CM6132机械系统设计课程设计_精密车床主轴箱及变速箱系统设计

目录绪论 (1)1．概述 (5)1.1机床主轴箱课程设计的目的 (5)1.2设计任务和主要技术要求 (5)1.3操作性能要求 (6)2.技术参数确定与方案设计 (6)2.1原始数据 (6)2.2开展CM6132功能原理设计 (6)3．运动设计 (7)3.1确定转速极速 (7)3.1.1计算主轴最高转速 (9)3.1.2计算主轴最低转速 (10)3.1.3确定主轴标准转速数列 (11)3.2主电动机的选择 (12)3.3变速结构的设计 (14)3.3.1 主变速方案拟定 (14)3.3.2 拟定变速结构式 (14)3.3.3拟定变速结构网 (15)3.3.4 验算变速结构式 (16)3.4绘制转速图 (17)3.5 齿轮齿数的估算 (20)3.6 主轴转速误差 (23)4.动力设计 (26)4.1电机功率的确定 (26)4.2确定各轴计算转速 (26)4.3 带轮的设计 (27)4.4传动轴直径的估算 (30)4.5齿轮模数的确定 (33)4.6主轴轴颈的直径 (36)4.6.1主轴悬伸量a (36)4.6.2主轴最佳跨距0L 的确定和轴承的选择 (36)4.6.3主轴组件刚度验算 (37)5. 结构设计 (38)5.1齿轮的轴向布置 (39)5.2传动轴及其上传动元件的布置 (40)5.2.1 I 轴的设计 (42)5.2.2 II 轴的设计 (42)5.2.3 III 轴的设计 (42)5.2.4 带轮轴的设计 (42)5.2.5 Ⅳ轴的设计 (43)5.2.6主轴的设计 (43)5.2.7 主轴组件设计 (43)5.3齿轮布置的注意问题 (44)5.4主轴与齿轮的连接 (44)5.5润滑与密封 (45)5.6其他问题 (45)6.总结 (46)7.致 (47)8.参考资料 (47)1．概述1.1机床主轴箱课程设计的目的机床课程设计，是在学习过课程《机械系统设计》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。

摘要对CM6132精密车床主传动系统进行数控化改造，主要对主传动系统进行改造。

改造包括机械和数控两部分。

机械部分：拆掉变速箱改用变频电动机实现无级调速。

数控部分：数控系统采用开环控制系统，系统中没有反馈电路，不带检测装置，指令信号单方向传递。

开环系统主要由步进电机驱动，结构简单，成本低廉、易掌握，调试和维修比较方便简单，已广泛应用于数控机床.数控机床集计算机技术、电子技术、自动控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体，是典型的机电一体化产品。

它的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式，使世界制造业的格局发生了巨大变化。

现代的CAD/CAM、FMS、CIMS等技术都是建立在数控技术之上。

数控技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的核心标志，实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。

关键词：数改造；数控车床；步进电机控AbstractAs to the NC transform of CM 6132 precise lathe, vertical and horizontal motion system are concerned including mechanism part and NC part. As for as the mechanism part is concerned, in order to decrease the friction and increase the motion precision, ball guide screw is adopted. As to the NC part, open loop control system is adopted in NC system. There is no feedback circuit and test and determining facilities with one-way instruction signal transmission.The open loop system is mainly droved by stepper motor, which is of simple structure, low cost, easy learning with simple preliminary test and maintenance. It is widely used in NC lathe.【Key words】Numerical control innovation NC lathe Stepper motor目录第1章绪论 (3)1.1 数控机床的发展 (3)1.2 普通机床数控改造的必要性 (3)1.3 数控机床的发展趋势 (4)第2章总体方案设计 (5)2.1 计算参数和技术要求 (5)2.2 总体方案的拟定 (5)2.2.1 机械部分改造 (5)2.3 基本参数的确定 (7)2.3.1 运动参数 (8)2.3.2 动力参数 (8)第3章主传动系统设计 (10)3.1 带轮及带的计算 (10)3.2 齿轮校核 (13)3.2.1 校核齿面接触疲劳强度 (13)3.2.2 校核齿根弯曲疲劳强度 (15)3.3 轴的校核 (17)3.4 键的校核 (20)第4章控制原理设计 (22)4.1 数控系统的基本硬件组成 (22)4.1.1 单CPU系统的组成 (22)4.1.2 数控系统的选用 (23)4.2 步进电机的控制 (23)4.2.1步进电机的工作原理 (23)4.3 键盘及显示器接口 (27)4.3.1 键盘接口电路 (27)4.3.2 液晶显示模块的工作原理 (27)第5章经济技术分析 (29)5.1 产品结构改造的合理化 (29)5.2 提高技术经济价值的方法 (29)5.3 产品成本核算 (30)5.4 产品年利润 (31)结论 (32)致谢...................................... 错误！未定义书签。

