5.4 齿轮的布置
为了使变速箱结构紧凑以及考虑主轴适当的支承距离和散热条件，其齿轮的布置如下图2.4所示。
图2.4齿轮结构的布置
4.3各变速组齿轮规格的确定(好好查查机械设计手册)
4.3.1 齿轮模数的确定：
齿轮模数的估算。通常同一变速组内的齿轮取相同的模数，如齿轮材料相同时，选择负荷最重的小齿轮，根据齿面接触疲劳强度和齿轮弯曲疲劳强度条件进行估算模数H m 和F m ，并按其中较大者选取相近的标准模数，为简化工艺变速传动系统内各变速组的齿轮模数最好一
样，通常不超过2～3种模数。
先计算最小齿数齿轮的模数，齿轮选用直齿圆柱齿轮,齿轮精度选用7级精度，选择小齿轮材料为40C r (合金铸钢调质)，硬度为280HBS ：（一对轴承的传递效率为0.98-0.99，齿轮传动效率为0.98-0.99，此处去轴承位） 根据《机械设计手册》有公式：
①齿面接触疲劳强度：
3
2
2)
1(16020μ
σ?μHP j m H z n KP m +≥
②齿轮弯曲疲劳强度：
3
430FP
j m F z n KP m σ?≥
⑴ a 变速组：分别计算各齿轮模数，先计算最小齿40的齿轮。
①齿面接触疲劳强度：3
2
2)
1(16020μ
σ?μHP j m H z n KP m +≥
其中:
μ-公比 ；μ = 2；
P-齿轮传递的名义功率；P = 0.96?3=2.88KW ；
m ?-齿宽系数m ?=105-=m b ；
HP σ-齿轮许允接触应力lim 9.0H HP σσ=，lim H σ按MQ 线查取;（查查这个图）
j
n -计算齿轮计算转速;
K-载荷系数取1.2。（查表）
lim H σ=650MPa ，
MPa MPa HP 5859.0650=?=σ
∴1 1.65H m mm ≥= 根据《标准模数系列》将模数圆整为2mm 。
②齿轮弯曲疲劳强度：
3
430FP
j m F z n KP m σ?≥
其中: P-齿轮传递的名义功率；P = 0.96?3=2.88KW ；；
m ?-齿宽系数m ?=105-=m b ；
FP σ-齿轮许允齿根应力lim 4.1F FP σσ=，lim F σ MQ 线查取；
j
n -计算齿轮计算转速710/min j n r =;
K-载荷系数取1.2。
MPa F 300lim =σ，
∴300/1.4214FP MPa MPa σ==
∴1 1.2F m mm ≥=
根据《标准模数系列》将齿轮模数圆整为2.0mm 。 ∵11F H m m >所以12m mm = 于是变速组a 的齿轮模数取m =2.0mm 轴Ⅰ上主动轮齿轮的直径：
123238762
3366;22958
a a a d m m d m m d m m =?==?==
?=； 轴Ⅱ上三联从动轮齿轮的直径分别为： ''
12324896253106;257114a a a d mm d mm d mm =?==?==?=；
⑵、b 变速组：确定轴Ⅱ上另两联齿轮的模数，先计算最小齿数25的齿轮。
①齿面接触疲劳强度：3
2
2)
1(16020μ
σ?μHP j m H z n KP m +≥
其中:
μ-公比 ；μ =2.5；
P-齿轮传递的名义功率；P = 0.922?4=3.688KW ；
m ?-齿宽系数m ?=105-=m b ；
HP σ-齿轮许允接触应力lim 9.0H HP σσ=，lim H σ由MQ 线查取;
j
n -计算齿轮计算转速800/min j n n =;
K-载荷系数取1.2。
lim H σ=650MPa ，
∴MPa MPa HP 5859.0650=?=σ
∴2 2.44H m mm ≥= 根据《标准模数系列》将齿轮模数圆整为3mm
②齿轮弯曲疲劳强度：
3
430FP
j m F z n KP m σ?≥
其中: P-齿轮传递的名义功率；P =0.922?4=3.688KW ；
m ?-齿宽系数m ?=105-=m b ；
FP σ-齿轮许允齿根应力lim 4.1F FP σσ=，lim F σ由MQ 线查取；
j
n -计算齿轮计算转速500/min j n n =;
K-载荷系数取1.2。
MPa F 300lim =σ，
∴MPa MPa FP 4204.1300=?=σ
∴2 2.12F m mm ≥=
根据《标准模数系列》4将齿轮模数圆整为3mm 。 ∵22F H m m >所以mm m 32= 于是变速组b 的齿轮模数取m = 4mm 轴Ⅱ上主动轮齿轮的直径：
1233410232575b b d mm d mm =?==?=； 轴Ⅲ上二联从动轮齿轮的直径分别为：
''12354162353159b b d mm d mm =?==?=；；
⑶、c 变速组：确定轴Ⅲ上另两联齿轮的模数，先计算最小齿数18的齿轮。
①齿面接触疲劳强度：3
2
2)
1(16020μ
σ?μHP j m H z n KP m +≥
其中:
μ-公比 ；μ =4；
P-齿轮传递的名义功率；P = 0.89?4=3.56KW ；
m ?-齿宽系数m ?=105-=m b ；
HP σ-齿轮许允接触应力lim 9.0H HP σσ=，lim H σ由MQ 线查取;
j
n -计算齿轮计算转速;
K-载荷系数取1.2。
lim H σ=650MPa ，
∴MPa MPa HP 5859.0650=?=σ
∴2 5.16H m mm ≥= 根据《标准模数系列》将齿轮模数圆整为5mm
②齿轮弯曲疲劳强度：
3
430FP
j m F z n KP m σ?≥
其中: P-齿轮传递的名义功率；P =0.89?4=3.56KW ；
m ?-齿宽系数m ?=105-=m b ；
FP σ-齿轮许允齿根应力lim 4.1F FP σσ=，lim F σ由MQ 线查取；
j
n -计算齿轮计算转速;
K-载荷系数取1.2。
MPa F 300lim =σ，
∴MPa MPa FP 4204.1300=?=σ
∴2 3.15F m mm ≥=
根据《标准模数系列》4将齿轮模数圆整为4mm 。 ∵22F H m m >所以
于是变速组c 的齿轮模数取m = 5mm 轴Ⅲ上主动轮齿轮的直径：
