最大加工直径为Ф400mm普通车床主轴变速箱设计
CA6140车床改造说明书
目录第一章设计任务--------------------------------------------------- 1 第二章总体体方案的确定------------------------------------------- 1 第三章主传动系统的改造方案--------------------------------------- 2 3.1主传动系统的改造方案------------------------------------------ 2 3.2换装自动回转刀架---------------------------------------------- 2 3.3螺纹编码器的安装方案------------------------------------------ 3第四章进给传动部件的计算和选型----------------------------------- 4 4.1脉冲当量的确定------------------------------------------------ 4 4.2切削力的计算-------------------------------------------------- 4 4.3滚珠丝杆螺母副的计算和选型（纵向）---------------------------- 4 4.4同步带减速箱的设计（纵向）------------------------------------ 6 4.5步进电动机的计算和选型（纵向）-------------------------------- 6 4.6同步带传递功率的校核----------------------------------------- 12 第五章控制系统硬件电路设计------------------------------------- 14 第六章步进电动机驱动电源的选用--------------------------------- 16 第七章控制系统的部分软件设计--------------------------------- 16 总结------------------------------------------------------------- 22 参考文献----------------------------------------------------------22第一章设计任务题目：C6140普通车床数控化改造设计任务：将一台C6140卧式车床改造成经济型数控车床，主要技术指标如下：1.床身最大加工直径400mm；2.最大加工长度1000mm；3.X（横向）方向定位精度±0.01mm，Z（纵向）方向±0.02mm；4.X方向最快移动速度vxmax =3m/min，Z方向为vzmax=6m/min；5.X方向最快工进速度vxmaxf =0.3m/min，Z方向为vzmaxf=0.6m/min；6.可以采用LED液晶数码管显示；7.冷却泵自动启动/停止；8.制动控制主轴正反转、停止；9.纵横向安装限位开关；10.选择51系列的单片机作为控制系统的CPU，扩展程序存储器、数据存储器、键盘与显示电路、I/O接口电路、D/A装换电路等。
数控车床主轴箱设计终稿
数控车床主轴箱设计终稿数控车床主轴箱设计组员：XX数控车床主轴箱设计设计题⽬要求：Φ400 毫⽶数控车床主轴箱设计。
主轴最⾼转速4000r/min，最低转速30r/min，计算转速150r/min，最⼤切削功率5.5kw。
采⽤交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min，最⾼转速4500r/min。
数控车床主轴箱设计⼆、主轴箱的结构及作⽤主轴箱是机床的重要的部件，是⽤于布置机床⼯作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。
主轴箱采⽤多级齿轮传动，通过⼀定的传动系统，经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴，最后把运动传到主轴上，使主轴获得规定的转速和⽅向。
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。
数控车床主轴箱设计主传动系应满⾜下属基本要求：1）性能要求。
如机床的主轴有⾜够的转速范围和转速级数。
传动系设计合理，操纵⽅便灵活、迅速、安全可靠等。
2）满⾜机床传递动⼒要求。
主电动机和传动机构能提供和传递⾜够的功率和转矩，具有较⾼的传动效率。
3）满⾜机床⼯作性能要求。
主传动中所有零部件要有⾜够的刚度、精度、和抗振性，热变形特性稳定。
4）满⾜产品设计经济性的要求。
传动链尽可能简短，零件数⽬要少，以节省材料，降低成本。
5）调整维修⽅便，结构简单、合理、便于加⼯和装配。
防护性能好，使⽤寿命长。
数控车床主轴箱设计电动机的选择按驱动主传动的电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。
