太原科技大学华科学院课程设计说明书 题 目 C616数控机床主轴变速箱 设 计 人 高鹏 学 号 201122011009 指导教师 贾育秦 系 别 机械电子工程系 专 业 机械设计制造及其自动化（机电方向） 班 级 机自112210H2015年4月3日太原科技大学华科学院数控技术课程设计任务书题目：C616数控机床主轴变速箱内容：1. 机床展开图 2. 主轴零件图 3. 课程设计任务书 4. 课程设计说明书 原始资料：机床转速图一张; 班 级 机自112210H学 生 高鹏指导 教 师 贾育秦 2015年4月3日目 录1. 摘要和机床参数确定………………………………………………………………11.1机床运动参数的确定…………………………………………………………………11.2机床动力参数的确定…………………………………………………………………11. 3机床布局………………………………………………………………………………1 2. 主传动系统运动设计……………………………………………………………………22.1确定变速组传动副数目………………………………………………………………22.2确定变速组的扩大顺序………………………………………………………………22.3绘制转速图……………………………………………………………………………32.4确定齿轮齿数…………………………………………………………………………32.5确定带轮直径…………………………………………………………………………32.6验算主轴转速误差……………………………………………………………………42.7绘制传动系统图………………………………………………………………………4 3．估算传动件参数 确定其结构尺寸………………………………………………………53.1确定传动转速…………………………………………………………………………53.2确定主轴支承轴颈尺寸………………………………………………………………63.3估算传动轴直径………………………………………………………………………63.4估算传动齿轮模数……………………………………………………………………63.5普通V带的选择和计算………………………………………………………………7 4．结构设计…………………………………………………………………………………84.1带轮设计………………………………………………………………………………84.2齿轮块设计……………………………………………………………………………84.3轴承的选择……………………………………………………………………………94.4主轴组件………………………………………………………………………………94.5操纵机构、滑系统设计、封装置设计………………………………………………94.6主轴箱体设计…………………………………………………………………………94.7主轴换向与制动结构设计……………………………………………………………9 5.传动件验算……………………………………… ………………………………………105.1齿轮的验算……………………………………… …………………………………105.2传动轴的刚度验算………………………………… ………………………………125.3花键键侧压溃应力验算……………………………………………………………165.4滚动轴承的验算……………………………………………………………………165.5主轴组件验算.......................................................176. 主轴位置及传动示意图..............................................207.总结……………………………………………………………208.参考文献………………………………………………………………211.摘要机床课程设计，是在数控机床系统设计课程之后进行的实践性教学环节。
其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力1.1 机床运动参数的确定（1） 确定公比φ及Rn已知最低转速nmin=45rpm，最高转速nmax=1980rpm，变速级数Z=12，则公比： φ= （nmax/nmin）1/（Z－1） =（1980rpm/45rpm）1/（12－1）≈1.41 转速调整范围： Rn=nmax/nmin=44（2） 求出转速系列根据最低转速45r/min，最高转速=1980r/min，公比φ=1.41，按表选出标准转速数列： 2000 1400 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 451.2机床动力参数的确定已知电动机功率为N=4kw，根据《金属切削机床简明手册》（范云涨、陈兆年编）表11-32选择主电动机为Y112M-4，其主要技术数据见下表1：表1 Y90L-4技术参数转速（r/min）额定功率（kw）满载时堵转电流堵转转矩最大转矩同步转速（r/min）级数电流（A）效率（%）功率因数额定电流（倍）额定转矩（倍）额定转矩（倍）144048.884.50.827.02.22.2150041.3机床布局确定结构方案1）主轴传动系统采用V带，齿轮传动。
2）传动型采用集中传动3）制动采用式摩擦离合器和带式制动器4）变速系统采用多联划移齿轮变速5）润滑系统采用飞溅油润滑2）布局采用C616型车床常规的布局形式机床主要由主轴箱，皮鞍，刀架，尾架，进给箱，溜扳箱，车身等6个部件组成主轴的空间位子布局图2 主传动系统运动设计2.1确定变速组传动副数目实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合：1）12=3 2）12=43 3）12=3 4）12=25)12=2方案中1）和2）可省一根轴但是有一个传动组内有四个变速传动副，会增加轴向尺寸这种方案不宜采用根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，方案3）是可取的可以使传动副传动组放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件少些，这样节省了材料2.2确定变速组的扩大顺序12=2×3×2的传动副组合，其传动组的顺序又可有以下六种形式：1） 12=31×23×26 2） 12=31×26×233） 12=32×21×26 4） 12=34×21×225） 12=32×26×21 6） 12=34×22×21 选着中间轴的变速范围最小的方案，变速范围小，转速高，转矩较小，传动件的尺寸九可以小些，尽量使扩大组的顺序要与传动顺序一致的原则。
所以选择方案1）较为合理结构网图如下： 图2变速组扩大顺序2.3绘制转速图 图3转速图2.4确定齿轮齿数利用查表法由《金属切屑机床》（戴曙编）表8-1，求出各传动组齿轮齿数表2 各传动组齿轮齿数变速组第一变速组第二变速组第三变速组齿数和728490齿轮Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z14齿数36363042244849352856623118722.5确定带轮直径确定计算功率 K-工作情况系数 工作时间为一班制 查表的k=1.1N-主动带轮传动的功率计算功率为Nj=1.1x4=4.4kw根据计算功率和小带轮的转速选用的三角带型号为A ， 查表的小带轮直径推荐植为 ，大带轮直径 2.6绘制传动系统图 图4传动系统图3 估算传动件参数 确定其结构尺寸3.1确定传动转速 表4计算转速图传动件轴齿轮ⅠⅡⅢⅣZ1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z14算转速71035518045500710100071035526525035518035563125355453.2确定主轴支承轴颈尺寸根据《机床课程设计指导书》主轴的驱动功率为4kw选取前支承轴颈直径为 D=70-90， 后支承轴颈直径：，选取。
3.3估算传动轴直径表5估算传动轴直径计算公式轴号计算转速电机至该轴传动效率输入功率允许扭转角传动轴长度mm估计轴的直径mm 花键轴尺寸I7100.983.921.557636II3550.983.91.5437.7540III1800.983.861.5670463.4估算传动齿轮模数根据计算公式计算各传动组最小齿轮的模数表6估算齿轮模数估算公式传动组小齿轮齿数比齿宽系数传递功率P载荷系数K 系数系数许用接触应力许用齿根应力计算转速系数模数模数选取模数m按齿轮接触疲劳强度按齿轮弯曲疲劳强度第一变速组241.871.47161111005187104.361.21.12.5第二变速组28391.46161111005183554.471.521.443第三变速组18471.45161111005183554.72.82.543.5普通V带的。