C6140普通车床主轴变速箱设计【4kw 1.26 150 1900 12级】（CAD图纸全套）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 目 录 . 2 第 1 章 绪论 . 4 第 2 章 车床转速参数设计 . 6 床主参数和基本参数 . 6 定 转速 . 6 定参数的步骤和方法 . 6 限切削速度 . 6 轴的极限转速 . 6 第 3 章 运动设计 . 8 电机功率 动力参数的确定 . 8 定结构式 . 8 定结构网 . 9 制转速图和传动系统图 . 9 定各变速组此论传动副齿数 . 10 算主轴转速误差 . 12 第 4 章 传动件的设计 . 13 传动设计 . 13 择带型 . 14 定带轮的基准直径并验证带速 . 14 定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角 . 15 定带的根数 z . 16 定带轮的结构和尺寸 . 16 定带的张紧装置 . 16 算压轴力 . 16 算转速的计算 . 18 轮模数计算及验算 . 19 动轴最小轴径的初定 . 24 动轴的直径估算 . 25 定各轴转速 . 25 动轴直径的估算：确定各轴最小直径 . 25 的选择 . 26 动轴的校核 . 26 动轴的校核 . 27 的校核 . 27 擦离合器的选择和计算 . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 承的选用与校核 . 30 轴轴承的选用 . 30 轴轴承的校核 . 30 轴组件设计 . 33 轴的基本尺寸确定 . 33 轴刚度验算 . 37 第 5 章 结构设计 . 40 构设计的内容、技术要求和方案 . 40 开图及其 布 置 . 40 轴（输入轴）的设计 . 41 轮块设计 . 41 动轴的设计 . 42 轴组件设计 . 44 部分尺寸的选择 . 44 轴材料和热处理 . 44 轴轴承 . 45 轴与齿轮的连接 . 46 润滑与密封 . 47 他问题 . 47 第 6 章 设计部分的调节、润滑、维护保养、技术要求及其它 . 48 总结 . 50 参考文献 . 51 致 谢 . 52 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第 1 章 绪论 机床技术参数有主参数和基本参数，他们是运动传动和结构设计的依据，影响到机床是否满足所需要的基本功能要求，参数拟定就是机床性能设计。主参数是直接反映机床的加工能力、决定和影响其他基本参数的依据，如车床的最大加工直径，一般在设计题目中给定，基本参数是一些加工件尺寸、机床结构、运动和动力特性有关的参数，可归纳为尺寸参数、运动参数和动力参数。 通用车床工艺范围广， 所加工的工件形状、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬质合金刀具又用高速钢刀具。因此，必须对所设计的机床工艺范围和使用情况做全面的调研和统计，依据某些典型工艺和加工对象，兼顾其他的可能工艺加工的要求，拟定机床技术参数，拟定参数时，要考虑机床发展趋势和同国内外同类机床的对比，使拟定的参数最大限度地适应各种不同的工艺要求和达到机床加工能力下经济合理。 机床主传动系因机床的类型、性能、规格和尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。设计机床主传动系时最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。在设计 时应结合具体机床进行具体分析，一般应满足的基本要求有：满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动特性，如机床主轴油足够的转速范围和转速级数；满足机床传递动力的要求。主电动机和传动机构能提供足够的功率和转矩，具有较高的传动效率；满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件有足够的刚度、精度和抗震性，热变形特性稳定；满足产品的经济性要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以便节约材料，降低成本。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 2 章 车床 转速参数设计 床主参数和基本参数 车床的主参数（规格尺寸）和基本参数如下： 15、 50r/P=4比 Z=12 定 转速 这里我们取标准公比系列 =1 1 2 - 1m a x m i n 1 5 0 r / m i n 1 . 2 6 1 9 0 6 . 