机械制造装备课程设计--普通车床主轴箱部件设计

……………………………………………………………最新资料推荐…………………………………………………机械制造装备设计课程设计设计题目：普通车床主轴箱部件设计起止日期： 2011 年 11 月 26日至 2011 年 12月 13日学生姓名张文文班级机制七班学号201033210成绩指导教师(签字)机械工程学院2013年1月14日目录最新精品资料整理推荐，更新于二〇二一年一月九日2021年1月9日星期六20:43:40……………………………………………………………最新资料推荐…………………………………………………1.课程设计任务书 (4)2.绪论 (6)3．设计计算 (6)3.1车床的规格系列和用处 (6)3.2操作性能要求 (7)4.主动参数参数的拟定 (7)4.1 确定传动公比φ (7)4.2 主电动机的选择 (7)5.变速结构的设计 (8)5.1 主变速方案拟定 (8)5.2 变速结构式、结构网的选择 (8)5.2.1 确定变速组及各变速组中变速副的数目 (8)5.2.2 变速式的拟定 (9)5.2.3 结构式的拟定 (9)5.2.4 结构网的拟定 (9)5.2.5 结构式的拟定 (10)5.2.6 结构式的拟定 (10)5.2.7 确定各变速组变速副齿数 (11)5.2.8 绘制变速系统图 (13)6.结构设计 (13)6.1 结构设计的内容、技术要求和方案 (13)6.2 展开图及其布置 (14)6.3 I轴（输入轴）的设计 (14)6.4 齿轮块设计 (14)6.5 传动轴的设计 (15)6.6 主轴组件设计 (16)6.6.1 各部分尺寸的选择 (16)6.6.2 主轴材料和热处理 (16)6.6.3 主轴轴承 (17)6.6.4 主轴与齿轮的连接 (18)6.6.5 润滑与密封 (18)6.6.6 其他问题 (18)7.传动件的设计 (18)7.1 带轮的设计 (18)7.2 传动轴的直径估算 (21)7.2.1 确定各轴转速 (21)7.2.2传动轴直径的估算：确定各轴最小直径 (22)7.2.3 键的选择 (23)7.3 传动轴的校核 (23)7.3.1 传动轴的校核 (23)7.3.2 键的校核 (24)7.4 各变速组齿轮模数的确定和校核 (24)7.4.1 齿轮模数的确定 (24)7.4.2 齿宽的确定 (28)最新精品资料整理推荐，更新于二〇二一年一月九日2021年1月9日星期六20:43:40……………………………………………………………最新资料推荐…………………………………………………7.4.3 齿轮结构的设计 (29)7.5 带轮结构设计 (30)7.6 片式摩擦离合器的选择和计算 (31)7.7 齿轮强度校验 (33)7.7.1 校核a变速组齿轮 (33)7.7.2 校核b变速组齿轮 (35)7.7.3 校核c变速组齿轮 (36)7.8 轴承的选用与校核 (37)7.8.1 各轴轴承的选用 (37)7.8.2 各轴轴承的校核 (37)8.主轴组件设计 (39)8.1 主轴的基本尺寸确定 (39)8.1.1 外径尺寸D (39)8.1.2 主轴孔径d (39)8.1.3 主轴悬伸量a (40)8.1.4 支撑跨距L (40)8.1.5 主轴最佳跨距L0的确定 (41)8.2 主轴刚度验算 (43)8.2.1 主轴前支撑转角的验算 (44)8.2.2 主轴前端位移的验算 (45)9.心得体会及参考文献 (47)湖南工业大学课程设计任务书最新精品资料整理推荐，更新于二〇二一年一月九日2021年1月9日星期六20:43:40……………………………………………………………最新资料推荐…………………………………………………2011—2012学年第一学期机械工程学院（系、部）机械设计制造及自动化专业机设081 班级课程名称：《机械制造装备设计》设计题目：起止日期：自2011 年11 月26 日至2011 年12 月13 日共 2 周最新精品资料整理推荐，更新于二〇二一年一月九日2021年1月9日星期六20:43:40……………………………………………………………最新资料推荐…………………………………………………指导教师（签字）：姚建民2011年11月26 日系（教研室）主任（签字）：年月日摘要普通中型车床主轴箱设计普通中型车床主轴箱设计，主要包括三方面的设计，即：根据设计题目所给定的机床用途、规格、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；通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构最新精品资料整理推荐，更新于二〇二一年一月九日2021年1月9日星期六20:43:40……………………………………………………………最新资料推荐…………………………………………………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；装配草图完成后要验算传动件（传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的刚度、强度或寿命。

最后，完成运动设计和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计主轴变速箱装配图及零件图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与密封、传动轴及滑移齿轮零件的设计。

