进，企业必须树立一种忧患意识，时刻保持危机观念，将自己置身于全球竞争中，发奋进取，获取新的动力。3理性地认识市场，为塑造企业新形象而奋斗。企业的成功取决于前瞻性决策，机床工具行业已具备了一定的基础条件，面对现实，要从进一步打好基础入手，在加强产品质量和管理制度建设的同时，健全企业的激励机制，创造良好的环境空间，以利于人才的脱颖而出，以利于新产品的不断涌现，最终实现企业核心竞争力的提高，既出成果，又出人才，使企业获得“双赢”。当前，行业企业必须很好地解决拖期交货问题，这是影响企业信誉度和企业形象的重要因素。构建企业的信用机制，以用户满意为目标，取得用户的认同，将是

25、机床工具行业企业长期赢得市场、创造价值的关键。1.4我国机床业与世界机床强国存在六大差距机床专家恩宝贵先生最近撰文指出，近几年我国机床工业取得较大进步，但同时，工业发达国家机床工业技术也在发展。对我国机床工业既要肯定成绩，树立信心，也要认清差距，实施跨越式发展。我国机床业与世界机床强国存在的差距主要表现在六个方面： 1、是消费大国，还不是制造强国 按2002年国家统计局统计，国产机床价值的市场占有率仅为32%。按2000年162家金切机床企业销售收入统计，非机床产品销售收入占25%，则市场消费额为421.5亿元人民币，合50.9亿美元，则是第一消费大国，还不是强国。 2、机床拥有量大，但水平低

26、 我国金切机床拥有量中达国际先进水平的仅占1.5%，达国内先进水平的占9.1%，国内一般水平的占50.8%，国内落后水平的占38.6%，这种状况与国外企业先进机床占主体的情况截然相反。3、产量构成依然落后2001年我国生产金切机床19.21万台，其中数控金切机床产量17521台，产量数控化率为9.1%，产值数控化率约30%；而日本2000年生产金切机床90551台，数控金切机床产量53823台，产量数控化率为58%，产值数控化率为88.5%。我国2001年产加工中心522台，日本2000年产加工中心15371台，是我国的29倍。我国台湾地区2000年产加工中心13857台，是大陆的26倍。我国

27、数控车床中70%是由单板机控制的经济型数控车床，电加工机床中80%以上是经济型的，而这两类数控机床占了我国数控机床产量的一半以上，全功能数控机床产量不过万台。 4、销售状元进不了世界20强 工业发达国家机床行业都有几家强势企业，而我国到2002年销售收入第一名的大连机床集团有限责任公司为18.6亿元人民币，还进不了世界机床行业销售额前20强，如果剔除非机床的销售收入那就相差更远。5、产品水平低国产数控车床到2000年可供品种700多种，接近数控机床品种的50%，其中占产量70%的是经济型数控车床。最高转速一般在2000r/min，个别转速达8000r/min，坐标定位精度一般在0.01mm，重

28、复定位精度在0.005mm，工作精度圆度在0.01-0.005mm之间，表面粗糙度Ra0.8-1.6m。长城机床厂CK7815C主轴最高转速3500r/min，快速行程X轴9m/min，Z轴12m/min，定位精度X轴0.016mm，Z轴0.025mm，工作精度圆度0.007mm，表面粗糙度Ra1.6m。德国SPINNERTC46数控车床最高转速4500r/min，快速移动X轴10m/min，Z轴20m/min。该公司超精密SB/PD/UP系列数控车床，重复定位精度0.1m，工件不圆度0.3m，可实现镜面车削，可选配第二主轴/C轴/动力刀架。 6、可靠性有待提高国产数控系统MTBF可靠性大都超

29、过1万小时，但国际上先进企业数控系统MTBF已达8万小时。国产数控车床、加工中心MTBF虽有少数厂达500小时，但国际上先进水平已达800小时。对国产加工中心刀库机械手、数控车床刀架，用户仍不放心，定位精度，特别是重复定位精度也有待提高。至于外观、漏油等老问题仍与工业发达国家产品有差距。1.5机床的分类及型号编制1.5.1机床的分类金属切削机床种类繁多，为了便于区分，使用和管理，有必要对机床进行分类和型号编制。机床的传统分类方法，主要是按加工性质和所用的刀具进行分类。根据我国制定的机床型号编制方法，将机床分为12大类：车床，钻床，镗床，磨床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，刨床，拉床，切断机床，锯

