CA6132主轴箱设计说明书
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1 *** 机械设计与制造 ******** 1
目录 一、 机床的型号及用途………………………………2 二、 机床的主参数和其他主要技术要求……………2 三、 主传动系统的拟定………………………………4 四、 齿轮传动设计……………………………………9 五、 带传动设计……………………………………19 六、 轴的设计………………………………………21 七、 箱体的结构设计………………………………29 八、 润滑与密封……………………………………30 九、 心得……………………………………………31 十、 参考文献………………………………………33 2
一、机床的型号及用途 1、规格
选用型号 CA6132、规格 Φ320×1000
2、用途 CA6132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、车削内外圆锥面、车削特型面、滚花和盘绕弹簧等。加工范围广、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，国内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12DD,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 3
【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。根据机床主参数值大小采用不同号数的主轴头（4～15号），号值数等于法兰直径的1/25.4而取其整数值。所以由参考文献【一】（表2）可知主轴头号取4.5
装刀基面至主轴中心距离h(mm) 为了使用户，提高刀具的标准化程度，根据机械工业部成都工具研究所的刀具杆标准，规定了h=22mm
。
最大工件长度L （mm） 最大工件长度L是指尾座在床身处于最后位置，尾座顶尖套退入尾座孔内时容纳的工件长度。为了有利组织生产，采用分段等差的长度数列。所以由参考文献【一】（表2）得L=1000mm。
2、主传动的设计 1）主轴极限的确定 由课程设计任务书中给出的条件可知：
minZ=40 r/min
maxZ=1800 r/min 2） 公比的确定 主轴极限转速的确定后，根据机床的使用性能和结构要求，选择主轴转速数列的公比值，因为中型通用机床，常用的公比 为1.26或是1.41，再根据极限
转速，按参考文献【一】中表2—1选出标准转速数列公比=1.41。 3） 主轴转速级数的确定 按任务书要求Z=12 按标准转速数列为40、56、80、115、160、225、315、445、625、880、1250、1800r/min 4）主传动电动机功率的确定 电动机的额定功率为：
额N=N主 式中：k—电动机超载系数（对连续工作机床k=1.0；对间断机床k=1.1～1.25，间断时间长，取大值）。所以取k=1.0
所以：额N =4kW 4
三、主传动系统的拟定 1、传动比 第一变速组（Ⅰ—Ⅱ），有三对齿轮组成，其传动比如下：
1au= 1/=0.71
2au=1/2=0.5
3au=1/3=0.36 第二变速组（Ⅱ—Ⅲ），有两对齿轮组成，其传动比如下： 1bu=1
2bu=1/3=0.36
第二变速组（Ⅲ—Ⅳ），有两对齿轮组成，其传动比如下： 1cu=3=2.80
2cu=1/3=0.36 2、变速的基本规律 a) 基本组的变速范围0r:
03121r/aauu b) 第二扩大组的变速范围1r：
12131/bbruu 第二扩大组的变速范围2r：
22161/ccruu 3、转速图的拟定 结构式或结构网的选择： 由于几个变速组组成的变速系统，如果把不同传动副数的变速组在传动顺序上的排列加以改变，可以得到若干不同的方案。 ①确定变速组的数目和各变速组中传动副的数目 该机床的变速范围较大，必须经过较长的传动链减速才能把电动机的转速降
