汽車差速器體專用鏜床總體結構及其主軸箱設計開題報告.doc

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畢業(yè)設計開題報告 學生姓名： 田寒冰 學 號： 2009071307 班 級： 機械096班 所在學院： 機電工程學院 專 業(yè)： 機械工程及自動化 設計題目： 汽車差速器體專用鏜床總體結構及其主軸箱設計 指導教師： 成紅梅 完成日期： 2013年4月18日 山東建筑大學畢業(yè)設計開題報告表 班級：機械096班 姓名：田寒冰 設計題目 汽車差速器體專用鏜床總體結構及其主軸箱設計 一、選題背景和意義： 機床是將金屬毛坯加工成機器零件的機器，它是制造機器的機器，所以又稱為”工作母機”或”工具機”，習慣上簡稱機床。現代機械制造中加工機械零件的方法很多：除切削加工外，還有鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓等。在一般的機器制造中，機床所擔負的加工工作量占機器總制造工作量的40％-60％，機床在國民經濟現代化的建設中起著重大作用。 所以此次提出鏜床及其主軸箱的設計。 鏜床是主要用鏜刀對工件已有的預制孔進行鏜削的機床。通常，鏜刀旋轉為主運動，鏜刀或工件的移動為進給運動。鏜床作為一種常用的機床，廣泛應用于機械制造工業(yè)。它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多個孔的精加工，在加工箱體類零件時，需加工數個尺寸不同的孔，這些孔的尺寸較大，精度要求較高，孔的軸心線之間有嚴格的同軸度、垂直度、平行度及孔間距精度等要求，這樣的零件一般應在鏜床上進行加工。此外還可以從事與孔精加工有關的其他加工面的加工。如果使用不同的刀具和附件還可進行鉆削和銑削等，而且它的加工精度和表面質量要高于鉆床。鏜床是加工大型箱體類零件的主要設備，它還可以攻螺紋及加工外圓和端面等。 主軸箱是機床的重要的部件，是用于布置機床工作主軸及其傳動零件和相應的附加機構的。主軸箱中有主軸、變速機構，操縱機構和潤滑系統(tǒng)等。如果株洲與變速機構分離，則除主軸箱外還有變速箱。主軸箱采用多級齒輪傳動，通過一定的傳動系統(tǒng)，經主軸箱內各個位置上的傳動齒輪和傳動軸，最后把運動傳到主軸上，使主軸獲得規(guī)定的轉速和方向。主軸箱除應保證運動參數外，還應具有較高的傳動效率，傳動件具有足夠的強度或剛度，噪聲要低，振動要小，操作方便，具有良好的工藝性，便于檢修，成本較低，防塵、防漏、外形美觀等。 主軸箱傳動系統(tǒng)的設計，以及主軸箱各部件的加工工藝直接影響機床的性能。主軸箱中主軸是各機床的關鍵零件，主軸在軸承上運轉的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質量，一旦主軸的旋轉精度降低，則機床的使用價值就會降低。 二、課題關鍵問題及難點： 關鍵問題： 1、熟悉圖紙了解加工要求 2、根據生產綱領確定加工工藝路線； 3、鏜孔專用鏜床結構總體方案設計； 4、機床各部件之間的聯系尺寸； 5、鏜床主軸箱結構設計； 6、主軸箱中各軸和軸承的選用及校核； 6、編寫課程設計說明書。 難點： 1、 缺少鏜床主軸箱內部具體結構參考圖； 2、 缺乏對鏜床主軸箱實物的直觀感受。 3、 調研報告： 金屬切削加工在這整個機械制造中占有極重的位置，約占機械制造總工作量的40~60％。在1770年前后，由于用手工和一般金屬加工機具加工蒸汽機氣缸不能到達精度要求，人們就創(chuàng)制了專門加工蒸汽機氣缸孔的專業(yè)機床，于是就誕生了第一臺臥式鏜床。 20世紀初期,由于鐘表儀器制造業(yè)的發(fā)展,需要加工孔距精度較高的設備，1905年在瑞士制成小型臺式坐標定中心機床。1917年，在美國制成單柱坐標鏜床。1920年瑞士制成雙柱坐標鏜床。當時絕大多數坐標鏜床采用精密絲杠螺母、標準測桿(或量塊)和千分表作為坐標定位裝置，坐標定位精度僅為6～10微米。30年代,在德國、瑞士等先后出現了以線紋尺定位的光學坐標鏜床，坐標定位精度提高到2～6微米。