数控车床主轴箱设计

第一章概述

1.1设计目的 (2)

1.2主轴箱的概述 (2)

第2章主传动的设计 (2)

2.1驱动源的选择 (2)

2.2转速图的拟定 (2)

2.3传动轴的估算 (4)

2.4齿轮模数的估算 (3)

2.5V带的选择 (4)

第3章主轴箱展开图的设计 (7)

3.1各零件结构尺寸的设计 (7)

3.1.1 设计内容和步骤 (7)

3.1.2有关零件结构和尺寸的设计 (7)

3.1.3各轴结构的设计 (9)

3.1.4主轴组件的刚度和刚度损失的计算 (10)

3.1.5轴承的校核 (13)

3.2装配图的设计的概述 (13)

总结 (19)

参考文献 (20)

第一章概述

1-1设计目的

数控机床的课程设计，是在数控机床设计课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过数控机床伺服进给系统的结构设计，使我们在拟定进给传动及变速等的结构方案过程中得到设计构思、方案分析、结构工艺性、CAD制图、设计计算、编写技术文件、查阅技术资料等方面的综合训练，建立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养我们初步的结构设计和计算能力。

1-2 主轴箱的概述

主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较，相对来手比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。

第二章2主传动设计

2-1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时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4000r/min，最大切削功率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4500r/min。

2-2 转速图的拟定

根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转速范围Rdp=nmax/nd=3

而主轴要求的恒功率转速范围Rnp=3，远大于交流主轴电动机所能提供的恒功率

转速范围，所以必须串联变速机构的方法来扩大其恒功率转速范围。

涉及变速箱时，考虑到机床结构的复杂程度，运转的平稳性等因素，取变速箱的公比Φf等于交流主轴电动机的恒功率调速范围Rdp,即Φ=Rdp=3,功率特性图是连续的，无缺口和无重合的。变速箱的变速级数Z =2.99.取Z=3 确定各齿轮齿副的齿数：取S=116

由U=1.955 得Z1= 24 Z1’=68

由U=1.54 得Z2=75 Z2’=30

由U=4.6 得Z3=48 Z3’=57

由此拟定主传动系统图，转速图以及主轴功率特性图分别如图2-1，2-2，2-3

图2-1

图2-2 图2-3

2.3 传动轴的估算

传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度要求。强度要求保证轴在反复载荷和扭转载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大的变形。因此疲劳强度一般不是主要矛盾。除了载荷较大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求轴在载荷下不至于产生过大的变形。如果刚度不够，轴上的零件由于轴的变形过大而不能正常工作，或者产生振动和噪音，发热，过早磨损而失效，因此，必须保证传动轴有足够的刚度。

计算转速nj是传动件传递全部功率时的最低转速，各个传动轴上的计算转速可以从转速图是直接得出，如表2-1所示。

表2-1 各轴的计算转速

各轴功率和扭矩计算：

已知一级齿轮传动效率为0.97（包括轴承），同步带传动效率为0.98，则

I 轴：P1=Pd x 0.98=7.5 x 0.98=7.35KW II 轴 p2=p1 x 0.97=7.5 x 0.97=7.28KW III 轴 P3=P2 x 0.97=7.28 x 0.97=7.06KW

II 轴扭矩：T2=9550P2/n2=9550 x x7.28/530=1.31x 510

III 轴扭矩：T3=9550 P3/N3=9550 x 7.06/140=4.82x 510 [Φ]是每米长度上允许的扭转角（deg/m ）,可根据传动轴的要求选取，其选择的原则如表2-2所示。 表2-2 许用扭转角选取原则

最后所确定各轴所允许的扭转角如表2-3所示

把以上确定的各轴的输入功率N=7.5KW ，计算转速nj ，允许扭转角[Φ]代入扭转刚度的估算公式

d=91,可得传动轴的估算直径：

29d === 40mm 395

d ===52.06mm 1d ==31.39mm.最后取值如下表所示：

主轴轴径尺寸的确定：

已知车床最大加工直径为Dmax=400mm,则 主轴前轴颈直径 D1=0.25Dmax +15=85-115mm

后颈直径D2=(0.7-0.85)D1=67-81mm

内孔直径d=0.1Dmax+10=35-55mm

2.4 齿轮模数的估算

按接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算齿轮模数比较复杂，而且有些系数只有在齿轮的各参数都已知方可确定，故只有在装配草图画完后校验用。在画草图时用经验公式估算，根据估算的结果然后选用标准齿轮的模数。

齿轮模数的估算方法有两种，一是按齿轮的弯曲疲劳进行估算，二是按齿轮的齿面点蚀进行估算。这两种方法的前提条件是各个齿轮的齿数必须已知。

根据齿轮不产生跟切的基本条件：齿轮数不小于17。由于Z3,Z3’这对齿轮有较大的传动比，各个齿轮中最小齿数的齿轮必然是Z3. 取Z4=22,S=105,则Z4’=83

从转速图上直接看出Z3的计算转速是530r/min.根据齿轮弯曲疲劳估算公式

mω≥=

2.7

根据齿轮接触疲劳强度估算公式计算得m=2.7

由于受传动轴轴径尺寸大小限制，选取齿轮模数为m=3 mm,对比上面的结果，可知这样设计的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，故取同一变速组中的所以齿轮的模数都为m=3mm.可得两轴中心距为a=157.5mm.圆整为a=158mm..

则各齿轮齿数和模数列表如下：

2-5 V型带的选择；

V带选择spz型带，取小带轮的大小72mm，大带轮的大小为204mm；

L

2-5-1确定中心距a和带的基准长

d

如果中心距未给出，可根据传动的结构需要初定长度中心距a0，取

0.7（

1

2d d d

d +）

，193.2

'd

L

：

'd

L

=2a0+

2

π

（12d d d d +）+

2

22

)4(d d d d a -得到'

d L =855.4，取d L =900mm

a=a0+

'2

d

d

L L -=200+(900-855.4)/2=222mm 。

验算主动轮上的包角1α：

0021

118057.5d d d d a

α-=-

⨯=0145.8>=0120； 确定带的根数z ：

00 2.7()ca

a L

p z p p k k +∆=

=根，圆整为3根。

V 带速度的验算：

11

116.73/601000d d d n V m s π=

=⨯

22

216.96/601000d d d n V m s π==⨯

max 2530/V m s =--

12max d d V V V << 故带符合要求。

第三章主轴箱展开图的设计

主轴箱展开图是反应各个零件的相互关系，结构形状以及尺寸的图纸，并以此为依据绘制零件工作图。 3.1 各零件结构和尺寸设计 3.1．1 设计内容和步骤

通过绘图设计轴的结构尺寸以及选出轴承的型号，确定轴的支点距离和轴上零件力的作用点，计算轴的强度和轴承的寿命。 3.1.2 有关零件结构和尺寸的确定

传动零件，轴，轴承是主轴部件的主要零件，其他零件的结构尺寸是根据主

要零件的位置和结构而定。

1）传动轴的估算 见前一节

2）齿轮相关尺寸的计算

齿宽影响齿的强度。轮齿越宽承载能力越高。但如果太宽，由于齿轮的制造误差和轴的变形，可能接触不均，反而容易引起振动和噪声，一般取齿宽系数m Φ=（6-10）m.这里取齿宽系数m Φ=10，则齿宽B=m ΦX m=10x3=30mm.各个齿轮的齿厚确定如表3-1.