1 9 r / m i 查标准数列取m a x 1 9 0 0 m i 、因为 =先找到最小极限转速 150，再每跳过 3个数（ 一个转速，即可得到公比为 150， 190， 236， 300， 375， 475， 600， 750，950， 1180， 1500,1900 定参数的步骤和方法 限切削速度 据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要考虑： 允许的切速极限参考值如下： 表 工 条 件 m/m/硬质合金刀具粗加工铸铁工件 30 50 硬质合金刀具半精或精加工碳钢工件 150 300 螺纹加工和铰孔 3 8 轴的极限转速 计算车床主轴极限 转速时的加工直径， 则主轴极限转速应为 结合题目条件，取标准数列数值， 150r/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 依据题目要求选级数 Z=12， =采用常规的扩大传动。各级转速数列可直接从标准的数列表中查出， 按标准转速数列为： 150， 190， 236， 300， 375， 475， 600， 750， 950， 1180， 1500,1900 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 第 3 章 运动设计 电机功率 动力参数的确定 合理地确定电机功率 N，使机床既能充分发挥其性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。 根据题设条件电机功率为 4选取电机为： 定功率为 4载转速为 1440r/定结构式 已知 Z=2a a、 b 为正整数，即 Z 应可以分解为 2 和 3 的因子，以便用 2、 3 联滑移齿轮实现变速。 按照 Z=12 分解为： Z=21 32 24。 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1 2 61 2 2 3 2 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 41u ；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 2u。斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取 u。因此在主变速链任一变速组的最大变速范围 )108(m i nm a xm a x 设计时必须保证中间变速轴的变速范围最小。 综合上述可得：主传动部件的运动参数 900n 150 Z=12 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 定结构网 由上选择的结构式 12=23 31 26 画其结构图如下： 传动组的变速范围的极限值 齿轮传动最小 传动比 1/4,最大传动比 ,决定了一个传动组的最大变速范围 。 因此，要按照下表，淘汰传动组变速范围超过极限值的所有传动方案。 极限传动比及指数 X,X,值为： 表 比 极限传动比指数 值： x1 =1/4 4 X值： x, =2 2 (X+ X)值： x+x =8 6 制转速图和传动系统图 （ 1）选择电动机：采用 （ 2）绘制转速图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 （ 3）画主传动系统图。根据系统转速图及已知的技术参数，画主传动系统图如图 2 1 (m+D) 轴最小齿数和 :+D/m) 定各变速组此论传动副齿数 (1)100型机床 02)直齿圆柱齿轮 18m 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 图 2主传动系统图 （ 7） 齿轮齿数的确定。变速组内取模数相等， 据设计要求 1820,齿数和 00 120，由表 据各变速组公比，可得各传动比和齿轮齿数，各齿轮齿数如表2 表 2 齿轮齿数 传动比 基本组 第一扩大组 第二扩大组 1:1 1:： 2 2： 1 代号 Z1 Z2 Z3 4 5 7 齿数 30 24 21 33 40 40 35 45 31 49 33 66 66 33 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 算主轴转速误差 实际传动比所造成的主轴转速误差，一般不应超过 10( ,即 n 10( = 各级转速误差 n 1900 1500 1180 950 750 600 475 375 300 236 n 1902 1501 差 n 190 150 n 191 差 转速误差 小 于 因此不需要修改齿数。