C6140普通车床主轴箱传动设计说明书

目录1、前言 (2)1.1金属切削机床在国民经济中的地位 ........................................1.2机床课程设计的目的 ....................................................1.3设计内容和要求 ........................................................ 2 2 22、参数的拟定 (3)2.1车床的规格系列和用处 ..................................................2.2确定极限转速 . .........................................................2.3主电机选择 . .......................................................... 3 3 33.传动设计 (3)3.1主传动方案拟定 . ......................................................3.2传动结构式、结构网的选择 . ............................................3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目 . ...............................3.2.2 传动式的拟定 . .....................................................3.2.3 结构式的拟定 . .....................................................3.3转速图的拟定 .......................................................... 3 4 4 4 4 54.传动件的估算 (6)4.1 V带传动的计算 ........................................................4.2传动轴的估算 . ........................................................4.2.1确定各轴转速 . ......................................................4.2.2 传动轴直径的估算 . .................................................4.3齿轮齿数的确定和模数的计算 . .........................................4.3.1 齿轮齿数的确定 . ..................................................4.3.2 齿轮模数的计算 . ..................................................4.3.4齿宽确定 . .........................................................4.4带轮结构设计 . .......................................................6 8 8 9 10101113145.动力设计 (14)5.1主轴刚度验算 .........................................................5.1.1 选定前端悬伸量 C ................................................. 5.1.2 主轴支承跨距 L 的确定 . ............................................5.1.3计算 C点挠度 . .....................................141414 错误！未定义书签。

机床课程设计说明书系别：机械工程系专业：机械制造与自动化学号：姓名：目录第一章绪论 (3)第二章设计任务要求 (4)第三章机床的主参数和其他主要技术要求 (5)第四章主传动系统的拟定 (9)第五章齿轮传动设计 (17)第六章带传动的设计 (28)第七章轴和轴承的设计...... .. (32)第八章箱体设计 (42)第九章润滑与密封 (44)总结 (45)参考文献 (46)第一章绪论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的制造技术与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。

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金属切削机床在国民经济中的发展我国机床行业起步较晚，就现在来说，我国的机床制造业跟国外先进水平相比，还存在较大的差距。

因此，我国机床工业面临着光荣而艰巨的任务，必须奋发图强，努力工作，不断扩大技术队伍和提高人员的技术素质，学习和引进国外的先进科学技术，大力开展科学研究，以便早日赶上世界先进水平。

第二章设计任务要求2.1设计题目：设计一台普通CA6140型卧式车床的主传动系统2.2主要技术参数：1、转速范围：N=31.5—1400r/min。

2、转速级数：Z=12。

设计题目：C6140普通车床主轴箱传动设计摘要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。

本文探索科学理论的应用，科学地分析的处理经验，数据和资料，确定设计方案：1. 参数拟定根据机床类型，规格和其他特点，了解典型工艺的切削用量，结合实际条件和情况，并与同类机床对比分析后确定：极限转速m axn 和m in n ，公比 （或级数Z ），主传动电机功率N 。

