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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。
目录1、绪论 (2)1.1金属切削机床在国民经济中的地位 (2)1.2本课题研究目的 (2)2、卧室升降台铣床主轴箱的设计 (3)2.1原始数据与技术条件 (3)2.2机床主传动系统运动设计 (3)2.3传动零件的初步计算 (7)3、结构设计及说明 (15)3.1结构设计的内容、技术要求和方案 (15)3.2展开图及其布置 (16)3.3轴（输入轴）的设计 (16)3.4齿轮块设计 (17)3.5传动轴的设计 (18)3.6主轴组件设计 (19)总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1、绪论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。
机床的“母机”属性决定了它在国民经济中的重要地位。
机床工业为各种类型的机械制造厂提供先进的制造技术和优质高效的机床设备，促进机械制造工业的生产能力和工艺水平的提高。
机械制造工业肩负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，为适应现代化建设的需要，必须大力发展机械制造工业。
机械制造工业是国民经济各部门赖以发展的基础。
机床工业则是机械制造工业的基础。
一个国家机床工业的技术水平，在很大程度上标志着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。
显然，金属切削机床在国民经济现代化建设中起着重大的作用。
1.2本课题研究目的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，不仅是巩固学生大学所学知识的重要环节，而且也是在检验大学生综合应用知识的能力、自学能力、独立操作能力和培养创新能力，是大学生参加工作前的一次实践性锻炼。
通过本课题设计可以达到以下目的：1.综合运用学过的专业理论知识，能独立分析和拟订某机床主轴箱传动结构，装配结构和制造结构的各种方案，能在机械设计制图，零件计算和编写技术文件等方面得到综合训练，具备设计中等复杂零件的能力。
第1章绪论1.1 课题来源、概述及发展方向4XM16攻螺纹主轴箱设计这个课题是来源于生产实际中的。
为了提高生产效率，并且能保证加工精度及加工质量，需要设计专门的机械加工设备对其阀体进行加工。
组合机床是由已经系列化,标准化的通用部件为基础,配以少量专用部件组合而成的一种高效专用机床。
它常用多刀、多面、多工位同时加工,是一种工序高度集中的加工方法,其生产率和自动化率程度高,加工精度稳定。
组合机床设计设计是一次性设计，它根据被加工零件的加工特点、精度、和技术要求、定位夹紧情况以及生产率的要求等制定总体方案，再用预先设计制造好的通用部件和通用零件，加上少量的专用部件和专用零件组成的。
而通用零部件占整台机床总零件数的70％～90％，这大大的缩短了设计制造周期，减少了制造中的问题，提高了机床工作的可靠性，降低了机床制造成本。
就大多数组合机床来说,目前主要用来完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、镗孔、铣削等工序。
完成这些工序,在工厂常常要采用大量的立钻、镗床、万能铣床,占用很大的厂房面积和很多工人。
采用组合机床,由于采用多轴多面加工,就能大大缩小占地面积,成倍和几十倍地提高劳动生产率。
组合机床的发展方向为：（1）提高生产率。
（2）扩大工艺范围。
（3）提高加工精度。
（4）提高自动化程度。
（5）提高组合机床及自动线的可调性。
（6）创造超小型组合机床。
（7）发展专能组合机床及自动线。
1.2 课题目的和意义此课题的目的是让我们在以往学习的基础上综合机械设计、液压传动、电气控制,让机械设计和控制技术得到有机的结合,让专业所学（机电一体化知识）得到理论和实际的融合运用，并使我们能进一步掌握组合机床的相关知识。
同时，通过CAD制图提高CAD在现代机械设计中的应用能力。
另外，通过应用所学知识,深入学习组合机床的机械部分设计和传动技术、控制理论,从而发现并解决在学习中的一些问题,使我们进一步掌握机械设计及传动控制技术；在设计过程中通过找到各种组合机床中的共同点和不同点，从而简化组合机床设计过程，可以有效改变人工设计周期长、错误多的状况。
卧式铣床主轴箱设计摘要设计通过已知的技术参数，确定了转速范围、公比、转速级数，确定结构式和结构网，确定传动轴数、传动比，绘制转速图。
根据转速图确定传动副齿数，核算转速误差，绘制传动系统图。
根据各轴的传递效率确定各轴的计算转速，计算转速确定各传动轴直径，主轴尺寸参数，齿轮模数。
随后设计了主传动系统的结构。
