机床主传动系统(主轴变速箱)课设说明书

目录

一、题目要求 (3)

二、运动参数 (3)

三、主传动结构方案制定 (3)

四、传动结构式、结构网的选择 (3)

五、确定转速图 (4)

六、绘制主传动系统图 ............................................ 错误!未定义书签。

七、结构的选择、设计与确定 (7)

八、传动件的计算......................... 错误!未定义书签。

九、结构设计 (10)

十、传动件验算 (11)

十一、课程设计的体会 (13)

十二、参考文献 (12)

一、题目要求

设计内容：机床主传动系统（主轴变速箱）

加工材料：碳钢、铸铁

刀具材料：高速钢、硬质合金

题目：最大工件回转直径 D=400mm ，普通车床主轴变速箱设计，主轴的转速范围25～1120r/min，级数 Z=12，电机功率 N=5.5KW。

二、运动参数

根据题目要求，机床最高转速为n

max =1120 r/min，最低转速为n

min

=25 r/min，

转速级数Z=12，由此计算公比φ为1.41，查阅标准数列表，得各级标准转速为1120 r/min，800 r/min，560 r/min，400 r/min，280 r/min，200 r/min，140 r/min，100 r/min，71 r/min，50 r/min，35.5 r/min，25r/min。

三、主传动结构方案制定

（1）主轴传动系统采用三角型传动带、齿轮传动；

（2）传动形式采用集中式传动；

（3）主轴换向制动采用双向片式摩擦离合器和带式制动器；

（4）变速系统采用多联滑移齿轮变速。

四、传动结构式、结构网的选择

4.1确定传动组几个传动组中的传动副数目

传动组和传动副数可能的方案有：

12=4×3 12=3×4

12=3×2×2 12=2×3×2 12=2×2×3

在上列两行方案中，第一行方案有时可以省掉一根轴。缺点是有一个传动组内有四个传动副。如果用一个四联滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；如果用两个双联滑移齿轮，则操纵机构必须互锁以防止两个滑移齿轮同时啮合。故不宜采用。

根据“前多后少”原则对第二行三个方案进行比较，12=3×2×2的方案是可取的，但是由于Ⅰ轴装有双向片式摩擦离合器，为减小轴向尺寸，第一传动组的传动副数不能多，以2为宜，故应选择方案12=2×3×2。

4.2传动系统扩大顺序的安排

12=2×3×2的传动副组合，其传动组的扩大顺序又可以有以下6种形式：

12=2

1×3

2

×2

6

12=2

1

×3

4

×2

2

12=2

3

×3

1

×2

6

12=2

6×3

1

×2

3

12=2

2

×3

4

×2

1

12=2

6

×3

2

×2

1

根据“前密后疏”的原则，方案12=2

1×3

2

×2

6

是可取的。方案12=2

1

×3

2

×2

6

的结构网如图1所示。

12=2

1×3

2

×2

6

图1 结构网

4.3验算传动组变速范围

第二扩大组的变速范围是R

2

=φ6=8，符合设计原则要求。

五、确定转速图

5.1电机类型

Y系列三相交流异步电动机，具有体积小、重量轻、振动小、噪音低、寿

命长、起动性能好等特点。前面已选择机床最高转速为n

max

=1120 r/min，题目要求电动机功率为5.5kW，故选用Y132M-4型电动机，其额定功率为5.5kW，满载转速为1440 r/min。

5.2变速箱轴Ⅰ转速

从传动件在高速运转下恒功率工作时所受扭矩最小来考虑轴Ⅰ转速不宜将电机转速下降得太低。但轴Ⅰ上装有双片摩擦离合器，考虑高速摩擦损耗、发热，轴Ⅰ转速也不宜太高。普通车床轴Ⅰ的转速取700～1000 r/min，综合考虑轴Ⅰ转速取为800 r/min。

5.3带型初选

电机到轴Ⅰ的带传动带的计算功率P

ca

=KAP，KA为工作情况系数，车床的起

动载荷轻，工作载荷稳定，二班制工作时，取KA=1.1，P =5.5kW，得P

ca

=6.05kW。

据此查GB/T13575.1-92，选择B型三角带。查《机械设计教程》中的表3-3a，选择对应小带轮基准直径为140mm。

取小带轮直径d

d1=140mm，计算大带轮直径。小带轮转速n

1

=1440 r/min，

大带轮转速n

2=800 r/min，大带轮直径d

d2

=n

1

/n

2

d

d1

（1-ε）=1440÷800×140×

（1-0.02）mm=246.96mm。故取大带轮直径为d

d2

=247mm。

5.4确定齿轮齿数

利用查表法求出各齿轮齿数如下表：

变速组传动组a 传动组b 传动组c 齿数和72 90 99

齿轮Z

1

Z

1

’Z

2

Z

2

’Z

3

Z

3

’Z

4

Z

4

’Z

5

Z

5

’Z

6

Z

6

’Z

7

Z

7

’齿数30 42 24 48 30 60 45 45 18 72 66 33 20 79

表1 各齿轮齿数

5.5主轴转速系列的验算

主轴各级实际转速值用下式计算：

n= n

电机

d

d1

/d

d2

（1-ε）i

a

i

b

i

c

式中i

a

、i

b

、i

c

分别为变速组a、b、c的齿轮传动比。ε取0.02。

转速误差用主轴实际转速与理论转速相对误差的绝对值表示：

表2 转速误差表

转速误差均小于4.1%，满足要求。

5.6绘制转速图

绘制的转速图如图2所示。

主轴转速n

1

n

2

n

3

n

4

n

5

n

6

理论转速25 35.5 50 71 100 140

实际转速24.99 35.7 49.99 71.4 99.9 142.8

转速误差% 0.04 0.56 0.02 0.56 0.1 2.0

主轴转速n

7

n

8

n

9

n

10

n

11

n

12

理论转速200 280 400 560 800 1120

实际转速204 285.67 399.9 571.3 799.87 1142.67

转速误差% 2.0 2.025 0.025 2.0 0.01625 2.02

图2 系统转速图六、绘制主传动系统图

绘制的主传动系统图如图3所示。

图3 主传动系统图

七、结构的选择、设计与确定

根据主传动系统图设计主轴变速箱，画装配展开图、剖视图等草图，初步确定结构和尺寸。

八、传动件的计算

8.1确定传动件的计算转速

8.1.1主轴的计算转速

主轴的计算转速是第一个三分之一转速范围内的最高一级，即71r/min。

8.1.2各传动轴的计算转速

轴Ⅲ可从主轴为71r/min按20/79的传动副找上去，似应为280r/min。但由于轴Ⅲ上的最低转速100 r/min经传动组c可使主轴得到25r/min和200r/min 两种转速。200r/min要传递全部功率，所以轴Ⅲ的计算转速应为100 r/min。轴Ⅱ的转速可按传动副b推上去，得400r/min。轴Ⅰ的转速可按传动副a推上去，得800 r/min。

