课程设计说明书
目录
一、机床设计的题目 (2)
二、机床的主参数与要求 (3)
三、主传动系统的拟定 (5)
四、齿轮传动设计 (9)
五、带传动设计 (12)
六、轴的设计 (14)
七、轴承的选择 (15)
八、箱体的结构设计 (16)
九、润滑与密封 (17)
一、机床设计的题目
1、设计题目：
设计一台加工直径最大范围是φ320mm的普通车床的主传动
系统。
主要技术参数
1、转速范围： N＝40——1800r/pm
2、转速级数： Z＝12
3、电动机功率： P＝4KW
被加工零件的材料：钢、铸铁
刀具材料：高速钢、硬质合金
2、车床用途：
CA6132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、车削内外圆锥面、车削特型面、滚花和盘绕弹簧等。加工范围广、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）普通车床的基本参数
a.刀架上最大工件回转直径1D （m m ）
由于刀架组件刚性一般较弱，为了提高生产效率，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，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 =160m m 。 b.主轴通孔直径d ﹙m m ﹚
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2）d=36mm 。 c.主轴头号
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
d.装刀基面至主轴中心距离h(m m )
为了使用户，提高刀具的标准化程度，根据机械工业部成都工具研究所的刀具杆标准，规定了h=22m m 。 e.最大工件长度L （m m ）
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内时容纳的工件长度。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=900m m 。 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：
min
Z
=40 r/min
m ax Z =1800 r/min
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，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、450、625、
890、1250、1800r/min
4）主传动电动机功率的确定 电动机的额定功率为：
额N =N /κ主 （取k=1.0） 所以， 额N =4kW
三、主传动系统的拟定
1、传动比
第一变速组（Ⅰ—Ⅱ），有三对齿轮组成，其传动比如下：
1a u = 1
2a u =1/?=0.71
3
a u =1/2?=0.5
第二变速组（Ⅱ—Ⅲ），有两对齿轮组成，其传动比如下：
1b u =1 2b u =1/3?=0.36
第二变速组（Ⅲ—Ⅳ），有两对齿轮组成，其传动比如下： 1c u =2?=1.99 2c u =0.25
2、转速图的拟定
①确定变速组的数目和各变速组中传动副的数目 该机床的变速范围较大，必须经过较长的传动链减速才能把电动机的转速降
到主轴所需的转速，通常采用p=2或3，因此，12322=??，共需三个变速组。
②确定不同传动副数的各变速组的排列顺序。根据“前多后少”的原则，选择12322=??的方案。
③确定变速组的扩大顺序。根据“前密后疏”原则，选择36
112322=??的
结构式。
④验算变速组的变速范围。最后扩大组的变速范围r
=6?=61.41=8，
在允许的变速范围内。（最后扩大组的变速范围限制在n r 8~10）
⑤机床转速图（见下图） ：
4、分配各变速组的最小传动比
主传动系统需要4根轴，再加上电动机轴。
① 决定轴Ⅲ—Ⅳ的最小降速传动比主轴上的齿轮希望更大些，能起到飞轮的
作用，所以最后一个变速组的最小降速比为m in u =0.25。
② 其余变速组的最小传动比根据“前缓后急”的原则，轴Ⅱ—Ⅲ间最小变速
取m in u =1/3?=0.36,轴I-II 间最小变速组取m in u =1/2?=0.5。 ② 画出各变速组的传动比连线基本组的级比指数0