根据设计要求采⽤交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min，最⾼转速4500r/min。
选⽤FANUC-S系列8s型交流主轴电动机。
数控车床主轴箱设计1.由于驱动系统采⽤了微处理器和现代控制理论进⾏控制，系统运⾏平稳，2.与直流电机相⽐，由于交流主轴电机在结构上⽆换向器，主轴电机通常不需要进⾏维修。
主轴低年级转速的提⾼不受换向器的限制，最⾼转速通常⽐直流主轴低年级更⾼。
交流主轴驱动系统的特点：主轴型号连续输出功率３０分钟额定输出功率基本速度变速范围8s型 5.5ＫＷ7.5ＫＷ１５００r/min ４５～６０００r/min其选⽤的交流主轴电机的参数如下：数控车床主轴箱设计计算过程主轴要求的恒功率调速范围电动机的调速范围在设计数控机床主传动时，必须要考虑电动机与机床主轴功率特性匹配问题。
机床主传动设计
通用机床是为适应多种零件加工而设计制造的，主轴需 要变速。因此需确定它的变速范围，即最低与最高转速。
1）.主轴最低（nmin）和最高转速（nmax）的确定
根据公式有：
nm in
1000 vm in
d m ax
nm ax
1000 vmax
2 、主电动机和传动机构须能供给和传递足够的功率和扭 矩，并具有较高的传动效率。
3、执行件（如主轴组件）须有足够的精度、刚度、抗振 性和小于许可限度的热变形和温升。
4 、噪声应在允许的范围内。 5、 操纵要轻便灵活、迅速、安全可靠，并须便于调整和 维修。 6 、结构简单、润滑与密封良好，便于加工和装配，成本 低。
此表不仅可用于转速、双行程数和进给量数列，而且也可用于机床 尺寸和功率参数等数列。表中的数列应优先选用。
图 7 1
3、公比的选用 a.对于通用机床，为使转速损失不过大，机床结构又不过于
复杂，一般取Ф=1.26或1.41。
b.对于大批量生产用的专用机床，自动化机床公比应取小些， 这些机床的生产率高，转速损失的影响显著，一般取 Ф=1.12或1.26
dm in
nmax和nmin的比值是变速范围Rn:
Rn nm ax nm in
注意：dmax和dmin不是机床上可能加工的最大和最小直径， 而是经济加工的最大和最小直径 （即不是理论上的最大和 最小直径），通常可取dmax= KD ； dmin=Rd dmax
最大加工直径dmax =( 0.5-0.6)D 最小加工直径dmin=(0.2-0.25)dmax
例：
以Ø 400mm普通车床为例，计算其主轴的极限转速。 (1)计算主轴最高转速nmax：
c6140车床简介
机械制造基础结课论文学号：姓名：专机械工程及自动化业：系机械电子工程别：指导教师：二○一二年十二月内容提要此文章的主题为CA6140车床。
全部内容共分15节，内容包括CA6140车床的概述、型号含义、主要结构、各部分作用、车刀的种类、车削加工的主要工艺类型、车刀的组成及结构形式、刀具角度选择、主要运动形式及控制要求、操作注意事项、装夹车刀几个注意事项、如何调整刀尖高度、工件装夹的注意事项、完毕取下工件，由于c6140车床在实际加工中有广泛的应用通过对机床各个方面的了解，有利于我们正确的操作机床，正确的使用机床参数，以及保证自身安全，通过对c6140机床的了解，有利于我们刚好的了解同一类车床的组成及操作。
1简介车削加工是机械加工中应用最广泛的一种加工方法。
车削加工的主运动是工件的旋转，进给运动是刀具做纵向或横向的直线运动或曲线运动，它的加工特点是车削回转件的表面。
CA6140型普通车床目前多用于现代化大中型制造业的成批生产车间，更多应用于生产线上。
其有较好的生产率和一定的使用性能，可很方便地车削常用的公制螺纹。
此外，其比万能型车床有较好的刚度和抗振性，能适应现代刀具发展的高速切削和强力切削。
同时，该机床还结构简单，便于工人操作，另外又可在其上方便地安装附件或自动化装置，从而实现自动或半自动车削。
作为反映机床加工能力特性地主参数，其又影响着机床主要零部件的尺寸，CA6140型普通卧式车床的主参数为D系列的400mm；在主运动传动链中，主轴可获得24级正转转速，加工工件最大回转直径为400mm，正转转速范围：10~1400r/min ，即最小切削转速为10r/min, 最大切削转速为1400r/min ;反转可获得12级转速，范围：14~1580r/min 。
确定极限转速：max min 1400/min14 10/minn n rRn r===根据我国目前机械行业的设计经验，且考虑传动系统的紧凑性，CA6140普通车床采用公比为1.26的数列；2 CA6140型普通车床的主要技术性能床身上最大回转直径 D=400（mm）最大工件长度 750、1000、1500、2000（mm）最大车削长度 650、900、1400、1900（mm）刀架上最大工件回转直径1D=210（mm）主轴中心至床身平面导轨距离（中心高） H=205（mm）装刀基面至主轴中心距离h 28mm主轴头号 6号主轴孔内径 48（mm）主轴孔前端锥度莫氏5号主轴转速正转Z=24级 n=10 ~ 1400（r/min）反转Z'=12级n'=14~1580（r/min）尾座顶尖套锥孔莫氏 5号进给量纵向及横向各64级S纵=0.028~6.33（mm/r）纵向进给量S横=0.5S纵横向进给量溜板及刀架纵向快移速度V快=4（m/min）车削螺纹范围公制螺纹 44种 S=1~192（mm）英制螺纹 20种 a=2~24 （牙/英寸）模数螺纹 39种 m=0.25~48（mm）D=1~96（牙/英寸）径节螺纹 37种p主电动机 7.5kw/1450(r/min)挂轮箱中的配换齿轮和进给箱中的变速机构，可以改变被加工螺纹的种类和导程以及普通机床车削时进给量的大小。
