1、指指导教师导教师：SK360SK360机床主轴箱改进设计机床主轴箱改进设计 班班级级：学学生：生：学号学号：背景 SK车床用途广泛，社会拥有量大，适用于各种车车床用途广泛，社会拥有量大，适用于各种车削工作，如车削各种零件外圆柱表面、端面及钻孔削工作，如车削各种零件外圆柱表面、端面及钻孔、铰孔及车削内控，车削各种公制、英制、模数及、铰孔及车削内控，车削各种公制、英制、模数及径节螺纹。这次设计是对江西仪表厂的径节螺纹。这次设计是对江西仪表厂的SK360型型车床主轴箱进行改进设计，主要要求是简化结构，车床主轴箱进行改进设计，主要要求是简化结构，降低成本，提高性能，适应市场需求，以提高竞争降低成本，提
2、高性能，适应市场需求，以提高竞争力，改进为刚性高，噪音低，工艺性好，操作可靠力，改进为刚性高，噪音低，工艺性好，操作可靠，维修方便，经济实用性的机床。数控机床是制造，维修方便，经济实用性的机床。数控机床是制造业现代化的标志：是提高促进国民经济发展的基础业现代化的标志：是提高促进国民经济发展的基础设备，促进科技国防现代化的重要手段，也是衡量设备，促进科技国防现代化的重要手段，也是衡量一个国家经济实力的一个重要指标，随着我国一个国家经济实力的一个重要指标，随着我国WTO的加入，市场经济将与世界接轨，为加快我的加入，市场经济将与世界接轨，为加快我国制造业向高速、高精、高自动化、高柔性化、智国制造业向
3、高速、高精、高自动化、高柔性化、智能化的发展速度，提高市场竞争能力，数控机床是能化的发展速度，提高市场竞争能力，数控机床是我国列入十五计划的重点项目。我国列入十五计划的重点项目。系统的背景及意义系统的背景及意义 论文的结构和主要内容论文的结构和主要内容 第一部分第一部分 题目与要求题目与要求 第二部分第二部分 传动设计传动设计 第三部分第三部分 展开图设计展开图设计 第四部分第四部分 截面图设计截面图设计 第五部分第五部分 传动件验算传动件验算 第一章第一章 题目与要求题目与要求 这次设计是对江西仪表厂的这次设计是对江西仪表厂的SK360型车床主轴箱进行改进设计，主要型车床主轴箱进行改进设计，
4、主要要求是简化结构，降低成本，提高性能，适应市场需求，以提高竞争要求是简化结构，降低成本，提高性能，适应市场需求，以提高竞争力，改进为刚性高，噪音低，工艺性好，操作可靠，维修方便，经济力，改进为刚性高，噪音低，工艺性好，操作可靠，维修方便，经济实用性的机床。实用性的机床。SK360车床用途广泛，社会拥有量车床用途广泛，社会拥有量，适用于各种车削工作，如车削，适用于各种车削工作，如车削各种零件外圆柱表面，端面及钻孔、铰孔及车削内控，车削各种公制各种零件外圆柱表面，端面及钻孔、铰孔及车削内控，车削各种公制、英制、模数及径节螺纹。、英制、模数及径节螺纹。第二章第二章 传动设计传动设计 一一.传动方案
5、的选择传动方案的选择 （1）三根轴）三根轴 a.三轴单速电机三轴单速电机 既要三轴，按一般传动组不用既要三轴，按一般传动组不用4个传动副，所以最多是个传动副，所以最多是9级，这就考虑轴级，这就考虑轴数少而变速级数多的折回变速系统，由于输入轴和输出轴不同，当用双折数少而变速级数多的折回变速系统，由于输入轴和输出轴不同，当用双折回变速系统和一个三传动的变速组，回变速系统和一个三传动的变速组，这种传动方案这种传动方案=1.41，Z=12，转速安排合理整齐，设重复转速，并传，转速安排合理整齐，设重复转速，并传用单速电机，是比较理想的方案。但有一个小齿轮，在结构上有一定麻烦用单速电机，是比较理想的方案。
6、但有一个小齿轮，在结构上有一定麻烦。b.三轴和双速电机三轴和双速电机 由于双速电机相当一个变速组，对于减少轴根数可行，由于双速电机相当一个变速组，对于减少轴根数可行，这种传动方案也这种传动方案也可行，但要用双速电机，成本高，并且有一个空档，造成浪费。可行，但要用双速电机，成本高，并且有一个空档，造成浪费。（2）二根轴和双速电机）二根轴和双速电机 用双速电机和用双速电机和2根轴也可以实现本设计的要求，双轴间传动副为折回机根轴也可以实现本设计的要求，双轴间传动副为折回机构，其优点是结构简单，但由于采用双速电机，一样有成本高的不足之处构，其优点是结构简单，但由于采用双速电机，一样有成本高的不足之处。
