机床主轴箱设计[1]

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 Φ320×10002、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。

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-8AbstractFor 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.Through the design of the NC machine tool, compact structure, superior performance, production and processing of more sophisticated, is helpful for improving the performance of CNC machine tools, making the product processing more efficient.Key words: NC machine tool; spindle box; AC motor; BESK-8东北大学继续教育学院毕业设计（论文）用纸目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)1.绪论 (1)1.1研究的目的和意义 (1)2.主轴驱动源的选择 (2)2.1直流主轴驱动系统的特点 (2)2.2 交流主轴驱动系统的特点 (3)2.3主轴驱动电机的确定 (4)3.主传动设计 (5)3.1转速图的拟定 (5)3.2主轴转速的确定 (6)3.3传动级数的确定 (7)3.3.1主传动系数的参数 (7)3.3.2主传动级数的确定 (8)3.3.3分级变速箱的设计计算 (11)4.传动系统零件的设计 (17)4.1齿轮的验算 (17)4.2 V型带的选择 (19)4.3离合器的选择与计算 (21)总结 (24)参考文献 (25)1.绪论1.1研究的目的和意义数控机床主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通机床的主传动系统相比在结构上比较简单，这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担，剩去了复杂的齿轮变速机构，有些只有二级或三级齿轮变速系统用以扩大电动机无级调速的范围。

CA6150车床主轴箱设计(有全套图纸)全套图纸或资料,联系q 174320523目录概述主运动的方案选择与主运动的设计确定齿轮齿数选择电动机皮带轮的设计计算传动装置的运动和运动参数的计算主轴调速系统的选择计算主轴刚度的校核一、概述主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统,它应具有一定的转速(速度)和一定的变速范围,以便采用不同材料的刀具,加工不同的材料,不同尺寸,不同要求的工件,并能方便的实现运动的开停,变速,换向和制动等。

数控机床主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件,它与普通机床的主传动系统相比在结构上比较简单,这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担,剩去了复杂的齿轮变速机构,有些只有二级或三级齿轮变速系统用以扩大电动机无级调速的范围。

1.1数控机床主传动系统的特点与普通机床比较,数控机床主传动系统具有下列特点。

转速高、功率大。

它能使数控机床进行大功率切削和高速切削,实现高效率加工。

变速范围宽。

数控机床的主传动系统有较宽的调速范围,一般Ra100,以保证加工时能选用合理的切削用量,从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。

主轴变速迅速可靠,数控机床的变速是按照控制指令自动进行的,因此变速机构必须适应自动操作的要求。

由于直流和交流主轴电动机的调速系统日趋完善,所以不仅能够方便地实现宽范围无级变速,而且减少了中间传递环节,提高了变速控制的可靠性。

主轴组件的耐磨性高,使传动系统具有良好的精度保持性。

凡有机械摩擦的部位,如轴承、锥孔等都有足够的硬度,轴承处还有良好的润滑。

1.2 主传动系统的设计要求①主轴具有一定的转速和足够的转速范围、转速级数,能够实现运动的开停、变速、换向和制动,以满足机床的运动要求。

②主电机具有足够的功率,全部机构和元件具有足够的强度和刚度,以满足机床的动力要求。

③主传动的有关结构,特别是主轴组件要有足够高的精度、抗震性,热变形和噪声要小,传动效率高,以满足机床的工作性能要求。

第一部分 传动设计1.1电机的选择（1）床身上最大回转直径：400mm （2）主电机功率：5.5KW （3）主轴最高转速：1500r/min参考《机床主轴变速箱设计指导》（以下简称《设计指导》）P16选择Y132S-4型三相异步电动机。

1.2运动参数变速范围 Rn=m inm ax v v ＝1500/33.5=44.78＝1-Z ϕ 对于中型车床，ϕ＝1.26或ϕ＝1.41 此处取ϕ＝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确定结构式和拟定结构网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： 1、12＝3×4 12＝4×32、12＝3×2×2 12＝2×3×2 12＝2×2×3在上列两行方案中，第一行方案可以节省传动轴，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，所以在机床设计中应该少用。

根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，但在选择传动组安排方式时，要考虑到机床主轴变速箱的具体机构、装配和性能。

在Ⅰ轴如果安置换向摩擦离合器时，为减小轴向尺寸，第一传动组的传动副数不能太多，以2为宜。

故一般应选用方案12＝2×3×2。

1.3.2拟定结构式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=21×34×22C 、12 =23×31×26D 、12=26×31×23E 、12=22×34×21F 、12=26×32×21根据级比指数要“前疏后密”的原则，不宜选用方案D 、F ，可选用顺序扩大方案A 。

