机床主轴箱设计

工程学院

机床主轴变速箱课程设计

班级：机械本102

姓名：郝文斌

学号：2010518227

专业：机械制造装备设计

指导教师：王天煜进涛

日期:2013/12/30—2014-01-17

阳工程学院

机床主轴变速箱设计课程设计成绩评定表系（部）：机械工程系班级：机械本102学生：郝文斌

第一章课程设计的目的和容- 3 -

第二章课程设计的步骤- 4 -

第一节运动设计- 4 -

一、确定主轴转速级数- 4 -

二、确定转速数列..................................................................................................... - 5 -

三、求出主轴转速级数Z- 5 -

四、确定结构式- 5 -

五、绘制转速图- 6 -

六、绘制传动系统简图............................................................................................. - 7 -

七、确定各变速组齿轮传动副的齿数- 8 -

八、核算主轴转速误差- 9 -

第二节传动零件的初步计算- 10 -

一、求各轴的计算转速- 10 -

二、传动轴直径的估算- 11 -

三、齿轮模数的估算- 12 -

四、计算各齿轮的参数- 14 -

五、确定各轴间距- 14 -

六、带轮的选择- 15 -

七、片式摩擦离合器的计算................................................................................... - 16 -

八、主轴轴承- 17 -

九、主轴和齿轮的连接:- 18 -

十、润滑与密封- 18 -

十一、其它问题- 19 -

第三章课程设计的验算- 19 -

一、直齿圆柱齿轮的强度验算- 19 -

二、主轴的弯曲刚度验算- 23 -

三、主轴组件的静刚度验算- 23 -

四、滚动轴承的验算............................................................................................... - 26 -

设计小结- 27 - 参考文献- 28 -

第一章课程设计的目的和容

一、题目：机床主轴变速箱设计二、主要技术参数：

1、卧式车床，最大回转直径为400mm 。 2

反转：max max 正反正

反

三、设计容：

1、运动设计：根据给定的转速围及公比，拟定传动方案，确定结构形式，画转速图，画

传动系统图（研究分析齿轮排列方案），计算带轮直径和齿轮齿数。

2、动力计算：根据电动机功率，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、结构设计：进行传动轴系，变速机构，主轴组件，操纵机构，换向和制动装置，箱体，

润滑和密封的布置和结构设计。

4、编写设计计算说明书四、应完成的任务

本学期第18、19、20周课程设计，以设计说明书数据为依据，绘制： 1、主轴变速箱草图一（A2）——手绘；

2、展开图一（A0）——计算机CAD 绘图，主轴零件图1。

3、三维立体图——pro/e 仿真；五、要求

1、设计计算说明书字体端正，层次分明，格式排版准确。

2、图纸图面清洁，标注准确，符合国家标准；

六、设计说明书主要容及装订顺序 1、封皮

2、设计任务书；

3、成绩评审意见表

4、中文摘要和关键词

5、目录（标题及页次）；

6、机床用途和性能（简要）；

7、运动设计和拟定（简要方案比较分析；画传动系统图要规）； 8、主要零件的估算或计算和验算（主轴组件刚度计算）； 9、重要结构的选择分析； 10、设计小结；

11、参考文献（列序号、作者、书名、及年月）；至少6篇

第二章课程设计的步骤

第一节运动设计

一、确定主轴转速级数：

由给定的参数，主轴的极限转速为n max =1250 r/min ， n min =28r/min

由公式：1max min

z n

Rn n φ-== 且φ=1.41

可得n R =44.64 ，z=φ

lg lg Rn

+1=12.008

取Z=12

二、确定转速数列：

由给定的参数，φ=1.41=1.066，Z=12级

查表2-5，得12级转速各为：

28，40，56，80，112，160，224，315，450，630，900，1250

三、求出主轴转速级数Z ：

因两轴间变速组的传动副数多采用2或3，在设计简单变速系统时，变速级数应选为Z=3m 2n 的形式，m 、n 为正整数。

四、确定结构式：

12级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能。

在Ⅰ轴如果安置换向摩擦离合器时，为减少轴向尺寸，第一传动组的传动副数不能多，以2为宜。

主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用2。

综上所述，传动式为12=2×3×2。

对于12232=??传动式有6种结构式对应的结构网，分别为： 62123212??=61323212??=61323212??= 24123212??=31623212??=12623212??=

