2014机床主轴箱部件及组件设计指导书(具体步骤)
机械制造装备课程设计--数控车床主轴箱部件设计
机械制造装备课程设计--数控车床主轴箱
部件设计
1. 简介
本文档旨在介绍机械制造装备课程设计中的数控车床主轴箱部件设计的基本要点和步骤。
2. 设计目标
- 优化主轴箱结构，提高数控车床的工作效率和精度；
- 减少主轴箱部件的重量，提高车床的运动性能；
- 确保主轴箱部件的可靠性和耐久性。
3. 设计步骤
1. 确定设计需求和限制条件；
2. 进行主轴箱结构的初步设计，包括布局和尺寸的确定；
3. 选择合适的材料，并进行强度和刚度计算；
4. 进一步优化主轴箱的结构，包括减少重量和提高刚度；
5. 进行主轴箱部件的详细设计，包括加工工艺和装配要求；
6. 制定主轴箱部件的制造工艺和工艺路线；
7. 进行主轴箱部件的制造和装配；
8. 对主轴箱进行性能测试和调试；
9. 检查和维护主轴箱部件的可靠性和耐久性。
4. 设计要点
- 主轴箱的结构应合理布局，避免部件之间的干涉；
- 主轴箱的材料应选择高强度和刚度的合金材料；
- 在设计过程中要考虑加工和装配的可行性；
- 主轴箱部件的表面处理应满足使用和保护要求；
- 相关设计要素应符合机械制造装备的相关标准和规范。
5. 结论
通过本文档的介绍，我们了解到，在机械制造装备课程设计中，数控车床主轴箱部件设计的步骤和要点。
合理的主轴箱设计可以提
高车床的工作效率和精度，减少重量，优化运动性能，并确保可靠
性和耐久性。
设计过程中需考虑布局、材料选择、加工装配等因素，并符合相关标准和规范。
机床主轴箱设计说明书
目录一.运动设计 .................................................................................................................... - 2 -1.1已知条件 ............................................................................................................ - 2 -1.2结构分析式 ........................................................................................................ - 2 -1.3 绘制转速图 ....................................................................................................... - 2 -1.4 绘制传动系统图 ............................................................................................... - 5 -二.动力设计 .................................................................................................................... - 6 -2.1 确定各轴转速 ................................................................................................... - 6 -2.2 带传动设计 ..................................................................................................... - 6 -三、主轴挠度的校核 ...................................................................................................... - 8 -3.1 确定各轴最小直径 ........................................................................................... - 8 -3.2轴的校核 ..................................................................................................... - 8 -四、齿轮的确定与校核 .................................................................................................. - 9 -4.1 各传动组齿轮模数的确定和校核 ................................................................... - 9 -4.2. 齿轮强度校核 ................................................................................................. - 10 -1.校核a传动组齿轮 ........................................................................................ - 11 -2. 校核b传动组齿轮 ..................................................................................... - 12 -3校核c传动组齿轮 ....................................................................................... - 13 -五. 主轴最佳跨距的确定 ............................................................................................ - 14 -5.1 选择轴颈直径,轴承型号和最佳跨距 ........................................................... - 14 -5.2 求轴承刚度 ................................................................................................... - 14 -六. 各传动轴支承处轴承的选择 ................................................................................ - 15 -七. 主轴刚度的校核 .................................................................................................... - 16 -7.1 主轴图: ............................................................................................................ - 16 -7.2 计算跨距 .......................................................................................................... - 16 -八.片式摩擦离合器的选择和计算 .............................................................................. - 17 -总结 ............................................................................................................................ - 18 -参考文献 ........................................................................................................................ - 19 -一.运动设计1.1已知条件[1]确定转速范围：主轴最小转速min /132min r n =。
车床主轴箱课程设计机床主轴箱有全套CAD图纸
目录１、参数的表述２、体育设计３、传动件的估算和校核计算４、展开图的设计５、摘要一.参数制定1、确定公比φ。
已知Z = 12级(采用集中传输)nmax =1800 nmin=40Rn =φz-1所以算出来φ≈1.41。
2.确定电机功率n。