毕业论文课题名称CA6140车床主轴箱的设计系/专业机械工程/机电一体化班级学号学生姓名指导教师：2010 年月日┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊CA6140车床主轴箱设计摘要CA6140车床作为主要的车削加工机床，广泛的应用于机械加工行业中，适用于车削内外圆柱面，圆锥面及其它旋转面，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。

床身宽于一般车床，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，溜板设有快移机构。

机床结构刚度与传动刚度均比较高，功率利用率也比较高，适于强力高速切削。

其主轴箱是车床的动力源将动力和运动传递给机床主轴的基本环节。

本设计主要针对CA6140机床的主轴箱进行设计，设计的内容主要有车床运动参数的确定、传动方案和传动系统图的拟定、主要设计零件的验算。

关键词：CA6140机床主轴箱零件AbstractCA6140 lathe as a major turning processing machine, widely used in mechanical processing industry, suitable for cutting YuanZhuMian inside taper surface and other rotation, face, cutting various metric, imperial, module and thread, and diameter drilling, reaming and heaming work. In general, lathe bed width with high stiffness, guide surface by frequency quenching and durable. Spindle aperture, centralized operation spirit, has moved fast. Machine structure stiffness and stiffness are relatively high, transmission power utilization rate is high, suitable for high speed cutting power. It is the power source of the lathe spindle box will force and motion to the spindle of basic link. This design is mainly for the spindle box CA6140 machine design, design is the main content of lathe movement parameters, transmission scheme and transmission system graph and the main design parts.Keywords: CA6140 spindle box parts┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2车床的规格和用途 (1)1.2.1车床的规格 (1)1.2.2车床的用途 (1)2.1确定极限转 (2)2.2确定公比 (2)2.3求出主轴转速级数Z (2)2.4确定结构式 (2)第三章传动方案和传动系统图的拟定 (2)3.1绘制传动系统图 (2)3.1.1选定电动机 (2)3.1.2分配总降速传动比 (2)3.1.3确定传动轴的轴数 (2)3.1.4绘制转速图 (2)3.2传动路线图 (5)3.2.1传动系统可用传动路线表达式 (5)3.2.2车削米制螺纹时传动链的传动路线 (5)3.2.3加工螺纹时的传动路线表达式归纳总结 (6)第四章主要设计零件的验算 (6)4.1主轴箱的箱体 (6)4.2传动系统的I轴及轴上零件设计 (8)4.2.1普通V带选择与计算 (8)4.2.2离合器的选择与计算 (10)4.2.3齿轮的验算 (12)4.2.4传动轴的验算 (14)4.2.5轴承疲劳强度校核 (15)4.3.传动系统的Ⅱ轴及轴上零件设计 (16)4.3.1齿轮的验算 (16)4.3.2传动轴的验算 (19)4.3.3轴组件的刚度验算 (20)4.4传动系统的Ⅲ轴及轴上零件设计 (22)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊4.4.1齿轮的验算 (22)4.4.2传动轴的验算 (25)4.4.3轴组件的刚度验算 (27)致谢 (30)参考文献 (31)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章绪论1.1 引言车削加工是由车床、车刀、车床夹具和工件共同构成的车削工艺系统中完成的。