按照传动副“前多后少”的原则选择Z=3×2×2这一方案，但主轴换向采用双向片式摩擦离合器结构，致使Ⅰ轴的轴向尺寸过大，所以此方案不宜采用，而应先择12=2×3×2。

根据级比指数分配要“前密后疏”的原则，应选用Z=12×23×62这一方案。

验算结构式中的最末扩大组（按扩大顺序的最末、非传动顺序的最末）的调整围n R =)12(641.1-?=7.8<8 ，其最后扩大组的变速围肯定也符合要求，因此所选结构式比较合理。（一）选定电动机

合理的确定电机功率N ，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，

又不致使电机经常轻载而降低功率因素。

电动机的功率是7.5kW ，根据《机械工程及自动化简明设计手册》表2—2选取Y132M-4型电动机，额定功率7.5kW,满载转速1440 r/min ，额定转距2.2。（二）分配总降速比

分配降速比时，应注意传动比的取值围：齿轮传动副中最大传动比max u ≤2，

最小传动比min u 4

≥传动比过大，引起振动和噪音，传动比过小，使动齿轮与传

动齿轮的直径相差太大，将导致结构庞大。最末一级间的数相隔6极（总6? ）：

1c i =241.122==?2c i =41

中间轴传动比

可按先慢后快原则，确定最小传动比，根据级此指数确定其他转动比：

Ⅱ～Ⅲ～Ⅳ轴小传动比为 ∵min a i ≥min b i ≥min c i min c i =41

∴min b i 取

φ1b i =1?2b i =

?3b i =

Ⅰ～Ⅱ轴传动比为 min a i 取3

φ12

i ?=

（三）确定传动轴的轴数

传动轴数=变速组数+定比传动副数+1 =3+0+1=4

五、绘制转速图

先按传动轴数及主轴转速级数求格数，画出网格，用以绘制转速图，在转速图上，先分配从电动机转速到主轴最低转速的总降速比，在串联的双轴传动间画上u (k →k+1)min 。再按结构式级比分配规律画上各变速组的传动比射线，从而确定了各传动副的传动比。转速图：

六、绘制传动系统简图

如下简图所示。

七、确定各变速组齿轮传动副的齿数

确定各变速组齿轮传动副的齿数时应根据以下原则：

1、受齿轮最小齿数Z

min 的限制，机床主传动系统一般只取Z

min

≥18～20，以

避免产生根切现象。

2、套装在轴上的小齿轮还考虑到齿根圆到它的键槽深处的最小尺寸应大于

基圆齿厚，以防断裂，则其最小齿数Z

min 应为Z

min

≥1.03D/m +5.6，式中D—齿轮

花键孔的外径（mm）,单键槽的取其孔中心至键槽槽底的尺寸两倍；m—齿轮模数（mm）。

3、S

min 还受最小传动比u

min

和允许的最大齿数S

zmax

的约束，机床主传动

的最小极限传动比取u

min ≥1/4。中型机床一般取S

=70～100，S

Zmax

=120；

4、S

z 的选取不要使两轴中心距过小，否则可能导致两轴轴承过近，在等长

的多轴变速系统中，还可能使前后变速组的齿轮顶圆与轴相碰，即k 轴上前一个变速组中的最大被动齿轮Z max 的齿顶圆与（k+1）轴的外径d k+1相碰，或（k+1）轴上的后一个变速组中的最大主动齿轮Z max 的齿顶圆与k 轴外径d k 相碰。 5、三联滑移齿轮的相邻两轮的齿数差应大于4。避免齿轮右左移动时齿轮右相碰，能顺利通过。