根据ф 320和ф 400车床的设计参数，采用插补方法:已知最大旋转直径为ф 360。
切割深度ap(t)为3.75毫米，进给速度f (s)为0.375毫米/转，切割速度V为95米/分钟。
计算:主(垂直)切削力:FZ = 1900ap0.75n=1900 X 3.75 X0.3750.75牛顿≈3414.4北纬切割功率:N切割= FZV/61200千瓦= 5.3千瓦主电机的估计功率:N= N cut/η total= N切割/0.8千瓦=5.3/0.8千瓦=6.6千瓦因为N的取值必须根据Y系列中国产电机的额定功率来选择，所以选择7.5 KW。
第二，体育运动的设计1.列出结构式12=2[3] 3[1] 2[6]因为:如果换向摩擦离合器安装在I轴上，为了减小轴向尺寸，第一个传动组的传动副数不宜多，2个为好。
在机床设计中，由于所需的R较大，最终展开组选择2比较合适。
由于I 轴装有摩擦离合器，结构上要求齿轮的根圆大于离合器的直径。
2.画出结构网络。
3.绘制速度图。
1)主电机的选择电动机功率n: 7.5kw电机速度nd:因为nmax =1800r/min，按N=7.5 KW，因为电机转速nd应接近或适宜于主轴的最大转速，以免采用过大的增速或过小的减速传动。
因此，电机初步确定为Y132m-4，电机转速为1440r/min。
2)恒速传动在变速传动系统中，采用定比传动，主要考虑传动、结构和性能的要求，以满足不同用户的要求。
为了减缓中间两个齿轮组的速度，减小齿轮箱的径向尺寸，在ⅰ-ⅱ轴之间增加了一对减速传动齿轮。
3)分配减速比。
① 12步减速:40 56 80 12 112 160 224 315 450630900 1250 1800(转/分钟)②确定ⅳ档和ⅴ档之间的最小减速传动比:由于齿轮的极限传动比限定为imax=1/4，为了提高主轴的稳定性，最后一个换挡的减速比为1/4。
机床主轴箱部件及组件设计指导书(具体步骤)
山东科技大学毕业设计（论文）指导书课题名称：机床主轴箱部件及组件设计指导书学院(部) 机电系专业班级学生姓名学号2014 年2月 24日至 6 月 8 日共 16 周指导教师（签字）郭秀欣教研室主任（签字）车床主轴箱部件及其组件设计步骤基本要求1、参数拟定：确定公比，主电动机功率P。
2、运动设计：列出结构式，绘出结构网、转速网、传动系统图，计算各传动副的传动比及齿轮的齿数。
3、强度计算和结构草图设计：估算齿轮模数m和轴径d，选择和计算正反向离合器、制动器，绘制出结构草图。
在结构草图的基础上，对根轴进行强度验算，或对主轴进行刚度验算和该轴系的轴承寿命进行验算。
4、主轴变速箱装配设计：在结构草图的基础上，用计算机绘出主轴箱展开图一张，或主轴箱截面一张，或主轴组件图一张,标注尺寸和配合。
5、绘制若干零件图。
6、编写设计计算说明书一份（2万字左右，全部用计算机打印出）。
内容应包括参数、运动设计的分析和拟定，动力计算、轴和轴承的验算，此外，还应对重要结构的选择和分析做必要的说明。
一、设计的目的通过本设计的训练：1、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）2、初步掌握机床的动力计算（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。
3、其目的在于通过设计，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，运用机械制图，机械设计基础、金属切削机床、精度设计、金属工艺学、材料热处理及结构工艺、零件计算等相关知识，进行工程设计的能力。
4、培养学生使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力，提高技术总结及编制技术文件的能力。
从而得到编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，5、使学生树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算的能力。
车床主轴箱设计指导书
目录1机床主要参数的确定............................................................................................................... - 2 - 2拟定机床的传动方案............................................................................................................... - 2 -2.1结构式的确定................................................................................................................ - 2 -2.2绘出结构网.................................................................................................................... - 2 -2.3 绘制转速图.................................................................................................................. - 2 - 3确定各变速组传动副的齿数................................................................................................... - 3 -4 绘制传动系统图...................................................................................................................... - 3 -5.传动零件的初步计算.............................................................................................................. - 4 -5.1带传动设计.................................................................................................................... - 4 -5.2验算主轴转速误差........................................................................................................ - 4 -5.3传动轴直径的确定........................................................................................................ - 4 -5.4齿轮模数的初步计算.................................................................................................... - 5 -6.主要零件的设计与验算........................................................................................................... - 5 -6.1 齿轮强度计算和模数的选定....................................................................................... - 5 -6.2 主轴挠度的校核........................................................................................................... - 5 -7.设计心得................................................................................................................................... - 5 -8.参考文献：............................................................................................................................... - 5 -普通车床主轴箱课程设计1机床主要参数的确定 1.1确定级数z已知公比可得级数，查标准数列表，主轴各级转速为（min /r ）1.2确定电动机型号已知电动机功率，电机转速，确定电机型号。
车床主轴箱设计说明书.
