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机械制造装备课程设计-工件最大回转直径320mm普通车床主轴箱设计大学论文

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课程设计说明书1. 概述 (3)1.1机床课程设计的目的 (3)1.2 车床的规格系列和用处 (3)1.3 操作性能要求 (3)2. 参数拟定 (4)2.1确定转速范围 (4)2.2 主电机的选择 (4)3. 传动设计 (4)3.1 主传动方案拟定 (4)3.2 传动结构式、结构网的选择 (4)3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目 (5)3.2.2 传动式的拟定 (5)3.2.3 结构式的拟定 (6)3.3 转速图的拟定 (6)4. 传动件的估算 (7)4.1 v带传动的计算 (7)4.2 传动轴的估算 (10)4.2.1 传动轴直径的估算 (11)4.3 齿轮齿数的确定和模数的计算 (12)4.3.1 齿轮模数的确定： (12)4.3.2 齿宽的确定 (18)4.4 带轮结构设计 (18)5. 动力设计 (19)5.1主轴刚度验算 (19)5.1.1 选定前端悬伸量C (19)5.1.2 主轴支承跨距L的确定 (19)5.1.3 计算主轴前端挠度 (19)6. 箱体与润滑的设计 (22)6.1 箱体的设计 (22)6.2 润滑与密封 (24)6.3 其他 (25)6.3.1箱座在加工过程中要注意以下几点: (25)6.3.2部件装配过程要注意有几步： (25)7.总结 (26)1. 概述1.1机床课程设计的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，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。

1.2 车床的规格系列和用处普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。

因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。

本次设计的是普通型车床主轴箱。

工件最大回转直径D max (mm)最高转速及最低转速NmaxNmin(minr)主电机功率P（kw）公比转速级数Z 主电动机的额定转速n(minr)320 2000-45 4 1.41 12 1450 表1 车床的主参数（规格尺寸）和基本参数1.3 操作性能要求（1）要求主轴正反转。

（2）加工工件的材料为钢铁。

（3）采用硬质合金刀具。

（4）机床精度等级为普通级。

2. 参数拟定2.1确定转速范围查金属切削机床表得：45r/min，63r/min，90r/min，125r/min，180r/min，250r/min，355r/min，500r/min，710r/min，1000r/min，1400r/min，2000r/min。

2.2 主电机的选择合理的确定电机功率，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。

已知电动机的功率是4KW，根据《车床设计手册》附录表2选Y112M-4三项异步电动机，额定功率4KW，满载转速1450r/min，最大额定转矩2.3N/m。

3. 传动设计3.1 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。

3.2 传动结构式、结构网的选择结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。

3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目变速副中由于结构的限制以2或3为合适，即变速级数Z 应为2和3的因子：b a Z 3⨯2= ，实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副的组合:1) 12=3×2×2 2) 12=2×3×2 3) 12=2×2×3 3.2.2 传动式的拟定12级转速变速系统的变速组，选择变速组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能，应该遵守以下四个原则： （1）传动副前多后少原则（2）传动顺序与扩大顺序相一致的原则（3）变速组的降速要前快后慢，中间轴的转速不宜超过电动机的转速 （4）转速图中传动比的分配以上原则，还需根据具体情况加以灵活运用。

分析：和方案2)可省掉一根轴。

但有一个传动组有四个传动副。

若用一个四联滑移齿轮，则将大大增加其轴向尺寸；若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。

将使得结构比较复杂。

故在此不予采用。

按照传动副“前多后少”的原则选择Z=3×2×2这一方案，但主轴换向采用双向片式摩擦离合器结构，致使Ⅰ轴的轴向尺寸过大，所以此方案不宜采用，加之主轴对加工精度、表面粗超度的影响最大。

