最大加工直径为400mm的普通车床的主轴箱部件设计
系名：机电工程学院
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年月
第一章绪论
第2章传动方案的拟定及说明
2.1车床的规格系列和用处
2.2操作性能要求
2.3.2 主轴级数的拟定
2.3 变速结构的设计
3、主电机功率——动力参数的确定
2.3.3 确定变速组及各变速组中变速副的数目
2.3.4 结构网的拟定
2.3.6 确定各变速组变速副齿数
1）确定齿轮齿数
3.1 结构设计的内容、技术要求和方案
第4章传动件的设计
4.1 带轮的设计区别看看机设p163
4.2 传动轴的直径估算
4.2.1 确定各轴转速
4.2.1 确定各轴转速
5.4 齿轮的布置
4.2.2传动轴直径的估算4.2.3 键的选择4.3各变速组齿轮规格的确定(好好查查机械设计手册)
4.3.2 齿宽的确定
4.4 带轮结构设计
4.5 各轴轴承的选用
4.1片式摩擦离合器的选择
1、摩擦离合器上扭矩的计算
3 计算轴向压力Q
第5章主轴组件的设计
5.1 主轴的基本尺寸确定
5.1.1 外径尺寸D
5.1.2 主轴孔径d
5.1.3 主轴悬伸量a
5.1.4 支撑跨距L
5.1.5 主轴最佳跨距0L的确定
5.2 主轴的验算
5.2.1 主轴组件弯曲刚度的验算
5.2.2 主轴组件扭转刚度的验算
5.2.3 主轴轴承寿命的验算
7）主轴材料与热处理
6）头部尺寸的选择
第6章箱体与润滑的设计
6.1 箱体的设计
6.2 润滑与密封 6.3 其他
目录
第一章车床参数的拟定 车床主参数和基本参数
运动设计
传动结构式、结构网的学选择确定
第2章 传动方案的拟定及说明 2.1车床的规格系列和用处
普通机床的规格和类型有系列型号作为设计时应该遵照的基础。因此，对这些基本知识和数据作些简要介绍。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。
表1.1 车床的主参数（规格尺寸）和基本参数表
2.2操作性能要求
1）具有皮带轮卸荷装置
2）手动操纵双向片式摩擦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 2.3 变速结构的设计
变速方案有多种，变速型式更是众多，比如：变速型式上有集中变速，分离变速；扩大变速范围可用增加变速组数，也可采用背轮结构、分支变速等型式；变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。
显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。此次设计中，我们采用分离变速型式的主轴变速箱。
2.3.2 主轴级数的拟定
由设计任务已知：机床主轴
极限转速为： min 45、min 2000min max r n r n ==
公比： 41.1=?
考虑到设计的结构复杂程度要适中，故采用常规的扩大传动分级变速，并选取级数z=12,设其转速公比为?。则由式：
1
min
max -==
z n n n R ? （1）
现以?= 1.41代入上式：
1
41.144452000
min
max -===
=
z n n n R
得： Z=12 因为：606.141
.1=查表（机制）表2-4，首先找到45，然后每跳过5个数
取一个数，即可得到公比为1.41的数列：45、63、90、125、180、250、355、500、710、
1000、1400、2000共12级转速。
综合上述可得：主传动部件的运动参数
m a x
n =2000min r min n =45min r Z=12 ?=1.41
3、主电机功率——动力参数的确定
合理地确定电机功率N ，使机床既能充分发挥其性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。
选择电动机的原则有两点：
①考虑电动机的主要性能（启动、超载及调速等）、额定功率大小、额定转速及结构型式等方面要满足生产机械的要求。
②在以上前提下优先选用结构简单、运行可靠、维护方便又价格合理的电动机。
中型普通车床典型重切削条件下的用量
刀具材料：硬质合金YT15（采用车刀具，可转位外圆车刀） 刀杆尺寸：16mm ?25mm b σ=0.588GPa 刀具几何参数：
0γ=10o ，s
λ=-10o ，r κ=75o ， r ε=0.5mm 。
工件材料：钢铁材料（取热轧45号钢）
切削方式：车削外圆 表面粗糙度：a
R =3.2mm
查表可知(切削用量参考表、硬质合金外圆车刀切削速度参考值表)
：背吃刀量a p =4mm 进给量f(s)=0.3mm/r 切削速度V=100m/min(1.67m/s) 功率估算法用的计算公式 机床功率的计算，
主切削力的计算 主切削力的计算公式及有关参数：
=9.81??270?4?0.750.3?()0.15
100-?0.92?0.95
=1620（N ） 切削功率的计算
c P =c F ?c v ?3
10-=1620?1.67?310-=2.705（kW ）
依照一般情况，取机床变速效率η=0.8.