6、在同一变速组，尽量选用模数相同的齿轮。

由上述原则，传动比已知，传动比的适用齿数表查表2-8，查出：

1a i = 2

11.41z S =60,66,72,78,84,90. 2a i =3

11.41z S =76,84,92,98,106

由于可知选用z S =84，从表查出小齿轮的齿数为28，22。

大齿轮的齿数则为56，62。 1b i =1.41 z S =77,80,84,90,92,96

2b i =11

111.41φ=z S =77,80,84,90,92,96 3

3341

.111==?b i z S =76,84,92,98,106 可选用z S =92从表中查出小齿论的齿数38，38,24。

大齿轮的齿数则为54，54,68。 1c i =2?=2 z S =96,102,106,108.

2c i = 41

14=?

z S =100,108,114.

选用z S =108 从表中查出小齿轮的齿数36，22。大齿轮的齿数则为72，86。可得以下的齿数

（1）u a1=28/56=

211.41 ； u a2=22/62=3

1.41

； S Za =84 （2）u b1=54/38=1.41 ；u b2=38/54=41.11 ； u b3=24/68=341.11

； S Zb =92

（3）u c1=72/36=2；u c2=22/86=4

.11

； S Zc =108 八、核算主轴转速误差

由确定的齿轮所得的实际转速与传动设计理论值难以完全相符，需要验算主轴各级转速，最大误差不得超过由公式：

n 实= 1440×(900/1440)×0.35×0.35×0.25=28.665 10(?-1)%=0.041

n n n -理论

实际实际

=0.028<0.041

同样其他的实际转速及转速误差如下:

表2.4

转速误差满足要求。

第二节传动零件的初步计算

一、求各轴的计算转速

（1）、主轴的计算转速

由表2-9可知，主轴的计算转速度是低速第一个三分之一变速围的最高一级转速，即n j 主 =80r/min 。（2）、各传动轴的计算转速

轴III 有6级转速，其最低转速112r/min ，通过双联齿轮使主轴获得两级转速：

28 r/min 和224 r/min 。224 r/min 比主轴的计算转速高，需传递全部功率，故轴III 的112r/min 转速也能传递全部功率，即n jIII =112 r/min

10(1)n n n n ?-?=

≤-理论

实际理论

②同理可得：n jII =315r/min ③同理可得：n jI =900 r/min

（3）、各齿轮的计算转速

各变速组一般只计算组最小的，也是强度最薄弱的齿轮，故也只需要确定最小齿轮的计算转速。

（1）轴III —IV 间变速组的最小齿轮是Z=22，该齿轮使主轴获得6级转速

28 r/min ，40r/min ，56r/min ，80r/min ，112r/min ，160 r/min ，主轴计算转速是80r/min ，故该齿轮在315r/min 时应传递功率，是计算转速；（2）同理可得，轴II —III 间Z=22的计算转速为315r/min ；

（3）同理可得，轴I —II 间Z=24的计算转速为900r/min 。

二、传动轴直径的估算

按扭转刚度估算轴的直径

[]

91?J n d N ≥

d N ——电机额定功率；N=d N η

η——从电机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积； n 1——该传动轴的计算转速r/min ；

?——每米长度上的转角（deg/m ）

，可根据传动轴的要求选取：

对于一般的传动轴，取][?=1.5 传动效率 η=η1n η2m η3k η1—直齿传动效率取0.98 η2—V 带传动效率取0.96 η3—轴承传动效率取0.98