因此在主轴的传动副不宜太多，故方案5）亦不采用。

而应先择12=2×3×2。

3）方案4，因为I 轴上装有双向摩擦片式离合器M ，轴向尺寸较长，为使结构紧凑第一变速组采用了双联齿轮，而不是按照前多后少的原则，采用三个传动副。

设计车床主变速传动系时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，一般限制降速最小传动比4/1min 主≥u ；为避免扩大传动误差，减少振动噪声，一般限制直齿圆柱齿轮最大升速比2max 主≤u 。

斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取5.2max 主≤u 。

因此在主变速链任一变速组的最大变速范围())10~8(25.0)5.2~2(min 主max 主max 主≤≤=u u R 。

在设计时必须保证中间变速轴的变速范围最小。

综上所述：方案采用12=2x3x23.2.3 结构式的拟定传动副应前多后少的原则，故传动式12=2x3x2，有6种结构式和对应的结构网。

又因为传动顺序应前密后疏，变速组的降速要前慢后快，所以结构式为：12=23×31×263.3 转速图的拟定图1正转转速图图2主传动系图4. 传动件的估算4.1 v 带传动的计算带传动是一种挠性传动，具有结构简单、传动平稳、价格低廉和缓冲吸振等特点，在近代机械中广泛应用。

电动机转速n=1440r/min,传递功率P=4kW,传动比i=1.41，每天8小时，工作年数10年。

(1)确定计算功率ca PP K P A ca =（式中caP 为v 带计算功率，kW 、A K 为工作情况系数、P 为电动机额定功率）查《机械设计》，由表8-7查的工作情况系数1.1则 1.14 4.4ca A PK P kW ==⨯=（小轮转速（即电机轴转速）为1440min r 查《机械设计》图8-10） （2）选择V 带的带型根据ca P 、n ，由《机械设计》图8-10，选用A 型普通V 带。

(3)确定带轮的基准直径d d 并验算带速v 。

带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。

为提高带的寿命，小带轮的直径1d d 不宜过小，即()11mind d d d ≥。

初选小带轮的基准直径1d d 。

根据《普通V 带轮的基准直径系列》取主动小带轮基准直径190d d mm =。

由公式2)、验算带速度v ， 按公式验算带的速度113.149014406.78601000601000d d n mv s π⨯⨯===⨯⨯∵s m v s m 305<<，故带速合适。

3）计算大带轮的基准直径()12121d d n d d n ε=-121/290(10.02)176.4d d m m =⨯⨯-=式中：1n -小带轮转速，2n -大带轮转速，ε-带的滑动系数，一般取0.02。

根据《普通V 带轮的基准直径系列》圆整为180 mm 。

(4)确定V 带的中心距a 和基准长度d L带轮的中心距，通常根据机床的总体布局初步选定，一般可在下列范围内选取：根据经验公式 1）120120.7()2()d d d d d d a d d +≤≤+取00.7(90180)2(90180)a ⨯+≤≤⨯+取0500a mm =。

2）由计算带轮的基准长度公式：()()22100120224d d d d d d d L a d d a π-≈+++()023.14(18090)2500901801428m m24500d L -⨯+⨯++=⨯≈由表8-2选带的基准长度 1400d L mm = 3)确定实际中心距001400142850051452022d d L L a a mm --≈+=+=≈中心距的变化min max 0.0155200.01514004990.035200.031400562d d a a L mma a L mm =-=-⨯==+=+⨯=故范围为499562mm (5)、验算三角带的挠曲次数100010002 6.789.50401428mv L μ⨯⨯===≤次，故能满足要求。

(6)、验算小带轮上的包角1α 根据公式2111809018057.318057.3170120520d d d d a α︒︒︒︒--≈-⨯︒=-⨯=≥(7)、确定三角带根数Z1）计算单根V 带的额定功率Pr 由190d d =和11440n =，查表8-4a 得0 1.064P =根据11440n =，2i =和A 型带，查表4-8b 得00.169P kW ∆=查表8-5得0.980K α=，表8-2得0.960L K =，于是00()(1.0640.169)0.9800.960 1.16r L P P P K K kW kW α=+∆⨯⨯=+⨯⨯=计算V 带根数z4.4 3.791.16ca r P z P ===Z 故取4根(8)计算单根V 带的初拉力的最小值0min ()F查表8-3的A 型带《V 带单位长度质量》得，q=0.10kg/m 由公式：220min 2.5 4.4(2.50.98)()500()5000.1 6.78105.36.7850.98ca p K F qv N vZ K αα--=+=⨯⨯+⨯=⨯其中：ca p -带的变速功率,KW ；v-带速,m/s ；q-每米带的品质，kg/m ；取q=0.1kg/m 。