最后进行了齿轮接触疲劳强度，轴承寿命，主轴刚度的校核，最后绘制装配图。
电动机通过电机连轴轴将动力传至主轴箱，主轴的正反转通过电动机正反转实现。
电磁制动器控制主轴的急停。
传动系统采用集中传动式，便于实现集中操纵，安装调整方便。
关键词：转速图，系统图，电磁制动器，集中传动THE DESIGN OF HORIZONTAL MILLING MACHINESPINDLE BOXABSTRACTThrough the design of the technical parameters known, speed range, speed ratio, I determined the structure determination of series, type and structure, determined the number of drive shaft, transmission ratio, drawing speed diagram. According to the speed chart I determined gear pair transmission number, calculation speed error, drawing the drive system diagram. Computing speed of the shaft is determined according to the transfer efficiency of each axis, computing speed determined the transmission shaft diameter, shaft size parameters, gear modulus. Then I designed the main drive system structure. Finally, the contact fatigued strength of gear, bearing life, spindle rigidity is checked, the final assembly drawing. Motor through the motor coupling shaft power is transmitted to the spindle box, principal axis positive inversion is achieved by electric motor. Magnetic brake dominate principal axis scram. The transmission system adopts the centralized transmission type, easily to realize centralized control, and it is convenient to install and adjust.KEY WORDS: Speed diagram, the system diagram, electromagnetic brake, centralized drive目录前言 (1)第1章运动设计 (4)1.1 机床的规格及用途 (4)1.2 确定极限转速及主轴变速范围 (4)1.3 确定公比 (4)1.4 主轴转速级数确定 (5)1.5 确定结构式和结构网 (5)1.6 绘制转速图 (6)1.6.1 选定电动机 (6)1.6.2 变速组分析 (6)1.6.3 确定轴数，绘制转速图 (6)1.7 齿轮齿数的确定 (8)1.8 核算转速误差 (8)1.9 绘制传动系统图 (9)第2章传动零件的初步计算 (11)2.1 各轴传递功率的计算 (11)2.2 各轴计算转速的确定 (11)2.3传动轴直径的估算 (12)2.4 主轴尺寸参数的确定 (14)2.5 齿轮模数的计算 (17)2.5.1 齿轮模数的初步计算 (17)2.5.2 对各种限制的讨论及验证 (18)第3章结构设计 (20)3.1 展开图设计 (20)3.1.1 齿轮布置 (20)3.1.2 截面图及轴的空间布置 (21)3.1.3 主轴主件设计 (23)第4章零件的验算 (23)4.1 齿轮疲劳强度的验算 (23)4.1.2 弯曲疲劳强度的验算 (26)4.2 主轴刚度的验算 (27)4.2.1 刚度标准 (27)4.2.2 主轴上的载荷 (27)4.2.3 主轴前端挠度的验算 (29)4.2.4 主轴前轴承倾角的验算 (36)4.3 主轴前轴承疲劳强度的验算 (38)结论 (40)谢辞................................................................. 错误！未定义书签。
调研报告大学四年的学习生活即将结束，大学学习生活中的最后一个环节也是最重要一个环节——毕业设计，是对所学知识和技能的综合运用和检验。
