C6140普通车床主轴变速箱设计
(完整版)普通型车床C6140主轴课程设计说明书
目录1、前言 (2)1.1金属切削机床在国民经济中的地位 ........................................1.2机床课程设计的目的 ....................................................1.3设计内容和要求 ........................................................ 2 2 22、参数的拟定 (3)2.1车床的规格系列和用处 ..................................................2.2确定极限转速 . .........................................................2.3主电机选择 . .......................................................... 3 3 33.传动设计 (3)3.1主传动方案拟定 . ......................................................3.2传动结构式、结构网的选择 . ............................................3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目 . ...............................3.2.2 传动式的拟定 . .....................................................3.2.3 结构式的拟定 . .....................................................3.3转速图的拟定 .......................................................... 3 4 4 4 4 54.传动件的估算 (6)4.1 V带传动的计算 ........................................................4.2传动轴的估算 . ........................................................4.2.1确定各轴转速 . ......................................................4.2.2 传动轴直径的估算 . .................................................4.3齿轮齿数的确定和模数的计算 . .........................................4.3.1 齿轮齿数的确定 . ..................................................4.3.2 齿轮模数的计算 . ..................................................4.3.4齿宽确定 . .........................................................4.4带轮结构设计 . .......................................................6 8 8 9 10101113145.动力设计 (14)5.1主轴刚度验算 .........................................................5.1.1 选定前端悬伸量 C ................................................. 5.1.2 主轴支承跨距 L 的确定 . ............................................5.1.3计算 C点挠度 . .....................................141414 错误！未定义书签。
CA6140主轴箱课程设计
CA6140主轴箱课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握CA6140主轴箱的结构、原理和维护方法，培养学生具备一定的机械加工技能和实际操作能力。
具体目标如下：1.知识目标：–了解CA6140主轴箱的基本结构及其各部分的功能。
–掌握主轴箱的传动原理和工作过程。
–熟悉主轴箱的维护保养方法和安全操作规程。
2.技能目标：–能够正确识别并描述CA6140主轴箱的各个部件。
–能够绘制主轴箱的简化传动系统图。
–具备对主轴箱进行日常维护和故障排查的能力。
3.情感态度价值观目标：–培养学生对机械加工行业的兴趣和热情，提高他们对职业技能的尊重。
–强化安全意识，培养学生遵守操作规程的良好习惯。
–培养学生团队合作精神，提高他们在实际工作中的沟通协调能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.CA6140主轴箱的结构与功能：介绍主轴箱的各个部件及其在机床中的作用。
2.主轴箱的传动原理：讲解主轴箱的传动系统，包括齿轮、蜗轮、传动带等传动元件的工作原理。
3.主轴箱的操作与维护：教授安全操作规程，日常维护保养方法及故障排查技巧。
4.实践操作：安排学生在实验室进行CA6140主轴箱的拆装和调试，提高实际操作能力。
三、教学方法为提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合：1.讲授法：用于讲解主轴箱的结构、原理和操作维护方法。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解理论知识。
3.实验法：安排实践操作环节，让学生亲自动手，提高实际操作能力。
4.小组讨论法：鼓励学生分组讨论，培养团队合作精神和沟通协调能力。
四、教学资源为实现教学目标，我们将充分利用以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：利用课件、视频等多媒体资料，生动形象地展示主轴箱的结构和原理。
4.实验设备：保证实验室设备的充足和完好，为学生提供实际操作的机会。
C6140普通车床主轴箱传动设计说明书
设计题目：C6140普通车床主轴箱传动设计摘要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。
本文探索科学理论的应用，科学地分析的处理经验，数据和资料，确定设计方案：1. 参数拟定根据机床类型，规格和其他特点，了解典型工艺的切削用量，结合实际条件和情况，并与同类机床对比分析后确定：极限转速m axn 和m in n ，公比 （或级数Z ），主传动电机功率N 。
2. 传动设计根据拟定的参数，通过结构网和转速图的分析，确定转动结构方案和转动系统图，计算各转动副的传动比及齿轮的齿数，并验算主轴的转速误差。
3. 动力计算和结构草图设计估算齿输模数m 和直径d ，选择和计算反向离合器，制动器。
将各传动件及其它零件在展开图和剖面图上做初步的安排，布置和设计。
4. V 带的设计在结构草图的基础上，进行V 带和带轮的设计和计算。
5. 主轴变速箱装配设计主轴变速箱装配图是以结构草图为“底稿”，进行设计和会制的。
图上各零件要表达清楚，并标注尺寸和配合。
这样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。