1x =，第一扩大组的级
比指数1
3x =，第二扩大组级比指数36x =。
5、齿轮齿数的确定
为了便于设计和制造，主传动系统中所采用的齿轮模数的种类尽可能少一些。在同一变速组内一般都采用相同的模数，这是
因为各齿轮副的速度变化不大，受力情况差别不大当各对齿轮模数相同时，且不采用变位齿轮的齿数和也必然相等。
参考文献【一】表2-2中横行z s 表示一对齿轮的齿数和，纵列u 表示一对齿轮的传动比，表中间的数值表示一对齿轮副的小齿轮齿数。当1u
>时，表示升速传动，所以小齿轮为从动轮。当1
u
<时，表示降速传动，所以小齿轮为主动轮，这是要用传动比u 的倒数查表。查出小齿轮的齿数后，将齿数和z s 减去小齿轮的齿数。表中空白格，表示没有合适的齿数
采用查表法确定齿轮齿数：
据参考文献【一】表2-2确定齿轮齿数如下：
轴
Ⅰ—Ⅱ轴 Ⅱ--Ⅲ轴 Ⅲ--Ⅳ轴 各 齿 轮 齿 数 Z1=36 Z2=24 Z3=30 Z4=34 Z5=18
Z6=60 Z7=18
Z1`=36 Z2`=48 Z3`=42
Z4`=34 Z5`=62
Z6`=30 Z7`=72
6 、绘制传动系统图：
四、齿轮传动设计
1.各速组齿轮的结构尺寸：
第一变速组齿轮结构尺寸的计算： 已知：电动机功率
4P k w
=电机，V 带效率为
0.96
v η=带,轴承(对)效率为
0.98
η=轴承传递功率
I 40.960.98 3.76v P p k w
ηη=??=??=
带轴承电机，主动轮
转速n1=625r/min ，最大传动比2，载荷平稳，单向回转，单班制工作，工
作期限10年，每年按300天计，原动机为电动机。
解：①材料、热处理方法。可选一般齿轮材料如下：小齿轮选用45号钢，调制处理，
1
450H BS
H B
=；大齿轮选用45号钢，正火处理，
2
410H BS
H B
=，硬质差40H B S ,在规定的30～50范围内。
②选择精度等级。减速器为一般齿轮传动，估计圆周速度不大于6m s /，根据参考文献【二】中的表8-4，初选7 级精度。 ③ 按齿面接触疲劳强度设计齿轮，齿轮承载能力应由齿面接触疲劳强度决定。
I u 113
d d u σH K T (±)≥76.572
[]ψ
a) 载荷系数K ：查参考文献【二】中表8-5，取K=1.2. b) 转矩1T ：
I T =3I 955010P n ??/=3955010 3.76??/885=44.0610?（N m m
?）
c) 接触疲劳许用应力H σ[]: lim
H
H H s
σσN
=
Z ?[]
由参考文献【二】的图8-12查得： lim 1
H σ
=950a
M P ，
lim 2
H σ=
850a M P 。
接触疲劳寿命系数N Z :由公式N=60h n j L ???得 9160885103008 1.2710N =????=? 9
1
8
2 1.2710
6.35102
N
N i
?=
=
=?
查参考文献【二】的图8-11，得9
110
110N Z N N N
=(>
,=)
2 1.05N Z =
按一般可靠性要求，查参考文献【二】的表8-8，取H S =1.1,则 1
lim 1
19508631.1
N H H
a H
M P Z S σ
σ1
?=
=
=()?[]
2
lim 2
1.05850
8111.1
N H H a H
M P Z S
σ
σ
2
?=
=
=()?[]
d) 计算小齿轮分度圆直径1d ：
查参考文献【二】中的表8-10，取Ψd=0.4
I u 11d d u σ3
H K T (±)≥76.572
[]ψ=107.56mm
取d1=108mm.
e) 计算圆周速度v ： 1
1 3.1488555 2.55601000
601000
n d v m s π????=
=
??=(/)
因5v m s
1) 齿数：124Z =，248Z =
2) 模数m : m=d/z=3 mm ()
3) 分度圆直径：
d1=mxz=3x36=108 d2=mxz=3x36=108
4）中心距a : a=(d1+d2)/2=108mm 5)齿根圆直径： 1a h 2f d m c *
*
1=(Z --)2
=3x(36-2-0.25x2)=100.5mm
df2=m(Z2-2h-2c)=3x(36-2-0.5)=100.5mm
7）齿宽b ：b=0.3xd1=31.6 ()mm 经处理后取b2=30，取b1也为30mm.
