车床主轴箱课程设计说明书
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学院：机械工程学院
班级：05级（2）班
专业：机械设计
姓名：廖勇
学号：05011030214
指导老师：张杰
目录
一、设计目的 (1)
二、设计步骤 (1)
1.运动设计 (1)
1.1已知条件 (1)
1.2结构分析式 (1)
1.3绘制转速图 (2)
1.4绘制传动系统图 (5)
2.动力设计 (5)
2.1确定各轴转速 (5)
2.2带传动设计 (6)
2.3各传动组齿轮模数的确定和校核 (7)
3.齿轮强度校核 (9)
3.1校核a传动组齿轮 (9)
3.2校核b传动组齿轮 (10)
3.3校核c传动组齿轮 (11)
4.主轴挠度的校核 (13)
4.1确定各轴最小直径 (13)
4.2轴的校核 (13)
5.主轴最佳跨距的确定 (14)
5.1选择轴颈直径,轴承型号和最佳跨距 (14)
5.2求轴承刚度 (14)
6.各传动轴支承处轴承的选择 (15)
7.主轴刚度的校核 (15)
7.1主轴图 (15)
7.2计算跨距 (16)
三、总结 (17)
四、参考文献 (18)
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min /5.31min r n =。
[2]确定公比：41
.1=?[3]转速级数：12
=z 1.2结构分析式
⑴22312××=⑵32212××=[3]2
3212××=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，因此取32212××=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
1min ≥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41.1=?，62=X ，2
2=P 所以10~846.81641.12≤=××=R ，合适。
1.3绘制转速图
⑴选择电动机
一般车床若无特殊要求，多采用Y 系列封闭式三相异步电动机，根据原则条件选择Y-132M-4型Y 系列笼式三相异步电动机。
⑵分配总降速传动比
总降速传动比02
.01440/5.31/min ===d n n i 又电动机转速min /1440r n d =不符合转速数列标准，因而增加一定比传动副。
[3]确定传动轴轴数
传动轴轴数=变速组数+定比传动副数+1=3+1+1=5。
⑷确定各级转速并绘制转速图
由min /5.31r n mim =41.1=?z =12确定各级转速：
1400、1000、710、500、355、250、180、125、90、63、45、31.5r/min。
在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按传动顺序依次设为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。Ⅰ与Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ、Ⅲ与Ⅳ轴之间的传动组分别设为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
传动组c 的变速范围为]10,8[841.1max 66∈===R ?，结合结构式，
Ⅲ轴的转速只有一和可能：
125、180、250、355、500、710r/min。
②确定轴Ⅱ的转速
传动组b 的级比指数为3，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
8.2/1/131==?i b ，1
/12=i b 轴Ⅱ的转速确定为：355、500、710r/min。
③确定轴Ⅰ的转速
对于轴Ⅰ，其级比指数为1,可取
2/1/121==?i a ，41.1/1/12==?i a ，1
/13=i a 确定轴Ⅰ转速为710r/min。
由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比71/144710/1440==i 。下面画出转速图（电动机转速与主轴最高转速相近）。
[5]确定各变速组传动副齿数
①传动组a:
查表8-1,2/1/121==?i a ，41.1/1/12==?i a ，1
/13=i a
2/1/121==?i a 时：=z S ……57、60、63、66、69、72、75、78……
41.1/1/12==?i a 时：=z S ……58、60、63、65、67、68、70、72、73、77……1/13=i a 时：=z S ……58、60、62、64、66、68、70、72、74、76……
可取=z S 72,于是可得轴Ⅰ齿轮齿数分别为：24、30、36。
于是48/241=a i ，42/302=a i ，36
/363=a i 可得轴Ⅱ上的三联齿轮齿数分别为：48、42、36。
②传动组b:
查表8-1,8.2/1/131==?i b ，1
/12=i b 8.2/1/131==?i b 时：=z S ……69、72、73、76、77、80、81、84、87……1/12=i b 时：=z S ……70、72、74、76、78、80、82、84、86……
可取=z S 84，于是可得轴Ⅱ上两联齿轮的齿数分别为：22、42。
于是62/221=i b ，42/422=i b ，得轴Ⅲ上两齿轮的齿数分别为：62、42。③传动组c:
查表8-1,4/11=i c ,2
2=c i 4/11=i c 时：=z S ……84、85、89、90、94、95……
22=c i 时：=z S ……72、75、78、81、84、87、89、90……
可取=z S 90.
