卧式升降台铣床主传动系统设计图纸-转速图
铣床电气原理图正式版100
8－工作台 9－转动部分
10－溜板 11－进给变速手柄及变速盘
12－升降台 13－进给电动机 14－底盘
箱形的床身 4 固定在底座 14 上，在床身内装有主轴传动机构及主轴变速操纵机构。在 床身的顶部有水平导轨， 其上装有带着一个或两个刀杆支架的悬梁。 刀杆支架用来支承安装 铣刀心轴的一端，而心轴的另一端则固定在主轴上。在床身的前方有垂直导轨，一端悬持的 升降台可沿之作上下移动。 在升降台上面的水平导轨上， 装有可平行于主轴轴线方向移动 （横 向移动）的溜板 10。工作台 8 可沿溜板上部转动部分 9 的导轨在垂直与主轴轴线的方向移 动（纵向移动） 。这样，安装在工作台上的工件可以在三个方向调整位置或完成进给运动。 此外，由于转动部分对溜板 10 可绕垂直轴线转动一个角度（通常为±450） ，这样，工作台 于水平面上除能平行或垂直于主轴轴线方向进给外， 还能在倾斜方向进给， 从而完成铣螺旋 槽的加工。
位置 接通 47-49 55-51 41-55 + -
圆形工作台 断开 + +
接触器 KM3、KM4 控制主轴电动机 M3 正、反转。 其他，还有短路、过载保护器件。 2、主轴电动机 M2 的控制 加工前，由选择开关 SA4 选择主轴电动机 M2 的转动方向，即确定是进行顺 铣或逆铣加工。 1）主轴的起动 由停止按钮 SB1、SB2，起动停止按钮 SB3、SB4 和接触器 KM1 或 KM2 实现主 轴电动机 M2 的两地起停控制，两套起停控制按钮分别装在铣床正面和侧面操作 板上。 起动前，QF 闭合将电源引入，再把换向器开关 SA4 扳倒主轴所需的旋转方 向 ， 然 后 按 下 起 动 按 钮 SB3 （ 或 SB4 ） ， 中 间 继 电 器 KA1 线 圈 经 过 （7-9-11-13-15-19-21-2）得电并自锁，触头 KA1（25-17）闭合，使接触器 KM1 或 KM2 线圈得电吸合，其主触头接通主轴电动机，电动机 M2 实现直接起动。而 KM1 或 KM2 的一对辅助常闭触头 KM1（101-103）或 KM2（103-105）断开，主轴 电动机制动电磁摩擦离合器线圈 YB 电路切断。 中间继电器的另一触头 KA1 （39-25） 闭合，为工作台的进给与快速移动电路的工作做好准备。 此机床主轴的正反转控制除有选择开关 SA4 外， 还有触头KM1和KM2作电气 互锁。 2）主轴的制动 由主轴停止按钮 SB1 或 SB2、正转接触器 KM1 或反转接触器 KM2 与主轴制动 电磁离合器 YB 构成主轴制动停车控制环节。 电磁离合器 YB 安装在主轴传动链与 主轴电动机相关的第一根传动轴上。 主轴停车时，按下 SB1（或 SB2） ，KM1（或 KM2）线圈断电释放，主轴电动 机 M2 断开三相电源；同时 YB 线圈通电，产生磁场，在电磁吸力作用下将摩擦片 压紧产生制动，使主轴迅速制动。当松开 SB1（或 SB2）时，YB 线圈断电，摩擦 片松开， 制动结束。 这种控制方式迅速、 平稳， 制动时间短。 当按下 SB1 （或 SB2） 时，电磁线圈 YC2 也通电，接通工作台快速进给传送链，工作台快速停止。 3）主轴变速冲动 主轴变速操纵箱装在床身左侧窗口上， 变换主轴转速由一个手柄和一个刻度
卧式升降台铣床主传动系统计算说明书
第2章
2.1 确定极限转速
运动设计
由 已 知 最 小 转 数 nmin 28r / min ， 级 数 Z 18 ， 得 到 主 轴 极 限 转 速
nmax 1400r / min ，转速调整范围 Rn
Rmax 50 。 Rmin
2.2
确定公比
由设计任务书给定条件，转速公比 1.26 ，由参考文献[1]，查得其转速
第 1 页，共 22 页
将 Rn 50 ， 1.26 代入，得 z 18 。
确定结构网或结构式
在设计简单变速系统时，变速级数应选为 z 3m 2n 的形式，其中 m, n 为正
整数。故 z 18 32 21 ，即选用 2 对三联齿轮，1 对两联齿轮进行变速。 由参考文献[2]，主变速传动系设计的一般原则是：传动副前多后少原则， 传动顺序与扩大顺序相一致的原则，变速组降速要前慢后快。 因此，确定其 变速结构式如下：
目
录
第 1 章 机床的规格及用途 ...................................................................................... 1 第 2 章 运动设计....................................................................................................... 1 2.1 确定极限转速 ............................................................................................ 1 2.2 确定公比 .................................................................................................... 1 2.3 求出主轴转速级数 .................................................................................... 1 2.4 确定结构网或结构式 ................................................................................ 2 2.5 绘制转速图 ................................................................................................ 2 2.5.1 选用电动机 ..................................................................................... 2 2.5.2 确定传动轴的轴数 ......................................................................... 2 2.5.3 绘制转速图 ..................................................................................... 3 2.6 转速图 ........................................................................................................ 