SK360车床主轴箱改进设计（方案一）.doc

1、摘 要床头箱提高主轴精度，增加主轴编码器和相关元件，满足数空控制的要求及精度要求。手动卡盘改为电动卡盘，降低劳动强度，提高工作效率，并且卡盘定心准确，性能稳定，动作灵敏，夹紧力大小可调，最大加紧力达45KN，夹持范围达4200mm。手动刀架改为电动刀架，能实现刀架的转位、定位、夹紧的自动控制，满足数控编程的要求，并且要求刀架对指令信号反应灵敏，动作执行准确可靠，能充分发挥出数控化改造后加工效率高、精度高的特点。关键词：传动设计；展开图设计；截面图设计；简化结构；提高性能 ABSTRACTTo improve the precision of the spindle headstock, inc

2、rease the spindle encoder and related components, to meet the requirements of accuracy and the number of empty control requirements. Manual chuck for electric chuck, reduce labor intensity, improve work efficiency, and Chuck Centering is accurate, stable performance, flexible action, the clamping fo

3、rce can be adjusted, the maximum stepping up to 45KN, the clamping range of 4 200mm. Manual turret to electric tool, automatic control, positioning, clamping transposition can realize tool, to meet the requirements of NC programming, and requires rest sensitive to command signal, action is accurate

4、and reliable, can give full play to the numerical control transformation of high processing efficiency, features high accuracy.Keywords: transmission design; development design; map design; structure; performance目 录第一章 题目与要求1 第二章 传动设计2第三章 展开图设计6 第四章 截面图设计 9 第五章 传动件验算 10 结束语 11 致谢 12参考文献 13 3第一章 题目和要

5、求这次设计是对江西仪表厂的SK360型车床主轴箱进行改进设计，主要要求是简化结构，降低成本，提高性能，适应市场需求，以提高竞争力，改进为刚性高，噪音低，工艺性好，操作可靠，维修方便，经济实用性的机床。SK360车床用途广泛，社会拥有量 ，适用于各种车削工作，如车削各种零件外圆柱表面，端面及钻孔、铰孔及车削内控，车削各种公制、英制、模数及径节螺纹。弃床头箱中和这次设计有关参数有：中心高：190mm最大工件长度：880mm床身上最大回转直径：360mm床鞍上最大回转直径：210mm主轴孔锥度：莫氏短6号主轴孔直径：37mm。主轴正转种数：12种。主轴正转速范围：37-1500r/min。主轴反转种

6、数：6种。主轴反转范围：122-1538r/min。主电机功率：2.2Kw 1400r/min现工厂据用户要求，提出改进的具体要求是：1.主轴转速：nmax=1400r/min,nmin=3045r/min,z=1012;主电机功率：N=4kw.主轴孔径大于原机。2.控制振动，噪声和热变形，提高静、动态性能。3尽量利用原传动轴孔位置以便沿用原镗模工艺装备，原主轴、进给输出轴位置不得改变。4.根据课题要求，对SK360车床主轴箱结构和传动系统进行分析，在参考SK360、CN6136D等360车床基础上,对原传动系统和箱体结构进行改进,得到这台车床.第二章 传动设计1.SK360车床主轴传动系统的

7、现状：SK360的主轴传动系统如图2-1所示，它是在C618K型车床基础上设计定型的，主要是齿数方面有所变化，有一定进步，但仍存在以下不足之处：图2-1 主轴传动系统（1）主传动轴根数为4，传动轴多，结构复杂，增加加工和装配程序，传动效率不高，刚度和精度都要收到影响，增加噪声；（2）主轴孔径为38mm，工艺范围收到限制，满足不了用户的需求；（3）工艺装片式摩擦离合器，操纵机构曲折复杂，工作噪声大，而且发热，装修不方便；轴装抱闸制动，产生噪声和摩擦热，制动效果不理想，且制动时电机空转，造成空耗，形成了浪费；（4）反向轴采用臂式结构，孔加工工艺性很差，位置精度不易保证，故齿轮齿合不良，并正向时空转