4/11=i c 为降速传动，取轴Ⅲ齿轮齿数为18；
22=c i 为升速传动，取轴Ⅳ齿轮齿数为30。
于是得72/181=i c ,30
/602=c i 得轴Ⅲ两联动齿轮的齿数分别为18，60；
得轴Ⅳ两齿轮齿数分别为72，30。
1.4绘制传动系统图根据轴数，齿轮副，电动机等已知条件可有如下系统图：
2.动力设计2.1确定各轴转速
⑴确定主轴计算转速：主轴的计算转速为
min
/90r 41.131.5n n 131213z min =×==??IV ⑵各传动轴的计算转速：
轴Ⅲ可从主轴90r/min 按72/18的传动副找上去，轴Ⅲ的计算转速
125r/min；轴Ⅱ的计算转速为355r/min；轴Ⅰ的计算转速为710r/min。
[3]各齿轮的计算转速
传动组c 中，18/72只需计算z =18的齿轮，计算转速为355r/min；60/30只需计算z =30的齿轮，计算转速为250r/min；传动组b 计算z =22的齿轮，计算转速为355r/min；传动组a 应计算z =24的齿轮，计算转速为710r/min。
[4]核算主轴转速误差
min
/5.141730/6042/4236/36256/1261440r n =××××=??实min
/1400r n =标
%5%25.1%1001400
)14005.1417(%100)
(<=×?=×?标
标实n n n 所以合适。2.2带传动设计
电动机转速n=1440r/min,传递功率P=7.5KW,传动比i=2.03，两班制，
一天运转16.1小时，工作年数10年。
⑴确定计算功率
取=A K 1.1，则25KW .85.71.1P K P A ca =×==⑵选取V 带型
根据小带轮的转速和计算功率，选B 型带。
⑶确定带轮直径和验算带速
查表小带轮基准直径mm d 1251=,mm
i d 25403.21251252=×=×=验算带速成10006011×=
n d v π其中1n -小带轮转速，r/min；
1d -小带轮直径，mm；
]25,5[/42.91000
60144012514.3∈=×××=
s m v ，合适。[4]确定带传动的中心距和带的基准长度设中心距为0a ,则
0．55（21d d +）≤a ≤2（21d d +）
于是208.45≤a ≤758,初取中心距为=0a 400mm。
带长0
21221004)()(22a d d d d a L ?+++=πmm 1405400
4)125254()254125(214.340022
=×?++×+×=查表取相近的基准长度d L ，mm L d 1400=。
带传动实际中心距mm L L a a d 5.3972
00=?+=
[5]验算小带轮的包角一般小带轮的包角不应小于o 120。
o o o o f 1204.1613.57180121=×??
