目录
1、设计目的 (3)
2、各运动参数的确定 (3)
2.1 确定传动方案 (3)
2.1.1已知条件 (3)
2.1.2结构分析式 (3)
2.1.3 绘制转速图 (4)
2.1.4 绘制传动系统图 (6)
2.2 选取电动机 (7)
2.3 带传动设计 (8)
2.4 确定各轴转速 (10)
2.5 计算各传动轴传递的功率 (11)
2.6 各传动轴直径的确定 (11)
2.6.1 轴Ⅳ（主轴） (12)
2.6.2 轴Ⅲ (12)
2.6.3 轴Ⅱ (13)
2.6.4 轴Ⅰ (13)
2.7各传动组齿轮模数的确定和校核 (14)
2.7.1 模数的确定 (14)
2.7.2 模数的校核 (15)
3、各传动部件的校核 (19)
3.1 齿轮强度的校核 (19)
3.2 轴的校核 (24)
3.3轴承的选择和校核 (28)
4、总结 (29)
参考文献 (30)
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=71 r/min 【2】确定公比：26.1=? 【3】转速级数：12=z
2.1.2结构分析式
⑴ 13612322=?? ⑵ 13612223=?? [3] 13612232=??
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13612322=??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 1.26φ=，62=X ，22=P 所以 2 1.26617.568~10R =??=≤，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 = 3 + 1 + 1 = 5。 【2】确定各级转速并绘制转速图 由71/min mim n r = 1.26φ=
z =
确定各级转速：
900、710、560、450、355、280、224、180、140、112、90、71r/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 。 (1) 先来确定Ⅲ轴的转速 传动组c 的级比指数为6，可取
5
1c 1/1/3.17i φ==，1c /1 1.26i φ==
根据结构式中主轴的转速，确定Ⅲ轴的转速为： 710、560、450、355、280、224r/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
3
11/1/2i b φ==，1/12=i b
轴Ⅱ的转速确定为：710、560、450r/min 。 (3) 确定轴Ⅰ的转速
对于轴Ⅰ，其级比指数为1,可取
11/1/1.26i a φ==，221/1/1.58i a φ==，3
31/1/2i a φ==
确定轴Ⅰ转速为900r/min 。
由此也可确定加在电动机与主轴之间的定传动比1440/900144/90i ==。下面画出转速图（电动机转速与主轴最高转速相近）。
【3】确定各变速组传动副齿数 (1) 传动组a:
查文献【6】表3-6, 11/1/1.26i a φ==，221/1/1.58i a φ==，3
31/1/2i a φ==
11/1/1.26i a φ==时：=z S ……82、83、84、86、88、90、91、92、93……
221/1/1.58i a φ==时：=z S ……82、83、85、86、88、90、93、94、96……
331/1/2i a φ==时：=z S ……81、84、86、87、89、90、92、93、95…… 可取=z S 90，于是可得轴Ⅰ齿轮齿数分别为：,30、35、40。 于是140/50a i =，235/55a i =，330/60a i = 可得轴Ⅱ上的三联齿轮齿数分别为：60、55、50。 (2) 传动组b:
查文献【6】表3-6, 3
11/1/2i b φ==，1/12=i b
311/1/2i b φ==时：=z S ……81、84、86、87、89、90、92、93、95…… 1/12=i b 时：=z S ……80、82、84、86、88、90、92、94、96、98…… 可取 =z S 90，于是可得轴Ⅱ上两联齿轮的齿数分别为：30、45。 于是 130/60i b =，245/45i b =，得轴Ⅲ上两齿轮的齿数分别为：62、42。 (3) 传动组c:
查文献【6】表3-6, 5
1c 1/1/3.17i φ==，1c /1 1.26i φ==
51c 1/1/3.17i φ==时：=z S ……91、92、95、96、99、100、101…… 1c /1 1.26i φ==时： =z S ……95、97、99、100、101、102……
可取 =z S 100.
