新型卧车主轴箱转动机构的设计
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将 上诉组 件按 装配工艺 安装 在主轴箱 体 （ １ ） 中． 主轴 箱体 （ １ ） 为
一
高 速档 ： ３ ０ — ５ ０ ０ — ２ ５ ０ ０ ｘ ｉ ＝ ６ — １ ０ ０ — ５ ０ ０ ｄ ｍ ｉ ｎ 低 速档 ： ３ ０ — ５ ０ ０ — ２ ５ Ｏ ０ ｘ ｉ ＝ ｌ 一 １ ７ — ６ ７ ｄ ｍｉ ｎ
【 关键 词】 卧式车床 主轴 ； 大齿 圈； 传动轴
与 Ⅱ轴 齿轮啮合 ． 当其在位置 Ｂ时为高速档 ． 与 Ｉ轴齿轮通过 内外齿 Ｏ ． 引 言 随着机床行业 的发展 ． 机床 制造商对卧式车床主传 动的转速和精 轮啮合 的方式传动 主轴大齿 圈（ ８ ） 安装在主轴上 ， 与 Ⅲ轴齿轮啮合。 度要求越来越 高 ． 常规卧式 车床主轴箱传动轴数多 ， 结构 复杂 ， 带来的 弊端是装 配困难 、 高转速下齿轮噪声大 、 制造成本高 。
◇ 科技之窗◇
科技 目向导
２ ０ １ ５ 年０ ３ 期
新型卧车主轴箱转动机构的设计
曹 磊
ｆ 齐 重 数控 装 备 股 份 有 限 公 司 黑 龙 江
【 摘
齐 齐哈 尔
１ ６ １ ０ ０ ５ ）
要】 通过新的设计思路 ， 使卧车主轴箱传动结构 简单化 ， 从而达到安装 方便 、 降低齿轮 高转速噪声 、 节约成本的 目的。
个封 闭式 的箱体 。 双层壁结 构 ， 主轴 （ ５ ） 采用穿 轴式高 刚度 短主轴
本台机床主轴最 高转 速达到 ５ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ． 在 国内卧车行业 中尚属首 结构 ． 支撑 在高 精度 圆柱 滚 子轴 承上 ． 经优 化设 计选 取最 佳 的支 承 而且主轴 的精 度非常高 ． 这 对主轴箱 的主传 动结构和精 度保 持性 跨距． 提高 了主轴 的回转精度 和动静 刚度 主轴上 安装传 递扭 矩 的 次． 大齿圈 （ ８ ） ， 大齿 圈位 于支 承 中部 主轴挠 度转角 为 Ｏ 。 处， 大齿 圈受力 等要 求就越 高。床 头箱体 为箱形结 构， 具有箱体 刚度高 、 固有频率高 、 噪声低等特点。 箱体与底座联接处采用热对称结构 。 从而 均匀 、 齿面接 触好 、 传递 平稳 、 刚度 高 ， 承载 能力大 ， 具有 良好 的动平 抗振能力强 、 衡 特性 。 有效 地减小 了主轴 的热漂移 ． 提 高加工精度 。主电机固定在主电机座 并与床头箱底 座相联 ， 传 动刚度 高、 抗振性好 。 在完 成 各传 动 轴及 齿轮 的调 整 、 锁紧 、 密 封后 ． 形 成一 个 封 闭 上， 的传 动箱 。Ⅲ轴滑 移齿 轮 （ ７ ） 为机 械变 档 的齿轮 ， 主轴箱 为两 档无 ３ ． 结 束 语 通过分析 ． 新 型卧车主轴箱 传动机构 比常规主轴箱传动机构少 了 极 调速 ， 液 压变 档 ， 所 以 Ⅲ轴 滑移 齿轮 （ ７ ） 在箱 体 内有 两 个 位置 Ａ
和 Ｂ。
一
根传动轴 ． 箱体 加工及装配更 方便 了． 随着 齿轮加工工艺 能力的提
