目录
1、绪论 (2)
1.1金属切削机床在国民经济中的地位 (2)
1.2本课题研究目的 (2)
2、卧室升降台铣床主轴箱的设计 (3)
2.1原始数据与技术条件 (3)
2.2机床主传动系统运动设计 (3)
2.3传动零件的初步计算 (7)
3、结构设计及说明 (15)
3.1结构设计的内容、技术要求和方案 (15)
3.2展开图及其布置 (16)
3.3轴（输入轴）的设计 (16)
3.4齿轮块设计 (17)
3.5传动轴的设计 (18)
3.6主轴组件设计 (19)
总结 (23)
参考文献 (24)
1、绪论
1.1金属切削机床在国民经济中的地位
金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，又称为“工作母机”或“工具机”。
在现代机械制造工业中，金属切学机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作量，约占机器总制造工作量的40% 60%。机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。
机床的“母机”属性决定了它在国民经济中的重要地位。机床工业为各种类型的机械制造厂提供先进的制造技术和优质高效的机床设备，促进机械制造工业的生产能力和工艺水平的提高。机械制造工业肩负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，为适应现代化建设的需要，必须大力发展机械制造工业。机械制造工业是国民经济各部门赖以发展的基础。机床工业则是机械制造工业的基础。一个国家机床工业的技术水平，在很大程度上标志着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。显然，金属切削机床在国民经济现代化建设中起着重大的作用。
1.2本课题研究目的
课程设计是在学生学完相应课程及先行课程之后进行的实习性教学环节，是大学生的必修环节，不仅是巩固学生大学所学知识的重要环节，而且也是在检验大学生综合应用知识的能力、自学能力、独立操作能力和培养创新能力，是大学生参加工作前的一次实践性锻炼。
通过本课题设计可以达到以下目的：
1.综合运用学过的专业理论知识，能独立分析和拟订某机床主轴箱传动结构，装配结构和制造结构的各种方案，能在机械设计制图，零件计算和编写技术文件等方面得到综合训练，具备设计中等复杂零件的能力。
2 通过本课程设计的训练，能初步掌握机床的运动设计，动力计算以及关键零部件的强度校核，或得工程师必备设计能力的初步训练，从而提高分析问题，解决问题，尽快适应工程实践的能力。
3. 熟悉和学会使用各种手册，能善于使用网络搜寻一些设计的相关资料，掌握一定的工艺制订的方法和技巧。
4. 进一步提高计算机操作的基本技能﹑CAD及Pro/Engineer软件应用能力(造型设计与自动编程)﹑仿真模拟软件的应用。
2、卧室升降台铣床主轴箱的设计
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
图1
2.1 原始数据与技术条件
主轴转速范围：
m ax 1250
n rpm
=
m in 100
n rpm
=
变速级数：Z=12电动机功率：KW
N5.5
=
工件材料：45号刚刀具材料：YT15 2.2 机床主传动系统运动设计
2.2.1确定极限转速
max 1250
n rpm
=，
m in 100
n rpm
=
∴ 转速调整范围：m ax m in
125012.5100
N n R n =
=
=
2.2.2确定公比
机床分级变速机构共有Z=12级，其中1min n n =，m ax z n n =，Z 级转速分别为12,,......z n n n 。
任意两级转速之间的关系为1j j n n ?+=?
∴
1min n n =，21n n ?=?，32n n ?=?，
(1)
11z z
z n
n n ??
--=?=?
∴变速范围1
1
m ax 1m in
1
z z n
n n R
n n ??
--?=== 即 1112.5?=
求得 1.24?= 按照标准公比取 1.26?=
2.2.3 确定各主轴转速
查表[1]71-确定（单位：m in r ）
1100
n = 2125n = 3160n = 4200n = 5250n = 6315n =
7400n = 8500
n = 9630n = 10800n = 111000n = 121250n =
2.2.4 主运动链转速图的拟定 (1) 确定电动机转速
查《金属切削机床设计简明手册》可确定电动机的转速
因所给电动机的功率3N K W = 故选电动机的型号为10014Y L - 满载时转速为1420m n rpm =。 (2) 传动组和传动副数的确定
传动组和传动副数可能的方案有： 方案（一）： 1243=? 1234=?
方案（二）： 12322=?? 12232=?? 12223=??
在上例两行方案中，第一行方案有时可以省掉一根轴。缺点是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。所以一般少用。
第二行的三个方案可根据下述原则比较：从电动机到主轴，一般为降速传动。接近电动机处的零件，转速较高，从而转矩较小，尺寸也就较小。如果传动副较多的传动组放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可以少些，就省材料了。这就是“前多后少”的原则。
从这个角度考虑，以取12322=??的方案较好。 (3) 结构网或结构式各种方案的选择
在12322=??中，又因基本组和扩大组排列顺序的不同而有不同的方案。可能有六种方案，其结构网和结构式见图8-4
a.传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围
在降速传动时，为了防止被动齿轮的直径过大而使径向尺寸太大，常限制最小传动比
m in 1/4i ≥。在升速时，为防止产生过大的振动和噪声，常限制最大传动比m ax 2
i ≤。如用斜齿
齿轮传动，则max 2.5i ≤。因此主传动链任一传动组的最大变速范围一般为m ax m ax m in
8~10
u R u =
≤
在检查传动组的变速范围时只需检查最后一个扩大组，因为其他组的变速范围都比他小。根据时（8-2），应为(1)
max p n n
x n R R ?
-=≤图中，方案a 、b 、c 、e 的第二扩大组226,2,x p ==则
()
6216
2R ?
??-==。其中 1.26?=，则24R =，时可行的，其它两个方案2 6.4R =，不如第一个好。
所以选择第二个
b.基本组和扩大组的排列顺序
在可行的四种结构网和结构式方案（a ）,(b),(c),(e)中，还要进行比较以选择最佳方 案。原则是选择中间传动轴变速范围最小的方案。因为如果各方案同号传动轴的最高转速相同，则变速范围最小的，最低转速较高，转矩较小，传动件的尺寸也就小些。比较上面四种方案，方案（a ）的中间传动轴变速范围最小，故方案（a ）最佳。即如果没有别的要求，则应尽量使扩大顺序与传动顺序一致。 c. 拟定转速图
电动机和主轴的转速是已经给定的，当选定结构网或结构式后，就可分配各传动组的传
动比并确定中间轴的转速。中间轴的转速如果高一些，传动件的尺寸也就小一些，但中间轴如果转速过高，将会引起过大的振动，发热和噪声。通常希望齿轮的线速度不超过1215m s 。 对于该主轴箱，中间轴的最高转速不应超过电动机的转速。本例所选定的结构式共有三
个传动组，变速机构共需四轴，加上电动机共需五轴，故转速图共需五条竖线。主轴共12速，故需12条横线。
中间各轴的转速可以从主轴开始往前推，先确定轴III 的转速。传动组C 的变速范围为
66
m ax 1.264R ?==<，可知两个传动副的传动比必然是极限值：4
11
1
2
c i ?