8、，造成空耗和噪声；（5）主轴传动齿轮用斜齿轮，虽然能提高强度，但产生轴向力，对加工精度不利；（6）轴两齿轮块用集中操纵，虽然操作方便，但加工曲线槽不方便，而增加两对齿轮和轴，另外为滑移轴而增加轴而造成结构复杂，装修麻烦。2.几种传动方案的比较：根据以上对SK360型车床分析和设计任务的要求，拟如下几种传动方案：（1）三根轴a.三轴单速电机既要三轴，按一般传动组不用4个传动副，所以最多是9级，这就考虑轴数少而变速级数多的折回变速系统，由于输入轴和输出轴不同，当用双折回变速系统和一个三传动的变速组，其传动图如图2-2 图2-2 三轴传动系统这种传动方案=1.41，Z=12，转速安排合理整齐，设重复

9、转速，并传用单速电机，是比较理想的方案。但有一个小齿轮，在结构上有一定麻烦。b.三轴和双速电机 由于双速电机相当一个变速组，对于减少轴根数可行，从而列出如图2-3转速图 图2-3 三轴双速电机 这种传动方案也可行，但要用双速电机，成本高，并且有一个空档，造成浪费。（2）二根轴和双速电机 用双速电机和2根轴也可以实现本设计的要求，双轴间传动副为折回机构，转速图如图2-4所示，其优点是结构简单，但由于采用双速电机，一样有成本高的不足之处。 图2-4 二轴双速电机（3）传动方案的确定：根据以上3种可行性方案的分析，以国情和实用情况的考虑，决定采用第一种方案。3电机和带传动：电机：由于功率N=4Kw，

10、而最高转速最好和主轴转速相近选用电机：Y112M-4，参数为额定功率4Kw，满载转速1440r/min皮带：根据计算功率Nj=Kw Nd=1.2*4=4.8Kw和最小带轮n1=1440r/min，查表选用B型带，带根数类比原车床用了3根带轮：由于受箱体外轮盖影响，小带轮不太大，根据允许值取D1=84mm，D2=1/iD1(1-)=202*84*(1-0.03)=170mm.4360车床箱体结构的对比：由于这次设计是改进设计，要求与整体联系不变，外形尺寸尽量保持，所以要对360车床主轴箱的结构进行分析，从而确定箱体大体结构。这次改进的另一要求是把主轴孔扩大，因为SK360已经把主轴孔径加大到53

11、mm。在观察SK360床头箱与原机床头箱外形尺寸基本不变，而与整机联系的基准都是与前面相距2300.5mm的凸台，所以SK360的箱体最具参考价值，并尽量和它一致，以减少工艺装备。5齿轮齿数的确定：由于箱体结构参考SK360，为了达到尽量用原有加工工艺装备和零部件的目的，箱体上轴系孔的位置和尺寸大小应尽量保持，并且只用其中的三个主传动系。观察SK360格传动轴的空间关系，原轴孔现仍为主轴孔，另和轴之间有一大传动比，有大齿轮，要求轴距大，为防干涉，取原、轴为和轴孔。 由于中心距已定，为使齿轮和2和不大于100，兵参考其他车床齿轮模数，选第一传动组模数为m1=2.5mm,而第二传动组模数为m2=3

12、mm,从而 ZI=125.694/2.5/2=100.55ZII=147.526/3/2=98查表当i=1，1.4，2，2.8时，都有Z的是102，于是得Z1=34 Z2=102-34=68 Z3=42 Z4=102-42=60Z5=51 Z6=102-51=51Z7=27 Z8=102-27=75 同理，当i=0.5，4时，ZII=99，于是 Z9=66 Z10=99-66=33 Z11=20 Z12=99-20=79从而得到传动系统图和转速图，如图2-5，其进给部分参考SK360 图2-5 三轴传动系统第三章 展开图设计1齿轮设计a.第一传动组，已知m2=2.5，未变位啮合角0=20，传动

13、中心距A=125.694，ha*=1，c*=0.25（1）未变位时中心距A0=ZI/2 Mi=102/2*2.5=127.5mm（2）啮合角=arc cos(A0/A*cos0)= arc cos(127.5/125.694*cos20)=170361（3）变位系数和：Xi=（inv-inv0）*Ii/I =（inv170361-inv200）*102/2 =-0.249（4）变位系数：查表得 X1=1.0,X2=-1.249 X3=1.0,X4=-1.249 X5=1.1,X6=-1.349 X7=1.1,X8=-1.349（5）分度园直径：d1=85mm d2=170mmd3=105mmd4=150mmd5 =d6=127.5mmd7=67.5mmd8=187.5mm（6）齿顶园直径：da1=95mm da2=168.76mmda3=115mmda4=148.76mmda5=125.76mm