4 第 3 章 传动零件的初步计算 .................................................................................. 5 3.1 传动轴直径初定 ........................................................................................ 5 3.2 主轴轴颈直径的确定 ................................................................................ 6 3.3 齿轮模数计算 ............................................................................................ 6 3.3.1 初算齿轮模数 ................................................................................. 6 3.3.2 对各种限制的讨论 ......................................................................... 7 3.3.3 其余验证 ......................................................................................... 8 3.4 核算主轴转速误差 .................................................................................... 8 第 4 章 零件的验算................................................................................................... 9 4.1 第 2 变速组的验证计算 ............................................................................ 9 4.1.1 小齿轮的弯曲强度验算 ................................................................. 9 4.1.2 大齿轮的接触强度验算 ............................................................... 10 4.2 传动轴Ⅲ的验证计算 .............................................................................. 12 4.2.1 传动轴Ⅲ的载荷分析 ................................................................... 12 4.2.2 传动轴Ⅲ的最大挠度计算 ........................................................... 13 4.2.3 传动轴Ⅲ在支承处的倾角计算 ................................................... 16 4.3 主轴组件的静刚度验算 .......................................................................... 16 4.3.1 计算条件的确定 ........................................................................... 16 4.3.2 两支承主轴组件的静刚度验算 ................................................... 17 第 5 章 结构设计的说明 ........................................................................................ 20 第 6 章 参考文献..................................................................................................... 21
综合课程设计二——卧式升降台铣床主传动系统设计
宋体、Times New Roman 五号字体撰写； 3．其它格式要求请参考《哈尔滨工业大学本科生毕业设计（论文）的若干
规定和论文撰写规范》； 4．本报告需双面打印，左侧装订。
2
哈尔滨工业大学
机电工程学院
1080810511 廖然
哈尔滨工业大学综合课程设计 II 任务书
姓 名：廖 然
院 系：机电工程学院
专 业：机械设计制造及其自动化 班 号：0908105 学 号：1080810511
任务起止日期： 2013 年 2 月 25 日 至 2013 年 3 月 14 日
课程设计题目： 卧式升降台铣床主传动系统设计
4
哈尔滨工业大学
1．项目背景分析
机电工程学院
1080810511 廖然
1.1 综合课程设计 II 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 在于通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传送和变速的 结构方案中，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。
1080810511 廖然
2.1 设计任务
机械制造及其自动化专业的“综合课程设计 II”，是以车床和铣床主传动系 统设计为内容，每个学生设计参数不同，完成展开图和截面图各一张及相关计算 和文件和项目结题报告。 （1）设计内容要求
图纸工作量：画两张图。其中： 开展图（A0）。轴系展开图。其中摩擦离合器、制动和润滑不要求画，但要 求掌握；操纵机构只画一个变速手柄。 截面图（A1）：画剖面轴系布置示意图（包括截面外型及尺寸、车床标中心 高）。 （2）标注： 中心距、 配合尺寸、定位尺寸、中心高（车床）、外型尺寸。 （3）标题栏和明细栏 不设明细表，件号采用流水号（1，2，3，…）标注，标准件的标准直接标 在图纸上（件号下面）； 标题栏采用标准装配图的标题栏（180×56），其中，图号：KS01（表示：课设 01 号图纸）；单位：哈尔滨工业大学；图名：主传动系统装配图。 （4）主轴端部结构要按标准画。 （5）按模板编写《项目总结报告》，相关设计计算内容，写到“具体研究内容与 技术实现”项中。要求验算：一对齿轮，小齿轮验算接触弯曲强度，大齿轮验算 接触弯曲强度，一根传动轴，主轴按两支撑计算。