Z P =
=3.38(kW)
根据《机械设计师手册》Y 系列（IP44）封闭式三相异步电动机技术数据表，该系列电动机为一般用途全封闭自扇冷式笼型异步电动机，具有防尘埃、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，B 级绝缘，工业环境温度不超过+40℃，相对湿度不超过95%，海拔高度不超过1000m ，额定电压380V ，频率50Hz 。适用于无特殊要求的机械上，如机床，泵，风机，搅拌机，运输机，农业机械等。我们选取Y112M-4型三相异步电动机，额定功4kW,满载转速1440min r ，额定转矩2.3，品质47kg 。
2.3.3 确定变速组及各变速组中变速副的数目
级数为Z 的主变速系统由若干个顺序的变速组组成，各变速组分别有1Z 、2Z ……个变速副。即
321Z Z Z Z =
变速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：
b a Z 3?2= ，实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副的组合:
1) 12=3×4 2) 12=4×3 3) 12=3×2×2 4) 12=2×3×2 5) 12=2×2×3
12级转速变速系统的变速组，选择变速组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能，应该遵守以下四个原则： （1）传动副前多后少原则
（2）传动顺序与扩大顺序相一致的原则
（3）变速组的降速要前快后慢，中间轴的转速不宜超过电动机的转速 （4）转速图中传动比的分配
以上原则，还需根据具体情况加以灵活运用。 分析：
1） 和方案2)可省掉一根轴。但有一个传动组有四个传动副。若用一个四联滑移齿轮，则将
大大增加其轴向尺寸；若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。将使得结构比较复杂。故在此不予采用。
2） 按照传动副“前多后少”的原则选择Z=3×2×2这一方案，但主轴换向采用双向片式摩
擦离合器结构，致使Ⅰ轴的轴向尺寸过大，所以此方案不宜采用，加之主轴对加工精度、表面粗超度的影响最大。因此在主轴的传动副不宜太多，故方案5）亦不采用。而应先择12=2×3×2。
3）方案4，因为I 轴上装有双向摩擦片式离合器M ，轴向尺寸较长，为使结构紧凑第一变速组采用了双联齿轮，而不是按照前多后少的原则，采用三个传动副。 设计车床主变速传动系时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，一般限制降速最小传动比4/1min 主≥u ；为避免扩大传动误差，减少振动噪声，一般限制直齿圆柱齿轮最大升速比2max 主≤u 。斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取5.2max 主≤u 。因此在主变速链任一变速组的最大变速范围())10~8(25.0)5.2~2(min 主max
主max 主≤≤=
u u
R 。
在设计时必须保证中间变速轴的变速范围最小。 综上所述：方案采用12=2x3x2 2.3.4 结构网的拟定
由上选择的结构式12=23×31×26 ,画其结构图如下：
图2.1结构网
2.3.4 结构式的拟定
（1） 选择Y112M-4型三相异步电动机。 （2） 分配总降速变速比 总降速变速比
（3）主轴转速
45r/min 、
41.1=?、z = 12 45、63、90、125、180、250、355、500、710、
1000、1400、2000共12级转速
在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按变速顺序依次设为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（主轴）。Ⅰ与
Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ、Ⅲ与Ⅳ轴之间的变速组分别设为a 、b 、c 。现由Ⅳ（主轴）开始，确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的转速：
1先来确定Ⅲ轴的转速
变速组c 的变速范围为
]10,8[841.1max 66∈===R ?，结合结构式，
Ⅲ轴的转速只有一种可能：，
710、500、355、250、180、125 r/min 。 2确定轴Ⅱ的转速
变速组b 的级比指数为1，决定其余变速组的最小传动比根据“前慢后快”的原则。
,
轴Ⅱ的转速确定为：500、1400 r/min 。 ③确定轴Ⅰ的转速
对于轴Ⅰ，其级比指数为3,可得
确定轴Ⅰ转速为1000r/min 。 2.3.6 确定各变速组变速副齿数
齿轮齿数的确定必须在保证转速在允许误差范围的前提下，对于闭式传动尽量符合减少模数、增加齿数的选定最小齿数的原则，同时又应考虑到使齿轮结构尺寸紧凑，经过权衡、分析计算最后确定出较为合理的齿数。
齿数是按各个变速组分别进行计算确定的。根据转速图中各个传动副的传动比来确定齿数等
可用计算法或查表确定齿轮齿数，后者更为简便，此处我们采用查表法。根据要求的传动比u 和初步定出的传动副齿数和Z
S ，查表即可求出小齿轮齿数。
选择时应考虑：
1.传动组小齿轮应保证不产生根切。对于标准齿轮，其最小齿数[]
min min Z Z ≥=17
2.齿轮的齿数和
Z
S 不能太大，以免齿轮尺寸过大而引起机床结构增大，一般推荐齿数和
Z
S
≤100-120，常选用在100之内。
3.同一变速组中的各对齿轮，其中心距必须保证相等。
4.保证强度和防止热处理变形过大，齿轮齿根圆到键槽的壁厚
5. 保证主轴的转速误差在规定的范围之内。
图2.3 齿轮的壁厚
1）确定齿轮齿数
1. 用计算法确定第一个变速组中各齿轮的齿数
zi i i S Z Z =+' i i i Z Z μ='
其中：
i
Z —主动齿轮的齿数 '
i Z —被动齿轮的齿数
i μ—对齿轮的传动比
Z S —对齿轮的齿数和
为了保证不产生根切以及保证最小齿轮装到轴上或套筒上具有足够的强度，最小齿轮必然是在降速比最大的传动副上出现。
、
满足以上条件的
Z
S =84、87、89、90、92、97、101、102……
且齿根圆直径应大于摩擦离合器外片外径，即大于90mm 。故把Z 1的齿数取大些。取Z 1=40则
'1Z =122
14040801/11.41Z u φ===
齿数和
Z
S =Z 1+Z 1'=40+80=120
同样根据公式: 22'120Z S Z Z =+=
Z 2 = 70
'2Z =50
2. 用查表法确定第二变速组的齿数 1） 首先第二变速组u 1、u 2、u 3中各传动比：
、
、
能同时满足三个传动比要求的齿数和有
Z
S =84、87、92、102、104、107、108、110、111、114、115、118、119
2） 确定合理的齿数和，为了使主轴箱轴向尺寸不宜太大，故选取较小的最小齿轮齿数，在以上同时满足三个传动比的齿数和中，选取最小齿轮齿数为24，则对应的齿数和为
Z
S =84。
3） 依次可以查得各传动比对应的最小齿轮齿数为：
373024543===Z Z Z 、、
4) 确定第三变速组u 1、u 2中各传动比u 1=95.3114
=?、
98.122==?μ选取齿数和为101，在同时满足两个传动比的齿数和中，选取小齿轮的齿数为18、30
同理可得其它的齿轮如下表所示：
表2.4 各传动组的最小齿轮齿数和齿数和
2.3.7 绘制变速系统图
根据轴数，齿轮副，电动机等已知条件可有如下系统图：采用分离式结构
第3章 传动结构设计
3.1 结构设计的内容、技术要求和方案 由转速图确定各轴及各齿轮计算转速
计算转速是指主轴或各传动件传递全功率时的最低转速。由《金属切削机床》表8—2可查得主轴的计算转速
1min 3
-=z n n j ?