30、床，和其它机床。同类型机床按应用范围（通用性程度）又可分为：(1)通用机床：又称万能机床，这类机床可加工多种工件，完成多种工序，使用范围广，通用性高，主要用于单件小批量生产。(2)专用机床：是用于加工特定工件的特定工序的机床，是为特殊工序要求专门设计，制造的加工设备。(3)专门化机床：这类机床用于加工形状相似而尺寸不同的工件特定工序，生产率很高，是用于成批生产。同类型机床按工作精度又可分：普通精度机床、精密机床和高精度机床。机床还可按自动化程度分为：手动、机动、半自动和自动的机床。机床还可按重量和尺寸分为：仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（重量达10t）、重型机床（大于30t ）和超重

31、型机床（大于100t）。按机床主要工作部件的数目，可以分为单轴的、多轴的或单刀的、多刀的机床等。1.5.2机床型号的编制方法机床型号就是按一定的规律、赋予每种机床一个代号，以便于机床的管理和使用。我国机床型号的编辑，是采用汉语拼音加阿拉伯数字按一定规律组成的，它可简明地表达出机床的类型，主要规格及有关特征等。现行的金属切削机床型号是按1994颁布的标准GB/T153751994金属切削机床型号编制方法编制的。根据该标准，通用机床的型号表示方法：整个型号由基本部分和辅助部分组成，中间用“/”隔开，读作“之”。基本部分需统一管理，辅助部分纳入型号与否由厂家自定。1）有“”符号者，为大写的汉语拼音字

32、母；2）有“”符号者，为阿拉伯数字；3）有“”符号者，为大写的汉语拼音字母，或阿拉伯数字，或两者兼有之。另外，有括号的代号或数字，当无内容时，则不表示。若有内容时，则应表示，但不带括号。(1)机床类、组、系的划分及其代号。机床的类别用汉语拼音大写字母表示，例如：“铣床”的汉语拼音是“xi chuang”,所以用“X”表示。当需要时，每类又可分为若干分类；分类代号用阿拉伯数字表示，在类代号之前，居于型号的首位，但第一分类不予表示，例如：磨床类分为M、2M、3M三类。普通机床的类别代号及其读音如表1-1：表1-1 普通机床的类别代号类别车床钻床磨 床镗床齿 轮加工机床螺 纹加工机床铣床刨插床拉床特

33、种加工机床锯床其它机床代号CZM2M3MTYSXBLDGQ读音车钻磨二磨三磨镗牙丝铣刨拉电割其机床的组别和系别代号用两位数字表示。每类机床按其结构性能及使用范围划分为10个组，用数字0-9表示。每组机床又分为若干个系列，系的划分原则是：主参数相同，并按一定的公比排列，工件和刀具本身的和相对的运动特点基本相同，且基本结构及布局形式相同的机床，即划分为同一系。 (2)机床的特性代号当某类型机床除有普通型式外，还有某种通用特性时，则在类代号之后加通用特性予以区分。机床的通用特性代号见下表，表中代号在各类机床型号中，所表示的意义相同。如某类机床仅有某种通用特性，而无普通型式者，则通用特性不予表示。对于

34、主参数相同而结构、性能不同的机床，在型号中加结构代号予以区分。它在型号中没有统一的含义。结构特性代号排在类代号之后。当型号中有通用特性代号时，应排在通用特性代号之后。能用作结构特性代号的字母有：A、D、E、L、N、P、R、S、T、U、V、W、X和Y；也可将上述字母中两个组合起来使用，如AD、AE等。表1-2 通用特性代号通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心（自动换刀）仿形轻型加重型经济型柔性加工单元数显高速代号GMZBKHFQCJRXS读音高密自半控换仿轻重间柔显速(3)机床主参数或设计顺序号。机床主参数代表机床规格的大小，用折算值（主参数乘以折算系数）表示。位于组、系代号之后。当折算值大

35、于1时，取整数，前面不加“0”当折算值小于1时，则以主参数值表示，并在前面加“0”。某些通用机床，当无法用一个主参数表示时，则在型号中用设计顺序号表示。设计顺序号由1开始。当设计顺序号小于10时，则在设计顺序号前加“0”。(4)主轴数和第二主参数的表示方法对于多轴机床应将主轴数以实际数值列入型号，置于主参数之后，用乘号“”分开。当机床的最大工件在长度、最大切削长度、工作台面长度、最大跨距等以长度为单位表示的第二主参数的范围内变化时，将引起机床结构、性能发生较大变化，为了区分，可将第二主参数引入型号。(5)机床的重大改进顺序号 当机床的性能及结构布局有重大改进，并按新产品重新设计试制和鉴定时，在

