1、C6140主轴箱的设计 前 言 普通车床是车床中应用最广泛的一种，约占车床类总数的 65%，因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床。 CA6140型普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、 刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。 （1）主轴箱。它固定在机床身的左端，装在主轴箱中的主轴（主轴为中空，不仅可以用于更长的棒料的加工及机床线路的铺设还可以增加主轴的刚性），通过夹盘等夹具装夹工件。主轴箱的功用是支撑并传动主轴，使主轴带动工件按照规定的转速旋转。 （2）床鞍和刀架部件。它位于床身的中部，并可沿床身上的刀架轨道做纵向移动。刀架部件位于床鞍上，其功能是装夹车刀，并使车刀做纵向、横向或斜向运动。
2、 （3）尾座。它位于床身的尾座轨道上，并可沿导轨纵向调整位置。尾座的功能是用后顶尖支撑工件。在尾座上还可以安装钻头等加工刀具，以进行孔加工。 （4）进给箱。它固定在床身的左前侧、主轴箱的底部。其功能是改变被加工螺纹的螺距或机动进给的进给量。 （5）溜板箱。它固定在刀架部件的底部，可带动刀架一起做纵向、横向进给、快速移动或螺纹加工。在溜板箱上装有各种操作手柄及按钮，工作时工人可以方便地操作机床。 （6）床身。床身固定在左床腿和右床腿上。床身是机床的基本支撑件。在床身上安装着机床的各个主要部件，工作时床身使它们保持准确的相对位置。目录前 言1摘 要41.概述61. 车床的规格系列和用处62.参数的
3、拟定72.1 确定极限转速72.2 主电机选择73.传动设计83.1 主传动方案拟定83.2 传动结构式、结构网的选择83.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目83.2.2 传动式的拟定83.2.3 结构式的拟定93.3 转速图的拟定104. 传动件的估算124.1 V带传动的计算124.2 传动轴的估算144.2.1 确定各轴转速144.2.2 传动轴直径的估算154.3 齿轮齿数的确定和模数的计算164.3.1 齿轮齿数的确定164.3.2 齿轮模数的计算174.3.4齿宽确定204.4 带轮结构设计204.5 轴承的选择204.6 片式摩擦离合器的选择和计算215. 动力设计235
4、.1 轴验算235.2 主轴验算255.2 齿轮校验286.结构设计296.1 I轴（输入轴）的设计296.2 齿轮块设计306.3其他问题316.4 传动轴的设计316.5 主轴组件设计326.5.1 各部分尺寸的选择336.5.2 主轴轴承336.5.3 主轴与齿轮的连接356.5.4 润滑与密封356.5.5 其他问题35总 结37参考文献38外文资料39外文翻译45致 谢47摘 要普通中型车床主轴箱设计，主要包括三方面的设计，即：根据设计题目所给定的机床用途、规格、主轴极限转速、转速数列公比或级数，确定其他有关运动参数，选定主轴各级转速值；通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构网
5、，拟定转速图；确定齿轮齿数及带轮直径；绘制传动系统图。其次，根据机床类型和电动机功率，确定主轴及各传动件的计算转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数，摩擦片尺寸及数目；装配草图完成后要验算传动件（传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的刚度、强度或寿命。最后，完成运动设计和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计主轴变速箱装配图及零件图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与密封、传动轴及滑移齿轮零件的设计。 【关键词】车床、主轴箱、变速系统、主轴组件。Abstract Ordinary medium-sized lathe headstock design, inclu
6、ding the three aspects of the design, namely: According to a design by the use of a given machine, specifications, spindle speed limit, speed series of common ratio or series, to determine other relevant motion parameters, the selected axis of the grade speed value; through analysis and comparison,
7、select the drive scheme; proposed structure or structure network, development of speed diagram; determine gear and pulley diameter; drawing transmission system map. Secondly, according to machine type and motor power, and the transmission parts to determine the calculation of the spindle speed, an i
8、nitial diameter of shaft, gear module to determine the belt type and root number, size and number of friction plate; Assembly Draft Checking transmission parts after completion of (shaft, spindle, gear, bearing) stiffness, strength or life. Finally, the complete design and dynamic design exercise, t
9、he main transmission scheme to the structural, the design of spindle gearbox assembly drawing and part drawings, focusing on the drive shaft assembly, spindle assembly, transmission organizations, box, lubrication and sealing , drive shaft and the sliding gear with the design. Key words ：lathe, the
10、spindle box, transmission, shaft components. 1.概述1. 车床的规格系列和用处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CA6140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（GB1582-79，JB/Z143-79）工件最大回转直径D(mm)正转最高转速( )电机功率N（kw）公比转速级数Z反转40014507.51.4112级数Z反=Z正/2；n反max1.07n正max2.参数的拟定2.1 确定极限转速 ， 又=1.41 得=43.79. 取
11、=45；，去标准转速列.所以正转转速数列是 n1 =31.5r/min n2 =45r/min n3 =63r/min n4 =90r/min n5 =125r/min n6 =180r/min n7 =250r/min n8 =355r/min n9 =500r/min n10 =710r/min n11 =1000r/min n12 =1400r/min。反转转速最大为,则反转转速数列是 n1 =47.5r/min n2 =95r/min n3 =190r/min n4 =375r/min n5 =750r/min n6 =1500r/min。2.2 主电机选择合理的确定电机功率N，使机床
12、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。已知电动机的功率是7.5KW，根据车床设计手册附录表2选Y132M-4，额定功率7.5，满载转速1440 ，最大转距/额定转矩2.2倍。3.传动设计3.1 主传动方案拟定拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、幻想、制动、操纵等整个传动系统的确定。传动型式则指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。传动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，确定传动方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。传动方案有多种，传动型式更是众多，比如：传动型式上有集中传动，分离传
13、动；扩大变速范围可用增加传动组数，也可用背轮结构、分支传动等型式；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，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。3.2 传动结构式、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传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目级数为Z的传动系统由若干个顺序的传动组组成，各传动组分别有、个传动副。即 传动副中由于结构的限制以2或3为合适， 可以有三种方案： 12=322；12=232；12=223；3
14、.2.2 传动式的拟定 12级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能。在轴如果安置换向摩擦离合器时，为减少轴向尺寸，第一传动组的传动副数不能多，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。最后一个传动组的传动副常选用2。综上所述，传动式为12=232。3.2.3 结构式的拟定对于12=232传动式，有6种结构式。分别为：， ， ， ， ，根据传动顺序与扩大顺序相一致的原则，选的方案。最后扩大组变速范围符合要求，其他变速组变速范围也肯定符合要求。3.3 转速图的拟定图3-1 正转转速图图3-2 反转转速图图3-3主传动系图4. 传动件的估算4.1 V带传动的计算V带传动中，轴间距A可以加大。由于是摩擦传递，带与轮槽间会有打滑，宜可缓和冲击及隔离振动，使传动平稳。带轮结构简单，但尺寸大，机床中常用作电机输出轴的定比传动。(1) 选择V带的型号根据机械设计公式8.18式中P-电动机额定功率，-工作情况系数(此处取为1.1)。 查机械设计图8.6，因此选择A型带，尺寸参数为顶宽，节宽，高度，槽角。 (2)确定带轮的计算直径，带轮的