== ，
2
2
2
1
1c i ?
==
，这样就确定了轴III 的六种转速只有一种可能,即为250，315，400，500，630，800m in
r
。
随后确定轴II 的转速：传动组b 的级比指数为3，在传动比极限范围内，轴II 的转速最高可为500，630，800m in
r ，最低转速为250，315，400m in
r
。为了避免升速，又不使
传动比太小，故可取3
11
1
2
b i ?
== 211b i =
∴轴II 的转速可取为500，630，800m in
r 。
同理对于轴I ，可取2
11
1
1.58
a i ?
== 2111.26
a i ?
== 311
a i =
故可确定轴I 转速为800m in r 。转速图如下：
图2
2.2.5齿轮齿数的确定
当传动比采用标准公比的整数次方时，齿数和z S 以及小齿轮齿数可从表[1]81-中查得。如传动组a ，3
11
1
1
a i ?
== 211
1.26
a i ?
== 2
31
1
1.58
a i ?
==。查i 为 1，1.4和2
的三行。有数字的即为可能方案。结果如下：
11
1
a i = z S =...70,72,74,76,... 211.26a i = z S =...70,72,73,75,77 (31)
1.58
a i = z S =…70,72,74,76,…
从以上三行中可以挑出z S =70和72是共同适用的，如取z S =72，则从表中查出小齿轮齿数分别为36，32，28。即13636
a i = 232
40
a i = 328
44
a i =。
同理136
36
b i = 224
48
b i =；12050
c i = 243
27
c i =。
2.2.6核算主轴转速误差
实际传动比所造成的主轴转速误差一般不应超过10(1)%?±-，即：
()101%
?-<-实际传动比理论传动比
理论传动比
∴
1.24 1.26 1.5%
2.6%
-=<1.26
∴主轴转速合格。
2.3传动零件的初步计算 2.
3.1计算各传动件的计算转速
a.主轴:根据表[1]82-，中型机床的主轴计算转速为第一个三分之一转速范围内的
最高一级转速， 即为4250n rpm =。
b.各传动轴:轴III 可以从主轴为250rpm 按
4824
传动副找上去，近似为500rpm ，但是由于
轴II 上最低转速为500rpm 经传动组c 可以使主轴得到100,400rpm 两种转
速。400m in
r
要传递全部的功率，所以轴III 计算转速3250m in
r
n =，同
理可得轴II 计算转速2500m in
r
n =。
c.各齿轮:传动组C 中
2448
只需计算24Z =的齿轮，计算转速为500m in
r ；
4824
只需计算
24Z =，500m in
j r
n =。20Z =Z=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24Z =，500j n =；传动组a 应计算28Z =，800j n =。
2.3.2传动轴直径的初定
传动轴直径按刚度用如下公式进行概算： []
4
1.64n
T d ?= [mm] 或[]491j
N
d n ?=? [mm]
其中d ——传动轴直径[mm]
n T ——该轴传递的额定扭矩[]N mm ?， 495510n j N T n ??
=? ? ???
N ——该轴传递的功率[]KW
j n ——该轴的计算转速[]rpm
[]?——该轴每米长度允许扭转角deg m ?
??
??
?
选取为deg
0.2m ∴轴 I ：4
1
2.759122800
d
m m =?
=
轴 II ：4
2 2.67789125500d m m =?
=
轴III ：4
3 2.619129250
d m m =?
=
2.3.3主轴轴颈直径的确定
查表[]2
3 根据主轴驱动功率可确定铣床主轴前轴颈的直径1D 范围5080m m
故取80mm 。后轴颈的直径()210.70.850.78056D D mm ==?= 。
2.3.4齿轮模数的初步确定
一般同一变速组中的齿轮取同一模数，选择负荷最重的小齿轮按简化的接触疲劳强度公式计算()[]3
2
2
1
116338d
j m j j
i N m m m Z i n ?σ±?=????????
式中：j m ——按疲劳接触强度计算的齿轮模数[]mm d N ——驱动电机功率[]KW j n ——计算齿轮的计算转速[]rpm
i ——大齿轮齿数和小齿轮齿数之比1i ≥
1Z ——小齿轮齿数
m ?——齿宽系数，m B m
?=
（B 为齿宽，m 为模数），610m ?=
j σ????
——许用接触应力 []MPa 传动组c 模数： ()3
12
2
3.513
16338
4820 2.5600250
c m +?=≈????
传动组b 模数：3
22
33
16338 2.878242600500
b m ?=≈????
传动组a 模数：()3
12
2
2.6513
16338 2.27828 1.6600800
a m +?=≈????
对于传动组C ，应选择较大模数作为传动组C 的模数。 故选取标准模数 2.27a m =， 2.87b m =，4c m = 2.3.5选定轴承
查双列圆柱滚子轴承和圆锥磙子轴承()28387GB - 轴I ： 6004 d=22 D=42 B=12 轴II ： 3182107 d=25 D=50 B=13 轴III ： 3182109 d=29 D=55 B=15 轴IV: 前端7207 d=35 D=72 B=17
后端7210 d=56 D=90 B=20
2.3.6 三角带传动的计算和选定
三角带的选用应保证有效地传递最大功率并有足够的使用寿命（一定的疲劳强度）。计算是按一定的已知条件-----传递的功率、主、被动带轮的转速和工作情况-----确定带轮的直径、中心距、胶带型号、长度和根数及作用在支承轴上的径向力。 a.确定计算功率j N
[]j N KN kw =
式中：N — 主动带轮传递的功率[]kw
K — 工作情况系数
查表10有K=1.2 则j N =1.2?3=3.6
b.选择三角带的型号
根据计算功率j N =3.6和小带轮的转速1n =1420有图一选定 选择三角带的型号是Z 型 c.确定带轮的直径1D 、2D
小袋轮的直径应满足：1m in D D ≥
m in D 为三角带带轮的最小计算直径，尽量选用较大的直径，以减小胶带的弯曲应力，从而提高胶带的使用寿命。查表11选择胶带带轮的直径1D =90mm 大轮直径
1212
n D D n =
[]mm =
14201000
?90=1.42?90=127.8
取整数有2D =128mm
其中1n 、2n 是小轮及大轮的转速[]rpm d.计算胶带速度v
[]11
3.14901420
/ 6.6876000
6000
D n v m s π??=
=
=≈/m s
一般v ≥5/m s ；所以选v=7/m s e.初定中心距0A
两带轮的中心距应在()()0120.62A D D =+ 范围内选定，中心距过小时，胶带短因而增加胶带的单位时间的弯曲次数降低交代受命；反之，中心距过大，在带速较高时易引起振动。
所以0A =1*（90+128）=218mm f. 计算胶带的长度0d L ()()
()()
2
2
2100120
114802238880114182.072
42
4388
d D D L A D D A ππ--=+
++
=?+
++
=?mm
由上式计算出的0L 值查表12选择标准长度d L =1120mm g.计算实际中心距A
011201082
388407
2
2
d d L L A A --=+
=+
=
考虑到安装调整和补偿张紧力的需要，带传动的中心距一般设计成可调整的，其调整范围min 0.015d A A L =+ max 0.03d A A L =+ h.验算小带轮包角 小带轮包角21
118057.3169
D D A
α??