36、原机床型号的尾部，加重大改进顺序号，以区别与原机床型号。序号按A、B、C、字母的顺序选用。(6)其他特性代号其他特性代号置于辅助部分之首。其中同一型号的变型代号，一般应放在其他特性代号之首位。其他特性代号主要用以反映各类机床的特性，对于数控机床，可用来反映不同的数控系统；对于加工中心，可用来反映控制系统、自动交换主轴头、自动交换工作台等；对于一般机床可以用来反映同一型号机床的变型。其他特性代号可用汉语拼音字母表示（I、O除外），也可将两个字母组合，也可用阿拉伯数字表示，还可用数字和字母组合表示。(7)机床企业代号及其表示方法企业代号包括机床生产厂及机床研究所单位代号，置于辅助部分尾部，用“-”

37、分开，若辅助部分仅有企业代号，则可不加“-”。1.6 X62型卧式铣床的工艺范围和主轴箱的主要部件1.6.1 机床的工艺范围X62型卧式铣床的工艺范围很广， 它适用于用圆柱、圆片铣刀、角度铣刀、成型铣刀及端面铣刀来铣切各种零件，这两种铣床都可以加工平面、斜面、沟槽、齿轮等。在X62上装置分度头时可以铣切直齿齿轮和绞刀等零件，此时每当零件被加工完一个齿后，利用手动使零件绕自己的中心转动一定的角度，以便进行下一个齿的加工。在X62上还可以装上万能铣头及圆工作台，用以铣切凸轮及弧形槽。1.6.2 X62型卧式铣床主要零部件(1) 主轴变速箱的结构X62型铣床的主电动机安装在床身后面，通过弹性联轴器与

38、轴相联。传动轴均用滚动轴承支承，轴和轴上的滑移齿轮则由相应的拨叉机构来拨动，使其与相应的齿轮啮合，以改变主轴的转速。主轴部件 主轴由三个轴承支承，由于轴承的间距较短和轴的直径较大，因此能保证主轴具有必要的抗振性和刚性。前轴承是决定主轴几何精度和运动精度的主要轴承，因此采用P5级公差的圆锥滚子轴承。中间轴承决定机床工作平稳性，因此采用P6级公差的圆锥滚子轴承。后轴承主要支承主轴的尾部。主轴中部的螺母用来调整两个圆锥滚子轴承之间的间隙，间隙的大小取决于铣床的工作性质。当铣床在进行负荷不大的精细加工时，轴承间隙的大小应能够保证主轴能在最高转速下运转1h，轴承温度不超过60oC 。主轴左端的飞轮在铣削

39、过程中能储存能量和减少振动，以使铣削平稳。中间传动轴 主轴箱中的轴都是花键轴。在轴上装有可沿轴向滑移的三联齿轮。轴上的齿轮之间用套圈隔开，故不能作轴向移动，在轴的左端，装有用于制动主轴的转速控制继电器，在轴的右端装有带动润滑油泵的偏心凸轮。在轴上装有可滑动的双联齿轮和三联齿轮，由于轴较长，为了增加轴的刚性和抗振性，也采用三个径向轴承支承。变速箱中各个轴上一端的径向滚动轴承，其外环都用弹性挡圈固定在床身上，内环用弹性挡圈固定在轴上，即轴的一端对床身不能作轴向移动。轴的另一端的滚动轴承外环在床身的孔内不作轴向固定，只在轴端用弹性挡圈固定轴承的外环，这样可使传动轴在发热和冷却时有伸缩的余地，能防止轴

40、产生变形，也便于制造和装配。弹性联轴器 电动机轴和轴之间用弹性联轴器联接。弹性联轴器由左右两块组成。左边一块安装在电动机轴上，右边一块安装在轴上，两块之间用柱销、弹性圈、垫圈和螺母联接并传递动力。由于中间有弹性圈，所以在装配时两轴之间允许有少量的偏移和倾斜，在工作时能吸收振动和冲击。联轴器上的弹性挡圈因经常受到起动和停止的冲击而容易磨损，当磨损严重时应即使更换。主轴制动装置 X62型铣床的主轴是采用转速控制继电器来制动的。转速控制继电器的作用是：当按下主轴“停止”按钮时。使进入电动机的线路有两条电流换向，从而使电动机企图反转，但电动机的转速降至零时，进入电动机的线路全部断开，以达到使主轴迅速停