为从主轴最低转速算起，第一个
31转速范围内的最高一级转速，即为min 1254r n =。Ⅲ
轴的计算转速为
min
1803j r n =、Ⅱ轴的计算转速为
min
5002r n j =、Ⅰ轴的计算转速为
min
10001r n j =
各传动齿轮的计算转速如下表：
表2.3 齿轮的计算转速
第4章 传动件的设计
4.1 带轮的设计 区别看看 机设p163
带传动是一种挠性传动，具有结构简单、传动平稳、价格低廉和缓冲吸振等特点，在近代机械中广泛应用。电动机转速n=1440r/min,传递功率P=4kW,传动比i=1.41，每天8小时，工作年数10年。
(1)确定计算功率ca P P K P A ca =
（式中ca P
为v 带计算功率，kW 、A K 为工作情况系数、P 为电动机额定功率）
查《机械设计》，由表8-7查的工作情况系数1.1 则
1.14 4.4ca A P K P kW ==?=（小轮转速（即电机轴转速）为1440min r 查《机械设计》
图8-10）
（2）选择V 带的带型 根据
ca
P 、n ，由《机械设计》图8-10，选用A 型普通V 带。
(3)确定带轮的基准直径d d 并验算带速v 。
带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。为提高带的寿命，小带轮的直径1d d 不宜过小，即
()11min d d d d ≥。
1） 初选小带轮的基准直径1d d 。
根据《普通V 带轮的基准直径系列》取主动小带轮基准直径190d d mm =。 由公式
2)、验算带速度v ， 按公式验算带的速度
11
3.14901440
6.78601000
601000
d d n m v s π??=
=
=??
∵s m v s m 305<<，故带速合适。 3）计算大带轮的基准直径
()12
12
1d d n
d d n ε=- 1
21/290(10.02)176.4d d mm =??-=
式中：
1n -小带轮转速，2n -大带轮转速，ε-带的滑动系数，一般取0.02。
根据《普通V 带轮的基准直径系列》圆整为180
mm 。
(4)确定V 带的中心距a 和基准长度d L
带轮的中心距，通常根据机床的总体布局初步选定，一般可在下列范围内选取： 根据经验公式
1）120120.7()2()d d d d d d a d d +≤≤+
取00.7(90180)2(90180)a ?+≤≤?+取0500a mm =。 2）由计算带轮的基准长度公式：
()
()2
2
100120
22
4d d d d d d d L a d d a π
-≈+
++
()023.14(18090)
250090180
1428m m 24500
d L -?+?++=?≈
由表8-2选带的基准长度 1400d L mm =
3)确定实际中心距
001400142850051452022d d L L a a mm --≈+
=+=≈
中心距的变化
min max 0.0155200.01514004990.035200.031400562d d a a L mm
a a L mm
=-=-?==+=+?=
故范围为499562mm (5)、验算三角带的挠曲次数
100010002 6.789.50401428mv L μ??=
==≤次，故能满足要求。
(6)、验算小带轮上的包角1α 根据公式
2111809018057.318057.3170120520
d d d d a α?