本人的毕业设计课题是对CA6140车床主轴箱的设计，其内容包括：总体方案的确定和验证、机械部分的设计计算（伺服进给机构设计、自动转位刀架的选择或设计、编码盘安装部分的结构设计）、主运动自动变速原理等。
对普通车床主轴箱的设计符合我国国情，即适合我国目前的经济水平、教育水平和生产水平，又是国内许多企业提高生产设备自动化水平和精密程度的主要途径，在我国有着广阔的市场。
从另一个角度来说，该设计既有机床结构方面内容，又有机加工方面内容，有利于将大学所学的知识进行综合运用。
虽然设计者未曾系统的学习过机床设计的课程，但通过该设计拓宽了知识面，增强了实践能力，对普通机床和数控机床都有了进一步的了解。
毕业设计作为我们在大学校园里的最后一堂课、最后一项测试，它既是一次锻炼，也是一次检验，在整个设计过程中，我获益匪浅。
在此，我要衷心感谢刘老师对我的关心和细致指导。
由于毕业设计是我的第一次综合性设计，无论是设计本人的纰漏还是经验上的缺乏都难免导致设计的一些失误和不足，在此，恳请老师和同学们给以指正。
摘要作为主要的车削加工机床，CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中，本设计主要针对CA6140机床的主轴箱进行设计，设计的内容主要有机床主要参数的确定，传动方案和传动系统图的拟定，对主要零件进行了计算和验算，利用三维画图软件进行了零件的设计和处理。
关键词：CA6140机床主轴箱零件传动目录第一章引言第二章机床的规格和用途第三章机床主要参数的确定第四章传动放案和传动系统图的拟定第五章主要设计零件的计算和验算第六章结论第七章致谢第八章参考资料编目第一章引言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。
CA6140型普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。
毕业设计说明书（论文）中文摘要金属切削机床在是人类改造自然的长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上产生和发展起来的，它是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，是制造机器的机器。
CA6140车床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹，所以在各个领域中应用越来越广泛。
本文首先介绍了金属切削机床的基本概念，以及在国内外的发展现状。
其次具体阐述CA6140车床主轴箱的功用，组成及各部分特点。
然后根据课题的要求及给定的设计参数，对CA6140车床主轴箱的主传动系统进行了方案设计。
最后文章分别对主轴箱中的各轴，以及轴上的齿轮和轴承进行了详细的计算和校核，并给出了各轴的装配图和主轴箱的总装配图。
关键词金属切削机床主轴箱设计传动系统装配图全套图纸加V信 sheji1120或扣 3346389411毕业设计说明书（论文）外文摘要目录1 绪论 (1)1.1 课题简介 (1)1.2 CA6140机床的说明 (2)1.3 CA6140主轴箱 (3)1.4 选题依据 (4)1.5 本设计的意义和应用价值 (4)1.6 研究内容及方法 (4)2 传动方案及传动系统图的拟定 (5)2.1 电动机的选择 (5)2.2 传动路线及转速图的拟定 (5)3 主轴箱主要零件的设计及校核 (10)3.1 主轴箱箱体尺寸的确定 (10)3.2 传动轴Ⅰ各主要零件的设计 (12)3.3 传动轴II各主要零件的设计 (25)3.4 传动轴III各主要零件的设计 (29)3.5 传动轴IV各主要零件的设计 (33)3.6 传动轴V各主要零件的设计 (38)3.7 传动轴VI各主要零件的设计 (42)4 结论与展望 (49)1 绪论1.1 课题简介1.1.1 金属切削机床国内外研究状况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，所以又称“工作母机”或“工作机”，习惯上称“机床”[1]。
金属切削机床是人类在改造自然的长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上产生很发展起来的。
CK6150数控车床主轴箱设计-论文目录1 引言 12 数控机床概况 22.1 数控机床的产生与发展 22.2 数控机床的发展趋势 23 数控车床的简介 33.1 数控车床的组成及工作原理 33.2 数控车床的特点 43.3 数控车床的适用范围 44 数控车床的设计 64.1 数控车床的设计方法和特点 64.2 数控机床的设计步骤 65 CK6150数控车床主轴箱设计85.1 数控车床主传动系统的发展85.2 主传动系统的设计要求85.3 主传动系统设计105.4 动力设计115.5 带传动设计146 主轴组件的性能要求187 主轴结构及热处理要求 19结束语20致谢21参考文献221 引言机床设计和制造的发展速度是很快的。