关键词： 齿轮； 结构设计； 箱体AbstractThe machine tool spindle gear box design or to experience or analogy based on traditional design method ( experience ).This paper explores the application of scientific theory, scientific analysis of the processing experience, data and information, the determination of design scheme:According to the machine type, size and other characteristics, understanding the typical process of cutting parameters, with the world's terms and conditions, and with a similar machine after the comparative analysis to determine: speed and, common ratio ( or series Z ), the main drive motor power N.The 2transmission designAccording to the parameter drafted, through the structure of network and speed chart analysis, determine the rotational structure scheme and the rotation system diagram, calculation of the rotation pairs of transmission ratio and gear teeth, and checking the spindle speed error.3dynamic calculation and structure sketch designEstimation of gear modulus m and D diameter, selection and calculation of reverse clutch, brake.The transmission parts and other parts in the expansion plans and sections do preliminary arrangement, layout and design.4shaft and bearing calculationIn the structure of the draft on the basis, a transmission shaft stiffness and the shafting bearing life checking.5spindle gear box assembly designMain gearbox assembly drawing is the structure sketch for" papers", design and system. Map all parts to express clearly, and dimensioning and coordination.This can enhance the machine tool design and manufacturing level, also will promote the modernization design method.Key words: gear box; structure design;目录1.车床参数的拟定 (3)1.1概述 (3)1.2参数的拟定 (3)2.传动设计 (5)2.1传动结构式、结构网的选择确定 (5)2.2 转速图的拟定 (7)2.3齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制 (9)3.动力计算和结构草图设计 (13)3.1计算转速 (13)3.2传动轴的估算和验算 (13)3.3齿轮模数的估算和计算 (18)3.4轴承的选择和校核 (23)3.5摩擦离合器的选择与校核 (26)4.V带的设计 (29)4.1V带的传动计算 (29)4.2传动轴的估算 (31)4.3齿轮模数的确定和模数的计算 (33)4.4带轮结构设计 (38)4.5片式摩擦离合器的选择和计算 (38)5.主轴变速箱装配设计 (41)5.1主轴刚度验算 (41)5.2齿轮校验 (43)5.3轴承的校验 (44)5.4轴轮块的设计 (45)5.5传动轴的设计 (46)5.6主轴组件的设计 (47)结束语 (52)致谢 (53)参考文献 (54)1.车床参数的拟定1.1概述普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。
CA6140普通车床主轴变速箱设计及主轴箱设计说明书
CA6140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............................................................................ .................. 3 1.2 完成的内容 ........................................................................... (3)2 参数拟定 (4)2.1 主电机动力参数的确定 ........................................................................... (4)2.2 运动设计 ........................................................................... (4)2.2.1 确定主轴极限转速 ........................................................................... ........ 4 2.2.2 确定转速范围Rn定公比?确定主轴转速数例: (5)3 传动设计 (5)3.1 传动方案拟定 ........................................................................... .. (5)3.1.1传动组和传动副数的确定 ...........................................................................6 3.2 传动结构式的选择 ........................................................................... . (6)3.2.1 基本组和扩大组的确定 ............................................................................6 3.2.2 分配总降速比 ........................................................................... ............... 7 3.3 带轮直径和齿轮齿数的确定及转速图拟定 (8)3.3.1确定皮带轮动直径 ........................................................................... ......... 8 3.3.2 确定齿轮齿数 ........................................................................... ............... 9 3.3.3 画出转速图如下： ......................................................................... ........ 10 3.3.4 验算转速误差 ........................................................................... ............... 10 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 (12)3.4.1 确定各轴和齿轮............................................................................ ......... 12 3.4.2 由转速图拟定传动系统图.. (13)4 传动件的估算和验算 (14)4.1齿轮模数的估算和设计 ........................................................................... .. (14)4.1.1 计算各轴传动的功率............................................................................ .. 144.1.2 计算传动轴齿轮模数............................................................................ .. 