④ 按齿根弯曲疲劳强度校核。
由参考文献【二】的式（8-5）得出F σ，若F F σσ≤[]则校核合格。 （a ） 齿形系数F Y ：查参考文献【二】的表8-6得： 1 2.60F Y =，2 2.27F Y =
（b ） 应力修正系数S Y :查参考文献【二】的表8-7得： 1 1.60S Y =，2 1.75S Y = （c ） 许用弯曲应力F σ[]： 由参考文献【二】的图8-8查得Flim1
=990(M Pa)σ
，Flim2
=930(M Pa)σ
由参考文献【二】的表8-8查得 1.4F S =
由参考文献【二】的图8-9查得121N N Y Y ==, 由参考文献【二】的式8-5可得： N 1Flim 1
F F
Y 1990707()S 1.4M P a σ
σ1??[]=
== N 2Flim 2
F F
Y 1930664()S 1.4
M P a σσ2??[]=
=
=
故
III 1
11F 2
2
1
5
22 1.2 3.0510
2.60 1.60418(a )M Pa 30327
F F S K T Y Y M P bm Z σ
σ1???=
?=
??=<[]=707()
??齿根弯曲疲劳强度校核合格。
2、各组齿轮结构尺寸列表
由于余下的齿轮计算方法都一样，不再重复叙述了，经计算列出各齿轮结构尺寸，如下表所示：
齿轮 Z1=36 Z1`=36 Z2=30 Z2`=42 Z3=24 Z3`=48 Z4=34 Z4`=34 Z5=18 Z5`=50 Z6=30 Z6`=60 Z7=18
Z7`=72 模数 3 3 3 3 3 3 3 分度圆
直径
108 90 72 102 54 90 54 108
126 144 102 150 180 216 中心距 108 108 108 102 102 135 135 齿 宽
30 30 30 30 30 35 35 30
30
30
30
30
35
35
五、带传动设计
已知：电动机功率4P kW =，转速11440/m in n r =，传动比i=2.3，每天工作16小时。
1、确定计算功率c P 和选择带V 型号 （1）确定计算功率c P
由参考文献【二】的表10-4得：Ka=1.3
由参考文献【二】中式（10-10）得：Pc=Ka X p=1.3x4=5.2 kw
(2)选择V 带型号
由文献【二】的图10-9得：选用A 型V 带 2、确定带轮基准直径，并验算带速 （1） 确定带轮基准直径 由文献【二】的图10-9得，推荐的小带轮基准直径为80～100，并按文献【二】中表10-6，考虑带轮直径大对带的工作寿命有利，取1d d =100m m 。 则 d2=ixd1=2.3x100=230mm
根据文献【二】的表10-6取标准值d2=250mm （2）验算带速v 11
3.14951440
7.16(/)
601000
601000
d d n m s v π????=
=
=??
在5m /s ~25范围内，合适。 3、确定带长和中心距 （1） 初定中心距 根据题意取a=700mm
（2） 确定V 带的基准长度
由文献【二】中公式（10-12）得
Ld0=2a0+#/2(d1+d2)+(d1-d2)x(d1-d2)/4a0=1626.8mm 根据文献【二】的表10-2取Ld=2000mm （3） 确定实际中心距
根据文献【二】中公式（10-13）得 a=a0+(Ld-Ld0)/2=886.8mm
中心距变动范围为862mm —935.6mm （4） 验算小带轮包角
由文献【二】中式（10-14）得 21
118057.3170.8120
d d d d a
α??
?
?
-=-
?=>，合适。
4、确定V 带的根数
由文献【二】中表10-7查取1 1.32P kW =，10.15P kW ?=；从文献【二】中表10-5查取0.98a K =，查表10-2取0.93L K =；由文献【二】中式（10-15）得
11 4.8
3.58()(1.320.15)0.980.93
c
a L
P Z P P K K =
=
=+?+??
参照文献【二】中表10-3，取4Z =。 5、计算V 带的预拉力和轴向压力 （1）单根V 带的初拉力
由文献【二】中表10-1查得0.1/q kg m =，由式（10-16）得
025002.5(
1)
c a
P F Z qu K
u
=-+2
2.5 4.8500(
1)0.17.16133()
0.99
47.16
N =?-?
+?=?