≈a
d d α。合适。[6]确定带的根数L ca k k p p p Z α)(00?+=
其中：0p ?-1≠i 时传递功率的增量；
αk -按小轮包角α，查得的包角系数；
L k -长度系数；为避免V 型带工作时各根带受力严重不均匀，限制根数不大于10。
490
.095.0)46.019.2(25.8=××+=Z [7]计算带的张紧力0
F 20)5.2(500
qv k k vZ p F ca +?=αα其中：ca p -带的传动功率,KW；
v-带速,m/s；
q-每米带的质量，kg/m；取q=0.17kg/m。
v =1440r/min =9.42m/s。
N F 7.19342.917.095
.09.05.2(442.925.850020=×+?×××=[8]计算作用在轴上的压轴力
N ZF F Q 15302
4.161sin 7.193422sin 210=×××≈≈o
α2.3各传动组齿轮模数的确定和校核
⑴模数的确定：
a 传动组：分别计算各齿轮模数
先计算24齿齿轮的模数：
3
221][)1(16338j m d n z N m σμ?μ+=其中:μ-公比；μ=2；
d N -电动机功率；d N =7.5KW；
m ?-齿宽系数；
][σ-齿轮传动许允应力;
j n -计算齿轮计算转速。
S
K N lim ][σσ=，取lim σ=600MPa,安全系数S =1。由应力循环次数选取9
.0=N K MPa 5401
6009.0][=×=σ90.0=N K ，取S=1，[]MPa MPa S K H N 5401
60090.01lim =×==σσ。mm m 72.3710
54022485.7)12(163383
221=×××××+=取m =4mm。按齿数30的计算，mm m 13.32=，可取m =4mm；
按齿数36的计算，mm m 39.33=,可取m =4mm。
于是传动组a 的齿轮模数取m =4mm，b =32mm。
轴Ⅰ上齿轮的直径：
mm d mm d mm d a a a 96244120304144364321=×==×==×=；；。
轴Ⅱ上三联齿轮的直径分别为：
mm
d mm d mm d a a a 192484168424144364'3'2'1=×==×==×=；；b 传动组：确定轴Ⅱ上另两联齿轮的模数。
322][)1(16338j
m d
n z N m σμ?μ+=
按22齿数的齿轮计算：
min
/3558.2r n j ==，μ可得m = 4.8mm；
取m =5mm。
按42齿数的齿轮计算：
可得m = 3.55mm；
于是轴Ⅱ两联齿轮的模数统一取为m =5mm。
于是轴Ⅱ两联齿轮的直径分别为：
mm
d mm d b b 21042511022521=×==×=；轴Ⅲ上与轴Ⅱ两联齿轮啮合的两齿轮直径分别为：
mm
d mm d b b 210425310625'2'1=×==×=；c 传动组：
取m =5mm。
轴Ⅲ上两联动齿轮的直径分别为：
mm
d mm d c c 3006059018521=×==×=；轴四上两齿轮的直径分别为：
。
；mm d mm d c c 150305360725'2'1=×==×=3.齿轮强度校核：计算公式bm
Y Y KT Sa Fa F
12=σ3.1校核a 传动组齿轮校核齿数为24的即可，确定各项参数
⑴P=8.25KW,n=710r/min,
mm
N n P T ?×=××=××=566101.1710/25.81055.9/1055.9⑵确定动载系数：s m dn v /57.31000
6071096100060=×××=×=ππ齿轮精度为7级，由《机械设计》查得使用系数05
.1=v K ⑶mm
m b m 3248=×=×=?⑷确定齿向载荷分配系数:取齿宽系数1
=d ?