卧式车床主轴箱设计摘要金属切削机床在国民经济现代化建设中起着重大的作用。

机床技术水平的高低已成为衡量一个国家工业现代化水平的重要标志之一。

机床工业是机械制造业的“装备部”，对国民经济的发展起着重大作用。

本论文设计的主轴箱的变速级数是12级，传动比为1.41，转速从31.5r/min 到1440r/min，加工工件的最大直径为400mm，。

论文对箱体内结构进行方案设计，并对传动方案、传动路线进行了分析，离合器、带轮、润滑系统、密封装置等进行了设计、计算及校核。

本设计的主要内容包括：1.运动设计：确定主轴的转速、拟定合理结构式、结构网和转速图、确定齿轮的齿数、皮带轮的设计计算以及实际转速和标准速偏差的校核等。

2.动力设计：估算各传动轴的转速、估算各轴的直径、选择电动机、齿轮强度验算、主轴刚度的校核、轴承寿命的验算、选择离合器。

3.结构设计：确定各传动组件的空间布置。

关键词：主轴箱，齿轮，摩擦式离合器HORIZONTAL LATHE SPINDLE BOX DESIGNABSTRACTMetal-cutting machine tool in the modernization of the national economy plays an important role. The level of machine technology has become the measure of a country's level of industrial modernization of one of the important symbols. Machine tool industry is the machinery manufacturing industry, "the Ministry of Equipment," the development of the national economy played a major role.In this paper, the design of the spindle box is a series of 12 speed, 1.41 gear ratio, speed from 31.5r/min to 1440r/min, the maximum workpiece diameter of 400mm,. Papers箱体内structure of the program design, and program transmission, transmission line analysis, clutch, pulley, lubrication systems, such as a seal design, calculation and checking.The main elements of the design include: 1. Campaign Design: to determine the speed of the spindle to draw up a reasonable-structured, the structure of network and the speed map to determine the number of teeth of gears, pulleys, as well as the design and calculation of the actual speed and standard deviation of the check, such as speed. 2. Dynamic Design: to estimate the speed of the shaft, to estimate the diameter of the axis, select the motor, gear strength check, the check spindle rigidity, bearing life of the check, select the clutch. 3. Structural Design: To determine the spatial arrangement of drive components.KEY WORDS: Main spindle box，Gear，Friction clutch assembly目录前言 (1)第1章设计分析 (2)1.1机床主要技术参数 (2)1.1.1尺寸参数： (2)1.1.2运动参数： (2)1.1.3动力参数： (2)1.2确定结构方案 (2)1.3主传动系统运动设计 (3)1.3.1拟订结构式 (3)1.3.2绘制转速图 (3)1.3.3确定齿轮齿数 (3)1.3.4验算主轴转速误差： (3)1.4估算传动件参数，确定其结构尺寸 (4)1.4.1确定传动件计算转速 (4)1.4.2确定主轴支承轴颈直径 (4)1.4.3估算传动轴直径 (5)1.4.4估算传动齿模数 (5)1.4.5离合器的选择与计算 (5)1.4.6普通V带的选择与计算 (7)1.5结构设计 (8)1.5.1带轮设计 (8)1.5.2主轴换向与制动机构设计 (9)1.5.3齿轮块设计 (9)1.5.4轴承的选择 (10)1.5.5主轴组件 (10)1.5.6润滑系统设计 (10)1.5.7密封装置设计 (10)1.6传动件验算 (10)1.6.1轴的强度验算 (10)1.6.2验算花键键侧压应力 (12)1.6.3滚动轴承验算 (12)1.6.4直齿圆柱齿轮的强度计算 (13)第2章主轴箱设计 (15)2.1运动设计 (15)2.1.1已知条件 (15)2.1.2结构分析式 (15)2.1.3绘制转速图 (16)2.1.4绘制传动系统图 (19)2.2动力设计 (19)2.2.1确定各轴转速 (19)2.2.3各传动组齿轮模数的确定和校核 (22)2.3齿轮强度校核 (23)2.3.1校核a传动组齿轮 (24)2.3.2校核b传动组齿轮 (25)2.3.3校核c传动组齿轮 (26)2.4主轴挠度的校核 (27)2.4.1确定各轴最小直径 (27)2.4.2轴的校核 (27)2.5主轴最佳跨距的确定 (28)2.5.1选择轴颈直径,轴承型号和最佳跨距 (28)2.5.2求轴承刚度 (28)2.6各传动轴支承处轴承的选择 (29)2.7主轴刚度的校核 (29)2.7.1主轴图 (30)2.7.2计算跨距 (30)结论 (32)谢辞 (33)参考文献 (34)前言随着机械的行业的发展，机床设计越来越向高精度的方向发展，但是在机床发展的同时，普通机床依然有这不可忽视的优点，例如低价格，加工种类多，对操作人员的技术要求低，缺点是加工的精度不高，效率不高，本书是设计12级普通车床，车床在机械行业中是举足轻重的角色，它可以加工外圆，螺纹等等，在本书的设计中参考了大量的前人的经验，对设计中出现的力学问题加以计算和解释，也对前人的观点加以考论和论证。

编号潍坊学院毕业设计技术报告课题名称：车床主轴箱设计学生姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化班级：机制本二指导教师：2015 年06月摘要CA6140作为主要的车削加工车床，被广泛的应用于机械加工行业。