41、止而不反转的目的。(2) 主轴箱的润滑装置润滑油泵装在轴右侧，由轴上的偏心盘带动。油泵体用铸铁制成，体内压入一个淬过火的钢套，以及与套内孔配磨的淬过火的柱塞。淬硬的柱头压入柱塞孔中，柱头的头部与偏心盘上的滚动轴承外圈接触。当轴旋转时带动偏心盘旋转，使柱塞作往复运动。从而引起润滑油的流动。(3) 主轴箱的变速操纵机构X62型铣床在变速时，首先将变速杆下压后向左扳，使固定在同轴上的扇形齿轮作顺时针方向转动，带动与其啮合的齿条右移，通过齿条右边的拨叉，拨动轴4及固定在右端的变速孔盘一起向右移动，使之与孔盘的孔相配合的齿杆全部脱离。此时，可转动转速盘，使所需转速对准箭头所指的位置。当转动转速盘3时，通

42、过一对锥齿轮带动轴4和孔盘同步转动。然后将变速杆扳回到右位。这时，通过扇形齿轮、齿条、拨叉，使轴4和孔盘从右向左移到原位，则孔盘推动三组齿杆连同拨叉拨动三个滑移齿轮向左或 向右移动（或保持原位不变），改变相啮合的齿轮副，以达到变速的目的。另外，还有一个与变速杆和扇形齿轮同轴的饿凸轮，当扳动变速杆时，凸轮便压上微动开关，使电动机瞬时接通（又立即切断）。这时，各轴上的齿轮都转动起来，使滑移齿轮顺利的与固定齿轮相啮合，容易变速。变速时，应注意扳动变速杆时，开始一定要迅速，以免电机接通时间过长，使转速升高，容易打坏齿轮；在接近最终位置时应减慢速度，以利齿轮啮合。连续变速的次数不宜太多，一般不超过三次，

43、否则会因启动电流过大，造成超负荷，导致电机损坏。为了避免损坏齿轮，主轴转动时严禁变速。第2章 机床总体方案设计2.1主要技术参数的确定机床主要技术参数包括机床的主参数和基本参数，基本参数又包括尺寸参数，运动参数及动力参数。2.1.1主参数和尺寸参数机床主参数是代表机床规格大小及反映机床最大工作性能的一种参数。尺寸参数是指机床的主要结构尺寸参数。选择的机床型号是X62本次设计要求按以下数据进行设计：工作台面宽度为320mm 。工作台面长度为1250 mm工作台纵向行程680mm。工作台横向行程300mm。主轴转速级数为18。转速范围是301500r/min。工作台进给级数为18。2.1.2运动参

44、数(1)主轴转速的合理安排根据,在已知变速范围内若采用有级变速，则应进行转速分级。所谓分级即在变速范围内确定中间各级转速。目前，多数机床主轴转速是按等比级数排列，其公比为。则转速排列为, , 主轴转速排列是等比级数规律分布。主要原因是在转速范围转速相对损失均匀，如在加工中某一工序要求的合理转速为n,而在Z级转速中没有这个最佳转速，它是处于和，若采用，比转速高，由于过高的切削速度会使刀具耐用度下降。为了不降低刀具耐用度，一般选用，将造成转速损失，其转速损失为,当n趋近时，仍选用为使用转速。产生的最大相对转速损失率为:对于普通机床，如果认为每级转速的使用机会相同，那么应使Amax为一定值，即 或

45、可见任意两级转速之间的关系是 (2) 变速范围Rn公比和级数z的关系 两边取对数，可写成 (2.1)已知z=18 得 查表得 =1.26采用了标准公比后，转速数列可以从标准数列表中查出。已知nmin=30 r/min ,nmax=1500 r/min。通过上面计算已经得到=1.26。然后从表中首先找到30，然后每隔3个数（1.26=1.0644）取一个值，可得到以下数列：30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、235、300、375、475、600、750、950、1180、1500等18级转速。表2-1 标准数列表1.001.061.121.181.251.321

46、.41.51.61.71.81.92.02.122.242.362.52.652.83.03.153.353.553.754.04.254.54.755.05.35.66.06.36.77.17.58.08.59.09.51010.611.211.812.513.21415161718192021.222.423.62526.5283031.533.535.537.54042.54547.55053566063677175808590951001061121181251321401501601701801902002122242362502652803003153353553754004254

