目录摘 要III1 引言12 主要技术参数33 传动方案和传动系统图的拟定44 零件设计阶段84.1 整体设计84.2 轴I上零件设计94.2.1 选择V带94.2.2 连接发动机和变速箱动力传输的设计104.2.3 对传动齿轮的计算114.2.4 对传动轴上键嘚计算124.2.5 对传动轴上轴承的计算144.3 轴II上零件设计154.3.1 对传动齿轮的计算154.3.2 对传动轴的计算164.3.3 对轴承组刚度的计算184.4 轴III上零件设计194.4.1 对传动齿轮的计算194.4.2 对传动軸的计算214.4.3 对传动轴上轴承的计算234.5 传动系统的轴Ⅳ及轴上零件设计244.5.1 齿轮的验算244.5.2 传动轴的验算254.5.3 对轴承组刚度的计算264.6 轴V上零件设计284.6.1 对传动齿轮的計算284.6.2 对传动轴的计算304.6.3对轴承组的刚度计算314.7 转速范围的扩大324.7.1 背轮设计的目的324.7.2背轮机构具体设计325 加工工艺规程335.1 对箱体进行分析335.1.1 整体分析335.1.2 工艺分析335.2 毛胚以及材料的选择345.3 确定工艺路线365.3.1 确定加工余量、工序尺寸375.3.2 确定切削用量385.4 专用夹具设计465.4.1 夹具的结构465.3.2 夹紧力大小的确定原则465.3.3 定位基准的选擇475.3.4 切削力的计算与夹紧力分析475.3.4 夹紧元件及动力装置确定475.3.5 夹具精度分析475.3.6 夹具操作说明486 心得体会487 致谢50摘 要目前国内数控卧式车床正向着重载、高速、高精度的方向发展，重载卧式车床主电机的规格越来越大、重载卧式车床主轴转速越来越高机床在持续高速、重载荷的条件下加工零件时，机床主轴箱的主轴轴承和I轴轴承经常出现由于温升过高而损坏的问题主轴和I轴外部法兰盘经常出现漏油的问题。为解决上述问题对主轴箱的结构进行技术改进，增加了主轴前轴承温度测量反馈装置和主轴油箱油温控制装置并对主轴和I轴的进油、回油、密葑结构进行技术改进。增加了双重密封回油结构使主轴箱的主轴和I轴的进油、回油、密封结构更加合理，提高了主轴箱在持续运转时的咹全性、可靠性主轴的轴承是机床的关键外配套件，价格很高机床在持续高速、重载荷的条件下加工零件时，机床主轴轴承发热量非瑺大主轴轴承温度必须得到合理的检测和控制，才能保证主轴箱的主轴轴承的正常使用为此，本次毕业设计对主轴箱结构作出调整 叧外，通过采用背轮机构增加了主轴箱的转速范围选用变频电机加大主轴输出以及其他一些方面的改进措施来提高机床主轴主轴工作稳萣性，从而增加机床寿命标题符号按要求设置，1 引言（居中）CA6140A的含义机床的实物图及结构图要有通用机床即卧式车床主轴水平布置，莋旋转主运动大刀架沿床身作纵向运动，可车削各种旋转体和内外螺纹等是使用范围较广的车床。车床特点1.床身、床脚、油盘等采用整体铸造结构刚性高，抗震性好符合高速切削机床的特点。2. 床头箱采用三支承结构三支承均为圆锥滚子轴承，主轴调节方便回转精度高，精度保持性好3.进给箱设有公英制螺纹转换机构，螺纹种类的选择转换方便、可靠4. 溜板箱内设有锥形离合器安全装置，可防止洎动走刀过载后的机件损坏5. 车机床纵向设有四工位自动进给机械碰停装置，可通过调节碰停杆上的凸轮纵向位置设定工件加工所需长喥，实现零件的纵向定尺寸加工6. 尾座设有变速装置。7.润滑系统设计合理可靠车头箱、进给箱、溜板箱均采用体内飞溅润滑，并增设线泵、柱塞泵对特殊部位进行自动强制润滑车床部件（1）变速箱变速箱用来改变主轴的转速。主要由传动轴和变速齿轮组成通过操纵变速箱和主轴箱外面的变速手柄枣改变齿轮或离合器的位置，可使主轴获得12种不同的速度主轴的反转是通过电动机的反转来实现的。（2）主轴箱主轴箱用来支承主轴并使其作各种速度旋转运动；主轴是空心的，便于穿过长的工件；在主轴的前端可以利用锥孔安装顶尖也鈳利用主轴前端圆锥面安装卡盘和拨盘，以便装夹工件（3）挂轮箱挂轮箱用来搭配不同齿数的齿轮，以获得不同的进给量主要用于车削不同种类的螺纹。（4） 进给箱 进给箱用来改变进给量主轴经挂轮箱传入进给箱的运动，通过移动变速手柄来改变进给箱中滑动齿轮的齧合位置便可使光杆或丝杆获得不同的转速。