床身上最大回转直径400mm的数控车床总体设计及主轴箱的设计

青岛泰威机床：400mm卧式车床总体设计及刀架设计专业:机械设计制造及其自动化学号：08010201姓名：高湛指导教师：胡世军副教授摘要从最原始的依靠双手，对象为木料的简易加工到现在的数控加工，普通机床在此过程中所起的作用是举足轻重的。

普通机床依靠工人操作，由电力提供动力来加工金属零件。

虽然数控机床加工的零件，其形状，尺寸，效率和表面质量更高，但对于中小批量，形状较复杂的零件，还需由普通机床来加工。

，本次设计的500mm普通车床跟很多普通车床一样，有主轴箱，进给箱，溜板箱，刀架，尾座等，以及其运作的电气原理图。

可共同完成车床的主运动和进给运动。

以实现内外圆柱面，圆锥面，环槽成型回转面，及钻孔，切断，滚花，和螺纹的加工。

关键词：机床数控机床主轴刀架车床AbstractFrom relying on the most primitive hands for easy processing of wood into a modern CNC machine tools,it's very important that General machine tools rely on the manipulation of workers,electric power to the processing of metal workpiece.Although the CNC machining of workpiece,their shape,size,efficiency and higher surface quality,but for small and medium-sized quantities,shapes,more complex workpiece.It need general machine tools to process.The design of500mm lathe have spindIle box,feed boxes,slide boxes,bed end,bed saddle,tool carrier,and the operation of the electrical schematic diagram,with ordinary lathe,It can completion of the main movements and lathe feed movement,In order to carry out internal and external cylindrical surface,conical surface,forming rotating ring trough and surface processing,and drilling,cutting,rolling flower,turning metric,British,modulus,diameter control process.Keywords:machine tools CNC machine spindle tool carry lathe1.机床发展概况1.1新技术与新结构近几年，国外工程机械产品以信息技术为先导，在电控，液压控制系统，自动操作，精确定位与作业，故障诊断与监控，节能与环保等方面，进行了大量的研究，开发出许多新结构和新产品，提高了机械工程的技术含量，促进了国内外机械水平的发展。

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 。

兰州工业学院最大加工直径为400mm的普通车床的主轴箱部件设计系名：专业班级：学生姓名学号指导老师指导老师职称第一章绪论第2章传动方案的拟定及说明车床的规格系列和用途操作性能要求主轴级数的拟定变速结构的设计3、主电机功率——动力参数的肯定肯定变速组及各变速组中变速副的数量结构网的拟定肯定各变速组变速副齿数1）肯定齿轮齿数结构设计的内容、技术要求和方案第4章传动件的设计带轮的设计区别看看机设p163传动轴的直径估算肯定各轴转速肯定各轴转速齿轮的布置传动轴直径的估算键的选择各变速组齿轮规格的肯定(好好查查机械设计手册)齿宽的肯定带轮结构设计各轴轴承的选用片式摩擦聚散器的选择一、摩擦聚散器上扭矩的计算3 计算轴向压力Q第5章主轴组件的设计主轴的大体尺寸肯定外径尺寸D主轴孔径d主轴悬伸量a支撑跨距L主轴最佳跨距0L的肯定主轴的验算主轴组件弯曲刚度的验算主轴组件扭转刚度的验算主轴轴承寿命的验算7）主轴材料与热处置6）头部尺寸的选择第6章箱体与润滑的设计箱体的设计润滑与密封其他目录第一章车床参数的拟定车床主参数和大体参数运动设计传动结构式、结构网的学选择肯定第2章传动方案的拟定及说明车床的规格系列和用途普通机床的规格和类型有系列型号作为设计时应该遵循的基础。

因此，对这些大体知识和数据作些简要介绍。

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。

操作性能要求1）具有皮带轮卸荷装置2）手动操纵双向片式摩擦聚散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变速结构的设计变速方案有多种，变速型式更是众多，比如：变速型式上有集中变速，分离变速；扩大变速范围可用增加变速组数，也可采用背轮结构、分支变速等型式；变速箱上既可用多速电机，也可用互换齿轮、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。