【关键词】车床、主轴箱、变速系统、主轴组件。

2.绪论机床技术参数有主参数和基本参数，他们是运动传动和结构设计的依据，影响到机床是否满足所需要的基本功能要求，参数拟定就是机床性能设计。

主参数是直接反映机床的加工能力、决定和影响其他基本参数的依据，如车床的最大加工直径，一般在设计题目中给定，基本参数是一些加工件尺寸、机床结构、运动和动力特性有关的参数，可归纳为尺寸参数、运动参数和动力参数。

通用车床工艺范围广，所加工的工件形状、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬质合金刀具又用高速钢刀具。

因此，必须对所设计的机床工艺范围和使用情况做全面的调研和统计，依据某些典型工艺和加工对象，兼顾其他的可能工艺加工的要求，拟定机床技术参数，拟定参数时，要考虑机床发展趋势和同国内外同类机床的对比，使拟定的参数最大限度地适应各种不同的工艺要求和达到机床加工能力下经济合理。

机床主传动系因机床的类型、性能、规格和尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。

设计机床主传动系时最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。

在设计时应结合具体机床进行具体分析，一般应满足的基本要求有：满足机床使用性能要求。

首先应满足机床的运动特性，如机床主轴油足够的转速范围和转速级数；满足机床传递动力的要求。

主电动机和传动机构能提供足够的功率和转矩，具有较高的传动效率；满足机床工作性能要求。

主传动中所有零部件有足够的刚度、精度和抗震性，热变形特性稳定；满足产品的经济性要求。

传动链尽可能简短，零件数目要少，以便节约材料，降低成本。

3.设计计算3.1车床的规格系列和用处普通机床的规格和类型有系列型号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。

1）具有皮带轮卸荷装置最新精品资料整理推荐，更新于二〇二一年一月九日2021年1月9日星期六20:43:40……………………………………………………………最新资料推荐…………………………………………………最新精品资料整理推荐，更新于二〇二一年一月九日2021年1月9日星期六20:43:402）手动操纵双向片式摩擦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.主动参数参数的拟定4.1 确定传动公比ϕ根据【1】78P 公式（3-2）因为已知 4.445.311400min max ===n n R n ，1-=z n R ϕ ∴ Z=ϕlg lg n R +1 也即Z=12因为ϕ=1.41=1.066，首先找到最小极限转速31.5，再每跳过5个数取一个转速，即可得到公比为1.41的数列25，35.5，50，71，100，140，200，280，400，560，800，1120.31.5 45 63 90 125 180 250 355 500 710 1000 1400 4.2 主电动机的选择合理的确定电机功率P ，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。

现在以常见的中碳钢为工件材料，取45号钢，正火处理，车削外圆，表面粗糙度a R =3.2mm 。

采用车刀具，可转位外圆车刀，刀杆尺寸：16mm ⨯25mm 。

刀具几何参数：0γ=15o ，0α=6o ，r κ=75o ，r κ'=15o ，λ=0o ，01γ=-10o ，b 1r =0.3mm ，r e =1mm 。

现以确定粗车是的切削用量为设计：① 确定背吃刀量p a 和进给量f ，根据【2】444P 表8-50，p a 取4mm ，f 取0.6r mm 。

② 确定切削速度，参【2】448P 表8-57，取V c =1.7s m 。

③ 机床功率的计算，主切削力的计算 根据【2】449P -450P 表8-59和表8-60，主切削力的计算公式及有关参数：F Z =9.81⨯Fc n 60⨯Fc C ⨯Fc Z a ⨯Fc Z f ⨯Fc Z v ⨯Fc K=9.81⨯15.060-⨯270⨯4⨯75.06.0⨯15.07.1-⨯0.92⨯0.95=3242（N ）切削功率的计算c P =c F ⨯c v ⨯310-=3242⨯1.7⨯310-=5.5（kW ）……………………………………………………………最新资料推荐………………………………………………… 最新精品资料整理推荐，更新于二〇二一年一月九日2021年1月9日星期六20:43:40依照一般情况，取机床变速效率η=0.8.Z P =8.05.5=6.86(kW) 根据【3】167P 表12-1 Y 系列（IP44）电动机的技术数据,Y 系列（IP44）电动机为一般用途全封闭自扇冷式笼型异步电动机，具有防尘埃、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，B 级绝缘，工业环境温度不超过+40℃，相对湿度不超过95%，海拔高度不超过1000m ，额定电压380V ，频率50Hz 。

适用于无特殊要求的机械上，如机床，泵，风机，搅拌机，运输机，农业机械等。

根据以上要求，我们选取Y132M-4型三相异步电动机，额定功率7.5kW,满载转速1440min r ，额定转矩2.2，质量81kg 。

至此，可得到上表1.1中的车床参数。

5.变速结构的设计5.1 主变速方案拟定拟定变速方案，包括变速型式的选择以及开停、换向、制动、操纵等整个变速系统的确定。