1251880560300c c d mm d mm =?==?=；
轴Ⅳ上二联从动轮齿轮的直径分别为：
''12572360530150c c d mm d mm =?==?=；
⑷、标准齿轮参数：*
*20h 1c 0.25α
α===
，，
齿顶圆直径 m
h z d a a )2+(=*1；
齿根圆直径
m
c h z
d a f )22(1**
--=；
分度圆直径 mz d =； 齿顶高 m
h h a a *=；
齿根高
m
c h h a f )+(=**；
齿轮的具体值见表
表4.1齿轮尺寸表 （单位：mm ）
由公式(5~10)m m b m φφ==取8得： ①Ⅰ轴主动轮齿轮8216b mm I =?=； ②Ⅱ轴主动轮齿轮8324b mm ∏=?=； ③Ⅲ轴主动轮齿轮8540b mm III =?=；
一般一对啮合齿轮，为了防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小而增大轮齿的载荷，设计上，应主动轮比从动轮齿宽大（5～10mm 取6）。 所以：321546b b 16mm,b b =b =10mm b ====
17980b b 24mm,b =b 18mm ===
13141112b b 40,b b 33mm ====
4.3.3 各轴间中心距的确定
12()(4080)3
180()22z z m d mm I-II ++?=
==； (22+62)4
168()2
d mm II-III ?==；
)
(27026
)7218(mm d V =?+=I -III 4.4 带轮结构设计 ⑴、带轮的材料
常用的V 带轮材料为HT150或HT200，转速较高时可以采用铸钢或钢板冲压焊接而成，小功略时采用铸铝或塑料。 ⑵、带轮结构形式
V 带轮由轮缘、轮辐和轮毂组成。V 带轮的结构形式与基准直径有关，当带轮基准直径
d
d d 5.2≤（d 为安装带轮的轴的直径，mm ）时。可以采用实心式，当
mm
d d 300≤可以采用腹板式，
mm
d D mm d d 100,30011≥-≤同时时可以采用孔板式，当
mm
d d 300>时，
可以采用轮辐式。
带轮宽度：(1)2(41)152963B z e f mm =-+=-?+?=。 分度圆直径：
mm
d d 250=。
⑶、V 带轮的论槽
作面与大论的轮槽工作面紧密贴合，将V 带轮轮槽的工作面得夹角做成小于o
40。
（2） V 带安装到轮槽中以后，一般不应该超出带轮外圆，也不应该与轮槽底部接触。为
此规定了轮槽基准直径到带轮外圆和底部的最小高度
min
min f a h h 和。
（3）轮槽工作表面的粗糙度为2.36.1R R 或。
带轮的技术要求
铸造、焊接或烧结的带轮在轮缘、腹板、轮辐及轮毂上不允许有傻眼、裂缝、缩孔及气泡；铸造带轮在不提高内部应力的前提下，允许对轮缘、凸台、腹板及轮毂的表面缺陷进行修补；转速高于极限转速的带轮要做静平衡，反之做动平衡。其他条件参见921.13575-T GB 中的规定。
4.5 各轴轴承的选用
①主轴 前支承：NN3000K ，前支承：NN3000K ②Ⅰ轴 前支承：30208;带轮处支承：6210 ③Ⅱ轴 前支承：30207;中后支承：30207 ④Ⅲ轴 前支承：30208;后支承：30208
45987610b b b 32mm,b b =b 27mm =====
4.1片式摩擦离合器的选择
片式摩擦离合器可以在运转中接通或断开，且具有结合平稳、没有冲击、结构紧凑等特点，部分零件已标准化。在机床主轴箱变速传动中用于主轴的启动和正、反转。 1、 摩擦离合器上扭矩的计算 由上可知轴Ⅰ
1d 取 6-25×21×5，直径为20mm 、转速为min 10001r n j =。
摩擦离合器所在轴（Ⅰ轴）的扭矩由下式计算：
η
1
9550
j n N m f K KM M ?=≥
式中：
f
M —离合器的额定静扭矩
K —安全系数
m
M —运转时最大扭矩
N —电动机额定功率
1
j n —Ⅰ轴计算转速
η—电动机轴到Ⅰ轴传动效率 由上知：N=5.5KW 、
1
j n =1000
min r 、η=0.96。查《机床设计手册》表得 K=1.5。则
m
N M f ?=???=64.7596.095505.110005
.5
由表查的摩擦离合器外片外径D=90mm ，内片内径d=30mm ， 则其平均圆周速度
s
m v d
D n
d 14.360
10001000
6010002==
=????+ππ
1）
计算摩擦面对数Z
[]()
m
v Z
K K d D p f K K M Z 33n 120-??=
π
式中：f —摩擦片间摩擦系数
[p]— 许用压强MPa
D — 摩擦片外片外径mm d — 摩擦片内片内径mm Kv — 速度修正系数
Kz — 结合面数修正系数 Km — 接触系数修正系数
查表12得f=0.06、[p]=1.2.；查表13得Kv =0.94、Km =0.84所以经计算得KzZ=7.8取Z=10则摩擦片的总数为10+1=11片。
3 计算轴向压力Q
轴向压力可由下式计算：
()
[]v k p d D Q ??-=2
24
πN
第5章 主轴组件的设计
主轴的结构储存应满足使用要求和结构要求，并能保证主轴组件具有较好的工作性能。主轴结构尺寸的影响因素比较复杂，目前尚难于用计算法准确定出。通常，根据使用要求和结构要求，进行同型号筒规格机床的模拟分析，先初步选定尺寸，然后通过结构设计确定下来，最后在进行必要的验算或试验，如不能满足要求可重新修改尺寸，直到满意为直。 主轴上的结构尺寸虽然很多，但起决定作用的尺寸是：外径D 、孔径d 、悬伸量a 和支撑跨距L 。
5.1 主轴的基本尺寸确定 5.1.1 外径尺寸D
主轴的外径尺寸，关键是主轴前轴颈的（前支撑处）的直径1D 。1D 选定后，其他部位的外径可随之而定。1D 一般是通过筒规格的机床模拟分析加以确定。根据下图的资料参考，P 为4KW ，最大加工直径为400mm 。
所示为普通车床主轴前轴颈直径D
和主参数最大加工直径Dmax 的关系
则初取前轴颈