这次设计中，咱们采用分离变速型式的主轴变速箱。

主轴级数的拟定由设计任务已知：机床主轴极限转速为： min 45、min 2000min max r n r n ==公比： 41.1=ϕ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分级变速，并选取级数z=12,设其转速公比为ϕ。

CA6140车床的简介.txt22真诚是美酒，年份越久越醇香浓型；真诚是焰火，在高处绽放才愈是美丽；真诚是鲜花，送之于人手有余香。

一颗孤独的心需要爱的滋润；一颗冰冷的心需要友谊的温暖；一颗绝望的心需要力量的托慰；一颗苍白的心需要真诚的帮助；一颗充满戒备关闭的门是多么需要真诚这一把钥匙打开呀！CA6140车床是一种机械结构比较复杂而电气系统简单的机电设备，是用来进行车削加工的机床。

在加工时，通过主轴和刀架运动的相互配合来完成对工件的车削加工。

车床的种类很多，按其用途和结构的不同，可分为卧式车床、落地车床、立式车床、仿形车床、转塔车床、多刀半自动车床、自动车床等。

第一节 CA6140车床概述一、机床的组成和主要技术参数1．机床的组成CA6140车床的主要组成部件由图1所示。

1．主轴箱主轴箱1是一部件，由箱体、主轴、传动轴、轴上传动件、变速操纵机构、润滑密封件等组成。

主轴通过前端的卡盘或者花盘带动工件完成旋转作主运动，也可以安装前尖顶通过拨盘带动工件旋转。

2．刀架四方刀架装在小滑板上，而小滑板装在中滑板上，纵滑板可沿床身导轨纵向移动，从而带动刀具纵向移动，用来车外圆、镗内孔等。

而中滑板相对于纵滑板作横向移动，用来带动刀具加工端面、切断、切槽等。

小滑板可相对中滑板改变角度后带动刀具斜进给，用来车削内外短锥面。

3、尾座尾座3可沿其导轨纵向调整位置，其上可安装顶尖支撑长工件的后段以加工长圆柱体，也可以安装孔加工刀具加工孔。

尾座可横向作少量的调整，用于加工小锥度的外锥面。

4、进给箱进给箱8内装有进给运动的传动及操作装置，通过改变进给量的大小，可改变所加工螺纹的种类及导程。

5、床身及床腿床身4是机床的支承件，它安装在左床腿7和右床腿5上并支承在地基上。

床身上安装着机床的各部件，并保证它们之间具有要求的相互准确位置。

床身上面有纵向运动导轨和尾座纵向调整移动的导轨。

6、溜板箱溜板箱6与纵向滑板（床鞍）相连，溜板箱内装有纵、横向机动进给的传动换向机构和快速进给机构等。

CA6140是一种在原C620型普通机床基础上加以改进而来的卧式车床，C代表车床A为结构特性代号，用以区别C6140，6代表卧式，1代表基本型，40代表最大回转直径400MM，是机械设备制造企业所需的设备之一。