7、（3）传动方案的确定：）传动方案的确定：根据以上根据以上3种可行性方案的分析，以国情和实用情况的考虑，决定采用第种可行性方案的分析，以国情和实用情况的考虑，决定采用第一种方案。一种方案。第三章第三章 展开图设计展开图设计 1齿轮设计齿轮设计 第一传动组，已知第一传动组，已知m2=2.5，未变位啮合角，未变位啮合角0=20，传，传动中心距动中心距A=125.694，ha*=1，c*=0.25 2.制动器设计制动器设计 选择材料：选择材料：衔铁衔铁 材料材料08 制动片制动片 甲醛苯酚甲醛苯酚 查表：查表：f=0.35 P=3.5kgf/mm2 由于受皮带轮结构：取制动片外径由于受皮带轮结构：取制
8、动片外径D2=130mm D1=90mm 从而轴向力：从而轴向力：Q=/4(D22-D12)P=/4(1302-902)*3.5=2.4*105N 线圈和匝数在根据资料计算线圈和匝数在根据资料计算 3I轴及其组件设计：轴及其组件设计：在皮带轮，制动器，各齿轮结构尺寸确定的情在皮带轮，制动器，各齿轮结构尺寸确定的情况下，可以进行展开图设计，先安排轴齿轮，由况下，可以进行展开图设计，先安排轴齿轮，由于箱体尺寸已确定，内部结构的安排可以参考于箱体尺寸已确定，内部结构的安排可以参考SK360。在空间允许的情况下，齿轮尽量左移。在空间允许的情况下，齿轮尽量左移，因为右部还有一个二个传动副的传动组，并且，
9、因为右部还有一个二个传动副的传动组，并且中间墙壁左移，可以提高中间墙壁左移，可以提高轴刚度。轴刚度。轴靠右肩轴靠右肩和弹性挡圈定位，其支撑轴采用原型号，以便充和弹性挡圈定位，其支撑轴采用原型号，以便充分利用原有零件。分利用原有零件。轴左端由于制动轴左端由于制动的结构安的结构安装，不用原来的卸荷装置，以减少轴端变形。另装，不用原来的卸荷装置，以减少轴端变形。另外，风扇及其部件用原结构。外，风扇及其部件用原结构。轴及其组件设计：轴及其组件设计：类比类比SK360，轴径用，轴径用40，左边是光轴，其定位与，左边是光轴，其定位与轴相同轴相同，右边是花键轴，右边是花键轴，有两滑移齿轮，两端支撑用原结构，
10、另加一中支撑，以提高有两滑移齿轮，两端支撑用原结构，另加一中支撑，以提高轴刚度。轴刚度。轴由两端圆锥滚子轴承定位。轴由两端圆锥滚子轴承定位。轴及其组件设计：类比SK360，轴径用40，左边是光轴，其定位与轴相同，右边是花键轴，有两滑移齿轮，两端支撑用原结构，另加一中支撑，以提高轴刚度。轴由两端圆锥滚子轴承定位。离心式离合器：小离心式离合器：离心式离合器：小型车床通过电机正反转实现正反转是常见的，其主轴箱也较为小型车床通过电机正反转实现正反转是常见的，其主轴箱也较为简单。但这种方法在中型车床却不多见，主要因为中型车床主电机简单。但这种方法在中型车床却不多见，主要因为中型车床主电机功率大，传动链长
11、，传动及主轴惯量大，因而启动、制动力矩较大功率大，传动链长，传动及主轴惯量大，因而启动、制动力矩较大。电机带主轴系统直接启动时，电机处于一定负荷下启动，因而瞬。电机带主轴系统直接启动时，电机处于一定负荷下启动，因而瞬时启动电流很大，频繁正反转会引起电机过热，甚至烧电机。能否时启动电流很大，频繁正反转会引起电机过热，甚至烧电机。能否解决这一问题，成为新型短链主传动能否在中型车床上使用的技术解决这一问题，成为新型短链主传动能否在中型车床上使用的技术关键。关键。型车床通过电机正反转实现正反转是常见的，其主轴箱也较为简单。但这种方法在中型车床却不多见，主要因为中型车床主电机功率大，传动链长，传动及主轴
