C6140车床12级主轴箱设计
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C6140车床12级主轴箱设计说明书.doc
主轴箱断面图.dwg
车床主轴箱展开图.dwg
目录
1概述 2
2.参数的拟定 2
2.1 确定极限转速 2
2.2 主电机选择 2
3.传动设计 3
3.1 主传动方案拟定 3
3.2 传动结构式、结构网的选择 3
3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目 3
3.2.2 传动式的拟定 4
3.2.3 结构式的拟定 4
3.3转速图的拟定 5
4. 传动件的估算 6
4.1 V带传动的计算 6
4.2 传动轴的估算 8
4.2.1 确定各轴转速 9
4.2.2 传动轴直径的估算 10
4.3 齿轮齿数的确定和模数的计算 11
4.3.1 齿轮齿数的确定 11
4.3.2 齿轮模数的计算 12
4.3.4齿宽确定 14
4.3.5 齿轮结构设计 15
4.4 带轮结构设计 15
4.5 片式摩擦离合器的选择和计算 15
5. 动力设计 17
5.1主轴刚度验算 17
5.1.1 选定前端悬伸量C 17
5.1.2 主轴支承跨距L的确定 17
5.1.3 计算C点挠度 17
5.2 齿轮校验 19
5.3轴承的校验 20
5.4 I轴（输入轴）的设计 21
5.5 齿轮块设计 22
5.6其他问题 22
6传动轴的设计 23
6.1 主轴组件设计 24
6.1.1 各部分尺寸的选择 24
6.1.2 主轴轴承 25
6.1.3 主轴与齿轮的连接 26
6.1.4 润滑与密封 26
6.2 其他问题 27
7.总结 27
参考文献 28
1概述
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C6140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
nmax( )
电机功率
N（kw） 公比
转速级数Z 反转
400 1400 5.5 1.41 12 级数Z反=Z正/2；n反max≈1.1n正max
2.参数的拟定
2.1 确定极限转速
又∵ =1.41∴ 得 =43.79. 取 =45；
，去标准转速列 .
2.2 主电机选择
合理的确定电机功率N，使机床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5.5KW，根据《车床设计手册》附录表2选Y132S-4，额定功率5.5 ，满载转速1440 ，最大额定转距2.2。
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，即变速级数Z应为2和3的因子： ，可以有三种方案：
12=3×2×2；12=2×3×2；12=2×2×3；
6.1.3 主轴与齿轮的连接
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。
6.1.4 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0.1～0.3 的间隙（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 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。
6.2 其他问题
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 或其他合金钢。主轴头部需要淬火，硬度为 50～55。其他部分处理后，调整硬度为 220～250
7.总结
在课程设计当中，我也遇到了一些问题。设计过程也是培养我们认真细心的态度。
在此过程中不断发现问题和解决问题，使我加深了对大学所学课程理解，综合应用，并得到进一步的巩固，这对以后的学习和工作都有积极的意义。总之，这次的课程设计让我学到了很多东西。
参考文献
1.《机械制造装备设计》 冯辛安主编 机械工业出版社
2.《机械设计》 吴宗泽主编 高等教育出版社
3.《机械原理》 邹慧君等主编 高等教育出版社
4.《机械制造技术基础》 曾志新主编 武汉理工大学出版社
5.《理论力学》 陈昭仪 航空工业出版社
6.《材料力学》 戴少度 国防工业出版社
7.《机械加工手册》 陈心昭 机械工业出版社
8.《机床设计图册》 上海纺织工学院 上海科技出版社
9.《机床主轴变速箱设计指导》 张玉峰等主编 机械工业出版社
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