龙门铣床主轴箱设计

课程设计任务书

1.设计目的

本次课程设计是毕业课程设计前一次对我们大学四年期间机械专业基础知识的考核和检验。它囊括了理论力学，材料力学，机械原理，机械设计，机械制造装备设计等许多机械学科的专业基础知识。它不仅仅是对我们专业知识掌握情况的考核和检验，也是一次对我们所学的知识去分析，去解决生产实践问题的运用。 通过本专业课程设计的训练，使学生初步掌握机床的运动设计（包括主轴箱、变速箱传动链），动力计算（包括确定电机型号，主轴、传动轴、齿轮的计算转速），以及关键零部件的强度校核，获得工程师必备设计能力的初步训练，从而提高分析问题、解决问题尽快适应工程实践的能力。

2.设计内容和要求

1．运动设计：根据所给定的转速范围及变速级数，拟定机床主运动传动结构方案(包括传动结构式、转速分布图)和传动系统图，确定各传动副的传动比，计算齿轮的齿数，主轴实际转速及与标准转速的相对误差。

2．动力计算：选择电动机型号及转速，确定传动件的计算转速、对主要零件（如齿轮、主轴、轴承等）进行计算（初算和验算）。

3．结构设计

进行主传动系统的轴系、变速机构、主轴组件等的布置和设计并绘制展开图、剖面图、主要零件工作图。

4．编写设计说明书

1）机床的类型、用途及主要参数

主轴转速范围：.m in /630m in,/50max min r n r n ==

变速级数：z=12，

主电动机：P=13KW ，n=1460r/min 。

工作台尺寸：1000x3000mm 。

主轴孔径：29mm 。

主轴套筒：直径250mm ，手动调整距离200mm 。

主轴箱进给范围：18级，10——500mm/min ，快速移动速度1.5m/min ，回转角度±30°。

推荐最大刀盘直径：350mm 。

2）设计部件名称：X2010型龙门铣床主轴箱。

3.设计工作任务要求

1．专业课程设计设计说明书一份

2．主轴箱展开图一张

3．主轴箱剖面图一张

4．机床传动系统图一张

5．一个零件工作图（主轴）一张

目录

一、概述 (3)

二、参数的确定

2.1转速范围、各级转速等的确定 (3)

三、传动设计

3.1确定结构式及结构网 (4)

3.2绘制转速图 (5)

3.3绘制传动系统图 (6)

四、传动件的估算

4.1齿轮齿数确定 (7)

4.2 各轴和齿轮计算转速 (9)

4.3验算主轴各级转速相对误差 (10)

五、动力设计

5.1电机型号 (11)

5.2各轴直径估算 (11)

5.3齿轮模数的估算 (13)

5.4尺宽的确定 (14)

5.4轴承的选择 (15)

六、结构设计

6.1齿轮的轴向布置 (15)

6.2各传动轴及其上传动元件的布置 (15)

6.3主轴及其组件的配置 (17)

6.4传动件的验算 (18)

七、总结 (19)

八、参考文献 (19)

一、概述

在现代机械制造工业中，金属切学机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作量，约占机器总制造工作量的40%～60%。机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。

课程设计是在学生学完相应课程及先行课程之后进行的实习性教学环节，是大学生的必修环节，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。

该铣床主要用于大中型零件的平面加工。由于机床具有足够的刚度，可用镶硬质合金端铣刀进行高速铣削。

该铣床工作台只有纵向进给运动。主轴箱做成单独部件，安装在立柱及横梁上，可沿导轨作横向和垂直进给运动，横梁可沿立柱导轨作垂直方向的调整。主轴也可以沿其轴向作调整。

主轴采用手动变速。进给系统的滑移齿轮变速机构、离合器的开合、横梁的卡紧与松开，都采用液压装置来控制。调整工作台侧面T形槽内撞块，可使工作台运动实现自动循环。

二、参数的拟定

2.1确定转速范围、各级转速

已知.m in /630m in,/50max min r n r n ==，z=12， 由min

max

n n R n =、ϕlg )1(lg -=Z R n ，

可得n R =12.6，ϕ=1.26.

所以

查18页表1.4（《机械制造装备设计》（陈立德主编））

得各级转速为：

50r/min ， 63r/min ， 80r/min, 100r/min, 125r/min, 160r/min, 200r/min, 250r/min, 315r/min, 400r/min, 500r/min, 630r/min 。

三、传动设计

为了便于集中操作，箱体数目减少，本方案采用集中传动式布局，采用直齿滑移轮变速，采用电动机开停及制动方式。

3.1确定结构式及结构网

由于结构上的限制，变速组中的传动副数目通常选用2或3为宜，即变速级数Z 应为2和3的因子，故其结构式为：b a Z 3⨯2=.对于12级传动，其结构式可为以下三种形式：

22312⨯⨯=；23212⨯⨯=；32212⨯⨯=。

在电动机功率一定的情况下，所需传递的转矩越小，传动件和传动轴的集合尺寸就越小。因此，从传动顺序来讲，尽量使前面的传动件多一些，即前多后少原则。故本设计采用结构式为：

22312⨯⨯=。

为了使一根轴上变速范围不超过允许值，传动副数越多，级比指数应小一些。考虑到传动顺序中有前多后少原则，扩大顺序应采用前小后大的原则，即所谓的前密后疏原则。故本设计采用的结构式为：

63122312⨯⨯=。

12：级数。

3，2，2：按传动顺序的各传动组的传动副数。

1，3，6：各传动组中级比间的空格数，也反映传动比及扩大顺序。 验算转速范围：8426.1)12(6)1(222<===--p x r ϕ，在允许范围内。

该传动形式反映了传动顺序和扩大顺序，且表示传动方向和扩大顺序一致。 结构网只表示各传动副传动比的相关关系，而不表示数值， 因而绘制成对