1 一、机的选择和参数计算1选择电动机1.1选择电动机的类型1、车床最大加工直径为250mm. 2、主要技术参数主电机功率Pkw 主电机转速n电r·min-1 Nmaxr·min-1 Nminr·min-1 公比Ψ 主轴最低转速nmin 转速级数z 4 1450 1400 63 1.41 100 1
2 3加工工件材料为钢材4刀具为硬质合金刀具按工作要求和条件选取Y系列一般用途全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。电动机的功率3wPkw电机转速为n1450r/min主轴最低转速Nmin100 。公比φ14.1转速级数Z12所以选择电动机型号Y112M-2。 1.2 确定各级速度因为主轴的最低主轴最低转速Nmin100 。公比φ14.1转速级数Z12 查表标准系列参考1-P83可知确定转速的范围为
Nr/min 100 140 200 280 400 560 800 1120 1600 2240 3150 4500 2 二传动设计2.1 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。2.2拟定转速图和结构式在12级转速传动形同的传动组选择传动组选择窗洞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。确定变速组传动副数目实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合A1234 B. 1243 C。12322 D12232 E。12223 方案A、B可节省一根传动轴。但是其中一个传动组内有四个变速传动副增大了该轴的轴向尺寸。这种方案不宜采用。根据传动副数目分配应“前多后少”的原则方案C是可取的。主轴换向采用双向离合器结构。 2 确定变速组扩大顺序12322的传动副组合其传动组的扩大顺序又可以有以下3种形式
A12312226 B。12312422 C. 12312326 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12312326 主
变速传动系从电动机到主轴通常为降速传动接近电动机的
传动转速较高传动的转矩较小尺寸小一些反之靠近主轴的传动件转速较低传递的转矩较大尺寸就较大。因此在拟定主变速传动系时应尽可能将传动副较多的变速组安排在前面
传动副数少的变速组放在后面使主变速传动系中更多的 3
传动件在高速范围内工作尺寸小一些以节省变速箱的造价
减小变速箱的外形尺寸转速图的拟定4 三参数计算3.1
齿轮齿数和带轮直径的确定及传动系统图的绘制确定齿轮齿数时选取合理的齿数和是很关键的。齿轮的中心距取决于
传递的转矩。主变速传动系事降速传动系越后面的变速组传递的转矩越大因此中心距也越大。为简化工艺1变速传动系内各变速组的齿轮模数最好一样通常不超过23种模数。因此越后面的变速组的齿数和选额较大值有助于实现上述要求。2 小齿轮应保证不产生根切现象最小齿轮数≥17 3 齿轮可套装在轴上的条件为齿轮的齿槽到孔壁或键槽底部的的
壁厚a应大于或等于2mm为齿轮模数以保证齿轮具有足够强度。在轴Ⅰ-Ⅱ间的变速组a有三个传动副其传动比为
u1a1200/12001 u2a1200/28001.5 u3a1200/5602.1 查参考
1-p100各种常用传动比的适用齿数zS?6?7?6?760、62、
64、66、68、70、72、74?6?7?6?7 zS?6?7?6?7、60、
65、67、68、72、75、78?6?7?6?7 zS?6?7?6?762、65、
66、68、69、72、74、75?6?7?6?7 可取zS72于是可得轴Ⅰ齿轮齿数分别为36、29、23 得轴Ⅱ上的三联齿轮齿数分别为36、43、49。。u1a36/36 u2a29/43 u3a23/49 在轴Ⅱ-Ⅲ间的变速组b有两个传动副其传动比为u1b1200/12001
u2b400/12002.1 查参考1-p100各种常用传动比的适用齿数zS?6?7?6?780、82、84、86、88、90、92、94?6?7?6?7 zS?6?7?6?7、80、、83、84、87、88、91?6?7?6?7 可取zS80于是可得轴Ⅱ齿轮齿数分别为40、20 得轴Ⅲ上的三联齿轮齿数分别为40、60。。5 u1b40/40 u2b20/60 在轴Ⅲ-Ⅳ间的变速组c有两个传动副其传动比为u1c1200/45003.75
u2c200/1002. 查参考1-p100各种常用传动比的适用齿数
zS?6?7?6?780、81、85、86、91、92、95、96?6?7?6?7 zS?6?7?6?7、81、84、86、87、90、91?6?7?6?7 可取zS90于是可得轴Ⅲ齿轮齿数分别为30、19 得轴Ⅳ上的两联齿轮齿数分别为60、71。。u1c30/60 u1c19/71 绘制传动系统图根据轴数齿轮副电动机等已知条件可有如下系统图 6 四传动计算 4.1带传动设计电动机转速n1450r/min传递功率P3KW传动比i1.21两班制一天运转16.1小时工作年数10年。⑴确定计算功率取AK1.1则KW3.331.1PKPAca ⑵选取V带型根据小带轮的转速和计算功率选B型带。⑶确定带轮直径和验算带速查参考6-P149表8-3小带轮基准直径mmd1251 1n-小带轮转速r/min 1d-小带轮直径mm 验算带速成11113.1412514509.49601000601000dnxxvm/s因为