优秀设计内容提要一、课程设计的目的《机械系统设计》课程设计是在学完本课程后，进行一次学习设计的综合性练习。

通过课程设计，使学生能够运用所学过的基础课，技术基础课和专业课的有关理论知识，及生产等实践技能，达到巩固，加深和拓展所学知识的目的。

通过课程设计，分析比较机械系统中的某些典型结构，进行选择和改进；结合结构设计，进行设计计算并编写技术文件；完成系统主转动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。

通过设计，掌握查阅相关工程设计手册，设计标准和资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高学生设计能力的目的。

通过设计，使学生获得机械系统基本设计技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。

全套CAD图纸，加695132052二、主要技术参数及基本要求1、设计内容:完成机床主传动系统主轴变速箱设计，包括车削左右螺纹的换向机构及与进给联系的输出轴。

2、主要技术参数：技术参数：Nmin=63r/min；Nmax=355r/min；Z=4级；公比为1.78；电动机功率P=3KW；电机转速n=1430r/min。

3、基本要求:(1)、每人必须完成展开图、零件图、截面图图样设计各一张，能够较清楚地表达各轴和传动件的空间位置及有关结构。

(2)、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。

(3)、正确利用结构式、转速图等设计工具，认真进行方案分析。

(4)、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。

(5)、完成典型零件工作图图样设计(展开图，横剖图，零件图各1张)。

三、设计步骤（一）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 minn Rn n（3）公比：大公比，小公比和及混合公比（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（二）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（三）结构设计（1）校核一个齿轮（最小的），校核主轴（弯矩，扭矩）四、设计参数min/1430;3;78.1;4min;/63min r n KW P Z r N =====电机转速电机功率公比级ϕ设计内容一、运动设计（一）、绘制转速图: )4(224:)3(78 .12(044.0143063)1(21min转速图的绘制如下确定结构式）由提供的参数得公比总降速传动比⨯=====ϕdII nnu2000112063035520011263 1430I转速图（r/min）4M112Y)6(－电动机选用（二）、确定各变速组齿轮齿数1、齿数计算满足要求验算由此可得得表由文献中最小齿轮的齿数应该在基本组齿轮齿数的计算,410;120~10070;20~1824:353570;351:;70;45;251.4]1[,;1;1)1('2'11min '222211'111'222'111>=-<=>===-==+=========a a az a a a a a az a a a a a a a a a a a Z Z S Z Z Z i i Z S i Z Z Z i Z Z i Z Z i ϕ61;19;1)3(,421;120~10080;20~1819:404080;401:;80;61;191.4]1[,;;1;1:)2('2''2'11min '222211'111'2222'111====>=-<=>===-==+=========c c c c c b b bz b b b b b bz b b b b b b b b b b b Z Z Z Z i Z Z S Z Z Z i iZ S i Z Z Z i Z Z i Z Z i 取定比传动组满足要求验算由此可得得表由文献中最小齿轮的齿数应该在第一扩大组齿轮齿数ϕϕ合格标准转速标准转速实际转速%8.7)1(10%100||=-<⨯-ϕ3、传动系统图如下:1430r/min二、传动件的计算与设计（一）、传动轴和主轴直径设计:min/112min /3.7678.163)1(13413min 各轴的计算转速如下取主轴的计算转速主轴的计算转速传动件的计算转速r n r X n n j Z ===Φ=--)(21572711253.210955)(7075035563.210955)(23363112074.210955)(24301112085.210955:)3(53.299.097.063.263.299.097.074.274.299.097.085.285.299.096.03:)2(4444mm N T mm N T mm N T mm N T KW n n P P KW n n P P KW n n P P KW n n P P IV III II I g r III IV g r II III g r I II b r I •=⨯⨯=•=⨯⨯=•=⨯⨯=•=⨯⨯==⨯⨯=⨯⨯==⨯⨯=⨯⨯==⨯⨯=⨯⨯==⨯⨯=⨯⨯=计算各轴的扭矩率如下计算各传动轴的输出功电m N K m N K N laF R l a l F R R R mm l a l NF NF F F N F F N F mm N T a mm d D d mm D mm D mm D D mm D IV mm d mm d r n KW P III mm d mm d r n KW P II mmd mm d r n KW P I n P n Pd B A B A B A P c c P c IV III III j III II II j II I I j I j j μμϕϕϕϕϕ/03.100/12.470:7.3]1[2392;16062:;450;5/13392/故主轴主轴端受,主轴轴和尾架各承受一,的工件上此力作用于顶力作用于2678;11985.0239690215727;215727::b .mm 90,.30,)6.0~55.0(,55;5065;)85.0~7.0(,60,2.3]1[:a :.430;5.2735563.2911][min;/355;63.2:.325;0.2463074.2911][min;/630;74.2:.225;00.211112085.2911][min;/1120;85.2:.11~5.0][;:(][91)4(2221214444===•==+•=====+=====•==========•======•======⨯•=====--•=得前后轴承的刚度为公式由文献分别如下和前后支撑得支反力设半切削力理想跨距计算初取悬伸量选用两端支撑故取主轴内孔径对于普通机床则平均直径取后端直径选取主轴前轴径得表由文献轴圆整取代入公式得取轴圆整取代入公式得取轴圆整取代入公式得取轴该轴的计算转速该轴的传递功率注由公式择轴径的计算以及键的选1016;450590,1.5/]1[;/101.269.210012.012.470102.29101.2102.29)025.005.0(05.0I ;7.4002116381134844⨯=⨯≥∴≈⨯==⨯⨯⨯⨯⨯==⨯=-⨯==∴--选用平键假设成立线图由文献式中mm l a l m N E a K EI m K K A BAη（二）、齿轮模数的计算[][][]mmmm r n u Z IV III mm mm r n u Z III II mm mm r n u Z II I Z u r n KW N mmn u Z N u MPa j j j j d jj m dj 5.3m ;.38.335563017.31963)117.3(16338m min /355;17.3;19;6:33m ;0.363063017.31963)117.3(16338m min /630;17.3;19;6:25.2m ;3.2112063078.12583)178.1(16338m min/1120;78.1;25;8:1;10~6;min)/();(][)1(16338m m )2(;630][,,45)1(322j 1m 322j 1m 322j 1m 1m 31j ==⨯⨯⨯⨯⨯+=====-==⨯⨯⨯⨯⨯+=====-==⨯⨯⨯⨯⨯+=====--=---±==取轴取轴取轴小齿轮齿数大小齿轮齿数比齿轮计算转速驱动电机的功率数按接触疲劳计算齿轮模整体淬火号钢ϕϕϕϕσϕσ（三）、带轮的设计1.1,8,,3)1(==A A K K KW P 小时取一天工作为工作系数确定计算功率示：）带轮的结构图如下所（圆整取得：表由文献带的根数）确定（合格－－校核小带轮包角圆整）计算实际中心距（取标准值）－（）＋＋带的长度计算；圆整）＝＋（）＝＋初定中心距合格带速度校核则取带型表得取由文献和由选择带的型号额114;87.3)(3.3;99.087.0;09.0;90.08.11]2[V 10;12067.175180A D D 180)9(300;25.29125.91790030027900;5.9174D D D D (22V )6(300303112905.1D D (5.1)5(/25/27.560000D V )4(1129011201430D D ;90D )3(V B ]2[min,/14303.3)2(3.30.31.1000012000022121002101112121==∆+=====∆=∴>=⨯≈∂==-+=-+===+=⨯⨯=<===⨯======⨯==∂∂Z K K P P P Z KW P K K KW P KW P mm A mm L L A A mm L mm A A L mm mm A s m s m n mm n n mm r n KW P KW N P Lcc L jd jπππυυ（四）、齿轮校核750021500004.1;13.1;04.1min/1120;20m ;5.2m ;2545;2516m 3m 10210(/20000~15000;60Z B m 320;1000][)(BY Zm 10191][)()1m 102088321q N T 6070m1T S 23215W 3213========⨯====-⨯==--==≤⨯≤±⨯⨯P T T K K K r n B u Z II I K K K C C P P T T T h T C Tn K K Kq KnK K K K u N MpaMpa MP n NK K K K MPa uBn N K K K K u Z S j m S S T N T S W j W jS j j S j ϕησσσσσσ轴小齿轮的强度校核轴－）（－材料强化系数－功率利用系数；转速弯曲系数；；＝；弯曲载荷＝接触载荷；＝；弯曲载荷＝接触载荷为传动组的传动副数）作时间齿轮在工作期限的总工＝－工作期限系数；＝－寿命系数；－大小齿轮齿数之比－小齿轮齿数；－齿宽；－齿轮模数－传动效率；额定功率；＝弯曲应力验算（＝接触应力验算[][][][]5000315000;04.1;12.1;04.1min/355;35m ;5.3m ;1961;19332053.1210191395.0Y 11.1;77.0;78.0;85.034.260210005.119)1(1020889.0;64.0;58.0;83.069.3601750021500013.1;12.1;04.1min/1120;30m ;3m ;1961;19232079.1810191395.0Y 11.1;77.0;78.0;83.034.260210004.241)1(10208889.0;64.0;58.0;83.069.360132123215W 013213132123215W 0132131========⨯====∴<=⨯======∴<=+⨯===============⨯====∴<=⨯======∴<=+⨯=======P T T K K K r n B u Z IIV III MPa Mpa BYn Zm NK K K K K K K K C Tn K MPa MPa uBn NK K K K u ZmK K K K C Tn K P T T K K K r n B u Z III II MPa Mpa BYn Zm NK K K K K K K K C Tn K MPa Mpa uBn NK K K K u ZmK K K K C T n K S j m jS s q N n mTjS j s q N n mTS j m jS s q N n mTjS j s q N n mTϕσσϕσσ轴小齿轮的强度校核轴－）（合格＝＝；弯曲应力校核：合格接触应力校核：轴小齿轮的强度校核轴－）（合格＝＝；弯曲应力校核：合格接触应力校核：[][]合格＝＝；弯曲应力校核：合格接触应力校核：∴<=⨯======∴<=+⨯=======Mpa Mpa BYn Zm N K K K K K K K K C Tn K MPa Mpa uBn NK K K K u ZmK K K K C Tn K jS s q N n mTjS j s q N n mT32009.1010191408.0Y 74.0;60.0;58.0;85.051.2602100042.186)1(1020888.0;79.0;75..0;85.098.160123215W 0132131σσ（五）、主轴弯曲刚度校核（1）主轴刚度符合要求的条件如下：a 主轴的前端部挠度[]0.00025250.105s y y ≤=⨯=b 主轴在前轴承处的倾角[]0.001rad θθ≤≤容许值轴承c 在安装齿轮处的倾角[]0.001rad θθ≤≤容许值齿 (2)计算如下：450120前支撑为双列圆柱滚子轴承，后支撑为深沟球轴承和止推轴承，跨距L=450mm.当量外径 de=221D D +=mm 2852110450=+主轴刚度：因为d i /d e =25/285=0.088<0.7,所以孔对刚度的影响可忽略；k s =34442410)110450(11.0)025.045.0(103)()(10344-⨯+⨯-⨯⨯=+⨯-⨯⨯a l a d d A i e =2kN/mm 刚度要求：主轴的刚度可根据机床的稳定性和精度要求来评定三、轴承的选择与校核（一）.轴承的选择（1）轴I ：由于大轮不受轴向力，故选用深沟球轴承6006 （2）轴II ：轴II 与轴I 相似，因此选用深沟球轴承6305 （3）轴III ：轴III 不受轴向力作用，所以选用深沟轴承6305 （4）轴IV ：主轴是传动系统中最关键的部分，既受到径向力又受轴向力的作用。

