车床主轴箱设计说明书
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四、基本参数确定
1、基本参数
主参数D ——床身上最大加工直径（mm ）
刀架上最大工件回转直径 831.0326.1D d ⨯=(D ≤800mm 时) 或D
d 21=
通过主轴孔最大奉料直径D d 101=
床身宽度 82.041.2D B = 通用机床主轴短部结构形状
2、尺寸参数
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
d d )9.07.0(2-=，1d 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。
高主轴组件的刚度与抗振性有明显效果。主轴悬伸量的选择，可参照下表确定。
主轴悬申量与前轴颈直径之比
主轴最佳跨距可据下列经验公式初定 a L )53(0
-=
式中 L 0——最佳跨距 a ——悬伸量
（悬伸量大的机床 ))21(0
a L -=
图表 2
若实际跨距L 实与最佳跨距L 0不能相等时，可取合理跨距0)5.175.0(L L -=合。 若L 实〉L 0时，应适当加强主轴刚度；反之，L 实 可通过类比、试验和计算等方法综合确定，课程设计中可参照下列经验公式及数据 初定。 max min min 1000d v n π= ， n = min max 1000d v π 式中，v min 、v max 、d max 、d min 为经济加工切削速度和经济合理的工件或刀具直径。n min 、n max ——机床的最低、最高转速 其中常用经济加工切削速度。硬质合金刀具精车中碳钢min /220200m v -=;或min /150m v =。高速钢刀具粗车铸铁端面，min /15m v =。高速钢刀具精车丝杠min /5.1m v =。 经济合理的工件或刀具直径可按照以下几种经验公式估定。 ○ 1普通车床 d max =（0.5- 0.7）D d min =(0.08-0.12)D 式中D ——主参数（床身上最大加工直径） 或取R d =d min /d max =4-6 ○ 2普通车床 d max =0.5D R d = d max /d min =0.2-0.5 ○ 3车螺纹可取 Ф≈0.1D 国内外现有Ф400mm 卧式车床主轴最高、最低转速统计如下表 对Ф400mm 普通车床加工典型工件时常用转速统计如下 ○ 1加工轴类零件常用min,/900400r n -= 图表 3 个别高速达1600min;/r ○ 2加工盘形零件常用min;/300150r n -= ○ 3修理工作常用min,/15080r n -=个别低速达min /7r ； ○ 4车大导程螺纹为min /4010r n -=。 标准转速可参照《机床与数控》P15表1-4标准转速系列选取。 4、动力参数 电机功率可按下式估算 P=P C /η总（KW ） P C ——消耗于切削的功率 η总——总效率 对于主运动为回转运动的机床 η总=0.7-0.85 主运动为直线运动的机床 η总=0.6-0.7 车、镗、磨等工序的切削功率 P c =F Z ·V/60000 (kw) 钻、扩等工序的切削功率 P c =T ·n/9550 (kw) F Z ——切削力的切向分力（N ）(查切削用量手册) V ——切削速度（m/min ） T ——主轴最大扭矩（N ·m ） n ——主轴计算转速（r/min ） 或据下列公式及数据估算电机功率P （数据较陈旧） F Z =f ·t ·s （公斤力） f ——单位切削面积上的切削力 硬质合金刀具加工中碳钢 f= 200（公斤力/mm 2） 硬质合金刀具加工铸铁 f= 180（公斤力/mm 2） t ——切削深度（mm ） s ——进给量（mm ） 车、镗、磨 P c = F Z ·V/6120 （kw ） 对于间断工作的机床，允许电机短时超载，则电机额定功率可按下式计算：P r =P/K (kw) 式中，P r ——额定功率 P ——算得的功率 K ——超载系数 连续工作的电机 K=1.0 间断工作的电机 K=1.1-1.25 五、结构式及转速图的拟定 据所给定的公比及算得的极限转速，计算转速级数，为简化结构，确保在三周内完 成设计任务，对于公比Ф=2和Ф=1.78者，转速级数限制在8级以内（Z ≤8）；Ф=1.58和Ф=1.41者，转速级数限制在12级以内（Z ≤12）。 结构式拟定后据式8) 1(≤=-j j p x j φ γ ，绘制转速图。 确定各传动组内传动副的传动比值。按下式确定齿轮齿数。 Z j j i S i i Z ∙+= 1 j z i i S Z += 1/ Z i 、Z i '——第i 对齿轮副的主、从齿轮齿数; I j ——第j 对齿轮副的传动比 S z ——主从动轮齿数和 确定齿轮齿数。或查教材第150页表4.1定齿轮齿数。三联齿轮滑块校验滑移时齿顶是否相碰 Z 3-Z 2>4 校验各级转速的转速误差 )% 1(10' -±<-φn n n ' n——主轴实际转速（r/min） n——主轴标准转速（r/min） ——公比 绘制传动系统图。 六、草图设计 要求绘制展开图、截面图各一张，以表达所设计主轴变速箱的基本结构。两图应并行绘制。其中展开图以将各轴展开到同一平面的展开形势绘制，所表达的是各轴及轴上所有零件的实际形状，及轴向位置及尺寸。截面图则反映各轴的空间关系及经向尺寸。 设计展开图时，应考虑主轴的悬伸量、合理跨距；各传动轴上齿轮宽度、滑移齿轮必须保证一对齿轮彻底脱开、另一对齿轮才能进入啮合、并留有1-2mm间隙，不相邻轴上的齿轮在滑动中不干涉等需要，轴承布置，皮带轮的位置等因素综合确定轴向尺寸。 