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最大加工直径为250mm的普通车床的主轴箱部件设计[P=4kw 转速1800 80 公比1.41]

课程设计

题目最大加工直径为250mm的

普通车床的主轴箱部件设计姓名

专业

学号

指导教师

目录 (3)

第1章绪论 (1)

第2章车床参数的拟定 (2)

2.1车床主参数和基本参数 (2)

2.2车床的变速范围R和级数Z (2)

2.3确定级数主要其他参数 (2)

2.3.1 拟定主轴的各级转速 (2)

2.3.2 主电机功率——动力参数的确定 (2)

2.3.3确定结构式 (3)

2.3.4确定结构网 (3)

2.3.5绘制转速图和传动系统图 (4)

2.4 确定各变速组此论传动副齿数 (6)

第3章传动件的计算 (8)

3.1 带传动设计 (8)

3.1.1计算设计功率Pd (8)

3.1.2选择带型 (9)

3.1.3确定带轮的基准直径并验证带速 (9)

3.1.4确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角 (10)

3.1.5确定带的根数z (11)

3.1.6确定带轮的结构和尺寸 (11)

3.1.7确定带的张紧装置 (11)

3.1.8计算压轴力 (11)

3.2转速的计算 (13)

3.3 齿轮模数计算及验算 (14)

3.4 传动轴最小轴径的初定 (18)

3.5 主轴合理跨距的计算 (18)

第4章主要零部件的选择 (20)

4.1电动机的选择 (20)

4.2 轴承的选择 (20)

4.3变速操纵机构的选择 (20)

4.4 轴的校核 (20)

4.5 主轴弯曲刚度校核 (20)

4.6 轴承寿命校核 (23)

4.7 键的选用及校核： (23)

第5章设计部分的调节、润滑、维护保养、技术要求及其它 (25)

第6章设计中的优缺点，存在的问题及改进意见 (28)

结束语 (29)

参考文献 (30)

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

Abstract

This design focuses on the design procedure of the main drive system of the machine tool, and according to the determined motion parameters, the total center distance of the gearbox is the minimum. In the main drive system of the machine tool, to reduce the number of gears, to simplify the structure, shorten the axial size, the design method of the tooth number of the gear is the trial and error, and the calculation is troublesome and difficult to find out the reasonable design scheme. In this paper, the characteristics of the main transmission system of the triple slip gear transmission characteristics of the analysis and research, drawing parts of the work plan and the main axis box expansion plan and section.

Key words: transmission system design, transmission, structure, structure, structure

第1章绪论

课程设计是在学完本课程后，进行一次学习设计的综合性练习。通过课程设计，使学生能够运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识，及生产实习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。通过课程设计，分析比较机械系统中的某些典型机构，进行选择和改进；结合结构设计，进行设计计算并编写技术文件；完成系统主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计，掌握查阅相关工程设计手册、设计标准和资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高学生设计能力的目的。通过设计，使学生获得机械系统基本设计技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。

题目：普通车床主轴箱设计

车床的主参数（规格尺寸）和基本参数如下：

第2章车床参数的拟定

2.1车床主参数和基本参数

车床的主参数（规格尺寸）和基本参数如下：

2.2车床的变速范围R 和级数Z

min

max n n =1800

22.580= 由公式R=1Z -?，其中 ?=1.41，R=5，可以计算级数 z=10

2.3确定级数主要其他参数

2.3.1 拟定主轴的各级转速

依据题目要求选级数Z=10，?=1.41=1.066

，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。各级转速数列可直接从标准的数列表中查出，按标准转速数列为：

80，112，160，224，315，450，630,900，1250，1800

2.3.2 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。

此经济型数控车床根据任务书上提供的条件，电动机的功率为4KW,选择电

动机的型号为Y112M-4，电动机具体数据如下表所示：

2.3.3确定结构式

已知Z=2a

x3b

a 、

b 为正整数，即Z 应可以分解为2和3的因子，以便用2、3联滑移齿轮实现变速。

1. 拟定传动方案：

拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、换向、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、机构以及其组成、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、性能及经济性等多方面统一考虑。