?
-=-
?=
1120α?≥ 所以小带轮包角合适。 i.确定V 带根数
单跟V 带的基本功率0.36kw
01
j
N
z N C =
N — 单跟三角胶带能传递的功率 查表13得0N =0.53
1C — 小带轮包角系数 查表
14得1C =1
则z=
3.6
4.980.530.98
=? 所以取z=5
j.作用在支承轴上的径向力Q
102sin
2
Q S z α=
0S — 胶带的初拉力 有查表得0S =80N 则1692755sin
746.52
Q =???=N
2.3.7直齿圆柱齿轮的强度计算
在验算变速箱中的齿轮强度时，选用模数中承载最大的，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，对于低速传动齿轮主要验算弯曲疲劳强度，对硬齿面软齿芯淬火齿轮，一定要验算弯曲疲劳强度。在此例中应II 轴的齿数为24的齿轮按接触疲劳强度计算齿轮模数j m
()3
2
2
1116338d c b s j m j j
i K K K K N
m m m
z i n ?σ±=????
式中：N — 传递的额定功率 II N N ==1.984 j n —计算转速 j n =630 ?—齿宽系数： m B m
?=
，B 齿宽，m 模数m ?=6 10 取m ?=8
Z —小齿轮齿轮;
i — 大齿轮与小齿轮的齿数之比1i ≥，“+”号用于外啮合，“-”号用于内啮合 i =2
n K —转速变化系数查表19 n K =058 N K —
j σ—许用接触应力 从表26选取 j σ=600 b K — 齿向载荷分布系数查表24得b K =1.04 q K —材料强化系数 查表20 q K =0.55 m —疲劳曲线指数 查表16 m=3 0C —基准循环次数 查表16 0C =710
c K —工作情况系数，考虑冲击的影响：主运动（中等冲击）取c K =1.2
d K —动载荷系数，从表23选取 则d K =1.2 1n —齿轮的最低转速 1n =160
T —齿轮在机床工作期限（s T ）内的总工作时间h 见表17，同一变速组内的齿轮总工作时间可近似为/s T T P =，P 为该变速组的传动副数；P=2 s T =20000 则T=20000/2=10000
T K —工作期限系数
10
60m
T n T K C =
3
7
6016010000
1.3310
??=
=
s k —寿命系数
s T n N q k K K K K ==1.330.580.890.550.38???=
则j m =()3
2
2
21 1.2 1.2 1.04 1.98
16338
8242600630
+????????=2.215
2.3.8.主轴刚度验算
a.选定前端悬伸量C ，参考《机械装备设计》P121，根据主轴端部的结构，前支承轴承配置
和密封装置的型式和尺寸，这里选定C=120mm. b. 主轴支承跨距L 的确定 一般最佳跨距
()023240420L C mm
== ，考虑到结构以及支承刚度因磨损会不断
降低，应取跨距L 比最佳支承跨距0
L 大一些，再考虑到结构需要，这里取L=600mm 。
c.计算C 点挠度
(1) 周向切削力t P 的计算
4
295510d
t j j
N p D n η??=
其中:75.5,0.960.98d N K W η==?,
()()m ax 0.50.60.50.6400200240,240,31.5/m in
j j j D D m m D n r ==?=?== 取
故4
42955100.82 5.5
1.151024035.5
t p N ????=
=??，故4
1.12 1.73610t P P N ==?。
330.45 6.9810,0.35 5.4310N
r t f t P P N P P ==?==?
(2) 驱动力Q 的计算
参考《机床主轴箱指导书》，
7
2.1210
N Q nzn
=?
其中
7
5.50.960.98 4.58,72,3,35.5/m in
d N N K W z m n r η==??====
所以
7
4
4.582.1210 1.13104723
5.5
Q N
=??
=???
(3) 轴承刚度的计算
这里选用4382900系列双列圆柱子滚子轴承 根据0.1030.822.222 1.5C d =??求得：
0.1030.8
5
0.103
0.8
5
22.222 1.570
8.4810/22.222 1.5
100
9.22410/A B C N mm C N mm
=??=?=??=?
(4) 确定弹性模量，惯性距I ；c I ；和长度,,a b s 。 1) 轴的材产选用40Cr ，查《简明机械设计手册》P6，有
5
2.110E MPa =?
2) 主轴的惯性距I 为：
()
4464
4.271064
D
D
I m m
π-=
=?外
内
主轴C 段的惯性距Ic 可近似地算： ()
44464
0.6 6.251064
c D
D I m m
π-=
=?1
1
3) 切削力P 的作用点到主轴前支承支承的距离S=C+W ，对于普通车床，W=0.4H ，
（H 是车床中心高，设H=200mm)。
则：1200.4200200S m m =+?= 4) 根据齿轮、轴承宽度以及结构需要，取b=60mm 5) 计算切削力P 作用在S 点引起主轴前端C 点的挠度
()()2322
363csp
c A A L S L C sc c Lsc sc y P mm EI EI C L C L ++??
-=+++???
?
代入数据并计算得csp y =0.1299mm 。
6) 计算驱动力Q 作用在两支承之间时，主轴前端C 点子的挠度cm q y
()()()()22
26cmq
B A bc L b L b L
C L b bc y Q mm EIL C L C L ---+-??
=++???
?
