6140车床主轴箱设计说明书
车床6140主轴箱设计
课程设计的目的、设计内容与基本要求、设计步骤-----------3
机械装备课程设计说明书--------------------------------------------3 一设计题目-------------------------------------------------------------4
二传动设计-----------------------------------------------------------4
㈠主传动方案的拟定------------------------------------4
㈡拟定主传动系统及运动设计计算--------------------------4
1.拟定主传动并画结构图--------------------------------------------------5
2.拟定转速图，画传动系统图6
3.齿轮齿数的确定--------------------------------------6
㈢传动件的估算和验算--------------------------------------------------6
⑴传动轴的估算和验算-------------------------------------------------8
1.传动轴直径的估算-----------------------------------------------------9
2．齿轮模数的估算和计算------------------------------------------9 ⑵主要传动件的验算--------------------------------------------------1 0
1. 齿轮模数的验算10
⑶齿轮设计----------------------------------------------------------------11
⑷轴的长度设计和齿轮组分布------------------------------------------1 3-
三结构设计-------------------------------------------------------16 ㈠主轴的主要参数和结构的确定-------------------------16-
1确定主轴前端直径D1--------------------------------------16
2.主轴的内孔直径 d的确定--------------------------------16
3．主轴前端悬伸量的选择--------------------------------------------------16
4.主轴最佳跨距------------------------------------------17
5.主轴D计算--------------------------------------------17
6.主轴的结构，材料热处理和技术要求-------------------------------18 ㈡主轴的受力分析与校核-----------------------------------------------------19
㈢键的选取与校核-------------------------------20
㈣轴承的选取 21
四.零件图设计23
五.箱体、箱盖主要尺寸计算------------------------24
六设计参考资料目录-------------------------------24
七结束语-------------------------------------------24
一、课程设计的目的
1、课程设计属于机械装备设计课的延续，通过设计实践，进一步学习掌握机械装备设计的一般方法。
2、培养综合运用机械制图、机械设计基础、精度设计、金属工艺学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、有关资料及设计标准规范的能力。
4、提高技术总结及编制技术文件的能力。
5、是毕业设计教学环节实施的技术准备。
二、设计内容与基本要求
设计内容：独立完成变速级数为18级的机床主传动系统主轴变速箱设计。
基本要求：
1、课程设计必须独立的进行，每人必须完成展开图、截面图图样设计各一张，能够较清楚地表达各轴和传动件的空间位置及有关结构。
2、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。
3、正确利用结构式、转速图等设计工具，认真进行方案分析。
4、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。
5、完成典型零件工作图图样设计2 张。
三、设计步骤
方案确定
1、确定有关尺寸参数、运动参数及动力参数。
2、据所求得的有关运动参数及给定的公比，写出结构式，校验转速范围，绘制转速图。
3、确定各变速组传动副的传动比值，定齿轮齿数、带轮直径，校验三联滑移齿轮齿顶是否相碰，校验各级转速的转速误差。
4、绘制传动系统图。
结构设计
1、草图设计——估计各轴及齿轮尺寸，确定视图比例，确定展开图及截面图的总体布局；据各轴的受力条件，初选轴承，在有关支撑部位画出轴承轮廓。并检验各传动件运动过程中是否干涉。
2、结构图设计——确定齿轮、轴承及轴的固定方式；确定润滑、密封及轴承的调整方式；确定主轴头部形状及尺寸，完成展开图及截面图的绘制。
3、加黑，注尺寸、公差配合，标注件号，填写明细表及装配图技术要求。
零件图设计
编写设计计算说明书
机械装备课程设计说明书
一、设计题目
某铣床的主轴最高转速n =1500r/min,转速级数Z=18，公比为φ=1.26,，电动机的转速为n = 1440r/min,电动机功率为N=4KW。
二、传动设计
已知机床的用途、特点及主要技术参数可进行传动设计。
（一）主传动方案的拟定
1. 传动形式
为了便于集中操作，箱体数目减少，降低制造成本，本方案采用集中传动式布局，采用直齿滑移齿轮变速，采用电动机开停，换向及制动方式.
