简易仪表车床(机床)设计_毕业设计

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

Metal-cutting machine tools is the method of cutting metal machine parts into a rough processing machine, it is a machine manufacturing machines, also known as "machine tool" or "machine tools." Metal-cutting machine tools is the method of cutting metal machine parts into a rough processing machine, it is a machine manufacturing machines, also known as "machine tool" or "machine tools."

In modern machine building industry, metal cutting machine learning is the main processing equipment, machine parts, it has to assume the workload, accounting for the total manufacturing work machines 40% ~ 60%. The skill level of machine tool directly affects the mechanical manufacturing industry product quality and labor productivity.

Instrumentation machine with cheap, light weight, occupies an area of small, simple and convenient operation and maintenance features, instrumentation machine still has a high market value.

Key words:Instrument Machine Too l

1 绪论 (5)

1.1 概述 (5)

1.2 仪表机床的主要规格参数 (5)

2 V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)

2.3 V带设计： (6)

2.3.1确定带轮基准直径 (6)

2.3.2验算带速V (6)

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 ....................... 错误！未定义书签。

3.3.4轴4的设计 (11)

3.3.5轴的校核 (12)

4 轴承的选择 (12)

5 键的选择与校核 (12)

6 轴套的选择 (13)

7 轴承盖得设计 (13)

7.1轴承盖得作用 (13)

7.2轴承盖得选择 (13)

7.3轴承的校核 (14)

8 主轴箱的选材 (14)

9 润滑 (14)

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 (17)

14 设计总结 (17)

参考文献 (18)

致谢 (19)

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

2 V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A K =1.2，故C P =1.2×0.55=0.66KW.

2.3 V 带设计：

2.3.1确定带轮基准直径

根据功率C P 选用A 型。

确定带轮基准直径：

查表去1D =85mm 。则2D = 1

12

n D n =166.4mm ，查表取2D =170mm 。

验算大带轮转速2n =11

2

n D D =695/min 。在误差允许范围内。

2.3.2验算带速V V=11

601000D n π?=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d L =1250mm 。

计算实际中心距地a=422.68

2.3.4验算小带轮包角

1a =168.67?°大于120°。合适。

2.3.5确定V 带根数

传动比i=2,查表的0P =0.63KW 0P ?=0.15KW a K 0.96KW c K =0.93KW Z=0.66

(0.630.15)0.960.93+??=O.95

取Z=1

2.3.6 V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

178355

电动机

1440

710

轴3轴2轴1

轴4

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。

轴 3

轴 2轴 1

轴 4

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

22(1)h H E KT U Z Z Z Bd u σ+=

=317.47小于h σ=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, 1η=0.99。T=9.55 ×610

P N

。 转速n=710r/min,T=7324N

转速n=1390r/min,T=3611N

K= A K V a b K K K =1.0×1.1×1.2×1.2=1.5884

查轴的工作情况， H Z =2.5 E Z =189.8 Z =0.9 d ?=0.8

HP σ= lim min

H S σσ= 5801.1=527.3MP d ≥22(1)3()HP H E d Z Z Z kT u u

ε

σ?+ 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[]160Mpa σ-=。

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 14×9 L=38mm. GB1095-79

MPa Lh d T p

17.938

146/73244/4=??==σ 查表许用挤压应力[]MPa p 110=σ 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

N l l l F t 3525.521535

.521377FR1V 323

=+?=+?=

F r2V =Ft- F R1V =1377-352=1025N

轴承的型号为6008，Cr=16.2 kN

FA/COr=0

计算当量动载荷

()F F f P A R P r Y X +=

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 ()F F f P A R P r Y X +=

r P =1.2×（1×352）=422.4 N

验算3182111的寿命

28800

2448486384166674.4221620033

>

=???? ??=L h

验算右边轴承

()28800

991773841666710252.11620033>=??

?

?? ??=?L h

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