5m/sV130m/s故带速合适。21251251.21150dimm 4确定V 带传动的中心距a和带的基准长度0L 设中心距为0a则05521dda221dd 于是192.5a550初取中心距为0a400mm。带长021********addddaL
23.141501252400125150123224400mm 查参考6-P146表8-2取相近的基准长度dL1250dLmm。带传动实际中心距mmLLaad5.397200 5验算小带轮的包角一般小带轮的包角不应小于120。7 21118057.3176.4120dda。合适。6确定带的根数LcakkpppZ00 其中0p-1i时传递功率的增量k-按小
轮包角查得的包角系数Lk-长度系数查参考6-P152表8-4a 得0p2.19 查参考6-P152表8-4b 得0p0.25 查参考6-P155表8-5 得k0.99 查参考6-P146表8-2 得Lk0.88 cap3.3kw 为避免V型带工作时各根带受力严重不均匀限制根数不大于10。3.31.552.190.250.990.88Z 取Z2 7计算单根V带的张紧力0F 205.2500qvkkvZpFca 其中cap-带的传动功率KW v-带速m/s q-每米带的质量kg/m 查参考6-P149表8-3 得取
q0.18kg/m。v 9.49m/s。k0.99 Lk0.88
203.32.50.995000.189.49148.89.4920.99FN 8计算作用在轴上的压轴力10176.42sin22148.8sin594.922QFZFN 8 4.2 确定各轴转速⑴确定主轴计算转速主轴的计算转速为
z121133minnn1001.41280r/minIV ⑵各传动轴的计算转速轴Ⅲ有6级转速其最低转速200r/min通过双联齿轮使主轴获得两级转速800r/min100r/min。800r/min比主轴的计算转速高需传递全部功率故轴Ⅲ的200r/min转速也应能传递全部功率是计算转速。轴Ⅱ有3级转速其最低转速560r/min通过双联齿轮使主轴获得两级转速560r/min200r/min。560r/min比轴Ⅲ的计算转速高需传递全部功率故轴Ⅲ的200r/min转速也应能传递全部功率是计算转速。轴Ⅰ有电动机直接驱动速度为1200r/min。1200r/min转速通过三联齿轮使轴Ⅱ有1200r/min、800r/min、560r/min均需传递全部功率比故轴Ⅰ的1200也应能传递全部功率使计算转速。3各齿轮的计算
转速传动组c中最小齿轮只需计算z 19 的齿轮经该齿轮传动使主轴获得6级转速560r/min、400r/min、280r/min、
200r/min、140r/min、100r/min 主轴的计算转速是280r/min、故z19齿轮在560r/min时应传递全部功率所以560r/min使计算转速。传动组b中最小齿轮只需计算z 20 的齿轮经该齿轮传动使主轴获得3级转速400r/min、280r/min、200r/min 轴Ⅲ的计算转速是200r/min、故z20齿轮在560r/min时应传递全部功率所以560r/min使计算转速。传动组a中最小齿轮只需计算z 23 的齿轮经该齿轮传动使轴Ⅱ获得3级转速1200r/min、800r/min、560r/min 轴Ⅱ的计算转速是200r/min、故z23齿轮在560r/min时应传递全部功率所以1200r/min使计算转速。4核算主轴转速误差11112DnnxxUxUxUD标实1450125/15023/4940/4060/301417.5/minnr实min/1450rn标9 524.2100145014505.1417100标标实nnn 所以合适。4.3 各传动组齿轮模数的确定和校核直齿圆柱齿轮的强度计算
在验算主轴箱中的齿轮强度时选择相同模数中承受载荷最
大的、齿数最小的齿轮进行接触和弯曲疲劳强度验算。一般对高速传动齿轮主要验算接触疲劳强度对低速传动齿轮主
要验算弯曲疲劳强度。根据以上分析现在对Ⅰ轴上齿数为29的齿轮验算接触疲劳强度对Ⅳ轴上齿数为30的齿轮验算弯曲疲劳强度。对于齿数为29的齿轮按接触疲劳强度计算齿轮模数mj mj 16338 mm 式中N ——传递的额定功率
KWN3KW此处忽略齿轮的传递效率——计算转速
1200r/min ——齿宽系数此处值为1 参考6-P205表10-7 z1 ——为齿轮齿数z29 i ——大齿轮与小齿轮齿数之比
i1.48“”用于外啮合“—”用于内啮合此处为外啮合故取“” ——寿命系数KTK nKNKq0.76 KT ——工作期限系数KT 2.73 T——齿轮在机床工作期限内的总工作时间同一变速组内的齿轮总工作时间近似的为Ts / PP3为该变速组的传动副数查《机床课程设计指导书》表17得Ts 18000故得T 6000h n1 ——齿轮的最低转速此处为560r/min c0 ——基准循环次数得c0 m ——疲劳曲线指数得m 3 K n ——转速变化系数得K n 0.71 KN——功率利用系数得KN 0.58 Kq ——材料强化系数得Kq 0.64 Kc ——工作状况系数考虑载荷冲击的影响参考6-P194取Kc 1.2 10 Kd ——动载荷系数参考