14 4.1.3 计算各轴之间的中心距 .......................................................................... 16 4.2 三角带传动的计算 ........................................................................... ................. 17 4.2.1计算皮带尺寸 ........................................................................... .............. 17 4.3 传动轴的估算和齿轮尺寸的计算 (18)4.3.1确定各轴的直径 ........................................................................... .......... 18 4.3.2 计算各齿轮的尺寸 ........................................................................... (18)5 各部件结构设计 (21)5.1 皮带轮及齿轮块设计 ........................................................................... .............. 21 5.1.1 皮带及皮带轮的设计............................................................................ .. 21 5.1.2 齿轮及齿轮块设计 ........................................................................... ...... 21 5.2 轴承的选择及箱体设计 ........................................................................... . (21)5.2.1各轴承的选择 ........................................................................... .............. 21 5.2.2 主轴及箱体设计............................................................................ ......... 21 5.3 密封结构及润滑 ........................................................................... (22)6 主轴组件的验算 (23)6.1验算主轴轴端的位移ya ........................................................................... . (23)6.2 前轴承的转角及寿命的验算 ........................................................................... (25)6.2.1 验算前轴承处的转角Q? (25)6.2.2 验算前支系寿命............................................................................ (25)6.3 箱体设计 ........................................................................... . (26)总结................................................. 26 致谢. (27)2摘要本文用简明的语言有侧重的介绍了普通数控机床中CA6140主轴的设计改造过程，先通过研究背景及选题意义的介绍，来引出本设计的意义。
CA6140车床主传动变速箱的数控改造设计
前言本次毕业设计主要是对机床机械部分进行改造,以步进电机驱动横向进给运动、纵向进给运动以及刀架的快速换刀,使传动系统变得十分简单，传动链大大缩短,传动件数减少,从而提高机床的精度。
设计中，我们对有关数控机床及数控改造的相关书籍、刊物进行大量阅读,收集了很多资料,了解了数控机床的基本概念，数控机床的发展概况，数控机床的组成及其工作原理，扩大了我们的知识面。
随着科学技术的发展,现代机械制造要求产品的形状和结构不断改进，对零件的加工质量的要求也越来越高。
随着社会对产品多样化要求的增强，产品品种增多,产品更新换代加速。
数控机床代替普通机床被广泛应用是一个必然的趋势。
同时，数控机床将向着更高的速度、精度、可靠性及完善性的功能发展。
机床作为机械制造业的重要基础装备，它的发展一直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床－数控机床的诞生和发展。
计算机的出现和应用，为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。
随着计算机的发展，数控机床也得到迅速的发展和广泛的应用，同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的转变。
数控机床以其优异的性能和精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，并开创机械产品向机电一体化发展的先河。
数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置，机床电机的启动和停止，主轴变速，工件松开和夹紧，刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上，然后将数字信息送入数控装置或计算机，经过译码，运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件，加工出所需的工件。
数控机床与普通机床相比，其主要有以下的优点：1.适应性强，适合加工单件或小批量的复杂工件；在数控机床上改变加工工件时，只需重新编制新工件的加工程序，就能实现新工件加工。
2.加工精度高；3.生产效率高；4. 减轻劳动强度，改善劳动条件；5. 良好的经济效益；6.有利于生产管理的现代化。
毕业设计-- C6140主轴箱的设计
3.前锥孔尺寸………………………………………………………………12
5.主轴扭矩…………………………………………………………………13
6.主轴材料与热处理…………………………………………………………14
本文参考经验数据和资料，先进行电动机的选定、转速图的绘制和主动传动链的设计。从而再进行机床主轴相关设计，如主轴直径、主轴内径的选择、前锥孔尺寸和主轴扭矩的计算。
关键词：主轴；转速图；轴承
Abstract
C6140 type common horizontal lathe is more typical of the common horizontal lathe, its applicable process range is wide, high universality, suitable for processing various axial and set of plate parts. Tailstock installation drill, reamer drill, reamer hole machining tools, can be complete drilling, reaming, reaming, drilling central hole and knurling processing craft; Can cutting all kinds of thread, cutting ring groove, pressure light, etc. But its complex structure, degree of automation is not high, the processing parts with complex shape, tool change is trival, processing support for a long time, low productivity. Often used in single piece and small batch production or maintenance workshop.