2. 确定结构式：

由Z=10可以按照Z=12进行然后减去2级重复的

可得： 3

2212232122

2312??=??=??=

主变速传动系从电动机到主轴，通常为降速传动，接近电动机的传动转速较高，传动的转矩较小，尺寸小一些，反之，靠近主轴的传动件转速较低，传递的转矩较大，尺寸就较大。因此在拟定主变速传动系时，应尽可能将传动副较多的变速组安排在前面，传动副数少的变速组放在后面，使主变速传动系中更多的传动件在高速范围内工作，尺寸小一些，以节省变速箱的造价，减小变速箱的外形尺寸；也就是满足传动副前多后少的原则，因此确定传动方案为：12=3×2×2；

由12=3×2×2传动式可得6种结构式和对应的结构网。分别为：

3616

312231222312??=??= 1242

142231222312??=??= 6121

622231222312??=??=

依据传动顺序与扩大顺序相一致的原则选择方案为：

222310431-??==Z ；

2.3.4确定结构网

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，为防止被动齿轮的直径过大而使进径向尺寸过大，常限制最小传动比，min i ≥1/4，升速

传动时，为防止产生过大的振动和噪音，常限制最大传动比2

max ≤i ，斜齿轮比

较平稳，可取5

.2max ≤i ，故变速组的最大变速范围为=max R max i /min i ≤8～10。检查变速组的变速范围是否超过极限值时，只需检查最后一个扩大组。因为其他变速组的变速范围都比最后扩大组的小，只要最后扩大组的变速范围不超过极限值，其他变速组就不会超过极限值。

依据中间轴变速范围小的原则设计设计结构网如下所示：

系统结构网图

检查传动组的变速范围时，只检查最后一个扩大组：

82/0.25/u u R min 主max 主max 主===

10~886.741.1)12(6)1(2

22<===--P X R ? 其中41.1=?，62=X ，

22=P ；

最后一个扩大组转速符合要求，则其他变速组的变速范围肯定也符合要

求。系统结构网图

2.3.5绘制转速图和传动系统图

（1）选择电动机：采用Y 系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。

（2）绘制转速图：

转速图

（3）画主传动系统图。根据系统转速图及已知的技术参数，画主传动系统图如图2-3：

1-2轴最小中心距：A1_2min>1/2(Z max m+2m+D)

轴最小齿数和:S zmin>(Z max+2+D/m)

图2-3 主传动系统图

2.4 确定各变速组此论传动副齿数

确定齿轮齿数的原则和要求：

①齿轮的齿数和z s 不应过大；齿轮的齿数和z s 过大会加大两轴之间的中心距，使机床结构庞大，一般推荐z s ≤100～200.

②最小齿轮的齿数要尽可能少；但同时要考虑： ※最小齿轮不产生根切，机床变速箱中标准直圆柱齿轮，一般最小齿数min

z ≥18；

※受结构限制的最小齿轮最小齿数应大于18～20；

※齿轮齿数应符合转速图上传动比的要求：实际传动比（齿数之比）与理论传动比（转速图上要求的传动比）之间又误差，但不能过大，确定齿轮数所造成的转速误差，一般不应超过±10%（?-1）%，

即：

）（理

实

理110n n -?±-?n %

理n -要求的主轴转速；

实n -齿轮传动实现的主轴转速；

齿轮齿数的确定，当各变速组的传动比确定以后，可确定齿轮齿数。对于定比传动的齿轮齿数可依据机械设计手册推荐的方法确定。对于变速组内齿轮的齿数，如传动比是标准公比的整数次方时，变速组内每对齿轮的齿数和z S 及小齿轮的齿数可以从《机械制造装备设计》表3-9中选取。一般在主传动中，最小齿数应大于18～20。采用三联滑移齿轮时，应检查滑移齿轮之间的齿数关系：三联滑移齿轮的最大齿轮之间的齿数差应大于或等于4，以保证滑移是齿轮外圆不相碰。