6-P194表图10-8得1.2 Kb ——齿向载荷分布系数由参考6-P194表10-6得Kb 1 ——许用接触应力由参考6-P209图10-21d得1100MPa mj 163383.16 代入以上各数据计算得
mj 3.16mm 故所选模数3.5 mm 满足设计要求。对于轴Ⅱ和轴Ⅲ的齿轮通过同样的方法求的取整后m3.5 对于轴Ⅳ齿数为30的齿轮按弯曲疲劳强度计算齿轮模数mw mw 267 其中Y ——齿形系数从参考6-P200表10-5查得2.53 ——许用弯曲应力由表26得320 mw 2673.4 代入数据计算得mw 3.4所选模数为3.5符合设计要求。用相同方法验算其他齿轮
均符合设计要求。求出模数后根据公式分度圆Dmz 11 齿定高aahhm 齿根高1.25fahhcmm 齿顶圆直径2aaddh 齿根圆直径2ffddh 用以上公式求的齿轮参数齿轮的具体值见下表
齿轮尺寸表单位mm 齿轮齿数z 模数nmm 分度圆直径
d 齿顶圆直径ad 齿根圆直径fd 齿顶高ah 齿根高fh ⒈ 36
3.5 126 133 117.25 3.5
4.375 ⒉ 23 3.5 80.5 87.5 71.75 3.5
4.375 ⒊ 29 3.5 101.5 108.5 92.72 3.5 4.375 ⒋ 36 3.5 126 133 117.25 3.5 4.375 ⒌ 49 3.5 171.5 178.5 162.75 3.5 4.375 ⒍ 43
3.5 150.5 157.5 141.25 3.5
4.375 ⒎ 40 3.5 140 147 131.25 3.5
4.375 ⒏ 20 3.5 70 77 61.25 3.5 4.375 ⒐ 40 3.5 140 147 131.25 3.5 4.375 ⒑ 60 3.5 210 217 201.25 3.5 4.375 ⒒ 60 3.5 210 217 201.25 3.5 4.375 ⒓ 19 3.5 86.5 93.5 77.75 3.5 4.375 ⒔ 30 3.5 105 112 96.25 3.5 4.375 ⒕ 71 3.5 248.5 28
5.5 239.72 3.5 4.375 12 五齿轮强度校核计算公式bmYYKTSaFaF12 5.1校核a 传动组齿轮校核齿数为23的即可确定各项参数⑴
P3KWn1200r/min 6659.5510/9.55103/12000.2410TPnNmm ⑵确定动载系数80.512005.1/601000601000dnvms 齿轮精度为7级参考6-p194查图10-8得动载系数1.15vK
⑶83.528mbmmm ⑷确定齿向载荷分配系数:取齿宽系数1d 非对称2231.120.1810.60.2310HddKb
31.120.1810.60.2310281.41 /28/3.524bh参考6-p196查图
10-13得1.17FK ⑸确定齿间载荷分配系数:
5220.241059680.5tTFNd 1.59621.28100/28AtKFNmb由参考6-p196查表10-4 1.2HFKK ⑹确定动载系数:
1.01.151.21.21.6AvFHKKKKK ⑺查参考6-p200表10-5
2.69FaY 1.57SaY ⑻计算弯曲疲劳许用应力由参考6-p196
查图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限aFEMp540。13 参考6-p206图10-18查得9.0NKS 1.3 aFMp3743.15409.0 37489.32.651.57FFaSaYY 3.896.2843222906.1bmKFt 故合适。5.2 校核b传动组齿轮校核齿数为20的即可确定各项参数⑴ P3KWn560r/min
6659.5510/9.55103/5600.510TPnNmm ⑵确定动载系数705602.05/601000601000dnvms 齿轮精度为7级由参考
6-p194查图10-8得动载系数0.1vK ⑶83.528mbmmm ⑷确定齿向载荷分配系数:取齿宽系数1d 非对称
2231.120.1810.60.2310HddKb 31.120.1810.60.2310281.41
/28/3.52.82.9bh参考6-p196查图10-13得27.1FK ⑸确定齿间载荷分配系数: 5220.510142870tTFNd
1.0142850100/28AtKFNmb由参考6-p196查表10-4 得
1.1HFKK ⑹确定动载系数: 397.127.11.10.10.1HFvAKKKKK