47、504755005305606006306707107508008509009501000106011201180125013201400150016001700180019002000212022402360250026502800300031503350355037504000425045004750500053005600600063006700710075008000850090009500100002.2机床主传动系统设计2.2.1概述(1)动力参数及运动参数通过类比北京第一机床厂的铣床X62以及升降台铣床X6132，选机床电机的功率为7.5KW。选择J02-51-4型法兰盘式电机(

48、2)主传动系统的分类 可分为交流电机驱动，直流电机驱动。选择交流电机驱动按传动装置可分：机械传动装置，液压传动装置，电气传动装置。本次设计选择机械传动装置按变速连续性可分为：有级变速传动，无级变速传动。本次设计选用有级变速传动(3)主传动系统传动方式集中传动：主传动系统的全部传动和变速机构集中装在同一主轴箱内，称为集中传动方式。分散传动：主传动系统中的大部分的传动和变速机构装在远离主轴的单独变速箱中，然后通过带传动将运动传到主轴箱的传动方式，称为分离传动方式。本次设计选用集中传动方式.2.3转速图拟定2.3.1传动组和传动副的确定 为避免使用3联以上的滑移齿轮，故确定传动组和传动副如下： 对于

49、以上三种方案可根据下述“前多后少”原则比较：从电动机到主轴，一般为降速传动。接近电动机处的零件，转速较高，从而转矩较小，尺寸也就较小。如使传动副较多的传动组放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些。大尺寸的零件就可以少些，就省材料了。从这个角度考虑，取的方案为好。2.3.2结构网或结构式中各种方案的选择结构网与转速图主要区别是，结构网只表示传动比相对关系，而不表示传动比和转速的绝对值。在结构网上代表传动比的射线常画成对称形式，所以结构网可以是转速的一种形式，它只规定传动比相对关系，不规定绝对值。 在中，又因基本组和扩大组排列顺序的不同而有不同的方案。可能的六种方案，其结构网和结构式如图。 方案

50、一 方案二 方案三 方案四 方案五 方案六 图2-1(1) 传动副的极限传动比和传动组的极限转速范围 在降速传动时，为防止被动齿轮的直径过大而使径向尺寸太大，常限制最小传动比。在升速时，为防止过大的振动和噪声，常限制最大传动比。如用斜齿轮传动，则。因此，主传动链任一传动组的最大变速范围为。即“前密后疏”原则。因为最后一个扩大组的变速范围比其他扩大组的变速范围都大，所以只需要检查最后一个扩大组的变速范围。根据式（8-2），在上述几种方案中方案一、二 满足方案三，四，五、六 不满足故，方案三，四，五、六是不可行的。(2) 在可行的方案一、二中，还要进行比较以选择最佳方案。根据“前缓后急”原则，即选

51、择中间传动轴变速范围最小的传动的方案。因为如果各方案同号传动轴的最高转速相同，则变速范围小的。最低转速较高，转矩较小，传动件的尺寸也就可以小一些。比较方案一、二，方案一的中间轴变速范围最小，故根据此原则方案一最佳。2.3.3拟订转速图本题目所选定的结构式共有三个传动组，变速机构共需4根轴。加上电动机共需5根轴。故转速图需5条竖线，如图所示。主轴共18级转速，电动机转速与主轴最高相近，故需12条横线。图2-2 拟订的转速图(1) 传动组C的变速范围。由,可知传动比必为极限值， ，故轴的转速只能是118，150，190，235，300，375，475，600，750r/min。(2) 确定轴的转速

52、，由，级比指数为3。可确定传动比,如下： ， ， ， 图2-3考虑到升速不能太高，降速传动比不能太小，故选， ，即转速为300、375、475r/min。(3) 确定轴的转速 同理由转速范围 ，级比指数为1。可确定，如下：， ，。这样就确定了轴的转速为600r/min。(4) 确定转速图 轴与电动机之间用联轴器直接连接起来，故它的转速可近似跟电动机转速相等为1450r/min。故最终拟订的转速图：图2-4 转速图全图2.4计算转速和齿轮齿数的确定2.4.1计算转速的确定(1) 主轴的计算转速:主轴能传递全部功率的最低转速，称为主轴的计算转速。根据金属切削机床（戴曙主编）表82，中型铣床主轴的计