据各轴的轴间距及传动件径向尺寸，合理的布置展开图的位置。 在截面图上须注意，主轴必须在两导轨中央，主轴距导轨面高度应等于主参数之半。带轮一般在主轴箱后上方，要便于防护。布置各传动轴位置时应注意检查不相邻轴之间齿轮或轴是否干涉。 运动件与相壁之间距离不小于15mm。 结构草图确定后，对有关轴及齿轮进行校验计算。 七、结构图设计 箱壁各安装轴承处可适当设凸缘，加筋条。主轴箱应留有在床身上安装定位的基准面。/主传动系统应设有刹车制动装置，安放位置最好在接近执行件，转速较高且变速范围较小的传动轴上。/在向进给系统输出的部位有加工左右螺纹的换向装置，一般采用介轮换向，而且介轮放在反向传动中。/主轴轴承可采用滚动轴承，亦可采用滑动轴承，配置形式可以是两支撑，亦可以是三支撑。常见的主轴滚动轴承配置形式及工作性能见表。 为提高角接触球轴承的刚度，角接触球轴承的组配形式以背对背使用为好。主轴轴承精度选择： 主轴轴承精度 常见的主轴滚动轴承配置形式及工作性能表 主轴轴承必须能进行预紧和间隙调整。 因机床工作属于轻载，故各轴的轴承通常可按轻系列和特轻系列选择。 各轴承及固定的传动件，必须有可靠的轴向定位环节，其方式可采用轴肩、套筒、螺母、螺钉、弹簧卡圈、楔形键块等等。参照有关图册设计。 标注尺寸、配合；加黑;编制件号；编制明细表。标注装配技术条件。 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) 2.4确定齿轮齿数 (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) 5.4滚动轴承的验算 (20) 5.5主轴组件验算 (20) 5.6主轴组件验算 (13) 6.参考文献 (14) 前言 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动化是实现上述要求的重要技术措施之一，不仅能够提高产品质量和生产率，降低生产成本，还能改善工人的劳动条件。为此，许多企业采用自动机床、组合机床和专用机床组成自动或半自动生产线。但是，采用这种自动、高效的设备，需要很大的初期投资以及较长的生准备周期，只有在大批量的生产条件（如汽车、拖拉机、家用电器等工业主要零件的生产），才会有显著的经济效益。 在机械制造工业中，单件、小批量生产的零件约占机械加工总量的70%~80%。 科学技术的进步和机械制造产品市场竞争的日趋激烈，致使机械产品不断改型、更新换代，批量相对减少，质量要求越来越高。采用专用的自动机床加工这类零件就显得很不合理，而且调整或改装专用的“刚性”自动生产线投资大、周期长，有时从技术上甚至是不可能实现的。采用各类仿型机床，虽然可以部分地解决小批量复杂零件的精度很难达到的要求。 为了解决上述问题，满足多品种、小批量，特别是结构复杂、精度要求高的零件的自动化生产，迫切需要一种灵活的、通用的、能够适用于产品频繁变化的“柔性”自动化机床。随着计算机科学技术的发展，1952年，美国帕森斯公司(Parsons)和麻省理工学院（MIT）合作，研制成功了世界上第一台以数字计算机为基础的数字控制(numerical control,简称NC)3坐标直线插补铣床，从而使机械制造业进入了一个新阶段。 因此，在毕业设计到来时，根据我们专业与企业的要求，在徐卫国老师的指导下，本人选择了数控车床的改造这一课题。通过研究，改造主要有三个部分：（1）主轴箱 （2）电器 （3）自动刀架 此课题有本人承担，本人改造主轴箱中的主轴部件是机床重要组成部分之一。除了与普通机床一样要求具有良好的旋转精度、静刚度、抗振性、热稳定性及耐磨性外，由于数控机床在加工过程中不进行人工调整，且数控机床要求的转速更高，功率大。所以数控机床的主轴部件在上述几方面要求更高且更严格。在主轴部件的改造方面，本人采取尽可能按原机床传动路线，并选用主轴脉冲发生器来输出主轴转速，主轴转一转，主轴脉冲发生器发出1024个脉冲。数控车床的电器也很重要，车床的自动化程度也就在此体现。 电器方面，本人参考CJK6256B简易数控车床的电器原理，该结构简单，能较 攻丝主轴箱设计 摘要 机械制造业是一个国家经济发展的重要支柱。而制造业的生产能力主要取决于制造装备——机床的先进程度。组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。组合机床作为加工一种(或几种)零件的一道(或几道)工序的高效率的专用机床,无论是机械电气或液压电气控制都能实现其自动循环、半自动化及自动化控制。在通常情况下，组合机床采用多轴、多刀、多工序、多面或者是多工位同时加工的加工方式，其生产效率比通用机床高几倍甚至几十倍。 作为一种高效的机床，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。多轴箱是组合机床的核心部件。它是选用通用零件，按专用要求进行设计的，在组合机床设计的过程中，是工作量较大的部件之一。它是根据工序图和加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置，切削用量和主轴类型设计的传递各主轴运动的动力部件，其动力来自通用的动力箱。 本设计介绍了攻丝组合机床主轴箱的设计过程，详细说明了确定攻螺纹主轴的直径，初步选用电机型号及机床各部分部件。根据要加工的零件尺寸进行组合机床通用多轴箱的设计，绘制多轴箱原始依据图，确定主轴和齿轮模数，确定出传动系统，计算出主轴和传动轴的坐标。本文对各部分的设计进行了详细的计算和论证。 