1、题目要求及参数确定1.1设计要求1）机床的类型、用途及主要参数车床，工作时间：三班制，电动机功率：N=7.5KW ，主轴最高、最低转速如下：max 1250n rpm =，min 100n rpm = 变速级数：z=12。
2）工件材料：45号钢 刀具材料：YT15 3）设计部件名称：主轴箱1.2运动参数确定回转主运动的机床，主运动的参数是主轴转速。
最低转速和最高转速：min 100n rpm =、max 1250n rpm =，机床的分级变速机构共12级由得：ϕ=1.26查《金属切削机床》表7-1得：各轴转速：100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250。
1.3主电机的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。
一般车床无特殊要求，多采用Y 系列封闭式三相异步电动机，已知电动机的功率是7.5KW, 根据《车床设计手册》附录表选取Y132M-4型Y 系列笼式三相异步电动机，额定功率7.5kw ，满载转速1440r/min ，最大额定转距2.2。
2.运动设计5.121001250min max ===n n R n 1121--==ϕϕz n R2.1 传动组的传动副数的确定传动组和传动副数可能的方案有：12=4*3 12=3*4 12=3*2*2 12=2*3*2 12=2*2*3在上列各方案中，前两个有时可以省掉一根轴。
缺点是有一个传动组内有四个传动副。
如果用一个四联滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；如果用两个双联滑移齿轮，则操纵机构必须互锁以防止两个滑移齿轮同时啮合。
所以一般少用。
后三个方案中可根据下述原则比较：从电动机到主轴，一般为降速传动。
接近电动机处的零件，转速较高，从而转矩较小，尺寸也就较小。
如使传动副较多的传动组放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可以少些，就省材料了。
机床主轴箱设计说明书
一、设计目的通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，在拟定传动和变速的结构方案过程中，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，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。
二、设计步骤1.运动设计1.1已知条件[1]确定转速范围：主轴最小转速mi r n /5.31min =。
[2]确定公比：41.1=ϕ [3]转速级数：12=z [4]主电机KW N 5.7= [5] min /1450r n =1.2运动设计与计算1.1计算主轴各级转速1lg lg +=φRn Z6412.141.1lg )112(lg )1(lg =∙-=∙-=∴φZ Rn故Rn =43.77n 1=n min =31.5 查表取标准值 min /5.311r n = n 2= φ∙1n =415.4441.15.31=⨯ 查表取标准值 min /452r n =n 3=∙1n φ2=31.5*1.412=62.625 查表取标准值 min /633r n =n 4=∙1n φ3=31.5*1.413=88.30 查表取标准值 min /904r n =n 5=∙1n φ4=31.5*1.414=124.50 查表取标准值 min /1255r n =n 6=∙1n φ5=31.5*1.415=175.55 查表取标准值 min /1806r n =n 7=∙1n φ6=31.5*1.416=247.53 查表取标准值 min /2507r n =n 8=∙1n φ7=31.5*1.417=349.01 查表取标准值 min /3558r n =n 9=∙1n φ8=31.5*1.418=492.11 查表取标准值 min /50010r n =n 10=∙1n φ9=31.5*1.419=693.88 查表取标准值 min /71010r n =n 11=∙1n φ10=31.5*1.4110=978.37 查表取标准值 min /100011r n =n 12=∙1n φ11=31.5*1.4111=1379.50 查表取标准值 min /140012r n=1.2结构分析式1) 63122312⨯⨯= 7) 61323212⨯⨯= 13) 16332212⨯⨯= 2) 36122312⨯⨯= 8) 31623212⨯⨯= 14) 13632212⨯⨯= 3) 21422312⨯⨯= 9) 12623212⨯⨯= 15) 41232212⨯⨯= 4) 61222312⨯⨯= 10) 14223212⨯⨯= 16) 21632212⨯⨯= 5) 12422312⨯⨯= 11) 62123212⨯⨯= 17) 42132212⨯⨯= 6) 61222312⨯⨯= 12) 24123212⨯⨯= 18) 26132212⨯⨯= ①考虑到卧式车床主轴传动系统Ⅰ轴上通常采用双向摩擦片离合器进行停车和变相向，且它又占了较长的轴向位置，为了使轴Ⅰ不致过长，由此轴Ⅰ-Ⅱ间只安排了两级变速组，这样式1）—6）即23212⨯⨯=六个结构式不适合；②根据各变速组应按“前多后少”的原则（即级数“前多后少”原则，PcPb Pa ≥≥）这样上式13）—18)即32212⨯⨯=不合适；③又根据转速扩大顺序应尽可能与传动顺序一致（或射线应按“前密后疏”原则x 0<x 1<x2，且根据合理分配传动比使中间轴有较高的转速，即minmin min Uc Ub Ua ≥≥，这样上式8），9）10），12）四个结构式不合适；这样就剩下7）,11）两结构式即： 7) 61323212⨯⨯= A 式11) 62123212⨯⨯= B 式④验算最后扩大组：r 2=φ（p2-1）x2=1.416=7.85<8,合适从电动机到主轴主要为降速传动，若使传动副较多的传动组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节省材料，也就是满足传动副前多后少的原则，因此取12=21*32*26方案。
车床主轴箱设计说明书
传动轴长度
mm
估计轴的直径
Mm
花键轴尺寸
I
1250
0.98
2.94
1.5
400
20
II
800
0.98*0.995
2.87
1.5
400
22.3
III
400
0.9*0.995*0.99
2.77
1.5
500
26.3
3.4估算传动齿轮模数
根据计算公式计算各传动组最小齿轮的模数
估算公式为：
按齿轮接触疲劳强度：
带的挠曲次数:
合格
带的根数
其中： 单根三角带能传递的功率
小带轮的包角系数
取3根三角带。
4．结构设计
4．1带轮设计
根据V带计算，选用3根A型V带。由于I轴安装了摩擦离合器，为了改善它们的工作条件，保证加工精度，采用了卸荷带轮结构。
按上式计算所得的值查表选取计算长度L及作为标记的三角带的内圆长度
标准的计算长度为
实际中心距 A=
A= mm
为了张紧和装拆胶带是为了张紧调节量为,( h+0.01L)是为装拆调节量,h为胶带厚度.
