CA6140一般机床主轴箱设计说明书.docx

1、CA6140一般机床主轴箱设计说明书贵州大学机械工程学院机制专业机械加工设备课程设计任务书一、设计题目：中型一般车床主轴变速箱设计二、设计参数：床身上最大工件回转直径：320mm主电机功率：主轴最高转速：1250r/min5主轴最低转速：28r/min三、设计要求1、主轴变速箱传动设计及计算2、主轴变速箱结构设计3、绘制主轴变速箱装配图4、编写设计说明书四、设计时刻开始：2020年12月28日终止：2020年1 月15 日 学生姓名：杨波 指导教师：闫建伟 一、传动设计电机的选择（1）床身上最大回转直径：320mm（2）主电机功率：（3）主轴最高转速：1250r/min参考机床主轴变速箱设计指

2、导（以下简称设计指导）P16选择Y132S-4型三相异步电动机。运动参数变速范围 Rn=1250/28= 关于中型车床，或 此处取 得转速级数Z=12。查设计指导P6标准数列表得转速系列为：2八、40、5六、80、11二、160、224、31五、450、630、900、1250。拟定结构式 确信变速组传动副数量 实现12级主轴转速转变的传动系统能够写成多种传动副组合：1234 124312322 12232 12223 在上列两行方案中，第一行的方案有时能够节省一根传动轴，缺点是有一个传动组内有四个传动副。如用一个四联滑移齿轮，那么会增加轴向尺寸；若是用两个双联滑移齿轮，操纵机构必需互锁以避免

3、两个双联滑移齿轮同时啮合，因此少用。依照传动副数量分派应“前多后少”的原那么，方案12322是可取的。可是，由于主轴换向采纳双向聚散器结构，致使轴尺寸加大，此方案也不宜采纳，而应选用方案12232。确信变速组扩大顺序 12=232的传动副组合，其传动组的扩大顺序又能够有以下6种形式： A、12=213226 B、12=213422 C、12 =233126 D、12=263123 E、12=223421 F、12=263221依照级比指数要“前疏后密”的原那么，应选用方案A。但是，但是，关于所设计的机构，将会显现两个问题： 第一变速组采纳降速传动（图a）时，由于摩擦聚散器径向结构尺寸限制，在结

4、构上要求有一齿轮的齿根圆大于聚散器的直径，使得轴上的齿轮直径不能过小，轴上的齿轮那么会成倍增大。如此，不仅使-轴间中心距加大，而且-轴间的中心距也会加大，从而使整个传动系统结构尺寸增大。这种传动不宜采纳。 若是第一变速组采纳升速传动（图b），那么轴至主轴间的降速传动只能由后两个变速组承担。为了幸免显现降速比小于许诺的极限值，常常需要增加一个定比降速传动组，使系统结构复杂。这种传动也不是理想的。若是采纳方案C、12 =233126（图c） 那么可解决上述存在的问题。 其结构网如以下图所示：拟定转速图验算传动组变速范围第二扩大组的变速范围R28，符合设计原那么要求，方案可用。由第二扩大组的变速范围

5、R28 可知第二扩大组两个传动副的传动必然是传动比的极限值。因此转速 图拟定如下：确信齿轮齿数查金属切削机床表81各类传动比的适用齿数求出各传动组齿轮齿数如下表：变速组第一变速组a第二变速组b第三变速组c齿数和727290齿轮Z1齿数2448423019532448304260301872传动进程中，会采纳三联滑移齿轮，为幸免齿轮滑移中的干与，三联滑移齿轮中最大和次大齿轮之间的齿数差应大于4。所选齿轮的齿数符合设计要求。确信带轮直径确信计算功率Pca 由机械设计表87查得工作情形系数=故Pca P选择V带类型 据Pca、的值由机械设计图810选择A型带。确信带轮直径并验算带速V由机械设计表8六

6、、表88，取基准直径112mm。验算带速V V /(601000)901440/(601000)s因为5m/sV30m/s,因此带轮适合。定大带轮直径 i（1）（1440/630）112（1） 带的滑动系数，一样取据机械设计表88，取基准直径250mm。验算主轴转速误差 主轴各级实际转速值用下式计算： n = nE(1-)u1 u2 u3 式中 u1 u2 u3 别离为第一、第二、第三变速组齿轮传动比； nE 为电机的满载转速 ；取。 转速误差用主轴实际转速与标准转速相对误差的绝对值表示：n = | |10（-1）%10（1）%=%其中主轴理想转速把数据依次代入公式得出下表主轴转速n1n2n3