由原先的只为满足加工成形而要求刀具与工件间的某些相对运动关系和零件的一定强度和刚度,发展至今日的高度科学技术成果综合应用的现代机床的设计,也包括计算机辅助设计(CAD)的应用。
但目前机床主轴变速箱的设计还是以经验或类比为基础的传统(经验)设计方法。
因此,探索科学理论的应用,科学地分析的处理经验,数据和资料,既能提高机床设计和制造水平,也将促进设计方法的现代机床设计是学生在学完基础课,技术基础课及有关专业课的基础上,结合机床传动部件(主轴变速箱)设计进行的综合训练。
我们毕业设计题目是CK6150数控车床的主轴箱设计。
在本设计中首先进行参数拟定,运动设计,动力计算和结构草图设计,轴和轴承的验算,主轴箱装配设计,设计计算说明书等内容。
设计主轴变速箱的结构包括传动件(传动轴,轴承,带轮,离合器和制动器等),主轴组件,操纵机构,润滑密封系统和箱体及其联接件的结构设计与布置,用一张展开图和若干张横截面图表示。
课程设计限于时间,一般只画展开图及一或两个截面图。
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。
卧式车床主轴箱设计摘要金属切削机床又称为“工作母机”或“工具机”，习惯上称为机床。
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”、“总工艺部”，对国民经济的发展起着重大作用。
车床借助于转动的工件对着刀具来切去金属材料。
车床主要用于加工各种回转体表面，如外圆柱面、内圆柱面、锥形表面、端面、切槽、切断、车螺纹、钻孔、铰孔等；在车床上采用特殊的装置，还可以进行镗削、磨削、研磨、抛光等。
在一般机械制造企业中，车床占机床总数的20%～35%。
本论文主要设计卧式车床的主轴箱。
设计摘要如下：确定主传动的运动设计，论证并确定合理的结构网和转速图，拟订传动系统图；根据已知条件对传动件进行设计和计算，对主要传动进行验算；确定传动轴的空间位置及各个零件的装配关系。
关键词：机床，车床，主轴箱，转速图HORIZONTAL LATHE HEADSTOCK'S DESIGNABSTRACTThe metal-cutting machine tool is called “the machine tool” or “the machine”, in custom is called engine bed. The engine bed is playing the significant role in the national economy modernization. The engine bed technical level's height have become weighs one of national industry modernization level important symbols. The machine tool industry is the machine-building industry “the logistics department”, “the total craft department”, to national economy development important functionThe lathe with the aid of treats the cutting tool in the rotation work piece to slice the metallic material. The lathe mainly uses in processing each kind of solid of revolution surface, like the outer annulus cylinder, the internal bore cylinder, the cone-shape surface, the end surface, the grooving, the cut-off, the cutting thread, the drill hole, ream and so on; Uses the special installment in the lathe, but may also carry on, the grinding, the attrition, polishing boring and so on. In the common machine manufacture enterprise, the lathe accounts for the engine bed total 20%~35%.Present paper main design