定小带轮包角
求得 合格
带速
对于A型带 ,所以合格.
课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
通过本课程设计的训练，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。同时巩固《金属切削机床》课程的基本理论和基本知识。
1．运用所学的理论及实践知识，进行机床设计的初步训练，培养学生的综合设计能力；
车床主轴箱设计说明书
摘要CA6140车床主轴箱设计，主要包括二方面，即：根据设计题目所给定的机床主轴极限转速、转速数列公比或级数，确定其他有关运动参数，选定主轴各级转速值；选择传动方案；拟定结构网，拟定转速图；确定齿轮齿数及带轮直径；绘制传动系统图。
其次，根据机床类型和电动机功率，确定主轴及各传动件的计算转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数，摩擦片尺寸及数目；验算传动件（传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的刚度、强度或寿命。
通过计算与验算，能够满足车床主轴箱装配整图。
【关键词】CA6140车床、主轴箱、传动系统、主轴组件、零件编码。
第1章 主轴箱的总体设计1.1已知条件1.已知转速范围：主轴最小转速min /30min r n =，min /1850max r n =。
主电机功率kw p 5=。
2.转速级数：12=z 。
3.计算公比：62min max =÷=n n R n 。
62log 11=ϕ，得45.1=ϕ。
1.2传动方案分析根据已知条件，可得传动方案有以下3种：1.22312⨯⨯=2.32212⨯⨯=3.23212⨯⨯= 从电动机到主轴主要为降速传动，若使传动副较多的传动组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节省材料，也就是满足传动副前多后少的原则，因此取22312x x =方案。
在降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比41min ≥i ；在升速时为防止产生过大的噪音和震动常限制最大转速比2m a x ≤i 。
在主传动链任一传动组的最大变速范围()10~8min max max ≤=i i R 。
在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小。
根据中间传动轴变速范围小的原则选择结构网。
从而确定结构网如下：（-）为反转转速n(r/min)图1.1CA6140车床主传动系统1.3绘制主轴箱转速图1.3.1选择电动机一般车床若无特殊要求，多采用Y 系列封闭式三相异步电动机，根据kw p 5=条件选择4132-S Y 型Y 系列笼式三相异步电动机。
车床主轴箱设计说明书
主要参数：（1）加工工件最大回转直径：400mm；D m ax(mm)（2）正转最高转速：1400r/min; 电机功率:5.5KW;（3）公比:1.4;转速级数：12；（4）级数Z反=Z正/2；n反max≈1.1n正max。
目录1.车床参数的拟定- --------------------------------------------------21.1概述--------------------------------------------------------------21.2参数的拟定--------------------------------------------------------22.运动设计- ----------------------------------------------------------32.1传动结构式、结构网的选择确定---------------------------------------32.1.1传动组及各传动组中传动副的数目----------------------------------32.1.2传动系统扩大顺序的安排 -----------------------------------------32.1.3绘制结构网------------------------------------------------------42.1.4传动组的变速范围的极限值----------------------------------------42.1.5最大扩大组的选择------------------------------------------------52.2转速图的拟定------------------------------------------------------52.2.1主电机的选定----------------------------------------------------52.3齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制----------------------------------5 2.3.1齿轮齿数的确定的要求--------------------------------------------52.3.2变速传动组中齿轮齿数的确定--------------------------------------63.