8.1.3各齿轮的计算转速

传动组c中，20/79只需计算z=20的齿轮，计算转速为100r/min。；66/33只需计算z=33，n

j

=200。z=20和z=33两个齿轮哪一个的应力更大一些，较难判断。可同时计算，选择模数较大的作为传动组c齿轮的模数。传动组b应计算

z=18，n

j =400r/min。传动组a应计算z=30，n

j

=800r/min。

8.2各传动轴与主轴直径的计算与初选8.2.1各传动轴的输入功率

P =P

电机·η

带

其中P

电机为主电机的额定功率，取5.5kW，η

传

为传动效率。传动件的传动

效率对估算影响不大，计算输入功率最大的轴Ⅰ的输入功率即可。查得η

带

=0.96，则P为5.28kW。

8.2.2初算各传动轴的直径d

按扭转刚度计算，

代入各轴计算转速n

计

得，

轴Ⅰ直径 d

1

=31mm，

轴Ⅱ直径 d

2

=37mm，

轴Ⅲ直径 d

3

=44mm。

8.2.3初选主轴直径

主轴功率P

主

=5.5×0.96=5.28kW，根据经验统计数据，取主轴前轴颈直径

为D

1=80mm，后轴颈D

2

=（0.7～0.85）D

1

，取系数为0.8，D

2

=64mm。

8.3齿轮模数的初步计算

按弯曲疲劳强度计算，

其中P为齿轮传递功率（kW），z为齿轮齿数，n

计

为齿轮的计算转速（r/min），K为齿宽修正系数，根据表3选择。

6 8 10

K 1.10 1.00 0.93

其中b为尺宽（mm），m为模数（mm）。

取K=1.00，代入数据计算得，

传动组c中：m=3.0mm，取标准模数，m=3.0mm；

传动组b中：m=3.0mm，取标准模数，m=3.0mm；

传动组a中：m=2.5mm，取标准模数，m=2.5mm。

8.4片式摩擦离合器的选择和计算

8.4.1确定摩擦片的径向尺寸

摩擦片的外径尺寸受到外形轮廓的限制，内径又由安装它的轴径d来决定，而内外径的尺寸决定着内外摩擦片的环形接触面积的大小，直接影响离合器的结构与性能表示这一特性系数φ是外片内径d与内片外径D之比，即φ=d/D。一

般外摩擦片的内径可取：d=d

1

+（2～6）=31+4=35mm；机床上采用的摩擦片φ值可在0.57～0.77范围内，此处取φ=0.6，则内摩擦片外径D=d/φ=35÷0.6=58mm。

8.4.2按扭矩确定摩擦离合面的数目Z

其中M

n 为离合器的扭矩，M

n

=9550×5.28÷800=63.03N·m；K为安全系数，

取为1.3；f为摩擦片间的摩擦系数，取为0.06；[p]为许用压强，取为1.2MPa；

K v 为速度修正系数，根据平均圆周速度查表取为1.35；K

z

为接合面数修正系数，

取为1；K

m

为接合次数修正系数，取为1。

代入数据得Z= 0.2，取为2。

8.4.3摩擦片片数

摩擦片总数为（Z+1）片，即2+1=3片。

8.4.4计算轴向压力Q

Q=π/4（D2-d2）·[p]·K

v

=π÷4×（582-352）×1.2×1.35=2721.55N 8.5普通三角带传动的计算和选择

8.5.1选择V带的型号，确定小带轮、大带轮的计算直径

5.3中已经选择了B型三角带，并计算出了小带轮直径为d

d1

=140mm大带轮

直径为d

d2

=247mm。

8.5.2计算普通V带的速度

v=πd

d1 n

1

/（60×1000）= π×140×1440/（60×1000）≈10.56m/s。

8.5.3初定中心距a

a

0=（0.6～2）（d

d1

+d

d2

）mm

取a

0=2（d

d1

+d

d2

）=2×（140+247）mm=774mm。

8.5.4计算普通V带长度L

0及长度内周长L

N

代入数据得L

=2160mm，圆整为标准计算长度L，为2273mm。

查表得长度内周长L

N

=2240mm。

8.5.5验算V带的挠曲次数u

u=1000mv/L，其中m为带轮个数。

则u=1000×2×10.56÷2273≈10次/s≤40次/s。符合要求。

8.5.6确定实际中心距a

代入数据得，a=774+（2273-2160）÷2mm≈830.5mm。

8.5.7验算小带轮包角α

1

代入数据得，α

1

=180°-（247-140）÷830.5×57.3°≈173°≥120°，符合条件。

8.5.8确定三角带根数Z

1

0C N Nj Z

其中，N0为单根三角带在α1=180，特定长度，平稳工作情况下传递的功率值，取N0=0.98，C1为包角系数，取C1=2.69。 计算得Z=2.3，取为3根。

九、结构设计

9.1带轮设计

根据三角带计算，选用3根B 型V 带。由于Ⅰ轴安装摩擦离合器及传动齿轮，为了改善它们的工作条件，保证加工精度，采用卸荷式带轮结构。带轮通过长套支在轴承内圈上，两轴承外圈安装在与箱体固定的法兰盘上，扭矩也是从端头花键传入。采用油润滑。

9.2主轴换向与制动机构设计

本机床是适用于机械加工车间和维修车间的普通车床。主轴换向比较频繁，采用双向片式摩擦离合器。左离合器传动主轴正转，用于切削加工。右离合器用来传动主轴反转。制动器安装在轴Ⅰ，在离合器脱开时制动轴Ⅱ。

9.3齿轮块设计

机床的变速系统采用了滑移齿轮变速机构。根据各传动轴的工作特点，基本组、第一扩大组以及第二扩大组的滑移齿轮均采用了整体式滑移齿轮。所有滑移齿轮与传动轴间均采用花键联接。

各轴采用的花键分别为：Ⅰ轴：6×26×30×6

Ⅱ轴：8×36×40×7 Ⅲ轴：8×46×50×9

Ⅰ～Ⅲ轴间传动齿轮精度为877—8b ，Ⅲ～Ⅳ轴间齿轮精度为766—7b 。

9.4轴承的选择

Ⅰ轴均采用深沟球轴承。Ⅱ、Ⅲ轴前后轴承采用圆锥滚子轴承，中间采用深沟球轴承。滚动轴承均采用E 级精度。

9.5主轴组件

9.5.1主轴轴承

主轴前后支承均采用双列圆柱滚子轴承，承载能力大，允许转速高，止推轴承也在前支承，发热后向前伸长量最小，保证轴向精度。主轴前端采用短圆锥定心结构型式。前轴承为C 级精度，后轴承为D 级精度。 9.5.2润滑系统设计

主轴箱内采用飞溅式润滑，油面高度为65mm 左右，甩油环浸油深度为10mm 左右。润滑油型号为：IIJ30。

卸荷皮带轮轴承采用脂润滑方式。润滑脂型号为：钙质润滑脂。 9.5.3密封装置设计

Ⅰ轴轴颈较小，线速度较低，为了保证密封效果，采用皮碗式接触密封。而主轴直径大、线速度较高，则采用了非接触式密封。卸荷皮带轮的润滑采用毛毡式密封，以防止外界杂物进入。