计算得：cm q y =-0.0026mm
(5) 求主轴前端C 点的终合挠度c y
水平坐标Y 轴上的分量代数和为cos cos cos ,cy csp p cm q q cm m y y y y θθθ=++
66,270,180p q m θθθ===
其中，计算得：cy y =0.0297mm.0.0928cz y m m =。综合挠
度22
0.118c cy cz y y y m m =+=。综合挠度方向角arc 72.25
cz yc cy
y tg
y α==
，又
[]0.00020.00026000.12y L m m ==?=。因为[]c y y <，所以此轴满足要求。
3、结构设计及说明
3.1结构设计的内容、技术要求和方案
设计主轴变速箱的结构包括传动件（传动轴、轴承、带轮、齿轮、离合器和制动器等）、主轴组件、操纵机构、润滑密封系统和箱体及其联结件的结构设计与布置，用一张展开图和若干张横截面图表示。课程设计由于时间的限制，一般只画展开图。
主轴变速箱是机床的重要部件。设计时除考虑一般机械传动的有关要求外，着重考虑以下几个方面的问题。
精度方面的要求，刚度和抗震性的要求，传动效率要求，主轴前轴承处温度和温升的控制，结构工艺性，操作方便、安全、可靠原则，遵循标准化和通用化的原则。
主轴变速箱结构设计时整个机床设计的重点，由于结构复杂，设计中不可避免要经过反复思考和多次修改。在正式画图前应该先画草图。目的是：
1）布置传动件及选择结构方案。
2）检验传动设计的结果中有无干涉、碰撞或其他不合理的情况，以便及时 改正。
3）确定传动轴的支承跨距、齿轮在轴上的位置以及各轴的相对位置，以确 定各轴的受力点和受力方向，为轴和轴承的验算提供必要的数据。
3.2展开图及其布置
展开图就是按照传动轴传递运动的先后顺序，假想将各轴沿其轴线剖开并将这些剖切面平整展开在同一个平面上。
I轴上装的摩擦离合器和变速齿轮。有两种布置方案，一是将两级变速齿轮和离合器做成一体。齿轮的直径受到离合器内径的约束，齿根圆的直径必须大于离合器的外径，负责齿轮无法加工。这样轴的间距加大。另一种布置方案是离合器的左右部分分别装在同轴线的轴上，左边部分接通，得到一级反向转动，右边接通得到三级反向转动。这种齿轮尺寸小但轴向尺寸大。我们采用第一种方案，通过空心轴中的拉杆来操纵离合器的结构。
总布置时需要考虑制动器的位置。制动器可以布置在背轮轴上也可以放在其他轴上。制动器不要放在转速太低轴上，以免制动扭矩太大，是制动尺寸增大。
齿轮在轴上布置很重要，关系到变速箱的轴向尺寸，减少轴向尺寸有利于提高刚度和减小体积。
3.3轴（输入轴）的设计
将运动带入变速箱的带轮一般都安装在轴端，轴变形较大，结构上应注意加强轴的刚度或使轴部受带的拉力（采用卸荷装置）。I轴上装有摩擦离合器，由于组成离合器的零件很多，装配很不方便，一般都是在箱外组装好I轴在整体装入箱内。我们采用的卸荷装置一般是把轴承装载法兰盘上，通过法兰盘将带轮的拉力传递到箱壁上。
离合器及其压紧装置中有三点值得注意：
1）摩擦片的轴向定位：由两个带花键孔的圆盘实现。其中一个圆盘装
在花键上，另一个装在花键轴上的一个环形沟槽里，并转过一个花键齿，和轴上的花键对正，然后用螺钉把错开的两个圆盘连接在一起。这样就限制了轴向和周向德两个自由度，起了定位作用。
2）摩擦片的压紧由加力环的轴向移动实现，在轴系上形成了弹性力的封闭
系统，不增加轴承轴向复合。
3）结构设计时应使加力环推动摆杆和钢球的运动是不可逆的，即操纵力撤
消后，有自锁作用。
I轴上装有摩擦离合器，两端的齿轮是空套在轴上，当离合器接通时才和轴一起转动。但脱开的另一端齿轮，与轴回转方向是相反的，二者的相对转速很高（约为两倍左右）。结构
设计时应考虑这点。
齿轮与轴之间的轴承可以用滚动轴承也可以用滑动轴承。滑动轴承在一些性能和维修上不如滚动轴承，但它的径向尺寸小。
空套齿轮需要有轴向定位，轴承需要润滑。
3.4齿轮块设计
齿轮是变速箱中的重要元件。齿轮同时啮合的齿数是周期性变化的。也就是说，作用在一个齿轮上的载荷是变化的。同时由于齿轮制造及安装误差等，不可避免要产生动载荷而引起振动和噪音，常成为变速箱的主要噪声源，并影响主轴回转均匀性。在齿轮块设计时，应充分考虑这些问题。
齿轮块的结构形式很多，取决于下列有关因素：
1）是固定齿轮还是滑移齿轮；2）移动滑移齿轮的方法；3）齿轮精度和加工方法；
变速箱中齿轮用于传递动力和运动。它的精度选择主要取决于圆周速度。采用同一精度时，圆周速度越高，振动和噪声越大，根据实际结果得知，圆周速度会增加一倍，噪声约增大6dB。
工作平稳性和接触误差对振动和噪声的影响比运动误差要大，所以这两项精度应选高一级。
为了控制噪声，机床上主传动齿轮都要选用较高的精度。大都是用7—6—6，圆周速度很低的，才选8—7—7。如果噪声要求很严，或一些关键齿轮，就应选6—5—5。当精度从7—6—6提高到6—5—5时，制造费用将显著提高。
不同精度等级的齿轮，要采用不同的加工方法，对结构要求也有所不同。
8级精度齿轮，一般滚齿或插齿就可以达到。
7级精度齿轮，用较高精度滚齿机或插齿机可以达到。但淬火后，由于变形，精度将下降。因此，需要淬火的7级齿轮一般滚（插）后要剃齿，使精度高于7，或者淬火后在衍齿。
6级精度的齿轮，用精密滚齿机可以达到。淬火齿轮，必须磨齿才能达到6级。
机床主轴变速箱中齿轮齿部一般都需要淬火。
3.4.1其他问题
滑移齿轮进出啮合的一端要圆齿，有规定的形状和尺寸。圆齿和倒角性质不同，加工方法和画法也不一样，应予注意。
选择齿轮块的结构要考虑毛坯形式（棒料、自由锻或模锻）和机械加工时的安装和定位基面。尽可能做到省工、省料又易于保证精度。
齿轮磨齿时，要求有较大的空刀（砂轮）距离，因此多联齿轮不便于做成整体的，一般都做成组合的齿轮块。有时为了缩短轴向尺寸，也有用组合齿轮的。
要保证正确啮合，齿轮在轴上的位置应该可靠。滑移齿轮在轴向位置由操纵机构中的定位槽、定位孔或其他方式保证，一般在装配时最后调整确定。
3.5传动轴的设计
机床传动轴，广泛采用滚动轴承作支撑。轴上要安装齿轮、离合器和制动器等。传动轴应保证这些传动件或机构能正常工作。
首先传动轴应有足够的强度、刚度。如挠度和倾角过大，将使齿轮啮合不良，轴承工作条件恶化，使振动、噪声、空载功率、磨损和发热增大；两轴中心距误差和轴芯线间的平行度等装配及加工误差也会引起上述问题。
传动轴可以是光轴也可以是花键轴。成批生产中，有专门加工花键的铣床和磨床，工艺上并无困难。所以装滑移齿轮的轴都采用花键轴，不装滑移齿轮的轴也常采用花键轴。
花键轴承载能力高，加工和装配也比带单键的光轴方便。
轴的部分长度上的花键，在终端有一段不是全高，不能和花键空配合。这是加工时的过滤部分。一般尺寸花键的滚刀直径
D为65～85mm。
刀
机床传动轴常采用的滚动轴承有球轴承和滚锥轴承。在温升、空载功率和噪声等方面，球轴承都比滚锥轴承优越。而且滚锥轴承对轴的刚度、支撑孔的加工精度要求都比较高。因此球轴承用的更多。但是滚锥轴承内外圈可以分开，装配方便，间隙容易调整。所以有时在没有轴向力时，也常采用这种轴承。选择轴承的型号和尺寸，首先取决于承载能力，但也要考虑其他结构条件。
同一轴心线的箱体支撑直径安排要充分考虑镗孔工艺。成批生产中，广泛采用定径镗刀和可调镗刀头。在箱外调整好镗刀尺寸，可以提高生产率和加工精度。还常采用同一镗刀杆安装多刀同时加工几个同心孔的工艺。下面分析几种镗孔方式：对于支撑跨距长的箱体孔，要从两边同时进行加工；支撑跨距比较短的，可以从一边（丛大孔方面进刀）伸进镗杆，同时加工各孔；对中间孔径比两端大的箱体，镗中间孔必须在箱内调刀，设计时应尽可能避免。
既要满足承载能力的要求，又要符合孔加工工艺，可以用轻、中或重系列轴承来达到支撑孔直径的安排要求。
两孔间的最小壁厚，不得小于5～10mm，以免加工时孔变形。
花键轴两端装轴承的轴颈尺寸至少有一个应小于花键的内径。
一般传动轴上轴承选用G级精度。
传动轴必须在箱体内保持准确位置，才能保证装在轴上各传动件的位置正确性，不论轴是否转动，是否受轴向力，都必须有轴向定位。对受轴向力的轴，其轴向定位就更重要。