（2） 计算V 带作用在轴上的压力Q F 由文献【二】中式（10-17）得
0170.82sin
24133sin
1060.6()2
2
Q F F N z α
==???=
六、轴的设计
在主轴箱的设计中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴为光轴，不作特殊要求，这里仅对主轴进行设计和校核。
（1）选择主轴的材料
由于主轴承受的扭矩较大并且是空心轴，由文献【二】中的表11-1和表
11-3所以选用35i n S M 调质处理，硬度229286H
B S ~，MPa
σ-1
[]=70，
M Pa
b
σ
=800，M Pa s σ=520。
（2）按扭矩初算轴的直径
III 3.4kw
P = ，齿轮效率
0.97
η=齿轮，轴承效率
0.98
η=轴承，
2
III P 3.40.980.97 3.17kw
P ηη?=?=??=主轴轴承齿轮
根据文献【二】中式（11-2），并查表11-2，取C=100，则 考虑有键槽并且是空心轴故取d=65mm. （3）轴的结构设计
Ⅰ段：d1=60mm Ⅱ段：d2=64mm
Ⅲ段：采用圆锥滚子轴承结构， d=60mm Ⅳ段：考虑轴肩取d4=80mm
；
轴的总长900.4l m m =。 （4）验算轴的疲劳强度 a) 画出轴的受力简图（a ）
已知小齿轮181mm d =，
a 177.5m m
l =，
b 403.75m m
l =
T=9550000x P`/n=757000(n ·m) 求圆周力
t
F ，径向力r
F
III 12/2757/8118.7t F T d kN
==?=
r tan 18.7tan 20 6.8t F F kN
α==?=
b) 画水平面的弯矩图（b ）
轴承支反力
by 2.07F kN
=，
ay 4.73F kN
= 水平面弯
矩
c1M 177.5 4.73839.6a ay l F N m
=?=?=?
c) 画垂直平面弯矩图（C ）
轴承支反力
az 12.99F kN
=，
bz 5.71F kN
= 垂直面弯
矩c2M 177.512.992305.7a az l F N m
=?=?=?
d) 画合成弯矩图（d ）
22
22
c c1c2M M M 839.62305.72453.8N m
=+=
+=?
e) 画转矩图（e ）
III 757T T N m ==?
f) 画当量弯矩图（f ）
转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取0.6α=，截面C 处的当量弯矩
221/2
2
21/2
[()]
[2453.8
(0.6757)]
2495.48
e c c
M M
T N m α=+=+?=?
校核危险截面C 的强度
3
3
1/(0.1)2495480/(0.173.5)62.85[]70ec f a a
M d M P M P σσ-==?=<=，
该轴强度足够。
七、轴承的选择
1. Ⅰ轴：一轴的前后端与箱体外壁配合，配合处传动轴的轴径
是30mm，同时一轴也不会承受轴向力故也选用深沟球
轴承，型号：6206。
2. Ⅱ轴：轴径:30mm,采用深沟球轴承，型号：6206。
3. Ⅲ轴：轴径:35mm,采用深沟球轴承, 型号：6207。
4. 主轴：主轴是传动系统之中最为关键的部分，因此应该合理
的选择轴承。末端轴径: 80mm，从主轴末端到前端依
次选择轴承为角接触球轴承，型号：7216c 轴径:60mm,
角接触球轴承，型号：7212c。
八、箱体的结构设计
1 、箱体材料
箱体多采用铸造方法获得，也有用钢板焊接而成。铸造箱体常用材料为HT15-33,强度要求较高的箱体用HT20-40，只有热变形要求小的情况下才采用合金铸铁，采用HT20-40。与床身做成一体的箱体材料应根据床身或导轨的要求而定。箱体要进行时效处理。
2 、箱体结构
1、箱体结构设计要点
（1）根据齿轮传动的中心距、齿顶圆直径、齿宽等几何尺寸，确定减速器的箱体的内部大小。由中心距确定箱体的长度，由齿顶圆直径确定
箱体的高度。由齿宽来确定箱体的宽度。
（2）依据铸造（或焊接）箱体的结构尺寸、工艺要求，确定箱体的结构尺
寸，绘制箱体。如箱盖，箱座及螺栓的尺寸。
（3） 根据齿轮的转速确定轴承润滑的方法与装置，选择轴承端盖的类型。 （4） 附件设计与选择。同时，可以进行轴系的结构设计，选择轴承和联轴
器。
箱体的尺寸 名称 符号 尺寸关系
箱座壁厚 δ
25mm 箱盖壁厚 1
δ
12mm 箱盖凸缘厚 1
b
27 箱座凸缘厚 b 27 箱座底凸缘厚 2
b
45 地脚螺钉数目
n
6
轴承旁凸台半径
1
R
2C
外箱壁至轴承端面距
离
1l 12(510)C C ++~
铸造过渡尺寸
X y 、
见“一般标准”中的“铸造过渡斜度”
齿轮顶圆与内箱壁距
离
1?