非对称()2231.120.1810.60.2310H d d K b
βφφ?=+++×42
.1321023.0)6.01(18.012.13=××+++=?4)24/(32/=×=h b ,查《机械设计》得27
.1=βF K ⑸确定齿间载荷分配系数:N d T F t 229096
101.1225
=××==m N b F K t A /10056.7132
22900.1p =×=由《机械设计》查得1.2
H F K K βα==⑹确定动载系数:6
.127.12.105.10.1=×××==ααH F v A K K K K K ⑺查表10-5
65.2=Fa Y 58
.1=Sa F ⑻计算弯曲疲劳许用应力
由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限a FE Mp 540=σ。
图10-18查得9.0=N K ,S =1.3
a F Mp 3743
.15409.0][=×=σ3.8958
.165.2374][=×=Sa Fa F Y Y σ，3.896.2843222906.1<=××=bm KF t 故合适。
3.2校核b 传动组齿轮
校核齿数为22的即可，确定各项参数
⑴P=8.25KW,n=355r/min,
mm
N n P T ?×=××=××=5661022.2355/25.81055.9/1055.9⑵确定动载系数：s m dn v /04.21000
60355110100060=×××=×=ππ齿轮精度为7级，由《机械设计》查得使用系数0
.1=v K
⑶mm
m b m 4058=×=×=?⑷确定齿向载荷分配系数:取齿宽系数1
=d ?非对称()2231.120.1810.60.2310H d d K b
βφφ?=+++×42
.1401023.0)6.01(18.012.13=××+++=?9.2)8.25/(40/=×=h b ,查《机械设计》得27
.1=βF K ⑸确定齿间载荷分配系数:N d T F t 4040110
1022.2225
=××==m N b F K t A /10010140
40400.1f =×=由《机械设计》查得1
.1==ααH F K K ⑹确定动载系数:397
.127.11.10.10.1=×××==ααH F v A K K K K K ⑺查表10-5
72.2=Fa Y 57
.1=Sa F ⑻计算弯曲疲劳许用应力
由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限a FE Mp 540=σ。
图10-18查得9.0=N K ,S =1.3
a F Mp 3743
.15409.0][=×=σ5.8757
.172.2374][=×=Sa Fa F Y Y σ，5.872.285404040397.1<=××=bm KF t 故合适。
3.3校核c 传动组齿轮
校核齿数为18的即可，确定各项参数
⑴P=8.25KW,n=355r/min,
mm
N n P T ?×=××=××=5661022.2355/25.81055.9/1055.9
⑵确定动载系数：s m dn v /67.11000
6035590100060=×××=×=ππ齿轮精度为7级，由《机械设计》查得使用系数9
.0=v K ⑶mm
m b m 4058=×=×=?⑷确定齿向载荷分配系数:取齿宽系数1
=d ?非对称()2231.120.1810.60.2310H d d K b
βφφ?=+++×42
.1401023.0)6.01(18.012.13=××+++=?2)45/(40/=×=h b ,查《机械设计》得27
.1=βF K ⑸确定齿间载荷分配系数:N d T F t 493090
1022.2225
=××==m N b F K t A /10012340
49300.1f =×=由《机械设计》查得1
.1==ααH F K K ⑹确定动载系数:2573
.127.11.19.00.1=×××==ααH F v A K K K K K ⑺查表10-5
91.2=Fa Y 53
.1=Sa F ⑻计算弯曲疲劳许用应力
由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限a FE Mp 540=σ。
图10-18查得9.0=N K ,S =1.3
a F Mp 3743
.15409.0][=×=σ8453
.191.2374][=×=Sa Fa F Y Y σ，8499.3054049302573.1<=××=bm KF t 故合适。
4.主轴挠度的校核
4.1确定各轴最小直径
[1]Ⅰ轴的直径：min
/710,96.011r n ==ηmm n d 29710
96.05.7915.79144=×=≥η[2]Ⅱ轴的直径：min
/355,922.099.099.098.0212r n ==×××=ηηmm n d 34355
922.05.7915.79144=×=≥η[3]Ⅲ轴的直径：min
/125,89.099.098.0323r n ==××=ηηmm n d 44125
89.05.7915.79144=×=≥η[4]主轴的直径：min
/5.31,85.098.098.099.0434r n ==×××=ηηmm n d 615
.3185.05.7915.79144=×=≥η4.2轴的校核
Ⅰ轴的校核：通过受力分析，在一轴的三对啮合齿轮副中，中间的两对齿轮对Ⅰ轴中点处的挠度影响最大，所以，选择中间齿轮啮合来进行校核
N
d T F m
N n P T t 2017)1096/(8.962/28.96710/96.05.71055.9/1055.9366=××=×=?=×××=××=?,228,33010200,36:2852922mm b mm x Pa
E mm d N
F F F P t t ==×===+==已知[]mm
y 12.0403.0=×=
()()()()()
mm l I E b x l x b F Y B 33
434
943
2222
221098.010*******
361020061033022868533022828526????×=××××××××??×××??=
×××??××?==πω[]所以合格,y Y B <。
Ⅱ轴、Ⅲ轴的校核同上。
5.主轴最佳跨距的确定
400mm 车床，P=7.5KW.