第3章 X6132A卧式升降台铣床机电传动与控制
2013-7-21
江苏食品职业技术学院 《机电一体化技术》，胡继强
第3章
X6132A卧式升降台铣床机电传动与控制——3.2 基础知识
3.2.1 X6132A卧式升降台铣床的机械结构
图3-1 X6132A卧式升降台铣床外形及结构示意图 1-底座；2-床身；3-悬梁；4-刀杆支架；5-主轴；6-工 作台；7-床鞍；8-升降台；9-回转盘
2013-7-21
江苏食品职业技术学院 《机电一体化技术》，胡继强
岗位责任体系概述 第3章 X6132A卧式升降台铣床机电传动与控制——3.2 基础知识
3.2.3 X6132A卧式升降台铣床电气原理图 1. 电力拖动特点及控制要求
（1）主轴拖动电气控制要求 ①为适应铣削加工需要，主轴需求调速，为此主轴电动机应选用法兰盘式 三相笼型异步电动机，经主轴变速箱拖动主轴，利用主轴变速箱使主轴获得 18种转速。 ②铣床加工方式有顺铣和逆铣两种，分别使用顺铣刀和逆铣刀，要求 主轴能正反转，但旋转方向不需要经常变换，仅在加工前预选主轴旋转方向。 为此，主轴电动机应能正反转，并由转向旋转开关来选择电动机的旋转方向。 ③铣削加工为多刃切削，这样切削时负载产生波动，为减轻负载波动 带来的影响，往往在主轴传动系统中加入飞轮，以加大转动惯量，这样又对 主轴制动带来影响，因而主轴电动机停车时应设有制动环节。同时，为了保 证安全，主轴在上刀时，也应使主轴制动。X6132A卧式升降台铣床采用电磁 离合器来控制主轴停车制动和主轴上刀制动。 ④为使主轴变速时齿轮顺利啮合，减少齿轮端面的冲击，主轴电动机 在主轴变速时应有主轴变速冲击还击。 ⑤为适应铣削加工时操作者在铣床正面或侧面的操作要求，主轴电动机的 启动、停止等控制应能两地操作。
2013-7-21
第3章 X6132A卧式升降台铣床机电传动与控制
卧式铣床
机床的主要组成部件
主轴
悬梁
刀杆
刀杆支架
工作台 主轴变速盘
回转盘
操作盘 床鞍
底座
升降台
悬梁
床身
主轴
刀杆支架
工作台
回转盘
床鞍
底座
升降台
X6132A万能卧式升降台铣床
6、机床的布局 （1）床身
床身是机床的 主体，大部分部 件都安装在床身 上，如主轴组件、 主传动装置及变 速操纵机构等装 在床身的内部。
3、特性： ① 多刃刀具加工。生产率较高，表面粗糙度较高。 ② 切削力周期性变化，切削过程断续，易引起机床
振动。所以，铣床在结构上要求有较高的刚度和抗 振性。
4、铣床的分类
铣床种类很多，一般按布局形式和范围来分，主要有： 升降台铣床（包括卧式、立式、万能等） 工作台不升降铣床
龙门铣床
顺铣和逆铣加工
逆铣 刀具从加工表面切入，切削厚度逐渐增 大，刀具的刀齿容易磨损，而且刀具切 离工件时的垂直分力会使工件脱离工作 台，因此需要较大的加紧力。
工作台右移时，丝杠螺纹左侧为工作表面，与 螺母螺纹的右侧相接触。
丝杠
逆铣时铣削分力F纵与进给方向F相反，有助于使工作台丝杠与螺母能始终保 持螺纹的一个侧面紧密贴合。 F纵不会产生工作台窜动，能保证工作台平稳 进给。
进给丝杠的左端有空套手轮5，用于手动移动工作台。操作时，将手轮向右 移动，压缩弹簧，使离合器M合上，即可转动手轮使工作台移动。而松 开手轮时在弹簧的作用于下，手轮自动与离合器脱开，保证工作台在机 动进给和快速移动时，手轮不转，以免打伤操作者。纵向丝杠右端有带 键槽的轴头，用来安装配换交换齿轮。
5、顺铣机构
后
前
铣床主传动系统设计
４.3.3.1传动轴上的弯曲载荷
齿轮传动轴同时受输入扭矩的齿轮驱动Qa和输出扭矩的齿轮驱动阻力Qb的作用而产生弯曲变形。当齿轮为直齿圆柱齿轮，其啮合角a=20,齿面摩擦角=5.72时，则
Qa(或Qb)=2.12式4-13
式中N—该齿轮传递的全功率（KW）
m,z—该齿轮的模数，齿数；
---大齿轮齿数与小齿轮齿数之比，μ≥1外啮合取“+”号，内啮合取“-”号；
---小齿轮齿数；
---齿宽系数，(B为齿宽系数，m为模数)，
[---许用接触应力（MPa）取MPa
第一组：选取II轴齿数为32的齿轮：
=1.43(mm)取
第二组：选取IV轴齿数为18的齿轮：
取
第三组：选取V轴齿数为21的齿轮:
m—疲劳曲线指数，接触载荷取：m=3;
弯曲载荷时，对正火，调质以及整体淬硬件取m=6.对表面淬硬件取m=9;
；
—齿向载荷分布系数；
Y—齿形系数；
—许用接触应力；1650Mpa
297Mpa
选取齿数为21和84的一对齿轮进行验算，小齿轮验算弯曲强度，大齿轮验算接触强度
系数
K1
Y
K2
K3
KT
KN
Kn
Z1=21
４.2.1传动轴直径初定
d=91(mm)式（4-7）
式中d----传动轴直径（mm）
---该轴传递的额定扭矩(Nmm)
N----该轴传递的功率（kW）
nj---该轴的计算转速（r/min）
—该轴每米长允许扭转角（deg/m），一般传动轴取。对空心轴须将（6）（7）式计算值再乘以系数。
取：V带传动效率
接触应力验算公式为：
卧式升降台铣床主传动系统设计书
卧式升降台铣床主传动系统设计书1．项目背景分析1.1 综合课程设计Ⅱ的目的《综合课程设计II》是机械设计制造及自动化专业极其重要的实践性教学环节。
其目的是在相关先修课程学习后，进行机械结构设计综合训练，使学生掌握机械系统分析和设计的基本步骤和方法，培养和锻炼学生综合运用所学知识解决实际工程问题的能力。
也为学习后续专业课奠定基础。
1.2 金属切削机床在国外发展趋势机床作为加工的母机，总是要保证和提高加工质量和生产率，随着科技的不断进步，各种机床也相应地不断发展与更新，如性能参数的提高、功能的扩大、切削功率的加大，自动化程度的提高，机床动态性能的不断改善，加工精度的不断提高，基础元件的不断创新，控制系统的更新等等。
我国机床工业的发展趋势：根据机床工具工业局对振兴我国机床工业的设想，要在以后相当长时期限制和压缩落后机床的生产，要化大力气发展高性能、高效率、高水平的适合国民经济需要的“高档”产品，改善机床品种的构成比。
重点发展机、电、仪结合的产品。
注意在冲压、电加工、激光、等离子加工中应用数控技术。
国外机床工业的发展，特别讲究机床的精度、效率，讲究机床制造工艺技术水平，试验分析与理论研究。
从七十年代以来，国外已普遍推广使用数控机床。
日本和美国已建成柔性自动化生产车间和柔性自动化工厂，整个机床制造的技术水平和自动检测控制技术已有大幅度提高。
2．研究计划要点与执行情况2.1 设计任务书设计容见表2-1。
表 2-1 设计任务2.2 进度安排进度安排见表2-2。