horizontal lathe's headstock. The design abstract is as follows: The definite master drive's movement design, proves and determined that the reasonable structure network and the speed change diagram, draft the kinematic scheme; To passes on the moving parts according to the datum to carry on the design and the computation, carries on the checking calculation to the main transmission; Definite drive shaft's space position and each components assembly relations.KEY WORDS: Engine bed, Lathe, Headstock, Speed change diagram目录前言 (1)第1章运动设计 (5)1.1 主轴变速范围的确定 (5)1.2 公比的确定 (5)1.3 主轴转速级数的确定 (5)1.4 结构式、结构网的确定 (6)1.4.1 确定结构式 (6)1.4.2 确定结构网 (7)1.5 绘制转速图 (8)1.5.1 选定电动机 (8)1.5.2 变速组分析 (8)1.5.3 确定轴数，绘制转速图 (8)1.6 各变速组齿轮传动副齿数的确定 (10)1.6.1 Ⅰ轴—Ⅱ轴变速组齿轮 (10)1.6.2 Ⅱ轴—Ⅲ轴变速组齿轮 (11)1.6.3 Ⅲ轴—Ⅳ轴变速组齿轮 (11)1.6.4 Ⅳ轴—Ⅴ轴变速组齿轮 (11)1.6.5 高速分支Ⅲ轴—Ⅵ轴变速组齿轮 (12)1.6.6 低速分支Ⅴ轴—Ⅵ轴变速组齿轮 (12)1.7核算转速误差 (13)1.8绘制传动系统图 (14)第2章传动零件的初步计算 (16)2.1 带传动计算 (16)2.2 各轴传递功率的计算 (20)2.3 各轴计算转速的确定 (21)2.4 传动轴直径的估算 (23)2.5 齿轮模数的初步计算 (27)2.6 主轴尺寸参数的确定 (30)第3章零件的验算 (34)3.1 对Ⅰ轴——Ⅱ轴小齿轮的验算 (34)3.1.1 接触疲劳强度的验算 (34)3.1.2 弯曲疲劳强度的验算 (36)3.2 主轴刚度的验算 (37)3.2.1 刚度标准 (37)3.2.2 主轴上的载荷 (37)3.2.3 主轴前端挠度的验算 (39)3.2.4 主轴前轴承倾角的验算 (46)3.3 主轴前轴承疲劳强度的验算 (48)第4章离合器的计算 (50)结论 (53)谢辞 (54)参考文献 (55)前言1.金属切削机床及其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，所以又称为“工作母机”或“工具机”，习惯上简称为机床。
第一章概述1.1设计目的 (2)1.2主轴箱的概述 (2)第2章主传动的设计 (2)2.1驱动源的选择 (2)2.2转速图的拟定 (2)2.3传动轴的估算 (4)2.4齿轮模数的估算 (3)2.5V带的选择 (4)第3章主轴箱展开图的设计 (7)3.1各零件结构尺寸的设计 (7)3.1.1 设计内容和步骤 (7)3.1.2有关零件结构和尺寸的设计 (7)3.1.3各轴结构的设计 (9)3.1.4主轴组件的刚度和刚度损失的计算 (10)3.1.5轴承的校核 (13)3.2装配图的设计的概述 (13)总结 (19)参考文献 (20)第一章概述1-1设计目的数控机床的课程设计，是在数控机床设计课程之后进行的实践性教学环节。
其目的在于通过数控机床伺服进给系统的结构设计，使我们在拟定进给传动及变速等的结构方案过程中得到设计构思、方案分析、结构工艺性、CAD制图、设计计算、编写技术文件、查阅技术资料等方面的综合训练，建立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养我们初步的结构设计和计算能力。
1-2 主轴箱的概述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，相对来手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。
第二章2主传动设计2-1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时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，能达到的最高转速比同功率的直流调速电动机高，磨损和故障也少，所以在中小功率领域，交流调速电动机占有较大的优势，鉴于此，本设计选用交流调速电动机。