根据表3-4（《机械制造装备设计》主编赵雪松、任小中、于华）查得 ①传动组a:

由1 1.41i a =，41.1/1/12==?i a ，1/13=i a

1 1.41i a φ==时：

=z S ……57、60、63、66、69、70、72、75、78…… 41.1/1/12==?i a 时：

=z S ……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 70,于是可得轴Ⅰ齿轮齿数分别为：29、35、41。

②传动组b ：

由21/2.8i a =，1/13=i a

2 2.8i b =时：

=z S ……63、65、67、68、70、72、73、76…… 1/13=i b 时：

=z S ……58、60、62、64、66、68、70、72、74、76…… 可取 =z S 76、20。

③传动组c:

查表8-1,4/11=i c ,21/2.8c i =

1 1.41i c =时：=z S ……84、85、89、90、94、95……

21/2.8c i =时： =z S ……72、75、78、81、84、87、、89、90…… 取 =z S 96.2/11=i c 为降速传动齿轮数据如下表所示：

第3章传动件的计算

3.1 带传动设计

输出功率P=4kW ,转速n 1=1440r/min,n 2=900r/min 3.1.1计算设计功率Pd

ed A d P K P =

表4 工作情况系数A K

296

取K A ＝1.1。即 1.14 4.4kW d A ed P K P kW ==?= 3.1.2选择带型

普通V 带的带型根据传动的设计功率Pd 和小带轮的转速n1按《机械设计》P297图13－11选取。

根据算出的P d ＝4.4kW 及小带轮转速n 1＝1440r/min ，查图得：d d =80～100可知应选取A 型V 带。

3.1.3确定带轮的基准直径并验证带速

由《机械设计》P 298表13－7查得，小带轮基准直径为80～100mm 则取d d1=95mm> d dmin .=75 mm （d d1根据P 295表13-4查得）

表3 V 带带轮最小基准直径min d d

2121=1.6,=95 1.6=150mm 900

d d d i d d =

=? 由《机械设计》P 295表13-4查“V 带轮的基准直径”，得2d d =150mm

① 误差验算传动比：21150

1.62(1)95(12%)

d d d i d ε==-?- （ε为弹性滑动率）

误差11 1.62 1.6

100%100%0.4%10%1.6

i i i i --=

?=?=< 符合要求 ② 带速 1951440

7.16/601000

601000

d d n

m s ππ??=

=??

满足5m/s

3.1.4确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角

由式()()120120.72d d d d d d a d d +≤≤+ 可得0.7（95+150）≤0a ≤2（95+150）即171.5≤0a ≤490，选取0a =400mm 所以有：

由《机械设计》P 293表13－2查得L d ＝1120mm 实际中心距011201186.74

400+367mm 22

d do L L a a --≈+

== 21115095

a 18057.318057.3171.4120367

o o o o o o d d d d a --=-?

=-?=> 符合要求。

表4. 包角修正系数K α

b 2210120

2()2()24(15095)2400(95150)21184406.740mm

d d do d d d d L a d d a mm ππ-=+++??-=?+++?????

3.1.5确定带的根数z

查机械设计手册，取P 1=0.35KW ，△P 1=0.03KW 由《机械设计》P 299表13－8查得，取Ka=0.95 由《机械设计》P 293表13－2查得，K L ＝1.16 则带的根数11 4.4

z 3.6()(0.350.03)0.95 1.16d a L

P P P K K =

==+?+??