序言本次课程设计任务是CM6132车床主轴设计。

由于CM6132车床是精密，高精密加工车床，要求车床加工精度高，主轴运转可靠，并且受外界，振动，温度干扰要小，因此，本次设计是将车床的主轴箱传动和变速箱传动分开设计，以尽量减小变速箱，原电机振动源对主轴箱传动的影响。

本次课程设计包括CM6132车床传动设计，动力计算，结构设计以及主轴校核等内容，其中还有A3图纸的CM6132车床主传动的结构图、本次课程设计是对我们大学期间机械专业基础知识的考核和检验。

它囊括了理论力学，材料力学，机械原理，机械设计，机械制造装备设计等许多机械学科的专业基础知识，因此称之为专业课程设计。

它不仅仅是对我们专业知识掌握情况的考核和检验，也是一次对我们所学的知识去分析，去解决生产实践问题的运用。

由于本次课程设计实践时间在2011年期末，因此在编写课程设计说明书，设计CM6132主传动结构图的过程中难免有不少纰漏和错误，恳请老师指正。

1.确定转速极速根据任务要求，Nmax=2000rpm，Nmin=45rpm，转速公比φ=1.41.则转速范围Rn：Rn=Nmax/Nmin=44.4。

依据φ，Rn，可求得主轴转速级数Z: Z=lgRn/lgφ+1=11.98=12 。

2．确定结构式及结构网由于结构上的限制，变速组中的传动副数目通常选用2或3为宜，故其结构式为：Z=2^（n）*3^（m）.对于12级传动，其结构式可为以下三种形式： 12=3*2*2；12=2*3*2；12=2*2*3；在电动机功率一定的情况下，所需传递的转矩越小，传动件和传动轴的集合尺寸就越小。

