从系统设计角度, 提高产品可靠性要提高其组成各单元的可靠性水平, 因此要进行系统[1]和单元可靠性的预 测。 (P39 2 此外要将系统可靠性指标合理分配到各组成单元中,明确各组成单元的可靠性设计要求。 (P42 2-1 机床设计应满足哪些基本要求?其理由是什么 ?机床设计应满足如下基本要求:1工艺范围,机床工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力,也可称之为机床的加工功能。机床的工艺 范围直接影响到机床结构的复杂程度、设计制造成本、加工效率和自动化程度。2柔性,机床的柔性是指其适应加工对象变化的能力,分为功能柔性和结构柔性;3与物流系统的可接近性,可接近性是指机床与物流系统之间进行物料(工件、刀具、切屑等流动的方 便程度;4刚度,机床的刚度是指加工过程中,在切削力的作用下,抵抗刀具相对于工件在影响加工精度方向变形 的能力。刚度包括静态刚度、动态刚度、热态刚度。机床的刚度直接影响机床的加工精度和生产率;5精度,机床精度主要指机床的几何精度和机床的工作精度。机床的几何精度指空载条件下机床本身的精 度,机床的工作精度指精加工条件下机床的加工精度(尺寸、形状及位置偏差 。6噪声; 7 、自动化; 8 、生产周期;9生产率,机床的生产率通常是指单位时间内机床所能加工的工件数量来表示。机床的切削效率越高,辅 助时间越短,则它的生产率越高。10成本,成本概念贯穿在产品的整个生命周期内,包括设计、制造、包装、运输、使用维护、再利用和报 废处理等的费用,是衡量产品市场竞争力的重要指标;(4绘制转速图电机轴 I II Ⅲ IV-|||-1440 square 51:36(1.41:1) 1120 r/min-|||-r/min 125:225 36:36 1:1 800-|||-(1:1.8)-|||-20.42(1.111 560(5传动系简图设计电机轴 I II Ⅲ IV-|||-1440 square 51:36(1.41:1) 1120 r/min-|||-r/min 125:225 36:36 1:1 800-|||-(1:1.8)-|||-20.42(1.111 5602-28 试从 1.26, 18Z ϕ==级变速机构的各种传动方案中选出其最佳方案,并写出结构式 画出转速图和传动系 图。

解:主传动最佳传动方案的传动结构式为 13918332=⨯⨯,基本组传动副为 3,第一扩大组传动副为 3,级

比指数为 3;第二扩大组传动副为 2,级比指数为 9。

根据标准数列表,取转速为:31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600。 设电机转速为 1440r/min。

确定定比传动比 :取轴Ⅰ的转速值为 800r/min,则电机轴与轴Ⅰ的传动比为:

08001130=14401.8234

i == 定比传动皮带轮的直径分别为 130和 234mm 。

确定各变速组最小传动比:从转速点 800 r/min到 31.5r/min共有 14格,按照前缓后急的原则,基本组最 小传动线下降 2格,基本组相邻两变速组下降 1格;第一变速组下降 6格,其中相邻两变速组下降 3格;第二变 速组最小传动线下降 6格,最大上升 3格。初步确定的转速图如图 1所示。

图 (a 初步设计确定的转速图 图 (b 确定齿轮齿数后的转速图 假定同一变速组内每对齿轮的齿数和相等,根据教材表 2-8(p100- -101,可以确定齿轮的齿数,齿轮齿数 确定结果如图 2所示。

(4 确定主轴的计算转速

根据教材表 2-9(p103,中型通用机床主轴计算转速为:

18-1-1533min ==31.51.26=31.51.26=100Z j n n ϕ⨯⨯

r/min

图 (c设计的主传动系统图

2-29 用于成批生产的车床,主轴转速 n =45~500 r/min,为简化机构采用双速电动机, n 电 =720/1440 r/min, 试画出该机床的转速图和传动系图。

解:(1计算公比确定转速级数

根据教材式(3-2 , lg 1lg n R Z ϕ=+,由于 max min 50011.1145

n n R n ===, 设转速级数 Z =8, 则 lg11.11lg 0.14938881

ϕ==-, 所以 0.149388101.41ϕ=≈ (2确定传动结构式

选择方案:Z=2×2×2,根据前疏后密原则,考虑到电动机的情况,选择结构式为:

8=22×21×24

其中第一级是由双速电机确定的,实际变速箱的结构式为:4=21×24 。

(3 转速图的设计

根据表 3-6标准数列,经圆整可以得到 8级转速为:45, 63, 90, 125, 180, 250, 355, 500 r/min 确定定比传动比 :取轴Ⅰ的转速值为 710, 355r/min,则电机轴与轴Ⅰ的传动比为:

0710114402.03

i == 确定各变速组最小传动比

从转速点 355 r/min到 45r/min共有 6格,按照前缓后急的原则,第一变速组最小传动线下降 2格;第二变 速组最小传动线下降 4格。

(4绘制转速图

(a 初步设计的转速图 b 最后确定的转速图

(5传动系简图设计

2-31 求图 2-61所示的车床各轴 各齿轮的计算转速。

解:如下图所示,根据教材 p103表 2-9所示,各轴的计算转速用红色的圈标注在图中,各对齿轮中小齿 轮的计算转速用红色箭头标注在图中。

2-32求图 2-62中各齿轮 各轴的计算转速。

解:如下图所示,根据教材 p103表 2-9所示,各轴的计算转速用红色的圈标注在图中,各对齿轮中小齿轮 的计算转速用红色箭头标注在图中。

11可靠性,应保证机床在规定的使用条件下、在规定的时间内,完成规定的加工功能时,无故障运行的概 率要高。

12造型与色彩,机床的外观造型与色彩,要求简洁明快、美观大方、宜人性好。应根据机床功能、结构、 工艺及操作控制等特点,按照人机工程学要求进行设计。

2-2机床设计的主要内容及步骤是什么?

一般机床设计的内容及步骤大致如下 :