回转的轴向定位（包括轴承在轴上定位和在箱体孔中定位）在选择定位方式时应注意：1）轴的长度。长轴要考虑热伸长的问题，宜由一端定位。
2）轴承的间隙是否需要调整。
3）整个轴的轴向位置是否需要调整。
4）在有轴向载荷的情况下不宜采用弹簧卡圈。
5）加工和装配的工艺性等。
3.6主轴组件设计
主轴组件结构复杂，技术要求高。安装工件（车床）或者刀具（铣床、钻床等）的主轴参予切削成形运动，因此它的精度和性能直接影响加工质量（加工精度和表面粗糙度），设计时主要围绕着保证精度、刚度和抗振性，减少温升和热变形等几个方面考虑。
3.6.1 各部分尺寸的选择
主轴形状与各部分尺寸不仅和强度、刚度有关，而且涉及多方面的因素。
1）内孔直径
车床主轴由于要通过棒料，安装自动卡盘的操纵机构及通过卸顶尖的顶杆，必须是空心轴。为了扩大使用范围，加大可加工棒料直径，车床主轴内孔直径有增大的趋势。
2）轴颈直径
前支撑的直径是主轴上一主要的尺寸，设计时，一般先估算或拟定一个尺寸，结构确定后再进行核算。
3）前锥孔直径
前锥孔用来装顶尖或其他工具锥柄，要求能自锁，目前采用莫氏锥孔。
4）支撑跨距及悬伸长度
L 为了提高刚度，应尽量缩短主轴的外伸长度a。选择适当的支撑跨距L，一般推荐取：
a
L应选大值，=3～5，跨距L小时，轴承变形对轴端变形的影响大。所以，轴承刚度小时，
a
轴刚度差时，则取小值。
跨距L的大小，很大程度上受其他结构的限制，常常不能满足以上要求。安排结构时力求接近上述要求。
3.6.2 主轴轴承
1）轴承类型选择
主轴前轴承有两种常用的类型：
双列短圆柱滚子轴承。承载能力大，可同时承受径向力和轴向力，结构比较简单，但允许的极限转速低一些。
与双列短圆柱滚子轴承配套使用承受轴向力的轴承有三种：
600角双向推力向心球轴承。是一种新型轴承，在近年生产的机床上广泛采用。具有承载能力大，允许极限转速高的特点。外径比同规格的双列圆柱滚子轴承小一些。在使用中，这种轴承不承受径向力。
推力球轴承。承受轴向力的能力最高，但允许的极限转速低，容易发热。
向心推力球轴承。允许的极限转速高，但承载能力低，主要用于高速轻载的机床。
2）轴承的配置
大多数机床主轴采用两个支撑，结构简单，制造方便，但为了提高主轴刚度也有用三个支撑的了。三支撑结构要求箱体上三支撑孔具有良好的同心度，否则温升和空载功率增大，效果不一定好。三孔同心在工艺上难度较大，可以用两个支撑的主要支撑，第三个为辅助支撑。辅助支撑轴承（中间支撑或后支撑）保持比较大的游隙（约0.03～0.07mm），只有在载荷比较大、轴产生弯曲变形时，辅助支撑轴承才起作用。
轴承配置时，除选择轴承的类型不同外，推力轴承的布置是主要差别。推力轴承布置在前轴承、后轴承还是分别布置在前、后轴承，影响着温升后轴的伸长方向以及结构的负责程度，应根据机床的实际要求确定。
在配置轴承时，应注意以下几点：
①每个支撑点都要能承受经向力。
②两个方向的轴向力应分别有相应的轴承承受。
③径向力和两个方向的轴向力都应传递到箱体上，即负荷都由机床支撑件承受。
3）轴承的精度和配合
双头自动机床设计主轴 箱设计 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
1 绪论 1.1 组合机床的特点 组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它能够对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削磨削等工序，生产效率高，加工精度稳定。 组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点： （1）组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的70～80%，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。 （2）由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。 （3）组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。 （4）在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平要求不高。 （5）当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部分件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。 （6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。 组合机床常用的通用部件有：机身、底座、立柱、动力箱、动力滑台，各种工艺切削头等。对于一些按循序加工的多工位组合机床，还具有移动工作台或回转工作台。 动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动的动力部件。其中还有能同时完成切削主运动和进给运动的动力头。
摘要 数字控制是近代发展起来的一种自动化控制技术是用数字化信号对机床运动极其加工过程进行控制的一种方法,随着科学技术的迅猛发展，数控机床已经是一个国家机械工业水平的重要标准。 数控机床是装有程序控制系统的机床。该系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令规定的程序。 数控机床是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业的渗透形成的机电一体化产品，起技术范围覆盖很多领域：（1）机械制造技术（2）信息处理、加工、传输技术；（3）自动控制技术；（4）伺服驱动技术；（5）传感技术；(6软件技术等。计算机对传统机械业的渗透，完全改变了制造业。制造业不但成为工业化的象征，而且由于信息技术的渗透，使制造业犹如朝阳产业，具有广阔的发展天地。 数控机床就是将加工过程所需的各种步骤以及刀具与工件之间的相对位移量都是用数字化的代码来表示。通过控制介质数字信息送入专用区域通用的计算机。计算机对输入的信息进行处理，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需要的工件。 关键词：机械设计数控三坐标铣床主轴数控系统
Abstract Digital control is a kind of automatic control technology developed in recent years is a method of using the digital signals of the machine is the machining process control, with the rapid development of science and technology, numerical control machine tool is an important standard of mechanical industry of a country level. NC machine tool is provided with the program control system of machine tool. The system can be logically processing with the use of numbers, or other symbols coded instructions procedures. NC machine tool is the penetration of the new technology of numerical control technology as the representative of the traditional manufacturing industries form the