=80mm, 后轴颈21(0.7~0.85)D D =取260D mm =
主轴平均直径D=(60+80)/2=70mm 5.1.2 主轴孔径d 主轴内孔作用：
1.通过棒料、夹紧刀具或工件用的拉杆、冷却管等
2.大型、重型机床的空心主轴，减轻重量 确定d 的原则：在满足对空心主轴孔径的要求和最小壁厚要求以及不削弱主轴刚度的要求下尽量取大些
1、结构限制；对于轴径尺寸由前向后递减的主轴，应特别注意主轴后轴颈处的壁厚不允许过薄，对于中型机床的主轴，后轴颈的直径与孔径之差不要小于20~50mm ，主轴尾端最薄处的直径不要小于10~15mm 。
2、刚度限制；孔径增大会削弱主轴的刚度，由材料力学知，主轴轴端部的刚度与截面惯性矩成正比，
即：444
4()641()64d d K I D d d K I D D
ππ-===-
式中：
主轴孔径：
主轴平均外径：
：空心、实心截面惯性矩、度；空心、实心截面主轴刚、----d D I I K K d d 0
据上式可得出主轴孔径对刚度有影响 ，有图可见，
当00.5d D ≤时，0.94d K K ≥，说明空心主轴的刚度降低较小。当00.7d D =时，
0.76d K K =，空心主轴刚度降低了24%，因此为了避免过多削弱主轴的刚度，一般取00.7d D ≤。普通车床1/(/)0.550.6d D d D = 或者
初步设定主轴孔径d=48mm ，主轴孔径与外径比为0.6。 5.1.3 主轴悬伸量a
主轴悬伸量a 指的是主轴前支承反力的作用点到主轴前端受力作用点之间的距离。主轴悬伸量a 取决于主轴端部的结构形状及尺寸，一般应按标准选取。有时为了提高主轴刚度或定位精度，可不按标准取。另外，悬伸量a 与前支承中轴承的类型及组合形式、工件或工件夹具的夹紧方式以及前支承的润滑与密封装置的结构尺寸等有关。因此，在满足结构要求的前提下，应尽可能减少悬伸量a ，以利于提高主轴组件的刚度。根据结构类型,定悬伸长度110a mm =。
（考虑密封装置的结构尺寸）暂取
a=85mm
5.1.4 支撑跨距L
支撑跨距L ，当前，多数机床的主轴采用前后两个支撑，结构简单，制造、装配方便，容易保证精度，但是，由于两支撑主轴的最佳支距0L 一般较短，结构设计难于实现，故采用三支撑结构。如图所示，三支撑主轴的前中支距1L ，对主轴组件刚度和抗震性的影响，要比前后支距L 地影响大得多，因此，需要合理确定1L 。为了使主轴组件获得很高的刚度可抗震性，前中之距1L 可按两支撑主轴的最佳只距0
L 来选取。
由于三支撑的前后支距L 对主轴组件的性能影响较小，可根据结构情况适当确定。如果为了提高主轴的工作平稳性，前后支距L 可适当加大，如取1(5~6.5)L D 。采用三支撑结构时，一般不应该把三个支撑处的轴承同时预紧，否则因箱孔及有关零件的制造误差，会造成无法装配或影响正常运作。因此为了保证主轴组件的刚度和旋转精度，在三支撑中，其中两个支撑需要预紧，称为紧支撑；另外一个支撑必须具有较大的间隙，即处于“浮动”状态，称为松支撑，显然，其中一个紧支撑必须是前支撑，否则前支撑即使存有微小间隙，也会使主轴组件的动态特性大为降低。试验表明，前中支撑为紧支撑、后支撑位松支撑，要比前后支撑位紧支撑、中支撑为松支撑的结构静态特性显著提高。
5.1.5 主轴最佳跨距0L 的确定
(4)、主轴支承跨距
主轴跨距与悬伸量
主轴支承跨距L是指主轴前-后或前-中支承反力作用点之间的距离，它是决定主轴组件刚度的主要因素之一，因为主轴组件的刚度主要取决于主轴本身的刚度和主轴支承的刚度，而前者与支承跨距L 有关。
主轴组件的刚度与主轴受力后的端部变形有关。主轴端部受力后，主轴和主轴的支承都会产生弹性变形，使主轴端部产生位移，根据位移叠加原理，主轴端部位移y 由两部分组成
21y y y +=
式中：y1-----刚性支承（假定支承不变形）上弹性主轴端部的位移。 y2----弹性支承上刚性主轴（假定主轴不变形）端部的位移。
（1）刚性支承上弹性主轴端部的位移y 1
根据《材料力学》中两支撑点梁和悬臂梁的挠度公式，可得：
y1=EI 3PaL a+EI 3Pa 3=()[]
??
? ??+=+133132
a L EI Pa a L Pa EI （厘米）
式中：E ——主轴材料的弹性模量；
I —— 主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为D,内孔直径为d 时，I=
()
64
44d D -π；当无孔时，64
4
D I π=
;
(2)弹性支承上刚性主轴端部的位移y2
设前、后支承的刚度分别为21,c c ，前后支承的弹性变形刚度分别为21,δδ
12
,A B A B R R
c c δδ=
= 式中：A R ———前支承的支反力，???
?
?+=l a P R A 1
B R ————后支承的支反力，l
a P R B ?= 因此， 11A P a c l δ??
=
+ ???， 2B P a c l
δ=
? 用相似三角形定理可求得：
2
2
21211A B a a P a P a y l l c l c l δδ??
????=++?=++ ? ? ??
?????
整理后可得：
???
?
????++??? ?????? ??+=1212
2112l a l a c c c P y 主轴端部位移：
???
?
????++??? ?????? ??++??? ??+=+=121132
211321l a l a c c c P a l EI Pa y y y
合理的跨距可根据上式确定，最小挠度的条件为0=dl
dy
，这时的l 应为合理跨距，式中用0l 表示：
022113303022113=???
?
????-???? ??-???? ??++?l a l a c c c P a EI Pa 整理后得：
0166211013
=????
?
?+--c c c EI l a c EI l 可以证明，该三次代数方程式只存在唯一的正实根，求解此方程较麻烦，为此可考虑用计算线图来定0l ，令综合变量3
1a c EI
=η，代入上式，可解出：
???
?
??++?
?
?