兰州工业学院机设专业ca6140机床主轴箱的设计12级变速解读
兰州工业学院最大加工直径为Ф400mm普通车床主轴变速箱设计院(系) 部：机械工程系学生姓名：指导教师：刘吉兆（教授）专业：机械设计制造及其自动化班级：完成时间：2007年1月目录1.车床参数的拟定- ------------------------------------------------------2 1.1车床主参数和基本参数------------------------------------------------21.1.1拟定参数的步骤和方法----------------------------------------------22.运动设计- ------------------------------------------------------------4 2.1传动结构式、结构网的选择确定-----------------------------------------4 2.1.1传动组及各传动组中传动副的数目------------------------------------4 2.1.2传动系统扩大顺序的安排 -------------------------------------------4 2.1.3绘制结构网--------------------------------------------------------4 2.1.4传动组的变速范围的极限值------------------------------------------5 2.1.5最大扩大组的选择--------------------------------------------------5 2.2转速图的拟定--------------------------------------------------------6 2.2.1主电机的选定------------------------------------------------------6 2.3齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制------------------------------------7 2.3.1齿轮齿数的确定的要求----------------------------------------------72.3.2变速传动组中齿轮齿数的确定----------------------------------------83.强度计算和结构草图设计-- --------------------------------------------11 3.1确定计算转速-------------------------------------------------------11 3.1.1主轴的计算转速---------------------------------------------------11 3.1.2中间传动件的计算转速---------------------------------------------11 3.1.3齿轮的计算转速---------------------------------------------------12 3.2传动轴的估算和验算-------------------------------------------------12 3.2.1传动轴直径的估算-------------------------------------------------12 3.2.2主轴的设计与计算-------------------------------------------------13 3.2.3主轴材料与热处理-------------------------------------------------16 3.3齿轮模数的估算和计算-----------------------------------------------16 3.3.1齿轮模数的估算---------------------------------------------------16 3.3.2齿轮模数的验算---------------------------------------------------19 3.4轴承的选择与校核---------------------------------------------------21 3.4.1一般传动轴上的轴承选择-------------------------------------------21 3.4.2主轴轴承的类型---------------------------------------------------22 3.4.3轴承间隙调整-----------------------------------------------------22 3.4.4轴承的校核-------------------------------------------------------23 3.5摩擦离合器的选择与验算---------------------------------------------233.5.1按扭矩选择-------------------------------------------------------24 3.5摩擦离合器的选择与验算---------------------------------------------24 3.5.1按扭矩选择-------------------------------------------------------24 3.5.2外摩擦片的内径d- ------------------------------------------------25 3.5.3选择摩擦片尺寸(自行设计)-----------------------------------------25 3.5.4计算摩擦面的对数Z------------------------------------------------25 3.5.5摩擦片片数 ------------------------------------------------------25 参考文献- -------------------------------------------------------------261.车床参数的拟定1.1车床主参数和基本参数1.1.1拟定参数的步骤和方法1）极限切削速度Vmax 、Vmin根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要考虑： 允许的切速极限参考值如下：表 1.1根据给出条件，取Vmax=150 m/min 螺纹加工和铰孔时取 Vmin=4 m/min2）主轴的极限转速计算车床主轴极限转速时的加工直径，按经验分别取K=0.5,Rn=0.25。
机械课程设计-C6140普通型车床主轴变速箱设计(全套图纸)
图纸由 153893706提供1.概述车床的规格系列和用处普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。
因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。
本次设计的是普通型车床C6140主轴变速箱。
主要用于加工回转体。
车床的主参数（规格尺寸）和基本参数（GB1582-79，JB/Z143-79）工件最大回转直径D max (mm )正转最高转速 n max ( minr) 电机功率 N （kw ）公比ϕ转速级数Z反转40014005.51.4112级数Z 反=Z 正/2；n 反max ≈1.1n 正max2.参数的拟定2.1 确定极限转速n R n n =minmax， 1-=z n R ϕ 又∵ϕ=1.41∴ 得n R =43.79. 取 n R =45；m in /1.31m in /45/1400/max min r r R n n n ===，去标准转速列m in /5.31min r n =.2.2 主电机选择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。
已知电动机的功率是5.5KW ，根据《车床设计手册》附录表2选Y132S-4，额定功率5.5kw ，满载转速1440 minr，最大额定转距2.2。