（二）拟定主传动系统及运动设计计算
1.拟定主传动并画结构图
（1）确定变速组的个数和传动副数
主轴传动为18级的变速系统可用三个变速组，其中两个三联滑移齿轮变速组和一个双联滑移齿轮变速组。当φ较小时，可以采用两个变速组。
（2）确定传动顺序方案
不同的传动顺序方案有：18=9×2，18=6×3，18=2×9，18=3×6
18=3×3×2，18=3×2×3，18=2×3×3
因无特殊要求根据传动副“前多后少”的原则应选用18=9×2，18=6×3，18=3×3×2
三个方案。如我国的各类铣床x6132型万能升降台铣床，采用的即是“前多后少”原则
（3）确定扩大顺序方案
根据传动线“前多后少”的原则，应使变速组的扩大顺序与传动顺序一致，故使用
18=9 ×2 ，18=6 ×3 ，18=3 ×3 ×2
（4）检验最后扩大组的变速范围
由于r =φ =1.26
结构式 18=9 ×2 中，r =1.26 =8
18=6 ×3 中，r =1.26 =1.26 =16>8不允许
18=3 ×3 ×2 符合
即方案有①18=9 ×2 ②18=3 ×3 ×2
在2种方案中，方案①中，有三根轴，11对齿轮，轴向齿轮组过大
②中，有四根轴，8对齿轮
因此比较可选择方案②中510
画出结构网
2. 拟定转速图，画传动系统图
（1）选定主电动机主电动机功率为4KW，由简明设计手册P 表2-2得电动机型号Y112M-4，由表2-3得安装形式与外形尺寸
112M A:190 B:140 C=70 D: E=60 F=8 G=24 H=112
K=12 AB=245 AC=230 AD=190 HD=265 BB=180 L=400
（2）分配总降速传动比U =n /n
由主轴最高转速n =1500r/min,由教科书P 表2-2标准数列可查表得18种转速为30，37.5，475，60，75，95，118，150，190，235，300，375，475，600，7 50，950，1180，1500.所以总降比为U = =
分配传动比①分配第三变速组，由18=3 ×3 ×2 等P =2，x =9
由φ=126 U =φ=1.26=1.06得上3下6
②第二变速组由机床设计手册P1319,BIAO7.3-9得升降限格数3 ，18级主传动φ=1.26降速极限6 ，变速范围9，并由表7.3-12得18级结构图如下
画出转速图
3.齿轮齿数的确定
1）带轮直径
选用的Y系列异步电动机，功率为4KW，主动轮转速2440r/min，从动轮n =7 50,i =2.5
查机械设计P151表8-6取KA=1.2，故P =KAP=1.2×4=1.8KW
根据P 和n 查图8-9选SP2型，由直径系列取小带轮dd =80mm,大带轮直径为80×2.5=200mm验算=6.03 〈30 合适
由0.7（dd +dd ）≤d ≤2（dd +dd ） a =400
传动中心距Ld0 2 400+ (80+200)+ = 1248.8mm查表8—2，取Ld=1250mm 由式(8—21)，实际中心距
a=a0+ 400+ =399.4mm
a1 180°-57.3°×162.8°＞120°
由式(8—22)，z=
由ddl=80mm，n1=1440r／min，查表8—5a，表8-5b得P1=1.38Kw P0=0.18k W查表8-2和表8-8 Ka= 0.96 KL=0.91
则Z=
取Z＝4根
查表8—4，A型带，q=0．1kg／m;由式(8—23)得F0=500×＋0.17×6.032= 165.8N
由式(8-24)得
Ｑ=2zFosin 2×4×165.8×sin ＝1311.48N
由机械设计课程设计42页表4-2得V带的小带轮缘基准宽B85，基准线上槽深h =2.0,h =90,带轮宽B=D+2Ha=84.
2）齿数
①基本组II~III轴间：转速比
由《简明设计手册》P340查表，可知：S=78
验证齿数关系52-48=4 所以齿数合适
②第一扩大组III~IV轴间：转速比
由《简明设计手册》P340查表，可知：S=70
验证齿数关系50-43=7〉4 所以齿数合适
②第二扩大组II~III轴间：转速比
由《简明设计手册》P340查表，可知：S=84
验证齿数关系67-56=7〉4 所以齿数合适
3〕验算主轴转速系列
①基本组i =30:48=1/1.6, i =26:52=1/2, i =22：56=1/2.55,因此转速为468.75，375，294.11765，
由
由此看出齿数合适.
②第一扩大组i =27:43=1/1.59, i =20:50=1/2.5, i =31：39=1/1.26,因此转速为7
54.3125，372.024，596.25，297.62，233.426，187.5，150，117.65
由
代入计算得：0.053
0.0147158
0.00797
000156
0.011855
0.0196
0.0211 由此看出齿数合适.
③第二扩大组i =56:28=1/2, i =67:17=1/3.34，最小转速为117.65/3.94=29.86, 由此看出齿数合适.
4〕主传动系统结构示意图：
㈢传动件的估算和验算
各轴的转速和功率如表：
ⅠⅡⅢⅣⅤ
功率 P=Pd=4KW P =P =3.8016
P3=P2 =3.5754
P4=P3 =3.3627
P5=P4 =3.1626
转矩 T=Td=2.2 T2=T1i0 =5.2272
T3=T2i1 =12.29
T4=T3i2 =28.9
T5=T4i3 =107.08
各轴传动比 I=i =2.5
I=i =1.58,2,2.5
I=i =1.58,1.26,2.5
I=i =2,3.94
转速 1440r/min 750r/min 468.75r/min,
294.11765r/min
375r/min n =117.65 r/min
n =29.86 r/min
传动效率查表2-4简明手册 0.96〔V带〕0.99〔轴承〕=0.9504 0.99〔轴承〕0.95〔齿轮〕=0.9405 0.99〔轴承〕0.95〔齿轮〕=0.9405 0.99〔轴承〕0.95〔齿轮〕=0.9405
由表2-4可以得到各传动件的传动效率如下：V型带传动效率0.96，滚动轴承效率0.99，
齿轮6~7级精度的效率0.99
⑴传动轴的估算和验算
1.传动轴直径的估算
mm
①II轴的直径：P=3.8016KW，n =750,【】由表7-11得0.7
由于此轴上带有键和三联滑移齿轮，所以d值增大1.0﹪，所以d=27.588 ×1.10=29.2,取d =30mm.
②III轴的直径：P=3.5754KW，n =294.11765,【】由表7-11得0.7
取d =35mm.具体尺寸由轴设计得出
③IV轴的直径：P=3.3627KW，n =117.65,【】由表7-11得0.7
取d =45mm.具体尺寸由轴设计得出
④V轴的直径：但此轴是主轴，详细另行设计
2．齿轮模数的估算和计算
⑴按齿轮弯曲疲劳的估算由《机械工程及自动化简明设计手册》第344页式II～III轴间的齿轮副：小齿轮Z=22，n =750，经计算得
III～IV轴间的齿轮副：小齿轮Z=20，n =294.11765，经计算得
IV~V轴间的齿轮副：小齿轮Z=17，n =117.65，经计算得
V轴小齿轮Z=28，n =29.86，经计算得
⑵按接触疲劳强度计算，由《机械工程及自动化简明设计手册》第345页式II～III轴间的齿轮副：经计算得
III～IV轴间的齿轮副：经计算得
IV~V轴间的齿轮副：经计算得
V轴经计算得
由上比较所得，II～III轴间的齿轮副m圆整取2.5合适，III～IV轴间的齿轮副m取3，IV~V轴间的齿轮副m取5.5.