⑺查查参考6-p200表10-5 72.2FaY 57.1SaF 14 ⑻计算弯曲疲劳许用应力由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限aFEMp540。参考6-p196查图10-20c 8查得9.0NKS 1.3 aFMp3743.15409.0 5.8757.172.2374SaFaFYY
1.397142820.3587.5283.5tKFbm 故合适。5.3校核c传动组齿轮校核齿数为19的即可确定各项参数⑴
P3KWn560r/min 6659.5510/9.55103/5600.510TPnNmm ⑵确定动载系数86.55602.5/601000601000dnvms 齿轮精度为7级由参考6-p194查图10-8得动载系数9.0vK ⑶83.528mbmmm ⑷确定齿向载荷分配系数:取齿宽系数1d 非对称
2231.120.1810.60.2310HddKb 31.120.1810.60.2310281.41
/28/3.542bh查参考6-p196查图10-13得27.1FK ⑸确定齿间载荷分配系数: 5220.510115686.5tTFNd
1.0115641.28100/28AtKFNmb由参考6-p196查表10-4 得1.1HFKK ⑹确定动载系数:
2573.127.11.19.00.1HFvAKKKKK 15 ⑺参考6-p200表10-5 91.2FaY 53.1SaF ⑻计算弯曲疲劳许用应力由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限aFEMp540。图10-18查得9.0NKS 1.3 aFMp3743.15409.0 8453.191.2374SaFaFYY
1.2573115314.7984283.5tKFbm 故合适。16 六主轴绕度计算6.1 确定各轴最小直径1Ⅰ轴的直径110.961200/minnr 447.57.50.96919124.571200dmmn25 2Ⅱ轴的直径
2120.980.941200/minnr 447.57.50.941919139.13200dmmn40 3Ⅲ轴的直径3230.980.92200/minnr
447.57.50.92919139.13200dmmn40 4主轴的直径
4340.990.91280/minnr 447.57.50.91919136.4280dmmn38 6.2
轴的校核 6.2.1 Ⅰ轴的校核通过受力分析在一轴的三对啮合齿轮副中中间的两对齿轮对Ⅰ轴中点处的挠度影响最大所以选择中间齿轮啮合来进行校核。
6639.5510/9.551030.96/1200152.802/2152.8/25109432tTPnNm FTdN 22913338.9:2520010330228ttPFFFNdmmEPaxmmbmm 已知mmy12.0403.0
mmlIEbxlxbFYB334349432222221058.4106851064361020061 03302286853302289.133386 所以合格yYB。17 6.2.2Ⅱ轴的校核通过受力分析在二轴的三对啮合齿轮副中中间的两对齿轮对Ⅱ轴中点处的挠度影响最大所以选择中间齿轮啮合来进行校核。
6639.5510/9.55107.53/200196.52/2196.5/401012129.5tTPnNm FTdN 22917153.7:4020010330228ttPFFFNdmmEPaxmmbmm 已知mmy12.0403.0
mmlIEbxlxbFYB334349432222221089.5106851064361020061 03302286853302287.171536 所以合格yYB。6.2.3 Ⅲ轴的校核通过受力分析在三轴的三对啮合齿轮副中中间的两对齿轮对Ⅱ轴中点处的挠度影响最大所以选择中间齿轮啮合来进行校核。
6639.5510/9.551030.96/200382.082/2382.08/401023584.9tTPn NmFTdN
22933354.13:4020010330228ttPFFFNdmmEPaxmmbmm已知
mmy12.0403.0
mmlIEbxlxbFYB334349432222221045.1110685106436102006 1033022868533022813.333546 18 七主轴参数确定7.1 选择轴颈直径轴承型号车床功率在2.6-3.6KW时D1取
70-90mm间。初选1D70mm后轴颈21D0.70.85D取260Dmm 前轴承为NN3020K后轴承为NN3016K根据结构定悬伸长度mma751 主轴平均直径1270606522DDD 普通车削车床
d/D0.550.6 d36mm a/D10.75 a53 考虑机械效率主轴最大输出转距60.859.5510280280PTxxN 床身上最大加工直径约为最大回转直径的60取50即250mm故半径为0.125m. 28022400.125FN 先假设/3353159lalmm 前后支撑BARR分别为159532240298621595322407462159ABFlaRNlFaRNl 19 根据9.19.08..01.0cos39.3izlFddFKarrrv
29867462010.5171230vAvBaAaBBBAAFNFNlmmlziiz