1.2δ>
齿轮端面与内箱壁距离
2
?
δ
>
箱盖、箱座肋厚
1
2m
m 、
12m m δδ1≈0.85≈0.85、
2、铸造工艺性要求
为了便于铸造以及防止铸件冷却时产生缩孔或裂纹，箱体的结构应有良好的铸造工艺性。
3、加工工艺性对结构的要求
由于生产批量和加工方法不同，对零件结构有不同要求，因此设计时要充分注意加工工艺对结构的要求。 4、装配工艺对结构的要求
为了更快更省力地装配机器，必须充分注意装配工艺对接否设计的要求。
九、润滑与密封
1、机床润滑
（1）普通机床主轴变速箱多用润滑油，其中半精加工、精加工和没有油式摩擦离合器的机床，采用油泵进行强制的箱内循环或箱外循环润滑效果好。粗加工机床多采用结构简单的飞溅润滑点。
（2）飞溅润滑
要求贱油件的圆周速度为0.6～8米/秒，贱油件浸油深为10～20毫米（不大于2～3倍轮齿高）。速度过低或浸油深度过浅，都达不到润滑目的，速度过高或浸油深度过深，搅油功率损失过大产生热变形大，且油液容易气化，影响机床的正常工作。油的深度要足够，以免油池底部杂质被搅上来。（3）进油量的大小和方向
回油要保证畅通，进油方向要注意角接触轴承的泵油效应，即油必须从小端进大端出。
箱体上的回油孔的直径应尽可能的大些，一般应大于进油孔的直径。箱体上放置油标，一边及时检查润滑系统工作情况。
（4）放油孔
应在箱体适当位置上设置放油孔，放油孔应低于油池底面，以便放净油，为了便于接油最好在放油孔处接长管。
（5）防止或减少机床漏油
①箱体上外漏的最低位置的孔应高出油面。
②轴与法兰盖的间隙要适当，通常直径方向间隙1～1.5毫米。
③主轴上常采用环形槽和间隙密封，效果要好，槽形的方向不能搞错。
④箱盖处防漏油沟应设计成沟边向箱体油沟内侧偏一定距离，大约为3～5
毫米。
2、润滑油的选择
润滑油的选择与轴承的类型、尺寸、运转条件有关，速度高选粘度低的，反之选粘度高的。润滑油粘度通常根据主轴前颈和主轴最高转速选。
参考文献
[1] 梁玮，王斌武主编.《金属切削机床课程设计指导书》.桂林航专.2008
[2] 刘孝民，黄卫萍主编.《机械设计基础》.华南理工大学出版社.2006
[3] 周开勤主编.《机械零件手册》（第五版）.高等教育出版社.2001
[4] 聂建武主编.《金属切削与机床》.西安电子科技大学出版社.2006
[5] 金大鹰主编.《机械制图》.机械工业出版社.2001
[6] 龚溎义主编.《机械设计课程设计图册》（第三版）.高等教育出版社.1987
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
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
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
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
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)
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
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：
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
1.概述 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C6140主轴变速箱。主要用于加工回转体。 车床的主参数（规格尺寸）和基本参数（GB1582-79，JB/Z143-79） 工件最大回转直径 D max (mm ) 正转最高转速 n max ( min r ) 电机功率 N （kw ） 公比 ? 转速级数Z 反转 400 1400 5.5 1.41 12 级数Z 反=Z 正/2；n 反 max ≈1.1n 正max 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 =45； min /1.31min /45/1400/max min r r R n n n ===，去标准转速列min /5.31min r n =. 2.2 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，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。 已知电动机的功率是5.5KW ，根据《车床设计手册》附录表2选Y132S-4，额定功率5.5kw ，满载转速1440 min r ，最大额定转距2.2。 3.传动设计 3.1 主传动方案拟定 拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、幻想、制动、操纵等整个传动系统的确定。传动型式则指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。