因此，从传动顺序来讲，尽量使前面的传动件多以些，即前多后少原则。

故本设计采用结构式为： 12=3*2*2，从轴I到轴II有三队齿轮分别啮合，可得到三种不同的传动速度；从轴II到轴III有两对齿轮分别啮合，可得到两种不同的传动速度，故从轴II到轴III可得到3*2=6种不同的传动速度；同理，轴III到轴IV有两对齿轮分别啮合，可得到两种不同的传动速度，故从轴I到轴IV共可得到3*2*2=12种不同的传动转速。

摘要随着机械制造业的飞速发展，为进一步提高教学生产类中小型数控车床的性价比，提高主轴转速，增加机床刚性，对原有的数控车床作了一定的结构改进设计。

本次课题我不但承担了CK6132数控车床机床本体设计、而且还承担了主轴部件等的设计。

在设计中，CK6132车床不但可以选择步进电机，而且可以选择伺服电机。

选择恰当的主轴支承方式以及轴承选用及润滑等也是相当的重要，同时，主轴组件的安装如何保证精度等，在本课题中有相应的叙述。

本次完成了进给驱动的相关设计问题，能满足教学生产类中小型数控车床加工相关零件的要求，同时该机床也有较好的性价比，最终达到本次设计的综合训练的目的。

关键词: 数控车床主轴床身AbstractAlong with mechanical manufacturing industry develop fast. On one hand, to raise the ratio of performance and increase the rigidity of machine and price of the teaching kind of small-sized machine tool of numerical control. On the other hand, to raise the rotate speed of the spindles.This program has carried out the design of the lathe bed ball-bearing nut of numerical control of turning machine CK6132 . In the design, we can not only choose unit motor for the CK6132 lathe, but also can choose the servo motor for the CK6132 lathe. The feed and drive parts with appropriate option the ball thread shaft are also considerable important. At the same time, how to guarantee precision by the installation of feed and drive parts which has corresponding statement in this program.This design has solved the related problem of feed and drive parts basically. It can reach the requirement of the teaching kind of small-sized machine tool of numerical control .It also gets certain economy and reaches the purpose of this design.Key words:turning machine Spindle lathe bed目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 数控机床简介 (1)1.2 课题意义及本文主要工作 (1)1.2.1 选题意义 (1)1.2.2 本文主要工作及结构 (2)第2章数控车床简介 (3)2.1 数控车床的结构特点 (3)2.1.1 工艺范围与分类 (3)2.1.2数控车床的特点与发展 (3)2.1.3数控车床的组成 (4)2.2 数控车床的总体布局 (4)2.2.1 数控机床总体布局的概念 (4)2.2.2 数控车床布局的结构特点及影响布局的因素 (6)2.3 CK6132数控车床的总体布局 (9)第3章主传动系统的设计 (10)3.1 主传动系统变速方式 (10)3.2 主运动功率的确定 (12)3.2.1切削用量的选择 (12)3.2.2 车削时切削力的计算 (13)3.2.3 主传动中电机的功率和型号的确定 (14)3.3 皮带轮的设计计算 (15)第4章主轴部件设计 (18)4.1 主轴主要参数的计算 (18)4.1.1 车削时切削力的计算 (18)4.1.2 主轴内径 (18)4.1.3 主轴前端悬伸量a确定 (19)4.1.4 主轴跨距的确定 (20)4.1.5 主轴的刚度计算 (25)4.2 主轴轴承的选择 (26)4.2.1 轴承的选型 (26)4.2.2 角接触球轴承 (27)4.3 轴承间隙调整和预紧 (28)4.4 主轴组件的润滑和密封 (29)4.4.1 主轴滚动轴承的润滑 (29)4.4.2 主轴组件的密封 (30)第5章进给驱动部件设计 (32)5.1 进给驱动部件传动功率的计算 (32)5.1.1 数控机床进给传动系统要求 (32)5.1.2 计算进给部件传动功率的相关公式及原理 (33)5.1.3 进给驱动部件的功率和扭矩的计算 (35)5.2 滚珠丝杠副的型号 (39)5.3 滚珠丝杠副轴承的选用 (40)第6章导轨、导轨架及床身的设计 (41)6.1导轨的设计 (41)6.1.1 滑动导轨的类型 (41)6.1.2 滑动导轨的间隙调整机构 (43)6.1.3 滑动导轨的润滑 (43)6.2 导轨架的设计 (43)6.2.1 导轨架结构的基本要求 (43)6.2.2 CK6132数控车床导轨架的结构 (44)6.3 床身的设计 (45)结论 (46)致谢 (47)参考文献 (48)CONTENTSAbstract (I)Chapter 1 Introduction (1)1.1 CNC machine tools Introduction (1)1.2 Subject of the meaning and this paper (1)1.2.1 The topics of significance (1)1.2.2 In this paper, the work and structure (2)Chapter 2 CNC lathe Introduction (3)2.1 The structural characteristics of CNC lathes (3)2.1.1 Process Scope and Classification (3)2.1.2CNC lathe features and development (3)2.1.3CNC lathes composition (4)2.2 CNC lathe overall layout (4)2.2.1 CNC machine tools the overall layout of the concept of (4)2.2.2 CNC lathes layout of the structural features (6)2.3 CK6132 CNC lathe, the overall layout of (9)Chapter 3 The main transmission (10)3.1 The main drive system of variable speed way (10)3.2 The main sports power (12)3.2.1The choice of cutting parameters (12)3.2.2 The main drive motor power and models (13)3.2.3 The main drive motor power and models (14)3.3 Pulley design calculations (15)Chapter 4 of the spindle assembly design (18)4.1 Spindle main parameters of the calculation of (18)4.1.1 Turning cutting force calculation (18)4.1.2 Spindle inner diameter of (18)4.1.3 The front spindle overhang a Make sure (19)4.1.4 Spindle span to determine the (20)4.1.5 Spindle stiffness calculation (25)4.2 Spindle bearing selection (26)4.2.1 Bearing Selection (26)4.2.2 The angular contact ball bearing (27)4.3 Bearing clearance adjustment and preload (28)4.4 Spindle components, lubrication and sealing (29)4.4.1 Spindle lubrication of rolling bearings (29)4.4.2 The sealing of the spindle components (30)Chapter 5 The feed drive unit design (32)5.1 Feed the calculation of the transmission power of drive components (32)5.1.1 The CNC machine tool feed drive system requirements (32)5.1.2 The calculation of feed formulas and principles of the partsof the transmission powe r (33)5.1.3 Into the calculation of power and torque of the drivecomponents (35)5.2 Ball screw models (39)5.3 Ball screw bearings (40)Chapter 6 Rails, rail frame and bed of the design (41)6.1 Guide the design (41)6.1.1 Types of sliding rails (41)6.1.2 The slide rails gap adjusting mechanism (43)6.1.3 Sliding rail lubrication (43)6.2 Rail frame design (43)6.2.1 The basic requirements of rail structure (43)6.2.2 CK6132 CNC lathe rail frame structure (44)6.3 Body design (45)Summary (46)Thanks (47)References (48)第1章绪论1.1 数控机床简介随着科学技术的发展，机电产品日趋精密复杂。