随着经济的发展以及对国外先机技术的学习和引进，我国的车床行业在世界上起到了举足轻重的作用。

主轴箱是车床中重要的组成部分，整个车床的动力传动就是由它控制的。

主轴箱直接影响着车床的工作效率，由此可知主轴箱的重要程度。

本设计是主要针对CA6140车床主轴箱的设计，车床主轴箱是一个比较复杂的传动部件。

根据当前实际情况，考虑到经济性和效率性等相关因素，对车床主轴箱进行合理构思构想, 最终完成对车床主轴箱的设计。

设计的内容主要有参数的确定，拟定传动与变速的结构方案和传动系统图，传动设计，传动件的估算和校核，各部件结构设计和主轴组件的校核几个部分部分来进行设计的。

以齿轮、带轮、皮带轮、轴承、等的参数设计为重点，并利用制图软件进行了零件的设计和处理。

关键词：CA6140车床主轴箱传动零件AbstractCA6140 as the main turning lathe, CA6140 is widely used in mechanical processing industry. With the development of economy as well as to the learning and introducing foreign advantage technology, lathe industry in China has played a pivotal role in the world.Spindle box is the important part of the lathe and it controlled the power transmission of the whole lathe.Spindle box directly affects the work efficiency of machine tool, thus the importance of the spindle box is goes without saying.This design is mainly for CA6140 lathe spindle box design,and lathe spindle box is a more complicated driving part.According to the current actual situation,considering the factors related to economy and efficiency, to reasonable design idea of lathe spindle box, finally completed the design of lathe spindle box.The major design content including the determination of the parameters, formulate transmission and variable structure scheme and system diagram,transmission design,the estimate and check of transmission parts, the design of the components structure and the check the spindle component. Focus on the parameter design of gear, belt pulley, bearing and so on, and use the graphics software for designing and processing of the parts.Key words: CA6140lathe; spindle box; transmission; parts目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1车床的发展及主轴箱的作用 (1)1.1.1车床的发展历史 (1)1.1.2主轴箱的作用 (2)1.2主传动系统的设计要求 (3)第二章传动设计 (4)2.1主传动方案设计 (4)2.2选择传动结构式和结构网 (4)2.2.1确定传动组及传动副的数目 (4)2.2.2传动式的拟定 (4)2.2.3结构式的拟定 (4)2.3转速图的拟定 (5)2.4传动轴的设计 (5)2.5主轴箱的箱体 (6)第三章动力设计 (7)3.1确定各轴转速及检查 (7)3.2带传动设计 (8)3.3齿轮模数的确定以及模数的校核 (10)3.4齿轮强度校核 (12)3.5主轴挠度的计算和校核 (15)第四章离合器的选择及其计算 (17)第五章传动件验算 (19)5.1轴的强度校核 (19)5.2验算花键键挤压应力 (19)5.3滚动轴承校核 (20)5.4齿轮的强度计算 (21)5.5计算跨距 (22)第六章结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)第一章绪论1.1车床的发展及主轴箱的作用1.1.1车床的发展历史车床行业是装备制造业的基础，是制造业使用最广的一类机床，同样也是一个具有战略性意义的产业，始终在国民经济中占有非常重要的位置。

1、题目要求及参数确定1.1设计要求1）机床的类型、用途及主要参数车床，工作时间：三班制，电动机功率：N=7.5KW ，主轴最高、最低转速如下：max 1250n rpm =，min 100n rpm = 变速级数：z=12。

2）工件材料：45号钢 刀具材料：YT15 3）设计部件名称：主轴箱1.2运动参数确定回转主运动的机床，主运动的参数是主轴转速。

最低转速和最高转速：min 100n rpm =、max 1250n rpm =，机床的分级变速机构共12级由得：ϕ=1.26查《金属切削机床》表7-1得：各轴转速：100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250。

1.3主电机的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。

一般车床无特殊要求，多采用Y 系列封闭式三相异步电动机，已知电动机的功率是7.5KW, 根据《车床设计手册》附录表选取Y132M-4型Y 系列笼式三相异步电动机，额定功率7.5kw ，满载转速1440r/min ，最大额定转距2.2。

2.运动设计5.121001250min max ===n n R n 1121--==ϕϕz n R2.1 传动组的传动副数的确定传动组和传动副数可能的方案有：12=4*3 12=3*4 12=3*2*2 12=2*3*2 12=2*2*3在上列各方案中，前两个有时可以省掉一根轴。