v = 1440r/min = 9.42m/s 。

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Φ320mm的数控车床总体设计及纵向进给设计

Φ320mm的数控车床总体设计及纵向进给设计

毕业设计说明书设计题目：Φ320mm的数控车床总体设计及纵向进给设计学生班级学号指导教师本次设计是对Φ320MM数控车床的设计。

在这里主要包括:主传动系统的设计、纵向进给系统的设计、横向进给系统的设计。

而我主要是针对纵向进给系统进行机械设计。

这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练，提高了分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造了一定条件。

数控设计主要传动系统的机械设计。

由于对经济型数控机床的加工精度要求不高，为简化结构、降低成本。

通过控制横进给系统，保证设计后的车床具有定位、直线插补、圆弧插补、暂停等功能。

为实现机床所要求的传动效率，采用步进电机经联轴器再传动丝杠；为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副。

关键词：车床，数控设计，联轴器，滚珠丝杠This design is about the common Lathe Φ320MM transformation of NC. Main tasks are: the transformation of the main transmission system, the transformation of the vertical feeding system, horizontal feed system reform. While I was mainly aim at the lateral feeding system mechanical transformation. The graduation project on the design of the basic skills training has improved the analysis and the ability to solve engineering problems, and create a certain condition for general mechanical design.NC transformation is mainly a transformation of mechanical drive system. Because of the economy less precision CNC machining, it is order to simplify the structure and reduce costs. By controlling the cross-feed system, it ensures the modified lathe with positioning, linear interpolation, circular interpolation, and pause. Required for the realization of the transmission efficiency of machine tool, we should us a stepping motor drive and then screw through the coupling. To ensure a certain degree of driving accuracy and stability and minimize friction, a ball screw pair is needed.Keywords: lathe, NC Transformation , Coupling ,Ball Screw目录摘要 (2)Abstract (3)目录 (4)第1章数控机床发展概述 (6)1.1数控机床及其特点 (6)1.2 数控机床的经济分析 (7)1.2 数控机床的工艺范围及加工精度 (8)1.4 数控机床的发展趋势 (8)第2章数控机床总体方案的制订及比较 (9)2.1 总体方案比较与确定 (9)2.1主轴系统的方案确定 (10)2.2安装电动卡盘 (10)2.3换装自动回转刀架 (10)2.4螺纹编码器的安装方案 (11)2.5进给系统的与设计方案 (11)2.6 尾座与设计方案 (11)第3章确定切削用量及选择刀具 (11)3.1科学选择数控刀具 (11)3.1.1选择数控刀具的原则 (11)3.1.2选择数控车削用刀具 (12)3.2 设置刀点和换刀点 (12)3.3 确定切削用量 (12)3.3.1确定主轴转速 (13)3.3.2确定进给速度 (13)3.3.3 确定背吃刀量 (13)第4章纵向进给机构的设计 (13)第5章数控系统的选择 (21)5.1数控系统基本硬件组成 (21)5.2 单片机控制系统的设计 (23)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (28)第1章数控机床发展概述1.1数控机床及其特点数字控制机床（Numerical Control Machine Tools）简称数控机床，这是一种将数字计算机技术应用于机床的控制技术。

毕业设计论文(普通车床主轴箱设计)

毕业设计论文(普通车床主轴箱设计)