根据主轴要求的最高转速4000r/min，最大切削功率5kw，选择北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机，最高转速是4500r/min。
2-2 转速图的拟定根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转速范围Rdp=nmax/nd=3而主轴要求的恒功率转速范围Rnp=3，远大于交流主轴电动机所能提供的恒功率转速范围，所以必须串联变速机构的方法来扩大其恒功率转速范围。
涉及变速箱时，考虑到机床结构的复杂程度，运转的平稳性等因素，取变速箱的公比Φf等于交流主轴电动机的恒功率调速范围Rdp,即Φ=Rdp=3,功率特性图是连续的，无缺口和无重合的。
变速箱的变速级数Z =2.99.取Z=3 确定各齿轮齿副的齿数：取S=116由U=1.955 得Z1= 24 Z1’=68由U=1.54 得Z2=75 Z2’=30由U=4.6 得Z3=48 Z3’=57由此拟定主传动系统图，转速图以及主轴功率特性图分别如图2-1，2-2，2-3图2-1图2-2 图2-32.3 传动轴的估算传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度要求。
强度要求保证轴在反复载荷和扭转载荷作用下不发生疲劳破坏。
机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大的变形。
因此疲劳强度一般不是主要矛盾。
除了载荷较大的情况外，可以不必验算轴的强度。
刚度要求轴在载荷下不至于产生过大的变形。
如果刚度不够，轴上的零件由于轴的变形过大而不能正常工作，或者产生振动和噪音，发热，过早磨损而失效，因此，必须保证传动轴有足够的刚度。
计算转速nj是传动件传递全部功率时的最低转速，各个传动轴上的计算转速可以从转速图是直接得出，如表2-1所示。
表2-1 各轴的计算转速各轴功率和扭矩计算：已知一级齿轮传动效率为0.97（包括轴承），同步带传动效率为0.98，则 I 轴：P1=Pd x 0.98=7.5 x 0.98=7.35KW II 轴 p2=p1 x 0.97=7.5 x 0.97=7.28KW III 轴 P3=P2 x 0.97=7.28 x 0.97=7.06KWII 轴扭矩：T2=9550P2/n2=9550 x x7.28/530=1.31x 510III 轴扭矩：T3=9550 P3/N3=9550 x 7.06/140=4.82x 510 [Φ]是每米长度上允许的扭转角（deg/m ）,可根据传动轴的要求选取，其选择的原则如表2-2所示。
表2-2 许用扭转角选取原则最后所确定各轴所允许的扭转角如表2-3所示把以上确定的各轴的输入功率N=7.5KW ，计算转速nj ，允许扭转角[Φ]代入扭转刚度的估算公式d=91,可得传动轴的估算直径：291d === 40mm 395d ===52.06mm 1d ==31.39mm.最后取值如下表所示：主轴轴径尺寸的确定：已知车床最大加工直径为Dmax=400mm,则主轴前轴颈直径D1=0.25Dmax+15=85-115mm后颈直径D2=(0.7-0.85)D1=67-81mm内孔直径d=0.1Dmax+10=35-55mm2.4 齿轮模数的估算按接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算齿轮模数比较复杂，而且有些系数只有在齿轮的各参数都已知方可确定，故只有在装配草图画完后校验用。
在画草图时用经验公式估算，根据估算的结果然后选用标准齿轮的模数。
齿轮模数的估算方法有两种，一是按齿轮的弯曲疲劳进行估算，二是按齿轮的齿面点蚀进行估算。
这两种方法的前提条件是各个齿轮的齿数必须已知。
根据齿轮不产生跟切的基本条件：齿轮数不小于17。
由于Z3,Z3’这对齿轮有较大的传动比，各个齿轮中最小齿数的齿轮必然是Z3. 取Z4=22,S=105,则Z4’=83 从转速图上直接看出Z3的计算转速是530r/min.根据齿轮弯曲疲劳估算公式mω≥==根2.7据齿轮接触疲劳强度估算公式计算得m=2.7由于受传动轴轴径尺寸大小限制，选取齿轮模数为m=3 mm,对比上面的结果，可知这样设计的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，故取同一变速组中的所以齿轮的模数都为m=3mm.可得两轴中心距为a=157.5mm.圆整为a=158mm..则各齿轮齿数和模数列表如下：2-5 V型带的选择；V 带选择spz 型带，取小带轮的大小72mm ，大带轮的大小为204mm ； 2-5-1确定中心距a 和带的基准长d L如果中心距未给出，可根据传动的结构需要初定长度中心距a0，取0.7（12d d dd +）<a0<2（12d d d d +），193.2<a0<552后确定a0=200，根据带传动的几何关系，按下式计算所需代的基准长度'dL：'dL=2a0+2π（12d d d d +）+222)4(d d dd a -得到'd L =855.4，取d L =900mma=a0+'2ddL L -=200+(900-855.4)/2=222mm 。