缺点是有一个传动组内有四个传动副。

如果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，则操纵机构必须互锁以防止两个滑移齿轮同时啮合。

所以一般少用。

后三个方案中可根据下述原则比较：从电动机到主轴，一般为降速传动。

接近电动机处的零件，转速较高，从而转矩较小，尺寸也就较小。

如使传动副较多的传动组放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可以少些，就省材料了。

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mi r n /5.31min =。

[2]确定公比：41.1=ϕ [3]转速级数：12=z [4]主电机KW N 5.7= [5] min /1450r n =1.2运动设计与计算1.1计算主轴各级转速1lg lg +=φRn Z6412.141.1lg )112(lg )1(lg =∙-=∙-=∴φZ Rn故Rn =43.77n 1=n min =31.5 查表取标准值 min /5.311r n = n 2= φ∙1n =415.4441.15.31=⨯ 查表取标准值 min /452r n =n 3=∙1n φ2=31.5*1.412=62.625 查表取标准值 min /633r n =n 4=∙1n φ3=31.5*1.413=88.30 查表取标准值 min /904r n =n 5=∙1n φ4=31.5*1.414=124.50 查表取标准值 min /1255r n =n 6=∙1n φ5=31.5*1.415=175.55 查表取标准值 min /1806r n =n 7=∙1n φ6=31.5*1.416=247.53 查表取标准值 min /2507r n =n 8=∙1n φ7=31.5*1.417=349.01 查表取标准值 min /3558r n =n 9=∙1n φ8=31.5*1.418=492.11 查表取标准值 min /50010r n =n 10=∙1n φ9=31.5*1.419=693.88 查表取标准值 min /71010r n =n 11=∙1n φ10=31.5*1.4110=978.37 查表取标准值 min /100011r n =n 12=∙1n φ11=31.5*1.4111=1379.50 查表取标准值 min /140012r n=1.2结构分析式1) 63122312⨯⨯= 7) 61323212⨯⨯= 13) 16332212⨯⨯= 2) 36122312⨯⨯= 8) 31623212⨯⨯= 14) 13632212⨯⨯= 3) 21422312⨯⨯= 9) 12623212⨯⨯= 15) 41232212⨯⨯= 4) 61222312⨯⨯= 10) 14223212⨯⨯= 16) 21632212⨯⨯= 5) 12422312⨯⨯= 11) 62123212⨯⨯= 17) 42132212⨯⨯= 6) 61222312⨯⨯= 12) 24123212⨯⨯= 18) 26132212⨯⨯= ①考虑到卧式车床主轴传动系统Ⅰ轴上通常采用双向摩擦片离合器进行停车和变相向，且它又占了较长的轴向位置，为了使轴Ⅰ不致过长，由此轴Ⅰ-Ⅱ间只安排了两级变速组，这样式1）—6）即23212⨯⨯=六个结构式不适合；②根据各变速组应按“前多后少”的原则（即级数“前多后少”原则，PcPb Pa ≥≥）这样上式13）—18)即32212⨯⨯=不合适；③又根据转速扩大顺序应尽可能与传动顺序一致（或射线应按“前密后疏”原则x 0<x 1<x2，且根据合理分配传动比使中间轴有较高的转速，即minmin min Uc Ub Ua ≥≥，这样上式8），9）10），12）四个结构式不合适；这样就剩下7）,11）两结构式即： 7) 61323212⨯⨯= A 式11) 62123212⨯⨯= B 式④验算最后扩大组：r 2=φ（p2-1）x2=1.416=7.85<8,合适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12=21*32*26方案。