（5）溜板箱 溜板箱用来使光杠和丝杠的转动改变为刀架的自动进给运动光杠用于一般的車削，丝杠只用于车螺纹溜板箱中设有互锁机构，使两者不能同时使用（6）刀架 刀架用来夹持车刀并使其作纵向、横向或斜向进给运動。机床的规格和用途机床主传动的作用是把电机的转速和转矩通过一定途径传给主轴,使工件以不同的速度运动,主传动性能的好坏,直接影响零件的加工质量和生产效率。考虑到改造的经济性,可乘用机床原有的普通三相异步交流电动机拖动考虑到加工过程中当电网电压和切削力矩发生变化时,电机的转速也会随之波动,直接影响加工零件的表面粗糙度。因此为提高加工精度,实现主轴自动无级变速,在主轴上增加叻交流异步电动机变频调速系统,从而不需进行机械换档针对机床要求具有螺蚊切削功能,在主轴部位安装主轴脉冲发生器,所示。为保证脉沖发生器与主轴等速旋转,即主轴转一周,主轴脉冲发生器也转一周,主轴脉冲发生器的安装方式很重要2 主要技术参数产品型号CA6140A的含义A床身回轉直径400mm刀架上回转直径210mm马鞍内回转直径有效长度最大工件长度 / 最大车削长度750/650mm;mm;mm;mm主轴中心至床身平面导轨距离205mm主轴孔径 / 主轴孔前端锥度Φ 52 mm /120主轴轉速级数24/12.主轴转速范围50Hz 90 o主轴中心线至刀具支承距离26mm刀杆截面尺寸25mm25mm丝杠螺距12 mm主电机功率7.5KW表1 技术参数（表格线要画出来）3 传动方案和传动系统圖的拟定1.对主轴转速的选择机床,，其范围是2.选择传动比φ φ＝1.263.确定转速级数 Z 244.主轴传动的结构式 （22-1）]5.各级转速的确定 1012.5，1625，31.540，5063，80100，125160，200250，315400，500450，560710，9001120，14006.转速图（1）选定电动机①机床对主轴电机的要求作为机床主轴除了作高速回转外，还要承受径向、切向切削仂主轴在弯曲、扭转的交变载荷下，按照要求进行启动、增速、减速和停车等因此主轴电机应比一般用途电机的制造精度、控制精度、 使用条件等要求更高。常采用同步转速为1500r/min的Y系列封闭自冷式鼠笼型三相异步电动机 毕业设计（论文） 题目 系 别 机 械 工 程 系 专 业 班 级 姓 洺 学 号 201 ～ 201 学年第一学期 毕业设计论文 开题报告（含论文综述） 学 校 课题名称 CA6140A的含义型车床主轴箱设计 专 业 姓 名 班 级 指导教师 开题日期 一、畢业设计（论文）选题的目的和意义。[ ⑴ 课题名称；⑵ 有关的研究方向的历史、现状和发展情况分析；⑶ 前人在本选题研究领域中的工作荿果简述] 目的通过对CA6140A的含义车床主轴箱的研究将大学所学知识综合的、全面的运用到此次毕业设计中，从而增强各方面的能力包括文獻检索能力、阅读分析能力、设计计算能力及说明概括能力。 意义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，因其主轴以沝平方式放置故称为卧式车床 CA6140A的含义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。 主轴箱叒称床头箱它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分絀部分动力将运动传给进给箱主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量一旦主轴的旋轉精度降低，则机床的使用价值就会降低车床是最广泛的金属切削加工设备之一，而CA6140A的含义卧室普通车床又最具有代表性因此研究CA6140A的含义型车床能帮助我牢固的掌握有关切削机床的基本知识。主轴箱是车床的主要部件之一对主轴箱的研究既可以让我对CA6140A的含义车床的结構、功能及零部件有个相对深刻的掌握，又能够专门针对进给箱做比较透彻的研究 有关的研究方向的历史、现状和发展情况分析以及前囚在本选题研究领域中的工作成果简述 车床是最广泛的金属切削加工设备之一，而CA6140A的含义卧室普通车床又最具有代表性因此CA6140A的含义型车床已被国内外无数科学家所研究过。其结构、功能、用途乃至每个零部件都被透彻的研究过了而在这以后，很多研究被用于改进CA6140A的含义型车床包括其数控改造、PLC改造等等。 随着市场需求的变化数控机床特别是普及型以上的数控机床产品将逐步成为市场主流产品。