表3-1 各齿轮的齿厚

由计算公式；

齿顶：1221(2)(1);(2)a d z m h d z h d **=+==+ 齿根：11

(22)(0.25)f z h c m c d

***=--=得到下列尺寸表

齿轮的直径决定了各轴之间的尺寸。各主轴部件中各个齿轮的尺寸计算如下表3-2

表3-2 各齿轮的直径

由表3-2可以计算出各轴之间的距离，现将它们列出如表3-3所示 表3-3 各轴的中心距

3)确定齿轮的轴向布置

为避免同一滑移齿轮变速组内的两对齿轮同时啮合，两个固定齿轮的间距应大于滑移齿轮的宽度。一般留有间隙1-2mm，所以首先设计滑移齿轮。

II轴上的滑移齿轮的两个齿轮轮齿之间必须留有用于齿轮加工的间隙，插齿时，当模数在1-2mm范围内时，间隙必须不小于5mm,当模数在2.5-4mm范围内时，间隙必须不小于6 mm，且应留有足够的空间滑移，据此选出三片齿轮间的间隙分别为d1=17.5mm,d2=15mm.

由滑移齿轮的厚度以及滑移齿轮上的间隙可以得出主轴上的两个齿轮间的距离至少是60mm，现取齿轮间的间距为64mm和70mm.

4）轴承的选择及其配置

主轴组件的滚动轴承既要有承受径向载荷的径向轴承，又要有承受两个方向轴向载荷的推力轴承。轴承类型及型号选用主要根据主轴的刚度，承载能力，转速，抗振性及结构要求合理的进行选定。

同样尺寸的轴承，线接触的磙子轴承比点接触的球轴承的刚度要高，但极限转速要低，多个轴承的承载能力比单个轴承的承载能力要大，不同轴承承受载荷类型及大小不同。为了提高主轴组件的刚度，通常采用轻型或特轻型系列轴承。

通常情况下，中速重载采用双列圆柱滚子轴承配双向推力角接触球轴承，或者成对圆锥滚子轴承，其结构简单，但是极限转速较低。高速轻载采用成组角接触球轴承，根据轴向载荷的大小分别选用25度或15度的接触角。轴向载荷为主且精度要求不高时，选用推力轴承配深沟球轴承，精度要求较高时，选用向心推力轴承。

本设计的主轴不仅有刚度高的要求，而且有转速高的要求，所以在选择主轴轴承时，刚度和速度这两各方面必须考虑。

3.1-3 各轴结构的设计

Ⅰ轴的一端与带轮相连，将Ⅰ轴的结构草图绘制如图3-2

图3-2

Ⅱ轴其结构完全按标准确定，根据其周详的尺寸可将结构简图绘制如图3-3

所示：

图3-3

3.1.4主轴组件的刚度和刚度损失的计算： 最佳跨距的确定：

取弹性模量E=52.110⨯N/2mm ， D=（90+65）/2=77.5mm ； 主轴截面惯距：4464()

1.64102

D d I mm π-=

=⨯

截面面积；A=3459.92mm 主轴最大输出转矩：59550000 5.1210.n P

M N mm n

==⨯ /2002560

450/2

n

z

n M F M N == 0.51280

Y z F F N ==

故总切削力为：2862.17F N =

估算时，暂取0/3,L a =即取270mm

前后支承支反力3816.22a R N =

954.06b R N =

取a k =1033000N/mm

53.6710/b k N m m

=⨯ 30.338a EI K a

η==⨯ 则0/ 2.5L a =

则0L =225mm

因在上式计算中，忽略了ys 的影响，故0L =225mm

主轴端部挠度的计算：

已知齿轮最少齿数为30，模数为3，则分度圆直径为90mm ‘

则齿轮的圆周力：2max 2/2911p T d N ==

径向力：0.51455.5r t p p N ==

则传动力在水平面和垂直面内有分力为：

水平面：2735.45H Q N =

垂直面：2451.12v Q N =

去计算齿轮与前支承的距离为66mm ，其与后支承的距离为384mm 。

切削力的计算：已知车床拖板最大回转直径max 400D mm =。

则主切削力：1310v c p p N ==

径向切削力：0.5655h c p p N ==

轴向切削力：0.35458.5r c p p N ==

当量切削力的计算：

P=（a=B ）/a ＝3639对于车床 B=0.4max D =160mm

则水平面内：1819.5h p N =

垂直面内：1273.65v p N = 主轴端部的挠度计算：3221211(1)(1)(1)()3p a L a a a a Y EI

a EA L K L K L ⎛⎫=++++++ ⎪⎝⎭ 38.19610ph Y mm -=⨯， 35.73710pv Y mm -=⨯

传动力的作用下，主轴端位移的计算公式见下式：

212()1(1)(1)6Q bc L c a b a ab Y Q EIL k L L K L ⎛⎫+=-+-+- ⎪⎝

⎭ 式中：“－”号表示位移方向上与力反向，b 表示齿轮与前支承的距离，c 表示齿轮与后支承的距离，将各值带入，得

34.30710Qh Y -=-⨯ 33.8610

Qv Y -=-⨯ 水平面内：33.88910H Y mm -=⨯

垂直面内：31.87710v Y mm -=⨯

则主轴最大端位移为：3max 4.3910Y mm -=⨯

已知主轴最大端位移许用值为[]y ＝0.0002L ＝0.09mm

则max Y <[]y ，符合要求。

主轴倾角的验算：

在切削力p 的作用下主轴前轴承处的倾角为： 水平面：57.110rad 3H ph p La EI

θ-=

=⨯ 垂直面内：54.910rad 3V

pV p La EI θ-==⨯ 传动力Q 作用下主轴倾角为：

水平面内：53.86710QH θ-=-⨯rad

垂直面内：53.46510H θ-=-⨯rad

则主轴前轴承处的角为53.23310rad H PH QH θθθ-=+=⨯

垂直面内：51.43510V PV QV θθθ-=+=⨯ rad

5max 3.53710rad θ-=⨯ 故符合要求。

3-1-5轴承的校核：

齿轮受切向力2911te F N =

径向力：0.51455.5re F p N ==；切削力F=1310N ，径向切削力0.5655r F p N == 轴向切削力0.35458.5a F p N ==，