摘要作为主要的车削加工机床，CA6125机床广泛的应用于机械加工行业中，本设计主要针对CA6125机床的主轴箱进行设计，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:CA6125机床主轴箱零件ABSTRACTAs a major turning processing machine tools, CA 6125 machine tool widely used in machinery processing industry, the designed mainly for CA6125 hedastock machine tools for design, mainly include the design of three aspects, namely:According to design topic give settle of the tool machine use, specification, principal axis extreme limit turn soon and turn soon the few rows male ratio or series, certain other relevant sport parameter, make selection principal axis all levels to turn to soon be worth;Pass an analysis comparison, choose to spread to move a project;Draft structure type or structure net, draft to turn soon diagram;Certain wheel gear Chi number and take a diameter;Draw to spread to move system diagram.Secondly, according to the tool machine type and the electric motor power, make sure that principal axis and each calculation which spread to move a piece turn soon, the beginning certainly spreads to move a stalk diameter, wheel gear mold number, make sure to spread to move to take model number and number, friction slice size and number;After assemble a grass diagram's completion want to check to spread to move a piece(spread to move stalk, principal axis, wheel gear and roll over bearings) on the whole of just degree, strength or life span.End, degesign and motive of completion sport spread the lord to move the project"the structure turn" after design, design a principal axis to become soon a box assemble diagram and spare parts diagram and lay particular emphasis on to carry on spread to move stalk module, principal axis module and become soon organization, box a body, lubricate and seal completely, spread to move stalk and slippery move wheel gear spare parts of design.Keyword:CA6125 lathe principal axis box principal axis目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第1章绪论 (5)1.1 主轴及其部件设计的主要意义 (5)1.2 主要设计内容 (6)1.3 主要技术参数 (6)第2章车床主传动系统方案设计 (7)2.1 主传动的组成及要求 (7)2.1.1 主传动的组成 (7)2.1.2 主传动的设计要求 (8)2.2 主传动系统的传动方式 (8)2.2.1 集中传动式 (8)2.2.2 分离传动式 (8)2.3 主传动的变速方式 (9)2.3.1 变换齿轮变速 (9)2.3.2 滑移齿轮变速 (9)2.3.3 多速电动机变速 (9)2.3.4 各种变速机构的组合 (9)2.4 主传动的换向方式 (9)2.4.1 电动机换向 (9)2.4.2 机械换向 (9)第3章主传动系统的运动设计 (11)3.1 确定极限转速 (11)3.1.1 确定极限转速 (11)3.1.2 确定公比 (11)3.1.3 求出主轴转速级数Z (11)3.2 确定结构网或结构式 (11)3.2.1确定变速组的个数和传动副数 (11)3.2.2确定变速组传动副数目 (11)3.2.3 确定变速组扩大顺序 (11)3.2.4 检验最后扩大组的变速范围 (12)3.2.5 画结构网 (12)3.2.6 绘制转速图 (13)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 确定齿轮参数 (16)4.2.1 确定齿轮齿数 (16)4.3 验算转速误差 (17)4.4 计算各齿轮寸 (18)4.5 传动系统的Ⅰ轴及轴上零件设计 (19)4.5.1 普通V带传动的计算 (19)4.5.2 齿轮的验算 (21)4.5.3 传动轴的验算 (23)4.5.4 轴承疲劳强度校核 (24)4.6 传动系统的Ⅱ轴及轴上零件设计 (25)4.6.1 齿轮的验算 (25)4.6.2 传动轴的验算 (28)4.6.3 轴组件的刚度验算 (30)4.7 传动系统的Ⅲ轴及轴上零件设计 (32)4.7.1齿轮的验算 (32)4.7.2 传动轴的验算 (35)4.7.3 轴组件的刚度验算 (36)4.8.传动系统的Ⅳ轴及轴上零件设计 (38)4.8.1齿轮的验算 (38)4.8.2传动轴的验算 (40)4.8.3 轴组件的刚度验算 (41)总结 (44)致谢 (45)参考资料编目 (46)附录 (47)第1章绪论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。

毕业设计（论文）任务书系部：专业：学生姓名：学号：设计(论文)题目：CK6150数控车床主轴箱设计起迄日期: 20**年3月9日~ 6月14日设计(论文)地点:指导教师:专业负责人:发任务书日期:20** 年2月26日毕业设计（论文）任务书1．本毕业设计（论文）课题应达到的目的：通过这次毕业设计使学生初步掌握机床设计和机械零件设计的一般方法，学会查阅技术文献。

掌握技术文件编写的格式。

2．本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：1、课题任务的内容：进行CK6150数控车床主轴箱设计。

2、课题任务的要求：该主轴箱设计完成以后能够实现主轴12档转速，最低转速70 rpm、最高转速1400rpm，半自动换档变速。

机床主轴中心高为250mm。

5．本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起迄日期工作内容20**年3月9日~ 3月15日3月16日~ 3月22日3月23日~ 4月5日4月6日~ 4月19日4月20日~ 4月30日5月1日~5月17日5月17日~ 5月30日6月1日~ 6月7日6月8日~ 6月14日熟悉课题，调研，确定设计方案，完成开题报告。

完成外文翻译。

总体设计，方案论证。

完成部件设计初稿。

部件设计定稿。

完成零件设计初稿。

零件设计定稿。

完成说明书初稿毕业设计定稿，论文答辩所在专业审查意见：负责人：20**年月日系部意见：系部主任：20**年月日毕业设计(论文)开题报告学生姓名：学号：专业：设计(论文)题目：CK6150数控车床主轴箱设计指导教师:毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述摘要本文主要介绍了数控机床的特点、组成、分类、应用范围及其对ck6150数控车床主轴箱进行的研究分析，论述了我国数控机床发展的过去、现状，对数控机床的发展趋势进行了探讨, 提出了我国数控机床发展的对策。

