1． 机床主要技术参数：
（1） 尺寸参数：
床身上最大回转直径： 400mm 刀架上的最大回转直径： 200mm 主轴通孔直径： 40mm 主轴前锥孔： 莫式6号 最大加工工件长度： 1000mm
（2） 运动参数：
根据工况，确定主轴最高转速有采用YT15硬质合金刀车削碳钢工件获得，主轴最低转速有采用W 16Cr 4V 高速钢刀车削铸铁件获得。 n max =
min
1000max d v π= 23.8r/min n min = max min
1000d v π =1214r/min
根据标准数列数值表，选择机床的最高转速为1180r/min ，最低转速为26.5/min 公比ϕ取1.41，转速级数Z=12。
（3） 动力参数：
电动机功率4KW 选用Y112M-4型电动机
2． 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。 3． 主传动系统运动设计：
（1） 拟订结构式：
1） 确定变速组传动副数目：
实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合： A ．12=3*4 B. 12=4*3 C 。12=3*2*2 D ．12=2*3*2 E 。12=2*2*3
方案A 、B 可节省一根传动轴。但是，其中一个传动组内有四个变速传动副，增大了该轴的轴向尺寸。这种方案不宜采用。
根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，方案C 是可取的。但是，由
于主轴换向采用双向离合器结构，致使Ⅰ轴尺寸加大，此方案也不宜采用，而应选用方案D
2）确定变速组扩大顺序：
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：A．12=21*32*26B。12=21*34*22
C．12 =23*31*26D。12=26*31*23
E．22*34*21F。12=26*32*21
根据级比指数非陪要“前疏后密”的原则，应选用第一种方案。然而，对于所设计的机构，将会出现两个问题：
①第一变速组采用降速传动（图1a）时，由于摩擦离合器径向结构尺寸限制，
使得Ⅰ轴上的齿轮直径不能太小，Ⅱ轴上的齿轮则会成倍增大。这样，不仅使Ⅰ-Ⅱ轴间中心距加大，而且Ⅱ-Ⅲ轴间的中心距也会加大，从而使整个传动系统结构尺寸增大。这种传动不宜采用。
②如果第一变速组采用升速传动（图1b），则Ⅰ轴至主轴间的降速传动只能由
后两个变速组承担。为了避免出现降速比小于允许的极限值，常常需要增加一个定比降速传动组，使系统结构复杂。这种传动也不是理想的。
如果采用方案C，即12 =23*31*26，则可解决上述存在的问题（见图1c）。其结构网如图2所示。
（2） 绘制转速图：
1） 验算传动组变速范围：
第二扩大组的变速范围是R 2 = 6ϕ=8，
符合设计原则要求。 2） 分配降速比：
该车床主轴传动系统共设有四个传动组，其中有一个是带传动。根据降速比分配应“前慢后快”的原则及摩擦离合器的工作速度要求，确定各传动组最小传动比。
U=
E
n n min = 11805.26 = 5.441
111ϕ =
05.21ϕ21ϕ31ϕ4
1
ϕ
3） 绘制转速图：（见附图1） （3） 确定齿轮齿数：
利用查表法求出各传动组齿轮齿数如下表：
传动过程中，会采用三联滑移齿轮，为避免齿轮滑移中的干涉，三联滑移齿轮
中最大和次大齿轮之间的齿数差应大于4。所选齿轮的齿数符合设计要求。
（4） 验算主轴转速误差：
主轴各级实际转速值用下式计算： n = n E *
2
1
d d (1-ε)u 1 u 2 u 3 式中 u 1 u 2 u 3 分别为第一、第二、第三变速组齿轮传动比。 ε取0.05
转速误差用主轴实际转速与标准转速相对误差的绝对值表示：
△ n = | ''
n
n n -|≤10（Φ-1）%
其中'
n 主轴标准转速
转速误差表
转速误差满足要求。
（5） 绘制传动系统图：（见附图2） 4． 估算传动件参数，确定其结构尺寸：
（1） 确定传动件计算转速：
1） 主轴：
主轴计算转速是第一个三分之一转速范围内的最高一级转速，即 n j = n min 13
-Z
ϕ
=74.3r/min 即n 4=75r/min;
2） 各传动轴：
轴Ⅲ可从主轴为75r/min 按72/18的传动副找上去，似应为300r/min 。但
是由于轴Ⅲ上的最低转速106r/min 经传动组C 可使主轴得到26.5r/min 和212r/min 两种转速。212r/min 要传递全部功率，所以轴Ⅲ的计算转速应为106r/min 。轴Ⅱ的计算转速可按传动副B 推上去，得300r/min 。 3） 各齿轮：
传动组C 中，18/72只需计算z =18 的齿轮，计算转速为300r/min ；60/30的只需计算z = 30 的齿轮，计算转速为212r/min 。这两个齿轮哪个的应力更大一些，较难判断。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 中应计算z =19的齿轮，计算转速为300r/min 。传动组A 中，应计算z = 24的齿轮，计算转速为600r/min 。
（2） 确定主轴支承轴颈直径：
参考《金属切削机床课程设计指导书》表2，取通用机床钢质主轴前轴颈直径D 1 = 80mm ，后轴颈直径D 2 = （0.7～0.85）D 1，取D 2 = 65 mm ，主轴内孔直径d = 0.1 D max ±10 mm ，其中D max 为最大加工直径。取d = 40mm 。
（3） 估算传动轴直径：（忽略各传动功率损失）
按扭转刚度初步计算传动轴直径： d = 4
]
[91
ϕj n N
式中d —— 传动轴直径； N —— 该轴传递功率（KW ）； j n ——该轴计算转速（r/min ）； [ϕ]—— 该轴每米长度允许扭转角 这些轴都是一般传动轴，取[ϕ]=10/m 。
代入以上计算转速的值，计算各传动轴的直径： Ⅰ轴：d 1 = 26mm ； Ⅱ轴：d 2 = 31mm ； Ⅲ轴：d 3 = 40mm ；
（4） 估算传动齿模数：（忽略各传动功率损失）
参考《金属切削机床课程设计指导书》中齿轮模数的初步计算公式初定齿轮的模数：