转速n=4000r/min d=90mm

垂直面内的受力分析：

166213.47450re r v F F N ⨯=

= 23841242.03450re r v F F N ⨯== 水平面内的受力分析：

1903842615.05450r te r h F F F N ⨯+⨯=

= 254066359450

r te r h F F F N ⨯-⨯== 故合力：

12623.7r F N =

21292.89r F N =

求两轴承的轴向力:对70000AC 型轴承d r F eF =

1110.681778.23d r r F eF F N ==⨯=

2220.68879.2d r r F eF F N ==⨯=

121337.7a a d F F F N =+=

22879.2a d F F N ==

101337.70.012108

a F c = 22879.20.01946.2

a F c ==两次计算的差值不大，因此，确定120.68e e ==， 当量动载荷：

1111337.70.5092623.7

a r F e F ==< 112879.20.681292.89

a r F e F === 对两轴承取X=1，Y=0；

X=1，Y=0；

由载荷性质，轻载有冲击故取 1.5p f =

当量载荷：

111() 1.52623.73935.6p r p f X F N ==⨯=

222() 1.51292.891939.3p r p f X F N ==⨯=。

因为12p p >所以可知其寿命61

10()14334660h c L h n p ε== 轴承也符合刚度要求。

3-2装配图的设计

根据主轴展开图第一阶段的设计，已将主轴部件的各个部分的零件确定下来，展开图在设计中附。

总结

经过为期两周的不懈努力，我们顺利完成了对数控车床纵向进给系统的设计。在这两周内，我们本着“以我所学，为我所用，提高自我”的宗旨，按照设计要求、结合所学设计理论一步一步，认认真真地分析、计算，近乎绞尽脑汁终于取得了现在的圆满成功。可以毫不夸张地说，我们甚至没睡过一个好觉。但是，“不经一番寒彻骨，那得梅花扑鼻香”。虽然在本次课程设计过程中，我们明显感觉到本次相对以前所做过的课程设计难度较高，但我们还是把它完成了。我们又一次超越了自我，这意味着相对以前我们的水平有所提高，我们高兴，我们累的值！

通过本次课程设计，使我们以前所学的多门知识得到了一次综合性地运用，也使我们进一步理解了各门学科之间的相互联系。通过机床进给运动机械变速传动系统的结构设计，使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到结构构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件设计、编写技术文件和查阅技术资料的等方面的综合训练，也使我们进一步树立了正确的设计思想，掌握了基本的设计方法。同时，作为毕业前的最后一次课程设计，可以说是对以后工作的一次战前练兵，本次课程设计在提高我们解决实际问题能力的同时，也让我们认识到了自身或多或少在某些方面还有不足之处，有待提高。在以后的学习、工作中，我们会再接再励，努力学习新的现代设计理论,计算技术,力争做到理论与实际相结合，不断提高自己。

另外，在本次设计过程中，文怀兴老师不辞劳苦指导我们，给予了我们很大帮助，在此深表感谢！当然，由于我们水平有限，整个设计中不妥之处在所难免，恳请老师不吝指正。

参考文献

1.《步进电动机应用技术》李忠杰宁守信主编机械工业出版社

2.《数控机床系统设计》文怀兴夏田编著化学工业出版社

3.《机械设计》第七版濮良贵纪名刚主编高等教育出版社

4.《机械设计课程设计图册》第三版龚桂义主编高等教育出版社

5.《机械零件手册》第五版周开勤主编高等教育出版社

6.《机床设计图册》哈尔滨工业大学上海纺织工业学院天津大学主编上海科学技术出版社

数控车床主轴箱设计--.doc

数控车床主轴箱设计 一、设计题目 Φ400 毫米数控车床主轴箱设计。主轴最高转速4000r/min ，最低转速30r/min ，计算转速 150r/min ，最大切削功率 5.5kw。采用交流调频主轴电机，其额定转速 1500r/min ，最高转速 4500r/min 。 二、主轴箱的结构及作用 主轴箱是机床的重要的部件，是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相 应的附加机构的。 主轴箱采用多级齿轮传动，通过一定的传动系统，经主轴箱内各个位置上的 传动齿轮和传动轴，最后把运动传到主轴上，使主轴获得规定的转速和方向。 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与 普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要 是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 三、主传动系设计 机床主传动系因机床的类型，性能，规格尺寸等基本因素的不同，应满足 的要求也不一样。再设计时结合具体机床进行具体分析，一般应满足下属基本 要求： 1）满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动性能能，如机床的主 轴有足够的转速范围和转速级数。传动系设计合理，操纵方便灵活、迅速、安 全可靠等。 2）满足机床传递动力要求。主电动机和传动机构能提供和传递足够的功 率和转矩，具有较高的传动效率。 3）满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件要有足够的刚度、精度、和抗振性，热变形特性稳定。 4）满足产品设计经济性的要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以 节省材料，降低成本。 5）调整维修方便，结构简单、合理、便于加工和装配。防护性能好，使

用寿命长。 四、主传动系传动方式 由题目知，我们设计的主轴箱传动方式为交流电动机驱动、机械传动装置 的无级变速传动。再者，本题目中对精度要求一般，因此选用集中传动方式。 另外主轴箱结构设计只需达到结构紧凑，便于集中操作，安装调整方便即可。五、电动机的选择 按驱动主传动的电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。交 流电动机驱动中又可分单速交流电动机或调速交流电动机驱动。调速交流电动 机又有多速交流电动机和无级调速交流电动机驱动。无级调速交流电动机通常 采用变频调速的原理。 根据设计要求采用交流调频主轴电机，其额定转速 1500r/min ，最高转速4500r/min 。选用 FANUC-S系列 8s 型交流主轴电动机。六、计算过程主轴最高转速4000r/min ，最低转速 30r/min ，计算转速 150r/min ，最大切削功率 5.5kw ； 交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速 4500r/min ； 主轴要求的恒功率调速范围 R nN n max 4000 n i 26.7 150 电动机的调速范围 4500 3 R dN 1500 在设计数控机床主传动时，必须要考虑电动机与机床主轴功率特性匹配问题。由于主轴要求的恒功率变速范围远大于电动机恒功率变速范围，所以在电 动机与主轴之间串联一个分级变速箱，以扩大其功率变速范围，满足低速大功 率切削时对电动机的输出功率的要求。 根据以上分析，选择交流电动机的型号为： 若取f R dN 3 ，则可得到变速箱的变速级数Z lg R nN / lg f 2.99 所以， Z 可近似取为3，此处我们分别对 Z=2、3、4 三种情况进行研究，比较。1） Z=3