普通车床C6140型主要技术指标
普通车床C6140型主要技术指标1. 最大加工直径：普通车床C6140型的最大加工直径通常为400mm，这意味着该车床在加工直径小于或等于400mm的工件时能够提供足够的加工空间。
2. 最大加工长度：最大加工长度指的是在车床上加工的工件的长度。
普通车床C6140型的最大加工长度一般为750mm，这意味着该车床在加工长度小于或等于750mm的工件时能够提供足够的加工空间。
3. 主轴转速范围：主轴转速是衡量车床性能的重要指标之一，它影响着车刀和工件的进给速度和切削速度。
普通车床C6140型的主轴转速范围通常为14-1870r/min。
4. 主轴通孔直径：主轴通孔直径是指车床主轴内部的空心直径，它决定了能够通过主轴加工的材料的尺寸。
普通车床C6140型的主轴通孔直径一般为52mm，这意味着该车床可以加工直径小于或等于52mm的工件。
5.主轴锥度：主轴锥度是指车床主轴与工作台之间的锥形连接。
普通车床C6140型的主轴锥度通常为MT6，这种标准锥度适用于多种工件的加工需求。
6. 进给范围：进给范围是指车床可以提供的纵向和横向进给速度范围。
普通车床C6140型的进给范围通常为纵向进给0.052-1.392mm/r，横向进给0.014-0.38mm/r。
7.主电机功率：主电机功率是指驱动车床主轴进行加工的电机的功率。
普通车床C6140型的主电机功率通常为5.5kW，这意味着该车床具有足够的动力来应对大多数加工需求。
9. 机床重量：机床重量是指普通车床C6140型的整体重量，包括床身和其他部件。
普通车床C6140型的机床重量通常为2500kg左右，这是一个重要的参考指标，可以用来评估车床的稳定性和品质。
综上所述，普通车床C6140型具有较大的加工能力，适用于加工直径小于400mm，长度小于750mm的工件，具有较宽的主轴转速范围和进给范围，配备了5.5kW的主电机，具有稳定的结构和合理的尺寸。
这些技术指标使普通车床C6140型成为一台性能稳定、操作简单且功能齐全的车床设备。
c6140车床简介
机械制造基础结课论文学号：09130193姓名：尹宝辉专业：机械工程及自动化系别：机械电子工程指导教师：李连进二○一二年十二月内容提要此文章的主题为CA6140车床。
全部内容共分15节，内容包括CA6140车床的概述、型号含义、主要结构、各部分作用、车刀的种类、车削加工的主要工艺类型、车刀的组成及结构形式、刀具角度选择、主要运动形式及控制要求、操作注意事项、装夹车刀几个注意事项、如何调整刀尖高度、工件装夹的注意事项、完毕取下工件，由于c6140车床在实际加工中有广泛的应用通过对机床各个方面的了解，有利于我们正确的操作机床，正确的使用机床参数，以及保证自身安全，通过对c6140机床的了解，有利于我们刚好的了解同一类车床的组成及操作。
1简介车削加工是机械加工中应用最广泛的一种加工方法。
车削加工的主运动是工件的旋转，进给运动是刀具做纵向或横向的直线运动或曲线运动，它的加工特点是车削回转件的表面。
CA6140型普通车床目前多用于现代化大中型制造业的成批生产车间，更多应用于生产线上。
其有较好的生产率和一定的使用性能，可很方便地车削常用的公制螺纹。
此外，其比万能型车床有较好的刚度和抗振性，能适应现代刀具发展的高速切削和强力切削。
同时，该机床还结构简单，便于工人操作，另外又可在其上方便地安装附件或自动化装置，从而实现自动或半自动车削。
作为反映机床加工能力特性地主参数，其又影响着机床主要零部件的尺寸，CA6140型普通卧式车床的主参数为D系列的400mm；在主运动传动链中，主轴可获得24级正转转速，加工工件最大回转直径为400mm，正转转速范围：10~1400r/min ，即最小切削转速为10r/min, 最大切削转速为1400r/min ;反转可获得12级转速，范围：14~1580r/min 。