2. 传动设计根据拟定的参数，通过结构网和转速图的分析，确定转动结构方案和转动系统图，计算各转动副的传动比及齿轮的齿数，并验算主轴的转速误差。

3. 动力计算和结构草图设计估算齿输模数m 和直径d ，选择和计算反向离合器，制动器。

将各传动件及其它零件在展开图和剖面图上做初步的安排，布置和设计。

4. V 带的设计在结构草图的基础上，进行V 带和带轮的设计和计算。

5. 主轴变速箱装配设计主轴变速箱装配图是以结构草图为“底稿”，进行设计和会制的。

图上各零件要表达清楚，并标注尺寸和配合。

这样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。

关键词： 齿轮； 结构设计； 箱体AbstractThe machine tool spindle gear box design or to experience or analogy based on traditional design method ( experience ).This paper explores the application of scientific theory, scientific analysis of the processing experience, data and information, the determination of design scheme:According to the machine type, size and other characteristics, understanding the typical process of cutting parameters, with the world's terms and conditions, and with a similar machine after the comparative analysis to determine: speed and, common ratio ( or series Z ), the main drive motor power N.The 2transmission designAccording to the parameter drafted, through the structure of network and speed chart analysis, determine the rotational structure scheme and the rotation system diagram, calculation of the rotation pairs of transmission ratio and gear teeth, and checking the spindle speed error.3dynamic calculation and structure sketch designEstimation of gear modulus m and D diameter, selection and calculation of reverse clutch, brake.The transmission parts and other parts in the expansion plans and sections do preliminary arrangement, layout and design.4shaft and bearing calculationIn the structure of the draft on the basis, a transmission shaft stiffness and the shafting bearing life checking.5spindle gear box assembly designMain gearbox assembly drawing is the structure sketch for" papers", design and system. Map all parts to express clearly, and dimensioning and coordination.This can enhance the machine tool design and manufacturing level, also will promote the modernization design method.Key words: gear box; structure design;目录1.车床参数的拟定 (3)1.1概述 (3)1.2参数的拟定 (3)2.传动设计 (5)2.1传动结构式、结构网的选择确定 (5)2.2 转速图的拟定 (7)2.3齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制 (9)3.动力计算和结构草图设计 (13)3.1计算转速 (13)3.2传动轴的估算和验算 (13)3.3齿轮模数的估算和计算 (18)3.4轴承的选择和校核 (23)3.5摩擦离合器的选择与校核 (26)4.V带的设计 (29)4.1V带的传动计算 (29)4.2传动轴的估算 (31)4.3齿轮模数的确定和模数的计算 (33)4.4带轮结构设计 (38)4.5片式摩擦离合器的选择和计算 (38)5.主轴变速箱装配设计 (41)5.1主轴刚度验算 (41)5.2齿轮校验 (43)5.3轴承的校验 (44)5.4轴轮块的设计 (45)5.5传动轴的设计 (46)5.6主轴组件的设计 (47)结束语 (52)致谢 (53)参考文献 (54)1.车床参数的拟定1.1概述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。

目录一、零件的分析 (2)1.1零件的作用 (2)1.2零件的工艺分析 (2)二、工艺规程设计 (2)2.1确定毛坯的制造形式 (2)2.2基面的选择 (2)2.3制定工艺路线 (3)2.4加工基本工时 (5)三、夹具设计 (16)四、总结 (16)一、零件的分析1.1零件的作用CA6140车床的拨叉位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。

零件上方的φ22孔与操纵机构相连，二下方的φ55半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。

通过上方的力拨动下方的齿轮变速。

两件零件铸为一体，加工时分开。

1.2零件的工艺分析CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。

分述如下：1. 以φ22为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ22 的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个M6的螺纹孔。

这三个都没有高的位置度要求。

2. 以φ55为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ55 的孔，以及其上下两个端面。

这两组表面有一定的位置度要求，即φ55 的孔上下两个端面与φ22 的孔有垂直度要求。

由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。

二、工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。

考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。

考虑到零件年产量为4000件，已达到中批生产的水平，故采用金属型铸造毛坯。

2.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。

（1）粗基准的选择。

对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。

而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。

根据这个基准选择原则，首先选取工件底面作为粗基准，以支撑板大平面支撑底面作为主要定位面，限制3个自由度，铣削上下端面。

CA6140车床主轴箱的设计摘要在工业生产的很多时候都要用到CA6140车床，然而，这种车床的自动化程度不高，结构又相对复杂，如果要加工一些相对复杂的工件，就需要不断换刀，给实际操作带来很多麻烦，再加上这种车床的加工过程较慢，造成效率不高，所以，只能在单件或者小批量生产中广泛应用。