关键词：攻丝，组合机床，多轴箱，攻丝靠模机构 THE DESIGN OFTAPPING MULTIPLE SPINDLE BOX ABSTRACT The machinery Manufacture is an important pillar of economic development in a country. While the capability of production in trade of manufacture mostly depends on the advanced producing equipment－machine tool . The aggregate machine-tool is take the general part as a foundation, matches by presses the work piece specific shape and the processing technological design special-purpose part and the jig, the composition semiautomatic or the automatic special purpose machine. As a Modular machine tool of a process (or several) Part of a (or several Road) processes for the high efficiency of the machine, is an automated or semi-automated machine tools, whether electrical machinery Electrical or hydraulic control can achieve automatic cycle, the combination of semi-automatic machine. The aggregate machine-tool selects the method which generally multiple spindle, the multi-knives, the multi-working procedures, many 卧式车床主轴箱设计 摘要 金属切削机床在国民经济现代化建设中起着重大的作用。机床技术水平的高低已成为衡量一个国家工业现代化水平的重要标志之一。机床工业是机械制造业的“装备部”，对国民经济的发展起着重大作用。 本论文设计的主轴箱的变速级数是12级，传动比为1.41，转速从31.5r/min 到1440r/min，加工工件的最大直径为400mm，。论文对箱体内结构进行方案设计，并对传动方案、传动路线进行了分析，离合器、带轮、润滑系统、密封装置等进行了设计、计算及校核。 本设计的主要内容包括：1.运动设计：确定主轴的转速、拟定合理结构式、结构网和转速图、确定齿轮的齿数、皮带轮的设计计算以及实际转速和标准速偏差的校核等。2.动力设计：估算各传动轴的转速、估算各轴的直径、选择电动机、齿轮强度验算、主轴刚度的校核、轴承寿命的验算、选择离合器。3.结构设计：确定各传动组件的空间布置。 关键词：主轴箱，齿轮，摩擦式离合器 HORIZONTAL LATHE SPINDLE BOX DESIGN ABSTRACT Metal-cutting machine tool in the modernization of the national economy plays an important role. The level of machine technology has become the measure of a country's level of industrial modernization of one of the important symbols. Machine tool industry is the machinery manufacturing industry, "the Ministry of Equipment," the development of the national economy played a major role. In this paper, the design of the spindle box is a series of 12 speed, 1.41 gear ratio, speed from 31.5r/min to 1440r/min, the maximum workpiece diameter of 400mm,. Papers箱体内structure of the program design, and program transmission, transmission line analysis, clutch, pulley, lubrication systems, such as a seal design, calculation and checking. The main elements of the design include: 1. Campaign Design: to determine the speed of the spindle to draw up a reasonable-structured, the structure of network and the speed map to determine the number of teeth of gears, pulleys, as well as the design and calculation of the actual speed and standard deviation of the check, such as speed. 