到主轴所需的转速，通常采用p=2或3，因此，12322，共需三个变速组。 ②确定不同传动副数的各变速组的排列顺序。根据“前多后少”的原则，选 5
择12322的方案。 ③确定变速组的扩大顺序。根据“前密后疏”原则，选择36112322的结构式。
④验算变速组的变速范围。最后扩大组的变速范围r661.41，
在允许的变速范围内。（最后扩大组的变速范围限制在nr） 4、分配各变速组的最小传动比 主传动系统需要4根轴，再加上电动机轴。 ① 决定轴Ⅲ—Ⅳ的最小降速传动比主轴上的齿轮希望更大些，能起到飞轮的
作用，所以最后一个变速组的最小降速比为minu=1/3=0.36。 ② 其余变速组的最小传动比根据“前缓后急”的原则，轴Ⅱ—Ⅲ间最小变速
取minu1/3=0.36,轴I-II间最小变速组取minu1/3=0.36。
③ 画出各变速组的传动比连线基本组的级比指数01x，第一扩大组的级比指数13x，第二扩大组级比指数36x。 5、确定齿轮齿数 机床转速图确定后，则各变速组的传动比也确定了，即可进一步确定各变速组中传动副的齿轮数，皮带轮的直径等。齿轮数可通过用计算法、图解法或从表查法确定，必须注意以下几点：
1） 齿轮的齿数和zS不能太大，以免齿轮尺寸过大而引起机床结构增大。一
般推荐齿数和zS100120，常选在100之内。 2） 同一变速组中的各对齿轮，其中心距必须保证相等。 3） 最小齿轮的齿数应保证不产生根切现象。对于标准齿轮，其最小齿数min17z（变位齿轮除外）。受结构限制的最小齿数的各齿轮（尤其是最小齿轮），必须能可靠地装到轴上或进行套装。 4） 齿轮齿根圆到键槽的壁厚2am。（m为模数）一般5amm，以保证足够强度，防止破裂和热处理变形过大。 5） 放有操纵机构滑块的滑移齿轮的最小齿轮的确定，不宜过小，要保证与小齿轮侧面有较好的接触。 6） 确定齿轮齿数时，要考虑选用标准模数大小。同一变速组尽可能选用同一模数。 7） 两轮间中心距应取得适当不应过小，否则将导致两轴轴承间孔壁过薄或镗穿，以及其他结构之间距离过近或相碰。
6、同一变速组内模数的齿轮齿数的确定 6
为了便于设计和制造，主传动系统中所采用的齿轮模数的种类尽可能少一些。在同一变速组内一般都采用相同的模数，这是因为各齿轮副的速度变化不大，受力情况差别不大当各对齿轮模数相同时，且不采用变位齿轮的齿数和也必然相等。
采用查表法确定齿轮齿数： 参考文献【一】表2-2中横行zs表示一对齿轮的齿数和，纵列u表示一对齿轮的传动比，表中间的数值表示一对齿轮副的小齿轮齿数。当1u时，表示升速传动，所以小齿轮为从动轮。当1u时，表示降速传动，所以小齿轮为主动轮，这是要用传动比u的倒数查表。查出小齿轮的齿数后，将齿数和zs减去小齿轮的齿数。表中空白格，表示没有合适的齿数。 确定第一变速组（Ⅰ—Ⅱ）的三对齿轮齿数
已知： 1au= 1/=0.71； 2au=1/2=0.5； 3au=1/3=0.36 解： 1）首先在1au、2au、3au中找到出现最小齿数的传动比3au=0.36。
2）为了避免根切现象和结构设计的需要，取 minz。 3）从参考文献【一】表2-2中找出与3au=0.36的倒数2.777比
较接近的2.82这一行找到min22z时，查到最小齿数和min84zs。 4）找到可能采用的齿数和zs各种数值。这些数值必须同时满足个传动比要求的齿轮数，从min84zs向右查表，同时存在满足两个传动比要求的齿数和共有：
zs84、87、88、91……
5）确定合理的齿数和84zs，并根据它决定各齿轮的齿数。
由1'au=1.41的这一行中找出135z， 则11'843549zzsz； 由2'au=2.00的这一行中找出228z， 则22'842856zzsz； 由3'au=2.82的这一行中找出322z， 则33'842262zzsz； 所以第一组变速组的三对齿轮齿数分别是35/49、28/56、22/62。
确定第二组变速组（Ⅱ—Ⅲ）两对齿轮的齿数 已知： 1bu=1， 2bu=1/3=0.36。
