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1、课程设计说明书设计题目：CM6150型精密普通车床床头箱设计设计者：班级学号：指导教师：2012年9月3日2012年9月23日CM6150型精密普通车床床头箱设计摘要 本次设计为CM6150型精密普通车床的主轴箱设计。该机床属于精密车床。主传动为分离型传动，并用精度高的传动齿轮。主轴支撑采用精密滚动轴承。它能完成普通车床的各种车削工作，加工零件尺寸精度可达1级，光洁度达7以上。首先根据本次设计的主要参数进行机床转速的确定，拟定传动方案，确定出床头箱的转速图和变速传动系统图。选定齿轮的齿数，通过验算主轴的转速误差是否在误差值的允许范围内，从而确定设计的齿轮是否达到设计要求。根据机床设计手册和已经
2、确定的主轴箱转速图，计算主轴、各传动轴以及各齿轮的计算转速，进而确定齿轮的模数和材料，完成齿轮的设计。接下来针对齿轮的模数以及传动轴（中轴）的刚度和强度、轴承寿命等进行校核验算，达到合格后即初步完成了车床主轴箱的整体设计。关键词 床头箱 齿轮 轴 目录第一章 引言4第二章 主要技术参数5第三章 传动方案和传动系统图7第四章 主要设计零件的计算和验算9第五章 课程设计体会15第五章 参考资料编目16第一章 引 言本次课程设计任务是CM6150车床主轴箱传动设计。由于CM6150车床是精密，高精密加工车床，要求车床加工精度高，主轴运转可靠，并且受外界，振动，温度干扰要小，因此，为尽量减小变速箱，原
3、电机振动源对主轴箱传动的影响。在机床设计开始时需要先确定相关的参数，它是其它设计的根据，影响到产品是否可以满足实际要求，这是设计的关键一步。机床参数有主基本参数与基本参数。主参数是机车参数中最重要的，它直接反映机床的加工能力和特性，决定和影响其它基本参数。第二章 主要技术参数工件最大回转直径： 在床面上500毫米 在床鞍上280毫米工件最大长度1000毫米主轴孔径 52毫米主轴前端孔锥度 莫氏6号主轴转速范围： 正传（24级） 101600转/分 反传（12级） 20800转/分加工螺纹范围： 公制（44种）0.540毫米 英制（20种） 71640牙/英寸 模数（39种） 0.440毫米 径
4、节（37种） 7880径节进给量范围：纵向 0.0283.264 毫米/转横向 0.0111.232 毫米/转主电机：功率 3.55千瓦转速 7501500转/分工件最大长度为1000毫米的机床： 外形尺寸（长宽高）25809451295毫米 第三章 传动方案和传动系统图1.参数的确定任务要求Nmax=1600rpm，Nmin=10rpm，主轴转速级数Z=21，计算得转速公比=1.26，选择电机转速1500r/min750 r/min，电机功率3.55kw。 已知主轴最低转速nmin为10mm/min,最高转速nmax为1600mm/min，转速调整范围为 Rn=nmax/nmin=160。
5、选定主轴转速数列的公比为1.26。 Z=lgRn/lg+1= lg14/lg1.12+1=24。2.传动设计 2.1选择结构式确定变速组的数目和各变速组中传动副的数目。本次设计使用两个变速组，各一对齿轮，以及一对内齿轮。内齿轮啮合时，主轴可以获得高转速；由两对齿轮啮合传动时，主轴获得低转速。 24=23222.2绘制转速图（1）选定电动机 一般金属切削机床的驱动，如无特殊性能要求，多采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。Y系列电动机高效、节能、起动转矩大、噪声低、振动小、运行安全可靠。根据机床所需功率选择Y160M-4，其同步转速为1500r/min。（2）分配总降速传动比总降速传动比为