2. Dynamic Design: to estimate the speed of the shaft, to estimate the diameter of the axis, select the motor, gear strength check, the check spindle rigidity, bearing life of the check, select the clutch. 3. Structural Design: To determine the spatial arrangement of drive components. KEY WORDS: Main spindle box，Gear，Friction clutch assembly 本次设计为C7620型卡盘多刀半自动车床的主轴箱设计。 该车床是用于加工盘套类零件的高效率机床，主传动采用双速电机，结构简单。首先根据本次设计的主要参数进行机床转速的确定，拟定传动方案，确定出主轴箱的转速图和变速传动系统图。选定齿轮的齿数，通过验算主轴的转速误差是否在误差值的允许围，从而确定设计的齿轮是否达到设计要求。根据《机床设计手册》和已经确定的主轴箱转速图，计算主轴、各传动轴以及各齿轮的计算转速，进而确定齿轮的模数和材料，完成齿轮的设计。注意到本次设计中双速电机的特点，根据主动带轮传递的功率选择三角胶带的型号，确定胶带长度以及根数等，进一步计算传动轴和主轴的轴径，选择花键的型号，完成皮带和各个轴的设计，至此完成车床主轴箱主要零件的设计。 针对齿轮的模数以及传动轴（中轴）的刚度和强度、轴承寿命等进行校核验算，达到合格后即初步完成了车床主轴箱的整体设计。 利用Solidworks三维软件对主轴箱进行三维建模,可以更好的检验主轴箱齿轮传动是否干涉,最终生成爆炸图。 关键词:主轴箱齿轮轴三角胶带 The design for the z5140-type multi-tool semi-automatic lathe chuck spindle box design. The lathe is a disc sets of parts for processing high-efficiency machines, the main drive with dual-speed motor, simple structure. First, according to the design of the main parameters of the machine speed identification, formulation transmission scheme, determine the speed of the spindle box diagram and transmission system diagram. Selected gear teeth, the spindle speed error by checking whether the error value within the allowable range, the design of the gears to determine the design requirements. According to "Machine Design Manual" and have been identified Headstock speed graph, calculate the spindle, the shaft and the gear calculation speed, and to determine the modulus gear and materials to complete the design of gears. Noting this design features two-speed motor, according to the power delivered by the drive pulley choice triangle tape models, to determine the tape length, and number of roots, etc., further calculations shaft and the spindle shaft, select the spline model, complete belts and the design of each axis, thus completing the main parts lathe headstock design. Modulus as well as for the gear shaft (axis) of the stiffness and strength, bearing life, etc. check checking, reached after passing the initial completion of the overall design of lathe headstock. The use of three-dimensional software Solidworks headstock three-dimensional modeling, you can better examine whether the interference geared headstock, the resulting explosion diagram. Keywords: triangle tape headstock gear shaft 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 毕业设计（论文）任务书 系部： 专业： 学生姓名：学号： 设计(论文)题目：CK6150数控车床主轴箱设计 起迄日期: 20**年3月9日~ 6月14日 设计(论文)地点: 指导教师: 专业负责人: 发任务书日期:20** 年2月26日 毕业设计（论文）任务书 1．