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。

车床主轴箱设计范文

车床主轴箱设计范文

车床主轴箱设计范文首先，车床主轴箱的结构刚性是设计的重点之一、结构刚性的好坏关系到车床的稳定性和加工精度。

为了提高刚性，设计中可以采用箱体结构，增加钢材厚度和数量，加大箱体壁厚等。

此外，还可以在主轴箱中增加支承轴承，加强对主轴的支撑和固定。

传动方式也是主轴箱设计的一个重要因素。

常见的传动方式有皮带传动、齿轮传动和直接联轴传动等。

皮带传动简单易实现，但传动效率相对较低。

齿轮传动传动效率高，但由于噪音和振动问题，需要进行合理设计和降噪处理。

直接联轴传动简单可靠，效率较高，但要求主轴和电机的轴心一致。

主轴精度是衡量车床主轴箱性能的重要指标之一、主轴精度包括径向偏差、轴向偏差和重心偏差等。

为了提高主轴精度，设计中可以采用双列角接触球轴承或双列圆柱滚子轴承等高精度轴承，同时增加支撑点和加大轴承尺寸。

冷却系统是车床主轴箱设计中不可忽视的一个方面。

加工过程中，主轴箱会产生大量热量，如果不及时散热，会影响主轴和轴承的使用寿命。

因此，在设计中需要考虑添加冷却液循环系统，通过冷却液对主轴和轴承进行冷却。

此外，还需考虑主轴箱的润滑方式。

常见的润滑方式有油润滑和脂润滑等。

油润滑一般应用于高速主轴箱，脂润滑则适用于低速主轴箱。

在设计中需要根据实际情况确定润滑方式，并设置相应的润滑装置。

综上所述，车床主轴箱设计需要考虑结构刚性、传动方式、主轴精度、冷却系统和润滑方式等方面。

通过合理的设计和选用合适的材料和零部件，可以提高车床主轴箱的性能和加工效率，满足不同加工需求。

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。

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。

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。

主要参数1、转速范围:N=40-1800 (r/min)2、转速级数:Z=123、电机功率：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．设计目的：1：通过设计实践，掌握机床主传动系统的设计方法。

2：培养综合运用机械制图、机械设计基础、及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力。

3：培养使用手册、图册、有关数据及设计标准规范的能力。

4：提高技术总结及编制技术檔的能力。

5：是毕业设计教学环节实施的技术准备。

三、设计内容和基本要求：设计内容：（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（四）校核一个齿轮（最小的），校核主轴（弯矩，扭矩）基本要求：1、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。

2、正确利用结构式、转速图等设计工具，认真进行方案分析。

3、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。

4、绘制图纸，主轴箱展开图1张。

四、设计参数： 序号 加工最大直径 主轴转速系列（r/min ）驱动电动机功率和同步转速1320mm 1800,1250,900,630,450,315，224,160,112,80,56,404kw,1440r/min五、运动参数设计（1）传动方案设计（选择集中传动方案）（2）转速调速范围1800max 4540minnRn n=== （3）选用混合公比 1.41ϕ=（4）确定结构网和结构式：12322=⨯⨯（5）绘制转速图： 如下图所示 （6）确定变速组齿轮齿数1．先计算第一扩大组的齿轮的齿数第一扩大组的降速比分别为：11u =，2 1.4u = 32u = 故齿数最小的齿轮在降速比为112u =之中，查表取1min 24z z ==，72z s =，则'148z =，则222301z u z s u ==+，'242z = 333361z u z s u ==+336z =2．基本组的降速比分别是：10.5u =，2 1.43u = 故齿数最小的齿轮在降速比为10.5u =之中，查表有128z =，84z s =，则'156z =，222491z u z s u ==+，'235z = 3．第二扩大组的降速比分别是10.25u =，22u = 故齿数最少的齿轮在10.25u =之中，查表有121z =，105z s =，'184z =270z =则'235z = （7）传动系统图如下：六、动力参数设计（1）传动件的计算转速主轴的计算转速：是低速第一个三分之一变速范围的最高一级转速，即nj=80r/min。