??=161
2103
0c c a l a l η
η系无量纲量，
它表示抗弯刚度EI 与主轴前支承刚度1c 及悬伸量a 的三次方的比值，由上式可知，η仅是比值a l 0和21c c 的函数，故可用21c c
为参变量，a
l 0为变量，η做出的计算图。
（3）根据线图法可以求解出最佳跨距，已知主轴孔径为d=63mm ，主轴前、后支承均选用 NN3000K （3182100）系列轴承，,a=110mm 。
①计算前支承刚度
根据经验公式前轴承刚度1c =1700×D 1.41=170013.04×105N ／mm
后轴承直径小于前轴承， 取1
2
1.4c c =则后轴承刚度52c =9.110N mm ?／ ②计算综合变量 主轴惯性矩I=π (D 4-d 4)/64＝ 5.119×106mm 4
此处弹性模量E=2.1×105N ／mm 2
,
③确定
在上图中在横坐标上找出η=0.619之点，向上作垂直线与=1.4的斜直线相交，由点向左作水平线与纵坐标轴相交，得=2.8
所以主轴最佳跨距
由于采用分离式主轴箱，没有结构等限制原因，所以主轴最佳跨距既是主轴实际跨距L=303mm。且不用采用三支承。
5.2 主轴的验算
机床在切削加工过程中，主轴的负荷较重，而允许的变形由很小，因此决定主轴结构尺寸的主要因素是它的变形大小。对于普通机床的主轴，一般只进行刚度验算。通常能满足刚度要求的主轴，也能满足强度要求。只有重载荷的机床的主轴才进行强度验算。对于高速主轴，还要进行临界转速的验算，以免发生共振。
一弯曲变形为主的机床主轴(如车床、铣床)，需要进行弯曲刚度验算，以扭转变形为主的机床（如钻床），需要进行扭转刚度验算。当前主轴组件刚度验算方法较多，没能统一，还属近似计算，刚度的允许值也未做规定。考虑动态因素的计算方法，如根据部产生切削颤动条件来确定主轴组件刚度，计算较为复杂。现在仍多用静态计算法，计算简单，也较适用。主轴弯曲刚度的验算；验算内容有两项：其一，验算主轴前支撑处的变形转角θ，是否满足轴承正常工作的要求；其二，验算主轴悬伸端处的变形位移y，是否满足加工精度的要求。对于粗加工机床需要验算θ、y值；对于精加工或半精加工机床值需验算y值；对于可进行粗加工由能进行半精的机床（如卧式车床），需要验算θ值，同时还需要按不同加工条件验算y值。
5.2.1 主轴组件弯曲刚度的验算
对一般设备中的主轴，主要进行刚度验算。通常，如果能满足刚度要求，也就能满足强度要求。只有对重载荷的主轴才需要进行强度验算；对于高速主轴，有时需要进行临街转速的验
算，以防发生共振。
（1）考虑机械效率，主轴最大输出转距0.89
9550
271.98125
P T N m ?==?.
床身上最大加工直径约为最大回转直径的50到60%,即加工工件直径200mm,则半径为0.1m .
（2）计算切削力
271.982719.80.1N m
F N m
?=
=
前后支撑力分别设为A F ,B F .
110308
2719.83691.2308A a l F F N l ++=?
=?= 110
2719.8971.4308B a F F N l =?=?=
如上图所示为主轴的计算简图。主轴端部受到F 力作用，产生弯曲形变，在主轴端部引起的挠度为。
当假设轴承为刚性支撑，主轴为弹性体，则主轴前端受力F 后的弹性形变引起的挠度为，即
式中：
5244());
, 2.110/;();
64
F N a mm L mm E MPa E N mm D mm I D d π
----=?-=
-主轴传递全部功率时，作用于主轴端部的当量切削力（）；主轴悬伸量；主轴有关尺寸（主轴材料的弹性模量（）钢主轴当量外径（）;
代入数据得：
当假设主轴为刚体，支承件为刚性体，又前后支承的支反力分别为
,
其支承刚度相应为
,则主轴前端受力F 后的弹性变形引起的挠度为,即
代入数据得：
根据叠加原理，主轴端部最大变形量是在刚性支承弹性主轴引起的主轴端部变形和刚性主轴弹性支承引起的主轴端部变形的代数和，即
对一般设备，则取=0.0002L
则符合要求。
5.2.2 主轴组件扭转刚度的验算
对以扭转变形为主的主轴，还要验算其扭转刚度。通常要求其扭转角在（2025）D的长度内不超过,即：
式中：
D主轴直径，单位为mm
代入数据得符合要求。
5.2.3 主轴轴承寿命的验算
在水平面：
110308
2719.83691.2308AH a l F F N l ++=?=?= 1102719.8971.36308
BH
a F F N l =?=?=
在水平面：考虑压轴力
的
N
F AV 9.56= N
F BV 2.896=
∴
N
F F F AV AH A 98.25889.5636.2588222
2=+=+=
④因轴承在运转中有中等冲击载荷，又由于不受轴向力，查得载荷系数p
f ，取
2
.1=p f ，
则有：
N
F f P A p 77.31067.23172.1=?==
⑤轴承的寿命计算:所以按轴承的受力大小计算寿命
h
h P C n L h 584008.84467).77.310619500(906010)(60103
/10616>=?==ε
故该轴承NN3000K 能满足要求。
7）主轴材料与热处理
材料为45钢，调质到220～250HBS ，主轴端部锥孔、定心轴颈或定心圆锥面等部位局部淬硬至HRC50～55，轴径应淬硬。 6）头部尺寸的选择
对机床主轴的头部广泛采用短圆周式结构，悬伸短，刚度好。在此选择B 型，主轴前端轴径D 1=100mm,故选代号为6的B 型结构。其公称直径D=106.375,、偏差为+0.010、D 1=170、D 2=133.4、d 1=19.05、d 2=14、d 3=M6、B=25、l =14、h=5。 第6章 箱体与润滑的设计 6.1 箱体的设计
参考设计手册11-1，铸铁减速器箱体结构尺寸初步取如下5-1： 表5-1
中北大学 课程设计任务书 15/16 学年第一学期 学院：机械工程与自动化学院 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名：王前学号：1202014233 课程设计题目：《金属切削机床》课程设计 （车床主轴箱设计） 起迄日期：12 月21 日～12 月27 日课程设计地点：机械工程与自动化学院 指导教师：马维金讲师 系主任：王彪 下达任务书日期: 2012年12月21日
课程设计任务书
课程设计任务书
目录 1.机床总体设计 (5) 2. 主传动系统运动设计 (5) 2.1拟定结构式 (5) 2.2结构网或结构式各种方案的选择 (6) 2.2.1 传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围 (6) 2.2.2 基本组和扩大组的排列顺序 (6) 2.3绘制转速图 (7)
2.5确定带轮直径 (8) 2.6验算主轴转速误差 (8) 2.7 绘制传动系统图 (8) 3．估算传动件参数确定其结构尺寸 (10) 3.1确定传动见件计算转速 (10) 3.2确定主轴支承轴颈尺寸 (10) 3.3估算传动轴直径 (10) 3.4估算传动齿轮模数 (10) 3.5普通V带的选择和计算 (11) 4．结构设计 (12) 4.1带轮设计 (12) 4.2齿轮块设计 (12) 4.3轴承的选择 (13) 4.4主轴主件 (13) 4.5操纵机构、滑系统设计、封装置设计 (13) 4.6主轴箱体设计 (13) 4.7主轴换向与制动结构设计 (13) 5.传动件验算 (14) 5.1齿轮的验算 (14) 5.2传动轴的验算 (16) 5.3花键键侧压溃应力验算 (19)
