C616主轴箱的设计.doc

1、C616主轴箱的设计前 言制造业是我国国民经济的支柱产业，其增加值约占我国国内生产总值的40%以上，而先进的制造技术室振兴制造业系统工程的重要组成部分。21世纪时科学计数突飞猛进、不断取得新突破的世纪，它是机床技术全面发展的时代。机床代表一个民族制造工业现代化的水平，随着现代化科学技术的迅速发展，制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。车床是目前使用最广泛的机床之一。车床主要用于加工轴类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成型表面、螺纹和断面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等动作。能够在一次装夹过程中完成更多的加

2、工工序，提高加工进度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。机床是制造工业的基本生产设备，机床工业是我国国计民生，国防建设的基础工业和战略性产业，在世界范围内备受各方密切关注。我国机床工业在国家正确方针政策指引下。经历经济恢复时期及“十五”计划阶段，特别是改革开放20年来的艰巨努力，建立起较大规模，较完整的体系，奠定了有力的技术基础，具备相当的竞争实力。增加机床加工精度，提高机床加工效率。变速箱中包括的机构大致有：作为传动链连接用的定比传动副，变速机构，操纵机构和润滑装置。而操纵机构的选择和设计对车床的构造和性能的发挥有着直接影响。机床设计，是设计人员根据使用部门的要求和制造部门的可能

3、，运用有关科学技术知识，所进行的创造性的劳动。机床工业是机器制造业的重要部门，担负着为农业，工业，科学技术和国防现代化提供技术装备的任务，在整个国民经济中占有重要地位。一个国家机床工业的技术水平，机床的拥有量和现代化程度是这个国家工业生产能力和技术水平的重要标志之一。希望可以通过对C616普通车床变速箱及操作机构的设计，来进一步提高专业和理论知识水平，提高解决实际问题能力。摘 要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；拟定结构式或结构网，拟定转速

4、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。Abstract Ordinary medium-sized lathe headstock design, including

5、the three aspects of the design, namely: According to a design by the use of a given machine, specifications, spindle speed limit, speed series of common ratio or series, to determine other relevant motion parameters, the selected axis of the grade speed value; through analysis and comparison, selec

6、t the drive scheme; proposed structure or structure network, development of speed diagram; determine gear and pulley diameter; drawing transmission system map. Secondly, according to machine type and motor power, and the transmission parts to determine the calculation of the spindle speed, an initia

7、l diameter of shaft, gear module to determine the belt type and root number, size and number of friction plate; Assembly Draft Checking transmission parts after completion of (shaft, spindle, gear, bearing) stiffness, strength or life. Finally, the complete design and dynamic design exercise, the ma

8、in transmission scheme to the structural, the design of spindle gearbox assembly drawing and part drawings, focusing on the drive shaft assembly, spindle assembly, transmission organizations, box, lubrication and sealing , drive shaft and the sliding gear with the design. Key words ：lathe, the spind

9、le box, transmission, shaft components. 目 录前 言i摘 要ii第一篇 机床的参数1第一章 机床主要技术参数1第一节 尺寸参数1第二节 运动参数1第三节 动力参数2第二章 结构方案确定2第二篇 机床运动的设计2第三章 主传动系统运动设计3第一节 结构式的拟订3第二节 分配降速比3第三节 结构网的拟定4第四章 齿轮齿数的确定5第一节 确定齿轮齿数6第二节 验算主轴转速误差7第三节 绘制传动系统图8第三篇 机床动力的设计8第五章 传动件参数估算9第一节 确定传动件计算转速9第二节 估算主轴支承轴颈直径9第三节 估算传动轴直径9第四节 轴的校核12第五节 键的