⑵主要传动件的验算
1.齿轮模数的验算
按接触疲劳强度计算，由《机械工程及自动化简明设计手册》第348页中
式
按弯曲疲劳强度计算，由《机械工程及自动化简明设计手册》第348页中
式
①II～III轴间的齿轮副：其中P=3.5754, (轻微冲击)，（表7-15），，K = ,K =0.91,K =0.58,K =0.64, ＞K 取K = K =0.6，，（表7-22）
= =1.98
弯曲强度校核K =0.8，K =1.04，K =0.78,K =0.77，＜K 取K = K =0.62 所以=1.84
由此看出m=3合适.
②III～Ⅵ轴间的齿轮副：其中P=3.3627, (轻微冲击)，（表7-15），，K = ,K =0.81,K =0.58,K =0.6, （表7-17）＞K =0.6取K =0.6，，（表7-22） = =2.788
弯曲强度校核K =0.8，K =0.426K =1.04，K =0.78,K =0.75，＜K 取K = K =0.426，所以=1.587
由此看出m=2.5合适.
③Ⅳ～Ⅴ轴间的齿轮副：其中P=3.1626, (轻微冲击)，（表7-15），，K = ,K =0.86,K =0.58,K =0.55, ＜K =0.6取K =0.38，，（表7-22）
= =4.224
弯曲强度校核K =0.8，K =0.46,K =1.04，K =0.78,K =0.72，＜K 取K = K =0.46，所以=2.81
由此看出m=5.5合适.
⑶齿轮设计
①Ⅱ轴上的齿轮
1铣床速度不高，因此选用7级精度；小齿轮材料为40Cr，调质处理选大齿轮：45钢，调质处理
2小齿轮齿数z1＝26，大齿轮齿数z2＝52的；选取螺旋角。初选螺旋角β＝14 因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算
按式（10—9a）试算，即
dt≥2.32
（1）选用k =1.6 小齿轮的转矩：52272N.mm
（2）由表10-7选=0.6。
（3）由图10－30选取区域系数ZH＝2.433
（4）由图10－26查得εα1＝0.76，εα2＝0.86，则εα＝εα1＋εα2＝1.
62
(5)由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE＝189.8Mpa
（6）由图10－21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1＝600 MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2＝550MPa；
（7）由式10－13计算应力循环次数(按15年)
N1＝60n1jLh＝60×750×1×（1×8×300×15）=1.62×10
N2=1.62×10 ／2.54=0.6377×10
（8）由图10－19查得接触疲劳寿命系数KHN1＝0.95；KHN2＝1.1
9）计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1％，安全系数S＝1，由式（10－12）得
[σH]1＝＝0.95×600MPa＝570MPa
[σH]2＝＝1.1×550MPa＝605MPa
[σH]＝（[σH]1＋[σH]2）/2＝587.5MPa
计算（1）试算小齿轮分度圆直径d1t
d1t≥2.32 =43.17mm
（2）计算圆周速度v= =1.695m/s
⑶计算齿宽b及模数mnt
b=φdd1t=0.6×52mm=31.2mm
mnt=3
h=2.25mnt=2.25×2.5mm=5.625mm
b/h=31.2/5.625=5.546
（4）计算纵向重合度εβ
εβ=0.318×1×tan14 =1.59
3．几何尺寸计算
1）计算中心距
a =(Z1+Z2)Mn/2cos14=100.48mm
a圆整后取101mm
2）按圆整后的中心距修正螺旋角
β=arcos =15.1°
3）计算大、小齿轮的分度圆直径
d1 = =56.96mm
4）计算齿轮宽度
b=〔6--10〕m.
所以b=15—25=16mm
B1=16mm，B2=16mm所以26：52齿轮中取B=16
同理30：48齿轮中B=16
22：56中B=16
结构设计
以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而又小于500mm，故以选用腹板式为宜。大齿轮做成十字轮辐式齿轮其他有关尺寸参看大齿轮零件图。
②Ⅲ与Ⅳ轴上的齿轮组由取的的模数M=3，可算得39：31中D=〔6—10〕m= 18--30取B=20
50:20中取B=20
27：43中也取B=20
③Ⅳ与Ⅴ轴上的齿轮组有模数m=5.5,
28:56中d=〔6—10〕m=33--55取B=35
27：43中也取B=35.
⑷轴的长度设计和齿轮组分布
①Ⅱ轴及II～III轴间的齿轮副
此轴上采用固定齿轮b1为26齿宽16mm，b2为16齿宽16，b3为22齿宽16 L1为与电动机带轮连接并有轴承大约70mm，L2和箱壁相隔部分取10mm，L3 为与之对应的Ⅲ轴上的48的齿，56的齿，之间还有空刀槽，所以暂时取170，L4为与之对应的Ⅲ轴上的齿以及活动间隙，暂取60，L5为对应Ⅲ轴上的的齿，所以暂时取40，L6取22，L7取10，L8为轴承端取30所以L总长B1+B2+B3 +L1+L2+L3+L4+L5+6+L7+L8=453mm.