传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定传动方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。 传动方案有多种，传动型式更是众多，比如：传动型式上有集中传动，分离传动；扩大变速范围可用增加传动组数，也可用背轮结构、分支传动等型式；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，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。 3.2 传动结构式、结构网的选择 结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。 3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目 级数为Z 的传动系统由若干个顺序的传动组组成，各传动组分别有1Z 、2Z 、……个传动副。即 321Z Z Z Z = 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：b a Z 3?2= ，可以有三种方案： 12=3×2×2；12=2×3×2；12=2×2×3； 3.2.2 传动式的拟定 12级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能。 在Ⅰ轴如果安置换向摩擦离合器时，为减少轴向尺寸，第一传动组的传动副数不能多，以2为宜。 主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用2。 综上所述，传动式为12=2×3×2。 3.2.3 结构式的拟定 对于12=2×3×2传动式，有6种结构式和对应的结构网。分别为： 6212?3?2=12， 6132?3?2=12， 1422?3?2=12， 2412?3?2=12 3162?3?2=12 1262?3?2=12 由于本次设计的机床错误！未找到引用源。轴装有摩擦离合器，在结构上要求有一齿轮的齿根圆大
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
设计任务书 设计任务： 1 按工艺动作过程拟定机构运动循环图 2 进行回转台间歇机构，主轴箱道具移动机构的选型，并进行机械运动方案评价和选择 3 按选定的电动机和执行机构的运动参数进行机械传动方案的拟定 4 对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计 5 在2号图纸上画出最终方案的机构运动简图 6 编写设计计算说明书 设计要求： 1 从刀具顶端离开工件表面65mm位置，快速移动送进了60mm后，在匀速送进60mm（5mm刀具切入量，45mm工件孔深，10mm刀具切出量），然后快速返回。回程和工作行程的速比系数K=2。 2 生产率约每小时60件。 3 刀具匀速进给速度2mm/s，工件装、卸时间不超过10s。 4 执行机构能装入机体内。
机械运动方案设计 根据专用机床的工作过程和规律可得其运动循环图如下： 机构运动循环图 机械总体结构设计 一、原动机构： 原动机选择Y132S-4异步电动机，电动机额定功率P=5.5KW,满载转速n=1440r/min。 二、传动机构： 传动系统的总传动比为i=n/n6,其中n6为圆柱凸轮所在轴的转速，即总
传动比为1440/1。采用涡轮蜗杆减速机构（或外啮合行星减速轮系）减速。 三、执行部分总体部局： 执行机构主要有旋转工件卡盘和带钻头的移动刀架两部分，两个运动在工作过程中要保持相当精度的协调。因此，在执行机构的设计过程中分为，进刀机构设计、卡盘旋转机构和减速机构设计。而进刀机构设计归结到底主要是圆柱凸轮廓线的设计，卡盘的设计主要是间歇机构的选择。 在执行过程中由于要满足相应的运动速度，因此首先应该对于原动机的输出进行减速。下面先讨论减速机构传动比的确定：由于从刀具顶端离开工件表面65mm位置，快速移动送进了60mm后，在匀速送进60mm（5mm 刀具切入量，45mm工件孔深，10mm刀具切出量），然后快速返回。要求效率是６０件／小时，刀架一个来回（生产１个工件）的时间应该是１分钟。根据这个运动规律，可以计算出电机和工作凸轮之间的传动比为1440/1。两种方案的传动比计算，参考主要零部件设计计算。 下面讨论执行机构的运动协调问题：有运动循环图可知，装上工件之后，进刀机构完成快进、加工、退刀工作，退后卡盘必须旋转到下一个工作位置，且在加工和退刀的前半个过程中卡盘必须固定不动，由于卡盘的工作位置为四个，还要满足间歇和固定两个工作，于是选择单销四槽轮机构（或棘轮机构、不完全齿轮机构与定位销协调）解决协调问题，具体实现步骤参考“回转工作台设计”。由于进刀机构的运动比较复杂，因此要满足工作的几个状态，用凸轮廓线设计的办法比较容易满足。廓线的设计参考主要零部件设计计算。