强度计算和结构草图设计-- ---------------------------------------93.1确定计算转速------------------------------------------------------93.1.1主轴的计算转速--------------------------------------------------93.1.2中间传动件的计算转速--------------------------------------------93.1.3齿轮的计算转速-------------------------------------------------103.2传动轴的估算和验算-----------------------------------------------103.2.1传动轴直径的估算-----------------------------------------------103.2.2主轴的设计与计算-----------------------------------------------113.2.3主轴材料与热处理-----------------------------------------------123.3齿轮模数的估算和计算---------------------------------------------143.3.1齿轮模数的估算-------------------------------------------------143.3.2齿轮模数的验算-------------------------------------------------173.4轴承的选择与校核-------------------------------------------------193.4.1一般传动轴上的轴承选择-----------------------------------------193.4.2主轴轴承的类型-------------------------------------------------203.4.3轴承间隙调整---------------------------------------------------203.4.4轴承的校核-----------------------------------------------------213.5摩擦离合器的选择与验算-------------------------------------------223.5.1按扭矩选择-----------------------------------------------------22 3.5.2外摩擦片的内径d- ----------------------------------------------22 总结---------------------------------------------------------------- 23 参考文献- -----------------------------------------------------------24 致谢---------------------------------------------------------------- 251.车床参数的拟定1.1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。
机床主轴箱设计说明书
机床主轴箱设计说明书机床主轴箱设计说明书⼀、机床的型号及⽤途1、规格选⽤型号 CA6140、规格Φ320×10002、⽤途CA6140型卧式车床万能性⼤，适⽤于加⼯各种轴类、套筒类、轮盘类零件上的回转表⾯。
可车削外圆柱⾯、车削端⾯、切槽和切断、钻中⼼孔、钻孔、镗孔、铰孔、车削各种螺纹、车削外圆锥⾯、车削特型⾯、滚花和盘绕弹簧等。
加⼯围⼴、结构复杂、⾃动化程度不⾼，所以⼀般⽤于单件、⼩批⽣产。
⼆、机床的主参数和其他主要技术要求1、主参数和基本参数1) 主参数机床主参数系列通常是等⽐数列。
普通车床和升降台铣床的主参数均采⽤公⽐为1.41的数列，该系列符合国际ISO 标准中的优先系列。
普通车床的主参数D 的系列是：250、320、400、500、630、800、1000、1250mm 。
2) 基本参数除主参数外，机床的基本是指与被加⼯⼯件主要尺⼨有关的及与⼯、夹、量具标准有关的⼀些参数，这些主参数列⼊机床的参数标准，作为设计时依据。
3）普通车床的基本参数普通车床的基本参数应符合《普通车床参数国家标准》见参考⽂献【⼀】中表2的规定，有下列⼏项数；⼑架上最⼤⼯件回转直径1D （mm ）由于⼑架组件刚性⼀般较弱，为了提⾼⽣产效率，国外车床⼑架溜板厚度有所增加，在不增加中⼼⾼时，1D 值减少的趋势。
我国作为参数标准的1D 值，基本上取12D D >/,这样给设计留⼀定的余地，设计时，在⼑架刚度允许的条件下能保证使⽤要求，可以取较⼤的1D 值。
所以查参考⽂献【⼀】（表2）得1D =160mm 。
主轴通孔直径d ﹙mm ﹚普通车床主轴通孔径主要⽤于棒料加⼯。
在机床结构允许的条件下，通孔直径尽量取⼤些。
参数标准规定了通孔直径d的最⼩值。
所以由参考⽂献【⼀】（表⼆）d=36mm。
主轴头号普通车床采⽤短锥法兰式主轴头，这种形式的主轴头精度⾼，装卸⽅便。
主轴端部及其结构合⾯得型式和基本尺⼨要符合《法兰式车床主轴端部尺⼨部标注》的规定。
机床主轴箱课设说明书