本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 通过这次毕业设计使学生初步掌握机床设计和机械零件设计的一般方法，学会查阅技术文献。掌握技术文件编写的格式。 2．本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 1、课题任务的内容：进行CK6150数控车床主轴箱设计。 2、课题任务的要求： 该主轴箱设计完成以后能够实现主轴12档转速，最低转速70 rpm、最高转速1400rpm，半自动换档变速。机床主轴中心高为250mm。 5．本毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起迄日期工作内容20**年 3月9日~ 3月15日3月16日~ 3月22日3月23日~ 4月5日4月6日~ 4月19日4月20日~ 4月30日5月1日~5月17日5月17日~ 5月30日6月1日~ 6月7日6月8日~ 6月14日熟悉课题，调研，确定设计方案，完成开题报告。完成外文翻译。 总体设计，方案论证。 完成部件设计初稿。 部件设计定稿。 完成零件设计初稿。 零件设计定稿。 完成说明书初稿 毕业设计定稿，论文答辩 所在专业审查意见： 负责人： 20**年月日系部意见： 系部主任： 20**年月日 毕业设计(论文)开题报告 学生姓名：学号： 专业： 设计(论文)题目：CK6150数控车床主轴箱设计指导教师: 本科毕业设计（论文） 题目：CA6140车床主轴箱及其操纵机构的设计 学院：机电工程学院 专业：机械工程及自动化 班级：机械053班 学生： 111 学号： 01号 指导教师： 222 职称：副教授 本科毕业设计（论文）任务书 机电工程学院机械专业 05 级（ 09 届）3 班学生 111 题目：CA6140车床主轴箱及其操纵机构的设计 专题题目：CA6140车床主轴箱部分07022进给齿轮的设计 原始依据(包括设计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等) CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中，适用于车削内外圆柱面，圆锥面及其它旋转面，车削各种公制、英制、模数和径节螺纹，并能进行钻孔，铰孔和拉油槽等工作。床身宽于一般车床，具有较高的刚度，导轨面经中频淬火，经久耐。 C6140车床是我国设计制造的典型的卧式车床，随着工业化的不断发展，机床在结构上也有了很大的改进，并在此机床的基础上，研究开发出了新的先进的系列产品。 主要内容和要求：（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）： 一．设计内容： 1、完成CA6140车床主轴箱的总体设计，传统方法绘制总装配图一张，零件工作图一至两张(具体绘那几个零件工作图，由指导教师指定)： 2、专题对CA6140车床上的07022齿轮进行尺寸、结构及精度进行设计，用AutoCAD编辑零件视图，添加尺寸及其极限偏差、表面粗糙度、形位公差和技术要求等，并对其进行校核。 3、在操纵机构零件CAD设计的基础上，对操纵机构的工作原理进行深入的理解，并对箱轴进行优化处理； 4、编写完整设计说明书一份。 二．CA6140普通车床主要指标与技术参数: 在床身上最大工作回转直径：400mm。 目录 一.参数的拟定 (4) 1.1确定转速范围 (4) 1.2主电机的选择 (4) 二.传动设计 (4) 2.1确定结构式 (4) 2.2拟定结构网图 (4) 2.3绘制转速图 (5) 2.4齿轮齿数的确定 (5) 2.5 拟定传动系统图 (6) 三、动力计算 (7) 3.1 传动带的计算 (7) 3.2传动轴径的估算 (7) 3.3齿轮模数计算 (8) 3.4各齿轮几何尺寸的计算 (9) 3.5主轴尺寸的确定 (9) 四、轴承的选择 (10) 五、校核计算 (10) 5.1齿轮的校核 (10) 5.2传动轴刚度的校核 (11) 六、参考文献 (13) 机械制造装备课程设计任务书 姓名：班级：学号： 一、设计题目：中心高为200mm的专用车床的主轴箱部件设计 原始数据： 二、工艺要求： 加工工件材料为棒料钢材，要求正反转。 加工工件表面为外圆柱表面，加工直径为φ100（加工零件图略）。 刀具采用硬质合金刀。 工件装夹采用专用卡盘（不作设计内容）。 机床精度等级为普通级。 三、设计内容： 1）运动设计：根据给定的转速确定主传动的结构网、转速图、传动系统图、计算齿轮齿数。 2）动力计算：选择电动机型号，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。 ③主轴零件图。 4）编写设计说明书1份 四、设计要求： 1）设计图样必须用计算机绘制，图样正确清晰，结构完整合理，尺寸标注、技术要求规范且符合生产实际。 2）说明书条理清楚，内容充实，分析透彻，计算准确。 3）说明书中引用的内容、公式、数据必须注明出处。 五、设计期限： 六、答辩日期： 指导教师： 201X年12月23日 1.概述 1.1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。 1.2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） 分组 工件最大回转 直径 D max (mm ) 正转最高转速 n max (r/min) 电机功率 N(kW) 公比 ? 