integration of mechanical and electrical products, technical scope covers many fields: (1) mechanical manufacturing technology (2) information processing, processing, transmission technology; (3) the automatic control technology; (4) servo drive technology; (5) sensor technology; (6 software technology. The computer penetration of the traditional mechanical industry, completely changed the manufacturing industry. The manufacturing industry is not only to become a symbol of industrialization, and because the penetration of information technology, the manufacturing industry is a sunrise industry, has the broad development world. NC machine tools is the relative displacement between the various steps required to process as well as the tool and workpiece are using digital codes to represent. By controlling the medium of digital information into the special area for general computer. The computer processes the input, servo system sends commands to control the machine tool or other executive element, make the machine tool workpiece needed. Keywords: mechanical design, CNC three axis milling machine spindle CNC system
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
X6132型万能升降台铣床主轴箱设计 说明书
一、概述 (3) 1.1 金属切削机床在国民经济中的地位 (3) 1.2机床课程设计的目的 (3) 1.3车床的规格系列和用处 (3) 1.4 操作性能要求 (4) 二、传动设计 (4) 2.1 主传动方案拟定 (4) 2.2 传动结构式、结构网的选择 (5) 2.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目 (5) 2.2.2确定传动顺序 (5) 2.2.3确定扩大顺序 (5) 2.2.4确定变速组中的极限传动比及变速范围 (6) 2.2.5确定最小传动比 (6) 三、传动件的估算 (8) 3.1 带轮设计 (8) 3.2 齿轮齿数以及计算转速的确定 (10) 3.2.1齿轮齿数的确定 (10) 3.3轴及传动轴的计算转速 (14) 3.4齿数模数的确定 (14) 3.5传动轴直径的计算 (15) 4.1齿轮模数验算 (16) 4.2传动轴刚度验算（轴） (17) 4.3、轴承寿命的验算 (18) 五、结构设计及说明 (20) 5.1 结构设计的内容、技术要求和方案 (20) 六、总结 (20) 七、参考文献 (21)
一、概述 1.1 金属切削机床在国民经济中的地位 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，又称为“工作母机”或“工具机”。 在现代机械制造工业中，金属切学机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作量，约占机器总制造工作量的40%～60%。机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。 1.2机床课程设计的目的 专业课程设计是在学生学完相应课程及先行课程之后进行的实习性教学环节，是大学生的必修环节，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。 1.3车床的规格系列和用处 规格系列： 表1 X6132万能升降台铣床的主参数（规格尺寸）和基本参数 最低转速 Nmin 最低转速 Nmax 主电机转 速 主电机 功率 N（kw） 公比 转速级 数Z
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)
目录 1、绪论 (2) 1.1金属切削机床在国民经济中的地位 (2) 1.2本课题研究目的 (2) 2、卧室升降台铣床主轴箱的设计 (3) 2.1原始数据与技术条件 (3) 2.2机床主传动系统运动设计 (3) 2.3传动零件的初步计算 (7) 3、结构设计及说明 (15) 3.1结构设计的内容、技术要求和方案 (15) 3.2展开图及其布置 (16) 3.3轴（输入轴）的设计 (16) 3.4齿轮块设计 (17) 3.5传动轴的设计 (18) 3.6主轴组件设计 (19) 总结 (23) 致谢 (24) 参考文献 (25)
1、绪论 1.1金属切削机床在国民经济中的地位 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，又称为“工作母机”或“工具机”。 在现代机械制造工业中，金属切学机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作量，约占机器总制造工作量的40%60%。机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。 机床的“母机”属性决定了它在国民经济中的重要地位。机床工业为各种类型的机械制造厂提供先进的制造技术和优质高效的机床设备，促进机械制造工业的生产能力和工艺水平的提高。机械制造工业肩负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，为适应现代化建设的需要，必须大力发展机械制造工业。机械制造工业是国民经济各部门赖以发展的基础。机床工业则是机械制造工业的基础。一个国家机床工业的技术水平，在很大程度上标志着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。显然，金属切削机床在国民经济现代化建设中起着重大的作用。 1.2本课题研究目的 课程设计是在学生学完相应课程及先行课程之后进行的实习性教学环节，是大学生的必修环节，不仅是巩固学生大学所学知识的重要环节，而且也是在检验大学生综合应用知识的能力、自学能力、独立操作能力和培养创新能力，是大学生参加工作前的一次实践性锻炼。 通过本课题设计可以达到以下目的： 1.综合运用学过的专业理论知识，能独立分析和拟订某机床主轴箱传动结构，装配结构和制造结构的各种方案，能在机械设计制图，零件计算和编写技术文件等方面得到综合训练，具备设计中等复杂零件的能力。 2 通过本课程设计的训练，能初步掌握机床的运动设计，动力计算以及关键零部件的强度校核，或得工程师必备设计能力的初步训练，从而提高分析问题，解决问题，尽快适应工程实践的能力。 3. 熟悉和学会使用各种手册，能善于使用网络搜寻一些设计的相关资料，掌握一定的工艺制订的方法和技巧。
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