60年代以后，隨著電子技術的發(fā)展，坐標鏜床向數字顯示和數字控制方向發(fā)展，采用光柵、感應同步器、激光干涉儀和磁柵等作為坐標定位裝置，有的還增設了自動換刀裝置。 到了二十世紀中期，又相繼出現了加工各種復雜大型零件的坐標鏜床。由于加工零件的不斷變化，促進了鏜床的不斷發(fā)展完善。終于發(fā)展成為今天具有通用性、萬年性的臥式鏜床。對于重型制造業(yè)來說，那些體積大、噸位重的大型工件的孔加工，由于工件的移動和裝夾困難，無法在普通臥式鏜床上加工，因此，在臥式鏜床的基礎上又發(fā)展制造了重型落地鏜床。 現代機器向著高速度、高效率、高精度發(fā)向發(fā)展對機械零件精度要求越來越高，同時機構也日趨復雜，特別是箱體零件具有孔系多的特點它除了本身有尺寸精度要求外，還有形狀精度和孔系之間的位置精度要求。鏜床在這些加工中由為重要。 主軸箱動力傳動 （1)帶傳動結構，這種傳動主要應用于轉速較高、變速范圍不大的機床。電動機本身的調速能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免齒輪傳動引起的振動與噪聲。它適用于高速、低轉矩特性要求的主軸。 (2)內裝電動機主軸傳動結構 （電主軸），這種主傳動方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結構，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出轉矩小，電動機發(fā)熱對主軸影響較大。 現代機器向著高速度、高效率、高精度發(fā)向發(fā)展對機械零件精度要求越來越高，同時機構也日趨復雜，特別是箱體零件具有孔系多的特點它除了本身有尺寸精度要求外，還有形狀精度和孔系之間的位置精度要求。鏜床在這些加工中由為重要。 主軸箱變速系統(tǒng) 經濟型數控車床大多數是不能自動變速的，需要變速時，只能把機床停止，然后手動變速。而全功能數控車床的主傳動系統(tǒng)大多采用無級變速。目前，無級變速系統(tǒng)主要有變頻主軸系統(tǒng)和伺服主軸系統(tǒng)兩種，一般采用直流或交流主軸電機，通過帶傳動帶動主軸旋轉，或通過帶傳動和主軸箱內的減速齒輪(以獲得更大的轉矩)帶動主軸旋轉。由于主軸電機調速范圍廣，又可無級調速，使得主軸箱的結構大為簡化。 主軸支撐配置方式 傳統(tǒng)的數控機床主軸支撐方式有以下幾種： （1）前支承采用圓錐孔雙列圓柱滾子軸承和60角接觸球軸承組合，后支承采用成對角接觸球軸承。這種配置形式使主軸的綜合剛度得到大幅度提高，可以滿足強力切削的要求，普遍應用于各類數控機床的主軸。 （2）前軸承采用高精度雙列（或三列）角接觸球軸承，后支承采用單列（或雙列）角接觸球軸承。角接觸球軸承具有較好的高速性能，主軸最高轉速可達4000r/min，但這種軸承的承載能力小，因而適用于高速、輕載和精密的數控機床主軸。 （3）前后軸承分別采用雙列和單列圓錐滾子軸承。這種軸承徑向和軸向剛度高，能承受重載荷，尤其能承受較大的動載荷，但這種軸承配置形式限制了主軸的最高轉速和精度，故適用于中等精度、低速與重載的數控機床主軸。 四、方案論證： 本設計為汽車差速器體專用鏜床及其主軸箱設計，根據鏜床工作原理以及工件的技術參數設計出主軸箱各部分零件的外形尺寸等技術參數，并校核，然后繪制圖紙。合理地分配個零件的結構位置，組裝成完整的主軸箱，并繪制裝配圖。擬定主軸系統(tǒng)為四個傳動組，根據降速比“前快后慢”的原則，確定各傳動組的最小傳動比，然后繪制出轉速圖，最后確定出齒輪齒數，并進行校核。 五、進度安排： 第六周：調查研究，收集、查閱資料； 第七周：資料翻譯、文獻綜述開題； 第八周：擬定總體方案； 第九周～第十周: 結構詳細設計與計算、繪圖； 第十一周～第十二周: 結構詳細設計與計算、繪圖； 第十三周～第十四周: 結構詳細設計與計算、繪圖； 第十五周～第十六周: 撰寫畢業(yè)設計說明書并準備答辯； 第十七周：畢業(yè)答辯。 六、指導教師意見： 簽字： 年 月 日 七、教研室（或開題審查小組）意見： 簽字： 年 月 日 教務處制