（1）主轴箱。

它固定在机床身的左端，装在主轴箱中的主轴（主轴为中空，不仅可以用于更长的棒料的加工及机床线路的铺设还可以增加主轴的刚性），通过夹盘等夹具装夹工件。

主轴箱的功用是支撑并传动主轴，使主轴带动工件按照规定的转速旋转。

（2）床鞍和刀架部件。

它位于床身的中部，并可沿床身上的刀架轨道做纵向移动。

刀架部件位于床鞍上，其功能是装夹车刀，并使车刀做纵向、横向或斜向运动。

（3）尾座。

它位于床身的尾座轨道上，并可沿导轨纵向调整位置。

尾座的功能是用后顶尖支撑工件。

在尾座上还可以安装钻头等加工刀具，以进行孔加工。

（4）进给箱。

它固定在床身的左前侧、主轴箱的底部。

其功能是改变被加工螺纹的螺距或机动进给的进给量。

（5）溜板箱。

它固定在刀架部件的底部，可带动刀架一起做纵向、横向进给、快速移动或螺纹加工。

在溜板箱上装有各种操作手柄及按钮，工作时工人可以方便地操作机床。

（6）床身。

床身固定在左床腿和右床腿上。

床身是机床的基本支撑件。

在床身上安装着机床的各个主要部件，工作时床身使它们保持准确的相对位置。

贵州大学机械工程学院机自专业机械加工设备课程设计任务书一、设计题目：中型普通车床主轴变速箱设计二、设计参数：床身上最大工件回转直径：400mm主电动机功率：7.5千瓦主轴最高转速：1600转∕分主轴最低转速：35.5转∕分三、设计要求：1、主轴变速箱设计计算；2、主轴变速箱结构设计；3、绘制主轴变速箱装配图；4、编写设计计算说明书。

四、设计时间：开始日期：2011年1月3日结束日期：2011年1月14日学生姓名：马海指导教师：黄勤目录1.车床参数的拟定- ------------------------------------------------------21.1车床主参数和基本参数------------------------------------------------22.运动设计- ------------------------------------------------------------4 2.1传动结构式、结构网的选择确定-----------------------------------------4 -------------------------------------------42.2转速图的拟定--------------------------------------------------------62.3齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制------------------------------------73.结构草图设计-- --------------------------------------------113.1确定计算转速-------------------------------------------------------113.2传动轴的估算和验算-------------------------------------------------12 3.3齿轮模数的估算和计算-----------------------------------------------16 3.4轴承的选择与校核---------------------------------------------------21 3.5摩擦离合器的选择与验算---------------------------------------------23 3.5摩擦离合器的选择与验算---------------------------------------------24 ------------------------------------------------25------------------------------------------------------25参考文献- -------------------------------------------------------------261.车床参数的拟定1.1车床主参数和基本参数1、 主轴的极限转速由设计任务书可知：机床主轴的极限转速为：m in 5.35m in 1600min max r n r n ==、、 则其转速范围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分级变速，并选取级数z =12,设其转速公比为ϕ。

兰州理工大学毕业论文论文题目：床身上最大回转直径400mm的数控车床总体设计及主轴箱设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

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作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要数控车床又称数字控制（Numbercal control，简称NC）机床。

它是基于数字控制的，采用了数控技术，是一个装有程序控制系统的机床。

毕业设计说明书设计题目：Φ400mm数控车床总体设计及六角回转刀架设计学生班级学号指导教师摘要装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备,又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,而数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,其技术范围覆盖很多领域。

经济型数控车床，对于保证和提高被加工零件的精度，主要依靠两方面来实现：一是系统的控制精度；二是机床本身的机械传动精度。

数控车床的进给传动系统，由于必须对进给位移的位置和速度同时实现自动控制。

所以，数控车床与卧式车床相比应具有有更好的精度．以确保机械传动系统的传动精度和工作平稳性。

关键词：车床，数控，传动系统目录第1章数控机床发展概述 (1)1.1数控机床 (1)1.1.1数控机床的特点 (1)1.1.2数控机床的发展简史 (2)1.1.3数控机床的组成 (3)第2章数控机床总体方案的制订及比较 (5)2.1总体方案设计要求 (5)2.2总体设计方案的确定 (10)2.2.1系统的运动方式与伺服系统的选择 (10)2.2.2计算机系统 (10)2.2.3机械传动方式 (10)第3章确定切削用量及选择刀具 (11)3.5刀具材料 (15)第4章传动系统图的设计 (16)4.1 确定极限转速 (16)4.2 确定公比 (16)4.3 求出主轴转速级数Z (16)4.4确定结构网或结构式 (16)4.5绘制转速图 (16)第5章数控车床六角回转刀架的结构设计........................................ 错误！未定义书签。

5.1设计内容和研究方法 ................................................................ 错误！未定义书签。

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 = maxmin1000d 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ϕ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D2）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*22C．12 =23*31*26D。

12=26*31*23E．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。