12、惯量大，因而启动、制动力矩较大。电机带主轴系统直接启动时，电机处于一定负荷下启动，因而瞬时启动电流很大，频繁正反转会引起电机过热，甚至烧电机。能否解决这一问题，成为新型短链主传动能否在中型车床上使用的技术关键。第四章第四章 截面图设计截面图设计 1操纵机构操纵机构 为简化机构，本车床群补采用普通的摆式单独操纵机构，并且手为简化机构，本车床群补采用普通的摆式单独操纵机构，并且手柄，手柄座，钢球，压缩弹簧，圆锥销，定位板和螺钉尽量用统柄，手柄座，钢球，压缩弹簧，圆锥销，定位板和螺钉尽量用统一规格，以便装配和制造方便。在设计操纵机构时，应注意使偏一规格，以便装配和制造方便。在设计操纵机构时，应注意使
13、偏移量小，以便操纵省力，并注意滑移齿轮的齿轮长度应足够长，移量小，以便操纵省力，并注意滑移齿轮的齿轮长度应足够长，以防止自锁，如齿轮以防止自锁，如齿轮3.另外，操纵机构应安全可靠，不能相互碰另外，操纵机构应安全可靠，不能相互碰撞和干涉。撞和干涉。2润滑系统润滑系统 本车床润滑系统参考本车床润滑系统参考C618K-2A型，右箱使用风扇飞溅润滑，型，右箱使用风扇飞溅润滑，左边箱靠左边箱靠轴上齿轮溅油。轴上齿轮溅油。3箱体和箱盖箱体和箱盖 改进后的车床在箱体上比较大的改进在于改进后的车床在箱体上比较大的改进在于、轴右支撑做成的轴右支撑做成的整体式，中间墙壁也是整块，提高箱体刚度。箱体和槽箱盖都开整体
14、式，中间墙壁也是整块，提高箱体刚度。箱体和槽箱盖都开有回油槽以密封。有回油槽以密封。第五章第五章 传动件验算传动件验算 1小齿轮的模数：已知小齿轮的模数：已知 Z=20,n=710r/min,N=4Kw （1）查表得载荷系数）查表得载荷系数K中使用系数中使用系数KA=1.25，KV=1.0 动载系数动载系数KV=0.37 x=1.88-3.2(1/20+1/79)cos00=1.68 取取d=0.6,查表得：查表得：K=1.15，K=1.07 K=KAKVKK=1.54 （2）转矩）转矩T T=9.55*106*P/n=9.55*106*4/710=5.38*104N*mm （3）查表得）查表
15、得 YFa=1.85 Yfa=1.95 （4）Y=0.25+0.75/=0.25+0.75/1.72=0.69 （5）查表得）查表得Fmin=440MP YN=1.0 YX=1.0 取取SF=1.0 F=440MP （6）m=1.58 合格合格 2轴承寿命计算：轴承寿命计算：左右轴承是左右轴承是T606 C=47000KN 中支轴承是中支轴承是208 C=25600KN P左左=718.1N P中中=856.2N P右右=494.8N Lhw左左=16670/n(C/P)a=1.05*108h Lhw中中=16670/n(C/P)a=3.57*108h Lhw右右=16670/n(C/P)a=
16、7.67*108h 可知轴承寿命可靠可知轴承寿命可靠 大学本科的学习生活即将结束。大学本科的学习生活即将结束。在在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够顺利完成，予了我很大的帮助。本文能够顺利完成，要特别感谢我的导师庞伟老师，感谢各位要特别感谢我的导师庞伟老师，感谢各位系的老师的关心和帮助。系的老师的关心和帮助。最后向所有关心和帮助过我的人表最后向所有关心和帮助过我的人表示真心的感谢。示真心的感谢。致谢致谢 1 邱宜怀邱宜怀.机械设计机械设计.高等教育出版社高等教育出版社,2002 2 曹金榜，张玉峰曹金榜，张玉峰.机床主轴变速箱设计指导机床主轴变速箱设计指导.机械工业机械工业出版社出版社,1987 3 戴曙戴曙.金属切屑机床设计金属切屑机床设计.机械工业出版社机械工业出版社,1985 4 翁世修，王良申翁世修，王良申.金属切屑机床设计指导金属切屑机床设计指导.上海交通大上海交通大学出版社学出版社,1988 5 吴圣庄吴圣庄.金属切屑机床概论金属切屑机床概