目录 一、机床总体设计---------------------------------------------------------------------2 1、机床布局--------------------------------------------------------------------------------------------2 2、绘制转速图-----------------------------------------------------------------------------------------4 3、防止各种碰撞和干涉-----------------------------------------------------------------------------5 4、确定带轮直径--------------------------------------------------------------------------------------5 5、验算主轴转速误差--------------------------------------------------------------------------------5 6、绘制传动系统图-----------------------------------------------------------------------------------6 二、估算传动件参数确定其结构尺寸-------------------------------------------7 1、确定传动见件计算转速--------------------------------------------------------------------------7 2、确定主轴支承轴颈尺寸--------------------------------------------------------------------------7 3、估算传动轴直径-----------------------------------------------------------------------------------7 4、估算传动齿轮模数--------------------------------------------------------------------------------8 5、普通V带的选择和计算-------------------------------------------------------------------------8 三、机构设计--------------------------------------------------------------------------10 1、带轮设计-------------------------------------------------------------------------------------------10 2、齿轮块设计----------------------------------------------------------------------------------------10 3、轴承的选择----------------------------------------------------------------------------------------10 4、主轴主件-------------------------------------------------------------------------------------------10 5、操纵机构-------------------------------------------------------------------------------------------10 6、滑系统设计----------------------------------------------------------------------------------------10 7、封装置设计----------------------------------------------------------------------------------------10 8、主轴箱体设计-------------------------------------------------------------------------------------11 9、主轴换向与制动结构设计----------------------------------------------------------------------11 四、传动件验算-----------------------------------------------------------------------11 1、齿轮的验算----------------------------------------------------------------------------------------11 2、传动轴的验算-------------------------------------------------------------------------------------13 五、设计感想--------------------------------------------------------------------------15 六、参考文献--------------------------------------------------------------------------16
目录 一．设计目的 (2) 二、设计步骤 (2) 1.运动设计 (2) 1.1已知条件 (2) 1.2结构分析式 (2) 1.3 绘制转速图 (4) 1.4 绘制传动系统图 (6) 2.动力设计 (6) 2.1 确定各轴转速 (6) 2.2 带传动设计 (7) 2.3 各传动组齿轮模数的确定和校核 (9) 3. 齿轮强度校核 (11) 3.1校核a传动组齿轮 (12) 3.2 校核b传动组齿轮 (13) 3.3校核c传动组齿轮 (14) 4. 主轴挠度的校核 (15) 4.1 确定各轴最小直径 (15) 4.2轴的校核 (16) 5. 主轴最佳跨距的确定 (16) 5.1 选择轴颈直径,轴承型号和最佳跨距 (17) 5.2 求轴承刚度 (17) 6. 各传动轴支承处轴承的选择 (18) 7. 主轴刚度的校核 (19) 7.1 主轴图: (19) 7.2 计算跨距 (19) 三、总结 (20) 四、参考文献 (20)
一．设计目的 通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，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，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。 二、设计步骤 1.运动设计 1.1已知条件 [1]确定转速范围：主轴最小转速nnim（r/min）=90r/min、nmax （r/min）=2000r/min 主电动机转速（r/min)=1440、P（kw）=4kw [2]最大加工直径φ=250mm [3]确定公比：41 ? .1 = [4]转速级数：10 z = 1.2结构分析式 因为我们的级数是10级，为了实现10级，本次设计中，我打算按12级的主轴箱来计算，让里面其中两组数据一样，最终达到10级
机床主轴箱设计说明书 一、机床的型号及用途 1、规格 选用型号 CA6140、规格 Φ320×1000 2、用途 CA6140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、车削外圆锥面、车削特型面、滚花和盘绕弹簧等。加工围广、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12D D >/,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 【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： Z=40 r/min min Z=1800 r/min max 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： N =4kW 额
目录 全套图纸加174320523 各专业都有 1.概述和机床参数确定 (1) 1.1机床运动参数的确定 (1) 1.2机床动力参数的确定 (1) 1.3机床布局 (1) 2.主传动系统运动设计 (2) 2.1确定变速组传动副数目 (2) 2.2确定变速组的扩大顺序 (2) 2.3绘制转速图 (3) 2.4确定齿轮齿数 (3) 2.5确定带轮直径 (3) 2.6验算主轴转速误差 (4) 2.7绘制传动系统图 (4) 3．估算传动件参数确定其结构尺寸 (5) 3.1确定传动转速 (5) 3.2确定主轴支承轴颈尺寸 (6) 3.3估算传动轴直径 (6) 3.4估算传动齿轮模数 (6) 3.5普通V带的选择和计算 (7) 4．结构设计 (8) 4.1带轮设计 (8) 4.2齿轮块设计 (8) 4.3轴承的选择 (9) 4.4主轴组件 (9) 4.5操纵机构、滑系统设计、封装置设计 (9) 4.6主轴箱体设计 (9)