十、传动件验算

10.1轴的强度验算

由于机床主轴箱中各轴的应力都比较小，验算时，通常用复合应力公式进行计算：

R b = W

T M 2

25.0+≤[R b ] [MPa]

其中，M 为该轴上的主动被动轮的圆周力、径向力所引起的最大弯矩；[R b ]为许用应力，考虑应力集中和载荷循环特性等因素；W 为轴的危险断面的抗弯断面系数；W 为花键轴的抗弯断面系数：

W = D

d 324

π+D D d d D zB 32))((2

+-

其中 d 为花键轴内径，D 为花键轴外径，B 为花键轴键宽，z 为花键轴的键数； T 为在危险断面上的最大扭矩： T = 955×104

j

n N 其中，N 为该轴传递的最大功率，n j 为该轴的计算转速。

齿轮的圆周力P t 为P t = 2T/D ，其中，D 为齿轮节圆直径。 直齿圆柱齿轮的径向力为P r = 0.5 P t 。

求得齿轮的作用力，即可计算轴承处的支承反力，由此得到最大弯矩。

用上述计算公式对传动轴的强度进行校验，均符合设计要求。

10.2验算花键键侧压应力

花键键侧工作表面的挤压应力为：

?

σlz d D T jy )(82

2max

-=

≤[jy σ] [MPa] 其中T max 花键传递的最大扭矩；D 、d 分别为花键的外径和内径；z 为花键

的齿数；φ为载荷分布不均匀系数，通常取为0.75。

使用上述公式对三传动轴上的花键校核，结果均符合设计要求。

10.3滚动轴承验算

机床的一般传动轴用的滚动轴承，主要是由于疲劳破坏而失效，故应对轴承进行疲劳寿命验算。下面对按轴颈尺寸及工作状况选定的滚动轴承型号进行寿命验算：

L h =500ε)(

P

K K f Cf l s f n

≥[T]

其中，L h 为额定寿命；C 为滚动轴承尺寸表所示的额定动负荷[N]；f n 为速度系数，

n f = ε

j

n 3100

其中，f f 为工作情况系数；可取为1.1，ε为寿命系数，对于球轴承：ε= 3 ，对于滚子轴承：ε=10/3，n j 为轴承的计算转速，为各轴的计算转速；K s 为寿命系数，不考虑交变载荷对材料的强化影响时K s = K N K n K T ，其中K N 为功率利用系数，取为0.58，K n 为转速变化系数取为0.82，K T 为工作期限系数，按前面的工作期限系数计算，K l 为齿轮轮换工作系数，P 为当量动载荷[N]，

使用上述公式对各轴承进行寿命校核，所选轴承均符合设计要求。

10.4直齿圆柱齿轮的强度计算

在验算主轴箱中的齿轮强度时，选择相同模数中承受载荷最大的、齿数最小的齿轮进行接触和弯曲疲劳强度验算。一般对高速传动齿轮主要验算接触疲劳强度，对低速传动齿轮主要验算弯曲疲劳强度。

根据以上分析，对Ⅰ轴上高速齿轮验算接触疲劳强度，对Ⅳ轴上的低速齿轮验算弯曲疲劳强度。

对于高速齿轮，按接触疲劳强度计算齿轮模数m j ： m j = 16338×3

221][)1(j

j m s b c d n z N

K K K K i σ????±mm

其中，N 为传递的额定功率[KW]（此处忽略齿轮的传递效率）；n j 为计算转速；φm 齿宽系数 ，此处值为8；z 1为齿轮齿数；i 为大齿轮与小齿轮齿数之比，“+”用于外啮合，“—”用于内啮合，此处为外啮合，故取“+”；K s 为寿命系数： K s =K T K n K N K q ，K T 为工作期限系数：

K T = m

c T

n 0

160?

T为齿轮在机床工作期限内的总工作时间，同一变速组内的齿轮总工作时间近似

的为T

s / P,P为该变速组的传动副数；查《机床课程设计指导书》表17得T

s

=

18000，故得T = 9000h，n

1为齿轮的最低转速，c

为基准循环次数，由表16可

得，m为疲劳曲线指数，由表16可得，K

n 为转速变化系数，由表19可得；K

N

为

功率利用系数，由表18可得，K

q 为材料强化系数，由表20可得，K

c

为工作状

况系数，考虑载荷冲击的影响，取K

c = 1.2；K

d

为动载荷系数，由表23可得；

K

b

为齿向载荷分布系数，由表24可得。

查表，用上述公式进行齿轮校核，所有齿轮的强度均符合设计要求。

十一、课程设计的体会

在课设过程中不断发现问题和解决问题，使我加深了对大学所学课程理解，综合应用，并得到进一步的巩固，这对以后的学习和工作都有积极的意义。

十二、参考文献

1.机床主轴、变速箱设计指导，曹金榜等，机械工业出版社，1987年5月

2.金属切削机床设计简明手册，范云涨、陈兆年，机械工业出版社，1994年7月

3.金属切削机床，戴署，机械工业出版社，1993年5月

4.机械原理，魏文军、高英武、张云文，中国农业大学出版社，2004年12月

5.机械设计教程（第2版），刘莹、吴宗泽，机械工业出版社，2007年9月

6.机械制造装备设计课程设计指导书，中国农业大学工学院

车床主轴箱设计说明书

中北大学 课程设计任务书 15/16 学年第一学期 学院：机械工程与自动化学院 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名：王前学号：1202014233 课程设计题目：《金属切削机床》课程设计 （车床主轴箱设计） 起迄日期：12 月21 日～12 月27 日课程设计地点：机械工程与自动化学院 指导教师：马维金讲师 系主任：王彪 下达任务书日期: 2012年12月21日

课程设计任务书

课程设计任务书

目录 1.机床总体设计 (5) 2. 主传动系统运动设计 (5) 2.1拟定结构式 (5) 2.2结构网或结构式各种方案的选择 (6) 2.2.1 传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围 (6) 2.2.2 基本组和扩大组的排列顺序 (6) 2.3绘制转速图 (7)

2.5确定带轮直径 (8) 2.6验算主轴转速误差 (8) 2.7 绘制传动系统图 (8) 3．估算传动件参数确定其结构尺寸 (10) 3.1确定传动见件计算转速 (10) 3.2确定主轴支承轴颈尺寸 (10) 3.3估算传动轴直径 (10) 3.4估算传动齿轮模数 (10) 3.5普通V带的选择和计算 (11) 4．结构设计 (12) 4.1带轮设计 (12) 4.2齿轮块设计 (12) 4.3轴承的选择 (13) 4.4主轴主件 (13) 4.5操纵机构、滑系统设计、封装置设计 (13) 4.6主轴箱体设计 (13) 4.7主轴换向与制动结构设计 (13) 5.传动件验算 (14) 5.1齿轮的验算 (14) 5.2传动轴的验算 (16) 5.3花键键侧压溃应力验算 (19)