验算主动轮上的包角1α：0021118057.5d d d d aα-=-⨯=0145.8>=0120； 确定带的根数z ：00 2.7()caa Lp z p p k k +∆==根，圆整为3根。
V 带速度的验算：11116.73/601000d d d n V m s π==⨯22216.96/601000d d d n V m s π==⨯max 2530/V m s =--12max d d V V V << 故带符合要求。
第三章主轴箱展开图的设计主轴箱展开图是反应各个零件的相互关系，结构形状以及尺寸的图纸，并以此为依据绘制零件工作图。
3.1 各零件结构和尺寸设计3.1．1 设计内容和步骤通过绘图设计轴的结构尺寸以及选出轴承的型号，确定轴的支点距离和轴上零件力的作用点，计算轴的强度和轴承的寿命。
3.1.2 有关零件结构和尺寸的确定传动零件，轴，轴承是主轴部件的主要零件，其他零件的结构尺寸是根据主要零件的位置和结构而定。
1）传动轴的估算 见前一节2）齿轮相关尺寸的计算齿宽影响齿的强度。
轮齿越宽承载能力越高。
但如果太宽，由于齿轮的制造误差和轴的变形，可能接触不均，反而容易引起振动和噪声，一般取齿宽系数m Φ=（6-10）m.这里取齿宽系数m Φ=10，则齿宽B=m ΦX m=10x3=30mm.各个齿轮的齿厚确定如表3-1.表3-1 各齿轮的齿厚由计算公式；齿顶：1221(2)(1);(2)a d z m h d z h d **=+==+ 齿根：11(22)(0.25)f z h c m c d***=--=得到下列尺寸表 齿轮的直径决定了各轴之间的尺寸。
各主轴部件中各个齿轮的尺寸计算如下表3-2表3-2 各齿轮的直径由表3-2可以计算出各轴之间的距离，现将它们列出如表3-3所示表3-3 各轴的中心距3)确定齿轮的轴向布置由滑移齿轮的厚度以及滑移齿轮上的间隙可以得出主轴上的两个齿轮间的距离至少是60mm，现取齿轮间的间距为64mm和70mm.4）轴承的选择及其配置主轴组件的滚动轴承既要有承受径向载荷的径向轴承，又要有承受两个方向轴向载荷的推力轴承。
轴承类型及型号选用主要根据主轴的刚度，承载能力，转速，抗振性及结构要求合理的进行选定。
同样尺寸的轴承，线接触的磙子轴承比点接触的球轴承的刚度要高，但极限转速要低，多个轴承的承载能力比单个轴承的承载能力要大，不同轴承承受载荷类型及大小不同。
为了提高主轴组件的刚度，通常采用轻型或特轻型系列轴承。
通常情况下，中速重载采用双列圆柱滚子轴承配双向推力角接触球轴承，或者成对圆锥滚子轴承，其结构简单，但是极限转速较低。
高速轻载采用成组角接触球轴承，根据轴向载荷的大小分别选用25度或15度的接触角。
轴向载荷为主且精度要求不高时，选用推力轴承配深沟球轴承，精度要求较高时，选用向心推力轴承。
本设计的主轴不仅有刚度高的要求，而且有转速高的要求，所以在选择主轴轴承时，刚度和速度这两各方面必须考虑。
3.1-3 各轴结构的设计Ⅰ轴的一端与带轮相连，将Ⅰ轴的结构草图绘制如图3-2图3-2Ⅱ轴其结构完全按标准确定，根据其周详的尺寸可将结构简图绘制如图3-3所示：图3-33.1.4主轴组件的刚度和刚度损失的计算： 最佳跨距的确定：取弹性模量E=52.110⨯N/2mm ， D=（90+65）/2=77.5mm ； 主轴截面惯距：4464()1.64102D d I mm π-==⨯截面面积；A=3459.92mm 主轴最大输出转矩：59550000 5.1210.n PM N mm n==⨯ /2002560450/2nzn M F M N == 0.51280Y z F F N ==故总切削力为：2862.17F N ==估算时，暂取0/3,L a =即取270mm前后支承支反力3816.22a R N =954.06b R N =取a k =1033000N/mm53.6710/b k N m m=⨯ 30.338a EI K a η==⨯ 则0/ 2.5L a =则0L =225mm因在上式计算中，忽略了ys 的影响，故0L =225mm主轴端部挠度的计算：已知齿轮最少齿数为30，模数为3，则分度圆直径为90mm ‘则齿轮的圆周力：2max 2/2911p T d N ==径向力：0.51455.5r t p p N ==则传动力在水平面和垂直面内有分力为：水平面：2735.45H Q N =垂直面：2451.12v Q N =去计算齿轮与前支承的距离为66mm ，其与后支承的距离为384mm 。