表 2-2 进度安排3．项目关键技术的解决课程设计设计要求：1、图纸工作量：画两图：开展图（A0）。
操纵机构、摩擦离合器、换向、制动和润滑不要求画，但要求掌握。
截面图（A1）：画剖面轴系布置示意图（包括截面外形及尺寸、车床标中心高）。
（2、标注：中心距，配合尺寸，中心高（车床），外形尺寸。
3、明细：不设明细表，件号采用流水号（1,2,3…）标注，标准件的标准直接标在图纸上（件号下面），标题栏采用标准装配图的标题栏（180×56），其中，图号：KS01（表示：课设01号图纸）；单位：工业大学；图名：主传动系统装配图。
普通卧式升降台铣床变速箱设计设计
精选资料摘要本次设计主要是对普通卧式升降台铣床的主轴箱的设计，设计的内容包括运动设计，动力设计，结构的设计。
在运动设计中，根据给定的机床参数，用途，分析典型工艺的切削用量，拟定传动方案，确定结构形式，画转速图，并演算转速误差，画传动系统图，计算带轮直径和齿轮齿数。
在动力设计中，根据电动机功率，确定各传动件的计算转速，估算各轴经，齿轮模数，确定齿轮结构尺寸；完成装配草图后，验算主要传动件的刚度和寿命。
其中对主轴箱中的主轴做了详细的设计。
在结构设计中主要对传动轴系，变速机构，主轴组件，操纵机构，换向和制动装置，箱体，润滑和密封等的布置和结构进行设计，然后将各主要零件的图绘制出来。
关键词：主轴箱，机构，齿轮，模数。
可修改编辑普通卧式升降台铣床主轴变速箱设计AbstractThe design is a horizontal platform for ordinary milling machine spindle box design, the design includes campaign design, power design, structural design.Design in motion, according to a given machine parameters, uses, analysis of a typical cutting process, the development of transmission to determine the structural form, map drawing speed, and speed calculation error, painting transmission map, calculate the diameter of pulley and gear teeth .Design power, according to motor power, transmission case to determine the calculation of the speed estimated by the shaft, the gear module to determine the size of gear; the completion of the assembly after the draft, check the stiffness of the main transmission case and the life. One of the main axis of the spindle box design in detail.In the structural design of the main line of the shaft, speed change mechanism, the spindle components, manipulation of institutions, and for the brake, tank, such as lubrication and sealing of the layout and structure design, and then all the major mapping out parts .Key words: spindle box, institutions, gears, modulusII精选资料可修改编辑精选资料目录摘要 (I)Abstract ........................................................................................................................... I I 绪论 ............................................................................................................................ - 1 -第一章运动设计......................................................................................................... - 2 -1.1传动方案设计................................................................................................. - 2 -1.2根据给定参数计算转速调速范围 .................................................................... - 2 -1.3主轴转速数列公比.......................................................................................... - 2 -1.4确定结构网和结构式 ...................................................................................... - 2 -1.5 绘制转速图.................................................................................................... - 3 -1.5.1分配总降速传动比................................................................................ - 3 -1.5.2绘制转速图 .......................................................................................... - 3 -1.6确定变速组齿轮齿数 ...................................................................................... - 4 -1.6.1确定齿轮齿数时应注意以下几点：....................................................... - 4 -1.6.2齿轮的轴向布置 ................................................................................... - 4 -1.6.3绘制传动系统图 ................................................................................... - 4 -1.7带轮设计 ........................................................................................................ - 7 -1.7.1确定计算功率: ...................................................................................... - 7 -1.7.2选择三角带的型号: ............................................................................... - 7 -1.7.3确定带轮直径....................................................................................... - 7 -1.7.4核算胶带速度V .................................................................................... - 7 -1.7.5初定中心矩 .......................................................................................... - 7 -可修改编辑普通卧式升降台铣床主轴变速箱设计1.7.6计算胶带的长度 ................................................................................... - 7 -1.7.7核算胶带的弯曲次数 ............................................................................ - 8 -1.7.8计算实际中心距 ................................................................................... - 8 -1.7.9核算小带轮的包角................................................................................ - 8 -1.7.10确定胶带的根数Z .............................................................................. - 8 -1.7.11大带轮结构 ........................................................................................ - 9 -1.8主传动系统中应注意的问题............................................................................ - 9 -1.8.1传动比选用 .......................................................................................... - 9 -第二章动力设计....................................................................................................... - 10 -2.1传动件的估算............................................................................................... - 10 -2.1.1传动件的计算转速.............................................................................. - 10 -2.1.2计算各传动轴的输出功率................................................................... - 11 -2.1.3计算各传动轴的扭矩 .......................................................................... - 11 -2.1.4其他轴径设计..................................................................................... - 11 -2.1.5主轴组件设计..................................................................................... - 12 -2.1.6齿轮模数的估算 ................................................................................. - 21 -2.1.7各级转速校核..................................................................................... - 22 -2.1.8齿轮模数的验算 ................................................................................. - 22 -2.1.9低速轴键校核..................................................................................... - 28 -2.2轴承的选取................................................................................................... - 30 -2.2.1主轴轴承的选择 ................................................................................. - 30 -2.2.2其他轴轴承的选择.............................................................................. - 33 -II精选资料第三章结构设计....................................................................................................... - 34 -3.1设计内容要求及顺序 .................................................................................... - 34 -3.1.1 设计内容及要求 ................................................................................ - 34 -3.2设计顺序 ...................................................................................................... - 34 -3.3主轴组件设计............................................................................................... - 35 -3.3.1主轴组件机构设计.............................................................................. - 35 -3.3.2主轴支承结构..................................................................................... - 35 -3.3.3主轴结构............................................................................................ - 36 -3.3.4键的设计............................................................................................ - 36 -3.4齿轮块设计................................................................................................... - 36 -3.4.1齿轮精度等级的选择 .......................................................................... - 36 -3.4.2齿轮的结构 ........................................................................................ - 36 -3.5主轴零件工作图 ........................................................................................... - 37 -3.6展开图尺寸和配合等标注 ............................................................................. - 37 -3.7螺钉联接的设计 ........................................................................................... - 38 -3.7.1设计要求............................................................................................ - 38 -3.7.2根据设计要求计算： .......................................................................... - 38 -3.7.3螺钉的强度计算与校核....................................................................... - 39 -3.8 密封件设计.................................................................................................. - 39 -3.8.1密封件的作用及其意义....................................................................... - 39 -3.8.2密封的分类及密封件的材料要求 ........................................................ - 39 -3.8.3防尘圈设计要求 ................................................................................. - 40 -可修改编辑普通卧式升降台铣床主轴变速箱设计致谢 .......................................................................................................................... - 41 -参考文献：................................................................................................................ - 42 -IV精选资料绪论机床是装备工业的基本生产手段，机床工业是关系国计民生、国防建设的基础工业和战略性产业，在世界范围内备受各方密切关注。