普通车床主轴箱设计
湿度不超过95%，海拔高度不超过1000m，额定电压380V，频率50Hz。适用于无特殊要求的机械上，如机床，泵，风机，搅拌机，运输机，农业机械等。 根据以上要求，我们选取Y132M-4型三相异步电动机，额定功率7.5kW,满载转速1440rmin，额定转矩2.2，质量81kg。 至此，可得到上表1.1中的车床参数。
4.变速结构的设计
4.1 主变速方案拟定
拟定变速方案，包括变速型式的选择以及开停、换向、制动、操纵等整个变速系统的确定。变速型式则指变速和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的变速型式、变速类型。
变速方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定变速方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。
变速方案有多种，变速型式更是众多，比如：变速型式上有集中变速，分离变速；扩大变速范围可用增加变速组数，也可采用背轮结构、分支变速等型式；变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。
显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。此次设计中，我们采用集中变速型式的主轴变速箱。
4.2 变速结构式、结构网的选择
结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的变速不失为有用的方法，但对于分析复杂的变速并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。 4.2.1 确定变速组及各变速组中变速副的数目
数为Z的变速系统由若干个顺序的变速组组成，各变速组分别有Z?、
Z???个变速副。即Z?Z1Z2Z3??
变速副中由于结构的限制以2或3为合适，即变速级数Z应为2和3的因子：Z??a??b ，可以有三种方案：
12?3?2?2,12?2?3?2,12?2?2?3
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4.2.2 变速式的拟定
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Ⅰ轴如果安置换向摩擦离合器时，为减少轴向尺寸，第一变速组的变速副数不能多，以2为宜。
主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，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。
综上所述，变速式为12=2×3×2。 4.2.3 结构式的拟定
对于12=2×3×2传动式，有6种结构式和对应的结构网。分别为：
???????????， ???????????， ???????????，
??????????? ??????????? ???????????
由于本次设计的机床错误！未找到引用源。轴装有摩擦离合器，在结构上要求有一齿轮的齿根圆大于离合器的直径。初选12?21?32?26的方案。 从电动机到主轴主要为降速变速，若使变速副较多的变速组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节省材料，也就是满足变速副前多后少的原则，因此取12=2×3×2方案为好。
设计车床主变速传动系时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，在降速变速中，一般限制限制最小变速比umin?14 ；为避免扩大传动误差，减少震动噪声，在升速时一般限制最大转速比umax?2。斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取umax?2.5。因此在主变速链任一变速组的最大变速范围
Rmax??umaxumin??(2~2.5)0.25?(8~10)。在设计时必须保证中间变速轴的变
速范围最小。 4.2.4 结构网的拟定
根据中间变速轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如下：
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4.2.5 结构式的拟定
主轴的变速范围应等于住变速传动系中各个变速组变速范围的乘积，即：
Rn?R0R1R2?Ri
检查变速组的变速范围是否超过极限值时，只需检查最后一个扩大组。因为其他变速组的变速范围都比最后扩大组的小，只要最后扩大组的变速范围不超过极限值，其他变速组就不会超过极限值。
R2???X2??P2?1?
其中??1.41，X2?6，P2?2
∴R2?1.41?6?1?8.46?(8~10)，符合要求。 4.2.6 结构式的拟定
绘制转速图
?、选择Y132M-4型Y系列笼式三相异步电动机。 ?、分配总降速变速比
总降速变速比 i?nmin/nd?25/1440?0.017
又电动机转速nd?1440r/min不符合转速数列标准，因而增加一定比变速副。
?、确定变速轴轴数
变速轴轴数 = 变速组数 + 定比变速副数 + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。 ?、确定各级转速
由nmim?25r/min、??1.41、z = 12确定各级转速：1120、800、560、400、
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280、200、140、100、71、50、35.5、25r/min。 ?、绘制转速图
在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按变速顺序依次设为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（主轴）。Ⅰ与Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ、Ⅲ与Ⅳ轴之间的变速组分别设为a、b、c。现由Ⅳ（主轴）开始，确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的转速：
① 先来确定Ⅲ轴的转速
变速组c 的变速范围为?6?1.416?8?Rmax?[8,10]，结合结构式， Ⅲ轴的转速只有一种可能：
100、140、200、280、400、560r/min。 ② 确定轴Ⅱ的转速
变速组b的级比指数为2，希望中间轴转速较小，因而为了避免升速，又不致变速比太小，可取
bi1?1/?4?1/4，bi2?1/1.412?1/2，bi3?1/1?1 轴Ⅱ的转速确定为：400、560r/min。 ③确定轴Ⅰ的转速
对于轴Ⅰ，其级比指数为1,可取
ai1?1/?2?1/2，ai2?1/??1/1.41
确定轴Ⅰ转速为800r/min。
由此也可确定加在电动机与主轴之间的定变速比i?1440/800?1.8。下面画出转速图（电动机转速与主轴最高转速相近）。
电动机ⅠⅡⅢⅥ传动系统的转速图
4.2.7 确定各变速组变速副齿数
齿轮齿数的确定，当各变速组的传动比确定以后，可确定齿轮齿数。对于定比传动的齿轮齿数可依据机械设计手册推荐的方法确定。对于变速组内齿轮的齿
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数，如传动比是标准公比的整数次方时，变速组内每对齿轮的齿数和Sz及小齿轮的齿数可以从【1】表3-9中选取。一般在主传动中，最小齿数应大于18～20。采用三联滑移齿轮时，应检查滑移齿轮之间的齿数关系：三联滑移齿轮的最大齿轮之间的齿数差应大于或等于4，以保证滑移是齿轮外圆不相碰。 根据【1】P94,查表3-9各种常用变速比的使用齿数。 ?、变速组a:
∵ai1?1/?2?1/2，ai2?1/??1/1.41；
ai1?1/?2?1/2时：Sz???57、60、63、66、69、72、75、78??
??58、60、63、65、67、68、70、72、73、77??
ai2?1/??1/1.41时：Sz?可取Sz?84,于是可得轴Ⅰ齿轮齿数分别为：28、35。 于是ia1?28/56，ia2?35/49，
可得轴Ⅱ上的三联齿轮齿数分别为：56、49。 ?、变速组b:
根据【1】P94,查表3-9各种常用变速比的使用齿数, ∵bi1?1/?4?1/4，bi2?1/2,bi3?1/1?1
bi1?1/?4?1/4时：Sz???87、89、90、91、92??
bi2?1/2时：Sz???87、89、90、91??
??86、88、90、91??
bi2?1/1?1时：Sz?可取 Sz?90，于是可得轴Ⅱ上两联齿轮的齿数分别为：18、30、45。 于是 bi1?18/72，bi2?30/60，bi2?45/45，得轴Ⅲ上两齿轮的齿数分别为：72，60、45。 ?、变速组c:
根据【1】P94,查表3-9各种常用变速比的使用齿数,
ci1?1/4,ic2?2
??、85、89、90、94、95、108??
ci1?1/4时：Sz?ic2?2时： Sz???84、87、89、90、108??
可取 Sz?108.
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