???--≈-??=-?=≥
(7)、确定三角带根数Z
1）计算单根V 带的额定功率Pr 由
190d d =和11440n =，查表8-4a 得0 1.064P =
根据
11440n =，2i =和A 型带，查表4-8b 得00.169P kW ?=
查表8-5得
0.980K α=，表8-2得0.960L K =，于是
00()(1.0640.169)0.9800.960 1.16r L P P P K K kW kW α=+???=+??=
2） 计算V 带根数z
4.4
3.791.16ca r P z P =
==
Z 故取4根
(8)计算单根V 带的初拉力的最小值0min ()F
查表8-3的A 型带《V 带单位长度质量》得，q=0.10kg/m
由公式：
220min 2.5 4.4(2.50.98)()500
()5000.1 6.78105.36.7850.98
ca p K F qv N vZ K αα--=+=??+?=? 其中：
ca
p -带的变速功率,KW ；
v-带速,m/s ；
q-每米带的品质，kg/m ；取q=0.1kg/m 。 v = 1440r/min = 9.42m/s 。 （9）计算作用在轴上的压轴力p F
压轴力的最小值为
1
min
0min 170()2()sin 24105.3sin 839.222
o
p F z F N α==???=
4.2 传动轴的直径估算
传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度的要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不失是主要矛盾，除了载荷很大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求保证轴在载荷下不至发生过大的变形。因此，必须保证传动轴有足够的刚度。 4.2.1 确定各轴转速 ⑴、确定主轴计算转速：
由转速图确定各轴及各齿轮计算转速
计算转速是指主轴或各传动件传递全功率时的最低转速。由《金属切削机床》表8—2可查得主轴的计算转速
1min 3
-=z n n j ?
为从主轴最低转速算起，第一个
1转速范围内的最高一级转速，即为min 1254r n =。
Ⅲ轴的计算转速为
min
1803j r n =
Ⅱ轴的计算转速为min
5002r n j = Ⅰ轴的计算转速为
min
10001r n j =
各传动齿轮的计算转速如下表： 表2.3 齿轮的计算转速
验算主轴转速误差
由于确定的齿轮齿数所得的实际转速与传动设计的理论转速难以完全相符，需要验算主轴各级转速，最大误差不得超过±10(ψ-1)%。 主轴各级实际转速值用下式计算
d 1234
n n (1)u u u u ε=?-????实
其中：
ε—滑移系数=2%ε
u 1、 u 2 、u 3 、u 4分别为各级的传动比
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
100%10(1)%n n n n ?-?=
?≤±-理论
实际理论
()90502218144012%44.7/min
180706272n r ????????
?=?-????= ? ? ? ?????????实
44.745
100%0.7% 4.1%45n -?=
?=<
同样其他的实际转速及转速误差如下:
表2.5各级传动组的转速误差
故转速误差满足要求。
5.4 齿轮的布置
为了使变速箱结构紧凑以及考虑主轴适当的支承距离和散热条件，其齿轮的布置如下图2.4所示。
图2.4齿轮结构的布置
4.2.2传动轴直径的估算：确定各轴最小直径 机造p106
根据轴的最小直径公式，[]
mm n P d j 4
91?≥，并查表表3.2
对于一般的传动轴，取][?=1.1。取估算的传动轴长度为1000mm 。
①Ⅰ轴的直径：取min
/710,96.011r n j ==η
24.1d mm ≥==，圆整为
②Ⅱ轴的直径：取min /355,922.099.099.098.0212r n j ==???=ηη
91
28.37d mm ≥==,圆整为
③Ⅲ轴的直径：取min /125,89.099.098.0323r n j ==??=ηη
36.50d mm ≥== ,圆整为
其中：P-电动机额定功率（kW ）；
η-从电机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积；
j n -该传动轴的计算转速（min r ）； []?-传动轴允许的扭转角（m ）。
4.2.3 键的选择
查《普通平键和普通楔键的主要尺寸》选择轴I 上的键，根据轴的直径
30~22>d ，键的尺寸选择78??取键高键宽h b ，键的长度L 取22。主轴处键
的选择同上，键的尺寸为1628??取键高键宽h b ，键的长度L 取100。 采用花键轴结构，即将估算的传动轴直径d 减小7%为花键轴的直径，在选相近的标准花键。
'1d =25×0.93=23.25 '2d =32×0.93=29.8
'
3d =38×0.93=35.24
查表可以选取花键的型号其尺寸(114487)N d D b GB ???-分别为
1:621255d ???
2:626326d ??? 3:832386d ???