0.90.10.81.90.90.10.81.93.3929898.8230cos01647.343.3974610 .8217cos01009.32ABKNKN
4442421647.34/1.631009.327060/2650.056.53.680.85662.180.8 53881647.3415910613881.6311020ABeaaAbKKdmmIcmEIAc mKaKEIBcmKak 各传动轴支承处轴承的选择主轴前支承N3152130中支承7312c后支承N308E Ⅰ轴前支承N308E 后支承N306E Ⅱ轴前支承N309E后支承N319E Ⅲ轴前支承N307E 中支承和后支承N309E 20 前支承为双列圆柱
滚子轴承后支承角接触球轴承
242662.180.853881647.3415910613881.6311020aaAbEIAcmK aKEIBcmKak.
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
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-8
Abstract For 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.
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)
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
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：
X6132型万能升降台铣床主轴箱设计 说明书
一、概述 (3) 1.1 金属切削机床在国民经济中的地位 (3) 1.2机床课程设计的目的 (3) 1.3车床的规格系列和用处 (3) 1.4 操作性能要求 (4) 二、传动设计 (4) 2.1 主传动方案拟定 (4) 2.2 传动结构式、结构网的选择 (5) 2.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目 (5) 2.2.2确定传动顺序 (5) 2.2.3确定扩大顺序 (5) 2.2.4确定变速组中的极限传动比及变速范围 (6) 2.2.5确定最小传动比 (6) 三、传动件的估算 (8) 3.1 带轮设计 (8) 3.2 齿轮齿数以及计算转速的确定 (10) 3.2.1齿轮齿数的确定 (10) 3.3轴及传动轴的计算转速 (14) 3.4齿数模数的确定 (14) 3.5传动轴直径的计算 (15) 4.1齿轮模数验算 (16) 4.2传动轴刚度验算（轴） (17) 4.3、轴承寿命的验算 (18) 五、结构设计及说明 (20) 5.1 结构设计的内容、技术要求和方案 (20) 六、总结 (20) 七、参考文献 (21)
一、概述 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。 1.2机床课程设计的目的 专业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。 1.3车床的规格系列和用处 规格系列： 表1 X6132万能升降台铣床的主参数（规格尺寸）和基本参数 最低转速 Nmin 最低转速 Nmax 主电机转 速 主电机 功率 N（kw） 公比 转速级 数Z
摘要 随着数控技术的发展和普及，加工中心的作用越发突显它的重要性。为进一 步提高数控机床的加工效率，数控机床正向着工件在一台机床一次装夹即可完成多道工序或全部工序加工的方向发展，因此出现了各种类型的加工中心机床，如车削中心、镗铣加工中心、钻削中心等等。这类多工序加工的数控机床在加工过程中要使用多种刀具，因此必须有自动换刀装置，也就是所说的刀库，以便选用不同刀具，完成不同工序的加工工艺。自动换刀装置应当具备换刀时间短、刀具重复定位精度高、足够的刀具储备量、占地面积小、安全可靠等特性。 本论文是开发设计出一种体积小、结构紧凑、价格较低、生产周期短的小型 立式加工中心刀库本文。首先介绍了国内外加工中心研究现状及发展趋势，阐明了本课题研究的目的、意义。然后进一步介绍本小型加工中心刀库总体结构和各部件方案的选择，并在此基础上进行了小型加工中心刀库的机械结构的设计计算， 主要包括刀盘部件设计（含刀盘，夹块，刀爪），刀库转动定位机构设计（含转臂， 槽轮，滚子，锁止盘），刀库总体机构设计（含轴承套，轴，箱盖，箱体）刀库移 动部分设计。 