51c 1/1/3.17i φ==为降速传动，取轴Ⅲ齿轮齿数为24； 1c /1 1.26i φ==为升速传动，取轴Ⅳ齿轮齿数为44。 于是得124/76i c =,254/44c i =
2.1.4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：
2.2 选取电动机
【1】计算切削力Z F （N ）
Z F =1900p a 0.75f =1900?3.5?0.750.35=3026 N ； 其中背吃刀量p a =3.5mm ，f =0.35 文献[6]表2-4 切削速度v=90 m/min 文献[6]表2-4 【2】计算切削功率0P (kw ) 0302690 4.46120061200Z F v P kw
??=== 【3】计算主电动机功率1P (kw )
1 4.4
5.50.8
P P kw η
=
=
=
选取的电机额定功率应大于功率1P ,查文献【3】表8-184选取Y132S1-4,其额定功率为5.5kw ，额定满载转速为1440min r 。
2.3 带传动设计
电动机转速n=1440r/min,传递功率P=5.5KW,传动比i=1.6，两班制， 一天运转16小时，工作年数10年。
2.3.1确定计算功率
取=A K 1.2，文献【4】表8-7 则ca A P K P 1.2 5.5 6.6KW ==?=
2.3.2选取V 带型
根据小带轮的转速和计算功率，文献【4】图8-10选A 型带。
2.3.3确定带轮直径和验算带速
1、初选小带轮的基准直径
查文献【4】表8-6和表8-8小带轮基准直径
1160d mm = 2、验算带速v 1000
601
1?=
n d v π
其中 1n -小带轮转速，r/min ； 1d -小带轮直径，mm ； 3.141601440
12.05/[5,30]601000
v m s ??=
=∈?，合适。
3、计算大带轮的基准直径
2160160 1.6256d i mm =?=?= 根据文献【4】表8-8取2250d mm =
2.3.4确定带传动的中心距和带的基准长度
设中心距为0a ,则
0．7（21d d +）≤a ≤2（21d d +）
于是 287≤a ≤820, 初取中心距为=0a 600mm 。
带长0
2
1221004)()(22a d d d d a L -+++=π
2
3.14(250160)2600(160250)184424600
mm -=?+?++=?
查文献【4】表8-2取相近的基准长度d L ，1800d L mm =。 带传动实际中心距0
0556.32
d L L a a mm -=+
= 2.3.5验算小带轮的包角
一般小带轮的包角不应小于 120。 21
118057.3171120d d a
α-≈?-
??=?≥?，合适。 2.3.6确定带的根数
1、计算单根V 带的额定功率： r 00()L P p p k k α=+? 查文献【4】表8-4a 0 2.73kw P =； 表8-4b 0 2.73kw P ?=； 表8-5 k 0.98?=； 表8-2 k 1.01L =；
r 00().7.1.9.0.8kw L P p p k k α=+?=??（23+05）0811=25 2、计算V 带的根数
r 6.6
2.322.85
ca p Z p =
==，取Z=3. 2.3.7计算单根带的初拉力的最小值0F
20)5.2(500
qv k k vZ p F ca +-=α
α
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=0.1kg/m ，文献【4】8-3； 20 6.6 2.50.98
500()0.112.05156.112.0530.98
F N -=?
?+?=?
2.3.8计算作用在轴上的压轴力
1
01712sin 23156.1sin 933.7122
Q F ZF N α?
≈≈???=
2.4确定各轴转速 2.4.1确定主轴计算转速
主轴的计算转速为z
12113
3
min n
n 711.26
140r /min IV
φ
--==?=
2.4.2各传动轴的计算转速
轴Ⅲ可从主轴140r/min 按24/76的传动副找上去，轴Ⅲ的计算转速 450r/min ；轴Ⅱ的计算转速为450r/min ；轴Ⅰ的计算转速为900r/min 。
2.4.3验算主轴转速误差
转速误差：
%6.2)%1(10%100)
(,=-≤?-?标
标n n n ,n 为主轴的实际转速。c b a u u u D D n n ????
?=2
1
,
98.0 ,1160303024
14400.9870/min 250606076
n r =??