6、uII=nmin/nd=10/16006.67103,nmin为主轴最低转速，考虑是否需要增加定比传动副，以使转速数列符合标准或有利于减少齿轮和及径向与轴向尺寸，并分担总降速传动比。然后，将总降速传动比按“先缓后急”的递减原则分配给串联的各变速组中的最小传动比。（3）确定传动轴的轴数 传动轴数变速组数+定比传动副数+1=6（4）绘制转速图先按传动轴数及主轴转速级数格距lg画出网格，用以绘制转速图。在转速图上，先分配从电动机转速到主轴最低转速的总降速比，在串联的双轴传动间画上u(kk+1)min.再按结构式的级比分配规律画上各变速组的传动比射线，从而确定了各传动副的传动比。图一 传动系统图图二
7、转速图3.变速箱结构的设计变速箱结构的设计是在系统设计的基础上进行的，通过结构的优化设计和合理布局各齿轮副、传动轴、主轴及其装置，使其达到机床总体设计对主轴箱部位的全部技术要求。7.1.主轴组件轴在主轴箱内是关键部件之一，其工作性能对加工质量有这直接的影响。采用后端定位。该轴同时受轴向力和径向力，可以选择向心球轴承和推力球轴承，前轴承精度要求一般比后轴承高一级，前轴承选用C级精度，后轴承采用D级。换向直径由电机带动，制动采用电磁制动器15。7.2传动轴的结构轴的长度较短，可以采用两端定位，轴上的零件固定主要有弹性挡圈、轴用挡圈、轴套、键等。第四章 主要设计零件的计算和验算1传动轴直径的计算按钮
8、转刚度对传动轴直径进行估算。 （mm） （3-10）式中：d 主轴直径mm; P 该轴传递的功率kw； nj 该轴的计算转速rpm; 该轴允许的扭转角deg/m 7;因该轴属于一般传动轴，=0.6轴： 可取50mm轴： 取80mm轴：取40mm。 2.带轮直径和齿轮齿数的确定 4.1带轮直径的确定 本次设计中，存在电动机到轴的一组皮带轮传动，传动比为1：1.4， 一般机床上采用V带，根据电动机转速和功率即可确定带型号，传动带 数25个最佳。根据带轮传递功率和转速，对于电动机到I轴选择A型 带，变速箱带轮直径D2=140mm，轴上带轮直径D1=210mm，采用4根带。 4.2齿轮齿数的确定 为了
9、便于设计和制造，同一传动组内各齿轮的模数常取为相同。此时，各传动副的齿轮齿数和相同。显然，齿数和太小，则小齿轮的齿数少，将会发生根切，或造成其加工齿轮中心孔的尺寸不够（与传动轴直径有关），或造成加工键槽（传递运动需要）时切穿齿根；若齿数和太大，则齿轮结构尺寸大，造成主传动系统结构庞大。因此，应根据传动轴直径等适当选取。本次设计共有-，-两个传动副。轴-之间有1对啮合齿轮，轴-之间有1对啮合齿轮，u1 = , u2 =，Z1=Zmin ,取Z1=20，=81 ，取齿数和SZ=101,。=17，=85。4.3检查主轴各级转速 主轴：n理=1600r/min，n实=1632r/min （n实- n理
10、）/ n理=2.0%2.6% 主轴：n理=800r/min，n实=808r/min （n实- n理）/ n理=1.0%2.6%主轴：n理=1600r/min，n实=1648r/min （n实- n理）/ n理=2.2%=370(P/Nj)(1/3)（5）式中，Nj：大齿轮的计算转速，单位为r/min。 P：该齿轮传递功率，单位为KW。对于最小齿数和，则有各轴应满足的最低模数。计算可知模数取m=3。3齿轮的强度验算变速箱中的齿轮，不必都做强度验算。可在相同模数和材料的齿轮中，选取一个承受载荷最大并且齿数最小的齿轮，验算他的接触和弯曲疲劳强度。按接触疲劳强度计算齿轮模数mj9； （3-12）式中：P齿轮所传递的额定功率kw，； Pd电动机功率； 从电动机到所计算齿轮的传动效率； Z1小齿轮齿数； i齿轮对的传动比，Z2为大轮齿数，i后面的“+”用于外啮合，“-”用于内啮合； 齿宽系数，（B为齿宽，m为模数），通常取6至10； nj齿轮的计算