4.3各变速组齿轮规格的确定(好好查查机械设计手册)
4.3.1 齿轮模数的确定：
齿轮模数的估算。通常同一变速组内的齿轮取相同的模数，如齿轮材料相同时，选择负荷最重的小齿轮，根据齿面接触疲劳强度和齿轮弯曲疲劳强度条件进行估算模数H m 和F m ，并按其中较大者选取相近的标准模数，为简化工艺变速传动系统内各变速组的齿轮模数最好一
样，通常不超过2～3种模数。
先计算最小齿数齿轮的模数，齿轮选用直齿圆柱齿轮,齿轮精度选用7级精度，选择小齿轮材料为40C r (合金铸钢调质)，硬度为280HBS ：（一对轴承的传递效率为0.98-0.99，齿轮传动效率为0.98-0.99，此处去轴承位） 根据《机械设计手册》有公式：
①齿面接触疲劳强度：
3
2
2)
1(16020μ
σ?μHP j m H z n KP m +≥
②齿轮弯曲疲劳强度：
3
430FP
j m F z n KP m σ?≥
⑴ a 变速组：分别计算各齿轮模数，先计算最小齿40的齿轮。
①齿面接触疲劳强度：3
2
2)
1(16020μ
σ?μHP j m H z n KP m +≥
其中:
μ-公比 ；μ = 2；
P-齿轮传递的名义功率；P = 0.96?3=2.88KW ；
m ?-齿宽系数m ?=105-=m b ；
HP σ-齿轮许允接触应力lim 9.0H HP σσ=，lim H σ按MQ 线查取;（查查这个图）
j
n -计算齿轮计算转速;
K-载荷系数取1.2。（查表）
lim H σ=650MPa ，
MPa MPa H P 5859.0650=?=σ
∴1 1.65H m mm ≥= 根据《标准模数系列》将模数圆整为2mm 。
②齿轮弯曲疲劳强度：
3
430FP
j m F z n KP m σ?≥
其中: P-齿轮传递的名义功率；P = 0.96?3=2.88KW ；；
m ?-齿宽系数m ?=105-=m b ；
FP σ-齿轮许允齿根应力lim 4.1F FP σσ=，lim F σ MQ 线查取；
j
n -计算齿轮计算转速1000/min j n r =;
K-载荷系数取1.2。
MPa F 300lim =σ，
∴MPa MPa FP 4204.1300=?=σ
∴1 1.2F m mm ≥
根据《标准模数系列》将齿轮模数圆整为2.0mm 。 ∵11F H m m >所以12m mm = 于是变速组a 的齿轮模数取m =2.0mm 轴Ⅰ上主动轮齿轮的直径：
123238762
3366;22958
a a a d m m d m m d m m =?==?==?=； 轴Ⅱ上三联从动轮齿轮的直径分别为：
''
12324896253106;257114a a a d mm d mm d mm =?==?==?=；
⑵、b 变速组：确定轴Ⅱ上另两联齿轮的模数，先计算最小齿数25的齿轮。
①齿面接触疲劳强度：3
2
2)
1(16020μ
σ?μHP j m H z n KP m +≥
其中:
μ-公比 ；μ =2.5；
P-齿轮传递的名义功率；P = 0.922?4=3.688KW ；
m ?-齿宽系数m ?=105-=m b ；
HP σ-齿轮许允接触应力lim 9.0H HP σσ=，lim H σ由MQ 线查取;
j
n -计算齿轮计算转速800/min j n n =;
K-载荷系数取1.2。
lim H σ=650MPa ，
∴MPa MPa H P 5859.0650=?=σ
∴2 2.44H m mm ≥= 根据《标准模数系列》将齿轮模数圆整为3mm
②齿轮弯曲疲劳强度：
3
430FP
j m F z n KP m σ?≥
其中: P-齿轮传递的名义功率；P =0.922?4=3.688KW ；
m ?-齿宽系数m ?=105-=m b ；
FP σ-齿轮许允齿根应力lim 4.1F FP σσ=，lim F σ由MQ 线查取；
j
n -计算齿轮计算转速500/min j n n =;
K-载荷系数取1.2。
MPa F 300lim =σ，
∴MPa MPa FP 4204.1300=?=σ
∴2 2.12F m mm ≥=
根据《标准模数系列》4将齿轮模数圆整为3mm 。 ∵22F H m m >所以mm m 32= 于是变速组b 的齿轮模数取m = 4mm 轴Ⅱ上主动轮齿轮的直径：
1233410232575b b d mm d mm =?==?=； 轴Ⅲ上二联从动轮齿轮的直径分别为：
''
12354162353159b b d mm d mm
=?==?=；；
⑶、c 变速组：确定轴Ⅲ上另两联齿轮的模数，先计算最小齿数18的齿轮。
①齿面接触疲劳强度：
3
2
2)
1(16020μ
σ?μHP j m H z n KP m +≥
其中:
μ-公比 ；μ =4；
P-齿轮传递的名义功率；P = 0.89?4=3.56KW ；
m ?-齿宽系数m ?=105-=m b ；
HP σ-齿轮许允接触应力lim 9.0H HP σσ=，lim H σ由MQ 线查取;
j
n -计算齿轮计算转速;
K-载荷系数取1.2。
lim H σ=650MPa ，
∴MPa MPa H P 5859.0650=?=σ
∴2 5.16H m mm ≥=
根据《标准模数系列》将齿轮模数圆整为5mm
②齿轮弯曲疲劳强度：
3
430FP
j m F z n KP m σ?≥
其中: P-齿轮传递的名义功率；P =0.89?4=3.56KW ；
m ?-齿宽系数m ?=105-=m b ；
FP σ-齿轮许允齿根应力lim 4.1F FP σσ=，lim F σ由MQ 线查取；
j
n -计算齿轮计算转速;
K-载荷系数取1.2。
MPa F 300lim =σ，
∴MPa MPa FP 4204.1300=?=σ
∴2 3.15F m mm ≥=
根据《标准模数系列》4将齿轮模数圆整为4mm 。 ∵22F H m m >所以
于是变速组c 的齿轮模数取m = 5mm 轴Ⅲ上主动轮齿轮的直径：
1251880560300c c d mm d mm =?==?=；
轴Ⅳ上二联从动轮齿轮的直径分别为：