《金属切削机床》课程设计--C616型车床主轴箱设计(全套图纸)

目录 全套图纸加174320523 各专业都有 1.概述和机床参数确定 (1) 1.1机床运动参数的确定 (1) 1.2机床动力参数的确定 (1) 1.3机床布局 (1) 2.主传动系统运动设计 (2) 2.1确定变速组传动副数目 (2) 2.2确定变速组的扩大顺序 (2) 2.3绘制转速图 (3) 2.4确定齿轮齿数 (3) 2.5确定带轮直径 (3) 2.6验算主轴转速误差 (4) 2.7绘制传动系统图 (4) 3．估算传动件参数确定其结构尺寸 (5) 3.1确定传动转速 (5) 3.2确定主轴支承轴颈尺寸 (6) 3.3估算传动轴直径 (6) 3.4估算传动齿轮模数 (6) 3.5普通V带的选择和计算 (7) 4．结构设计 (8) 4.1带轮设计 (8) 4.2齿轮块设计 (8) 4.3轴承的选择 (9) 4.4主轴组件 (9) 4.5操纵机构、滑系统设计、封装置设计 (9) 4.6主轴箱体设计 (9)

4.7主轴换向与制动结构设计 (9) 5.传动件验算 (10) 5.1齿轮的验算 (10) 5.2传动轴的刚度验算 (12) 5.3花键键侧压溃应力验算 (16) 5.4滚动轴承的验算 (16) 5.5主轴组件验算 (17) 6. 主轴位置及传动示意图 (20) 7.总结 (20) 8.参考文献 (21) 1.概述 1机床课程设计的目的 机床课程设计，是在金属切削机床课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。轻型车床是根据机械加工业发展需要而设计的一种适应性强，工艺范围广，结构简单，制造成本低的万能型车床。它被广泛地应用在各种机械加工车间，维修车间。它能完成多种加工工序；车削内圆柱面，圆锥面，成形回转面，环形槽，端面及内外螺纹，它可以用来钻孔，扩孔，铰孔等加工。 1.1 机床运动参数的确定 （1）确定公比φ及Rn 已知最低转速n min =45rpm，最高转速n max =1980rpm，变速级数Z=12，则公比： φ= （n max /n min ）1/（Z－1） =（1980rpm/45rpm）1/（12－1）≈1.41 转速 调整范围： Rn=n max /n min =44 （2）求出转速系列 根据最低转速45r/min，最高转速max n=1980r/min，公比φ=1.41，按《金属切屑机床》（戴曙编）表7-1选出标准转速数列： 2000 1400 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 1.2机床动力参数的确定 已知电动机功率为N=4kw，根据《金属切削机床简明手册》（范云涨、陈兆年编）表11-32选择主电动机为Y112M-4，其主要技术数据见下表1： 表1 Y90L-4技术参数

#C6136机床主轴箱设计说明书14896

C6136型机床主轴箱课程设计说明书系别：交通和机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机械10-4班 姓名：富连宇 学号：1008470434 吗 指导老师：赵民 目录 一、设计目的 (1) 二、机床主要技术要求 (1) 三、确定结构方案 (1) 四、运动设计 (1) 4.1确定极限转速 (1) 4.2拟订结构式 (1) 4.3绘制转速图 (2) 4.4 确定齿轮齿数 (2) 4.5 验算主轴转速误差： (3) 4.6 绘制传动系统图 (3) 五、动力设计 (3) 5.1 V带的传动计算 (3) 5.2各传动轴的估算 (4) 5.3齿轮模数确定和结构设计： (5) 5.4摩擦离合器的选择和计算： (6) 5.5结构设计 (7) 六、齿轮强度校核 (8) 6.1、各齿轮的计算转速 (8) 6.2、齿轮校核 (9) 七、主轴刚度校核 (9) 八、主轴最佳跨度确定 (10) 8.1计算最佳跨度 (10) 8.2校核主轴挠度 (10) 8.2主轴图：（略）见附图2 (10) 九、各传动轴支持处轴承选用 (10) 十、键的选择和校核 (10) 1）、轴IV的传递最大转矩 (10) 十一、润滑和密封 (11) 十二、总结 (11) 十三、参考文献 (11) 十四、附 (12)

一、设计目的 通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。可使我们学会理论联系实际的工作方法，培养独立工作的能力；学会基本的设计的方法；熟悉手册、标准、资料的运用；加强机械制图、零件计算、编写技术文件的能力，学会设计说明书的编写。为接下去的毕业设计、毕业论文积累经验。 二、机床主要技术要求 [1]车床类型为C6136型车床主轴变速箱（采用机械传动结构）。 [2]加工工件最大直径：360mm [3]加工工件最大长度：1500mm [4] 主轴通孔直径：40-50mm [5]主轴前锥孔：莫式5号 [6]主轴采用三相异步电机 [7]主电动机功率为n电额：4kw [8]转速nmin：33.5r/min mmax：1700 r/min n额：1000r/min [9]主轴变速系统实现正传12级变速，反转6级变速（采用摩擦离合器） 三、确定结构方案 [1] 主轴传动系统采用V带、齿轮传动； [2]传动形式采用集中式传动； [3]主轴换向制动采用双向片式摩擦离合器和带式制动器； [4]变速系统采用多联滑移齿轮变速。 四、传动方案 4.1确定极限转速 转速n min：33.5r/min n max：1700 r/min n额：1000r/min 4.2拟订结构式 1）确定变速组传动副数目： 传动副中由于结构的限制以2或3为合适，即变速级数Z应为2和3的因子，为实现12级主轴转速变化的传动系统可以以下多种传动副组合： ①12=3x2x2 ②12=2x2x3 ③12=2ⅹ3ⅹ2等 18级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴箱的具体结构、装置性能，主轴上的传动副数主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上的齿轮少些为好。按照1 符合变速级数、级比规律 2 传动件前多后少3 结构网前密后疏4 第二扩大组变速范围r=8满足变速范围要求

数控机床主传动系统

数控机床主传动系统 第一节概述 1、对主传动系统的要求 (1)调速范围 :多用途、通用性大的机床要求主轴的调速范围大，低速大转矩功能，较高的速度，如车削加工中心。 (2)热变形: 电动机、主轴及传动件都是热源。低温升、小的热变形是对主传动系统要求的重要指标。 (3)主轴的旋转精度和运动精度: 主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转动条件下测量主轴前端和距离前端300mm处的径向圆跳动和端面圆跳动值。主轴在工作速度旋转时测量上述的两项精度称为运动精度。数控机床要求有高的旋转精度和运动精度。 (4)主轴的静刚度和抗振性: 数控机床加工精度较高，主轴的转速又很高，因此对主轴的静刚度和抗振性要求较高。主轴的轴颈尺寸、轴承类型及配置方式，轴承预紧量大小，主轴组件的质量分布是否均匀及主轴组件的阻尼等对主轴组件的静刚度和抗振性都会产生影响。 (5)主轴组件的耐磨性: 主轴组件必须有足够的耐磨性，使之能够长期保持良好的精度。 2、主轴变速方式 (1).无级变速 (2)(分段无级变速 :1)带有变速齿轮的主传动2)通过带传动的主传动3)用两个电动机分别驱动主轴 (3)(液压拨叉变速机构在带有齿轮传动的主传动系统中，齿轮的换挡主要靠液压拨耳来完成 3、主轴部件