目录1. 前言 (1)2．设计目的： (1)3．设计内容和要求： (1)3．1．运动设计 (1)3．2．动力计算： (2)3．3．结构设计 (2)3．4．编写设计说明书 (2)4．设计过程： (2)4．1机床主传动系统运动设计： (2)4．1．1确定极限转速 (2)4．1．2确定公比 (3)4．1．3确定结构网或结构式： (3)4．1．4绘制转速图: (4)4．1．5确定各变速组此轮传动副齿数: (5)4．1．6核算主轴转速误差 (5)4．1．7传动系统图 (5)5．主要零件的计算： (6)5．1三角胶带传动的计算和选定： (6)5．1．1确定计算功率： (6)5．1．2选择三角胶带的型号： (6)5．1．3确定带轮的直径1D、2D： (6)5．1．4计算胶带速度： (6)5．1．5计算胶带的长度0L： (6)5．1．6 计算实际中心矩A: (7)5．1．7定小带轮的包角1 ： (7)5．1．8确定三角胶带的根数： (7)5．1．9预紧力0F (7)5．1．10计算带传动作用在轴上力P F (7)5．2传动件的选择和计算： (8)5．2． 1传动轴的计算： (8)5．2．2主轴轴颈的确定： (8)5．2．3主轴轴承设计 (8)5．2．4齿轮模数的计算： (10)6．主轴零件的验算 (11)6．1齿轮的验算： (11)6．2轴的验算： (12)6．2．1花键轴侧挤压应力的验算 (12)7．润滑与密封 (13)1.前言金属切削机床是人类在改造自然的长期实践生产中，不断改进生产工具的基础上产生和发展起来的。
最原始的机床是依靠双手的往复运动，在工件上钻孔。
最初的加工对象是木料。
为加工回转体，出现了依靠人力使工件往复回转的原始车床。
在原始加工阶段，人既是提供机床的动力，又是操纵者。
近些年来，随着电子技术、计算机技术、信息技术以及激光技术等的发展并应用于机床领域，使机床的发展进入了一个新时代。
人不仅不需要提供动力，连操纵都交给及其了。
数控铣床主轴箱课程设计说明书(完整)
目录第一章机床的用途及主要技术参数第二章方案设计第三章主传动设计3.1 驱动源的选择3.2 转速图的拟定3.3传动轴的估算3.4齿轮模数的估算第四章主轴箱展开图的设计4.1设计的内容和步骤4.2 有关零部件结构和尺寸的确定4.3 各轴结构的设计4.4 主轴组件的刚度和刚度损失的计算：第五章零件的校核5.1齿轮强度校核5.2传动轴挠度的验算：第六章心得体会参考文献数控机床课程设计第一章机床的用途及主要技术参数常用数控铣床可分为线轨数控铣床 、硬轨数控铣床等。
数控铣床(线轨)具有精度高、刚性好、噪音小，操作简单、维修方便等优点。
工件一次装夹可以完成平面、槽、斜面及各种复杂三维曲面的铣削，及钻孔，扩孔、铰孔和镗孔等。
是复杂型腔、模具、箱体类零件加工的理想设备。
数控铣床(硬轨) 具有精度高、刚性好、噪音小，操作简单、维修方便等优点。
工件一次装夹可以完成平面、槽、斜面及各种复杂三维曲面的铣削，及钻孔，扩孔、铰孔和镗孔等。
是复杂型腔、模具、箱体类零件加工的理想设备。
表1-1第二章方案设计本次设计的数控铣床主轴箱是串联在交流调频主轴电机后的无级变速箱，属于机械无级变速装置。
它是利用摩擦力来传递转矩，通过连续改变摩擦传动副工作半径来实现无级变速。
由于它的变速范围小，是恒转矩传动，适合铣床的传动。
第三章主传动设计3.1 驱动源的选择机床上常用的无级变速机构是直流或交流调速电动机，直流电动机从额定转速nd向上至最高转速nmax是调节磁场电流的方法来调速的，属于恒功率，从额定转速nd向下至最低转速nmin是调节电枢电压的方法来调速的，属于恒转矩；交流调速电动机是靠调节供电频率的方法调速。
由于交流调速电动机的体积小，转动惯量小，动态响应快，没有电刷，能达到的最高转速比同功率的直流调速电动机高，磨损和故障也少，所以在中小功率领域，交流调速电动机占有较大的优势，鉴于此，本设计选用交流调速电动机。
根据主轴要求的最高转速4500r/min，最大切削功率5.5KW,选择北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机，最高转速是4500 r/min。
普通车床主轴箱设计说明书
普通车床是车床中应用最广泛的车床一种，约占车床类总数的65%，因其主轴以水平放置故称车床。
CA6140型普通车床的主要组成部件有：主油箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。
主油箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。
主轴箱中等主轴是车床的关键零件。
主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。
进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。
丝杠或光杠：用以连接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。
丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。
溜板箱，是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光光杠传动实现刀架的纵向进给运动，横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架做纵向直线运动，以便车削螺纹。