转 速级数Z 反 转 7 400 1400 5.5 1.41 12 级数反Z =2正Z ；max n 反≈1.1max n 正 1.3 操作性能要求 1）具有皮带轮卸荷装置； 2）手动操纵双向摩擦片离合器实现主轴的正、反转及停止运动要求； 3）主轴的变速由变速手柄完成； 4）床头箱的外型尺寸、与床头床身的联接要求与C618K-I 车床的床头箱相同。 2.参数的拟定 2.1 确定极限转速 n R n n =min max 1-=Z n R ? 又?=1.41 Z=12 得n R =43.79 取n R =45； n m az R n n =min =1400/45=31.1r/min 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《机械设计课程设计》表20-1选取Y132S-4型电动机，同步转速1500 r/min,额定功率5.5kW,满载转速1440 r/min ，额定转距2.2。 要完整的说明书和图纸请联系QQ778672454 四、基本参数确定 1、基本参数 主参数D ——床身上最大加工直径（mm ） 刀架上最大工件回转直径 831.0326.1D d ⨯=(D ≤800mm 时) 或D d 21= 通过主轴孔最大奉料直径D d 101= 床身宽度 82.041.2D B = 通用机床主轴短部结构形状 2、尺寸参数 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 d d )9.07.0(2-=，1d 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。 高主轴组件的刚度与抗振性有明显效果。主轴悬伸量的选择，可参照下表确定。 主轴悬申量与前轴颈直径之比 主轴最佳跨距可据下列经验公式初定 a L )53(0 -= 式中 L 0——最佳跨距 a ——悬伸量 （悬伸量大的机床 ))21(0 a L -= 图表 2 若实际跨距L 实与最佳跨距L 0不能相等时，可取合理跨距0)5.175.0(L L -=合。 若L 实〉L 0时，应适当加强主轴刚度；反之，L 实 初定。 max min min 1000d v n π= ， n = min max 1000d v π 式中，v min 、v max 、d max 、d min 为经济加工切削速度和经济合理的工件或刀具直径。n min 、n max ——机床的最低、最高转速 其中常用经济加工切削速度。硬质合金刀具精车中碳钢min /220200m v -=;或min /150m v =。高速钢刀具粗车铸铁端面，min /15m v =。高速钢刀具精车丝杠min /5.1m v =。 经济合理的工件或刀具直径可按照以下几种经验公式估定。 ○ 1普通车床 d max =（0.5- 0.7）D d min =(0.08-0.12)D 式中D ——主参数（床身上最大加工直径） 或取R d =d min /d max =4-6 ○ 2普通车床 d max =0.5D R d = d max /d min =0.2-0.5 ○ 3车螺纹可取 Ф≈0.1D 国内外现有Ф400mm 卧式车床主轴最高、最低转速统计如下表 对Ф400mm 普通车床加工典型工件时常用转速统计如下 ○ 1加工轴类零件常用min,/900400r n -= 图表 3 个别高速达1600min;/r ○ 2加工盘形零件常用min;/300150r n -= ○ 3修理工作常用min,/15080r n -=个别低速达min /7r ； ○ 4车大导程螺纹为min /4010r n -=。 标准转速可参照《机床与数控》P15表1-4标准转速系列选取。 4、动力参数 1 绪论 1.1 机床在国民经济的地位及其发展简史 现代社会中，人们为了高效、经济地生产各种高质量产品，日益广泛的使用各种机器、仪器和工具等技术设备与装备。为制造这些技术设备与装备，又必须具备各种加工金属零件的设备，诸如铸造、锻造、焊接、冲压和切削加工设备等。由于机械零件的形状精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法来达到，特别是形状复杂、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在机床上经过几道甚至几十道切削加工工艺才能完成。因此，机床是现代机械制造业中最重要的加工设备。在一般机械制造厂中，机床所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量的40%～60%，机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性，进而决定着国民经济的发展水平。可以这样说，如果没有机床的发展，如果不具备今天这样品种繁多、结构完善和性能精良的各种机床，现代社会目前所达到的高度物质文明将是不可想象的。 一个国家要繁荣富强，必须实现工业、农业、国防和科学技术的现代化，这就需要一个强大的机械制造业为国民经济各部门提供现代化的先进技术设备与装备，即各种机器、仪器和工具等。然而，一个现代化的机械制造业必须要有一个现代化的机床制造业做后盾。机床工业是机械制造业的“装备部”、“总工艺师”，对国民经济发展起着重大作用。因此，许多国家都十分重视本国机床工业的发展和机床技术水平的提高，使本国国民经济的发展建立在坚实可靠的基础上。 机床是人类在长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上生产的，并随着社会生产的发展和科学技术的进步而渐趋完善。