所以z 取整数为4根。 3.1.6确定带轮的结构和尺寸

根据V 带轮结构的选择条件，电机的主轴直径为d=28mm ；

由《机械设计》P293 ，“V 带轮的结构”判断：当3d ＜d d1(90mm)＜300mm ，可采用H 型孔板式或者P 型辐板式带轮，这次选择H 型孔板式作为小带轮。

由于d d2>300mm ，所以宜选用E 型轮辐式带轮。

总之，小带轮选H 型孔板式结构，大带轮选择E 型轮辐式结构。带轮的材料：选用灰铸铁，HT200。

3.1.7确定带的张紧装置

选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。 3.1.8计算压轴力

由《机械设计》P303表13－12查得，A 型带的初拉力F0＝123.75N ，上面

已得到1a =171.2o ，z=4，则

171.22sin =24123.75sin N=987.05N 22

o F zF ∑=???

对带轮的主要要求是质量小且分布均匀、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小, 带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于

普通V带两侧面间的夹角是40°，为了适应V带在带轮上弯曲时截面变形而使楔角减小，故规定普通V带轮槽角为32°、34°、36°、38°（按带的型号及带轮直径确定），轮槽尺寸见表7-3。装在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮缘与轮毂成一整体。

表普通V带轮的轮槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92）

（1）实心带轮：用于尺寸较小的带轮(dd ≤(2.5～3)d 时)，如图7 -6a 。（2）腹板带轮：用于中小尺寸的带轮(dd ≤ 300mm 时)，如图7-6b 。（3）孔板带轮：用于尺寸较大的带轮((dd －d)＞ 100 mm 时)，如图7 -6c 。（4）椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带轮(dd ＞ 500mm 时)，如图7-6d 。

（a ）（b ）（c ）（d ）图7-6 带轮结构类型

根据设计结果，可以得出结论：小带轮选择实心带轮，如图（a ）,大带轮选择腹板带轮如图（b ）

3.2转速的计算

（1）.主轴的计算转速

由《机械系统设计》表3-2中的公式

＝80错误！未找到引用源。)13/10(41.1 错误！未找到引用源。＝178.14r/min 取计算转速为160r/min (2). 传动轴的计算转速

在转速图上，轴Ⅲ在最低转速80r/min 时经过传动组传动副。这个转速高于主轴计算转速，在恒功率区间内，因此轴Ⅲ的最低转速为该轴的计算转速即n Ⅲj =160/min,轴Ⅰ计算转速为错误！未找到引用源。=160 r/min （2）确定各传动轴的计算转速

由机械设计知识可知，一对啮合齿轮只需要校核危险的小齿轮，因此只需

求出危险小齿轮的计算转速这转速都在恒功率区间内，即都要求传递最大功率所以齿轮Z 3的计算转速为这3转速的最小值即38jz n =600r/min 各计算转速入表3-1。

表3-1 各轴计算转速

（3）确定齿轮副的计算转速。齿轮Z '

6装在主轴上并具有级转速，其中只有160r/min 传递全功率，故Z '

6j=160 r/min 。依次可以得出其余齿轮的计算转速，如表3-2。

表3-2 齿轮副计算转速

3.3 齿轮模数计算及验算

模数计算，一般同一变速组内的齿轮取同一模数，选取负荷最重的小齿轮，按简化的接触疲劳强度公式进行计算，即m j =163383221][)1(j

j m n u z P

u σ?±可得各组的模

数，如表3-3所示。

45号钢整体淬火，[]1100j MP σ= 按接触疲劳计算齿轮模数m 1-2轴由公式m j =163383

1][)1(j

j m n u z P

u σ?±可得m j =2.65，m=3mm

2-3轴由公式m j =163383

1][)1(j

j m n u z P

u σ?±可得m

j =2.75，取m=4mm

3-4主轴由公式m j =163383

1][)1(j

j m n u z P

u σ?±可得m j =3.45，取m=4mm

表3-3 模数

（2）基本组齿轮计算。

基本组齿轮几何尺寸见下表基本组齿轮几何尺寸见下表

平均取260HB ，大齿轮用45钢，调质处理，硬度229H B ～286HB ，平均取240HB 。计算如下：

① 齿面接触疲劳强度计算：接触应力验算公式为

[]

j f

s j MPa uBn N

K K K K u zm

σσ≤±?=

)()1(1020883218

弯曲应力验算公式为：

[]w s w M P a B Y n

zm N

K K K K σσ≤?=)(101912

3215 式中 N----传递的额定功率（kW ），这里取N 为电动机功率 j n -----计算转速（r/min ）. m-----初算的齿轮模数（mm ） B----齿宽（mm ）; z----小齿轮齿数；

u----小齿轮齿数与大齿轮齿数之比

车床主轴箱设计说明书

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

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)