数控车床主轴箱设计

第一章概述 1.1设计目的 (2) 1.2主轴箱的概述 (2) 第2章主传动的设计 (2) 2.1驱动源的选择 (2) 2.2转速图的拟定 (2) 2.3传动轴的估算 (4) 2.4齿轮模数的估算 (3) 2.5V带的选择 (4) 第3章主轴箱展开图的设计 (7) 3.1各零件结构尺寸的设计 (7) 3.1.1 设计内容和步骤 (7) 3.1.2有关零件结构和尺寸的设计 (7) 3.1.3各轴结构的设计 (9) 3.1.4主轴组件的刚度和刚度损失的计算 (10) 3.1.5轴承的校核 (13) 3.2装配图的设计的概述 (13) 总结 (19) 参考文献 (20)

第一章概述 1-1设计目的 数控机床的课程设计，是在数控机床设计课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过数控机床伺服进给系统的结构设计，使我们在拟定进给传动及变速等的结构方案过程中得到设计构思、方案分析、结构工艺性、CAD制图、设计计算、编写技术文件、查阅技术资料等方面的综合训练，建立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养我们初步的结构设计和计算能力。 1-2 主轴箱的概述 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较，相对来手比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 第二章2主传动设计 2-1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时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4000r/min，最大切削功率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4500r/min。 2-2 转速图的拟定 根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转速范围Rdp=nmax/nd=3 而主轴要求的恒功率转速范围Rnp=3，远大于交流主轴电动机所能提供的恒功率

JCK6136数控车床主轴箱和床身部件设计

毕业设计（论文） 设计（论文）题目： JCK6136 数控车床设计 －主轴箱和床身部件 学院名称：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 指导教师： 定稿日期：

JCK6136数控车床主轴箱和床身部件设计 任务书 1．设计（论文）拟解决的主要问题 ?通过调研和分析小组共同确定机床的传动方案、总体布置形式；完成给定机械部分的详细结构设计，设计的各部分间能有机结合，相互协调；小组共同整个机床的装配图和机械部分的大部分图样。 ?加强综合训练，全面提高工程应用能力和开发创新能力，培养相互协作配合的团队精神。 ?重点解决主轴箱部件设计有关的技术问题。 2．设计（论文）的主要内容和基本要求 ?技术参数：床身最大回转直径：360mm，拖板最大回转直径：≥190mm，最大加工长度：1000mm，主轴转速：36～1800r/min（高低挡无级变速），主轴锥孔MT6；径纵向进给最大速度：4m/min，横向进给最大速度：4m/min。主电机功率5.5Kw。 ?设计任务： 机床总装配图、部件装配图、主要自制件零件图，总图量不小于3 张A0。 开题报告、文献综述、外文翻译、设计计算书各一份。 ?设计要求： 图样全部用计算机绘制，符合最新制图标准；投影正确，表达完整，布局合理。 注重工作性能和结构、装配工艺性；外观造型，力求简洁、明快；功能满足，实用可靠。 理论分析完整清楚；设计推导简要；计算正确可靠。避免冗长，杜绝抄袭。

摘要 数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量个国家工业现代化的重要标志。数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造．中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。因此，普通机床的数控化改造大有可为。 通过对JCK6136普通车床的数控改造，使其加工精度明显提高，定位准确可靠，操作方便，性能价格比高。这种方法对中小企业设备的数控改造有一定的借鉴与推广作用。本次改造主要针划车床的主轴系统、刀架系统、进给系统、反馈环节、电器控制柜及数控系统进行了改造，改造方法简单、改造操作步骤便于实施。 关键词：车床；数控；改造；进给系统；主轴；传动系统。

(完整版)数控车床主轴设计

绪论 随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足要求。数控机床由于众多的优点已成为现代机床发展的主流方向。它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，在国内外都受到高度重视。 现代数控机床是信息集成和系统自动化的基础设备，它集高效率、高精度、高柔性于一身，具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高、对加工对象的适应强等优点。实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。可以说，机械制造竞争的实质就是数控技术的竞争。 本课题的目的和意义在于通过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计、计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造一定的条件。

一、设计题目及参数 1.1 题目 本设计的题目是数控车床的主轴组件的设计。它主要由主轴箱，主轴，电动机，主轴脉冲发生器等组成。我主要设计的是主轴部分。 主轴是加工中心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在设计的过程中要多加注意。主轴前后的受力不同，故要选用不同的轴承。 1.2参数 床身回转空间400mm 尾架顶尖与主轴端面距离1000mm 主轴卡盘外径Φ200mm 最大加工直径Φ600mm 棒料作业能力50～63mm 主轴前轴承内和110～130mm 最大扭矩480N·m 二、主轴的要求及结构 2.1主轴的要求 2.1.1旋转精度 主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。 主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴、轴承、箱体孔的的制造，装配和调整精度。还决定于主轴转速，支撑的设计和性能，润滑剂及主轴组件的平衡。 通用（包括数控）机床的旋转精度已有标准规定可循。 2.1.2 静刚度 主轴组件的静刚度（简称刚度）反映组件抵抗静态外载荷变形的能力。影响主轴组件弯曲刚度的因素很多，如主轴的尺寸和形状，滚动轴承的型号，数量，配置形式和预紧，前后支撑的距离和主轴前端的悬伸量，传动件的布置方式，主轴组件的制造和装配质量等。 各类机床主轴组件的刚度目前尚无统一的标准。 2.1.3抗振性 主轴组件工作时产生震动会降低工件的表面质量和刀具耐用度，缩短主轴轴承寿命，还会产生噪声影响环境。 振动表现为强迫振动和自激振动两种形式。

车床主轴箱设计说明书

中北大学 课程设计任务书 15/16 学年第一学期 学院：机械工程与自动化学院 专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：王前学号：1202014233 课程设计题目：《金属切削机床》课程设计 （车床主轴箱设计） 起迄日期：12 月21 日～12 月27 日课程设计地点：机械工程与自动化学院 指导教师：马维金讲师 系主任：王彪 下达任务书日期: 2012年12月21日

课程设计任务书

课程设计任务书

目录 1.机床总体设计 (5) 2. 主传动系统运动设计 (5) 2.1拟定结构式 (5) 2.2结构网或结构式各种方案的选择 (6) 2.2.1 传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围 (6) 2.2.2 基本组和扩大组的排列顺序 (6) 2.3绘制转速图 (7) 2.4确定齿轮齿数 (7) 2.5确定带轮直径 (8) 2.6验算主轴转速误差 (8) 2.7 绘制传动系统图 (8) 3．估算传动件参数确定其结构尺寸 (10) 3.1确定传动见件计算转速 (10) 3.2确定主轴支承轴颈尺寸 (10) 3.3估算传动轴直径 (10) 3.4估算传动齿轮模数 (10) 3.5普通V带的选择和计算 (11) 4．结构设计 (12) 4.1带轮设计 (12) 4.2齿轮块设计 (12) 4.3轴承的选择 (13) 4.4主轴主件 (13) 4.5操纵机构、滑系统设计、封装置设计 (13) 4.6主轴箱体设计 (13) 4.7主轴换向与制动结构设计 (13) 5.传动件验算 (14) 5.1齿轮的验算 (14) 5.2传动轴的验算 (16) 5.3花键键侧压溃应力验算 (19) 5.4滚动轴承的验算 (20) 5.5主轴组件验算 (20) 5.6主轴组件验算 (13) 6.参考文献 (14)

