机床主轴箱课程设计 - CA6140机床主轴箱设计

毕业设计（论文）

题 目教 学 点 专 业 年 级 学 号 姓 名 指 导 教 师 时 间

CA6140机床主轴箱设计

甘肃省国防科技学校 机电一体化 2 0 0 8级 * * * * * * 2010年6月25日

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目录

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 .......................................................................................................... 4 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 ...................................................................................................................... 5 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 ..................................................... 6 3.2.2 传动式的拟定 .................................................................................................. 6 3.2.3 结构式的拟定 .................................................................................................. 7 4. 传动件的估算 ............................................................................................................... 8 4.1 三角带传动的计算 ............................................................................................... 8 4.2 传动轴的估算 ..................................................................................................... 11 4.2.1 主轴的计算转速 ........................................................................................... 11 4.2.2 各传动轴的计算转速 ................................................................................. 11 4.2.3 各轴直径的估算.......................................................................................... 11 4.3 齿轮齿数的确定和模数的计算 ......................................................................... 13 4.3.1 齿轮齿数的确定.......................................................................................... 13 4.3.2 齿轮模数的计算.......................................................................................... 14 4.3.4齿宽确定 ........................................................................................................ 18 4.3.5 齿轮结构设计 ............................................................................................... 19 4.4 带轮结构设计 ..................................................................................................... 19 4.5 传动轴间的中心距 ............................................................................................... 20

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4.6 轴承的选择 ........................................................................................................... 20 4.7 片式摩擦离合器的选择和计算 ......................................................................... 21 4.7.1 摩擦片的径向尺寸 ....................................................................................... 21 4.7.2 按扭矩选择摩擦片结合面的数目 ............................................................... 21 4.7.3 离合器的轴向拉紧力 ............................................................................... 2121 4.7.4 反转摩擦片数 ............................................................................................... 22 5. 动力设计 ..................................................................................................................... 22 5.1 传动轴的验算 ....................................................................................................... 22 5.1.1 Ⅰ轴的强度计算 ........................................................................................... 23 5.1.2 作用在齿轮上的力的计算 ........................................................................... 23 5.1.3 主轴抗震性的验算 ....................................................................................... 25 5.2 齿轮校验 ............................................................................................................... 28 5.3轴承的校验 ............................................................................................................ 29 6.结构设计及说明 ........................................................................................................ 30 6.1 结构设计的内容、技术要求和方案 ................................................................. 30 6.2 展开图及其布置 ................................................................................................. 30 6.3 I轴（输入轴）的设计 ...................................................................................... 31 6.4 齿轮块设计 ......................................................................................................... 32 6.4.1其他问题 ............................................................................................................ 32 6.5 传动轴的设计 ..................................................................................................... 33 6.6 主轴组件设计 ..................................................................................................... 34 6.6.1 各部分尺寸的选择 ..................................................................................... 34 6.6.2 主轴轴承 ...................................................................................................... 35 6.6.3 主轴与齿轮的连接 ..................................................................................... 37 6.6.4 润滑与密封 .................................................................................................. 37 6.6.5 其他问题 ...................................................................................................... 38 7.总结 ........................................................................................................................... 38 8.明细表 ....................................................................................................................... 49

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1.概述 第 4 页 共 41 页 1.概述 1.1机床主轴箱课程设计的目的 1.1机床主轴箱课程设计的目的 机床课程设计，是在学习过课程《机械制造装备设计》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。 1.2设计任务和主要技术要求 1.2设计任务和主要技术要求 普通机床的规格和类型有系列型谱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。 车床的主参数（规格尺寸）和基本参数： 1、加工工件直径为：?60㎜时，机床达到的最高切削速度Vmax=150m/min; 2、变速范围Rn=43～51； 3、V=100 m/min时，切削45号钢时，机床功率允许的最大切削用量为：ap=5㎜，f=0.3㎜/r； 4、抗振性：一般。 1.3 操作性能要求 1.3 操作性能要求 1）具有皮带轮卸荷装置 2）手动操纵双向摩擦片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）床头箱的外型尺寸、与床头床身的联接要求与C618K-I车床的床头箱相同 2.参数的拟定 2.参数的拟定 2.1 确定极限转速 nmax?Rn nminz?? Rn?? 因为K=0.5，Rd=0.2～0.25 ∴dmax=KD=0.5×500=250mm ·dmax=50～62.5 dmin=Rd×dmax=（0.2～0.25） 又∵ Rn=43～51 ∴ nmin?nmax/Rn?18.73~22.2r/min nmax?1000Vmax/?dmin?955.4r/min nmin?18.73~22.2r/minnmax?955.4r/min 电机： Y132M-2.2 主电机选择 2.2 主电机选择 合理的确定电机功率，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。 已知异步电动机的转速有3000 r/min 、1500r/min 、1000r/min、750 r/min，已知P额是7.1KW，根据《车床设计手 3.传动设计 册》附录表2选Y132M-4，额定功率7.5kw，满载转速1440 rmin，4，额定功率7.5kw，满载转速1440 ，??0.87。 3.传动设计 rmin??0.87。 第 5 页 共 41 页