确定极限转速：max min 1400/min14 10/minn n rRn r===根据我国目前机械行业的设计经验，且考虑传动系统的紧凑性，CA6140普通车床采用公比为1.26的数列；2 CA6140型普通车床的主要技术性能床身上最大回转直径 D=400（mm）最大工件长度 750、1000、1500、2000（mm）最大车削长度 650、900、1400、1900（mm）刀架上最大工件回转直径1D=210（mm）主轴中心至床身平面导轨距离（中心高） H=205（mm）装刀基面至主轴中心距离h 28mm主轴头号 6号主轴孔内径 48（mm）主轴孔前端锥度莫氏5号主轴转速正转Z=24级 n=10 ~ 1400（r/min）反转Z'=12级n'=14~1580（r/min）尾座顶尖套锥孔莫氏 5号进给量纵向及横向各64级S纵=0.028~6.33（mm/r）纵向进给量S横=0.5S纵横向进给量溜板及刀架纵向快移速度V快=4（m/min）车削螺纹范围公制螺纹 44种 S=1~192（mm）英制螺纹 20种 a=2~24 （牙/英寸）模数螺纹 39种 m=0.25~48（mm）D=1~96（牙/英寸）径节螺纹 37种p主电动机 7.5kw/1450(r/min)挂轮箱中的配换齿轮和进给箱中的变速机构，可以改变被加工螺纹的种类和导程以及普通机床车削时进给量的大小。
课程设计--设计一台加工直径最大范围是φ320的普通车床的主传动系统
课程设计--设计一台加工直径最大范围是φ320的普通车床的主传动系统目录第一章.................................................. 计任务要求21.1设计题目 (2)1.2主要技术参数 (2)1.3设计要求: (2)1.4机床设计的目的和要求: (3)第二章.......... 机床的主参数和其他主要技术要求32.1数和基本参数 (3)2.2 传动设计 (4)第三章...................................... 主传动系统的拟定53.1 传动比 (5)3.2转速图的拟定 (6)3.3分配各变速组的最小传动比 (7)3.4齿轮齿数的确定 (8)3.5绘制传动系统图： (9)第四章.............................................. 齿轮传动设计104.1各速组齿轮的结构尺寸： (10)4.2各组齿轮结构尺寸列表 (12)第五章.................................................. 带传动设计14第六章...................................................... 轴的设计16第七章.................................................. 轴承的选择18第八章.......................................... 箱体的结构设计198.1箱体材料 (19)8.2箱体结构 (19)第九章.................................................. 润滑与密封219.1机床润滑 (21)9.2润滑油的选择 (22)第十章.............................................. 课程设计总结22附录23第 1 页共 25 页 1第一章计任务要求1.1设计题目：设计一台加工直径最大范围是φ320的普通车床的主传动系统。
Ф350mm普通车床主轴变速箱设计修正版
目录方案一------------------------------------------------------- 1----1---12.运动设计- --------------------------------------------------------- --2 2.1传动结构式、结构网的选择确定----------------------------------------2 22.1.2传动系统扩大顺序的安排 -------------------------------------------2 33444方案二------------------------------------------------------- 5552.运动设计- ------------------------------------------------------------7 2.1传动结构式、结构网的选择确定----------------------------------------7 72.1.2传动系统扩大顺序的安排 -------------------------------------------7 -8899111111143.强度计算和结构草图设计-- -------------------------------------------14 14141414141415171717块的设计—---------------------------------------------------1820212122方案一1）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：根据给出条件，取Vmax=180 m/min Vmin=50 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,则主轴极限转速应为：取标准数列数值，即max n =1400r/min在min n 中考虑车螺纹和铰孔时，其加工的最大直径应根据实际加工情况选取50mm 左右。
普通机床主轴箱设计