3.传动设计3.1 主传动方案拟定拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、幻想、制动、操纵等整个传动系统的确定。
传动型式则指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。
传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。
因此，确定传动方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。
传动方案有多种，传动型式更是众多，比如：传动型式上有集中传动，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、分支传动等型式；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。
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无锡太湖学院
毕业设计（论文）
题目：
车床主轴传动系统设计 单主轴变速机构设计
信机
系
模具设计与制造 专 业
学
号：
学生姓名： 指导教师：
2013 年 5 月 25 日
I
无锡太湖学院本科毕业设计（论文）
诚 信 承 诺 书
本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 《车床主轴传动系统
设计-单主轴变速机构设计》 是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的成果，除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用、表示致谢的 内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人
级： 号：
作者姓名： 2013 年 5 月 22 日
II
无锡太湖学院
信 机 系 模具设计与制造 专业
一、 题目及专题
1、 2、
题目 专题
车床主轴传动系统设计 单主轴变速机构设计
二、 课题来源及选题依据 课题来源为无锡某机械有限公司。 通过毕业设计是为了培养学生开发和 创新机械产品的能力，要求学生能够针对实际使用过程中存在的机床选择问 题，综合所学的机械理论设计与方法、专用机床设计方法，在机床基础型系 的基础上，设计一个简单的主传动变速系统，从而达到解决实际工程问题的 能力。 在设计传动件时，在满足产品工作要求的情况下，应尽可能多的采用标 准件，提高其互换性要求，以减少产品的设计生产成本。 三、 本设计（论文或其他）应达到的要求 1、 2、 该部件工作时，能运转正常； 拟定工作机构和驱动系统的运动方案，并进行多方案对比分析；
III
3、
根据车床的加工要求，设计出机床主传动系统的原理及绘制主传动 系 统的装配图；
4、 5、 6、 7、
对所设计的主传动系统进行必要的验算和推导； 绘制车床的主传动轴的零件图； 绘制车床主传动系转速图和变速传动系图； 编制设计说明书 1 份。
四、 接受任务学生： 班 五、 开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、 设计（论文）指导（或顾问） ： 指导教师 签名 签名 签名 教研室主任 [科学组组长] 签名 姓名
系主任 年 月
签名 日
IV
摘要
车床主要是为了进行车外圆、车端面和镗孔等项工作而设计的机床。车削很少在其他 种类的机床上进行，而且任何一种其他机床都不能像车床那样方便地进行车削加工。由于 车床还可以用来钻孔和铰孔，车床的多功能性可以使工件在一次安装中完成几种加工。因 此，在生产中使用的各种车床比任何其他种类的机床都多。 车床的基本部件有：床身、主轴箱组件、尾座组件、溜板组件、丝杠和光杠。 主轴箱安装在内侧导轨的固定位置上，一般在床身的左端。它提供动力，并可使工件 在各种速度下回转。它基本上由一个安装在精密轴承中的空心主轴和一系列变速齿轮 (类 似于卡车变速箱)所组成。通过变速齿轮，主轴可以在许多种转速下旋转。大多数车床有 8~12 种转速，一般按等比级数排列。而且在现代机床上只需扳动 2~4 个手柄，就能得到全 部转速。一种正在不断增长的趋势是通过电气的或者机械的装置进行无级变速。 由于机床的精度在很大程度上取决于主轴，因此，主轴的结构尺寸较大，通常安装在 预紧后的重型圆锥滚子轴承或球轴承中。主轴中有一个贯穿全长的通孔，长棒料可以通过 该孔送料。主轴孔的大小是车床的一个重要尺寸，因此当工件必须通过主轴孔供料时，它 确定了能够加工的棒料毛坯的最大尺寸。 关键字：车床；主轴箱组件；主轴；无级变速
V
Abstract
Lathes are machine tools designed primarily to do turning, facing and boring, Very little turning is done on other types of machine tools, and none can do it with equal facility. Because lathes also can do drilling and reaming, their versatility permits several operations to be done with a single setup of the work piece. Consequently, more lathes of various types are used in manufacturing than any other machine tool. The essential components of a lathe are the bed, headstock assembly, tailstock assembly, and the leads crew and feed rod. The headstock is mounted in a foxed position on the inner ways, usually at the left end of the bed. It provides a powered means of rotating the word at various speeds . Essentially, it consists of a hollow spindle, mounted in accurate bearings, and a set of transmission gears-similar to a truck transmission—through which the spindle can be rotated at a number of speeds. Most lathes provide from 8 to 18 speeds, usually in a geometric ratio, and on modern lathes all the speeds can be obtained merely by moving from two to four levers. An increasing trend is to provide a continuously variable speed range through electrical or mechanical drives. Because the accuracy of a lathe is greatly dependent on the spindle, it is of heavy construction and mounted in heavy bearings, usually preloaded tapered roller or ball types. The spindle has a hole extending through its length, through which long bar stock can be fed. The size of maximum size of bar stock that can be machined when the material must be fed through spindle. Key words: Lathes; headstock assembly; variable speed;