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)
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
目录 一．设计目的 (2) 二、设计步骤 (2) 1.运动设计 (2) 1.1已知条件 (2) 1.2结构分析式 (2) 1.3 绘制转速图 (4) 1.4 绘制传动系统图 (6) 2.动力设计 (6) 2.1 确定各轴转速 (6) 2.2 带传动设计 (7) 2.3 各传动组齿轮模数的确定和校核 (9) 3. 齿轮强度校核 (11) 3.1校核a传动组齿轮 (12) 3.2 校核b传动组齿轮 (13) 3.3校核c传动组齿轮 (14) 4. 主轴挠度的校核 (15) 4.1 确定各轴最小直径 (15) 4.2轴的校核 (16) 5. 主轴最佳跨距的确定 (16) 5.1 选择轴颈直径,轴承型号和最佳跨距 (17) 5.2 求轴承刚度 (17) 6. 各传动轴支承处轴承的选择 (18) 7. 主轴刚度的校核 (19) 7.1 主轴图: (19) 7.2 计算跨距 (19) 三、总结 (20) 四、参考文献 (20)
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nnim（r/min）=90r/min、nmax （r/min）=2000r/min 主电动机转速（r/min)=1440、P（kw）=4kw [2]最大加工直径φ=250mm [3]确定公比：41 ? .1 = [4]转速级数：10 z = 1.2结构分析式 因为我们的级数是10级，为了实现10级，本次设计中，我打算按12级的主轴箱来计算，让里面其中两组数据一样，最终达到10级
机床主轴箱设计说明书 一、机床的型号及用途 1、规格 选用型号 CA6140、规格 Φ320×1000 2、用途 CA6140型卧式车床万能性大，适用于加工各种轴类、套筒类、轮盘类零件上的回转表面。可车削外圆柱面、车削端面、切槽和切断、钻中心孔、钻孔、镗孔、铰孔、车削各种螺纹、车削外圆锥面、车削特型面、滚花和盘绕弹簧等。加工围广、结构复杂、自动化程度不高，所以一般用于单件、小批生产。 二、 机床的主参数和其他主要技术要求 1、主参数和基本参数 1) 主参数 机床主参数系列通常是等比数列。普通车床和升降台铣床的主参数均采用公比为1.41的数列，该系列符合国际ISO 标准中的优先系列。 普通车床的主参数D 的系列是：250、320、400、500、630、800、1000、1250mm 。 2) 基本参数 除主参数外，机床的基本是指与被加工工件主要尺寸有关的及与工、夹、量具标准有关的一些参数，这些主参数列入机床的参数标准，作为设计时依据。 3）普通车床的基本参数 普通车床的基本参数应符合《普通车床参数国家标准》见参考文献 【一】中表2的规定，有下列几项数； 刀架上最大工件回转直径1D （mm ） 由于刀架组件刚性一般较弱，为了提高生产效率，国外车床刀架溜板厚度有所增加，在不增加中心高时，1D 值减少的趋势。我国作为参数标准的1D 值，基本上取12D D >/,这样给设计留一定的余地，设计时，在刀架刚度允许的条件下能保证使用要求，可以取较大的1D 值。所以查参考文献【一】（表2）得1D =160mm 。 主轴通孔直径d ﹙mm ﹚
普通车床主轴通孔径主要用于棒料加工。在机床结构允许的条件下，通孔直径尽量取大些。参数标准规定了通孔直径d的最小值。所以由参考文献 【一】（表二）d=36mm。 主轴头号 普通车床采用短锥法兰式主轴头，这种形式的主轴头精度高，装卸方便。 主轴端部及其结构合面得型式和基本尺寸要符合《法兰式车床主轴端部尺寸部标注》的规定。根据机床主参数值大小采用不同号数的主轴头（4～15号），号值数等于法兰直径的1/25.4而取其整数值。所以由参考文献【一】（表2）可知主轴头号取4.5 装刀基面至主轴中心距离h(mm) 为了使用户，提高刀具的标准化程度，根据机械工业部工具研究所的刀 具杆标准，规定了h=22mm。 最大工件长度L （mm） 最大工件长度L是指尾座在床身处于最后位置，尾座顶尖套退入尾座孔时容纳的工件长度。为了有利组织生产，采用分段等差的长度数列。所以由参考文献【一】（表2）得L=1000mm。 2、主传动的设计 1）主轴极限的确定 由课程设计任务书中给出的条件可知： Z=40 r/min min Z=1800 r/min max 2）公比的确定 主轴极限转速的确定后，根据机床的使用性能和结构要求，选择主轴转速数列的公比值，因为中型通用机床，常用的公比为1.26或是1.41，再根据极限转速，按参考文献【一】中表2—1选出标准转速数列公比 =1.41。 3）主轴转速级数的确定 按任务书要求Z=12 按标准转速数列为40、56、80、115、160、225、315、445、625、880、1250、1800r/min 4）主传动电动机功率的确定 电动机的额定功率为： N =4kW 额
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
中北大学 信息商务学院 课程设计说明书 学生姓名：学号： 系：机械自动化系 专业：机械设计制造及其自动化 题目：机床课程设计 ——车床主轴箱设计 指导教师：马维金职称: 教授 黄晓斌职称: 副教授 2013年12月28日
目录 一、传动设计 1.1电机的选择 1.2运动参数 1.3拟定结构式 1.3.1 确定变速组传动副数目 1.3.2确定变速组扩大顺序 1.4拟定转速图验算传动组变速范围 1.5确定齿轮齿数 1.6确定带轮直径 1.6.1确定计算功率Pca 1 .6.2选择V带类型 1.6.3确定带轮直径基准并验算带速V 1.7验算主轴转速误差 1.8绘制传动系统图 二、估算主要传动件，确定其结构尺寸 2.1确定传动件计算转速 2.1.1主轴计算转速 2.1.2各传动轴计算转速 2.1.3各齿轮计算转速 2.2初估轴直径 2.2.1确定主轴支承轴颈直径 2.2.2初估传动轴直径 2.3估算传动齿轮模数 2.4片式摩擦离合器的选择及计算 d 2.4.1决定外摩擦片的内径 2.4.2选择摩擦片尺寸 2.4.3计算摩擦面对数Z 2.4.4计算摩擦片片数 2.4.5计算轴向压力Q 2.5V带的选择及计算 a 2.5.1初定中心距 L 2.5.2确定V带计算长度L及内周长 N