18级机床主轴箱课程设计

—————《机械制造装备设计》课程设计说明书 学生姓名： 专业班级： 学号： 指导老师： 1.概述 (5)

项目内容结果1.2设计任务和主要技术要求 (5) 1.3操作性能要求 (6) 2.参数的拟定 (6) 2.1确定极限转速 (6) 2.2主电机选择 (6) 3.传动设计 (7) 3.1主传动方案拟定 (7) 3.2传动结构式、结构网的选择 (7) 3.2.1确定传动组及各传动组中传动副的数目 (8) 3.2.2传动式的拟定 (8) 3.2.3结构式的拟定 (8) 4.传动件的估算 (10) 4.1三角带传动的计算 (10) 4.2传动轴的估算 (14) 4.2.1主轴的计算转速 (14) 4.2.2各传动轴的计算转速 (14) 4.2.3各轴直径的估算 (15) 4.3齿轮齿数的确定和模数的计算 (16) 4.3.1齿轮齿数的确定 (16) 4.3.2齿轮模数的计算 (18) 4.3.4齿宽确定 (24) 4.3.5齿轮结构设计 (24)

项目内容结果4.4带轮结构设计 (25) 4.5传动轴间的中心距 (25) 4.6轴承的选择 (27) 4.7片式摩擦离合器的选择和计算 (27) 4.7.1摩擦片的径向尺寸 (27) 4.7.2按扭矩选择摩擦片结合面的数目 (27) 4.7.3离合器的轴向拉紧力 (2828) 4.7.4反转摩擦片数 (29) 5.动力设计 (29) 5.1传动轴的验算 (29) 5.1.1Ⅰ轴的强度计算 (30) 5.1.2作用在齿轮上的力的计算 (31) 5.1.3主轴抗震性的验算 (33) 5.2齿轮校验 (36) 5.3轴承的校验 (37) 6.结构设计及说明 (39) 6.1结构设计的内容、技术要求和方案 (39) 6.2展开图及其布置 (39) 6.3I轴（输入轴）的设计 (40) 6.4齿轮块设计 (41) 6.4.1其他问题 (42) 6.5传动轴的设计 (43) 6.6主轴组件设计 (45)

(完整版)CA6140车床主轴箱的含图毕业设计

(完整版)CA6140车床主轴箱的含图 毕业设计 以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。第1章绪论课题来源随着技术的发展，机床主轴箱的设计会向较高的速度精度，而且要求连续输出的高转矩能力和非常宽的恒功率运行范围。另外还会改善机床的动平衡，避免震动、污染和噪音等。本设计为CA6140机床的主轴箱。作为主要的车削加工机床，CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中。CA6140机床主轴箱的作用就是把运动源的恒定转速改变为主运动执行件所需的各种速度；传递机床工作时所需的功率和扭矩；实现主运动的起动、停止、换向和制动。主轴箱通常主要下列装置和机构组成：齿轮变速装置；定比传动副；换向装置；起动停止装置；制动装置；操纵装置；

密封装置；主轴部件和箱体。根据机床的用途和性能不同，有的机床主轴箱可以只包括其中的部分装置和部件。主轴箱是支承主轴并安装主轴的传动变速装置，使主轴获得各种不同转速，以实现主切削运动。该机床主轴箱刚性好、功率大、操作方便。CA6140机床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。主轴三支撑均采用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；纵向与横向进给十字手柄操纵，并附有快速电机。该机床刚性好、功率大、操作方便。研究动态及发展趋势机床设计和制造的发展速度是很快的。原先的只为满足加工成形而要求刀具与工件间的某些相对运动关系和零件的一定强度和刚度，发展至今日的高度科学技术成果综合应用的现代机床的设计，也包括计算机辅助设计的应用。但目前机床主轴变速箱的设计还是以经验或类比为基础的传统设计方法。因此，探索科学理论的应用，科

ck6150数控车床主轴箱设计(含全套cad图纸) .

毕业设计（论文）任务书 系部： 专业： 学生姓名：学号： 设计(论文)题目：CK6150数控车床主轴箱设计 起迄日期: 20**年3月9日~ 6月14日 设计(论文)地点: 指导教师: 专业负责人: 发任务书日期:20** 年2月26日

毕业设计（论文）任务书 1．本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 通过这次毕业设计使学生初步掌握机床设计和机械零件设计的一般方法，学会查阅技术文献。掌握技术文件编写的格式。 2．本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 1、课题任务的内容：进行CK6150数控车床主轴箱设计。 2、课题任务的要求： 该主轴箱设计完成以后能够实现主轴12档转速，最低转速70 rpm、最高转速1400rpm，半自动换档变速。机床主轴中心高为250mm。

5．本毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起迄日期工作内容20**年 3月9日~ 3月15日3月16日~ 3月22日3月23日~ 4月5日4月6日~ 4月19日4月20日~ 4月30日5月1日~5月17日5月17日~ 5月30日6月1日~ 6月7日6月8日~ 6月14日熟悉课题，调研，确定设计方案，完成开题报告。完成外文翻译。 总体设计，方案论证。 完成部件设计初稿。 部件设计定稿。 完成零件设计初稿。 零件设计定稿。 完成说明书初稿 毕业设计定稿，论文答辩 所在专业审查意见： 负责人： 20**年月日系部意见： 系部主任： 20**年月日

毕业设计(论文)开题报告 学生姓名：学号： 专业： 设计(论文)题目：CK6150数控车床主轴箱设计指导教师:

数控车床总体设计及其主轴箱设计要点

数控车床总体设计及其主轴箱设计 要点 数控车床是现代机械加工中的一种高精度、高效率的机械设备，广泛应用于各个领域的生产制造中。数控车床总体设计及其主轴箱设计是数控车床制造中的关键步骤，对于数控车床的性能表现和生产效率有着重要的影响。 一、数控车床总体设计 数控车床总体设计的目标是在满足加工工件几何精度、表面粗糙度和生产效率的基础上，实现数控车床的高速度、高精度、高可靠性和高效率。数控车床总体设计涉及到车床主轴箱、导轨滑动版、刀塔、电器控制系统、液压系统以及冷却系统等方面的设计，各方面的设计都应协同配合，共同完成数控车床的制造。 数控车床总体设计要考虑以下几个方面： 1.结构设计：数控车床结构设计应以稳定性、刚度和减震 性能为重点，保证车床在加工过程中不会出现振动和变形现象。 2.精度设计：数控车床精度设计包括加工精度、运动精度、换刀精度和定位精度等方面的设计。这需要保证各个零部件的精度达到高标准，以实现数控车床的高精度加工。