7、n4n5n6理想转速28405680112160实际转速转速误差%2主轴转速n7n8n9n10n11n12理想转速2243154506309001250实际转速转速误差%转速误差知足要求，数据可用。绘制传动系统图二、估算要紧传动件，确信其结构尺寸确信传动件计算转速主轴计算转速主轴计算转速是第一个三分之一转速范围内的最高一级转速，即nj = nmin=min 即n4=80r/min;各传动轴计算转速轴可从主轴为80r/min按18/72的传动副找上去，似应为315r/min。可是由于轴上的最低转速112r/min经传动组c可使主轴取得28r/min和224r/min两种转速。224r/min要传

8、递全数功率，因此轴的计算转速应为112r/min。轴的计算转速可按传动副b推上去，得315r/min。轴的计算转速为630r/min。 各轴的计算转速列表如下轴计算转速nj63031511280各齿轮计算转速齿轮Z1齿数2448423019532448304260301872nj63031563090031511231516031522411222431580初估轴直径确信主轴支承轴颈直径据电机的功率参考机械制造工艺金属切削机床设计指南（以下简称设计指南）表2，取主轴前轴颈直径D1 = 80mm，后轴颈直径D2 = （）D1，取D2 = 60 mm。初估传动轴直径按扭转刚度初步计算传动轴直径

9、d = 式中d 传动轴危险截面处直径； N 该轴传递功率（KW）； N=；从电机到该传动轴间传动件的传动效率（不计轴承上的效率），对估算传动轴直径阻碍不大可忽略； 该轴计算转速（r/min）； 该轴每米长度许诺扭转角这些轴都是一样传动轴，据设计指导P32取=1deg/m。 依照传动系统图上的传动件布置情形初步估量各轴长度如下表轴长度640600740840对轴d 31mm对轴d 38mm对轴d 46mm考虑到轴是花键轴因此轴直径作为花键轴小径,据设计指南附表1取d130mm，花键规格NdDB(键数小径大径键宽)630266；d242mm，花键规格NdDB(键数小径大径键宽)642368；d34

10、6mm，花键规格NdDB(键数小径大径键宽)846509。综上对传动轴直径估算结果如下轴直径324246花键832366842468846509估算传动齿轮模数参考设计指导P36中齿轮模数的初步计算公式初定齿轮的模数 按齿轮弯曲疲劳的估算 mw 32 mm 按齿面点蚀的估算A 370 mm mj = 式中 N 该轴传递功率（KW）； N=；从电机到该传动轴间传动件的传动效率（不计轴承上的效率）； 大齿轮的计算转速（r/min）；Z 所算齿轮的齿数；A齿轮中心距同一变速组中的齿轮取同一模数，按工作负荷最重（一般是齿数最小）的齿轮进行计算，然后取标准模数值作为该变速组齿轮的模数。据设计指导P32取

11、每两传动轴间传动件的传动效率传动组a中 按齿轮弯曲疲劳的估算 mw 32 mm = 32 按齿面点蚀的估算A 370 mm370 mj mm 取标准模数m3mm传动组b中 按齿轮弯曲疲劳的估算 mw 32 mm = 32 mm 按齿面点蚀的估算A 370 mm370 mj mm 取标准模数m4mm传动组c中 按齿轮弯曲疲劳的估算 mw 32 mm = 32 mm 按齿面点蚀的估算A 370 mm370 mj mm 取标准模数m4mm片式摩擦聚散器的选择及计算 决定外摩擦片的内径 结构为轴装式，那么外摩擦片的内径比安装轴的轴径D大26 mm有 D+(26)36+(26) 3842mm 取42mm

12、选择摩擦片尺寸 参考设计指导P41表摩擦片尺寸及花键规格自行设计摩擦片的尺寸如下图计算摩擦面对数ZZ式中Mn额定动扭矩；Mn95509550m K；取 K； f摩擦片间的摩擦系数；查设计指导表12 f（摩擦片材料10钢，油润）P摩擦片大体许用比压；查设计指导表12 P（摩擦片材料10钢，油润）；D摩擦片内片外径 mm；外摩擦片的内径mm； 速度修正系数；依照平均圆周速度（s）查设计指导表13近似取为；结合次数修正系数；查设计指导表13取为；接合面修正系数；把数据代入公式得Z 查设计指导表13取Z14计算摩擦片片数摩擦片总片数（Z1）15片计算轴向压力Q QpKv478N带的选择及计算初定中心距由前脸部份V带轮直径的选择结合公式有（2）（） （2）（112250） 724 mm取700 mm确信V带计算长度L及内周长22700 mm据设计指导P30表计算长度取L2050 mm，内周长2000 mm。验算V带的挠曲次数40次/s式中m带轮个数；把数据代入上式得40次/s，数据可用。确信中心距a a700 mm 取a737 mm验算小带轮包角