最原始的机床是木制的，所有运动都是由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它们实际上并不是一种完整的机器。现代意义上的用于加工金属机械零件的机床，是在18世纪中叶才开始发展起来的。当时，欧美一些工业最发达的国家，开始了从工场手工业向资本主义机器大工业生产方式的过度，需要越来越多的各种机器，这就推动了机床的迅速发展。为使蒸汽机的发明付诸实用，1770年前后创制了镗削蒸汽机汽缸内孔用的镗床。1797年发明了带有机动刀架的车床，开创了用机械代替人手控制刀具运动的先声，不仅解放了人的双手，并使机床的加工精度和工效起了一个飞跃，初步形成了现代机床的雏型。续车床之后，随着机械制造业的发展，其他各种机床也陆续被创制出来。至19世纪末，车床、钻床、镗床、刨床、拉床、铣床、磨床、齿轮加工机床等基本类型的机床已先后形成。 上世纪初以来，由于高速钢和硬质合金等新型刀具材料相继出现，刀具切削 优秀设计 摘要 机床的主传动系统用于实现机床的主运动，它对机床的使用性能和结构等都有明显的影响。 车床在制造业中必不可少，每一种车床都扮演的不同的角色，在人的操作下能制造出各种不同的领部件。 其中最普遍的为普通车床，普通车床的加工对象广，主轴转速和进给量的调整范围大，能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。这种车床主要由工人手工操作，生产效率低，适用于单件、小批生产和修配车间。 回转车床与普通车床相比，提高了效率，能够大批量的生产，因为它们能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架，能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序，适用于成批生产。 所以回轮式六角车床主轴箱设计是有着非同寻常的意义的。 通过运动参数拟订设计方案，确定转速图，并拟订传统系统图，在保证机床运动和使用要求的前提下，运动链尽量短而简单，传动效率高，并设计反转和制动装置，画好装配图后，对主要零件进行验算如齿轮强度验算和主轴的验算，通常普通机床主轴只进行刚度验算，根据演算结果和对装配草图进行审查后，修改并完善装配图，编写零件代号和制定整个部件的技术条件。最后绘制正确的零件图，并编写设计计算说明书。 关键词机床；运动参数；转速图；传动系统图；零件 Abstract The host who is used to realize a machine tool moves the machine tool host drive , it all has obvious effect to machine tool use a function and structure etc. Working out a design plan , ascertain rotation rate picture by moving a parameter, work out tradition system picture, under premise moving and being put into use demanding in guarantee machine tool, motion chain is as short but simple as possible , drive is efficient, design reverse turn and arrester, after finishing drawing assembling picture, checking calculation carrying out checking calculation on main part if gear wheel intensity checking calculation composes in reply a chief axis's, the generally average machine tool chief axis carries out stiffness only checking calculation, carries out the queen who examines according to calculation result and to assembling draft , revises and perfects assembling picture, Compile and compose part code name and work out the entire component. Keywords：machine tool host drive host drive rotation rate picture moving a parameter tradition system picture part 设计任务书 设计任务： 1 按工艺动作过程拟定机构运动循环图 2 进行回转台间歇机构，主轴箱道具移动机构的选型，并进行机械运动方案评价和选择 3 按选定的电动机和执行机构的运动参数进行机械传动方案的拟定 4 对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计 5 在2号图纸上画出最终方案的机构运动简图 6 编写设计计算说明书 设计要求： 1 从刀具顶端离开工件表面65mm位置，快速移动送进了60mm后，在匀速送进60mm （5mm刀具切入量，45mm工件孔深，10mm刀具切出量），然后快速返回。回程和工作行程的速比系数K=2。 2 生产率约每小时60件。 