5.1选择轴颈直径,轴承型号和最佳跨距
前轴颈应为75-100mm,初选1d =100mm,后轴颈12)9.07.0(d d ?=取mm d 702=,前轴承为NN3020K,后轴承为NN3016K,根据结构,定悬伸长度mm
a 751=5.2求轴承刚度
考虑机械效率
主轴最大输出转距N P T 67690
85.09550=×=床身上最大加工直径约为最大回转直径的60%,取50%即200mm ,故半径为0.1m .
切削力
N F C 67601.0676==背向力N
F F C P 338067605.05.0=×==故总的作用力N
F F F C P 755822=+=次力作用于顶在顶尖间的工件上主轴尾架各承受一半,故主轴轴端受力为
N F 37792/=先假设mm
l a l 225753,3/=×==前后支撑B A R R 分别为
N l a F R N l a l F R B A 126022575377925039225
7522537792=×=×==+×=+×=
根据αδ9.19.08..01.0cos )(39.3iz l F d dF K a r r
r v ==30
,2,1,17,8.10,8.81260,5039========A A B B aB aA vB vA z i i z l mm l N
F N F ()()N K N K B A 11070cos 1728.10126039.318090cos 3028.8503939.39.19
.08.01.09.19
.08.01.0=××××==××××=o o ()()()658.010
075.018091039.2101.21039.2046.0085.005.0852/7010063.11107
1809/636
1134
644=×××××=×=?×==+===
??a K EI m I mm d K K A e B A ηmm l a l 225375,3/0=×==与原假设相符查线图。
6.各传动轴支承处轴承的选择
主轴
前支承：NN3020K;中支承：N219E;后支承：NN3016K Ⅰ轴
前支承：30207;后支承：30207Ⅱ轴
前支承：30207;中支承：NN3009;后支承：30207Ⅲ轴前支承：30208;后支承：30208
7.主轴刚度的校核
7.1主轴图:
7.2计算跨距
前支承为双列圆柱滚子轴承，后支承为双列圆柱滚子轴承
m
mm l 687.06875.315.12374332==?++=当量外径
mm d e 56.80887
8104351007568054722268444444=×+×+×+×+×=主轴刚度：由于5
.05586.056.80/45/>==e i d d 故根据式（10-8）()()()
()m N a l a d d k A A i e s μ/3.149107588775104556.801031039
212
4442444=×+××?××=+?××=??对于机床的刚度要求，取阻尼比035
.0=ζ当v=50m/min,s=0.1mm/r 时,o 8.68,/46.2=?=βμm m N k cb ,
取mm D b 87.6%5068702.002.0max lim =××==()
m N K B μ36.848.68cos 035.01035.0287.646.2=×+×××=
o 计算A K
m N l a l a a a K K mm
mm D L A B A B B A μ/5.766877516871.28114.0751.2816.036.84114.06.01.281,1.2063.022222222max =?????????????????+?????
?++×=???????????
???????+??????++===加上悬伸量共长m
N m N K K A s μμ/3.152/0.1275.7666.166.1<=×==可以看出，该机床主轴是合格的.
三、总结
金属切削机床的课程设计任务完成了，虽然设计的过程比较繁琐，而且刚开始还有些不知所措，但是在同学们的共同努力下，再加上老师的悉心指导，我终于顺利地完成了这次设计任务。本次设计巩固和深化了课堂理论教学的内容，锻炼和培养了我综合运用所学过的知识和理论的能力，是我独立分析、解决问题的能力得到了强化.