I 轴：[]4

91?J n d N ≥=9124.34 mm 取d I =25mm

II 轴:[]491?J n d N

≥=91=31.33 mm 取d II =32mm

III 轴：[]491?J n d N

≥=91=40.17 mm 取d III =42mm

IV 轴：根据电动机功率为7.5，最大加工直径为400 mm ，初选主轴前轴颈直径D1=120 mm

而主轴后轴颈直径D 2≈（0.7～0.8）D 1，取D 2=84mm 普通车床孔直径d ≈（0.55～0.6）D 1 ，取d=66 mm

由[3]表3-13，得主轴前端悬伸量a ≈（0.6～1.5）D 1 取a=100mm

主轴平均直径D=221D D +=10070

+=102 mm

三、齿轮模数的估算

根据j m 和w m 计算齿轮模数，根据其中较大值取相近的标准模数：

j m =16300()[]3

1213211J

m s n i Z K K K K σιψN ±mm N ——齿轮的最低转速r/min ；

T ——顶定的齿轮工作期限，中型机床推存：T =15～20 n k ——转速变化系数；

N k ——功率利用系数；

q k ——材料强化系数。

s k ——（寿命系数）的极值max min s s k k ，

齿轮等转动件在接取和弯曲交边载荷下的疲劳曲线指数m 和基准顺环次数C 0 1k ——工作情况系数。中等中级的主运动：

2k ——动载荷系数； 3k ——齿向载荷分布系数；

Y ——齿形系数；

根据弯曲疲劳计算齿轮模数公式为：

式中：N ——计算齿轮转动递的额定功率N=?d w N k

j n ——计算齿轮（小齿轮）的计算转速r/min

m ψ——齿宽系数m b m /=ψ,8=ψm

Z 1——计算齿轮的齿数，一般取转动中最小齿轮的齿数：

i ——大齿轮与小齿轮的齿数比，i =

≥Z Z ；

（+）用于外啮合，（-）号用于啮合：s s T N n q k k k k k k =：命系数；

T k ：工作期限， T k =m

C nT

60； T k 接

=4.43

T k 弯

=1.98 n k =0.84n k 接=0.58

n k 弯=0.90 q k 接=0.55 q k 弯=0.72 s k 接=3.49?0.84?0.58?0.55=0.94

s k ≥min k 时，取s k =max s k ，当s k

2k =1.2 3k =1 Y =0.378

第一组齿轮和反转组齿轮材料选用40Cr ，调质加表面淬火处理，工作年限为10年，每天12小时，由[4]式10-12和表10-21得

[σf ]=σHP =H

X W N H S Z Z Z lim σ=25.11

2.192.0730???≈650 Mpa

其它组齿轮材料选用20CrMnTi ，渗碳淬火处理，工作年限为10年，每天12小时，由[4]式10-12和表10-21得

[σf ]=σHP =H

X W N H S Z Z Z lim σ=25.11

2.192.01500???≈1325 Mpa

（1）第一组齿轮中，取齿轮Z=24

m fI-II =16300

? 2.850= 圆整模数取m fI-II =3

（2）第二组齿轮中，取齿轮Z=22

m fII-III =16300

?==2.782 圆整模数取m fII-III =3

（3）第三组齿轮中，取齿轮Z=22 m fIII-IV =16300

圆整模数取m fIII-IV =4

四、计算各齿轮的参数

五、三联滑移齿轮设计：

由上述计算可得D5=114，D6=72，D7=162，D8=162，D9=204，D10=114。根据公式：B=d n d φ? 其中d φ取0.3. 计算如下得：

8B =114?0.3=34 539B = 9720.322B =?=639B = 71140.334B =?=1039B =

根据工艺及精度要求，用插齿空刀槽法切齿槽。其宽度查表得b=6。故三联滑移齿轮总宽度计算如下： 134+22+6+163B ==空 39+22+6168B =+=空2

?34+27+39100B ==

故100+63+68231B ≥=和

五、确定各轴间距

(21Z Z m + a I-II =3841262mm ?= a II-III =3921382mm ?= a III-IV =4108

1622

mm ?=

六、带轮的选择

由表8-7查得 K A =1.1 ，故Pca=K A P=1.1?7.5=8.25 kW

根据P ca 、n 1，查得 V 带采用普通B 型，初选主动轮基准直径d d1=200mm ，

则从动轮基准直径d d2=i ? d d1=1250

900

?200=320mm ，取d d2=320mm. 带的速度v=1000*6011n d d π=2001250

601000

π???=13.68 m/s < 35 m/s ，带的速度合适。

根据0.7(d d1+ d d2)