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 第 4 章 传动件的设计 传动设计 输出功率 P=4速 440r/50r/算设计功率 Pd 表 4 工作情况系数原动机 类 类 一天工作 时间 /h 10 1016 16 10 1016 16 载荷 平稳 液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（ ）；离心式压缩机；轻型运输机 荷 变动小 带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（ ）；发电机；旋转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛 荷 变动较大 螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和木工机械；纺织机械 荷 变动很大 破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机；橡胶辊压机 据 稳 ，两班工作制（ 16小时），查 机械设计 ， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 取 1 . 1 4 4 . 4 k e P k W 择带型 普通 机械设计 3 11选取。 根据算出的 1440r/查图得： 0 100可知应选取 带。 定带轮的基准直径并验证带速 由 机械设计 3 7查得，小带轮基准直径为 80 100取 075 295表 13 表 3 Y Z A B C D E 0 75 125 200 355 500 21211440 = 1 . 9 2 , = 9 0 1 . 9 2 = 1 7 2 . 8 m 所 以 由 机械设计 3得270文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 误差验算传动比：21170= 1 . 9 2 7 4(1 ) 9 0 (1 2 % )d 误（ 为弹性滑动率） 误差111 . 9 2 7 4 1 . 9 21 0 0 % 1 0 0 % 0 . 3 9 % 5 %1 . 9 2 误 符合要求 带速 1 1 0 0 1 4 4 0v = 7 . 4 6 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 满足 5m/以宜选用 总之，小带轮选 带轮选择 带轮的材料：选用灰铸铁， 定带的张紧装置 选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。 算压轴力 由 机械设计 13 12 查得， A 型带的初拉力 面已得到1a =z=3，则1a 1 5 3 . 72 s i n = 2 3 1 3 0 . 5 9 s i n N = 1 5 2 6 z F 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 对带轮的主要要求是质量小且分 布均匀、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小 , 带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通 0 ，为了适应 V 带在带轮上弯曲时截面变形而使楔角减小，故规定普通 V 带轮槽角 为 32 、34 、 36 、 38 （按带的型号及带轮直径确定），轮槽尺寸见表 7在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来 联接轮缘与轮毂成一整体。 表 普通 自 项目 符号 槽型 Y Z A B C D E 基准宽度 b p 基准线上槽深 h 基准线下槽深 h 槽间距 e 8 12 15 19 37 第一槽对称面至端面的距离 f 6 7 9 16 23 28 最小轮缘厚 5 6 10 12 15 带轮宽 B B =( z e + 2 f z 轮槽数 外径 d a 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 轮 槽 角 32 对应的基准直径 d d 60 - - - - - - 34 - 80 118 190 315 - - 36 60 - - - - 475 600 38 - 80 118 190 315 475 600 极限偏差 1 辐）结构的不同分为以下几种型式： （ 1） 实心带轮：用于尺寸较小的带轮 (3)，如图 7 （ 2） 腹板带轮：用于中小尺寸的带轮 ( 300 )，如图 7 （ 3） 孔板带轮：用于尺寸较大的带轮 (d) 100 )，如图 7 （ 4） 椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带轮 ( 500 )，如图 7 （ a） （ b） （ c） （ d） 图 7轮结构类型 根据设计结果，可以得出结论：小带轮选择实心带轮，如图（ a） ,大带轮选择腹板带轮如图（ b） 算转速的计算 （ 1）主轴的计算转速 公式 nj=3/( z 得，主轴的计算转速 00r/ 取 300 r/ (2). 