一．运动设计1.1．确定最低（n min）和最高转速(n max).................................,1 1.2．确定转速范围（Rn）、公比φ及主轴转速. (2)1.3．主运动链转速图的拟定 (2)1.4．绘制传动系统图 (9)二．动力设计2.1．主电机选择 (10)2.2．确定各轴转速 (11)2.3．带传动设计 (12)2.4．各传动组齿轮模数的确定 (16)2.5．各传动组上各齿轮参数确定 (21)2.6．齿宽确定 (23)2.7．传动轴间的中心距确定 (25)2.8．各轴直径的估算 (25)2.9．轴承的选择 (27)2.10．传动组的验算 (27)2.10.1．齿轮的校验2.10.2．主轴的校验2.10.3．轴承的校验三．结构设计3.1．主轴组件 (41)3.2．箱体 (42)3.3．操纵机构 (42)四．润滑装置 (43)五．总结 (44)六．参考文献 (45)。
普通车床(I型)主轴箱部件设计 1最大加工直径为中320mm的普通车床的主轴箱部件设计
普通车床(I型)主轴箱部件设计1. 引言本文档旨在设计一台最大加工直径为中320mm的普通车床的主轴箱部件。
主轴箱作为车床的核心组成部分，承担着支撑主轴、传动力和保护内部机械构件的重要功能。
因此，在设计中需要考虑结构强度、传动效率以及操作便捷性等因素。
2. 设计要求根据普通车床的使用需求和性能要求，对主轴箱部件的设计进行以下要求：1.加工直径：最大加工直径为320mm。
2.结构强度：能够承受工件及切削力的作用，保证稳定加工。
3.传动效率：采用高效的传动装置，提高加工效率。
4.操作便捷性：设计合理的操作界面和控制手柄，方便操作人员操作和控制。
3. 设计方案针对上述设计要求，我们提出如下设计方案：3.1 结构设计主轴箱采用箱式结构，由底座、壳体和盖板组成。
底座用于支撑整个主轴箱，保证稳定性；壳体用于固定内部机械构件，提供结构强度；盖板用于封闭主轴箱，以保护内部机械构件。
3.2 传动装置设计为了提高传动效率，我们采用直线方式传动。
主轴驱动采用齿轮传动装置，通过主动齿轮和被动齿轮的啮合，实现主轴的旋转。
同时，为了减小传动误差，我们使用高精度的齿轮和轴承。
3.3 操作界面设计为了方便操作人员操作和控制，我们设计了直观明了的操作界面。
操作界面包括加工参数显示、控制手柄和启停按钮等。
加工参数显示能够实时显示主轴箱的工作状态和加工参数，方便操作人员掌控加工情况；控制手柄用于调整加工参数和操作主轴箱；启停按钮用于启动或停止主轴箱。
4. 结构设计细节4.1 主轴箱结构主轴箱底座采用铸铁材料制作，具有良好的刚性和稳定性。
底座底部设计了平整的接地面，以便于稳定安装。
主轴箱壳体采用钢板焊接，具有足够的强度和刚度。
壳体内部设置了各种支承轴承和传动装置的安装座位，确保机械构件的固定和稳定性。
主轴箱盖板采用铝合金材料制作，具有轻便和良好的密封性。
盖板上设置了透明的观察窗口，方便操作人员观察内部机械构件的运行状态。
4.2 传动装置主轴箱的主动齿轮和被动齿轮采用高精度的钢材制作，具有耐磨性和高传动效率。
车床主轴箱设计说明书
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Dd 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(0a 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<L 0时，应适当加强轴承刚度。
其他传动轴的径向尺寸，可按该轴所传递的扭矩初定，轴向尺寸必须保证各轴间齿轮不相干涉。
滑移齿轮在一对齿轮彻底脱开后，下一对才能进行啮合，并且留有1-2mm 间隙的实际需要的基础上，据结构要求确定。
3、运动参数可通过类比、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。
maxminmin 1000d v n π=， n =minmax1000d 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 =。
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山东科技大学
毕业设计（论文）指导书
课题名称：机床主轴箱部件及组件设计指导书
学院(部) 机电系
专业
班级
学生姓名
学号
2014 年2月 xx日至 6 月xx日共 16 周
指导教师（签字）郭秀欣
教研室主任（签字）
车床主轴箱部件及其组件设计步骤
基本要求
1、参数拟定：确定公比，主电动机功率P。
2、运动设计：列出结构式，绘出结构网、转速网、传动系统图，计算各传动副的传动比及齿轮的齿
数。
3、动力设计确定电机型号，主轴、传动轴、齿轮的计算转速，以及关键零部件的强度校核
4、结构草图设计：估算齿轮模数m和轴径d，选择和计算正反向离合器、制动器，绘制出结构草图。
在结构草图的基础上，对根轴进行强度验算，或对主轴进行刚度验算和该轴系的轴承寿命进行验算。
5、主轴变速箱装配设计：在结构草图的基础上，用计算机绘出主轴箱展开图一张，
、主轴箱截面图一张，主轴组件图一张,标注尺寸和配合。
6、绘制轴和齿轮的若干零件图。
7、编写设计计算说明书一份（2万字左右，全部用计算机打印出）。
内容应包括参数、运动设计的分析和拟定，轴和轴承的验算，此外，还应对重要结构的选择和分析做必要的说明，并付有相应的图形，如转速图、传动系统图受力图等，以及查阅资料的出处。
8、参考资料中文不少于10篇，英文不少于2篇。
且按要求的格式书写。
一、设计的目的
通过本设计的训练：
1、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）
2、初步掌握机床的动力计算（包括确定电机型号，主轴、传动轴、齿轮的计算转速，关键零部件的强
度校核），以及主轴箱结构草图等的设计，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。