当 Ⅲ轴滑移齿 轮（ ７ ） 在位置 Ａ时为低速档 。 主 电机通过 联轴器 与 升 ． 此传动机构 在 Ｉ 轴与 Ⅲ轴 上运用 内外齿 啮合 的方式 ． 使 主轴箱在 Ｉ 轴（ ２ ） 连接， Ｉ 轴（ ２ ） 齿轮与 Ⅱ轴（ ３ ） 齿轮 啮合 ． Ⅱ 轴（ ３ ） 齿 轮与 Ⅲ轴 高速档时 ， 电机轴 Ｉ 轴 即与主轴直联 ． 达 到主轴最高转速 ５ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ的 滑移齿轮 （ ７ ） 啮合 ， Ⅲ轴 （ ４ ） 齿轮再与主轴大齿 圈（ ８ ） 啮合 ， 使主轴获得 参数要求 此新 型 主轴箱 传动 机构 的设计 并投 入使 用 ．是 我公 司主 轴箱 需要的转速 当Ⅲ轴滑移 齿轮 （ ７ ） 在位 置 Ｂ时为高速 档 ． 主 电机 通过联轴器 与 的一 次技 术提 升 ．结 束 了长期 以来 ．主 轴箱 在装 配过程 中经 常 反 Ｉ 轴（ ２ ） 连接 ， Ｉ 轴（ ２ ） 齿 轮与 Ⅲ轴滑移齿轮 （ ７ ） 的 内齿 啮合 ， Ⅲ轴 （ ４ ） 复安 装 的被 动局 面 ．同时 保证 主 轴传 动 系统 高 转速 的 可靠 运行 ． 大大 缩短 了产 品 的出产 周期 ．为公 司 的卧车 产品赢 得 了 良好 的质 齿轮再与主轴大齿圈 （ ８ ） 啮合 ， 使主轴获得需要 的转速 。 Ｉ 轴（ ２ ） 为齿轮轴 ， 共 两处齿轮 ， 分别与 Ⅱ轴齿轮 、 Ⅲ轴滑移齿 轮
电机转速 ５ ０ ０ — ２ ５ ０ ０ ｄ ｍ ｉ ｎ ， 功率 １ ０ ０ Ｋ ｗ ， 无极调速 ， 机械两 （ ３ ） 、 Ⅲ轴（ ４ ） 、 主轴 （ ５ ） 、 Ⅱ轴齿轮 （ ６ ） 、 Ⅲ轴滑移齿 轮（ ７ ） 和主轴大齿 圈 流电机驱动 ， 档 ， 液压 变档 ， 高速 档传动 比 ｉ ＿ ５ 、 低速档传动 比 ｉ 一 ３ Ｏ 。 （ ８ ） 组成。
２ 。 举 例
以我公 司设计 制造 的重 型卧式 车削加工 中心 ＨＨ ＴＩ Ｉ １ ８ ０ ｘ ６ ０ ／ ３ ２ Ｐ － １ ． 新 型 卧车 主 轴 箱 传 动 机 构 的原 理 Ｃ为例 ． 主传动参 数为主轴 转速 １ － ５ ０ ０ ｄ ｍ ｉ ｎ ， 主轴精度 Ｏ ． ０ ０ ５ ａ ｒ ｍ， 交 新 型 卧式 车床 主轴 箱 传 动机 构 由主轴 箱体 （ １ ） 、 Ｉ 轴（ ２ ） 、 Ⅱ轴 Ｍ
啮合 ． 轴端通过弹性联轴器与主传动 电机相联 Ⅱ 轴（ ３ ） 为齿 轮轴 ， 与 Ⅲ轴 滑移齿 轮啮合 ； Ⅱ轴齿 轮安装 在 Ⅱ 轴
量 信 誉 。 露
【 参考 文献 】 上。 与Ｉ 轴齿轮啮合 ［ １ ］ 工厂试验研 究报告， 齐齐哈尔第一机床厂 ， １ ９ ８ ０ － － ２ ０ ０ ４ ． Ⅲ轴 （ ４ ） 为齿 轮轴 ， 与主轴 大齿圈 啮合 ： Ⅲ轴 滑移 齿轮为 内外 齿 ［ ２ ］ 孙靖 民等． 现代机械设计方法选讲 ， 哈尔滨工业大学出版 ， １ ９ ９ ２ 轮， 安装在 Ⅲ轴 ， 内齿与 Ｉ 轴 啮合 。 外齿与 Ⅱ轴齿 轮啮合 。 ［ ３ ］ 刘惟信 ． 机械可靠性设计 ， 清华大学出版社 ， １ ９ ９ ５ ． Ⅲ轴滑移齿轮 （ ７ ） 为机械变档 的齿轮 ． 当其在位 置 Ａ时为低速档 ， ［ ４ ］ 编写组． 机床设计手册 （ 二、 三册 ） ， 机械工业 出版社 ， １ ９ ８ ２ ．