2.5.3验算V带的挠曲次数 2.5.4确定中心距a 2.5.5验算小带轮包角 α 1 2.5.6计算单根V带的额定功率 P r 2.5.7计算V带的根数 三、结构设计 3.1带轮的设计 3.2主轴换向机构的设计 3.3制动机构的设计 3.4齿轮块的设计 3.5轴承的选择 3.6主轴组件的设计 3.6.1各部分尺寸的选择 3.6.1.1主轴通孔直径 3.6.1.2轴颈直径 3.6.1.3前锥孔尺寸 3.6.1.4头部尺寸的选择 3.6.1.5支承跨距及悬伸长度 3.6.2主轴轴承的选择 3.7润滑系统的设计 3.8密封装置的设计 四、传动件的验算 4.1传动轴的验算 4.2键的验算 4.2.1花键的验算 4.2.2平键的验算 4.3齿轮模数的验算 4.4轴承寿命的验算 五、设计小结 六、参考文献
课程设计 课程名称：金属切削机床 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号： 年级：任课教师： 2011年 1月15 日 贵州大学机械工程学院
目录 目录 (2) 一、绪论 (4) 二、设计计算 (5) 1机床课程设计的目的 (5) 2机床主参数和基本参数 (5) 3操作性能要求 (5) 三、主动参数的拟定 (6) 1确定传动公比 (6) 2主电动机的选择 (6) 四、变速结构的设计 (6) 1主变速方案拟定 (6) 2变速结构式、结构网的选择 (7) 1. 确定变速组及各变速组中变速副的数目 (7) 2. 变速式的拟定 (7) 3. 结构式的拟定 (7) 4. 结构网的拟定 (8) 5. 结构式的拟定 (8) 6. 结构式的拟定 (9) 7. 确定各变速组变速副齿数 (10) 8. 绘制变速系统图 (11) 五、结构设计 (12) 1.结构设计的内容、技术要求和方案 (12) 2.展开图及其布置 (12) 3.I轴（输入轴）的设计 (12) 4.传动轴的设计 (13) 5.主轴组件设计 (14) 1. 内孔直径d (14) 2. 轴径直径 (15) 3. 前锥孔直径 (15) 4. 主轴悬伸量a和跨距 (15) 5. 主轴轴承 (15) 6. 主轴和齿轮的联接 (16) 7. 润滑和密封 (16) 8. 其它问题 (16) 六、传动件的设计 (17) 1带轮的设计 (17)
2传动轴直径的估算 (20) 1 确定各轴计算转速 (20) 2传动轴直径的估算 (21) 3各变速组齿轮模数的确定 (22) 4片式摩擦离合器的选择和计算 (25) 七、本文工作总结 (27) 参考文献 (28) 致谢 (29)
毕业设计（论文） 设计（论文）题目： JCK6136 数控车床设计 －主轴箱和床身部件 学院名称：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 指导教师： 定稿日期：
JCK6136数控车床主轴箱和床身部件设计 任务书 1．设计（论文）拟解决的主要问题 ?通过调研和分析小组共同确定机床的传动方案、总体布置形式；完成给定机械部分的详细结构设计，设计的各部分间能有机结合，相互协调；小组共同整个机床的装配图和机械部分的大部分图样。 ?加强综合训练，全面提高工程应用能力和开发创新能力，培养相互协作配合的团队精神。 ?重点解决主轴箱部件设计有关的技术问题。 2．设计（论文）的主要内容和基本要求 ?技术参数：床身最大回转直径：360mm，拖板最大回转直径：≥190mm，最大加工长度：1000mm，主轴转速：36～1800r/min（高低挡无级变速），主轴锥孔MT6；径纵向进给最大速度：4m/min，横向进给最大速度：4m/min。主电机功率5.5Kw。 ?设计任务： 机床总装配图、部件装配图、主要自制件零件图，总图量不小于3 张A0。 开题报告、文献综述、外文翻译、设计计算书各一份。 ?设计要求： 图样全部用计算机绘制，符合最新制图标准；投影正确，表达完整，布局合理。 注重工作性能和结构、装配工艺性；外观造型，力求简洁、明快；功能满足，实用可靠。 理论分析完整清楚；设计推导简要；计算正确可靠。避免冗长，杜绝抄袭。
摘要 数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量个国家工业现代化的重要标志。数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造．中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。因此，普通机床的数控化改造大有可为。 通过对JCK6136普通车床的数控改造，使其加工精度明显提高，定位准确可靠，操作方便，性能价格比高。这种方法对中小企业设备的数控改造有一定的借鉴与推广作用。本次改造主要针划车床的主轴系统、刀架系统、进给系统、反馈环节、电器控制柜及数控系统进行了改造，改造方法简单、改造操作步骤便于实施。 关键词：车床；数控；改造；进给系统；主轴；传动系统。
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 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 第七章参考资料编目