传动轴的计算转速 轴 3=600 r/轴 2=950 r/ 1=750r/ （ 2）确定各传动轴的计算转速。若经传动副 Z6传动主轴，则只有 600r/递全功率；若经传动副 Z5传动主轴，全部传递全功率，其中 300r/传递全功率买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 的最低 转速， 故其计算转速 n j=950 r/ 轴有 1 级转速，且都传递全功率，所以其计算转速 n j=300 r/计算转速入表 3 表 3各轴计算转速 （ 3） 确定齿轮副的计算转速。齿轮 Z6装在主轴上 其中只有 300r/递全功率，故 Z6j=300r/ 依次可以得出其余齿轮的计算转 速，如表 3 表 3齿轮副计算转速 序号 50 600 600 300 轮模数计算及验算 （ 1）模数计算。 一般同一变速组内的齿轮取同一模数，选 取负荷最重的小齿轮，按简化的接触疲劳强度公式进行计算，即 63383 221 )1( 可得各组的模数，如表 3示。 根据据其中较大值取相近的标准模数： 63383 221 )1( =16338 321213211 齿轮的最低转速 r/ T 顶定的齿轮工作期限，中型机床推存： T =15 20 转速变化系数； 功率利用系数； 材料强化系数。 （寿 命系数）的极值 轴 号 轴 轴 轴 计算转速 r/ 750 950 600 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 齿轮等转动件在接取和弯曲交边载荷下的疲劳曲线指数 0 1k 工作情况系数。中等中级的主运动： 2k 动载荷系数； 3k 齿向载荷分布系数； Y 齿形系数； 根据弯曲疲劳计算齿轮模数公式为： 式中： N 计算齿轮转动递的额定功率 N= 计算齿轮（小齿轮）的计算转速 r/m 齿宽系数 , 8 计算齿轮的齿数，一般取转动中最小齿轮的齿数： i 大齿轮与小齿轮的 齿数比， i = 112 +）用于外啮合，（ -）号用 于内啮合：s s T N n qk k k k k k：命系数； 作期限 ， Tk=m 1000 00002000 035560 = 6102 2000035560 =1.8 sk=避免渗氮层穿透剥落。 轴轴承 1）轴承类型选择 主轴前轴承有两种常用的类型： 双列短圆柱滚子轴承。承载能力大 ，可同时承受径向力和轴向力，结构比较简单，但允许的极限转速低一些。 与双列短圆柱滚子轴承配套使用承受轴向力的轴承有三种： 600 角双向推力向心球轴承。是一种新型轴承，在近年生产的机床上广泛采用。具有承载能力大，允许极限转速高的特点。外径比同规格的双列圆柱滚子轴承小一些。在使用中，这种轴承不承受径向力。 推力球轴承。承受轴向力的能力最高，但允许的极限转速低，容易发热。 向心推力球轴承。允许的极限转速高，但承载能力低，主要用于高速轻载的机床。 2）轴承的配置 大多数机床主轴采用两个支撑，结构简单，制造方便，但为 了提高主轴刚度也有用三个支撑的了。三支撑结构要求箱体上三支撑孔具有良好的同心度，否则温升和空载功率增大，效果不一定好。三孔同心在工艺上难度较大，可以用两个支撑的主要支撑，第三个为辅助支撑。辅助支撑轴承（中间支撑或后支撑）保持比较大的游隙（约 ，只有在载荷比较大、轴产生弯曲变形时，辅助支撑轴承才起作用。 轴承配置时，除选择轴承的类型不同外，推力轴承的布置是主要差别。推力轴承布置在前轴承、后轴承还是分别布置在前、后轴承，影响着温升后轴的伸长方向以及 结构的负责程度，应根据机床的实际要求确定。 在配置轴承时，应注意以下几点： 每个支撑点都要能承受经向力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 46 两个方向的轴向力应分别有相应的轴承承受。 径向力和两个方向的轴向力都应传递到箱体上，即负荷都由机床支撑件承受。 3）轴承的精度和配合 主轴轴承精度要求比一般传动轴高。前轴承的误差对主轴前端的影响最大，所以前轴承的精度一般比后轴承选择高一级。 普通精度级机床的主轴，前轴承的选 C 或 D 级，后轴承选 D 或 E 级。选择轴承的精度时，既要考虑机床精度要求，也要考虑经济性。 轴承与轴和轴承与箱体孔之间，一般都采用过渡配合。另外轴承的内外环都是薄壁件，轴和孔德形状误差都会反映到轴承滚道上去。如果配合精度选的太低，会降低轴承的回转精度，所以轴和孔的精度应与轴承精度相匹配。 轴承间隙的调整 为了提高主轴的回转精度和刚度，主轴轴承的间隙应能调整。把轴承调到合适的负间隙，形成一定的预负载，回转精度和刚度都能提高，寿命、噪声和抗震性也有改善。预负载使轴承内产生接 触变形，过大的预负载对提高刚度没有明显的小果，而磨损发热量和噪声都会增大，轴承寿命将因此而降低。 