一
高 速档 ： ３ ０ — ５ ０ ０ — ２ ５ ０ ０ ｘ ｉ ＝ ６ — １ ０ ０ — ５ ０ ０ ｄ ｍ ｉ ｎ 低 速档 ： ３ ０ — ５ ０ ０ — ２ ５ Ｏ ０ ｘ ｉ ＝ ｌ 一 １ ７ — ６ ７ ｄ ｍｉ ｎ
【 关键 词】 卧式车床 主轴 ； 大齿 圈； 传动轴
与 Ⅱ轴 齿轮啮合 ． 当其在位置 Ｂ时为高速档 ． 与 Ｉ轴齿轮通过 内外齿 Ｏ ． 引 言 随着机床行业 的发展 ． 机床 制造商对卧式车床主传 动的转速和精 轮啮合 的方式传动 主轴大齿 圈（ ８ ） 安装在主轴上 ， 与 Ⅲ轴齿轮啮合。 度要求越来越 高 ． 常规卧式 车床主轴箱传动轴数多 ， 结构 复杂 ， 带来的 弊端是装 配困难 、 高转速下齿轮噪声大 、 制造成本高 。
◇ 科技之窗◇
科技 目向导
２ ０ １ ５ 年０ ３ 期
新型卧车主轴箱转动机构的设计
曹 磊
ｆ 齐 重 数控 装 备 股 份 有 限 公 司 黑 龙 江
【 摘
齐 齐哈 尔
１ ６ １ ０ ０ ５ ）
要】 通过新的设计思路 ， 使卧车主轴箱传动结构 简单化 ， 从而达到安装 方便 、 降低齿轮 高转速噪声 、 节约成本的 目的。
个封 闭式 的箱体 。 双层壁结 构 ， 主轴 （ ５ ） 采用穿 轴式高 刚度 短主轴
本台机床主轴最 高转 速达到 ５ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ． 在 国内卧车行业 中尚属首 结构 ． 支撑 在高 精度 圆柱 滚 子轴 承上 ． 经优 化设 计选 取最 佳 的支 承 而且主轴 的精 度非常高 ． 这 对主轴箱 的主传 动结构和精 度保 持性 跨距． 提高 了主轴 的回转精度 和动静 刚度 主轴上 安装传 递扭 矩 的 次． 大齿圈 （ ８ ） ， 大齿 圈位 于支 承 中部 主轴挠 度转角 为 Ｏ 。 处， 大齿 圈受力 等要 求就越 高。床 头箱体 为箱形结 构， 具有箱体 刚度高 、 固有频率高 、 噪声低等特点。 箱体与底座联接处采用热对称结构 。 从而 均匀 、 齿面接 触好 、 传递 平稳 、 刚度 高 ， 承载 能力大 ， 具有 良好 的动平 抗振能力强 、 衡 特性 。 有效 地减小 了主轴 的热漂移 ． 提 高加工精度 。主电机固定在主电机座 并与床头箱底 座相联 ， 传 动刚度 高、 抗振性好 。 在完 成 各传 动 轴及 齿轮 的调 整 、 锁紧 、 密 封后 ． 形 成一 个 封 闭 上， 的传 动箱 。Ⅲ轴滑 移齿 轮 （ ７ ） 为机 械变 档 的齿轮 ， 主轴箱 为两 档无 ３ ． 结 束 语 通过分析 ． 新 型卧车主轴箱 传动机构 比常规主轴箱传动机构少 了 极 调速 ， 液 压变 档 ， 所 以 Ⅲ轴 滑移 齿轮 （ ７ ） 在箱 体 内有 两 个 位置 Ａ
和 Ｂ。
一
根传动轴 ． 箱体 加工及装配更 方便 了． 随着 齿轮加工工艺 能力的提