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 序言 (1) 一、零件的分析及生产类型的确定 (1) 1、零件的作用 (1) 2、零件的工艺分析 (3) 3、零件的生产类型 (3) 二、零件毛坯的设计 (4) 1、选择毛坯 (4) 2、毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定 (4) 3、确定毛坯尺寸 (5) 4、设计毛坯图 (7) 三、零件的加工工艺设计 (9) 1、定位基准的选择 (9) 2、零件表面加工方法的选择 (9) 3、拟订工艺路线 (10) 4、工艺方案的比较与分析 (12) 四、工序设计 (14) 1、选择加工设备与工艺装备 (14) 2、确定工序尺寸 (17) 3、数控加工工序 (21) a)夹具的设计 (22) 1、工件的定位 (22) 2、夹紧装置 (25) 3、定位误差分析 (25) 4、对刀装置 (26) 5、夹具体 (26) 6、结构特点 (27) 六、设计小结 (27) 七、参考文献 (28)
序言 综合模块（机制工艺及夹具）毕业设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。 这次毕业设计中，我所选的零件是“CA6140车床滤油器体”，完成该零件的机械加工工艺规程的编制及工艺装备的设计，滤油器在车床上是个必不可少的部件，它有着过滤油液及缓冲的作用。因此在加工时，零件的配合部分需进行精加工，保证其配合准确，提高车床的综合性能，又因为被加工零件的结构比较复杂，加工难度大，需进行专用夹具的设计与装配。 由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望老师多加指教。 一、零件的分析及生产类型的确定 4、零件的作用 “CA6140车床滤油器体”如图1所示。它位于车床主轴箱上
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
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：
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
南京理工大学 毕业设计(论文)外文资料翻译 学院（系）：机械工程学院 专业：机械工程及自动化 姓名：朱仁勇 学号： 0501500241 外文出处：Industrial Electronics,Control and (用外文写) Industrumental, 1991,https://www.doczj.com/doc/763476434.html, 附件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。
附件1：外文资料翻译译文 CNC和PLC他们对于机床是同一概念吗？ 摘要 设计一个计算机数字控制器（CNC）,传统做法是将装置分为三个实体:一个可编程控制器（PLC）,一个可以称之为CNC控制器（CNCD）的黑盒子，一个包含CNC轴向控制器和可以简单描述为轴向实体的合成体。我们将指出这一机构的缺点，展示一种新机构并介绍他的优势所在。最后，在对比传统PLC和新机构之后，我们认为CNC就是一种改进的PLC。 PLC装置 传统的可编程控制器（PLC）是基于两个主要模块：控制台和执行器。控制台向操作者提供了一个交互式设计的人机界面，由于这个原因，他不能实现实时约束。执行器控制基本任务的时序以使PLC工作和确保相关的时间约束。执行器启动并管理不同的循环周期。控制台的目标是人机界面而执行器的目标是时序安排。可以这样说，在大多数情况下，PLC的主要目标是在没有控制台的情况下单机运行。 CNC使用的分类 CNC对所有机床的应用本质上分为三个不同的种类：本地使用，直接数字化控制(DNC)和远程使用。 在本地使用中，操作者在机床附近。他直接输入命令，通过按下按钮来控制机床和加工过程。他也可以创建和修改刀具描述符和零件加工程序，这些是以CNC的标准代码或类似代码写入的。 在这一背景下，对零件的设计和辅助制造也是可能的，尽管此类活动显得与机床周围糟糕的环境质量（比如噪音，高温，灰尘）格格不入。 DNC（直接数字化控制）使用添加了从主机下载（向主机上传）零件加工程序的功能，主机汇集了零件加工程序，可以被看作是一个文件服务器。这些操作仍然完全在位于机床附近的人工操作员的控制下。在某些情况下，在远距离的操作者之间可能会使用邮件服务器。这一类CNC使用方式，除了能向服务器传输零件加工程
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)
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
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)
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
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?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。
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）
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
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