4.7主轴换向与制动结构设计 (9) 5.传动件验算 (10) 5.1齿轮的验算 (10) 5.2传动轴的刚度验算 (12) 5.3花键键侧压溃应力验算 (16) 5.4滚动轴承的验算 (16) 5.5主轴组件验算 (17) 6. 主轴位置及传动示意图 (20) 7.总结 (20) 8.参考文献 (21) 1.概述 1机床课程设计的目的 机床课程设计，是在金属切削机床课程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。轻型车床是根据机械加工业发展需要而设计的一种适应性强，工艺范围广，结构简单，制造成本低的万能型车床。它被广泛地应用在各种机械加工车间，维修车间。它能完成多种加工工序；车削内圆柱面，圆锥面，成形回转面，环形槽，端面及内外螺纹，它可以用来钻孔，扩孔，铰孔等加工。 1.1 机床运动参数的确定 （1）确定公比φ及Rn 已知最低转速n min =45rpm，最高转速n max =1980rpm，变速级数Z=12，则公比： φ= （n max /n min ）1/（Z－1） =（1980rpm/45rpm）1/（12－1）≈1.41 转速 调整范围： Rn=n max /n min =44 （2）求出转速系列 根据最低转速45r/min，最高转速max n=1980r/min，公比φ=1.41，按《金属切屑机床》（戴曙编）表7-1选出标准转速数列： 2000 1400 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 1.2机床动力参数的确定 已知电动机功率为N=4kw，根据《金属切削机床简明手册》（范云涨、陈兆年编）表11-32选择主电动机为Y112M-4，其主要技术数据见下表1： 表1 Y90L-4技术参数
C6136型机床主轴箱课程设计说明书系别：交通和机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机械10-4班 姓名：富连宇 学号：1008470434 吗 指导老师：赵民 目录 一、设计目的 (1) 二、机床主要技术要求 (1) 三、确定结构方案 (1) 四、运动设计 (1) 4.1确定极限转速 (1) 4.2拟订结构式 (1) 4.3绘制转速图 (2) 4.4 确定齿轮齿数 (2) 4.5 验算主轴转速误差： (3) 4.6 绘制传动系统图 (3) 五、动力设计 (3) 5.1 V带的传动计算 (3) 5.2各传动轴的估算 (4) 5.3齿轮模数确定和结构设计： (5) 5.4摩擦离合器的选择和计算： (6) 5.5结构设计 (7) 六、齿轮强度校核 (8) 6.1、各齿轮的计算转速 (8) 6.2、齿轮校核 (9) 七、主轴刚度校核 (9) 八、主轴最佳跨度确定 (10) 8.1计算最佳跨度 (10) 8.2校核主轴挠度 (10) 8.2主轴图：（略）见附图2 (10) 九、各传动轴支持处轴承选用 (10) 十、键的选择和校核 (10) 1）、轴IV的传递最大转矩 (10) 十一、润滑和密封 (11) 十二、总结 (11) 十三、参考文献 (11) 十四、附 (12)
一、设计目的 通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，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，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。可使我们学会理论联系实际的工作方法，培养独立工作的能力；学会基本的设计的方法；熟悉手册、标准、资料的运用；加强机械制图、零件计算、编写技术文件的能力，学会设计说明书的编写。为接下去的毕业设计、毕业论文积累经验。 二、机床主要技术要求 [1]车床类型为C6136型车床主轴变速箱（采用机械传动结构）。 [2]加工工件最大直径：360mm [3]加工工件最大长度：1500mm [4] 主轴通孔直径：40-50mm [5]主轴前锥孔：莫式5号 [6]主轴采用三相异步电机 [7]主电动机功率为n电额：4kw [8]转速nmin：33.5r/min mmax：1700 r/min n额：1000r/min [9]主轴变速系统实现正传12级变速，反转6级变速（采用摩擦离合器） 三、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。 四、传动方案 4.1确定极限转速 转速n min：33.5r/min n max：1700 r/min n额：1000r/min 4.2拟订结构式 1）确定变速组传动副数目： 传动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，为实现12级主轴转速变化的传动系统可以以下多种传动副组合： ①12=3x2x2 ②12=2x2x3 ③12=2ⅹ3ⅹ2等 18级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴箱的具体结构、装置性能，主轴上的传动副数主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上的齿轮少些为好。按照1 符合变速级数、级比规律 2 传动件前多后少3 结构网前密后疏4 第二扩大组变速范围r=8满足变速范围要求
中北大学 信息商务学院 课程设计说明书 学生姓名：学号： 系：机械自动化系 专业：机械设计制造及其自动化 题目：机床课程设计 ——车床主轴箱设计 指导教师：马维金职称: 教授 黄晓斌职称: 副教授 2013年12月28日
目录 一、传动设计 1.1电机的选择 1.2运动参数 1.3拟定结构式 1.3.1 确定变速组传动副数目 1.3.2确定变速组扩大顺序 1.4拟定转速图验算传动组变速范围 1.5确定齿轮齿数 1.6确定带轮直径 1.6.1确定计算功率Pca 1 .6.2选择V带类型 1.6.3确定带轮直径基准并验算带速V 1.7验算主轴转速误差 1.8绘制传动系统图 二、估算主要传动件，确定其结构尺寸 2.1确定传动件计算转速 2.1.1主轴计算转速 2.1.2各传动轴计算转速 2.1.3各齿轮计算转速 2.2初估轴直径 2.2.1确定主轴支承轴颈直径 2.2.2初估传动轴直径 2.3估算传动齿轮模数 2.4片式摩擦离合器的选择及计算 d 2.4.1决定外摩擦片的内径 2.4.2选择摩擦片尺寸 2.4.3计算摩擦面对数Z 2.4.4计算摩擦片片数 2.4.5计算轴向压力Q 2.5V带的选择及计算 a 2.5.1初定中心距 L 2.5.2确定V带计算长度L及内周长 N
2.5.3验算V带的挠曲次数 2.5.4确定中心距a 2.5.5验算小带轮包角 α 1 2.5.6计算单根V带的额定功率 P r 2.5.7计算V带的根数 三、结构设计 3.1带轮的设计 3.2主轴换向机构的设计 3.3制动机构的设计 3.4齿轮块的设计 3.5轴承的选择 3.6主轴组件的设计 3.6.1各部分尺寸的选择 3.6.1.1主轴通孔直径 3.6.1.2轴颈直径 3.6.1.3前锥孔尺寸 3.6.1.4头部尺寸的选择 3.6.1.5支承跨距及悬伸长度 3.6.2主轴轴承的选择 3.7润滑系统的设计 3.8密封装置的设计 四、传动件的验算 4.1传动轴的验算 4.2键的验算 4.2.1花键的验算 4.2.2平键的验算 4.3齿轮模数的验算 4.4轴承寿命的验算 五、设计小结 六、参考文献
课程设计 课程名称：金属切削机床 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号： 年级：任课教师： 2011年 1月15 日 贵州大学机械工程学院
目录 目录 (2) 一、绪论 (4) 二、设计计算 (5) 1机床课程设计的目的 (5) 2机床主参数和基本参数 (5) 3操作性能要求 (5) 三、主动参数的拟定 (6) 1确定传动公比 (6) 2主电动机的选择 (6) 四、变速结构的设计 (6) 1主变速方案拟定 (6) 2变速结构式、结构网的选择 (7) 1. 确定变速组及各变速组中变速副的数目 (7) 2. 变速式的拟定 (7) 3. 结构式的拟定 (7) 4. 结构网的拟定 (8) 5. 结构式的拟定 (8) 6. 结构式的拟定 (9) 7. 确定各变速组变速副齿数 (10) 8. 绘制变速系统图 (11) 五、结构设计 (12) 1.结构设计的内容、技术要求和方案 (12) 2.展开图及其布置 (12) 3.I轴（输入轴）的设计 (12) 4.传动轴的设计 (13) 5.主轴组件设计 (14) 1. 内孔直径d (14) 2. 轴径直径 (15) 3. 前锥孔直径 (15) 4. 主轴悬伸量a和跨距 (15) 5. 主轴轴承 (15) 6. 主轴和齿轮的联接 (16) 7. 润滑和密封 (16) 8. 其它问题 (16) 六、传动件的设计 (17) 1带轮的设计 (17)