②Ⅲ轴
此包括两个三联滑移齿轮，分别采用整体式，b1齿宽20mm，b2齿宽20，b3齿宽20，b4宽16，b5宽16，b6宽16根据机床设计手册3，P287，L>14B,采用的是串联3b+Bk+2k+b1=87和75，L1为轴承大约20mm和轴肩部分所以取30mm，L2为间隔箱壁10，L3为滑键部分取333，L4和L5部分取40，所以L总长41 3mm.具体三联齿轮确定后得出.
③Ⅳ轴
此包括一个三联固定齿轮和一个双联齿轮，b1齿宽20mm，b2齿宽20，b3齿宽20，b4宽35，b5宽35，根据机床设计手册3，P287，L>14B,采用的是串联,L1为轴承大约30mm，L2为10，L3和Ⅲ轴上对应333，L4为花键215，所以L总长=688mm.
④Ⅴ轴此主轴由机床设计手册3册P17表6.1-5得轴向分布
b128齿宽35mm，b267齿宽35，另有L3段由机床设计手册3册P17得140mm，L1为与Ⅳ轴对应，L2为对应Ⅲ三联齿轮得L总长LⅣ+140=795mm.
⑤齿轮块及其滑块拨叉结构
由机床设计手册2册P269表5.4-99与5.4-100，以及简明设计手册P375表7-45得
b 选插齿空刀槽，于是有
模数 2 3 5.5
b
5 6 7
a 5 7.5 14
r 0.5 05 1
ⅰ.在Ⅳ轴上的双联滑移齿轮如图.
其中滑块的设计：机床设计手册3册P814图，可得D=﹙2—2.5﹚d1,L1=﹙1—1. 5﹚d1,d1为摆杆孔径，D1摆杆凸缘直径，L1为摆杆凸缘长度.由简明设计手册表7-47
滑移齿轮的滑块，拨叉尺寸b1×h, 一般取10×5或12×6.
所以在此设计中取表中的B=10,L=18,H=5,d=5,D1≤14,l=8,d1=5,c=0.4
所以上图中的双联滑移齿轮中b1=10,k=5.Ⅳ轴上的双联滑移齿轮L=K+b1+k+b + bk+b =90mm.
ⅱ.在Ⅳ轴上的三个固定齿轮如图
有L=167mm.
ⅲ.在Ⅲ轴上的三联滑移齿轮分别为52.56.48的L= 2K+b1+ b + b +bk+ b =8 7mm.
而43.31.26齿的L= 2K+b1+ b + b +bk+ b =75mm..
ⅳ.在Ⅱ轴上的三个固定齿轮L=139.
⑥各轴总长最终确定
Ⅱ轴L总=453mm
Ⅲ轴L总=413mm
Ⅳ轴L总=688mm.
Ⅴ轴L总=795mm.
齿轮轴向分布具体尺寸如下：
三结构设计
㈠主轴的主要参数和结构的确定
1确定主轴前端直径D1，由机床设计手册3册P81页图6.1-84
升降台铣床P-D1统计曲线
区域I: 中等转速、中等以上载荷
区域II: 中等以上转速、中等以下载荷及三支承主轴，得D1=65—80mm.
机床主轴端部结构形状：
主轴中心孔前段锥度，摩氏3-6度。
为装配方便，车床主轴直径通常是从前向后逐段递减。一般车、铣床主轴后轴颈的直径，为前轴颈尺寸。
主轴前轴颈尺寸应按所传递的功率确定，初选时可参照下表初定。
主轴前轴径的直径mm
功率KW
Di
机床 1.47-2.5 2.6-3.6 3.7-5.5 5.6-7.3 7.4-11 11-14.7 14.8-18.4 18.5-22 22-29.5
卧式车床 60-80 70-90 70-105 95-130 110-145 140-165 150-190 220 230
铣床 50-90 60-90 60-95 75-100 90-105 100-115 ------ ----- -----
外圆磨床 ---- 50-90 55-70 70-80 75-90 75-100 90-100 105 105
车床和铣床主轴后轴颈的直径D2可根据前轴颈直径D，按下列经验公式来定：D2 ≈（0.7～0.8）D1，D1≈（1.1～1.15）D，D2≈（0.85+0.9）D，D为平均直径
2.主轴的内孔直径d的确定
轴的刚度K与抗弯截面惯性矩I成正比，与直径之间有下列关系：
由P83得推荐，铣床: d＝拉杆直径+（5～10）mm
3．主轴前端悬伸量的选择
轴悬伸量a值愈小愈能提高主轴组件刚度，确定a的原则：在满足结构要求的前提下，尽可能取小值。
主轴悬伸量a取决于主轴端部的结构形状和尺寸工件或刀具的安装方式，前轴承的类型及组合方式，润滑与密封装置的结构等.
中等长度和较长主轴端的车床和铣床，悬申不太长（不是细长）的精密镗床和内圆磨床，用滚动轴承和滑动轴承支撑，适用于绝大部普通生产的要求。 1.25-2.5 由机床设计手册3册P72由D取69.25，得主轴序号为50的主轴端部尺寸，配合d128.570,D2=101.6,d=42,d1最小27，L最小140，锥孔7：24.