本文主要对该机床的主轴箱进行了设计，采用三轴支撑的滚动轴承，加上双轴滑移的共用齿轮作为进给体系；加上快速电机和十字手柄，极大改善了机床的性能，提高了操作性。

本文从CA6140机床的参数设定、传动体系图制定、传动方案制定，主要零部件的校荷，对该机床的主轴箱设计进行了说明，并附有机床了零部件整体装配详图。

关键词：CA6140机床；主轴箱；零件；传动；AbstractThe scope of application of CA6140 lathe is very extensive, but the complex structure and low degree of automation, the workpiece processing is more complicated in shape, change the knife trouble, in the process of auxiliary time is relatively long, low productivity, suitable for single or small batch production. The main shaft three support adopts the rolling bearing; the feed system uses the two axle sliding common gear mechanism; the longitudinal and transverse feed is controlled by the cross handle. The machine has good rigidity, large power and convenient operation.As a major turning processing machine, CA6140 machine is widely used in mechanical processing industry, the design of the main spindle box for CA6140 machine design, design is the main content of the main parameters of the machine, drawing up the transmission plan and the transmission scheme, the main parts of the calculation and checking, the use of CAD drawing software design and processing of parts.Keywords: CA6140 machine tool ；spindle box ；parts ；transmission目录第1章引言 (5)第2章主要技术参数 (6)第3章传动方案和传动系统图的拟定 (8)3.1. 主运动传动链 (8)3.2. 进给传动链 (11)第4章主要设计零件的计算和验算 (15)4.1主轴箱的箱体 (15)4.2.传动系统的I轴及轴上零件设计 (17)4.2.1普通V带传动的计算 (17)4.2.2多片式摩擦离合器的计算 (19)4.2.3齿轮的验算 (21)4.2.4传动轴的验算 (24)4.2.5轴承疲劳强度校核 (26)4.3.传动系统的Ⅱ轴及轴上零件设计 (27)4.3.1齿轮的验算 (27)4.3.2传动轴的验算 (31)4.3.3轴组件的刚度验算 (32)4.4 传动系统的Ⅲ轴及轴上零件设计 (34)4.4.1齿轮的验算 (34)4.4.2 传动轴的验算 (38)4.4.3 轴组件的刚度验算 (40)4.5传动系统的Ⅳ轴及轴上零件设计 (42)4.5.1齿轮的验算 (42)4.5.2传动轴的验算 (45)4.5.3轴组件的刚度验算 (48)4.6. 传动系统的Ⅴ轴及轴上零件设计 (50)4.6.1齿轮的验算 (50)4.6.2传动轴的验算 (54)4.6.3轴组件的刚度验算 (56)结论 (59)毕业设计小结 (59)参考文献 (64)致谢 (65)第1章引言在车床类中。

目录一、设计的目的 (2)二、计算生产纲领 (3)三、零件的结构特点及设计要求 (4)四、CA6140车床主轴技术要求及功用 (5)五、零件毛坯的选择及热处理 (6)六、基准的选择 (8)七、工序加工中的主要问题 (9)八、加工阶段的划分 (11)九、加工工序的安排和工序的确定 (12)十、工序具体内容的确定 (15)十一、指定工序数控加工编程 (16)十二、零件的检验 (19)十三、参考文献 (20)十四、后记 (21)一、设计的目的毕业设计是大学中的一项重要内容，是完成教学计划达到教学目标，是培养我创新能力的重要环节；也是自己知识和能力深化和升华的重要过程。

本毕业设计应达到以下教学目的：1、进一步加深我对机械制造工艺学理论知识的理解；2、培养我的综合应用机械制造工艺学和其他多门课程的理论知识解决实际问题的能力；培养学生的实践和实际动手能力、提高我的全面素质。

3、通过查阅相关手册，掌握获取工程数据的方法，提高我收集信息、对信息进行价值判断、信息整理、信息加工的能力；4、培养我制订机械加工工艺规程的原则、步骤和方法；5、培养我掌握机床夹具设计的基本原理、方法和步骤，进一步提高我的工程设计能力；6、培养我的编写技术文件的能力。

7、为即将走上工作岗位的我打下一个良好的基础二、计算生产纲领根据任务书给出的条件1、计算零件的生产纲领根据设计任务书上给定的被加工零件年产量5000件，取备品率α=3%，废品率β=5%，由公式N=Q*n(1+α%)(1+β%)，得N=5408件。

2、确定生产类型根据计算结果、查相关资料确定其生产纲领为成批（大批）生产，为了保证加工制造的生产效率，并综合考虑经济性，我在设计过程中尽量采用高效的专用工艺装备（专用机床、专用夹具等）组织生产。

三、零件的结构特点及设计要求1、主轴零件的结构特点1)主轴零件是CA6140车床中的关键零件之一，主要用以传递旋转运动和扭矩，支撑传动零件并承受载荷。

一、设计题目：设计一台加工直径最大范围是320mm的普通车床的主传动系统。

主要参数：1、转速范围:N=N＝31.5——1400rpm2、转速级数:Z=123、电机功率：P=4KW被加工零件的材料：钢、铸铁刀具材料：高速钢、硬质合金二、设计目的：1、培养综合运用和巩固扩大已学过的知识，以提高理论联系实际的设计与计算能力。

2、培养收集、阅读、分析和运用资料的能力，以提高能够独立工作的综合素质能力。

3、使初步掌握机床设计的步骤与方法，以提高结构设计和编制技术文件的能力。

4、使熟练掌握计算机辅助设计、主轴组件优化设计和主轴刚度的校核计算等，以提高运用现代设计方法的能力。

5、此设计过程是毕业设计教学环节实施的技术准备。

三、设计内容与基本要求：（一）设计内容：Ⅰ.运动设计（1）传动方案设计（集中传动，分离式传动），（2）转速调速范围max minnRn n； （3）公比：大公比，小公比以及混合公比；（4）确定结构网和结构式：①传动副：前多后少，前密后疏。