3、其目的在于通过设计，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，运用机械制图，机械设计基础、金属切削机床、精度设计、金属工艺学、材料热处理及结构工艺、零件计算等相关知识，来进行工程设计的能力。
4、培养学生使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力，提高技术总结及编制技术文件的能力。
从而得到编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，
5、使学生树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计
算的能力。
巩固大学期间本专业所学到的专业基础课及专业课涉及到的内容。
强化计算机绘图的
操作训练。
二、设计内容与基本要求
设计内容：独立完成变速级数为6-12级的机床主传动系统主轴变速箱设计，包括车削左右
螺纹的换向机构及与进给联系的输出轴。
基本要求：
1、课程设计必须独立的进行，每人必须完成展开图、截面图、主轴组件图及足够的零件图图样设
计，能够较清楚地表达各轴和传动件的空间位置及有关结构。
2、根据设计任务书要求，合理的确定尺寸、运动及动力等有关参数。
3、正确利用结构式、转速图等设计工具，认真进行方案分析。
4、正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家标准规定。
说明书力求用工程术语，文字通顺
简练，字迹工整。
5、完成典型零件工作图图样设计2 张。
三、设计步骤
方案确定
1、确定有关尺寸参数、运动参数及动力参数。
2、据所求得的有关运动参数及给定的公比，写出结构式，校验转速范围，绘制转速图。
3、确定各变速组传动副的传动比值，定齿轮齿数、带轮直径，校验三联滑移齿轮齿顶是否相碰，
校验各级转速的转速误差。
4、绘制传动系统图。
结构设计
所谓结构设计是将传动方案“结构化”，向生产部门提供装配图，零件工作图，及零件明细表。
主轴箱结构设计的主要内容：包括主轴和传动轴的组件设计；操纵机构设计；开停、制动及换向机构设计；润滑和密封机构的设计；箱体及其它零件设计等。
1、草图设计——估计各轴及齿轮尺寸，确定视图比例，确定展开图及截面图的总体布局；据各轴
的受力条件，初选轴承，在有关支撑部位画出轴承轮廓。
并检验各传动件运动过程中是否干涉。
2、结构图设计——确定齿轮、轴承及轴的固定方式；确定润滑、密封及轴承的调整方式；确定主
轴头部形状及尺寸，完成展开图及截面图的绘制。
3、加粗，标注尺寸、公差配合，标注件号，填写明细表及装配图技术要求。
零件图设计
各齿轮、各轴等
编写设计计算说明书
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）
通用机床主轴短部结构形状、
或取R d=d man/d mix=4-6
普通车床d max=0.5D R d=d min/d max=0.2-0.5
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15周内完成计任务，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）。
例如：确定传动公比ϕ
因为已知 8.4425
1120min max ===n n R n ，1
-=z n R ϕ ∴ Z=ϕ
lg lg n R +1
∴ϕ=)
1(-Z n R =118.44=1.4129
根据【1】标准公比ϕ表，我们取标准公比系列ϕ=1.41.
因为ϕ=1.41=1.066
，根据标准数列。
首先找到最小极限转速25，再每跳过5个数
（1.26～1.066
）取一个转速，即可得到公比为1.41的数列：25，35.5，50，71，100，140，200，280，400，560，800，1120.
可通过类比、试验和计算等方法综合确定，设计中可参照下列经验公式及数据初定。
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。
运动件与箱壁之间距离不小于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。
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：
八、零件工作图设计
设计n个轴n个齿轮。
图幅A3.
九、撰写设计计算说明书
要求：
说明简要，计算合理、准确，表达清晰，文字简练通顺。
内容：
1、设计任务；
2、主要规格参数；
3、工作性能及范围；
4、各有关参数的计算与确定；
5、方案论证（可结合结构式及转速图进行）；
6、转速图、传动系统图，转速误差计算；
7、各轴及齿轮的计算转速;
8、有关校验计算；
9、轴承选择使用及有关结构说明。
十、工作进程安排
第1-2周确定设计题目，查阅国内外有关文献资料；复习及学习相关机床设计所用到的理论知识内容，做好设计准备。
第2-3周查找资料，阅读文献，完成开题报告。
第4-5周毕业实习，到工厂实地实习，搜集资料，熟悉现场生产况，并与生产技术工人进行交流、学习，并根据实际情况及时拟定初步设计方案。
第6-10周方案具体设计:确定传动方案、拟定转速图和传动件设计、画主轴箱展开图。
第11-13周中期检查画主轴箱截面图、主轴部件图和各零件的零件图
第14周整理资料、完成毕业设计说明书、检查修改错误、补充设计中遗漏的内容、绘制图纸及整理专题、预出图。
第15周整理说明书、打印装配图及零件图；
第16周最终整理，毕业答辩。
指导教师：郭秀欣
2014-2-10。