7：24锥孔作定位面，供安装铣刀或铣刀心轴的尾椎，再用拉杆从主轴后端拉紧，四个螺孔供安装端铣刀用，两个长槽供安装端面键以传递扭矩铣床
4.主轴最佳跨距可据下列经验公式初定式中L0——最佳跨距a——悬伸量（悬伸量大的机床若实际跨距L实与最佳跨距L0不能相等时，可取合理跨距。若L实〉L0时，应适当加强主轴刚度；反之，L实 由图可知当L/L0=0.75～1.5时，刚度损失不大（5％左右），应认为在合理范围之内，称为合理跨距，合理跨距L合理=（0.75～1.5）L0是一个区间最佳跨距，L 0只是一个点 选择L0=La.L根据其他轴长确定. 5.主轴D计算 由机床设计手册2册P532得d≥,由空心比1.07得D=69.85≥24.99.由简明设计手册P70-72安排各段直径和长度. 得d为估算直径，然后取45，d1=d+2a外伸轴直径尺寸的限制，选为47mm。 d2’=d1+2a=d1+2×(0．07-0．1)×d1，因d2必须与轴承的内径一致，考虑到轴肩要有2mm的圆角，则轴承选用30210型，即该段直径定为50。 d3’=d2＋（1～5）mm＝51-55，d3必须符合轴承密封元件的要求，轴向定位可靠，定位轴肩高度应达2.5mm，所以该段直径取d2=55mm。 d4’该段是轴阶梯取60，d5轴固定64. d6该段轴要安装轴承，考虑到轴肩要有2mm的圆角，经标准化，定为65mm。d7固定齿轮67，d8上为齿轮选70，d9=d7=67, d10为齿轮等于d7=70, d11为限制齿轮80, d12为轴承90，d13接箱盖95，d14=d14=90,d15为端部128.75. 由轴长设计得， L1该段综合考虑箱体突缘厚度、调整垫片厚度、端盖厚度，定为37mm L2该段轴承宽度为30。 L3固定轴承40，L4为过度取50 ，L5取213. L6轴承宽23mm，定为30mm。L7该段综合考虑与箱体内壁的距离取13.5mm、取4mm（采用油润滑），取50mm L8这段为安装齿轮，要求长度要比轮毂短2mm，齿轮宽为35mm，定为33m ，L9该段轴肩间隔齿轮97， L10该段安装齿轮要求长度要比轮毂短2mm，齿轮宽为35mm，定为33mm，L1 1为与箱体内壁的距离取7+13=20 mm L12—L14轴安装轴承和挡油盘，这段还有轴环，宽度不小于7mm，定为11m m。所以取85,L12=30,L13=25,L14=15. L15为输出为140-85得55mm. 6.主轴的结构，材料热处理和技术要求 1) 主轴单元式结构高速加工中心和数控铣床大多采用单元式主轴结构，将主轴前后轴承在恒温环境下进行配磨，配磨好后装入一个圆套筒内，然后在总装时以一个完整的单元装入机床主轴箱内，这样不仅保证了机床主轴组件的装配精度，而且又易于安装和维修调整，如图1所示。图1 主轴单元式结构 2〕材料和热处理由表6.1-49选40Cr〔45MnB或40MnVB〕调质T235，轴颈部分表面淬硬〔G48〕 3〕技术要求 ①机床回转精度表6.1-50. 主轴锥孔中心线径向跳到允差主轴定心轴颈的径向允差主轴轴肩支撑面的轴向跳动允差主轴的轴向窜动允差 轴端 0.01 L=300 0.02 0.01 0.02 0.01 由表6.1-51查表得主轴主要技术参数如下 项目轴承轴颈锥孔卡盘刀盘砂轮定心轴颈定位轴肩 端部距端部L处 相对前后轴颈中心线跳动 0.05 0.005 L=300 0.005—0.01 0.01—0.015 0.01 表面光洁度和接触面积▽8-9为锥体时接触率为80﹪▽7接触率为70﹪▽7 ▽7 4〕机床设计手册2册P541，滑移齿轮与轴配合 5〕轴肩端面跳动P542表5.8-7.得为0.04--.0.05 ㈡主轴的受力分析与校核 此主轴是三支持经简化后 （a）主轴的前端部挠度 （b）主轴在前轴承处的倾角 （c）在安装齿轮处的倾角 , , 由机床设计手册2册P557有三支承E取为，I= ,EI=245.388×10 , 由上图可知如下数据：a=370mm,b=285mm,l=795mm,c=140mm 计算（在垂直平面） 假设B不存在，则 假设P,Q不存在， 假设由箱体孔加工误差，支撑B比A和C低0.001cm,y ,所以y ,R =320.3,将上两式加起来y ,如果B,A,C完全同心，则y +y =0,所以,R , y . ㈢键的选取与校核 1、电动机小带轮端的键由机械设计书表6-1和课程设计表9-14得 键为10×8 GB1095-79 即圆头普通平键（A型），键的参数为：b=10mm;h=8m m;l=40mm (1)、键校核键的接触长度；则键联接所能传递的转矩为：由文献【1】表7. 1得120MP；；强度符合要求 2、Ⅱ轴上固定齿轮上的键由机械设计书表6-1和课程设计表9-14得 键为10×8 GB1095-79 即圆头普通平键（A型），键的参数为：b=10mm;h=8m m;l=14mm (1)、键校核键的接触长度；则键联接所能传递的转矩为：由文献【1】表7. 1得120MP；；强度符合要求 3、Ⅳ轴上固定齿轮上的键由机械设计书表6-1和课程设计表9-14得 键为16×10 GB1095-79 即圆头普通平键（A型），键的参数为：b=16mm;h=10 mm;l=18mm (1)、键校核键的接触长度；则键联接所能传递的转矩为：由文献【1】表7. 1得 120MP；；强度符合要求 4、主轴上的键由机械设计书表6-1和课程设计表9-14得 齿28的键为20×12 GB1095-79 即圆头普通平键（A型），键的参数为：b=20 mm;h=12mm;l=32mm (1)、键校核键的接触长度；则键联接所能传递的转矩为：由文献【1】表7. 1得120MP；；强度符合要求 齿67的键为20×12 GB1095-79 即圆头普通平键（A型），键的参数为：b=20 mm;h=12mm;l=32mm (1)、键校核键的接触长度；则键联接所能传递的转矩为：由文献【1】表7. 