主轴部件是机床的一个关键部件，它包括主轴的支承、安装在主轴上的传动零件等。 机床的主轴部件满足的要求:主轴的回转精度、部件的结构刚度和抗振性、运转温度和热稳定性以及部件的耐磨性和精度保持能力等。 对于数控机床尤其是自动换刀数控机床，为了实现刀具在主轴上的自动装卸与夹持，还必须有刀具的自动夹紧装置、主轴准停装置和主轴孔的清理装置等结构。 (1)、主轴端部的结构形状 主轴端部用于安装刀具或夹持工件的夹具，在设计要求上，应能保证定位准确、安装可靠、联接牢固、装卸方便，并能传递足够的转矩 主轴为空心，前端有莫氏锥度孔，用以安装顶尖或心轴。 1)莫氏锥度是一个锥度的国际标准，用于静配合以精确定位。锥度很小，利用摩擦力可以传递一定的扭矩，方便拆卸。莫氏锥度又分为长锥和短锥,长锥多用于主动机床的主轴孔,短锥用于机床附件和机床连接孔, (2)主轴部件的支承 机床主轴带着刀具或夹具在支承中作回转运动，应能传递切削转矩承受切削抗力，并保证必要的旋转精度。机床主轴多采用滚动轴承作为支承，对于精度要求高的主轴则采用动压或静压滑动轴承作为支承。 (3)滚动轴承的精度 主轴部件所用滚动轴承的精度有高级E、精密级D、特精级C和超精级B。前支承的精度一般比后支承的精度高一级，也可以用相同的精度等级。普通精度的机床通常前支承取C、D级，后支承用D、E级。特高精度的机床前后支承均用B级精度液体静压轴承和动压轴承主要应用在主轴高转速、高回转精度的场合，对于要求更高转速的主轴，可以采用空气静压轴承，这种轴承达每分钟几万转的转速，有非常高的回转精度。 (4)(主轴滚动轴承的预紧

车床主轴箱课程设计12级转速

目录 一、机床总体设计---------------------------------------------------------------------2 1、机床布局--------------------------------------------------------------------------------------------2 2、绘制转速图-----------------------------------------------------------------------------------------4 3、防止各种碰撞和干涉-----------------------------------------------------------------------------5 4、确定带轮直径--------------------------------------------------------------------------------------5 5、验算主轴转速误差--------------------------------------------------------------------------------5 6、绘制传动系统图-----------------------------------------------------------------------------------6 二、估算传动件参数确定其结构尺寸-------------------------------------------7 1、确定传动见件计算转速--------------------------------------------------------------------------7 2、确定主轴支承轴颈尺寸--------------------------------------------------------------------------7 3、估算传动轴直径-----------------------------------------------------------------------------------7 4、估算传动齿轮模数--------------------------------------------------------------------------------8 5、普通V带的选择和计算-------------------------------------------------------------------------8 三、机构设计--------------------------------------------------------------------------10 1、带轮设计-------------------------------------------------------------------------------------------10 2、齿轮块设计----------------------------------------------------------------------------------------10 3、轴承的选择----------------------------------------------------------------------------------------10 4、主轴主件-------------------------------------------------------------------------------------------10 5、操纵机构-------------------------------------------------------------------------------------------10 6、滑系统设计----------------------------------------------------------------------------------------10 7、封装置设计----------------------------------------------------------------------------------------10 8、主轴箱体设计-------------------------------------------------------------------------------------11 9、主轴换向与制动结构设计----------------------------------------------------------------------11 四、传动件验算-----------------------------------------------------------------------11 1、齿轮的验算----------------------------------------------------------------------------------------11 2、传动轴的验算-------------------------------------------------------------------------------------13 五、设计感想--------------------------------------------------------------------------15 六、参考文献--------------------------------------------------------------------------16

最新CA6140普通车床主轴变速箱设计及主轴箱设计说明书汇总

C A6140普通车床主轴变速箱设计及主轴箱 设计说明书

目录 1 绪论 (1) 1.1 课题研究背景及选题意义 (1) 1.1.1课题的背景 (1) 1.1.2课题的目的 (5) 1.2 完成的内容 (5) 2 参数拟定 (6) 2.1 主电机动力参数的确定 (6) 2.2 运动设计 (7) 2.2.1确定主轴极限转速 (7) 2.2.2确定转速范围n R定公比 确定主轴转速数例: (8) 3 传动设计 (8) 3.1 传动方案拟定 (8) 3.1.1传动组和传动副数的确定 (9) 3.2 传动结构式的选择 (10) 3.2.1基本组和扩大组的确定 (10) 3.2.2分配总降速比 (11) 3.3 带轮直径和齿轮齿数的确定及转速图拟定 (12) 3.3.1确定皮带轮动直径 (12) 3.3.2确定齿轮齿数 (13) 3.3.3画出转速图如下[1]： (15) 3.3.4验算转速误差 (15) 3.4 齿轮的计算转速的确定及传动系统的拟定的计算转速 (17) 3.4.1确定各轴和齿轮 (17) 3.4.2由转速图拟定传动系统图 (18)

4 传动件的估算和验算 (19) 4.1齿轮模数的估算和设计 (19) 4.1.1 计算各轴传动的功率 (19) 4.1.2 计算传动轴齿轮模数 (20) 4.1.3 计算各轴之间的中心距 (22) 4.2 三角带传动的计算 (22) 4.2.1计算皮带尺寸[6] (22) 4.3 传动轴的估算和齿轮尺寸的计算 (24) 4.3.1确定各轴的直径 (24) 4.3.2 计算各齿轮的尺寸[6] (25) 5 各部件结构设计 (27) 5.1 皮带轮及齿轮块设计 (27) 5.1.1 皮带及皮带轮的设计 (27) 5.1.2 齿轮及齿轮块设计 (28) 5.2 轴承的选择及箱体设计 (28) 5.2.1各轴承的选择 (28) 5.2.2 主轴及箱体设计 (28) 5.3 密封结构及润滑 (29) 6 主轴组件的验算 (30) 6.1验算主轴轴端的位移a y (30) 6.2 前轴承的转角及寿命的验算 (32) 6.2.1 验算前轴承处的转角Q (32) 6.2.2 验算前支系寿命 (33) 6.3 箱体设计 (34) 总结 (34) 致谢 (36)

数控机床主传动系统及主轴设计.