普通车床的主轴箱部件设计最大加工直径250mm最高1440最低90公比1.41

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

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

#C6136机床主轴箱设计说明书14896

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

车床主轴箱设计---参考.

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

数控车床主轴箱设计

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，相对来手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

JCK6136数控车床主轴箱和床身部件设计

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。

CA6140机床主轴箱的设计

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：

车床主轴箱设计(我参考的)

普通车床主轴箱设计第 1 页共 68 页安徽建筑工业学院安徽建筑工业学院安徽建筑工业学院安徽建筑工业学院毕业设计 (论文) 专专专专业业业业机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化班班班班级级级级 05

05机械机械机械机械(4) (4)(4) (4)班班班班学生姓名学生姓名学生姓名学生姓名夏遵超夏遵超夏遵超夏遵超学学学学号号号号 05210010428 05210010428 05210010428 05210010428 课课课课

题题题车床主轴箱设计车床主轴箱设计车床主轴箱设计车床主轴箱设计指导教师指导教师指导教师指导教师魏常武魏常武魏常武魏常武普通车床主轴箱设计第 2 页共 68 页 2009 2009 2009 2009 年年年年 6 6 6 6 月月月月 1

1 日日日日普通车床主轴箱设计第 3 页共 68 页摘要摘要摘要摘要普通中型车床主轴箱设计普通中型车床主轴箱设计普通中型车床主轴箱设计普通中型车床主轴箱设计普通中型车床主轴箱设计，主要包括三方面的设计，即：根据设计题目所给定的机床用途、规格、主轴极限转速、转速数列公比或级数，确定其他有关运动参数，选定主轴各级转速值；通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构网，拟定转速图；确定齿轮齿数及带轮直径；绘制传动系统图。其次，根据机床类型和电动机功率，确定主轴及各传动件的计算转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数，摩擦片尺寸及数目；装配草图完成后要验算传动件（传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的刚度、强度或寿命。最后，完成运动设计和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计主轴变速箱装配图及零件图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与密封、传动轴及滑移齿轮零件的设计。【关键词】车床、主轴箱、变速系统、主轴组件。普通车床主轴箱设计第 4 页共 68 页目录目录目录目录目录目录目录目录.............................................................................. .. (4) 1、、、、绪论绪论绪论绪论.............................................................................. .. (6) 2．．．．设计计算设计计算设计计算设计计算 .............................................................................

最大加工直径为250mm普通车床主轴箱部件设计

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)

数控铣床的主轴箱结构设计

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。

(完整版)CA6140车床主轴箱的含图毕业设计

(完整版)CA6140车床主轴箱的含图毕业设计以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。第1章绪论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。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。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设计方法。因此，探索科学理论的应用，科