2121204)()(22[a d d d d a L d d d d d -+

++=π

=[2

(340200)2800(340200)24800

-?+?++?]=2522.5 mm

选带的基准长度L d =2500mm

实际中心距a=a 0+2d d L L '-=800+

(25002522.5)

767.52

-==773mm 包角α1=180°-a d d d d 12

-?57.5°=180°-340200

773

-?57.5°=143.12>120°,主动轮上的包角合适。

V 带根数z=L

K K P P P α)(00?+，由n 1=1250r/min,d d1=200mm,i=2.82,查[4]表8-4a

和表8-4b ，得P 0=1.61kW ΔP 0=0.17kW ,查表8-5得K α=0.96,查表8-2得K L =0.99,则

8.25

(1.610.17)0.960.99

+??=3.88 所以，选取V 带z=4根。

查[4]表8-4得q=0.18kg/m

预紧力F 0=2)15.2(500qv K vz P ca +-α

=500*

28.25 2.5

*(1)0.113.8613.8650.96-+??=98.5N 压轴力F p =2zF 0sin 21

α=143.122598.5sin

381.262

N ???=。七、片式摩擦离合器的计算

为保证II 轴上的第二个变速组中的最大主动齿轮外径不碰I 轴上的离合

器外径D ，A I-IImin >(Z max *m+2m+D)/2, A I-II =126mm ，Z max =54 m=3

可得：D<84mm ，取D=90mm

正转静负载扭矩M=974?ηj

n N

=974?7.50.970.98900??=8.64 kgf ﹒m

中型机床取K=1.5，

正转时，离合器所能传递扭矩M j ≥M ?k=8.68?1.5= 13.12kgf ﹒m 取M j =14kgf ﹒m

0.47.50.970.98900??? =3.43 kgf ﹒m

反转时，离合器所能传递扭矩M j ≥M ?k=3.43?1.5=5.103 kgf ﹒m

取M j =6kgf ﹒m

I 轴d=25mm ，采用轴装式摩擦片

外片径D 1=d+5=30mm ，选取φ=2

1D D

=0.57，则片外径D 2=52mm

中径D p ==+2

D D 41mm ，平均线速度v p =60000p nD π=90041

60000

π??=1.98m/s ，由v p =1.98m/s ，查[6]下表

5.13-21 选K v =1.08，安全系数K 取1.4，结合次数修正系数K m =1，摩擦面对数修正系数K z =1，查[6]下表5.13-49，选钢-钢摩擦系数f = 0.12，许用比压[p]=11 kgf ﹒m

正转时摩擦面对数z=5

33211210[]()n v m z

M K f p D D K K K π-

1214 1.4100.1211(5230) 1.0811

π??????-???=15.74 正转时，取z=16

反转时摩擦面对数z=

m v n K K K D D p f K M )]([10123

1325

-π

126 1.4100.1211(5230) 1.0811

π??????-???=7.87 反转时，取z=8

正转主动片（片）数i 1=z/2+1=9 片，被动片（外片）数i 2=z/2=8 片反转主动片（片）数i 1=z/2+1=5片，被动片（外片）数i 1=z/2= 4片轴向压力Q=

主轴轴承的轴承类型选择：前后孔有1：12的锥度,前端选用的轴承类型是：GB/T285-64 双列圆柱滚子轴承NN3024K 和234424；其参数如下：一、d=120，D=180，B=46，Rmin=2。二、d=120，D=180，T=72，B=18，C=36，Rmin=0.6。后端选用的轴承类型是：双列圆柱滚子轴承NN3016 。其参数如下：d=80，D=125，B=34，Rmin=1.1。轴向定位用双向推力角接触球轴承 2. 轴承的位置