②超速级解决方案：a.增加变速组，b.采用分枝传动和背轮机构；（5）绘制转速图：①降速：前缓后急。

②升速：前急后缓； （6）三角带设计:确定变速组齿轮齿数； （7）绘出传动系统图； Ⅱ.动力设计（1）传动件的计算转速n i ：各轴，各齿轮 （2）传动轴轴径 （3）齿轮模数（4）主轴设计：轴径（前径，后径），内孔直径，前端前伸量a(粗选：100-120)，支撑形式，计算合理支撑跨距L Ⅲ.结构设计Ⅳ.校核一个齿轮（最小的），校核主轴（弯矩，扭矩） （二）基本要求：1、根据设计任务书要求，合理的确定尺寸、运动及动力等有关参数。

2、正确利用结构式、转速图等设计工具，认真进行方案分析。

3、正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家标准规定。

说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整。

4、绘制图纸，主轴箱展开图1张。

四、设计参数：五、运动参数设计（1）传动方案设计（选择集中传动方案） （2）转速调速范围Rn=1400/31.5=44.44。

车床6140主轴箱设计课程设计的目的、设计内容与基本要求、设计步骤-----------3机械装备课程设计说明书--------------------------------------------3 一设计题目-------------------------------------------------------------4二传动设计-----------------------------------------------------------4㈠主传动方案的拟定------------------------------------4㈡拟定主传动系统及运动设计计算--------------------------41.拟定主传动并画结构图--------------------------------------------------52.拟定转速图，画传动系统图63.齿轮齿数的确定--------------------------------------6㈢传动件的估算和验算--------------------------------------------------6⑴传动轴的估算和验算-------------------------------------------------81.传动轴直径的估算-----------------------------------------------------92．齿轮模数的估算和计算------------------------------------------9 ⑵主要传动件的验算--------------------------------------------------1 01. 齿轮模数的验算10⑶齿轮设计----------------------------------------------------------------11⑷轴的长度设计和齿轮组分布------------------------------------------1 3-三结构设计-------------------------------------------------------16 ㈠主轴的主要参数和结构的确定-------------------------16-1确定主轴前端直径D1--------------------------------------162.主轴的内孔直径 d的确定--------------------------------163．主轴前端悬伸量的选择--------------------------------------------------164.主轴最佳跨距------------------------------------------175.主轴D计算--------------------------------------------176.主轴的结构，材料热处理和技术要求-------------------------------18 ㈡主轴的受力分析与校核-----------------------------------------------------19㈢键的选取与校核-------------------------------20㈣轴承的选取 21四.零件图设计23五.箱体、箱盖主要尺寸计算------------------------24六设计参考资料目录-------------------------------24七结束语-------------------------------------------24一、课程设计的目的1、课程设计属于机械装备设计课的延续，通过设计实践，进一步学习掌握机械装备设计的一般方法。

摘要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，本设计主要针对CA6140机床的主轴箱进行设计，设计的内容主要有机床主要参数的确定，传动方案和传动系统图的拟定，对主要零件进行了计算和验算，利用三维画图软件进行了零件的设计和处理。

关键词：CA6140机床主轴箱零件传动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致谢第八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。

摘要CA6140车床主轴箱设计，主要包括二方面，即：根据设计题目所给定的机床主轴极限转速、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；选择传动方案；拟定结构网，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；验算传动件（传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的刚度、强度或寿命。

通过计算与验算，能够满足车床主轴箱装配整图。

【关键词】CA6140车床、主轴箱、传动系统、主轴组件、零件编码。

第1章 主轴箱的总体设计1.1已知条件1.已知转速范围：主轴最小转速min /30min r n =，min /1850max r n =。

主电机功率kw p 5=。

2.转速级数：12=z 。

3.计算公比：62min max =÷=n n R n 。

62log 11=ϕ，得45.1=ϕ。

1.2传动方案分析根据已知条件，可得传动方案有以下3种：1.22312⨯⨯=2.32212⨯⨯=3.23212⨯⨯= 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22312x x =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41min ≥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2m a x ≤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：（-）为反转转速n(r/min)图1.1CA6140车床主传动系统1.3绘制主轴箱转速图1.3.1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kw p 5=条件选择4132-S Y 型Y 系列笼式三相异步电动机。