新疆工程学院机械工程系毕业设计（论文）任务书 学生姓名专业班级机电一体化09-11（1）班设计(论文)题目数控机床主传动系统及主轴设计 接受任务日期2012年2月29日完成任务日期2012年4月9日指导教师指导教师单位机械工程系 设 计(论文)内容目标 培养学生综合应用所学的基本理论，基础知识和基本技能进行科学研究能力的初步训练；培养和提高学生分析问题，解决问题能力。通过毕业设计，使学生对学过的基础理论和专业知识进行一次全面地系统地回顾和总结。通过对具体题目的分析和设计，使理论与实践结合，巩固和发展所学理论知识，掌握正确的思维方法和基本技能。 设计(论文)要求 1．论文格式要正确。 2．题目要求：设计题目尽可能选择与生产、实验室建设等任务相结合的实际题目，完成一个真实的小型课题或大课题中的一个完整的部分。 3．设计要求学生整个课题由学生独立完成。 4．学生在写论文期间至少要和指导老师见面5次以上并且和指导教师随时联系，以便掌握最新论文的书写情况。 论文指导记录 2012年3月1号早上9：30-12：00在教室和XX老师确定题目。2012年3月6日早上10：00-12:00在教室确定论文大纲与大纲审核。2012年3月13日早上10:00-12：00在教室确定论文格式。 2012年3月20日早上9：30-12:00在教室对论文一次修改。 2012年3月27日早上9：30-12:00在教室对论文二次修改。 2012年4月6日早上9：30-12：30在教室对论文三次修改。 2012年4月9日早上9:30-12：00在教室老师对论文进行总评。 参考资料[1]成大先.机械设计手册-轴承[M].化学工业出版社 2004.1 [2]濮良贵纪名刚.机械设计[M].高等教育出版社 2006.5 [3]李晓沛张琳娜赵凤霞. 简明公差标准应用手册[M].上海科学技术出版社 2005.5 [4]文怀兴夏田.数控机床设计实践指南[M].化学工业出版社 2008.1 [5][日]刚野修一(著). 杨晓辉白彦华(译) .机械公式应用手册[M].科学出版社 2004

数控车床主轴箱设计

第一章概述 1.1设计目的 (2) 1.2主轴箱的概述 (2) 第2章主传动的设计 (2) 2.1驱动源的选择 (2) 2.2转速图的拟定 (2) 2.3传动轴的估算 (4) 2.4齿轮模数的估算 (3) 2.5V带的选择 (4) 第3章主轴箱展开图的设计 (7) 3.1各零件结构尺寸的设计 (7) 3.1.1 设计内容和步骤 (7) 3.1.2有关零件结构和尺寸的设计 (7) 3.1.3各轴结构的设计 (9) 3.1.4主轴组件的刚度和刚度损失的计算 (10) 3.1.5轴承的校核 (13) 3.2装配图的设计的概述 (13) 总结 (19) 参考文献 (20)

第一章概述 1-1设计目的 数控机床的课程设计，是在数控机床设计课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过数控机床伺服进给系统的结构设计，使我们在拟定进给传动及变速等的结构方案过程中得到设计构思、方案分析、结构工艺性、CAD制图、设计计算、编写技术文件、查阅技术资料等方面的综合训练，建立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养我们初步的结构设计和计算能力。 1-2 主轴箱的概述 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较，相对来手比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 第二章2主传动设计 2-1驱动源的选择 机床上常用的无级变速机构是直流或交流调速电动机，直流电动机从额定转速nd向上至最高转速nmax是调节磁场电流的方法来调速的，属于恒功率，从额定转速nd向下至最低转速nmin时调节电枢电压的方法来调速的属于恒转矩；交流调速电动机是靠调节供电频率的方法调速。由于交流调速电动机的体积小，转动惯量小，动态响应快，没有电刷，能达到的最高转速比同功率的直流调速电动机高，磨损和故障也少，所以在中小功率领域，交流调速电动机占有较大的优势，鉴于此，本设计选用交流调速电动机。 根据主轴要求的最高转速4000r/min，最大切削功率5kw，选择北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机，最高转速是4500r/min。 2-2 转速图的拟定 根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转速范围Rdp=nmax/nd=3 而主轴要求的恒功率转速范围Rnp=3，远大于交流主轴电动机所能提供的恒功率

数控车床维护保养内容及要求(20210125051802)

数控车床维护保养内容及要求 1 日常保养 1.1定期时间：每班班前、班后。 1.2作业时间：各15分钟内。 1.3班前 1.3.1对机床各重要部位进行检查（液压系统、导轨润滑系统、中央闭式循环系 统、切削水系统是否足够）。 1.3.2擦净机床外露导轨面及滑动面的尘土。 1.3.3空车试运转。 1.4班后 1.4.1抹净操作屏上的油渍。 1.4.2清扫、擦拭机床。 1.4.3清扫铁屑。 1.4.4 各部归位。 2 一级保养 2.1定期时间：每季度一次。 2.2作业时间：4小时内。 2.3外表 2.3.1擦拭机床的外表及罩、盖、附件，达到内外清洁、无锈蚀、无黄袍。 2.3.2检查补齐螺钉、螺母，油杯有无松动。 2.4传动系统、工作台及导轨 2.4.1检查主轴系统及各定位螺钉有无松动。 2.4.2检查工作台及导轨面，去除毛刺。 2.4.3检查各传动机构动作是否正常。 2.4.4检查丝杆、螺母及调整间隙。 2.4.5检查刀架、主轴头及刀库运动是否准确可靠。检查刀眼是否准确可靠。2.5液压、润滑、冷却、气动 2.5.1检查过滤器、冷却泵、冷却箱，要求管路、阀门畅通无泄漏。 2.5.2检查油质、油量、油位是否符合要求。 2.5.3检查液压、气动及润滑、冷却系统，调整工作压力。

2.6电器 2.6.1擦拭电动机及电器箱，达到内外清洁。 263 检查CNC的全部机能是否正常动作。 264检查控制装置及伺服装置内外的外观情况是否良好。 265检查限位装置与接地是否安全可靠。 3 二级保养 3.1定期时间：每年一次。 3.2作业时间：8小时内。 3.3完成一级保养的各项内容（按一级保养要求）。 3.4检查、调整各传动零部件，修复或更换磨损件。 3.5刀架、工作台与导轨 3.5.1检查导轨面，要求无油污、去毛刺、整修伤痕、调整间隙。 3.5.2检查、调整刀架主轴及传动齿轮啮合间隙。 3.5.3检查、调整各零部件，修复更换磨损件。 3.5.4检查、调整平衡装置及安全装置，达到安全可靠。 3.6液压、气动及润滑 3.6.1清洗换油，排除泄漏。 3.6.2检查调整液压、气动及润滑系统，修复或更换磨损件。 3.6.3更换油线、油毡，修复润滑装置，达到油窗清晰、油路畅通、装置安全。 3.7精度 3.7.1检查、调整、修复精度，达到产品工艺要求。 3.8电器 3.8.1检修电器及电器控制系统，拆检电机，达到内外整洁，安全可靠。

车床主轴箱设计_说明书[1]概论

蚌埠学院 课程设计任务书 学院：机械工程与自动化学院 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名：孟清泉学号：51201012025 课程设计题目：金属切削机床课程设计 ——车床主轴箱设计 起迄日期：2015.12.7——2015.12.20 课程设计地点： 指导教师： 系主任：