3.操作设计：数控车床操作设计应遵循人机工程学的原则，便于操作员操作和维护。同时，应提供适当的盲孔孔隙和易于清洁的表面，以减少操作员在清洁和维护上的时间和精力。 4.安全设计：数控车床安全设计应实现高安全性，包括启 动和停止、刀具更换、程序设置等方面。同时，应设有必要的安全措施，如防爆门、烟雾探测器等。 二、主轴箱设计要点 主轴箱设计是数控车床制造中的核心部分，其质量和性能不仅直接影响到数控车床的加工质量和生产效率，而且直接决定了车床的使用寿命。因此，在进行主轴箱设计时，需要注重以下几个方面： 1.材料的选择：主轴箱需要承受高转速和高负荷，因此需 要选择高强度、高刚度和高耐磨材料。 2.加工工艺：主轴箱的加工工艺应选用高精度、高效率的 加工工具和先进的加工设备进行加工，以保证主轴箱的精度和表面质量。 3.润滑和冷却系统：主轴箱润滑和冷却系统的设计应符合 主轴箱的使用要求。在润滑方面，主轴箱应设置油盘喷润滑、油工喷润滑、滴漏式润滑等润滑形式。在冷却方面，主轴箱应设置水冷形式，以减少主轴箱在高速转动时的热量产生。 4.结构设计：主轴箱结构设计应合理、可靠，避免在运转 过程中产生故障。同时应考虑结构紧凑化和操作维护的便捷性。

数控车床主轴设计

数控车床主轴系统分 析报告 学院：机械工程学院 班级：09创新一班 姓名： 学号：0910100xxx

MJ-50数控车床主轴结构 下图为MJ-50数控车床主轴结构。交流主轴电动机通过带轮15把运动传给主轴7 。主轴前支承由一个双列圆柱滚子轴承1 1和一对角接触球轴承1 0组成，轴承11用来承受径向载荷，两个角接触球轴承分别承受两个方向的轴向载荷，另外还承受径向载荷。松开螺母8的锁紧螺钉，就可用螺母来调整前支承轴承的间隙。主轴的后支承为双列圆柱滚子轴承14，轴承间隙由螺母1和螺母6来调整。主轴的支承形式为前端定位，主轴受热膨胀向后伸长，前后支承所用双列圆柱滚子轴承的支承刚性好，允许的极限转速高。前支承中的角接触轴承能承受较大的轴向载荷，且允许的极限转速高。主轴所采用的支承结构适宜高速大载荷的需要。主轴的运动经过同步带轮16、同步带轮3以及同步带2带动脉冲编码器4，使其与主轴同速运转。脉冲编码器用螺钉5固定在主轴箱体9上。 1、主传动系统的传动方式： 机床主传动系统可分为无极变速传动和有级变速变速传动。与普通机床相比，数控车床的主传动采用交、直流主轴调速电动机，电动机调速范围大，并可无级调速，使主轴箱结构大为简化。为了适应不同的加工需要，数控车床的主传动系统有一下三种传动方式： 1.1由电机直接驱动：主轴电机与主轴通过联轴器直接连接，或采用内装式主轴电动机直接驱动，如下图a所示。采用直接驱动大大简化了主轴箱结构，能有效提高主轴刚度。这种传动的特点是主轴转速的变化、出去转矩与电机的特性完全一致。但由于主轴的输出功率和转矩特性直接决定于主轴电动机的性能，因而使这种变速传动的应用受到了一定的限制。 1.2采用定比传动：主轴电动机经定比传动传递给主轴，如下图b所示。定比传动可采用带传动或齿轮传动，带传动具有传动噪声小、振动小的有点，一般应用在中小型数控车床上。采用定比传动扩大了直接驱动的应用范围，即在一定程度上能满足主轴功率与转矩的要求，但其变速范围仍与电动机的调速范围相同。

数控车床主轴箱设计

数控车床主轴箱设计 数控车床主轴箱设计 数控车床是现代机械加工的重要工具之一，其主要工作原理是利用控制器控制各轴运动，实现零件的加工。而数控车床主轴箱则是数控车床的关键部件之一，其设计的优劣直接影响着数控车床的精度和稳定性。本文将详细介绍数控车床主轴箱的设计要点。 1.主轴箱结构设计 数控车床主轴箱是由主轴、轴承、气动元件、传动系统、冷却系统等组成。主轴箱的设计最重要的是结构设计，其结构应该具有高强度、低振动、高刚度和较好的密封性，以确保数控车床的高精度加工。 主轴的轴承应使用高精度的进口轴承，以保证数控车床的高速、高精度运行。传动系统应采用齿轮蜗杆传动或齿轮传动，并配以足够的冷却系统，以保证传动系统的稳定性和寿命。气动元件选择优质的气缸、气动阀等，以确保气动系统的可靠性和精度。同时，主轴箱中的气路设计要合理，以实现气路的快速响应和准确控制。 2.润滑系统设计

数控车床主轴箱中的润滑系统是关键的部件之一。优秀的润滑系统应具有高效的冷却和润滑功能，以确保主轴和轴承的寿命和稳定性。 在润滑系统中，应选用高精度噴雾量的润滑泵，以确保油膜的均匀分布。同时，润滑泵的位置和管路的设计要合理，以实现润滑油的流速和压力的稳定性。对于数控车床主轴箱的高速加工，应使用高速润滑油，以防止润滑油的泡沫化和变质。 3.冷却系统设计 数控车床主轴箱中的冷却系统同样是关键的部件之一。冷却系统既可起到冷却主轴箱并维持其温度均衡的作用，也可以起到冷却砂轮并保持其工作性能的作用。 在冷却系统中，应选用高效的冷却器和过滤器，以保证冷却液的干净和清新。管路设计应合理，管径大小要适当，以确保冷却液的畅通和流量的稳定性。在使用过程中，应根据冷却液的性质和使用情况进行定期更换和清洗，以保证冷却液的质量和使用寿命。 4.加工精度设计 对于数控车床主轴箱的加工精度设计，应考虑数控系统的实际需求和主轴箱结构的特点，以达到最优的精度、效率和稳定性。 在加工精度设计中，应严格控制主轴箱的几何尺寸和位置精度，以保证主轴箱与刀具的精确定位。同时，应加强对主轴箱的动态平衡和振动分析，以确保主轴在高速旋转情况下的稳定性和精度。此外，对于数控车床的切削参数和工艺参数的调