目录 第一章机床的用途及主要技术参数 (2) 第二章方案设计 (2) 第三章主传动设计 (2) 3.1 驱动源的选择 (2) 3.2 转速图的拟定 (3) 3.3传动轴的估算 (5) 3.4齿轮模数的估算 (6) 第四章主轴箱展开图的设计 (7) 4.1设计的容和步骤 (7) 4.2 有关零部件结构和尺寸的确定 (7) 4.3 各轴结构的设计 (9) 4.4 主轴组件的刚度和刚度损失的计算： (10) 第五章零件的校核 (11) 5.1齿轮强度校核 (11) 5.2传动轴挠度的验算： (12) 第六章心得体会 (13) 参考文献 (14)
数控机床课程设计 第一章机床的用途及主要技术参数 常用数控铣床可分为线轨数控铣床、硬轨数控铣床等。 数控铣床(线轨)具有精度高、刚性好、噪音小，操作简单、维修方便等优点。工件一次装夹可以完成平面、槽、斜面及各种复杂三维曲面的铣削，及钻孔，扩孔、铰孔和镗孔等。是复杂型腔、模具、箱体类零件加工的理想设备。 数控铣床(硬轨) 具有精度高、刚性好、噪音小，操作简单、维修方便等优点。工件一次装夹可以完成平面、槽、斜面及各种复杂三维曲面的铣削，及钻孔，扩孔、铰孔和镗孔等。是复杂型腔、模具、箱体类零件加工的理想设备。 表1-1 第二章方案设计 本次设计的数控铣床主轴箱是串联在交流调频主轴电机后的无级变速箱，属于机械无级变速装置。它是利用摩擦力来传递转矩，通过连续改变摩擦传动副工作半径来实现无级变速。由于它的变速围小，是恒转矩传动，适合铣床的传动。 第三章主传动设计 3.1 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是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
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
西南科技大学网络教育 毕业设计（论文） 题目名称：论数控铣床的主轴箱结构相关设计 年级：层次：□本科□√专科 学生学号：指导教师： 学生姓名：技术职称：讲师 学生专业：机电一体化技术学习中心名称： 西南科技大学网络教育学院制
毕业设计（论文） 任务书 题目名称论数控铣床的主轴箱结构相关设计题目性质□√真实题目□虚拟题目 学生学号指导教师 学生姓名 专业名称机电一体化技术技术职称讲师 学生层次学习中心名称 年月日
毕业设计（论文）内容与要求： 1.设计部件名称：数控铣床的主轴箱 2．运动设计：根据所给定的转速范围及变速级数，拟定机床主运动传动结构方案(包括传动结构式、转速分布图)和传动系统图，确定各传动副的传动比，计算齿轮的齿数，主轴实际转速及与标准转速的相对误差。 3.根据数控铣床中的重要部件，做出电路图。 4．动力计算：选择电动机型号及转速，确定传动件的计算转速、对主要零件（如皮带、齿轮、主轴、轴承等）进行计算（初算和验算）。 5．结构设计 进行主传动系统的轴系、变速机构、主轴组件等的布置和设计并绘制展开图、剖面图、主要零件工作图。 毕业设计领导小组负责人：（签字） 年月日
毕业设计（论文）成绩考核表 过程评分评阅成绩答辩成绩 总成绩 百分制等级制 1、指导教师评语 建议成绩指导教师签字：年月日
2、论文评阅教师评语 建议成绩评阅教师签字：年月日3、毕业答辩专家组评语 建议成绩答辩组长签字：年月日4、毕业设计领导小组推优评语 组长签字：年月日
摘要 数字控制是近代发展起来的一种自动化控制技术是用数字化信号对机床运动极其加工过程进行控制的一种方法,随着科学技术的迅猛发展，数控机床已经是一个国家机械工业水平的重要标准。 数控机床是装有程序控制系统的机床。该系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令规定的程序。 数控机床是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业的渗透形成的机电一体化产品，起技术范围覆盖很多领域：（1）机械制造技术（2）信息处理、加工、传输技术；（3）自动控制技术；（4）伺服驱动技术；（5）传感技术；(6)软件技术等。计算机对传统机械业的渗透，完全改变了制造业。制造业不但成为工业化的象征，而且由于信息技术的渗透，使制造业犹如朝阳产业，具有广阔的发展天地。 数控机床就是将加工过程所需的各种步骤以及刀具与工件之间的相对位移量都是用数字化的代码来表示。通过控制介质数字信息送入专用区域通用的计算机。计算机对输入的信息进行处理，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需要的工件。 关键词：机械设计；主轴；数控系统。
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) 2.4确定齿轮齿数 (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) 5.4滚动轴承的验算 (20) 5.5主轴组件验算 (20) 5.6主轴组件验算 (13) 6.参考文献 (14) 1.机床总体设计 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，
课程设计任务书 1.设计目的 本次课程设计是毕业课程设计前一次对我们大学四年期间机械专业基础知识的考核和检验。它囊括了理论力学，材料力学，机械原理，机械设计，机械制造装备设计等许多机械学科的专业基础知识。它不仅仅是对我们专业知识掌握情况的考核和检验，也是一次对我们所学的知识去分析，去解决生产实践问题的运用。 通过本专业课程设计的训练，使学生初步掌握机床的运动设计（包括主轴箱、变速箱传动链），动力计算（包括确定电机型号，主轴、传动轴、齿轮的计算转速），以及关键零部件的强度校核，获得工程师必备设计能力的初步训练，从而提高分析问题、解决问题尽快适应工程实践的能力。 2.设计内容和要求 1．运动设计：根据所给定的转速范围及变速级数，拟定机床主运动传动结构方案(包括传动结构式、转速分布图)和传动系统图，确定各传动副的传动比，计算齿轮的齿数，主轴实际转速及与标准转速的相对误差。 2．动力计算：选择电动机型号及转速，确定传动件的计算转速、对主要零件（如齿轮、主轴、轴承等）进行计算（初算和验算）。 3．结构设计 进行主传动系统的轴系、变速机构、主轴组件等的布置和设计并绘制展开图、剖面图、主要零件工作图。 4．编写设计说明书 1）机床的类型、用途及主要参数 主轴转速范围：.m in /630m in,/50max min r n r n == 变速级数：z=12， 主电动机：P=13KW ，n=1460r/min 。 工作台尺寸：1000x3000mm 。 主轴孔径：29mm 。 主轴套筒：直径250mm ，手动调整距离200mm 。 主轴箱进给范围：18级，10——500mm/min ，快速移动速度1.5m/min ，回转角度±30°。 推荐最大刀盘直径：350mm 。 2）设计部件名称：X2010型龙门铣床主轴箱。 3.设计工作任务要求 1．专业课程设计设计说明书一份 2．主轴箱展开图一张 3．主轴箱剖面图一张 4．机床传动系统图一张 5．一个零件工作图（主轴）一张
摘要 镗床是机械零件切削加工的常用机床，镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动，它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多个孔的精加工。 本文在介绍了T611镗床的主要作用和应用现状后，对镗床总体布局进行了设计，确定了原动机为电动机，传动方案采用V带加齿轮传动的方案，进而重点设计了主传动系统，对V带传动齿轮传动和轴进行了参数计算和结构设计，校核了轴、轴承、键的安全系数，设计了其它附件结构，最后做出主轴箱装配图和零件图。 本设计的计算和绘图都用到了相关专业软件，用本文的方法，具有设计快捷、方便等特点。研究结果对提高设计的速度、质量具有重要意义。 关键词：镗床，齿轮传动，传动比，主轴箱