???= 7071
1.4%
2.6%71
-=<，合格 '289.3/min n r =，
89.390
0.7% 2.6%90
-=<，合格 '3112112
112/min,
0 2.6%112
n r -==<，合格
'4140140
140/min,
0 2.6%140n r -==<，合格
'5179180
179/min,
0.5% 2.6%180n r -==<，合格
'6224224
224/min,
0 2.6%224n r -==<，合格
'7282280
282/min,
0.7% 2.6%280n r -==<，合格
'8359355
359/min,
1.1%
2.6%355n r -==<，合格
'9452450
452/min,
0.4% 2.6%450n r -==<，合格
'10565560
565/min,
0.8% 2.6%560n r -==<，合格
'11719710
719/min,
1.2%
2.6%710n r -==<，合格
'12905900
905/min,
0.5% 2.6%900
n r -==<，合格
2.5计算各传动轴传递的功率
其中0.995r η=为滚动轴承的效率；0.97g η=为齿轮传动的效率；
0.96b η=为V 带传动的效率。
5.5kw P =电
1 5.50.960.995 5.25kw P =??=
2 5.50.960.970.995 5.07kw P =???=
22
3 5.50.960.970.995 4.87kw P =???= 2
4 5.50.960.970.99
5 4.7kw P =???=
2.6各传动轴直径的确定
2.6.1轴Ⅳ（主轴）：
（1）材料选取：
主轴采用45号钢，调质处理。 （2）计算直径：
根据功率P=5.5KW ，
查文献【2】表2-5得主轴前轴颈直径1D =70~105mm ，取1D =70mm ，
主轴后轴颈直径21.7.8D ≈
（0~05）D ， 取210.80.87056mm D ≈=?=D ，
主轴内孔直径的确定: d/.7D ≤0 127056
63mm 22
D D D ++=
== d .763=44.1mm ≤?0
2.6.2轴Ⅲ：
（1）材料选取：
采用45号钢，调质处理。 （2）计算直径：
按扭转强度条件计算，轴的扭转强度条件为:
[]3
9550000n 0.2d T T
t
P
T W ττ=
≈≤
式中：T τ-------扭转切应力，Mpa ； T -------轴所受的扭矩，mm N ?； t W ------轴的扭转界面系数，3mm ； n -------轴的转速，r/min ； P -------轴传递的功率，kw ； d---------计算截面处轴的直径，mm ； T τ【】----许用扭转切应力，Mpa ； 由上式可以得轴的直径
d A ≥==
式中: 0A =
查文献【4】表15-3得：0126~103A =，取0126A =； P=4.87kw ；
n=224r/min ； 3d 35.2mm A ≥==。 取3d 60mm =
2.6.3轴Ⅱ：
（1） 材料选取：
采用45号钢，调质处理。 （2）计算直径
查文献【4】表15-3得：0126~103A =，取0126A =； P=5.07kw ；
n=450r/min ； 3d 28.2mm A ≥==。 取3d 50mm =
2.6.4轴Ⅰ
（1） 材料选取：
采用45号钢，调质处理。 （2）计算直径：
查文献【4】表15-3得：0126~103A =，取0126A =； P=5.25kw ； n=900r/min ；
3d 22.7mm A ≥==。 取3d 50mm =
2.7 各传动组齿轮模数的确定和校核 2.7.1 模数的确定
按下列公式初定模数：
()[]3
221116300j
j m d
j n u Z P u m ?±=σ? 文献【6】，
式中 ：j m --按接触疲劳强度估算的齿轮模数（mm ）
d p --驱动电动机的功率（kw ）
j n --被计算齿轮（小齿轮）的计算转速（r/min ）
u —大齿轮与小齿轮齿数之比，“+”号用于外啮合，“-”号用于内啮合 1z --
被计算齿轮的齿数（一般去传动中的小齿轮）
m ?--齿宽系数，m ?=
m
B
=6-10，B 为齿宽，m 为模数 []
j σ--许用接触应力（MPa ） 查文献【6】表4-16，得[]
j σ=1100Mpa
则a
组 2.08j m ==，取1 2.5j m =； b
组 2.56j m ==，取23j m =； c 组 3.03j m ==，取34j m =。
2.7.2 模数的校核
按接触疲劳强度计算齿轮模数：[]322321)1(16300
j
j m s j n u z p
k k k k u m σ?+=，文献【6】
按弯曲疲劳强度计算齿轮模数 []3
2
321275j
w m s w n Y z p
k k k k m σ?=，文献【6】
其中: 1）P 是被验算齿轮传递的功率（KW ），d p P ?=η
2）1k 是工作状况系数，考虑载荷冲击的影响：冲击性机床（刨床、插床）
1k =1.6-1.8 ，主运动（中等冲击）1k =1.2-1.6 辅助运动（轻微冲击）1k =1-1.2 3）2k 是动载荷系数（考虑由于齿轮制造误差引起的齿轮附加动载荷影响） 4）3k 是齿向载荷分布系数，
5）s k 是寿命系数，q p n t s k k k k k =，s k 的极限值max s k 、min s k 由表4-23查出，当