机械制造及自动化一班200803620139 刘强目录第一章课程设计任务 (3)第二章选择电动机 (4)第三章计算转动装置的运动与动力参系 (4)第四章带的转动设计 (7)第五章齿轮的转动设计 (10)第六章确定各轴的直径并校核 (14)第七章轴承的选择 (17)第八章变速箱附件的选择 (17)第九章润滑与密封 (17)第十章课程设计小结 (19)第一章课程设计任务一、设计题目：设计一台加工直径最大范围是320的普通车床的主传动系统。

主要技术参数1、转速范围： N=40～18002、转速级数： Z=123、电动机功率： 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、设计要求1、运动设计：确定公比，拟定转速图、绘制传动系统图、计算齿轮齿数。

2、动力设计：确定各传动件的计算转速、对主要零件进行计算（初算和验算）。

3、绘制图纸：主轴箱展开图1张（A1）.4、编制设计说明书。

三、机床设计的目的和要求（一）目的：1、培养学生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、培养学生收集、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、使学生初步掌握机床设计的步骤与方法，以提高结构设计和编辑技术文件的能力。

4、使学生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。

第二章 选择电动机由设计要求知4p kw=，加工直径最大范围是φ320的普通车床常选用同步转速为１０００r/min 或１５００r/min 的电动机作为原动机。

则由《机械设计基础课程设计指导》中表2-1、表2-3、表2-4知，应选取Y112M-4型号电动机。

第三章 计算传动装置的运动和动力参数1、计算各轴转速由于公比ϕ=1.41是标准公比，转速范围是N=40~1800 r/min ，转速级数Z=12，因此转速数列可从文献（1）表2-6中直接查出，各轴标准转速如下：2、计算各轴的输入功率及输出转矩电动机额定功率p=4kw ，电机及各轴的传动效率都取η=0.96。

cm6132床头箱课程设计。

一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握CM6132床头箱的基本结构及其功能。

2. 学生能了解床头箱在机床操作中的重要性，掌握其操作流程。

3. 学生能理解机床安全操作规范，并能够列举出与床头箱相关的安全注意事项。

技能目标：1. 学生能够独立完成CM6132床头箱的拆装及组装。

2. 学生能够准确判断床头箱的故障并进行排除。

3. 学生能够运用所学知识，对床头箱进行日常维护和保养。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱机械制造专业，增强职业认同感。