目录第1章绪论 1.1 概述 1.2 镗床基本概念 1.3 国内外的发展现状 1.4 本课题研究内容及意义 第2章总体设计与原动机选择 1.1 电动机确定 1.2 总体布局 第3章传动系统设计 3.1拟定结构 3.2分配传动比 3.3绘制转速图 3.4齿轮齿数确定 3.5带传动设计 3.6验算主轴转速误差 3.7绘制传动系统图 第4章结构参数设计 4.1 齿轮传动设计 4.2 确定主轴支撑轴颈尺寸 4.3传动轴设计 4.4 滚动轴承的寿命计算 第5章附件设计 5.1齿轮块设计 5.2轴承选择 5.3 操作机构设计 5.4润滑系统设计 5.5密封装置 第6章校核 6.1验算轴弯曲刚度 6.2花键键侧挤压应力计算 6.3滚动轴承验算
结论 致谢 参考文献
第1章绪论 1.1 概述 在科技飞速发展的今天, 科学技术日新月异，工业生产不断进步，市场对产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求，任何一个具备完整工业体系的国家，都会有相当数量的制造业，如汽车、机车、电力、船舶、航空航天、冶金矿山、石油化工、机床工具、通信、轻工、建材、家电、食品、仪器、仪表等。上述这些部门大多与机械工业有关，有的是实质上就是机械工业，它们都是用机械设备制造各种各样的产品。所以说机械工业是国民经济的装备部，是国民经济的先导，是国家重要的基础工业。如果一个国家的机械工业水平不高，它生产的产品在国际市场上是很难有竞争力的，也是很难立于世界民族之林的！美国是世界工业强国，70年代美国曾认为制造业是“夕阳工业”，经济重心应由制造业转向高科技产业及服务业等第三产业。科研重理论成果，不重视实际应用，政府不支持产业技术，使美国制造业产生衰退。而同期日本重视制造技术，重视高素质人才的培养，注重将高科技成果应用于制造业，加之严密的社会组织，很快把原来美国占绝对优势的产业如汽车、照相机、家电、机床、复印机、半导体等变成自己的主导产业，占领了世界市场。这很快引起了美国政界、科技界、企业界有识之士的关注。为此，80年代后期，美国政府和企业迅速组织调查，MIT在调查报告中指出：“一个国家要想生活的好，必须生产的好。振兴经济的出路在于振兴制造业”，当前国际间“经济的竞争归根到底是制造技术和制造能力的竞争”。 镗床是一种主要用镗刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种箱体、汽车发动机缸体等零件上的孔。所以对其进行合理设计，其意义十分重大。 机械制造业为社会生产产品的同时，也产生了大量的工业废液、废气、固体废气物等污染。随着全社会保健意识的增长，企业家和技术人员也都意识到，若在延伸用这种粗放式的机械制造模式，将不利于整个行业和社会的可持续法展，因此急需探索符合环保要求的节能、降耗、少污染的绿色机械制造模式，采取相应的绿色模式，适应社会发展的要求。绿色制造
XXXX机械学院 机械设计课程任务说明书题目：设计X7132立式铣床的主轴箱部分 班级：机自0803 指导老师：XXX 2011 年9 月22 日
目录 数控机床课程设计 (4) 第一章X7132铣床的用途及主要技术参数 (4) 1.1、用途 (4) 1.2、结构 (4) 1.3、特点 (4) 第二章方案设计 (5) 第三章主传动设计 (5) 3.1 驱动源的选择 (5) 3.2 转速图的拟定 (5) 3.3传动轴的估算 (7) 3.4齿轮模数的估算 (8) 第四章主轴箱展开图的设计 (8) 4.1设计的内容和步骤 (9) 4.2有关零部件结构和尺寸的确定 (9) 4.3 各轴结构的设计 (11) 4.4主轴组件的刚度和刚度损失的计算 (12)
第五章零件的校核 (13) 5.1齿轮强度校核 (13) 5.2传动轴挠度的验算 (14) 第六章心得体会 (15) 参考文献 (15)
数控机床课程设计 第一章X7132铣床的用途及主要技术参数 1.1、用途 卧式升降台铣床是一种中、小型通用金属切削机床。 本机床的主轴锥孔可直接或者通过附件安装各种圆柱铣刀、圆片铣刀、成型铣刀、端面铣刀等刀具,适于加工各种中小零件的平面、斜面、沟槽、孔、齿轮等,是机械制造、模具、仪器、仪表、汽车、摩托车等行业的理想加工设备。 1.2、结构 本机床的机身、升降台、工作台、主传动、悬梁、冷却、润滑及电气等各部分组成。机身由底座、床身组成,床身固定在底座上、升降台位于床身前方,沿床身导轨垂直升降;升降台与滑座由矩形导轨联接。工作台与滑座用燕尾导轨联接,通过丝杠、丝母带动工作台纵、横向移动;主传动安装在床身内,通过床身右侧盖板上的三个变速手柄调节主轴转速;悬梁部分由固定座、滑枕、挂架组成,床身上面安装固定座,与滑枕通过燕尾导轨联结,挂架悬挂在滑枕的一端;冷却液存放在底座内腔中,电器箱安装在床身左侧。 1.3、特点 本机床工作台可纵、横向手动进给和垂直升降,工作台又可纵、横向实现机动进给。主传动采用齿轮变速结构,通过三级齿轮变速,使主轴得到40-1300转/分12级不同转速,调整范围广。主轴采用支撑结构,提高了主轴的刚性。 主轴孔锥度 7:24 卧轴中心至工作台距离(mm)0-450 主轴转速范围() (12级)40-1300 工作台尺寸(mm)1500*320 工作台行程(mm)340*870 工作台纵、横向机动进给速度(mm/min) 8级30-740 工作台垂直升降速度(mm/min) 560 主传动电机功率(kw)2.2 工作台机动进给电机功率(kw) 1.1 机床外型尺寸(mm)1600*1800*1800/1600*2000*1800 机床重量(kg)1600/1700
目录 1.概述-------------------------------------------------------------1 2.参数的拟定-------------------------------------------------------1 3.传动设计---------------------------------------------------------1 4.传动件的估算-----------------------------------------------------4 5.动力设计---------------------------------------------------------12 6. 结构设计及说明----------------------------------------------------------------------------14 7.总结-------------------------------------------------------------21 8.参考文献--------------------------------------------------------21
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机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。本次设计的是普通铣床主轴变速箱。 1.3 操作性能要求 1）具有皮带轮卸荷装置 2）主轴的变速由变速手柄，和滑移齿轮完成 2.参数的拟定 2.1 公比选择 已知最低转速n min =160rpm ，最高转速n max =2000rpm ，变速级数Z=12， 转速调整范围： 1min max ,5.12160 2000 -==== Z n n R n n R ? 2.2求出转速系列 根据最低转速n min =160rpm ，最高转速n max =2000rpm ，公比φ=1.26，按《机床课程设计指导书》（陈易新编）表5选出标准转速数列：2000 1600 1250 1000 800 650 500 400 315 250 200 160 2.3 主电机选择 合理的确定电机功率N ，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使