蚌埠学院机械制造装备设计课程设计任务书 层次：本科专业：2012级机械设计制造与自动化 学生姓名孟清泉学号51201012025 指导教师甘瑞霞 课题类别车床主传动系统设计设计时间2015年12月7日至2015年12月20日月20日课题名称最大加工直径为400mm的普通车床的主轴箱部件设计 一、机械制造装备设计课程设计的主要内容与要求 机械制造专业学生的机械制造装备设计课程设计是其在校学习阶段的一个重要教学环节。通过课程设计的实践，综合地运用装备设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，进一步培养与提高学生分析和解决工程实际问题的机械设计能力，使学生掌握机床主轴箱设计的一般方法和步骤，也能够培养学生的计算能力、绘图能力、文字表述能力、文献检索能力以及综合分析能力，能够使学生的工程意识和技术素质得到显著提高。 （一）原始数据： 主电动机功率3kW，最高转速，最低转速，公比 工件材料：钢铁材料；刀具材料：硬质合金 （二）设计内容 1、运动设计：根据给定的转速范围及公比确定变速级数，绘制结构网、转速图、传动系统图、计算齿轮齿数等参数。 2、动力计算：根据电机功率及转速，确定各传动件的计算转速，对主要零件（如带、齿轮、主轴、传动轴、轴承等）进行计算（初算和验算）。 3、绘制下列图纸： （1）机床主传动系统图（画在说明书上） （2）主轴箱部件展开图及主要剖面图（A0） （3）主轴零件图（A1或A0） 4、编写设计说明书一份（不少于20页）。 二、应收集的资料及主要参考文献 关慧贞，徐文骥编著.机械制造装备设计课程设计指导书.机械工业出版社.2013 陈立德主编.机械制造装备设计课程设计指导书.机械工业出版社.2007 三、进度计划及指导安排 第1周：熟悉课题，收集资料，运动设计、动力设计、绘制主轴箱部件图草图 第2周：主要零件验算、绘制主轴箱部件图、绘制主轴零件图 整理资料，编写设计说明书，准备答辩 任务书审定日期年月日指导教师（签字） 任务书下达日期年月日学生（签字）

车床主轴箱设计(我参考的)

普通车床主轴箱设计第 1 页共 68 页 安徽建筑工业学院 安徽建筑工业学院安徽建筑工业学院 安徽建筑工业学院 毕业设计 (论文) 专 专专 专 业 业业 业 机械设计制造及其自动化 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 班 班班 班 级 级级 级 05

05机械 机械机械 机械(4) (4)(4) (4)班 班班 班 学生姓名 学生姓名学生姓名 学生姓名 夏遵超 夏遵超夏遵超 夏遵超 学 学学 学 号 号号 号 05210010428 05210010428 05210010428 05210010428 课 课课 课

题题 题 车床主轴箱设计 车床主轴箱设计车床主轴箱设计 车床主轴箱设计 指导教师 指导教师指导教师 指导教师 魏常武 魏常武魏常武 魏常武 普通车床主轴箱设计第 2 页共 68 页 2009 2009 2009 2009 年 年年 年 6 6 6 6 月 月月 月 1

1 日 日日 日普通车床主轴箱设计第 3 页共 68 页摘要 摘要摘要 摘要 普通中型车床主轴箱设计 普通中型车床主轴箱设计普通中型车床主轴箱设计 普通中型车床主轴箱设计 普通中型车床主轴箱设计，主要包括三方面的设计，即：根据设计题目所给 定的机床用途、规格、主轴极限转速、转速数列公比或级数，确定其他有关运动 参数，选定主轴各级转速值；通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构 网，拟定转速图；确定齿轮齿数及带轮直径；绘制传动系统图。其次，根据机床 类型和电动机功率，确定主轴及各传动件的计算转速，初定传动轴直径、齿轮模 数，确定传动带型号及根数，摩擦片尺寸及数目；装配草图完成后要验算传动件 （传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的刚度、强度或寿命。最后，完成运动设计 和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计主轴变速箱装配图及零件图， 侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与密封、传动轴及滑移 齿轮零件的设计。 【关键词】车床、主轴箱、变速系统、主轴组件。 普通车床主轴箱设计第 4 页共 68 页目录 目录目录 目录目录 目录目录 目录.............................................................................. .. (4) 1、 、、 、绪论 绪论绪论 绪论.............................................................................. .. (6) 2． ．． ．设计计算 设计计算设计计算 设计计算 .............................................................................

CA6140机床主轴箱的设计12

调研报告 大学四年的学习生活即将结束，大学学习生活中的最后一个环节也是最重要一个环节——毕业设计，是对所学知识和技能的综合运用和检验。 本人的毕业设计课题是对CA6140车床主轴箱的设计，其内容包括：总体方案的确定和验证、机械部分的设计计算（伺服进给机构设计、自动转位刀架的选择或设计、编码盘安装部分的结构设计）、主运动自动变速原理等。对普通车床主轴箱的设计符合我国国情，即适合我国目前的经济水平、教育水平和生产水平，又是国内许多企业提高生产设备自动化水平和精密程度的主要途径，在我国有着广阔的市场。从另一个角度来说，该设计既有机床结构方面内容，又有机加工方面内容，有利于将大学所学的知识进行综合运用。虽然设计者未曾系统的学习过机床设计的课程，但通过该设计拓宽了知识面，增强了实践能力，对普通机床和数控机床都有了进一步的了解。 毕业设计作为我们在大学校园里的最后一堂课、最后一项测试，它既是一次锻炼，也是一次检验，在整个设计过程中，我获益匪浅。在此，我要衷心感谢刘老师对我的关心和细致指导。 由于毕业设计是我的第一次综合性设计，无论是设计本人的纰漏还是经验上的缺乏都难免导致设计的一些失误和不足，在此，恳请老师和同学们给以指正。

摘要 作为主要的车削加工机床，CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中，本设计主要针对CA6140机床的主轴箱进行设计，设计的内容主要有机床主要参数的确定，传动方案和传动系统图的拟定，对主要零件进行了计算和验算，利用三维画图软件进行了零件的设计和处理。 关键词：CA6140机床主轴箱零件传动

目录第一章引言 第二章机床的规格和用途 第三章机床主要参数的确定 第四章传动放案和传动系统图的拟定第五章主要设计零件的计算和验算 第六章结论 第七章致谢 第八章参考资料编目

主轴箱设计说明书(张廷雄)