机床主轴采用两个支承，结构简单，制造方便。

3. 轴承的精度和配合

主轴轴承精度要求比一般传动轴高。前轴承的误差对主轴前端的影响最大，所以前轴承的精度一般比后轴承选择高一级。

普通精度级机床的主轴，前轴承的选C 或D 级，后轴承选D 或E 级。选择轴承的精度时，既要考虑机床精度要求，也要考虑经济性

主轴轴承精度要求比一般传动轴高，所以前轴承的精度选C 级，后轴承选D 级。轴承与轴和轴承与箱体孔之间，一般都采用过渡配合。另外轴承的外环都是薄壁件，轴和孔德形状误差都会反映到轴承滚道上去。如果配合精度选的太低，会降低轴承的回转精度，所以轴和孔的精度应与轴承精度相匹配。 4、轴承间隙的调整

为了提高主轴的回转精度和刚度，主轴轴承的间隙应能调整。把轴承调到合适的负间隙，形成一定的预负载，回转精度和刚度都能提高，寿命、噪声和抗震性也有改善。预负载使轴承产生接触变形，过大的预负载对提高刚度没有明显的小果，而磨损发热量和噪声都会增大，轴承寿命将因此而降低。

轴承间隙的调整量，应该能方便而且能准确地控制，但调整机构的结构不能太复杂。双列短圆柱滚子轴承圈相对外圈可以移动，当圈向大端轴向移动时，由于1：12的錐孔，圈将胀大消除间隙。

其他轴承调整也有与主轴轴承相似的问题。特别要注意：调整落幕的端面与螺纹中心线的垂直度，隔套两个端面的平行度都由较高要求，否则，调整时可能将轴承压偏而破坏精度。隔套越长，误差的影响越小。

螺母端面对螺纹中心线垂直度、轴上和孔上套简两端平行度等均有严格的精度要求。

九、主轴和齿轮的连接:

采齿轮与主轴的连接可以用花键或者平键；轴做成圆柱体，或者锥面（锥度一般取1：15左右）。锥面配合对中性好，但加工较难。平键一般用一个或者两个（相隔180度布置），两国特键不但平衡较好，而且平键高度较低，避免因齿轮键槽太深导致小齿轮轮毂厚度不够的问题。

所以用花键连接。

十、润滑与密封:

主轴转速高，必须保证充分润滑，一般常用单独的油管将油引到轴承处。

主轴是两端外伸的轴，防止漏油更为重要而困难。防漏的措施有两种：

1）堵——加密封装置防止油外流。

主轴转速高，多采用非接触式的密封装置，形式很多，一种轴与轴承盖之间留0.1～0.3mm的间隙（间隙越小，密封效果越好，但工艺困难）。还有一种是在

轴承盖的孔开一个或几个并列的沟槽（圆弧形或v 形），效果比上一种好些。在轴上增开了沟槽（矩形或锯齿形），效果又比前两种好。

在有大量切屑、灰尘和冷却液的环境中工作时，可采用曲路密封，曲路可做成轴向或径向。径向式的轴承盖要做成剖分式，较为复杂。

（2）疏导——在适当的地方做出回油路，使油能顺利地流回到油箱。

十一、其它问题:

主轴上齿轮应尽可能靠近前轴承，大齿轮更应靠前，这样可以减小主轴的扭转变形。

主轴的直径主要决定于主轴需要的刚度、结构等。各种牌号的弹性模量基本一样，对刚度影响不大。主轴一般选优质中碳钢既可。精度较高的机床主轴考虑到热处理变形的影响，可以选用45号钢。

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。其他部分经调质处理后硬度为HB 220～250。

第三章课程设计的验算

一、直齿圆柱齿轮的强度验算

（1）第一组齿轮强度校验取齿轮Z=28 精度7级

σHlim =800Mpa σFlim =320Mpa σFE =640Mpa 按接触疲劳强度校验

传递功率P=7.5?0.97?0.98=7.13 kW

传递扭矩T 1=9549?1

n P

=9549?7.13900=84.86N.m

分度圆切向力F t =

12000d T =200084.86102?=2002.2N

CA6140车床滤油器体的设计(有cad图)

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

车床主轴箱设计说明书

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

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)

车床主轴箱课程设计12级转速

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.