第1章绪论 1.1课题来源 随着技术的发展，机床主轴箱的设计会向较高的速度精度，而且要求连续输出的高转矩能力和非常宽的恒功率运行范围。另外还会改善机床的动平衡，避免震动、污染和噪音等。 本设计为CA6140机床的主轴箱。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。CA6140机床主轴箱的作用就是把运动源的恒定转速改变为主运动执行件（主轴、工作台、滑枕等）所需的各种速度；传递机床工作时所需的功率和扭矩；实现主运动的起动、停止、换向和制动。 主轴箱通常主要由下列装置和机构组成：齿轮变速装置；定比传动副；换向装置；起动停止装置；制动装置；操纵装置；密封装置；主轴部件和箱体。根据机床的用途和性能不同，有的机床主轴箱可以只包括其中的部分装置和部件。 主轴箱是支承主轴并安装主轴的传动变速装置，使主轴获得各种不同转速，以实现主切削运动。该机床主轴箱刚性好、功率大、操作方便。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。 1.2研究动态及发展趋势 机床设计和制造的发展速度是很快的。由原先的只为满足加工成形而要求刀具与工件间的某些相对运动关系和零件的一定强度和刚度，发展至今日的高度科学技术成果综合应用的现代机床的设计，也包括计算机辅助设计（CAD）的应用。但目前机床主轴变速箱的设计还是以经验或类比为基础的传统（经验）设计方法。因此，探索科学理论的应用，科学地分析的处理经验，数据和资料，既能提高机床设计和制造水平，也将促进设计方法的现代化。 随着科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，改型也日益频繁，对机床的性能、精度、自动化程度等提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程自
《机械制造技术基础》 课程设计说明书（机械制造及其自动化专业） （机床部分） 设计题目：车床主轴箱设计 设计者：刘阳 学号： 200900162103 指导教师：邹斌 山东大学机械制造及其自动研究所 二O一三年一月
1、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。 2、各运动参数的确定 2.1确定传动方案 2.1.1已知条件 【1】确定转速范围：主轴最小转速nmin=40 r/min 【2】确定公比： 1.41φ= 【3】转速级数：9z = 2.1.2结构分析式 ⑴ 13933=? 从电动机到主轴主要为降速传动，若使传动副较多的传动组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节省材料，也就是满足传动副前多后少的原则，因该机床级数较小，在无重复级数出现的情况下采用13933=?方案。在降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比4 1 min ≥ i ；在升速时为防止产生过大的噪音和震动常限制最大转速比2max ≤i 。在主传动链任一传动组的最大变速范围()10~8min max max ≤=i i R 。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小，根据中间传动轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如下：
检查传动组的变速范围时，只检查最后一个扩大组： ()1222-??=P X R ? 其中 1.41φ=，23X =，32=P 所以 2R 1.41328.648~10=??=≤，合适。 2.1.3绘制转速图 【1】确定传动轴轴数 传动轴轴数 = 变速组数 + 定比传动副数 + 1 = 2 + 1 + 1 = 4。 【2】确定各级转速并绘制转速图 由nmin=40, ?=1.41,z=9确定各级转速，分别为632、446、316、228、 158、114、80、56、40min r 。 在四根轴中，除去电动机轴，其余三轴按传动顺序依次设为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。Ⅰ与Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ轴之间的传动组分别设为a 、b 。 (1) 先确定轴Ⅱ的转速 传动组b 的级比指数为2，希望中间轴转速较小，因而为了避免升速，又不致传动比太小，可取 212i b φ==，21/1/1.4i b φ==4 31/1/4i b φ== 轴Ⅱ的转速确定为： 316、228、158r/min 。 (2) 确定轴Ⅰ的转速 对于轴Ⅰ，其级比指数为1,可取 11/1/1.4i a φ==，221/1/2i a φ==，0 31/1i a φ==