≥s k max s k 时，取≡s k max s k ，当≤s k min s k 时，取≡s k min s k 6) t k 是工作期限系数，m
t c nT
k 0
60= 7)n 是齿轮的最低转速（r/min ） 8）m 是交变载荷下的疲劳曲线指数 9）0c 是基准循环次数
10）T 是预定的齿轮工作期限，中型机床推荐T=15000-20000h 11）n k 是转速变化系数，查表4-20 12) p k 是功率利用系数，查表4-21 13）q k 是材料强化系数，查表4-22
14）Y 是齿型系数，查表4-24
1、变速组a ：
按变速组内最小齿轮330Z =算各齿轮模数。 齿轮选用40Cr ，整淬处理，7级精度。
按接触疲劳强度计算，取1k =1.4；
查文献【6】表4-17，2k =1.3 ； 查文献【6】表4-18，3k =1.04；
T 取18000 查文献【6】表4-19，m=3，7
010c =
4.6t k ==
n k 、p k 、q k 均查表， 带入公式： s t n p q k k k k k =
得： 4.60.820.580.76 1.66s t n p q k k k k k ==???=
则 2.9j m =≈ 按弯曲疲劳强度计算
1.19t k ==
1.190.820.780.770.59s t n p q k k k k k ==???=
带入公式：
1.5w m ==
所以取模数为 3。
2、变速组b ：
按变速组内最小齿轮930Z =算各齿轮模数。 齿轮选用40Cr ，整淬处理，7级精度。 按接触疲劳强度计算，取1k =1.4；
查文献【6】表4-17，2k =1.3 ； 查文献【6】表4-18，3k =1.04；
T 取18000 查文献【6】表4-19，m=3，7
010c =
3.65t k ==
n k 、p k 、q k 均查表， 带入公式： s t n p q k k k k k =
得： 3.650.930.580.76 1.44s t n p q k k k k k ==???=
则 3.53j m =≈ 按弯曲疲劳强度计算
1.34t k ==
1.340.930.780.750.73s t n p q k k k k k ==???=
带入公式：
2.09w m =
所以取模数为 4。
3、变速组c ：
按变速组内最小齿轮1324Z =算各齿轮模数。 齿轮选用40Cr ，整淬处理，7级精度。 按接触疲劳强度计算，取1k =1.4；
查文献【6】表4-17，2k =1.3 ； 查文献【6】表4-18，3k =1.04；
T 取18000 查文献【6】表4-19，m=3，7
010c =
3.65t k == n k 、p k 、q k 均查表，
带入公式： s t n p q k k k k k =
得： 3.65 1.010.580.75 1.67s t n p q k k k k k ==???=
则 3.98j m =≈ 按弯曲疲劳强度计算
1.34t k ==
1.34 1.010.780.750.79s t n p q k k k k k ==???=
带入公式：
2.39w m ==
所以取模数为 4。 故可确定齿轮各个参数
齿轮各参数
齿轮 齿数 模数 分度圆直径 齿根高 齿顶高 齿根圆直径 齿顶圆直径 齿宽 1Z 40 3 120 3.75 3 112.5 126 27 2Z
50 3 150 3.75 3 142.5 156 24 3Z 30 3 90 3.75 3 82.5 96 27 4Z 60 3 180 3.75 3 172.5 186 24 5Z 35 3 105 3.75 3 97.5 111 27 6Z 55 3 165 3.75 3 157.5 171 24 7Z 45 4 180 5 4 178 188 32 8Z 45 4 180 5 4 178 188 32 9Z
30
4
120
5
4
110
128
36
10Z
60 4 240 5 4 230 248 32 11Z 56 4 224 5 4 214 232 36 12Z
44 4 176 5 4 166 184 32 13Z 24 4 96 5 4 86 104 32 14Z
76
4
304
5
4
294
312
36
3、各运动部件的校核
3.1 齿轮强度的校核
根据要求，校核第一变速组中受力最大的齿轮和第二、第三变速组中受力
最大的齿轮。由圆周力d
2t T F =
可知齿轮直径越小，受力越大，故在第一变速组
中校核齿数最小齿轮的齿面接触疲劳强度及与它相啮合的齿轮的齿根弯曲疲劳
强度；根据扭矩公式n
9550000P
T =可以知道转速越大，扭矩越小，故应校核第
三变速组中齿数最少的齿轮的齿面接触疲劳强度及与它相啮合的齿轮的齿根弯曲疲劳强度。
3.1.1变速组a
根据GB10015-88选取34z z 为7级精度，其中330z =采用40r C （调质）硬度为280HBS ，460z =采用45钢，硬度为240HBS ，两者材料硬度相差40HBS 。
【1】小齿轮齿面接触强度的校核
（1）小齿轮传递的扭矩55
41
1195.51095.510 5.25 5.5710900
P T N mm n ???=
==?? （2）齿宽系数1d φ=，文献【4】表10-7； （3）小齿轮3333090d mz mm ==?=； （4）齿数比212160
230
z u z -=
==；