2. 培养学生严谨细致的工作态度，树立安全意识。

3. 培养学生团队协作精神，提高沟通与交流能力。

课程性质：本课程为专业技能实践课程，旨在让学生通过实际操作，掌握机床床头箱的结构、功能、操作及维护。

学生特点：学生具备一定的机械基础知识和技能，具有较强的动手能力和学习兴趣。

教学要求：结合学生特点，注重实践操作，强调安全意识，提高学生专业技能和综合素质。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. CM6132床头箱结构认知：介绍床头箱的组成、各部分功能及其相互关系，结合教材第三章第一节内容。

2. 床头箱操作流程：详细讲解操作步骤，包括开机、关机、换刀等，依据教材第三章第二节。

3. 故障诊断与排除：分析常见故障原因，学习诊断及排除方法，参考教材第三章第三节。

4. 床头箱拆装与组装：学习拆装和组装技巧，掌握各个部件的拆装顺序和方法，结合教材第三章第四节。

5. 机床安全操作规范：强调安全意识，学习安全操作规程，了解与床头箱相关的安全注意事项，参考教材第二章。

6. 床头箱的维护与保养：学习日常维护、保养方法，确保机床正常运行，依据教材第四章。

教学大纲安排：第一课时：CM6132床头箱结构认知第二课时：床头箱操作流程第三课时：故障诊断与排除第四课时：床头箱拆装与组装第五课时：机床安全操作规范第六课时：床头箱的维护与保养教学内容具有科学性和系统性，结合教材章节内容，确保学生能够系统地掌握床头箱相关知识。

精密车床主轴箱及变速箱系统设计目录绪论..................... 错误！未定义书签。

1．概述.. (3)1.1机床主轴箱课程设计的目的 (3)1.2设计任务和主要技术要求 (4)1.3操作性能要求 (4)2.技术参数确定与方案设计 (4)2.1原始数据 (6)2.2开展CM6132功能原理设计 (6)3．运动设计 (7)3.1确定转速极速 (7)3.1.1计算主轴最高转速 (9)3.1.2计算主轴最低转速 (10)3.1.3确定主轴标准转速数列 (11)3.2主电动机的选择 (12)3.3变速结构的设计 (14)3.3.1 主变速方案拟定 (14)3.3.2 拟定变速结构式 (14)3.3.3拟定变速结构网 (15)13.4绘制转速图 (17)3.5齿轮齿数的估算 (20)3.6主轴转速误差 (23)4.动力设计 (23)4.1电机功率的确定 (26)4.2确定各轴计算转速 (26)4.3带轮的设计 (27)4.4传动轴直径的估算 (30)4.5齿轮模数的确定 (33)4.6主轴轴颈的直径 (36)4.6.1主轴悬伸量a (36)4.6.2主轴最佳跨距0L的确定和轴承的选择 (36)4.6.3主轴组件刚度验算 (37)5. 结构设计 (38)5.1齿轮的轴向布置 (39)5.2传动轴及其上传动元件的布置 (40)5.2.1 I轴的设计 (42)5.2.2 II轴的设计 (42)5.2.3 III轴的设计 (42)5.2.4 带轮轴的设计 (42)5.2.5 Ⅳ轴的设计 (43)5.2.6主轴的设计 (43)25.3齿轮布置的注意问题 (44)5.4主轴与齿轮的连接 (44)5.5润滑与密封 (42)5.6其他问题 (45)6.总结 (43)7.致谢 (43)8.参考资料 (44)1．概述1.1机床主轴箱课程设计的目的机床课程设计，是在学习过课程《机械系统设计》之后进行的实践性教学环节。

