车床主轴箱设计---参考汇总

中北大学

信息商务学院

课程设计说明书

学生姓名：学号：

系：机械自动化系

专业：机械设计制造及其自动化

题目：机床课程设计

——车床主轴箱设计

指导教师：马维金职称: 教授

黄晓斌职称: 副教授

2013年12月28日

目录

一、传动设计

1.1电机的选择

1.2运动参数

1.3拟定结构式

1.3.1 确定变速组传动副数目

1.3.2确定变速组扩大顺序

1.4拟定转速图验算传动组变速范围

1.5确定齿轮齿数

1.6确定带轮直径

1.6.1确定计算功率Pca

1 .6.2选择V带类型

1.6.3确定带轮直径基准并验算带速V

1.7验算主轴转速误差

1.8绘制传动系统图

二、估算主要传动件，确定其结构尺寸

2.1确定传动件计算转速

2.1.1主轴计算转速

2.1.2各传动轴计算转速

2.1.3各齿轮计算转速

2.2初估轴直径

2.2.1确定主轴支承轴颈直径

2.2.2初估传动轴直径

2.3估算传动齿轮模数

2.4片式摩擦离合器的选择及计算

d

2.4.1决定外摩擦片的内径

2.4.2选择摩擦片尺寸

2.4.3计算摩擦面对数Z

2.4.4计算摩擦片片数

2.4.5计算轴向压力Q

2.5V带的选择及计算

a

2.5.1初定中心距

L

2.5.2确定V带计算长度L及内周长

N

2.5.3验算V带的挠曲次数

2.5.4确定中心距a

2.5.5验算小带轮包角

α

1

2.5.6计算单根V带的额定功率

P

r

2.5.7计算V带的根数

三、结构设计

3.1带轮的设计

3.2主轴换向机构的设计

3.3制动机构的设计

3.4齿轮块的设计

3.5轴承的选择

3.6主轴组件的设计

3.6.1各部分尺寸的选择

3.6.1.1主轴通孔直径

3.6.1.2轴颈直径

3.6.1.3前锥孔尺寸

3.6.1.4头部尺寸的选择

3.6.1.5支承跨距及悬伸长度

3.6.2主轴轴承的选择

3.7润滑系统的设计

3.8密封装置的设计

四、传动件的验算

4.1传动轴的验算

4.2键的验算

4.2.1花键的验算

4.2.2平键的验算

4.3齿轮模数的验算

4.4轴承寿命的验算

五、设计小结

六、参考文献

一、传动设计 1.1电机的选择 主电机功率：4KW 主轴最高转速：1500r/min 选择Y112M-4型三相异步电动机。 1.2运动参数

根据公式 max min

lg

1

lg n n Z ϕ=+

变速范围 Rn=

m in

m ax

v v ＝1500/33.5=44.8＝1-Z ϕ 对于中型车床，ϕ＝1.26或ϕ＝1.41 此处取ϕ＝1.41 得转速级数Z=12。查《设计指导》P6标准数列表得转速系列为：33.5、47.5、67、95、132、190、265、375、530、750、1060、1500。 1.3拟定结构式

1.3.1 确定变速组传动副数目

实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合： 12＝3×4 12＝4×3

12＝3×2×2 12＝2×3×2 12＝2×2×3

在上列两行方案中，第一行的方案有时可以节省一根传动轴，缺点是有一个传动组内有四个传动副。如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，操纵机构必须互锁以防止两个双联滑移齿轮同时啮合，所以少用。

根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，方案12＝3×2×2是可取的。但是，由于主轴换向采用双向离合器结构，致使Ⅰ轴尺寸加大，此方案也不宜采用，而应选用方案12＝2×3×2。 1.3.2确定变速组扩大顺序

12=2×3×2的传动副组合，其传动组的扩大顺序又可以有以下6种形式：

A 、12=21×32×26

B 、12=21×34×22

C、12 =2

3×3

1

×2

6

D、12=2

6

×3

1

×2

3

E、12=2

2×3

4

×2

1

F、12=2

6

×3

2

×2

1

根据级比指数要“前密后疏”的原则，应选用方案A。然而，对于所设计的机构，将会出现两个问题：

ⅡⅠⅠⅡ

ⅠⅡ

①第一变速组采用降速传动（图a）时，由于摩擦离合器径向结构尺寸限制，在结构上要求有一齿轮的齿根圆大于离合器的直径，使得Ⅰ轴上的齿轮直径不能太小，Ⅱ轴上的齿轮则会成倍增大。这样，不仅使Ⅰ-Ⅱ轴间中心距加大，而且Ⅱ-Ⅲ轴间的中心距也会加大，从而使整个传动系统结构尺寸增大。这种传动不宜采用。

②如果第一变速组采用升速传动（图b），则Ⅰ轴至主轴间的降速传动只能由后两个变速组承担。为了避免出现降速比小于允许的极限值，常常需要增加一个定比降速传动组，使系统结构复杂。这种传动也不是理想的。

如果采用方案C、12 =2

3×3

1

×2

6

（图c）则可解决上述存在的问题。

其结构网如下图所示：