1得120MP；；强度符合要求 ㈣轴承的选取主轴轴承精度 机床精度等级前轴承后轴承 普通精度级 P5或P4（SP） P5或P4（SP） 精密级 P4（SP）或P2(UP) P4（SP） 高精度级 P2(UP) P2(UP) （1）Ⅱ：因于带轮不承受轴向力，故选用深沟球轴承30mm，型号：6206。（2）Ⅲ：轴的前后端与箱体外壁配合，配合处传动轴的轴径是35mm，同时轴也不会承受轴向力故也选用深沟球轴承，型号：6207。 （3）Ⅳ轴：Ⅳ轴与Ⅲ轴相似，但是由于工作过程之中传动可能右误差，Ⅳ轴会承受轴向力，因此Ⅳ轴与外壁配合处采用圆锥滚子轴承，型号：30209。 （4）主轴：主轴是传动系统之中最为关键的部分，因此应该合理的选择轴承。 主轴轴承的选择：鉴于加工中心和高速数控铣床的大负荷、高转速和高精密的要求，普通的主轴双联轴承结构已满足不了要求现在对于高速加工中心和数控铣床，大多采用角接触轴承组合设计。因为角接触轴承可以同时承受径向和一个方向的轴向载荷，允许的极限转速较高。 如图2所示，采用两个角接触球轴承背靠背组配，使支承点A、B两点向外扩展，缩短了主轴头部的悬伸，大大地减少了主轴端部的挠曲变形，提高了主轴刚度。 图2 角接触轴承成组组配 从主轴末端到前端依次选择轴承为圆锥滚子轴承，型号：30210; 角接触球轴承，型号：7231C；角接触球轴承，型号：7218C. ⑸轴承校核，由主轴上选定30210轴承. ⑹主轴轴承的预紧：用普通螺母作主轴轴承轴向限位，通常难以保证螺母端面与轴心线有较高的垂直度(如图3a)，锁紧后易使轴承偏斜，甚至有可能使轴弯曲(如图3b)，这都将影响轴的旋转精度。 a) b) 图3 普通螺母锁紧时螺纹偏斜对轴承的影响 如图4a所示锁紧螺母3，在锁紧时不能保证端面与孔的垂直度，为了提高轴承的调整精度应改为如图4b中用挡圈5、6修磨调整，以便提高修磨精度。用两个分离型螺母8、9调整，或采用双沟槽锁紧螺母(见图5)加十字垫片和采用过盈套等锁紧方式。 1、4、11.法兰盘 2、7.轴承 3、9.锁紧螺母 5、6.档圈 8.调整螺母 10.挡油盘 12.主轴 图4 主轴轴承锁紧、密封结构示意图 1.压缩空气管 2.活塞 3.双沟锁紧螺母 4.碟形弹簧 5.拉杆 6.主轴 7.主轴套筒 8.主轴内冷却环 9.刀具拉钉 10.挡油法兰 图5 KX714主轴结构 ㈤主轴密封 主轴轴承的密封和润滑：由于高速机床主轴转速较高，转速达5000r/min以上时脂润滑已很难达到要求，而稀油润滑在高速运动中润滑油的多少明显地影响到主轴运行的平稳性。因此在目前的设计中多数采用集中定量定时油雾或滴油润滑方式。在高速加工中为了提高主轴轴承的寿命和确保轴承的旋转精度，必须采取严格的密封措施，然而密封效果较好的接触式密封又势必影响到主轴转速的提高，因此目前通用的有主轴吹气、迷宫密封等非接触式密封方式，对于要求不高的可以采用间隙密封，但必须准确地控制间隙的大小，一般是在0.02～0.04mm之间。 四.零件图设计 1. 大齿轮的CAD图 以主轴齿数为67的大齿轮为对象，M=5.5，啮合角，分度圆压力角，齿顶高系数f=ham=1，径向间隙系数C0=0.25. 其他参数如下：分度圆直径：d , 齿顶圆直径：d =d , 基圆直径：d , 节圆直径：d=d 齿根圆直径：d 齿全高：h=〔2+C0〕m=12.375 齿顶高：h 技术要求:①齿顶圆跳动公差为，由机械设计手册2册P247,表5.4-68，7级精度即0.036. ②机械设计P228,由直径大于160，小于500，采用腹板式结构。由机床设计手册P269表5.4-99无轮毂齿轮得b=〔6--8〕m=57,d1=kd=1.6*80=128, 〔简明设计手册表7-44〕，d2=d ,g=〔5--6〕m=30,d ,D2=〔0.25--035〕〔D0-D3〕,C=〔0.2—0.3〕B=15. 2. 主轴见CAD图 3. 展开图. 五.箱体、箱盖主要尺寸计算 箱体采用水平剖分式结构，采用HT200灰铸铁铸造而成。根据表4-17箱体主要尺寸计算如下： 名称符号尺寸 箱座厚度 =（0.025~0.03）a+△=12mm 箱盖壁厚 1 1=（0.8~085） =10 箱座盖凸缘厚度 b b1 b2 b=18 b1=18 b2=30 箱盖座筋厚 m m1 m=11 m1=11 轴承盖外径 D2 D+5D3 高 H 360 宽 B 376六设计参考资料目录 [1]《机械设计课程设计》，高等教育出版社，席伟光，扬光，李波主编，200 3年2月第一版； [2]《机械设计（第七版）》，高等教育出版社，濮良贵，纪名刚主编，2001年6月第七版； [3]《简明机械设计手册》，同济大学出版社，洪钟德主编，2002年5月第一版； [4]《机床设计手册2册》，机械工业出版社， 1986年12月第一版； [5]《机床设计手册3册》，机械工业出版社，1986年12月第一版. [6]《机械制图（第四版）》，高等教育出版社，刘朝儒，彭福荫，高治一编，2 001年8月第四版 [7]《机械制造装备设计》，冶金工业出版社，王启义主编，2002年4月第4版七结束语 由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，比如说箱体结构庞大，重量也很大。齿轮的计算不够精确等等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。 