绪论设计的过程是通过分析、创造和综合而达到满足特定功能目标的一种活动。

在此过程中需不断的对设计方案进行评论，根据评价的结果进行修改，在设计的过程中不断地发现问题和解决问题。

金属切削机床是机械制造业的基础设备，随着社会不断发展和科学不断进步对机床设计要求越来越高，计算机辅助设计和计算机辅助工程应用。

使得机床的设计理论和方法由人工绘图向计算机绘图，由定性设计向定量设计。

由表态和线性分析向动态和非线性分析，由可行性设计向最佳设计过度。

金属切削机床的基本功能是提供切削加工所必需运动和动力。

机床基本工作原理是通过刀具与工件之间相对运动，由刀具切除工件加工表面多余的金属材料，形成工件加工表面的几何形状、尺寸，并达到其精度要求。

X6132万能升降台铣床是一个十分典型的普通车床，广泛的应用在生产中。

主轴箱的设计不仅要满足机床总体布局变速箱的形状和尺寸的限制、达到18级转速，还要便于装配、调整、润滑和维修。

根据指导教师的推荐、重点选用《金属切削机床》以及辅助类书刊包括《材料力学》、《机械制造装备设计》、《机械制图》、《机械设计》等图书。

其中，《金属切削机床设计》无疑是系统化介绍和设计车床的资料。

它从机床设计的步骤，机床的标准化，机床的总体布局到主要参数的确定。

在主要的传动设计中，参考齿轮齿数和齿轮直径的确定，是主轴箱的尺寸，轴的轴径，以及传动精度等一系列布局。

在结构式，结构网确定之后，要对传动件的结构、材料、构造等进行计算和设计及齿轮模数确定等。

传动件包括齿轮、传动轴、离合器、制动装置等。

其中齿轮的构造中三联滑移齿轮，对齿轮的拼装，齿轮太窄或太宽时的处理，齿轮在轴上的定位问题都有比较全面的论述。

传动轴在反复弯曲载荷和扭曲载荷下不发生疲劳破坏。

在刚度方面，轴的弯曲和扭曲载荷下不致产生过大的变形。

高速旋转的轴还应计算器临界转速，以免发生共振，传动轴首先要估算直径，然后再进行刚度验算。

提高刚度时可以采用加大轴的直径缩短轴的长度，使轴上的主动和被动传动件尽可能的靠近，使传动件靠近轴。

目录设计简介 (1)第一章参数的确定 (2)1.1 车床的规格系列和类型 (2)1.2 参数确定 (4)1.2.1主传动的运动参数和动力参数确定 (4)①极限切削速度Umax,Umin (5)②公比ψ的选定 (5)③转数极数Z (5)④确定主轴转速数列 (6)1.2.2电机功率-动力参数的确定 (8)第二章主传动运动设计 (9)2.1 结构式、结构网与转速图的拟定 (9)2.1.1 结构式或结构网的拟定 (9)2.1.2 转速图的拟定 (10)第三章齿数及带轮直径的确定及相关验算 (13)3.1 齿轮齿数确定的原则和要求 (13)3.2带轮直径的确定 (14)3.3 确定齿轮齿数 (19)3.4 主轴转速系列的验算 (20)3.5 传片式摩擦离合器的选择和计算 (22)第四章传动件计算转速及其确定 (23)4.1主传动系统的功率特性及计算转速 (23)4.2其他传动件计算转速的确定 (24)第五章传动件的估算和验算 (26)5.1 三角带传动的计算 (26)5.2 齿轮模数的估算和计算 (28)5.3 传动轴的估算和验算 (30)第六章主传动结构设计 (33)6.1 主轴变速箱装配图 (33)总结 (36)参考文献 (37)全套图纸加扣扣401339828摘要机床是机械加工的重要设备，在机械制造中占有重要的地位。

在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占总制造工作量的40%－60%，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。

本次设计的题目是机床主传动设计。

设计内容包括：确定有关尺寸参数、运动参数及动力参数；据所求得的有关运动参数及给定的公比，写出结构式，校验转速范围，绘制转速图；确定各变速组传动副的传动比值，定齿轮齿数、带轮直径，校验三联滑移齿轮齿顶是否相碰，校验各级转速的转速误差；绘制传动系统图。

关键词:参数；传动比；结构式；转速图；转速误差；传动系统图ABSTRACTLathe is an important machining equipment, machinery and holds an important position. In the general machinery manufacturing, machine processing shouldered by the total manufacturing work accounts for 40-60% of the workload. Machine modernization of the national economy building plays a major role. The design is Ordinary main drive design. Rebuild right design for the main drive to master machine side case design, and machine tools can reasonably determine the main technical parameters; Transmission master machine design and the calculation method; structural design and master the method of calculation, and so on. Design elements include: a parameter to determine the size, movement parameters and dynamic parameters; According to the two sought by the movement parameters and to the transmission ratio, as well structured and testing speed, rendering ageing period; to determine the variable speed drive Group Vice drive ratio gear teeth fixed, pulley diameter, Check triple Top Gear slip whether a collision speed calibration levels of speed error; Drawing drive system diagram.Keywords: parameter; transmission ratio; structured; ageing period; speed error; drive system diagram.第1章绪论一、毕业设计的目的1、毕业设计属于机械系统设计课的延续，通过设计实践，进一步学习掌握机械系统设计的一般方法。