当 Ⅲ轴滑移齿 轮（ ７ ） 在位置 Ａ时为低速档 。 主 电机通过 联轴器 与 升 ． 此传动机构 在 Ｉ 轴与 Ⅲ轴 上运用 内外齿 啮合 的方式 ． 使 主轴箱在 Ｉ 轴（ ２ ） 连接， Ｉ 轴（ ２ ） 齿轮与 Ⅱ轴（ ３ ） 齿轮 啮合 ． Ⅱ 轴（ ３ ） 齿 轮与 Ⅲ轴 高速档时 ， 电机轴 Ｉ 轴 即与主轴直联 ． 达 到主轴最高转速 ５ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ的 滑移齿轮 （ ７ ） 啮合 ， Ⅲ轴 （ ４ ） 齿轮再与主轴大齿 圈（ ８ ） 啮合 ， 使主轴获得 参数要求 此新 型 主轴箱 传动 机构 的设计 并投 入使 用 ．是 我公 司主 轴箱 需要的转速 当Ⅲ轴滑移 齿轮 （ ７ ） 在位 置 Ｂ时为高速 档 ． 主 电机 通过联轴器 与 的一 次技 术提 升 ．结 束 了长期 以来 ．主 轴箱 在装 配过程 中经 常 反 Ｉ 轴（ ２ ） 连接 ， Ｉ 轴（ ２ ） 齿 轮与 Ⅲ轴滑移齿轮 （ ７ ） 的 内齿 啮合 ， Ⅲ轴 （ ４ ） 复安 装 的被 动局 面 ．同时 保证 主 轴传 动 系统 高 转速 的 可靠 运行 ． 大大 缩短 了产 品 的出产 周期 ．为公 司 的卧车 产品赢 得 了 良好 的质 齿轮再与主轴大齿圈 （ ８ ） 啮合 ， 使主轴获得需要 的转速 。 Ｉ 轴（ ２ ） 为齿轮轴 ， 共 两处齿轮 ， 分别与 Ⅱ轴齿轮 、 Ⅲ轴滑移齿 轮
电机转速 ５ ０ ０ — ２ ５ ０ ０ ｄ ｍ ｉ ｎ ， 功率 １ ０ ０ Ｋ ｗ ， 无极调速 ， 机械两 （ ３ ） 、 Ⅲ轴（ ４ ） 、 主轴 （ ５ ） 、 Ⅱ轴齿轮 （ ６ ） 、 Ⅲ轴滑移齿 轮（ ７ ） 和主轴大齿 圈 流电机驱动 ， 档 ， 液压 变档 ， 高速 档传动 比 ｉ ＿ ５ 、 低速档传动 比 ｉ 一 ３ Ｏ 。 （ ８ ） 组成。
２ 。 举 例
以我公 司设计 制造 的重 型卧式 车削加工 中心 ＨＨ ＴＩ Ｉ １ ８ ０ ｘ ６ ０ ／ ３ ２ Ｐ － １ ． 新 型 卧车 主 轴 箱 传 动 机 构 的原 理 Ｃ为例 ． 主传动参 数为主轴 转速 １ － ５ ０ ０ ｄ ｍ ｉ ｎ ， 主轴精度 Ｏ ． ０ ０ ５ ａ ｒ ｍ， 交 新 型 卧式 车床 主轴 箱 传 动机 构 由主轴 箱体 （ １ ） 、 Ｉ 轴（ ２ ） 、 Ⅱ轴 Ｍ
啮合 ． 轴端通过弹性联轴器与主传动 电机相联 Ⅱ 轴（ ３ ） 为齿 轮轴 ， 与 Ⅲ轴 滑移齿 轮啮合 ； Ⅱ轴齿 轮安装 在 Ⅱ 轴
量 信 誉 。 露
【 参考 文献 】 上。 与Ｉ 轴齿轮啮合 ［ １ ］ 工厂试验研 究报告， 齐齐哈尔第一机床厂 ， １ ９ ８ ０ － － ２ ０ ０ ４ ． Ⅲ轴 （ ４ ） 为齿 轮轴 ， 与主轴 大齿圈 啮合 ： Ⅲ轴 滑移 齿轮为 内外 齿 ［ ２ ］ 孙靖 民等． 现代机械设计方法选讲 ， 哈尔滨工业大学出版 ， １ ９ ９ ２ 轮， 安装在 Ⅲ轴 ， 内齿与 Ｉ 轴 啮合 。 外齿与 Ⅱ轴齿 轮啮合 。 ［ ３ ］ 刘惟信 ． 机械可靠性设计 ， 清华大学出版社 ， １ ９ ９ ５ ． Ⅲ轴滑移齿轮 （ ７ ） 为机械变档 的齿轮 ． 当其在位 置 Ａ时为低速档 ， ［ ４ ］ 编写组． 机床设计手册 （ 二、 三册 ） ， 机械工业 出版社 ， １ ９ ８ ２ ．