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 序言 (1) 一、零件的分析及生产类型的确定 (1) 1、零件的作用 (1) 2、零件的工艺分析 (3) 3、零件的生产类型 (3) 二、零件毛坯的设计 (4) 1、选择毛坯 (4) 2、毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定 (4) 3、确定毛坯尺寸 (5) 4、设计毛坯图 (7) 三、零件的加工工艺设计 (9) 1、定位基准的选择 (9) 2、零件表面加工方法的选择 (9) 3、拟订工艺路线 (10) 4、工艺方案的比较与分析 (12) 四、工序设计 (14) 1、选择加工设备与工艺装备 (14) 2、确定工序尺寸 (17) 3、数控加工工序 (21) a)夹具的设计 (22) 1、工件的定位 (22) 2、夹紧装置 (25) 3、定位误差分析 (25) 4、对刀装置 (26) 5、夹具体 (26) 6、结构特点 (27) 六、设计小结 (27) 七、参考文献 (28) 序言 综合模块（机制工艺及夹具）毕业设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。 这次毕业设计中，我所选的零件是“CA6140车床滤油器体”，完成该零件的机械加工工艺规程的编制及工艺装备的设计，滤油器在车床上是个必不可少的部件，它有着过滤油液及缓冲的作用。因此在加工时，零件的配合部分需进行精加工，保证其配合准确，提高车床的综合性能，又因为被加工零件的结构比较复杂，加工难度大，需进行专用夹具的设计与装配。 由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望老师多加指教。 一、零件的分析及生产类型的确定 4、零件的作用 “CA6140车床滤油器体”如图1所示。它位于车床主轴箱上 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 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： 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 南京理工大学 毕业设计(论文)外文资料翻译 学院（系）：机械工程学院 专业：机械工程及自动化 姓名：朱仁勇 学号： 0501500241 外文出处：Industrial Electronics,Control and (用外文写) Industrumental, 1991,https://www.360docs.net/doc/6f17996622.html, 附件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。 附件1：外文资料翻译译文 CNC和PLC他们对于机床是同一概念吗？ 摘要 设计一个计算机数字控制器（CNC）,传统做法是将装置分为三个实体:一个可编程控制器（PLC）,一个可以称之为CNC控制器（CNCD）的黑盒子，一个包含CNC轴向控制器和可以简单描述为轴向实体的合成体。我们将指出这一机构的缺点，展示一种新机构并介绍他的优势所在。最后，在对比传统PLC和新机构之后，我们认为CNC就是一种改进的PLC。 PLC装置 传统的可编程控制器（PLC）是基于两个主要模块：控制台和执行器。控制台向操作者提供了一个交互式设计的人机界面，由于这个原因，他不能实现实时约束。执行器控制基本任务的时序以使PLC工作和确保相关的时间约束。执行器启动并管理不同的循环周期。控制台的目标是人机界面而执行器的目标是时序安排。可以这样说，在大多数情况下，PLC的主要目标是在没有控制台的情况下单机运行。 CNC使用的分类 CNC对所有机床的应用本质上分为三个不同的种类：本地使用，直接数字化控制(DNC)和远程使用。 在本地使用中，操作者在机床附近。他直接输入命令，通过按下按钮来控制机床和加工过程。他也可以创建和修改刀具描述符和零件加工程序，这些是以CNC的标准代码或类似代码写入的。 在这一背景下，对零件的设计和辅助制造也是可能的，尽管此类活动显得与机床周围糟糕的环境质量（比如噪音，高温，灰尘）格格不入。 DNC（直接数字化控制）使用添加了从主机下载（向主机上传）零件加工程序的功能，主机汇集了零件加工程序，可以被看作是一个文件服务器。这些操作仍然完全在位于机床附近的人工操作员的控制下。在某些情况下，在远距离的操作者之间可能会使用邮件服务器。这一类CNC使用方式，除了能向服务器传输零件加工程 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) CA6140车床结构拆装 一、实训目的与要求 1、了解和分析机床传动系统及部件结构与调整，掌握机床使用与调整方法。 2、全面了解机床的用途与性能、组成与布局、传动与构造、润滑与冷却。 二、实验课时：4 三、实训装置及工量具 CA6140型普通车床 四、实训内容 1、熟悉机床的用途、总体布局、各操纵手柄的作用及其操作方法，并开车（空运转）观察机床部件的运动，了解机床的主要技术参数。 2、主轴箱（揭开主轴箱盖，结合机床传动系统图和主轴箱装配图） 1）了解主传动系统的传动路线，包括主轴的正转、反转、停止、高速传动、低速传动等。 2）找出各传动轴及主轴的空间位置，并考虑如此安排对主轴的受力情况有何影响。 3）操纵有关手柄了解主轴箱中滑移齿轮的位置、数量、用途。 4）观察主轴部件的支承结构，了解轴承的作用及间隙的调整方法。 5）观察主轴上齿轮离合器的构造，主轴右端空套斜齿轮的螺旋方向；了解主轴端部结构。 6）根据装配图分析卸荷式带轮是如何卸荷和传递扭矩的。 7）了解主轴箱的润滑系统及各传动件的润滑部位和方式，分析两个油标的作用。 3、进给箱 1）了解挂轮架的结构，用途和调整方法。 2）弄清基本组操纵机构工作原理。 3）弄清增倍组操纵机构工作原理。 4）了解车削不同种类螺纹的转换机构及丝杠、光杠传动的操纵机构。 4、溜箱板 1）了解超越离合器和安全离合器的工作原理。 2）了解机动进给、开合螺母和快速移动的操作机构。 3）了解互锁机构的作用及互锁原理。 5、刀架 了解刀架部件组成及各部分作用，了解方刀架动作原理。 