车床主轴箱设计_说明书[1]概论

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）

数控车床主轴箱设计

数控车床主轴箱设计一、设计题目 Φ400 毫米数控车床主轴箱设计。主轴最高转速4000r/min ，最低转速30r/min ，计算转速150r/min ，最大切削功率5.5kw 。采用交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min 。二、主轴箱的结构及作用主轴箱是机床的重要的部件，是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。主轴箱采用多级齿轮传动，通过一定的传动系统，经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴，最后把运动传到主轴上，使主轴获得规定的转速和方向。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。三、主传动系设计机床主传动系因机床的类型，性能，规格尺寸等基本因素的不同，应满足的要求也不一样。再设计时结合具体机床进行具体分析，一般应满足下属基本要求： 1）满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动性能能，如机床的主轴有足够的转速范围和转速级数。传动系设计合理，操纵方便灵活、迅速、安全可靠等。 2）满足机床传递动力要求。主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和转矩，具有较高的传动效率。 3）满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件要有足够的刚度、精度、和抗振性，热变形特性稳定。 4）满足产品设计经济性的要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以节省材料，降低成本。 5）调整维修方便，结构简单、合理、便于加工和装配。防护性能好，使用寿命长。四、主传动系传动方式由题目知，我们设计的主轴箱传动方式为交流电动机驱动、机械传动装置的无级变速传动。再者，本题目中对精度要求一般，因此选用集中传动方式。另外主轴箱结构设计只需达到结构紧凑，便于集中操作，安装调整方便即可。五、电动机的选择按驱动主传动的电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。交流电动机驱动中又可分单速交流电动机或调速交流电动机驱动。调速交流电动机又有多速交流电动机和无级调速交流电动机驱动。无级调速交流电动机通常采用变频调速的原理。根据设计要求采用交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min 。选用FANUC-S 系列8s 型交流主轴电动机。六、计算过程主轴最高转速4000r/min ，最低转速30r/min ，计算转速150r/min ，最大切削功率5.5kw ；交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min ；主轴要求的恒功率调速范围max 400026.7150 nN i n R n === 电动机的调速范围450031500dN R == 在设计数控机床主传动时，必须要考虑电动机与机床主轴功率特性匹配问题。由于主轴要求的恒功率变速范围远大于电动机恒功率变速范围，所以在电动机与主轴之间串联一个分级变速箱，以扩大其功率变速范围，满足低速大功率切削时对电动机的输出功率的要求。根据以上分析，选择交流电动机的型号为：若取3f dN R ?==，则可得到变速箱的变速级数 99 .2lg /lg ==f nN R Z ψ 所以，Z 可近似取为3，此处我们分别对Z=2、3、4三种情况进行研究，比较。 1） Z=3 根据f nN R Z ψlg /lg =可以得出99.2=f ψ，查表2-5取f ψ的标准值为3.0，dN f R =ψ,即主传动系功率特

机床主轴箱设计12级转速

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。

CA6140车床主轴箱的毕业设计论文(含图)

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

数控机床主轴箱设计

数控机床主轴箱设计数控机床主轴箱设计楚海涛继续教育学院机电一体化指导老师：杨建宇二0一一年十月二日

数控机床主轴箱设计毕业设计（论文）任务书

摘要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。本设计采用北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机，最高转速是4500r/min。通过给定的技术参数来初步设定部分轴、齿轮等单元的结构尺寸，对传动系统进行理论力学分析，精确计算选定尺寸及材料，由电机转速传动至进给系统的参数反馈，校核所选定主轴和转动轴尺寸的合理性完成整体结构设计，最后对齿轮进行了验算以及V型带的、离合器的选择与计算。通过本次设计，使数控机床结构更加紧凑，性能更加优越，生产加工更加精密，有利于改善数控机床的性能，使得产品的加工更加高效。关键词：数控机床；主轴箱；交流调速电动机；BESK-8

Abstract For the spindle box of NC machine tool main transmission system which comprises a motor, the transmission system and the spindle, it with ordinary lathe spindle box is relatively simple, only two or three stage gear transmission system, it is mainly used to expand the range of stepless speed regulation of motor, to meet a certain constant power, and speed problems. This design uses the Beijing CNC equipment factory of type BESK-8 AC spindle motor, maximum speed is 4500r / min. Through the given technical parameter to set an initial portion of the shaft, gear unit size, the transmission system of theoretical mechanics analysis, accurate calculation of the selected size and material, the motor speed drive to the feed system parameters feedback, check the selected spindle and rotary shaft size is reasonable to complete the overall structure design, assembly drawing and parts graph.

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