第一章引言 普通车床是车床中应用最广泛的一种，约占车床类总数的65%，因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床。 CA6140型普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。 主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。 进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。 丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。 溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。 第二章机床的规格和用途 CA6140机床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。 主轴三支撑均采用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；纵向与横向进给由十字手柄操纵，并附有快速电机。该机床刚性好、功率大、操作方便。 第三章主要技术参数 工件最大回转直径： 在床面上………………………………………………………-----……………400毫米在床鞍上…………………………………………………………-----…………210毫米工件最大长度（四种规格）……………………………----…750、1000、1500、2000毫米主轴孔径…………………………………………………-----……………………… 48毫米主轴前端孔锥度…………………………………………-----…………………… 400毫米主轴转速范围： 正传（24级）…………………………………………----…………… 10～1400转/分反传（12级）……………………………………---…-……………… 14～1580转/分加工螺纹范围：
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)
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。 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
XX大学 课程设计(论文) 最大加工直径为250mm的普通车床的主轴箱部件设计 所在学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师 年月日
摘要 本设计着重研究机床主传动系统的设计步骤和设计方法，根据已确定的运动参数以变速箱展开图的总中心距最小为目标，拟定变速系统的变速方案，以获得最优方案以及较高的设计效率。在机床主传动系统中，为减少齿轮数目，简化结构，缩短轴向尺寸，用齿轮齿数的设计方法是试算，凑算法，计算麻烦且不易找出合理的设计方案。本文通过对主传动系统中三联滑移齿轮传动特点的分析与研究，绘制零件工作图与主轴箱展开图及剖视图。 关键词:传动系统设计,传动副，结构网，结构式，
目录 摘要 (2) 目录 (3) 第1章绪论 (5) 1.1 课程设计的目的 (5) 1.2课程设计的内容 (5) 1.2.1 理论分析与设计计算 (5) 1.2.2 图样技术设计 (5) 1.2.3编制技术文件 (5) 1.3 课程设计题目、主要技术参数和技术要求 (5) 第2章车床参数的拟定 (7) 2.1车床主参数和基本参数 (7) 2.2车床的变速范围R和级数Z (7) 2.3确定级数主要其他参数 (7) 2.3.1 拟定主轴的各级转速 (7) 2.3.2 主电机功率——动力参数的确定 (7) 2.3.3确定结构式 (7) 2.3.4确定结构网 (8) 2.3.5绘制转速图和传动系统图 (8) 2.4 确定各变速组此论传动副齿数 (9) 2.5 核算主轴转速误差 (11) 第3章传动件的计算 (11) 3.1 带传动设计 (11) 3.2选择带型 (12) 3.3确定带轮的基准直径并验证带速 (13) 3.4确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角 (13) 3.5确定带的根数z (14) 3.6确定带轮的结构和尺寸 (14)
1.概述 (4) 1.1机床主轴箱课程设计的目的 (4) 1.2设计任务和主要技术要求 (4) 1.3操作性能要求 (4) 2.参数的拟定 (5) 2.1确定极限转速 (5) 2.2主电机选择 (5) 3.传动设计 (6) 3.1主传动方案拟定 (6) 3.2传动结构式、结构网的选择 (6) 3.2.1确定传动组及各传动组中传动副的数目 (6) 3.2.2传动式的拟定 (7) 3.2.3结构式的拟定 (7) 4.传动件的估算 (8) 4.1三角带传动的计算 (8) 4.2传动轴的估算 (11) 4.2.1主轴的计算转速 (11) 4.2.2各传动轴的计算转速 (12) 4.2.3各轴直径的估算 (12) 4.3齿轮齿数的确定和模数的计算 (13) 4.3.1齿轮齿数的确定 (13) 4.3.2齿轮模数的计算 (15) 4.3.4齿宽确定 (20) 4.3.5齿轮结构设计 (21)
4.4带轮结构设计 (21) 4.5传动轴间的中心距 (21) 4.6轴承的选择 (22) 4.7片式摩擦离合器的选择和计算 (23) 4.7.1摩擦片的径向尺寸 (23) 4.7.2按扭矩选择摩擦片结合面的数目 (23) 4.7.3离合器的轴向拉紧力 (2424) 4.7.4反转摩擦片数 (24) 5.动力设计 (25) 5.1传动轴的验算 (25) 5.1.1Ⅰ轴的强度计算 (26) 5.1.2作用在齿轮上的力的计算 (26) 5.1.3主轴抗震性的验算 (28) 5.2齿轮校验 (31) 5.3轴承的校验 (32) 6.结构设计及说明 (33) 6.1结构设计的内容、技术要求和方案 (33) 6.2展开图及其布置 (34) 6.3I轴（输入轴）的设计 (34) 6.4齿轮块设计 (35) 6.4.1其他问题 (36) 6.5传动轴的设计 (36) 6.6主轴组件设计 (38) 6.6.1各部分尺寸的选择 (38) 6.6.2主轴轴承 (38)
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）
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 &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