6、尾架 了解尾架的作用，尾架在床身上的夹紧方法以及尾架套筒的夹紧方法；了解调整顶尖中心线与主轴中心线在水平面的同心度的方法；了解偏移尾架车削锥度的方法。 7、床身 了解床身整体结构，床身导轨的分组情况及其作用。 五、实训原理 CA6140结构图 CA6140车床传动系统图 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 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1章绪论 1.1课题来源 随着技术的发展，机床主轴箱的设计会向较高的速度精度，而且要求连续输出的高转矩能力和非常宽的恒功率运行范围。另外还会改善机床的动平衡，避免震动、污染和噪音等。 本设计为CA6140机床的主轴箱。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。CA6140机床主轴箱的作用就是把运动源的恒定转速改变为主运动执行件（主轴、工作台、滑枕等）所需的各种速度；传递机床工作时所需的功率和扭矩；实现主运动的起动、停止、换向和制动。 主轴箱通常主要由下列装置和机构组成：齿轮变速装置；定比传动副；换向装置；起动停止装置；制动装置；操纵装置；密封装置；主轴部件和箱体。根据机床的用途和性能不同，有的机床主轴箱可以只包括其中的部分装置和部件。 主轴箱是支承主轴并安装主轴的传动变速装置，使主轴获得各种不同转速，以实现主切削运动。该机床主轴箱刚性好、功率大、操作方便。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。 1.2研究动态及发展趋势 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化。 随着科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，改型也日益频繁，对机床的性能、精度、自动化程度等提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程自 1． 机床主要技术参数： （1） 尺寸参数： 床身上最大回转直径： 400mm 刀架上的最大回转直径： 200mm 主轴通孔直径： 40mm 主轴前锥孔： 莫式6号 最大加工工件长度： 1000mm （2） 运动参数： 根据工况，确定主轴最高转速有采用YT15硬质合金刀车削碳钢工件获得，主轴最低转速有采用W 16Cr 4V 高速钢刀车削铸铁件获得。 n max = min 1000max d v π= 23.8r/min n min = max min 1000d v π =1214r/min 根据标准数列数值表，选择机床的最高转速为1180r/min ，最低转速为26.5/min 公比?取1.41，转速级数Z=12。 （3） 动力参数： 电动机功率4KW 选用Y112M-4型电动机 2． 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。 3． 主传动系统运动设计： （1） 拟订结构式： 1） 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： A ．12=3*4 B. 12=4*3 C 。12=3*2*2 D ．12=2*3*2 E 。12=2*2*3 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。但是，由 于主轴换向采用双向离合器结构，致使Ⅰ轴尺寸加大，此方案也不宜采用，而应选用方案D 2）确定变速组扩大顺序： 12=2*3*2的传动副组合，其传动组的扩大顺序又可以有以下6种形式：A．12=21*32*26B。12=21*34*22 C．12 =23*31*26D。12=26*31*23 E．22*34*21F。12=26*32*21 根据级比指数非陪要“前疏后密”的原则，应选用第一种方案。然而，对于所设计的机构，将会出现两个问题： ①第一变速组采用降速传动（图1a）时，由于摩擦离合器径向结构尺寸限制， 使得Ⅰ轴上的齿轮直径不能太小，Ⅱ轴上的齿轮则会成倍增大。这样，不仅使Ⅰ-Ⅱ轴间中心距加大，而且Ⅱ-Ⅲ轴间的中心距也会加大，从而使整个传动系统结构尺寸增大。这种传动不宜采用。 ②如果第一变速组采用升速传动（图1b），则Ⅰ轴至主轴间的降速传动只能由 后两个变速组承担。为了避免出现降速比小于允许的极限值，常常需要增加一个定比降速传动组，使系统结构复杂。这种传动也不是理想的。 如果采用方案C，即12 =23*31*26，则可解决上述存在的问题（见图1c）。其结构网如图2所示。 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) 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 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车床主轴箱设计说明书
CA6140车床滤油器体的设计(有cad图)
车床主轴箱课程设计12级转速
CA6140机床主轴箱的设计
《金属切削机床》课程设计--C616型车床主轴箱设计(全套图纸)
#C6136机床主轴箱设计说明书14896
CA6140车床主轴箱的设计-外文翻译
普通车床主轴箱课程设计
CA6140车床结构拆装
X6132型万能升降台铣床主轴箱设计(课程设计)
最新CA6140普通车床主轴变速箱设计及主轴箱设计说明书汇总
CA6140车床主轴箱的毕业设计论文(含图)
c6140机床主轴箱设计
机床主轴箱课程设计18级转速 参考资料
CA6140机床主轴箱的设计12
车床主轴箱设计_说明书[1]概论
车床主轴箱课程设计12级转速