3 刀具匀速进给速度2mm/s，工件装、卸时间不超过10s。 4 执行机构能装入机体内。 机械运动方案设计 根据专用机床的工作过程和规律可得其运动循环图如下： 机构运动循环图 该专用机床要求三个动作的协调运行，即刀架进给、卡盘旋转和卡盘的定位。其工作过程如下： 要确保在刀具与工件接触时卡盘固定不动，刀具退出工件到下次接触工件前完成卡盘旋 转动作。几个动作必须协调一致，并按照一定规律运动。 机械总体结构设计 一、原动机构： 原动机选择Y132S-4异步电动机，电动机额定功率P=5.5KW,满载转速n=1440r/min 。 二、传动机构： 传动系统的总传动比为i=n/n 6,其中n 6为圆柱凸轮所在轴的转速，即总传动比为 1440/1。采用涡轮蜗杆减速机构（或外啮合行星减速轮系）减速。 三、执行部分总体部局： 执行机构主要有旋转工件卡盘和带钻头的移动刀架两部分，两个运动在工作过程 中要保持相当精度的协调。因此，在执行机构的设计过程中分为，进刀机构设计、卡盘 旋转机构和减速机构设计。而进刀机构设计归结到底主要是圆柱凸轮廓线的设计，卡盘 的设计主要是间歇机构的选择。 在执行过程中由于要满足相应的运动速度，因此首先应该对于原动机的输出进行 减速。下面先讨论减速机构传动比的确定：由于从刀具顶端离开工件表面65mm 位置， 快速移动送进了60mm 后，在匀速送进60mm （5mm 刀具切入量，45mm 工件孔深，10mm 刀具切出量），然后快速返回。要求效率是６０件／小时，刀架一个来回（生产１个工 件）的时间应该是１分钟。根据这个运动规律，可以计算出电机和工作凸轮之间的传动 比为1440/1。两种方案的传动比计算，参考主要零部件设计计算。 下面讨论执行机构的运动协调问题：有运动循环图可知，装上工件之后，进刀机 构完成快进、加工、退刀工作，退后卡盘必须旋转到下一个工作位置，且在加工和退刀 的前半个过程中卡盘必须固定不动，由于卡盘的工作位置为四个，还要满足间歇和固定 两个工作，于是选择单销四槽轮机构（或棘轮机构、不完全齿轮机构与定位销协调）解 决协调问题，具体实现步骤参考“回转工作台设计”。由于进刀机构的运动比较复杂， 因此要满足工作的几个状态，用凸轮廓线设计的办法比较容易满足。廓线的设计参考主 要零部件设计计算。 机械传动系统设计 1、涡轮蜗杆减速器： 采用如图机构，通过涡轮蜗杆加上一个定轴轮系实现了： 2、外啮合行星齿轮减速器： 采用如图采用渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动，实现传动比： 机床工作运动模型 涡轮蜗杆减速机构 1 2345 6 7 8 毕业设计（论文）开题报告 题目: CA6150数控车床主轴箱及 传动系统设计 专业:机电一体化 班级: 05415班 学号: 28号 姓名: 李长军 指导老师: 罗垂敏 成都电子机械高等专科学校 二〇〇八年三月 概述 主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统，它应具有一定的转速（速度）和一定的变速范围，以便采用不同材料的刀具，加工不同的材料，不同尺寸，不同要求的工件，并能方便的实现运动的开停，变速，换向和制动等。 数控机床主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通机床的主传动系统相比在结构上比较简单，这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担，剩去了复杂的齿轮变速机构，有些只有二级或三级齿轮变速系统用以扩大电动机无级调速的范围。 数控机床主传动系统的特点 与普通机床比较，数控机床主传动系统具有下列特点。 4转速高、功率大。它能使数控机床进行大功率切削和高速切削，实现高效率加工。 5变速范围宽。数控机床的主传动系统有较宽的调速范围，一般Ra>100，以保证加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的 生产率、加工精度和表面质量。 6主轴变速迅速可靠，数控机床的变速是按照控制指令自动进行的，因此变速机构必须适应自动操作的要求。由于直流和交流主 轴电动机的调速系统日趋完善，所以不仅能够方便地实现宽范围 无级变速，而且减少了中间传递环节，提高了变速控制的可靠性。 7主轴组件的耐磨性高，使传动系统具有良好的精度保持性。凡有机械摩擦的部位，如轴承、锥孔等都有足够的硬度，轴承处还有 良好的润滑。 1.2 主传动系统的设计要求 ①主轴具有一定的转速和足够的转速范围、转速级数，能够实现运动 的开停、变速、换向和制动，以满足机床的运动要求。 ②主电机具有足够的功率，全部机构和元件具有足够的强度和刚度， 以满足机床的动力要求。 ③主传动的有关结构，特别是主轴组件要有足够高的精度、抗震性， 热变形和噪声要小，传动效率高，以满足机床的工作性能要求。 ④操纵灵活可靠，维修方便，润滑密封良好，以满足机床的使用要 求。 ⑤结构简单紧凑，工艺性好，成本低，以满足经济性要求。 1.3 数控机床主传动系统配置方式车床主轴箱设计说明书
2071 CJK6256B数控车床主轴箱的改进设计(含全套毕业说明书和机械CAD图纸)DOC
攻丝主轴箱设计说明书
卧式车床主轴箱设计
C7620型卡盘多刀半自动车床的主轴箱设计说明书
6140车床主轴箱设计说明书
ck6150数控车床主轴箱设计(含全套cad图纸) .
CA6140车床主轴箱及其操纵机构的设计
车床主轴箱部件设计(1)
主轴箱设计说明书
车床主轴箱设计说明书
机床主轴箱加工工艺及夹具设计
C336回轮式六角车床主轴箱设计
四工位专用机床课程设计说明书超详细
CA6150数控车床主轴箱及传动开题报告毕业设计(论文)