（5）查文献【4】表10-6得材料的弹性影响系数12
189.8E Z MPa =
（6）由文献【4】图10-21按齿面硬度查得小齿轮的接触强度极限
lim1600H MPa σ=；
（7）计算应力循环次数：
设计工作寿命为10年，每年工作300天，两班制；
91160609001(2830010) 2.610h N n jL ==??????=?
9
82 2.6108.1103.2
N ?==?
由文献【4】图10-19取接触疲劳寿命系数10.9HN K = （8）计算许用接触应力： 安全系数取S=1
[]1lim110.9600
5401HN H K MPa S σσ?=
== （9）小齿轮圆周速度111 3.1490090 4.246000060000
t n d m
v s π??=== 根据1v =4.24m s ，7级精度，由文献【4】图10-8得动载系数 1.53v K = （10）计算载荷系数 直齿轮：1H F K K αα==
由文献【4】表10-2查得使用系数
1.25A K =
由文献【4
】表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承不对称布置时，
1.504H K β=
所以载荷系数 1.25 1.53 1.5041 2.87A v H H K K K K K βα==???= 计算齿面接触强度：
[]2.5 2.5189.8384540H H Z MPa MPa σσ==?≤= 所以齿面接触疲劳强度符合要求。
【2】大齿轮齿根弯曲强度的校核
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
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 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
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
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
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
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.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
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)
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
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。
目录 1.概述 (2) 1.1机床课程设计的目的 (2) 1.2车床的规格系列和用处 (2) 1.3 操作性能要求 (2) 2.参数的拟定 (2) 2.1 确定极限转速 (2) 2.2 主电机选择 (3) 3.传动设计 (3) 3.1 主传动方案拟定 (3) 3.2 传动结构式的选择 (3) 3.3转速图的拟定 (4) 4. 传动件的估算 (5) 4.1 V带传动的计算 (5) 4.2 传动轴的估算 (7) 4.3 齿轮齿数的确定和模数的计算 (8) 4.4 带轮结构设计................................................................................. 错误!未定义书签。 4.5 片式摩擦离合器的选择和计算 (12) 5. 动力设计 (13) 5.1主轴刚度验算 (13) 5.2 齿轮校验 (15) 5.3轴承的校验 (16) 6.结构设计及说明 (17) 6.1 结构设计的内容、技术要求和方案 (17) 6.2 展开图及其布置 (17) 6.3 I轴（输入轴）的设计 (17) 6.4 齿轮块设计 (18) 6.5 传动轴的设计 (19) 6.6 主轴组件设计 (20) 7.总结 (22) 8.参考文献 (22)
1.概述 1.1机床课程设计的目的 机床课程设计，是在金属切削机床课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。 1.2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主轴变速箱。主要用于加工回转体零件。 1.3 操作性能要求 1）具有皮带轮卸荷装置； 2）手动操纵双向摩擦片离合器实现主轴的正反转及停止运动要求； 3）主轴的变速由变速手柄完成（只画出操纵手柄在床头箱外部的位置及操纵手柄在床头箱上连接固定方式）； 4）床头箱的外型尺寸、与床头床身的联接要求参照C618K-I 车床的床头箱。 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 =44； m in n =max n /n R =1800/43.79r/min=40r/min ， 根据《金属切削机床》表7-1，
