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
一、传动设计 1.1电机的选择 主电机功率：4KW
主轴最高转速：1500r/min 选择Y112M-4型三相异步电动机。 1.2运动参数
根据公式 max min
lg
1
lg n n Z ?=+
变速范围 Rn=
m in
m ax
v v ＝1500/33.5=44.8＝1-Z ? 对于中型车床，?＝1.26或?＝1.41 此处取?＝1.41 得转速级数Z=12。查《设计指导》P6标准数列表得转速系列为：33.5、47.5、67、95、132、190、265、375、530、750、1060、1500。 1.3拟定结构式
1.3.1 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： 12＝3×4 12＝4×3
12＝3×2×2 12＝2×3×2 12＝2×2×3
在上列两行方案中，第一行的方案有时可以节省一根传动轴，缺点是有一个传动组内有四个传动副。如用一个四联滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；如果用两个双联滑移齿轮，操纵机构必须互锁以防止两个双联滑移齿轮同时啮合，所以少用。
根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，方案12＝3×2×2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12＝2×3×2。 1.3.2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=21×32×26
B 、12=21×34×22
C、12 =2
3×3
1
×2
6
D、12=2
6
×3
1
×2
3
E、12=2
2×3
4
×2
1
F、12=2
6
×3
2
×2
1
根据级比指数要“前密后疏”的原则，应选用方案A。然而，对于所设计的机构，将会出现两个问题：
ⅡⅠⅠⅡ
ⅠⅡ
①第一变速组采用降速传动（图a）时，由于摩擦离合器径向结构尺寸限制，在结构上要求有一齿轮的齿根圆大于离合器的直径，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b），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、12 =2
3×3
1
×2
6
（图c）则可解决上述存在的问题。
其结构网如下图所示：
1.4拟定转速图及验算传动组变速范围
第二扩大组的变速范围R2＝6?＝8，符合设计原则要求，方案可用。 由第二扩大组的变速范围R2＝6?＝8＝ 可知第二扩大组两个传动副的传动必然是传动比的极限值。所以转速图拟定如下：
1.5确定齿轮齿数
查《金属切削机床》表8－1各种传动比的适用齿数求出各传动组齿轮齿数如下表：
传动过程中，会采用三联滑移齿轮，为避免齿轮滑移中的干涉，三联滑移齿轮中最大和次大齿轮之间的齿数差应大于4。所选齿轮的齿数符合设计要求。 1.6确定带轮直径 1.6.1确定计算功率Pca
max R