1 一、机的选择和参数计算1选择电动机1.1选择电动机的类型1、车床最大加工直径为250mm. 2、主要技术参数主电机功率Pkw 主电机转速n电r·min-1 Nmaxr·min-1 Nminr·min-1 公比Ψ 主轴最低转速nmin 转速级数z 4 1450 1400 63 1.41 100 12 3加工工件材料为钢材4刀具为硬质合金刀具按工作要求和条件选取Y系列一般用途全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。
电动机的功率3wPkw电机转速为n1450r/min主轴最低转速Nmin100 。
公比φ14.1转速级数Z12所以选择电动机型号Y112M-2。
1.2 确定各级速度因为主轴的最低主轴最低转速Nmin100 。
公比φ14.1转速级数Z12 查表标准系列参考1-P83可知确定转速的范围为Nr/min 100 140 200 280 400 560 800 1120 1600 2240 3150 4500 2 二传动设计2.1 主传动方案拟定拟定传动方案包括传动形式的选择以及开停、换向、制动、操作等整个传动系统的确定。
传动形式指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动形式、变速类型。
传动方案和形式与结构的复杂程度密切相关和工作性能也有关系。
因此确定传动方案和形式要从结构、工艺、性能及经济等方面统一考虑。
传动方案有多种传动形式更是众多比如传动形式上有集中传动、分离传动扩大变速范围可用增加传动组数也可用背轮结构、分支传动等形式变速箱上既可用多速电机也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。
显然可能的方案有很多优化的方案也因条件而异。
此次设计中我们采用集中传动形式的主轴变速箱。
2.2拟定转速图和结构式在12级转速传动形同的传动组选择传动组选择窗洞组安排方式时考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能。
确定变速组传动副数目实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合A1234 B. 1243 C。
车床主轴箱结构设计大学论文
摘要车床是应用最广泛的机械之一，约占机械工具的65%。
本次我接到的课题就是对车床主轴箱结构进行设计，而主轴箱设计最重要的就是主传动系统的运动设计。
主传动系统的运动设计有确定极限转速、确定公比、确定转速等级、确定结构网和结构式绘制转速图、确定齿轮和拟定传动系统图。
主运动部件的结构设计有：带传动的设计、确定各种计算转数、确定齿轮模数、确定各轴最小直径和设计部分主轴主件。
设计完成后轴与轴承的校核：州的校核主要通过轴颈、结构、运动等计算出轴最大承受能力，能够正常工作的时间。
轴承则通过每个不同的轴连接，确定要用的轴承，选出醉倒的轴承，最后确定轴承轴和轴承是否达到要求。
本论文对车床主轴箱传动结构着重进行了设计，车床主轴箱式车床的动力源将动力和运动传递给车床主轴和基本环节，其机构复杂而巧妙，要实现其全部功能在软件中的模拟仿真工作量非常大。
这次设计的效果没有预计的完美，有一些硬件上的问题没有得到解决，在模拟仿真的时候，由于计算机的配置不能达到所需要求，致使运行速度非常慢，不但时间上脱下来，而且所模拟的效果很不理想。
我接受的设计任务是对车床的主轴箱进行设计。
主轴箱的结构复杂繁多，烤炉到实际硬件条件，在进行三维造型的时候在不影响模拟仿真的情况下，我省去了很多细节部件。
本文用简明的语言有侧重的介绍了普通机床中主轴箱的设计过程，先通过研究背景及选题意义的介绍，来引出本设计的意义。
然后分别从参数拟定、传动设计、传动件的估算和验算、各部件结构设计和主轴组件的验算5个部分来进行设计的。
以齿轮、带轮、皮带轮、轴承、箱体等的参数设计为重点。
关键词：齿轮；结构设计；箱体；轴承AbstractCommon lathe is one of the most widely used, accounting for 65%of the total number of lathes, because of the spindle horizontally placed so called horizontal lathe. Mainspindle : also known as the headstock, its main task is coming from the main motor rotation speed through a series of institutions required for the spindle box allocate part of the power the campaign to pass into the box. Lathe headstock spindle is the key to the middle part. Spindle bearing on the smooth operation of the