1 一、机的选择和参数计算1选择电动机1.1选择电动机的类型1、车床最大加工直径为250mm. 2、主要技术参数主电机功率Pkw 主电机转速n电r·min-1 Nmaxr·min-1 Nminr·min-1 公比Ψ 主轴最低转速nmin 转速级数z 4 1450 1400 63 1.41 100 12 3加工工件材料为钢材4刀具为硬质合金刀具按工作要求和条件选取Y系列一般用途全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。

电动机的功率3wPkw电机转速为n1450r/min主轴最低转速Nmin100 。

公比φ14.1转速级数Z12所以选择电动机型号Y112M-2。

1.2 确定各级速度因为主轴的最低主轴最低转速Nmin100 。

公比φ14.1转速级数Z12 查表标准系列参考1-P83可知确定转速的范围为Nr/min 100 140 200 280 400 560 800 1120 1600 2240 3150 4500 2 二传动设计2.1 主传动方案拟定拟定传动方案包括传动形式的选择以及开停、换向、制动、操作等整个传动系统的确定。

传动形式指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动形式、变速类型。

传动方案和形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形式要从结构、工艺、性能及经济等方面统一考虑。

传动方案有多种传动形式更是众多比如传动形式上有集中传动、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、分支传动等形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形式的主轴变速箱。

2.2拟定转速图和结构式在12级转速传动形同的传动组选择传动组选择窗洞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。

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A1234 B. 1243 C。

普通车床是车床中应用最广泛的车床一种，约占车床类总数的65%，因其主轴以水平放置故称车床。

CA6140型普通车床的主要组成部件有：主油箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。

主油箱：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，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。

丝杠或光杠：用以连接进给箱与溜板箱，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。

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，通过丝杠带动刀架做纵向直线运动，以便车削螺纹。

一．运动设计1.1．确定最低（n min）和最高转速(n max).................................,1 1.2．确定转速范围（Rn）、公比φ及主轴转速. (2)1.3．主运动链转速图的拟定 (2)1.4．绘制传动系统图 (9)二．动力设计2.1．主电机选择 (10)2.2．确定各轴转速 (11)2.3．带传动设计 (12)2.4．各传动组齿轮模数的确定 (16)2.5．各传动组上各齿轮参数确定 (21)2.6．齿宽确定 (23)2.7．传动轴间的中心距确定 (25)2.8．各轴直径的估算 (25)2.9．轴承的选择 (27)2.10．传动组的验算 (27)2.10.1．齿轮的校验2.10.2．主轴的校验2.10.3．轴承的校验三．结构设计3.1．主轴组件 (41)3.2．箱体 (42)3.3．操纵机构 (42)四．润滑装置 (43)五．总结 (44)六．参考文献 (45)。

目录摘要........................................................ 错误!未定义书签。

Summary. .................................................... 错误!未定义书签。

1引言.................................................... 错误!未定义书签。

2 CA61100车床简介.......................................... 错误!未定义书签。

机床的用途.............................................. 错误!未定义书签。

机床的总布局............................................ 错误!未定义书签。

技术参数................................................ 错误!未定义书签。

3 主轴箱零件设计............................................ 错误!未定义书签。

主轴组件设计............................................ 错误!未定义书签。

主轴组件中主轴的设计.................................... 错误!未定义书签。

轴的设计................................................ 错误!未定义书签。

齿轮的设计.............................................. 错误!未定义书签。

齿轮传动的特点...................................... 错误!未定义书签。

要完整的说明书和图纸请联系QQ778672454四、基本参数确定1、基本参数主参数D ——床身上最大加工直径（mm ）刀架上最大工件回转直径 831.0326.1D d ⨯=(D ≤800mm 时) 或Dd 21=通过主轴孔最大奉料直径D d 101=床身宽度 82.041.2D B = 通用机床主轴短部结构形状2、尺寸参数机床主轴端部结构形状：主轴中心孔前段锥度，摩氏3-6度。

为装配方便，车床主轴直径通常是从前向后逐段递减。

一般车、铣床主轴后轴颈的直径d d )9.07.0(2-=，1d 为前轴颈尺寸。

主轴前轴颈尺寸应按所传递的功率确定，初选时可参照下表初定。

高主轴组件的刚度与抗振性有明显效果。

主轴悬伸量的选择，可参照下表确定。

主轴悬申量与前轴颈直径之比主轴最佳跨距可据下列经验公式初定 a L )53(0-=式中 L 0——最佳跨距 a ——悬伸量（悬伸量大的机床 ))21(0a L -=图表 2若实际跨距L 实与最佳跨距L 0不能相等时，可取合理跨距0)5.175.0(L L -=合。