CA6140机床主轴箱的设计

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

《金属切削机床》课程设计--C616型车床主轴箱设计(全套图纸)

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

CA6140车床主轴箱的设计-外文翻译

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/ec3867146.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

普通车床主轴箱课程设计

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)

数控机床主轴箱设计

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

(完整版)数控车床主轴设计

绪论随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足要求。数控机床由于众多的优点已成为现代机床发展的主流方向。它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，在国内外都受到高度重视。现代数控机床是信息集成和系统自动化的基础设备，它集高效率、高精度、高柔性于一身，具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高、对加工对象的适应强等优点。实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。可以说，机械制造竞争的实质就是数控技术的竞争。本课题的目的和意义在于通过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计、计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造一定的条件。

一、设计题目及参数 1.1 题目本设计的题目是数控车床的主轴组件的设计。它主要由主轴箱，主轴，电动机，主轴脉冲发生器等组成。我主要设计的是主轴部分。主轴是加工中心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在设计的过程中要多加注意。主轴前后的受力不同，故要选用不同的轴承。 1.2参数床身回转空间400mm 尾架顶尖与主轴端面距离1000mm 主轴卡盘外径Φ200mm 最大加工直径Φ600mm 棒料作业能力50～63mm 主轴前轴承内和110～130mm 最大扭矩480N·m 二、主轴的要求及结构 2.1主轴的要求 2.1.1旋转精度主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴、轴承、箱体孔的的制造，装配和调整精度。还决定于主轴转速，支撑的设计和性能，润滑剂及主轴组件的平衡。通用（包括数控）机床的旋转精度已有标准规定可循。 2.1.2 静刚度主轴组件的静刚度（简称刚度）反映组件抵抗静态外载荷变形的能力。影响主轴组件弯曲刚度的因素很多，如主轴的尺寸和形状，滚动轴承的型号，数量，配置形式和预紧，前后支撑的距离和主轴前端的悬伸量，传动件的布置方式，主轴组件的制造和装配质量等。各类机床主轴组件的刚度目前尚无统一的标准。 2.1.3抗振性主轴组件工作时产生震动会降低工件的表面质量和刀具耐用度，缩短主轴轴承寿命，还会产生噪声影响环境。振动表现为强迫振动和自激振动两种形式。

X6132型万能升降台铣床主轴箱设计(课程设计)

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

机械机床毕业设计170数控车削中心主轴箱及自驱动刀架的设计

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

#C6136机床主轴箱设计说明书14896

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

c6140机床主轴箱设计

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。

数控机床主轴总体设计

17 5. 设计总结 (19) 6. 参考文献 (20) 1 绪论在现代制造技术中，数控机床已经用它所显示的效益和巨大潜力，引起世界各国科技界和工业界的普遍重视。发展现代数控机床是当前机械制造业技术改造，技术更新的必由之路，是未来工厂自动化的基础。数控机床主轴及其部件作为数控机床主要部件的一部分，在数控机床中占据着重要的地位，主轴系统的精度将直接影响到数控加工产品的精度，因此在数控机床设计中当十分注意主轴及其部件的设计。此次课程设计，主要针对数控车床主传动系统和主轴组件设计，学习和了解数控机床主轴设计的基本思路，理解数控车床主传动系统的传动原理，以及主轴组件选用和数控主轴结构的构成。并熟悉数控机床主轴设计相关计算，了解数控机床设计中的一些验算公式，并对关键部件进行强度或者刚度验算。通过此次课程设计，应当达到熟悉数控机床主轴系统设计的基本思路，熟练掌握主轴系统设计流程，绘制主轴系统结构装配图和部分零件图，了解设计过程中的必要计算及一些经验公式的运用，初步具备数控机床主轴设计能力。

数控车床主轴箱的优化设计和开发

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.