轴承间隙的调整量，应该能方便而且能准确地控制，但调整机构的结构不能太复杂。双列短圆柱滚子轴承内圈相对外圈可以移动，当内圈向大端轴向移动时，由于 1： 12的内錐孔，内圈将胀大消除间隙。 其他轴承调整也有与主轴轴承相似的问题。特别要注意：调整落幕的端面与螺纹中心线的垂直度，隔套两个端面的平行度都由较高要求，否则，调整时可能将轴承压偏而破坏精度。隔套越长，误差的影响越小。 螺母端面对螺纹中心线垂直度、轴上和孔上套简两端 平行度等均有严格的精度要求。 轴与齿轮的连接 齿轮与主轴的连接可以用花键或者平键；轴做成圆柱体，或者锥面（锥度一般取 1：15 左右）。锥面配合对中性好，但加工较难。平键一般用一个或者两个（相隔 180 度布置），两国特键不但平衡较好，而且平键高度较低，避免因齿轮键槽太深导致小齿轮轮毂厚度不够的问题。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 47 润滑与密封 主轴转速高，必须保证充分润滑，一般常用单独的油管将油引到轴承处。 主轴是两端外伸的轴，防止漏油更为重要而困难。防漏的措施有两种： 1）堵 加密封装置防止油外流 。 主轴转速高，多采用非接触式的密封装置，形式很多，一种轴与轴承盖之间留 间隙（间隙越小，密封效果越好，但工艺困难）。还有一种是在轴承盖的孔内开一个或几个并列的沟槽（圆弧形或 v 形），效果比上一种好些。在轴上增开了沟槽（矩形或锯齿形），效果又比前两种好。 在有大量切屑、灰尘和冷却液的环境中工作时，可采用曲路密封，曲路可做成轴向或径向。径向式的轴承盖要做成剖分式，较为复杂。 2）疏导 在适当的地 方做出回油路，使油能顺利地流回到油箱。 他问题 主轴上齿轮应尽可能靠近前轴承，大齿轮更应靠前，这样可以减小主轴的扭转变形。 当后支承采用推力轴承时，推力轴承承受着前向后的轴向力，推力轴承紧靠在孔的内端面，所以，内端面需要加工，端面和孔有较高的垂直度要求，否则将影响主轴的回转精度。支承孔如果直接开在箱体上，内端面加工有一定难度。为此，可以加一个杯形套孔解决，套孔单独在车床上加工，保证高的端面与孔德垂直度。 主轴的直径主要取决于主轴需要的刚度、结构等。各种牌号钢材的弹性模量基本一样，对 刚度影响不大。主轴一般选优质中碳钢即可。精度较高的机床主轴考虑到热处理变形的影响，可以选用 其他合金钢。主轴头部需要淬火，硬度为 0 55。其他部分处理后，调整硬度为 20 250。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 48 第 6 章 设计部分的调节、润滑、维护保养、技术 要求 及其它 1、为了减少车床磨损，延长使用寿命，保证工件加工精度，应对车床的所有摩擦部位进行润滑，并注意日常的维护保养。 2、车床 的润滑形式常用以下几种， （ 1）浇油润滑：常用于外露的滑动表面，如导轨面和滑板导轨面等。 （ 2）溅油润滑：常用于密闭的箱体中。如车床的主轴箱中的传动齿轮将箱底的润滑油溅射到箱体上部的油槽中，然后经槽内油孔流到各润滑点进行润滑。 （ 3）油绳导油润滑：常用于进给箱和溜板箱的油池中。利用毛线即吸油又渗油的特性，通过毛线把油引入润滑点，间断地滴油润滑。 （ 4）弹子油杯注油润滑：常用于尾座、中滑板摇手柄及三杠（丝杠、光杠、开关杠）支架的轴承处。定期的用油枪端头油嘴压下油杯上的弹子，将油注入。油嘴撤去，弹子又回复原位， 封住注油口，以防尘屑入内。 （ 5）黄油杯润滑：常用于交换齿轮箱挂轮架的中间轴或不经常润滑处。事先在黄油杯中加满钙基润滑脂，需要润滑时，拧进油杯盖，杯中的油脂就被挤压到润滑点中去。 （ 6）油泵输油润滑：常用于转速高、需要大量润滑油连续强制润滑的场合。如主轴箱内许多润滑点就是采用这种方式。 3、车床的润滑要求 : （ 1）车床上一般都有润滑系统图，应严格按照润滑系统图进行润滑。 （ 2）换油时，应先将废油放尽，然后用煤油把箱体内冲洗干净后，在注入新机油，注油时应用网过滤，且油面不得低于油标中心线。主轴箱内零件用油泵 润滑或飞溅润滑。箱内润滑油一般三个月更换一次。主轴箱体上有一个油标，若发现油标内无油输出，说明油泵输油系统有故障，应立即停车检查断油的原因，并修复。 （ 3）进给箱上部油绳导油润滑的储油槽，每班应给该储油槽加一次油。 （ 4）交换齿轮箱中间齿轮轴轴承是黄油杯润滑，每班一次， 7 天加一次钙基脂。 （ 5）弹子油杯润滑每班润滑一次。导轨工作前后擦净用油枪加油。 5、车床日常保养要求： （ 1）每天工作后，切断电源，对车床各表面、各罩壳、导轨面、丝杠、光杠、各操纵手柄和操纵杆进行擦拭，做到无油污、无铁屑、车床外表整洁。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 49 （ 2）每周要求保养床身导轨面和中小滑板导轨面及转动部位的整洁、润滑