2传动轴直径的估算 (20) 1 确定各轴计算转速 (20) 2传动轴直径的估算 (21) 3各变速组齿轮模数的确定 (22) 4片式摩擦离合器的选择和计算 (25) 七、本文工作总结 (27) 参考文献 (28) 致谢 (29)
毕业设计（论文） 设计（论文）题目： JCK6136 数控车床设计 －主轴箱和床身部件 学院名称：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 指导教师： 定稿日期：
JCK6136数控车床主轴箱和床身部件设计 任务书 1．设计（论文）拟解决的主要问题 ?通过调研和分析小组共同确定机床的传动方案、总体布置形式；完成给定机械部分的详细结构设计，设计的各部分间能有机结合，相互协调；小组共同整个机床的装配图和机械部分的大部分图样。 ?加强综合训练，全面提高工程应用能力和开发创新能力，培养相互协作配合的团队精神。 ?重点解决主轴箱部件设计有关的技术问题。 2．设计（论文）的主要内容和基本要求 ?技术参数：床身最大回转直径：360mm，拖板最大回转直径：≥190mm，最大加工长度：1000mm，主轴转速：36～1800r/min（高低挡无级变速），主轴锥孔MT6；径纵向进给最大速度：4m/min，横向进给最大速度：4m/min。主电机功率5.5Kw。 ?设计任务： 机床总装配图、部件装配图、主要自制件零件图，总图量不小于3 张A0。 开题报告、文献综述、外文翻译、设计计算书各一份。 ?设计要求： 图样全部用计算机绘制，符合最新制图标准；投影正确，表达完整，布局合理。 注重工作性能和结构、装配工艺性；外观造型，力求简洁、明快；功能满足，实用可靠。 理论分析完整清楚；设计推导简要；计算正确可靠。避免冗长，杜绝抄袭。
摘要 数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量个国家工业现代化的重要标志。数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造．中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。因此，普通机床的数控化改造大有可为。 通过对JCK6136普通车床的数控改造，使其加工精度明显提高，定位准确可靠，操作方便，性能价格比高。这种方法对中小企业设备的数控改造有一定的借鉴与推广作用。本次改造主要针划车床的主轴系统、刀架系统、进给系统、反馈环节、电器控制柜及数控系统进行了改造，改造方法简单、改造操作步骤便于实施。 关键词：车床；数控；改造；进给系统；主轴；传动系统。
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 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。 主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。 进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。 丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。 溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。 第二章机床的规格和用途 CA6140机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。 主轴三支撑均采用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；纵向与横向进给由十字手柄操纵，并附有快速电机。该机床刚性好、功率大、操作方便。 第三章主要技术参数 工件最大回转直径： 在床面上………………………………………………………-----……………400毫米在床鞍上…………………………………………………………-----…………210毫米工件最大长度（四种规格）……………………………----…750、1000、1500、2000毫米主轴孔径…………………………………………………-----……………………… 48毫米主轴前端孔锥度…………………………………………-----…………………… 400毫米主轴转速范围： 正传（24级）…………………………………………----…………… 10～1400转/分反传（12级）……………………………………---…-……………… 14～1580转/分加工螺纹范围：
C A6140普通车床主轴变速箱设计及主轴箱 设计说明书
目录 1 绪论 (1) 1.1 课题研究背景及选题意义 (1) 1.1.1课题的背景 (1) 1.1.2课题的目的 (5) 1.2 完成的内容 (5) 2 参数拟定 (6) 2.1 主电机动力参数的确定 (6) 2.2 运动设计 (7) 2.2.1确定主轴极限转速 (7) 2.2.2确定转速范围n R定公比 确定主轴转速数例: (8) 3 传动设计 (8) 3.1 传动方案拟定 (8) 3.1.1传动组和传动副数的确定 (9) 3.2 传动结构式的选择 (10) 3.2.1基本组和扩大组的确定 (10) 3.2.2分配总降速比 (11) 3.3 带轮直径和齿轮齿数的确定及转速图拟定 (12) 3.3.1确定皮带轮动直径 (12) 3.3.2确定齿轮齿数 (13) 3.3.3画出转速图如下[1]： (15) 3.3.4验算转速误差 (15) 3.4 齿轮的计算转速的确定及传动系统的拟定的计算转速 (17) 3.4.1确定各轴和齿轮 (17) 3.4.2由转速图拟定传动系统图 (18)
4 传动件的估算和验算 (19) 4.1齿轮模数的估算和设计 (19) 4.1.1 计算各轴传动的功率 (19) 4.1.2 计算传动轴齿轮模数 (20) 4.1.3 计算各轴之间的中心距 (22) 4.2 三角带传动的计算 (22) 4.2.1计算皮带尺寸[6] (22) 4.3 传动轴的估算和齿轮尺寸的计算 (24) 4.3.1确定各轴的直径 (24) 4.3.2 计算各齿轮的尺寸[6] (25) 5 各部件结构设计 (27) 5.1 皮带轮及齿轮块设计 (27) 5.1.1 皮带及皮带轮的设计 (27) 5.1.2 齿轮及齿轮块设计 (28) 5.2 轴承的选择及箱体设计 (28) 5.2.1各轴承的选择 (28) 5.2.2 主轴及箱体设计 (28) 5.3 密封结构及润滑 (29) 6 主轴组件的验算 (30) 6.1验算主轴轴端的位移a y (30) 6.2 前轴承的转角及寿命的验算 (32) 6.2.1 验算前轴承处的转角Q (32) 6.2.2 验算前支系寿命 (33) 6.3 箱体设计 (34) 总结 (34) 致谢 (36)
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。 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
XX大学 课程设计(论文) 最大加工直径为250mm的普通车床的主轴箱部件设计 所在学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师 年月日
摘要 本设计着重研究机床主传动系统的设计步骤和设计方法，根据已确定的运动参数以变速箱展开图的总中心距最小为目标，拟定变速系统的变速方案，以获得最优方案以及较高的设计效率。在机床主传动系统中，为减少齿轮数目，简化结构，缩短轴向尺寸，用齿轮齿数的设计方法是试算，凑算法，计算麻烦且不易找出合理的设计方案。本文通过对主传动系统中三联滑移齿轮传动特点的分析与研究，绘制零件工作图与主轴箱展开图及剖视图。 关键词:传动系统设计,传动副，结构网，结构式，
目录 摘要 (2) 目录 (3) 第1章绪论 (5) 1.1 课程设计的目的 (5) 1.2课程设计的内容 (5) 1.2.1 理论分析与设计计算 (5) 1.2.2 图样技术设计 (5) 1.2.3编制技术文件 (5) 1.3 课程设计题目、主要技术参数和技术要求 (5) 第2章车床参数的拟定 (7) 2.1车床主参数和基本参数 (7) 2.2车床的变速范围R和级数Z (7) 2.3确定级数主要其他参数 (7) 2.3.1 拟定主轴的各级转速 (7) 2.3.2 主电机功率——动力参数的确定 (7) 2.3.3确定结构式 (7) 2.3.4确定结构网 (8) 2.3.5绘制转速图和传动系统图 (8) 2.4 确定各变速组此论传动副齿数 (9) 2.5 核算主轴转速误差 (11) 第3章传动件的计算 (11) 3.1 带传动设计 (11) 3.2选择带型 (12) 3.3确定带轮的基准直径并验证带速 (13) 3.4确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角 (13) 3.5确定带的根数z (14) 3.6确定带轮的结构和尺寸 (14)