workpiece directly affect the processing quality, once the accuracy of the rotation decreased, the machine’s using values.Feed box: also known as the cutting box, feed tank equipped with a vanable speed feed motion in the body, it can adjust the speed to change mechanism, obtain the required feed rate or screw pitch, the motion and driving force to slide crate to make crate to get the vertical linear slide motion. Start lathe check each variable speed are in the lathe meutral. Clutch whether is in the correct position, joystick is no in stop state, when confirmed, close the lathe total switch power supply. Saddle bed according to the green button, motor started brought up to slip board box on the right side of the lever handle, spindle is turned; Lever handle back into the middle position, spindle stop turn move; Lever handle press, spindle reversal, the saddle bed of red stop button, motor stopped working.This article has focused on using plain language introduction to the general machine tools in the design process of spindle, first by studying the background and significance of the topic's introduction, to elicit the significance of this design. And then were prepared from the parameters, transmission design, estimation and checking transmission parts, components structural design and checking 5 spindle components for the design part. The gears, belts, pulleys, bearings, cabinet and other key design parameters.Keyword:Gear; structural design; box;bearing目录第一章绪论 (1)1.1 车床简介 (1)1.2 国内外车床发展概况 (2)1.3 设计目的及思路 (3)第二章车床参数的拟定 (4)2.1 概述 (4)2.2 参数的拟定 (4)2.2.1 确定极限转速 (4)2.2.2 主电机选择 (4)第三章运动设计 (6)3.1 传动结构式、结构网的选择确定 (6)3.1.1 传动组及各传动组中传动副的数目 (6)3.1.2 传动系统扩大顺序的安排 (6)3.1.3 绘制结构网 (7)3.1.4 传动组的变速范围的极限值 (7)3.1.5 最大扩大组的选择 (8)3.2 转速图的拟定 (8)3.2.1 主电机的选定 (9)3.3 齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制 (10)3.3.1 齿轮齿数的确定的要求 (10)3.3.2 变速传动组中齿轮齿数的确定 (11)第四章强度计算和结构草图设计 (15)4.1 确定计算转速 (15)4.1.1 主轴的计算转速 (15)4.1.2 中间传动件的计算转速 (15)4.1.3 齿轮的计算转速 (15)4.2 传动轴的估算和验算 (16)4.2.1 传动轴直径的估算 (16)4.2.2 主轴的设计与计算 (17)4.2.3 主轴材料与热处理 (21)4.3 齿轮模数的估算和计算 (21)4.3.1 齿轮模数的估算 (21)4.3.2 齿轮模数的验算 (24)4.4 轴承的选择与校核 (26)4.4.1 一般传动轴上的轴承选择 (27)4.4.2 主轴轴承的类型 (27)4.4.3 轴承间隙调整 (28)4.4.4 轴承的较核 (28)4.5 摩擦离合器的选择与验算 (30)4.5.1 按扭矩选择 (30)4.5.2 外摩擦片的内径d (30)4.5.3 选择摩擦片尺寸(自行设计) (30)4.5.4 计算摩擦面的对数Z (31)4.5.5 摩擦片片数 (31)总结 (32)参考文献 (33)致谢 (34)第一章绪论1.1车床简介车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。