若L 实〉L 0时，应适当加强主轴刚度；反之，L 实<L 0时，应适当加强轴承刚度。

其他传动轴的径向尺寸，可按该轴所传递的扭矩初定，轴向尺寸必须保证各轴间齿轮不相干涉。

滑移齿轮在一对齿轮彻底脱开后，下一对才能进行啮合，并且留有1-2mm 间隙的实际需要的基础上，据结构要求确定。

3、运动参数可通过类比、试验和计算等方法综合确定，课程设计中可参照下列经验公式及数据初定。

maxminmin 1000d v n π=， n =minmax1000d v π式中，v min 、v max 、d max 、d min 为经济加工切削速度和经济合理的工件或刀具直径。

n min 、n max ——机床的最低、最高转速其中常用经济加工切削速度。

硬质合金刀具精车中碳钢min /220200m v -=;或min /150m v =。

毕业设计（论文）题目 CA6140机床主轴箱设计教学点省国防科技学校专业机电一体化年级 2 0 0 8级学号 085010472姓名任龙善指导教师何立华时间 2010年6月25日目录1.概述51.1机床主轴箱课程设计的目的51.2设计任务和主要技术要求51.3操作性能要求52.参数的拟定62.1确定极限转速62.2主电机选择63.传动设计73.1主传动方案拟定73.2传动结构式、结构网的选择73.2.1确定传动组与各传动组中传动副的数目73.2.2传动式的拟定83.2.3结构式的拟定84.传动件的估算94.1三角带传动的计算94.2传动轴的估算124.2.1主轴的计算转速124.2.2各传动轴的计算转速124.2.3各轴直径的估算124.3齿轮齿数的确定和模数的计算144.3.1齿轮齿数的确定144.3.2齿轮模数的计算154.3.4齿宽确定194.3.5齿轮结构设计204.4带轮结构设计204.5传动轴间的中心距214.6轴承的选择214.7片式摩擦离合器的选择和计算224.7.1摩擦片的径向尺寸224.7.2按扭矩选择摩擦片结合面的数目224.7.3离合器的轴向拉紧力22234.7.4反转摩擦片数235.动力设计235.1传动轴的验算235.1.1Ⅰ轴的强度计算245.1.2作用在齿轮上的力的计算255.1.3主轴抗震性的验算275.2齿轮校验295.3轴承的校验306.结构设计与说明316.1结构设计的容、技术要求和方案316.2展开图与其布置326.3I轴（输入轴）的设计32 6.4齿轮块设计336.4.1其他问题346.5传动轴的设计356.6主轴组件设计366.6.1各部分尺寸的选择36 6.6.2主轴轴承376.6.3主轴与齿轮的连接39 6.6.4润滑与密封396.6.5其他问题397.总结408.明细表494. 传动件的估算4. 传动件的估算4.1 三角带传动的计算三角带传动中，轴间距A可以加大。

1．机床主要技术参数：（1）尺寸参数：根据电机的功率5.5KW，查《机床课程设计指导书》的表3，主轴前轴颈D1=90mm,后轴颈D2=（0.7-0.85）D1,取75mm.（2）运动参数：根据工况，采用YT15硬质合金刀具，加工工件为45号钢根据标准数列数值表，选择机床的最高转速为1400r/min，最低转速为31.5r/min公比 取1.41，转速级数Z=12。

（3）动力参数：电动机功率5.5KW 经查表，选用Y132s-4型电动机，转速：1440r/min2．确定结构方案：（1）主轴传动系统采用齿轮传动；（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*2D．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。

C，D，E三个方案可根据下述原则比较：从电动机到主轴，一般为降速传动。

接近电动机的零件，转速较高，从而转矩较小，尺寸也就较小。

如使传动副较多的传动组接近电动机，则可使小尺寸的零件多些，达到省料的目的，这就是前多后少原则。

确定变速组扩大顺序：12=3*2*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=31*22*26 B 。

12=31*24*22C ．12 =33*21*26D 。

12=36*21*23E ．12=32*24*21F 。

12=36*22*21根据级比指数分配要“前疏后密”的原则，应选用第一种方案。

（2） 绘制转速图：1） 验算传动组变速范围：第一扩大组的变速范围是R 1 = 6ϕ=8，符合设计原则要求。

2） 分配降速比：该车床主轴传动系统共设有四个传动组，其中有一个是带传动。