1.概述 (4) 1.1机床主轴箱课程设计的目的 (4) 1.2设计任务和主要技术要求 (4) 1.3操作性能要求 (4) 2.参数的拟定 (5) 2.1确定极限转速 (5) 2.2主电机选择 (5) 3.传动设计 (6) 3.1主传动方案拟定 (6) 3.2传动结构式、结构网的选择 (6) 3.2.1确定传动组及各传动组中传动副的数目 (6) 3.2.2传动式的拟定 (7) 3.2.3结构式的拟定 (7) 4.传动件的估算 (8) 4.1三角带传动的计算 (8) 4.2传动轴的估算 (11) 4.2.1主轴的计算转速 (11) 4.2.2各传动轴的计算转速 (12) 4.2.3各轴直径的估算 (12) 4.3齿轮齿数的确定和模数的计算 (13) 4.3.1齿轮齿数的确定 (13) 4.3.2齿轮模数的计算 (15) 4.3.4齿宽确定 (20) 4.3.5齿轮结构设计 (21)
4.4带轮结构设计 (21) 4.5传动轴间的中心距 (21) 4.6轴承的选择 (22) 4.7片式摩擦离合器的选择和计算 (23) 4.7.1摩擦片的径向尺寸 (23) 4.7.2按扭矩选择摩擦片结合面的数目 (23) 4.7.3离合器的轴向拉紧力 (2424) 4.7.4反转摩擦片数 (24) 5.动力设计 (25) 5.1传动轴的验算 (25) 5.1.1Ⅰ轴的强度计算 (26) 5.1.2作用在齿轮上的力的计算 (26) 5.1.3主轴抗震性的验算 (28) 5.2齿轮校验 (31) 5.3轴承的校验 (32) 6.结构设计及说明 (33) 6.1结构设计的内容、技术要求和方案 (33) 6.2展开图及其布置 (34) 6.3I轴（输入轴）的设计 (34) 6.4齿轮块设计 (35) 6.4.1其他问题 (36) 6.5传动轴的设计 (36) 6.6主轴组件设计 (38) 6.6.1各部分尺寸的选择 (38) 6.6.2主轴轴承 (38)
蚌埠学院 课程设计任务书 学院：机械工程与自动化学院 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名：孟清泉学号：51201012025 课程设计题目：金属切削机床课程设计 ——车床主轴箱设计 起迄日期：2015.12.7——2015.12.20 课程设计地点： 指导教师： 系主任：
蚌埠学院机械制造装备设计课程设计任务书 层次：本科专业：2012级机械设计制造与自动化 学生姓名孟清泉学号51201012025 指导教师甘瑞霞 课题类别车床主传动系统设计设计时间2015年12月7日至2015年12月20日月20日课题名称最大加工直径为400mm的普通车床的主轴箱部件设计 一、机械制造装备设计课程设计的主要内容与要求 机械制造专业学生的机械制造装备设计课程设计是其在校学习阶段的一个重要教学环节。通过课程设计的实践，综合地运用装备设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，进一步培养与提高学生分析和解决工程实际问题的机械设计能力，使学生掌握机床主轴箱设计的一般方法和步骤，也能够培养学生的计算能力、绘图能力、文字表述能力、文献检索能力以及综合分析能力，能够使学生的工程意识和技术素质得到显著提高。 （一）原始数据： 主电动机功率3kW，最高转速，最低转速，公比 工件材料：钢铁材料；刀具材料：硬质合金 （二）设计内容 1、运动设计：根据给定的转速范围及公比确定变速级数，绘制结构网、转速图、传动系统图、计算齿轮齿数等参数。 2、动力计算：根据电机功率及转速，确定各传动件的计算转速，对主要零件（如带、齿轮、主轴、传动轴、轴承等）进行计算（初算和验算）。 3、绘制下列图纸： （1）机床主传动系统图（画在说明书上） （2）主轴箱部件展开图及主要剖面图（A0） （3）主轴零件图（A1或A0） 4、编写设计说明书一份（不少于20页）。 二、应收集的资料及主要参考文献 关慧贞，徐文骥编著.机械制造装备设计课程设计指导书.机械工业出版社.2013 陈立德主编.机械制造装备设计课程设计指导书.机械工业出版社.2007 三、进度计划及指导安排 第1周：熟悉课题，收集资料，运动设计、动力设计、绘制主轴箱部件图草图 第2周：主要零件验算、绘制主轴箱部件图、绘制主轴零件图 整理资料，编写设计说明书，准备答辩 任务书审定日期年月日指导教师（签字） 任务书下达日期年月日学生（签字）
目录 一、................................................... 机床总体设计 2 1、机床布局------------------------------------------------------------ 2 2、绘制转速图------------------------------------------------------------ 4 3、防止各种碰撞和干涉--------------------------------------------------- 5 4、确定带轮直径---------------------------------------------------------- 5 5、验算主轴转速误差----------------------------------------------------- 5 6、绘制传动系统图-------------------------------------------------------- 6 二、估算传动件参数................... 确定其结构尺寸 7 1、确定传动见件计算转速-------------------------------------------------- 7 2、确定主轴支承轴颈尺寸-------------------------------------------------- 7 3、估算传动轴直径-------------------------------------------------------- 7 4、估算传动齿轮模数----------------------------------------------------- 8 5、普通V带的选择和计算------------------------------------------------- 8 三、....................................................... 机构设计 10 1、带轮设计------------------------------------------------------------- 10 2、齿轮块设计----------------------------------------------------------- 10 3、轴承的选择----------------------------------------------------------- 10 4、主轴主件------------------------------------------------------------- 10 5、操纵机构------------------------------------------------------------- 10 6、滑系统设计----------------------------------------------------------- 10 7、封装置设计----------------------------------------------------------- 10 &主轴箱体设计---------------------------------------------------------- 11 9、主轴换向与制动结构设计---------------------------------------------- 11 四、.................................................... 传动件验算 11 1、齿轮的验算----------------------------------------------------------- 11 2、传动轴的验算--------------------------------------------------------- 13 五、...................................................... 设计感想 15