目录 1.概述 (2) 1.1机床课程设计的目的 (2) 1.2车床的规格系列和用处 (2) 1.3 操作性能要求 (2) 2.参数的拟定 (2) 2.1 确定极限转速 (2) 2.2 主电机选择 (3) 3.传动设计 (3) 3.1 主传动方案拟定 (3) 3.2 传动结构式的选择 (3) 3.3转速图的拟定 (4) 4. 传动件的估算 (5) 4.1 V带传动的计算 (5) 4.2 传动轴的估算 (7) 4.3 齿轮齿数的确定和模数的计算 (8) 4.4 带轮结构设计................................................................................. 错误!未定义书签。 4.5 片式摩擦离合器的选择和计算 (12) 5. 动力设计 (13) 5.1主轴刚度验算 (13) 5.2 齿轮校验 (15) 5.3轴承的校验 (16) 6.结构设计及说明 (17) 6.1 结构设计的内容、技术要求和方案 (17) 6.2 展开图及其布置 (17) 6.3 I轴（输入轴）的设计 (17) 6.4 齿轮块设计 (18) 6.5 传动轴的设计 (19) 6.6 主轴组件设计 (20) 7.总结 (22) 8.参考文献 (22)

1.概述 1.1机床课程设计的目的 机床课程设计，是在金属切削机床课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。 1.2车床的规格系列和用处 普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。本次设计的是普通型车床主轴变速箱。主要用于加工回转体零件。 1.3 操作性能要求 1）具有皮带轮卸荷装置； 2）手动操纵双向摩擦片离合器实现主轴的正反转及停止运动要求； 3）主轴的变速由变速手柄完成（只画出操纵手柄在床头箱外部的位置及操纵手柄在床头箱上连接固定方式）； 4）床头箱的外型尺寸、与床头床身的联接要求参照C618K-I 车床的床头箱。 2.参数的拟定 2.1 确定极限转速 n R n n =min max ，1-=z n R ? 又∵?=1.41∴ 得n R =43.79 取 n R =44； m in n =max n /n R =1800/43.79r/min=40r/min ， 根据《金属切削机床》表7-1，

数控车床主轴箱设计

数控车床主轴箱设计 一、设计题目 Φ400 毫米数控车床主轴箱设计。主轴最高转速4000r/min，最低转速30r/min，计算转速150r/min，最大切削功率5.5kw。采用交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min，最高转速4500r/min。 二、主轴箱的结构及作用 主轴箱是机床的重要的部件，是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。 主轴箱采用多级齿轮传动，通过一定的传动系统，经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴，最后把运动传到主轴上，使主轴获得规定的转速和方向。 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 三、主传动系设计 机床主传动系因机床的类型，性能，规格尺寸等基本因素的不同，应满足的要求也不一样。再设计时结合具体机床进行具体分析，一般应满足下属基本要求： 1）满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动性能能，如机床的主轴有足够的转速范围和转速级数。传动系设计合理，操纵方便灵活、迅速、安全可靠等。 2）满足机床传递动力要求。主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和转矩，具有较高的传动效率。 3）满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件要有足够的刚度、精度、和抗振性，热变形特性稳定。 4）满足产品设计经济性的要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以节省材料，降低成本。 5）调整维修方便，结构简单、合理、便于加工和装配。防护性能好，使

用寿命长。 四、主传动系传动方式 由题目知，我们设计的主轴箱传动方式为交流电动机驱动、机械传动装置的无级变速传动。再者，本题目中对精度要求一般，因此选用集中传动方式。另外主轴箱结构设计只需达到结构紧凑，便于集中操作，安装调整方便即可。 五、电动机的选择 按驱动主传动的电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。交流电动机驱动中又可分单速交流电动机或调速交流电动机驱动。调速交流电动机又有多速交流电动机和无级调速交流电动机驱动。无级调速交流电动机通常采用变频调速的原理。 根据设计要求采用交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min 。选用FANUC-S 系列8s 型交流主轴电动机。 六、 计算过程 主轴最高转速4000r/min ，最低转速30r/min ，计算转速150r/min ，最大切削功率5.5kw ； 交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min ； 主轴要求的恒功率调速范围max 4000 26.7150 nN i n R n === 电动机的调速范围450031500dN R = = 在设计数控机床主传动时，必须要考虑电动机与机床主轴功率特性匹配问题。由于主轴要求的恒功率变速范围远大于电动机恒功率变速范围，所以在电动机与主轴之间串联一个分级变速箱，以扩大其功率变速范围，满足低速大功率切削时对电动机的输出功率的要求。 根据以上分析，选择交流电动机的型号为： 若取3 f dN R ?==， 则可得到变速箱的变速级数99 .2lg /lg ==f nN R Z ψ 所以，Z 可近似取为3，此处我们分别对Z=2、3、4三种情况进行研究，比较。 1） Z=3

机床主轴箱设计说明书

一、设计目的 通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。 二、设计步骤 1.运动设计 1.1已知条件 [1]确定转速范围：主轴最小转速mi r n /5.31min =。 [2]确定公比：41.1=? [3]转速级数：12=z [4]主电机KW N 5.7= [5] min /1450r n = 1.2运动设计与计算 1.1计算主轴各级转速 1 lg lg += φ Rn Z 6412 .141.1lg )112(lg )1(lg =?-=?-=∴φZ Rn 故Rn =43.77 n 1=n min =31.5 查表取标准值 min /5.311r n = n 2= φ?1 n =415.4441.15.31=? 查表取标准值 min /452r n = n 3=?1 n φ2=31.5*1.412=62.625 查表取标准值 min /633r n =

n 4=?1 n φ3=31.5*1.413 =88.30 查表取标准值 min /904r n = n 5=?1 n φ4=31.5*1.414=124.50 查表取标准值 min /1255r n = n 6=?1 n φ5 =31.5*1.415 =175.55 查表取标准值 min /1806r n = n 7=?1 n φ6=31.5*1.416=247.53 查表取标准值 min /2507r n = n 8=?1 n φ7 =31.5*1.417 =349.01 查表取标准值 min /3558r n = n 9=?1 n φ8=31.5*1.418 =492.11 查表取标准值 min /50010 r n = n 10=?1 n φ9=31.5*1.419 =693.88 查表取标准值 min /71010r n = n 11=?1 n φ10=31.5*1.41 10 =978.37 查表取标准值 min /100011 r n = n 12=?1 n φ11=31.5*1.41 11 =1379.50 查表取标准值 min /140012 r n = 1.2结构分析式 1) 63122312??= 7) 61323212??= 13) 16332212??= 2) 36122312??= 8) 31623212??= 14) 13632212??= 3) 21422312??= 9) 12623212??= 15) 41232212??= 4) 61222312??= 10) 14223212??= 16) 21632212??= 5) 12422312??= 11) 62123212??= 17) 42132212??= 6) 61222312??= 12) 24123212??= 18) 26132212??= ①考虑到卧式车床主轴传动系统Ⅰ轴上通常采用双向摩擦片离合器进行停车和变相向，且它又占了较长的轴向位置，为了使轴Ⅰ不致过长，由此轴Ⅰ-Ⅱ间只安排了两级变速组，这样式1）—6）即23212??=六个结构式不适合； ②根据各变速组应按“前多后少”的原则（即级数“前多后少”原则， Pc Pb Pa ≥≥）这样上式13）—18)即32212??=不合适； ③又根据转速扩大顺序应尽可能与传动顺序一致（或射线应按“前密后疏”原则 x 0