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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： 张华（教授） 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 完成时间： 2010年1月 1
目录 1.车床参数的拟定- ------------------------------------------------------2 1.1车床主参数和基本参数------------------------------------------------2 1.1.1拟定参数的步骤和方法----------------------------------------------2 2.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----------------------------------------------7 2.3.2变速传动组中齿轮齿数的确定----------------------------------------8 3.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---------------------------------------------23 3.5.1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 2
参考文献- -------------------------------------------------------------26 1.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 加 工 条 件 Vmax(m/min) Vmin(m/min) 硬质合金刀具粗加工铸铁工件 30～50 硬质合金刀具半精或精加工碳钢工件 150～300
螺纹加工和铰孔 3～8 根据给出条件，取Vmax=150 m/min 螺纹加工和铰孔时取 Vmin=4 m/min 2）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。则主轴极限转速应为：
取标准数列数值，即maxn =1250r/min 在minn中考虑车螺纹和铰孔时，其加工的最大直径应根据实际加工情况选取50mm左右。
minn=8.314014.3410001000maxmindvr/min
取标准数列数值，即minn=28r/min 转速范围Rn=minmaxnn 转速范围Rn=minmaxnn=281250=44.64r/min 取41.1
Z=41.1lg64.44lg1lglg1nR=12
min/114625.05.04001415.3180100010001000minmaxrDkRnvdvnmazmaz 3
考虑到设计的结构复杂程度要适中，故采用常规的扩大传动。并选级数Z=12，各级转速数列可直接从标准的数列表中查出，按标准转速数列为： 28，40，56，80，112，160，224，315，450，630，900，1250 3）主轴转速级数Z和公比 已知
Rn=minmaxnn Rn=
Z-1
且Z=2ax3b a、b为正整数，即Z应可以分解为2和3的因子，以便用2、3联滑移齿轮实现变速。 取Z=12级 则Z=223
minmax1nnRZn 11241.18.43Rn
maxn=1250 minn=28 Rn=minmaxnn=44.64
综合上述可得：主传动部件的运动参数 1250maxn minn=28 Z=12 =1.41
4）主电机功率——动力参数的确定 合理地确定电机功率 N，使机床既能充分发挥其性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。 中型普通车床典型重切削条件下的用量
刀具材料：YT15工件材料45号钢，切削方式：车削外圆 查表可知：切深ap=3.5mm 进给量f(s)=0.35mm/r 切削速度V=90m/min 功率估算法用的计算公式 a 主切削力： Fz=1900apf0.75=190035.05.30.75=3026N b 切削功率：
N切=61200VFZKW=61200903026KW=4.45KW c 估算主电机功率： N=总切N=8.045.4=5.5KW
可选取电机为：Y132S-4额定功率为5.5KW，满载转速为1440r/min.