机床主轴箱课程设计18级转速

1.概述 (4) 1.1机床主轴箱课程设计的目的 (4) 1.2设计任务和主要技术要求 (4) 1.3操作性能要求 (5) 2.参数的拟定 (5) 2.1确定极限转速 (5) 2.2主电机选择 (5) 3.传动设计 (6) 3.1主传动方案拟定 (6) 3.2传动结构式、结构网的选择 (6) 3.2.1确定传动组及各传动组中传动副的数目 (7) 3.2.2传动式的拟定 (7) 3.2.3结构式的拟定 (7) 4.传动件的估算 (9) 4.1三角带传动的计算 (9) 4.2传动轴的估算 (12) 4.2.1主轴的计算转速 (13) 4.2.2各传动轴的计算转速 (13) 4.2.3各轴直径的估算 (13) 4.3齿轮齿数的确定和模数的计算 (15) 4.3.1齿轮齿数的确定 (15) 4.3.2齿轮模数的计算 (16) 4.3.4齿宽确定 (21) 4.3.5齿轮结构设计 (22)

4.4带轮结构设计 (23) 4.5传动轴间的中心距 (23) 4.6轴承的选择 (24) 4.7片式摩擦离合器的选择和计算 (25) 4.7.1摩擦片的径向尺寸 (25) 4.7.2按扭矩选择摩擦片结合面的数目 (25) 4.7.3离合器的轴向拉紧力 (2626) 4.7.4反转摩擦片数 (26) 5.动力设计 (27) 5.1传动轴的验算 (27) 5.1.1Ⅰ轴的强度计算 (28) 5.1.2作用在齿轮上的力的计算 (28) 5.1.3主轴抗震性的验算 (31) 5.2齿轮校验 (34) 5.3轴承的校验 (35) 6.结构设计及说明 (36) 6.1结构设计的内容、技术要求和方案 (36) 6.2展开图及其布置 (37) 6.3I轴（输入轴）的设计 (38) 6.4齿轮块设计 (39) 6.4.1其他问题 (40) 6.5传动轴的设计 (40) 6.6主轴组件设计 (42) 6.6.1各部分尺寸的选择 (42) 6.6.2主轴轴承 (43)

QKA1219数控管螺纹车床主轴箱传动毕业设计

第一章绪论 1.1课题背景及意义 1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。 我国目前机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3％。近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。机床的年产量数控化率为6％。我国机床役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。 在美国、日本和德国等发达国家，它们的机床改造作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步，机床改造是个"永恒"的课题。我国的机床改造业，也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。在美国、日本、德国，用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。在美国，机床改造业称为机床再生（Remanufacturing）业。从事再生业的著名公司有：Bertsche工程公司、ayton机床公司、Devlieg-Bullavd（得宝）服务集团、US设备公司等。美国得宝公司已在中国开办公司。在日本，机床改造业称为机床改装（Retrofitting）业。从事改装业的著名公司有：大隈工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。 企业要在当前市场需求多变，竞争激烈的环境中生存和发展就需要迅速地更新和开发出新产品，以最低价格、最好的质量、最短的时间去满足市场需求的不断变化。而普通机床已不适应多品种、小批量生产要求，数控机床则综合了数控技术、微电子技术、自动检测技术等先进技术，最适宜加工小批量、高精度、形状复杂、生产周期要求短的零件。当变更加工对象时只需要换零件加工程序，无需对机床作任何调整，因此能很好地满足产品

数控车床主轴箱设计

题目数控车床主轴箱设计 摘要 主轴箱是机床要的部件，是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。主轴箱采用多级齿轮定的传动系统箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴把运动传到主轴上，使主轴获得规定的转速和方向。轴箱传动系统的设计，以及主轴箱各部件的加工工艺直接影响机床的性能。 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 关键字：数控车床主轴箱传动齿轮

目录 内容摘要 (2) 前言 (4) 第1章数控车床的发展史 1.1数控阶段 (5) 1.2 计算机数控阶段 (5) 1.3数控未来发展的趋势 (6) 第2章主传动的设计 (6) 2.1 驱动源的选择 (6) 2.2转速图的拟定 (7) 2.3传动轴的估算 (8) 2.4齿轮模数的估算 (10) 2.5V带的选择 (11) 第2章主轴箱展开图的设计 (12) 3.1 各零件结构尺寸的设计 (12) 3.2 设计内容和步骤 (12) 3.3有关零件结构和尺寸的设计 (12) 3.43各轴结构的设计 (14) 3.5主轴组件的刚度和刚度损失的计算 (15) 3.6轴承的校核 (17) 总结 (20) 参考文献 (21)

前言 随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。目前，欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程，而中国从20世纪80年代开始起步，仍处于发展阶段。 “十五”期间，中国数控机床行业实现了超高速发展。其产量2001年为17521台，2002年24803台，2003年36813台，2004年51861台，2004年产量是2000年的3.7倍，平均年增长39％；2005年国产数控机床产量59639台，接近6万台大关，是“九五”末期的4.24倍。“十五”期间，中国机床行业发展迅猛的主要原因是市场需求旺盛。固定资产投资增速快、汽车和机械制造行业发展迅猛、外商投资企业增长速度加快所致。 2006年，中国数控金切机床产量达到85756台，同比增长32.8%，增幅高于金切机床产量增幅18.4个百分点，进而使金切机床产值数控化率达到37.8%，同比增加2.3个百分点。此外，数控机床在外贸出口方面亦业绩骄人，全年实现出口额3.34亿美元，同比增长63.14%，高于全部金属加工机床出口额增幅18.58个百分点。 2007年，中国数控金切机床产量达123,257台，数控金属成形机床产量达3,011台；国产数控机床拥有量约50万台，进口约20万台。 2008年10月，中国数控机床产量达105,780台，比2007年同比增长2.96％。长期以来，国产数控机床始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高档依靠进口的局面，特别是国家重点工程需要的关键设备主要依靠进口，技术受制于人。究其原因，国内本土数控机床企业大多处于“粗放型”阶段，在产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技术方面的差距则达到了10-15年。同时中国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低，相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后，国产的数控机床还没有形成品牌效应。同时，中国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系，市场营销能力和经营管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主创新能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机床产业的发展。 国外公司在中国数控系统销量中的80％以上是普及型数控系统。如果我们能在普及型数控系统产品快速产业化上取得突破，中国数控系统产业就有望从根本上实现战略反击。同时，还要建立起比较完备的高档数控系统的自主创新体系，

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D d 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(0 a 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

初定。 max min min 1000d v n π= ， n = min max 1000d 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 =。高速钢刀具粗车铸铁端面，min /15m v =。高速钢刀具精车丝杠min /5.1m v =。 经济合理的工件或刀具直径可按照以下几种经验公式估定。 ○ 1普通车床 d max =（0.5- 0.7）D d min =(0.08-0.12)D 式中D ——主参数（床身上最大加工直径） 或取R d =d min /d max =4-6 ○ 2普通车床 d max =0.5D R d = d max /d min =0.2-0.5 ○ 3车螺纹可取 Ф≈0.1D 国内外现有Ф400mm 卧式车床主轴最高、最低转速统计如下表 对Ф400mm 普通车床加工典型工件时常用转速统计如下 ○ 1加工轴类零件常用min,/900400r n -= 图表 3 个别高速达1600min;/r ○ 2加工盘形零件常用min;/300150r n -= ○ 3修理工作常用min,/15080r n -=个别低速达min /7r ； ○ 4车大导程螺纹为min /4010r n -=。 标准转速可参照《机床与数控》P15表1-4标准转速系列选取。 4、动力参数