53、算转速是第一个三分之一转速范围内的最高一级转速，即=95r/min,为计算转速。(2) 各传动轴计算转速其他各传动件的计算转速可根据主轴的计算转速及转速图确定。轴可从主轴=95r/min按其传动比找上去，似应是375r/min，但轴上的最低转速是118r/min，经传动组c可使主轴得到235r/min和30r/min两种转速。235r/min要传递全部功率，故轴上的计算转速为118r/min。其他的直接按传动副找出。其余依次类推，各轴计算转速如下：表2-2转速序号电计算转速 r/min1450145060030011895(3) 各齿轮的计算转速各变速组内一般只计算组内最小的，也是强度最薄弱的

54、齿轮，故也只需确定最小齿轮计算转速。从主轴的计算转速按传动比往上找，可得到各齿轮的计算转速如下：表2-3齿轮序号340339370372373371374330331341327328计算转速145060060047547547537537537537595952.4.2 齿轮齿数的确定机床转速图拟定后，其各变速组的传动比也就确定了，即可进一步确定各变速组中传动副的齿轮齿数，在确定齿数时要注意下列几点：(1)齿轮的齿数和SZ不能太大，以免齿轮尺寸过大而引起机床结构增大。一般推荐齿数和SZ100120，常选在100以内。(2)同一变速组中的各对齿轮，其中心距必须保证相等。(3)最小齿轮饿齿数应保

55、证不产生根切，对于标准齿轮，其最小齿数Zmin17（变位齿轮除外）。(4)应保证最小齿轮的齿数装在轴上或轴套筒上具有足够的强度。(5)保证主轴的转速误差在规定的范围之内。所确定的齿轮齿数之比为实际传动比，它与理论传动比一般存在误差，因而造成主轴转速的误差，只要转速误差不超过10（-1）%是允许的，即（n实-n拟）/n拟10（-1）% (2.2)式中 n实：主轴实际转速r/min,n拟： 主轴转速的拟订值r/min,：选用的公比(6)三联滑移齿轮顺利通过的条件。 变速组内有三对传动副时，应检查三联滑移齿轮齿数之间的关系，以确定其左右滑移时能顺利通过。最大与次大的齿轮差应大于4。用查表法确定齿轮的

56、齿数：基本组的传动比为 =， ，。查传动比为2、1.5和1.25的三行，有数字者既为可能的方案。结果如下： = =.,42、45、48、51、54、55、57、60、 = =42、45、50、52、55、57、60、61、 = 1.26 =43、45、50、52、55、59、61、在以上三组可以挑出：=45、55，我们取=55，从表中可查出小齿轮齿数分别为22、19、16则可确定出大齿轮齿数分别为：55-22=26、55-19=36、55-16=39根据同样原理，第一扩大组中， ，查表得：=65。同理可得到其他的齿轮齿数。列表如下：表2-4齿轮组电机-轴基本组齿轮340339370373370

57、372370371齿数2654163922331936齿数和94555555齿轮组第一扩大组第二扩大组齿轮372373371373372373330327331328齿数18472837332619718228齿数和65656590110图2-5 传动轴传动图第3章 动力计算及参数计算3.1 传动装置运动参数计算3.1.1 各轴功率计算电机轴功率： P0 = 7.5kw第一轴功率： P=P121：联轴器效率：1=0.99 2：轴承效率：2=0.99P=P12=7.50.990.99=7.351kw第二轴功率： P= P233：齿轮效率： 3=0.97 P=7.3510.990.97=7.059

58、kw第三轴效率： P= P23 P=7.0590.990.97=6.779kw第四轴效率： P= P23 P=6.7790.990.97=6.510 kw第五轴效率： P= 6.5100.990.97=6.251 kw3.1.2 各轴扭拒计算电机轴扭拒：T0=9550P0/n0=49.74Nm第一轴扭拒：T1=95507.351/1450=48.42Nm第二轴扭拒：T2max=95507.059/600=112.36 Nm 第三轴扭拒：T3max=95506.779/300=215.80Nm第四轴扭拒：T4max=95506.510/235=264.56Nm第五轴扭拒：T5max=95506.251/95=663.3Nm表3-1轴号转速n(r/min)扭矩T(Nm)输出功率P(kw)电机轴145049.747.5轴145048.427.351轴600112.367.059轴300215.806.779轴235264.566.510轴95663.36.2513.2 齿轮参数的确定3.2.1 -轴齿轮计算1.选择齿轮类型、精度等级、材料、及齿数按图示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。此机床为普通机床，故选用7级精度。材料的选择： 小齿轮选用20Cr HRC1=5662 HRC 大齿轮选用40Cr