关键词：数控系统加工中心刀库机械手 ABSTRACT Along with the numerical control technology development and the popularization, the processing center function reveals its importance even more suddenly.For further enhances the numerical control engine laths the processing efficiency, the numerical control engine laths is clamping to the work piece in an engine laths attire then completes the multi-channel working procedure or the complete working procedure processing direction develops, therefore appeared each kind of type processing center engine laths, like the turning center, the boring mill processing center, drills truncates center and so on.This kind of working procedure processing numerical control engine laths must use many kinds of cutting tools in the processing process, therefore must have trades the knife installment automatically, also is the knife storehouse which said, in order to select the different cutting tool, completes the different working procedure the processing craft.Trades the knife equipment to have automatically to have trades the knife time short, the cutting tool repetition pointing accuracy high, the enough cutting tool margin, the area small, safe reliable and so on the characteristics. The present paper is the development designs one kind of volume slightly, the
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)
数控车床主轴箱的优化设计和开发，以尽量减少热变形 森精机--Nagoya--日本 数字技术实验室--Sacramento--美国 关键词：热误差，设计方法，精度，主轴箱 本文是以调查的方法来减少和弥补精度数控车床中较大的热位移误差。为此，在这里我们提出了一个高效的设计和优化方法——主轴箱结构设计方法，来尽量减少主轴中心位置的热位移。和现有的那些经验方法相比较，这种方法可以更好的节省开发时间和成本。为了确定最佳的主轴箱结构，我们提出了Taguchi方法和有限元分析方法，这两种方法主要是用来验证和评估主轴中心过渡的主轴箱优化结果。 一：介绍 精度数控车床的精度越高，在加工精度要求方面的需求也越高。而热变形对于加工效果有非常显著的影响。关于这一个问题已经进行了的许多的研究。然而，并没有在实践中取得很多良好的效果。 热变形的主要研究归纳如下，Moriwaki和Shamoto建议使用温度传感器的热位移估计补偿方法，Brecher和Hirsche在延长这项工作的基础上控制部数据，刺激等等，这些主要是用于非金属材料（如碳纤维增强塑料），以抑 页脚.
制热位移。应用轴承的有限元方法（FEM）来分析预紧问题和铸件的形状优化问题，可以尽量减少热位移，Jedrzejewski通过进行补偿，再加上热执行器控制的应变是基于热失真反馈，清水等的原理。开发了一种新的算法，这种算法可以估计装修总机热变形的变形模式，并从涡流型位移传感器处获得所需要的数据。 一些机床制造商通过使用从传感器或部的NC控制器获得温度信息的方法，来估计热位移并进行补偿。对于数控车床来说，热位移通常是受机器的结构，环境的温度，热源的状态（伺服电机或加工热），气流和冷却剂的使用情况等的影响，虽然说理论上是可以进行准确的补偿，但是估计位移要涉及以上这些复杂的相互作用、参数和需要大量的组合实验。比如说，沿每个轴的线性热变形补偿问题，它的变形是伴随着精度显着下降，扭曲或翘曲的。 一种新数控车床的开发涉及到修改现有机器的结构和运行实验，而且，这通常要耗费大量的时间，而且费用也比较昂贵。所以在这里，提出一种新的方法——设计一个主轴箱，数控车床自身随机引起的热变形温度偏差。通过Taguchi方法，CAE分析等，确定数控车床主轴结构和热变形评估，以此证明上面说的方法是一个非常有效率的方法。 二:主轴结构和热位移测量 图1显示了数控车床主轴的部结构、零件以及环境变量的参数。热位移的目标是设计一个主轴箱，让热集中页脚.
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）