C6163普通车床主轴箱的设计 摘要： 车类机床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱表面、圆锥表面、成型回转表面和回转体的端面等，有些车床还能加工螺纹面。由于多数机器零件具有回转表面、车床的通用性又较广，因此在机器制造厂中，车床的应用机器广泛，在金属切削机床中所占比重较大，约占机床总台数的20%-35%。作为主要的车削加工机床，C6163车床也广泛应用于机械加工行业中，适用于车削内外圆柱面，圆锥面及其他旋转面，车削各种公制、英制、模数和径节螺纹，并能进行钻孔，铰孔和拉油槽等工作，车身宽于一般车床，具有较高的刚度，导轨面经中频淬火，经久耐用。机床主轴孔径大、操作灵便集中、溜板设有滑移机构。机床结构刚度和传动刚度均比较高，功率利用率也比较高，适于强力高速切削。卧式机床的加工对象主要是轴类零件和直径不太大的盘累零件，故采用卧式布局。其主要部件有：主轴箱、刀架、尾座、进给箱、溜板箱以及床身。本设计主要针对C6163机床的主轴箱设计，机床主轴箱是一个比较复杂的传动部件。设计内容主要包括确定机床的主要参数，拟定传动方案和传动系统图，计算和校核了主要零部件，并且利用了专业制图软件进行了零件的设计和处理。 关键词：C6163车床主轴箱零件传动
C6163 lathe spindle box design Abstract: The lathe class machine tool mainly was used in to process each kind of rotation surface,like inside and outside periphery,the circular cone surface,take shape the rotation surface and the gyre end surface and so on,some lathe also can process whorl.Because the most machine part has the rotation surfce,lathe versatility broader,therefore in machine shop, lathe application extremely aidespread,accounts for the proportion in the metal cutting bed to be biggest,approximately composes the machine tool main station number 20%-35%.As the main turning processing machinetool,the C6163 machine tool was widespread used in the machine-finishing procession,it is used in turning inside and outside the turning the round cylinder,taper and gyre,turning each kind of metric system,the British system,the modulus and the diameter festival thread,and can carry on the drill hole and pulls work and so on fuel tank.The lathe bed width to the common lathe,has a higher rigidity,the facade of the lead after middle frequency quenching,so it will be durable.The machine tool main axle aperture is big,the opration agile centralism,the apron is equipped with quickly moves the organization.machine tool structure rigidity and transmission rigidity quite high,the power use factor quite is also high,is suitable for the force high-speed cutting.The horizontal-type machine tool processing object,mainly is the axis class components and the diameter not too big plate class components,therefore uses the horizontal-type layout.Its major component includes:headstock,toolslide,tailstock,feedbox,apron and bed.This design mainly aims at the headstock of the C6163 machine tool.The headsyock of machine tool is a quite complex transmission part.The design content mainly includes determines the machine tool’s main parameter.Draws up the transmission plan and the transmission