数控铣床主轴箱课程设计

目录 1. 概述和机床参数确定 (2) 机床运动参数的确定 (2) 机床动力参数的确定 (2) 1. 3机床布局 (2) 2. 主传动系统运动设计 (3) 确定变速组传动副数目 (3) 确定变速组的扩大顺序 (4) 绘制转速图 (4) 确定齿轮齿数 (5) 确定带轮直径 (5) 验算主轴转速误差 (5) 绘制传动系统图 (6) 3．估算传动件参数确定其结构尺寸 (6) 确定计算转速 (6) 确定轴的最小直径 (6) 估算传动齿轮模数 (7) 普通V带的选择和计算 (8) 4．结构设计 (9) 带轮设计 (9) 齿轮块设计 (10) 传动轴轴承的选择 (10) 主轴组件 (10) 操纵机构、滑系统设计、封装置设计 (10) 主轴箱体设计 (10) 主轴换向与制动结构设计 (10) 5.齿轮强度校核 (11) 校核a传动组齿轮 (11) 校核b传动组齿轮 (12) 6. 传动轴的刚度验算 (14) 7.花键键侧压溃应力验算 (15)

8.滚动轴承的验算 (15) 9. 主轴组件验算 (16) 10．总结 (18) 11．参考文献 (18) 1.概述 1机床课程设计的目的 机床课程设计，是在金属切削机床课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，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，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，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。轻型车床是根据机械加工业发展需要而设计的一种适应性强，工艺范围广，结构简单，制造成本低的万能型车床。它被广泛地应用在各种机械加工车间，维修车间。它能完成多种加工工序；车削内圆柱面，圆锥面，成形回转面，环形槽，端面及内外螺纹，它可以用来钻孔，扩孔，铰孔等加工。 机床运动参数的确定 （1）确定调速范围Rn 已知最低转速n min =85r/min，最高转速n max =1600r/min，变速级数Z=6，则公 比： φ=（n max /n min ）1/（Z－1） =（1600 r/min/85r/min）1/（6－1）=，转速调整范围： Rn=n max /n min =19。 （2）求出转速系列 根据最低转速n min =40r/min，最高转速n max =1000r/min，公比φ=，按《机床 课程设计指导书》（陈易新编）表5选出标准转速数列： 85 150 250 530 900 1600 机床动力参数的确定 根据《机床设计指导》（任殿阁主编）附录41选择主电动机为Y100L2-4，其主要技术数据见下表1： 表1 Y100L2-4技术参数

数控机床主轴箱箱体钻床夹具设计资料

（卓越工程师） 设计说明书 （工艺装备设计） 题目：数控机床主轴箱箱体钻床夹具设计 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 姓名：

指导教师： 完成日期：2014年7月10日 佳木斯大学机械工程学院 2014年7月

目录 第1章绪论 (1) 1.1 工艺装备设计背景 (1) 1.2 工艺装备发展史 (1) 1.3 本章小节 (3) 第2章机械加工工艺规程设计 (4) 2.1 零件的分析 (4) 2.1.1 零件的作用 (4) 2.1.2 零件的工艺分析 (4) 2.2 确定生产类型 (4) 2.3 确定毛坯 (5) 2.3.1 确定毛坯种类 (5) 2.3.2 确定毛坯加工余量及形状 (5) 2.4工艺过程设计 (5) 2.4.1 选择定位基准 (5) 2.4.2 选择加工方法 (6) 2.4.3 制定工艺路线及选用设备 (7) 2.4.4 确定切削余量 (10) 2.5 本章小结 (11) 第3章夹具设计 (12) 3.1 确定定位方案与定位元件 (12) 3.2 确定夹紧方案与夹紧机构 (12) 3.3 确定导向方案 (12) 3.4 确定夹具体方案 (13) 3.5本章小结 (13) 结论 (14) 致谢 (15) 参考文献 (16) 附录一 (17) 附录二 (18)

第1章绪论 1.1 工艺装备设计背景 工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。 “工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 1.2 工艺装备发展史 夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床—工件—工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性

机械机床毕业设计16CA6150数控车床主轴箱及传动系统系统的设计业设计

机械机床毕业设计16CA6150数控车床主轴箱及传动系统 系统的设计业设计 一、设计背景 目前，数控车床是机械加工行业中常用的一种设备。其主要作用是通过数控系统控制刀具的运动轨迹，对工件进行加工。本设计的目标是设计一个适用于16CA6150数控车床的主轴箱及传动系统，以提高车床的加工准确性和效率。 二、设计要求 1.主轴箱及传动系统要具备足够的刚性和稳定性，以确保整个车床在工作过程中不发生振动和变形； 2.主轴箱传动系统的设计应使得主轴的旋转速度能够达到要求，并且有一定的速度范围可调； 3.主轴箱传动系统的设计应保证传动效率高，噪音低，并且易于维护和保养； 4.主轴箱和传动系统的设计应满足机械加工的要求，对于各个工件的加工均能保证高精度和高质量。 三、主轴箱设计 主轴箱是数控车床中的核心部件，其作用是连接主轴和机床床身，并提供主轴的旋转运动。为了保证主轴和工件的高精度加工，主轴箱设计应满足以下要求： 1.主轴箱整体结构应具备足够的刚性和稳定性；

2.主轴箱应具备一定的自冷却和监测功能，以保证主轴的温度和振动 处于合理范围内； 3.主轴箱应具备一定的调节装置，方便对主轴进行润滑和保养。 四、传动系统设计 传动系统是主轴箱的重要组成部分，其作用是将动力传递给主轴，使 得主轴能够旋转。在设计传动系统时，应满足以下要求： 1.传动系统应选择合适的传动方式，如齿轮传动、带传动等； 2.传动系统的设计应保证传动效率高、噪音低，且易于维护和保养； 3.传动系统应满足主轴旋转速度的要求，并具备一定的速度调节范围； 4.传动系统应具备自动化控制功能，以便实现数控车床的自动操作。 五、总结 本设计对16CA6150数控车床的主轴箱及传动系统进行了设计，并提 出了相应的要求。在设计主轴箱和传动系统时，应注重刚性和稳定性的提升，以及传动效率的提高。同时，还应考虑主轴箱的自冷却和监测功能， 以及传动系统的自动化控制功能。通过合理设计和选用适当的材料和部件，可以提高数控车床的加工准确性和效率，满足机械加工的要求。