10、选择与校核14第六节 花键的校核15第七节 齿轮模数的确定和校核15第八节 齿轮的校核23第九节 轴承的选用与校核28第六章 带轮设计30第一节 型号的选择30第二节 带轮节圆直径的选择30第三节 带速的验算31第四节 确定带的参数31第七章 离合器的确定32第一节 确定摩擦片的径向尺寸33第二节 确定摩擦片的数目34第八章 换向与制动机构设计35第四篇 机床结构的设计36第九章 主运动传动轴系36第十章 变速机37第十一章 主轴组件37第一节 主轴材料和热处理37第二节 主轴轴承38第三节 主轴与齿轮的连接39第四节 主轴组件设计40第五节 支撑跨距L40第六节 主轴最佳跨距的确定41第七节

11、 主轴刚度验算43第八节 主轴前支撑转角的验算44第九节 主轴前端位移的验算45第十二章 主轴变速箱47第十三章 展开图及其布置47第十四章 润滑与密封48第十五章 其他问题49参考文献50总 结51外文资料52外文翻译58致 谢60v 第一篇 机床的参数第一章 机床主要技术参数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。机床的主要技术参数包括尺寸参数，运动参数及动力参数。第一节 尺寸参数床身上最大回转直径： 320mm刀架上的最大回转直径： 200mm主轴通孔直径： 30mm主轴前锥孔：

12、 莫式5号最大加工工件长度： 1000mm第二节 运动参数根据工况，确定主轴最高转速有采用YT15硬质合金刀车削碳钢工件获得，主轴最低转速有采用W16Cr4V高速钢刀车削铸铁件获得。机床的最高转速为1400r/min，公比取1.41，转速级数Z=12。正转各级转速如下： n1 =31.5r/min n2 =45r/min n3 =63r/min n4 =90r/min n5 =125r/min n6 =180r/min n7 =250r/min n8 =355r/min n9 =500r/min n10 =710r/min n11 =1000r/min n12 =1400r/min第三节 动力

13、参数电动机功率4KW ， n电=1450r/min。电动机的选定：一般金属切削机床的驱动，如无特殊性能要求，多采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。Y系列电动机高效、节能、起动转矩大、噪声低、振动小、运行安全可靠。根据机床所需功率选择Y112M-4，其同步转速为1450r/min。 第二章 结构方案确定a) 主轴传动系统采用V带、齿轮传动；b) 传动形式采用集中式传动；c) 主轴换向制动采用双向片式摩擦离合器和带式制动器；d) 变速系统采用多联滑移齿轮变速。e) 主轴的变速由变速手柄完成。第二篇 机床运动的设计根据给定的机床的用途、规格、极限转速、转速数列公比，通过分析比较拟定传动的结构

14、方案（包括结构式、转速图）和传动系统图，确定传动副的传动比及齿轮的齿数，计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差。第三章 主传动系统运动设计第一节 结构式的拟订一、12级转速变速系统的变速组，选择变速组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能。在轴装有双向磨擦片式离合器，轴向尺寸较长，为便于结构紧凑，第一变速组采用双联齿轮不按前多后少的原则。为减少轴向尺寸，第一变速组的变速副数不能多，以2为宜。根据以上的原则：可选择以下两种传动结构： 12=232 12=223 二、按传动顺序与扩大顺序相一致的原则，变速组扩大顺序有以下两种： （1） （2） 三、主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很

15、大，因此主轴上齿轮少些为好。最后一个变速组的变速副数常选用2。又因为第二组最后扩大组变速范围超过极限值，所以最终确定结构式为： 第二节 分配降速比该车床主轴传动系统共设有四个传动组，其中有一个是带传动。根据降速比分配应“前慢后快”的原则及摩擦离合器的工作速度要求，确定各传动组最小传动比。U= 1/1.4111 = 第三节 结构网的拟定正转图：反转图：第四章 齿轮齿数的确定齿轮是变速箱中的重要元件。齿轮同时啮合的齿数是周期性变化的。也就是说，作用在一个齿轮上的载荷是变化的。同时由于齿轮制造及安装误差等，不可避免要产生动载荷而引起振动和噪音，常成为变速箱的主要噪声源，并影响主轴回转均匀性。在齿轮块设计时，应充分考虑这些问题。齿轮块的结构形式很多，取决于下列有关因素：1） 是固