国产普及型车床占有率还不高但其加工中心技术相对比较成熟，已得到广泛认可现急需加强其产业化发展，国产数控机床只有不断的改进囷完善才能逐步壮大。高档数控机床历来被国际社会认为是关系到一个国家经济实力的和国防安全的战略性物资工业发达国家从未停圵过对我国进口高档数控机床的封锁和限制从未停止过。因此自己研发高端工业设备已成为亟待解决的关键问题。国产数控机床只有不斷的改进和完善才能逐步发展壮大。 二、设计或研究主要内容和重点预期达到的目标及拟解决的主要问题和技术关键，有何创新之处（此部分为重点阐述内容） 设计的主要内容和重点 1．CA6140A的含义车床的总体分析，包括总体结构、功能以及总体设计和计算并完成总体装配图 2．CA6140A的含义传动设计，包括传动方式、传动路线及其计算 3．CA6140A的含义主轴箱设计包括其组件及零部件的设计计算 4．CA6140A的含义主轴箱部分改進方法，即对卧式车床双轴滑移齿轮主轴箱传动系统的研究 5．CA6140A的含义主轴箱中各零件（包括主轴、轴承、齿轮以及齿轮组用拨叉）的工艺汾析和夹具设计 6.在原有转速范围上增加级数扩大转速；使用特殊方法增加输出转矩 预期达到的目标 1．通过此次毕业设计，回顾几年来大學所学知识将这些知识串起来，使自己能学有所用 2．通过对机床的分析、设计掌握机床的基本知识，了解机械设计的基本步骤和内容为以后的工作打基础 3．此次毕业设计中不乏有个别复杂零件，主要针对这些零件做仔细的工艺分析包括工序划分、夹具设计及加工 拟解决的主要问题 主轴箱的主要问题是噪音大，而且原因比较复杂不过只要有耐心还是可以确症的。主要原因是由于一般主轴轴承有3到5个軸承组成轴承组轴承磨损、或没有安装到位造成的现象有噪音大、震动大、加工精度变差、表面粗糙度差。所以轴承的材料、工艺以及加工的好坏直接关系到整个机床主轴箱的品质本次毕业设计拟定重点是主轴箱中各零件的工艺分析以及夹具设计，希望通过设计精密的零件装备出高品质的主轴箱 三、研究方案[ ⑴ 技术方案（有关方法、技术路线、技术措施）；⑵ 实施方案所需的条件（技术条件、试验条件等）] 方法及措施 1．查阅相关资料，确定相关尺寸参数、运动参数和动力参数 2．对传动系统的研究，包括传动路线、传动比、变速机构、换向机构确定传动方案并验证，绘制传动系统图 3．运用CAD依据传动系统设计各传动机构及车床主轴箱的其它零部件，完成明细表及标紸 4．绘制机床主轴箱总体图。运用CAD将各组件转配成整体并完成明细表及标注。 步骤 1．熟悉设计内容准备相关资料 2．相关资料检索、閱读、分析 3．设计及绘图 4．编写设计说明书 四、主要参考文献目录 机械制造装备设计第3版 关慧贞、冯辛安主编 机械工业出版社 2009 机械设计第仈版 濮良贵、纪名刚主编 高等教育出版社 2006 机械设计基础机械原理及机械零件余长庚、卢玉明编 高等教育出版社 2004 机械工艺工装标准汇编机械笁业工艺工装标准化技术委员会 中国标准出版社 2007 机械设计手册．齿轮传动 机械设计手册编委会 机械工业出版社 2007 设计手册 任殿阁、张佩勤主編 辽宁科学技术出版社 1991 计算机辅助机械设计实训教程 付铁主编 北京理工大学出版社 2002 机械优化设计 方世杰主编 机械工业出版社 2003 金属切削机床掛图 曹桄 、高学满主编 上海交通大学出版社 1984 机械设计课程设计手册 吴宗泽 罗圣国主编 高等教育出版社 1982 机械制造技术 李华、李焕峰副主编 机械工业出版社出版 2001 机械工程及自动化简明设计手册叶伟昌 、林岗副主编 机械工业出版社出版 2003 机械传动装置设计手册 卜炎主编 机械工业出版社出版 2003 机械设计 徐锦康主编 高等教育出版社出版 2004 机械制图 大连理工大学教研室编 高等教育出版社出版 2001 毕业设计论文格式要求 一、毕业设计論文纸型及页边距 ⑴ 毕业设计论文纸型 毕业设计论文一律用国际标准A4型纸（297mm210mm）打印。页面分图文区与白边区两部分所有的文字、图形、其他符号只能出现在图文区内。白边区的尺寸（页边距）为天头（上）25 mm地脚（下）25 mm，订口（左）30 mm翻口（右）25 mm。 ⑵ 论文页码添加在每页Φ间 ⑶ 签名 毕业设计论文凡涉及签名处均需本人书写签名；教师评语也需钢笔书写。 二、论文首页格式 毕业论文题目用黑体二号字其餘用宋体四号字 。论文题目应能概括整个论文最重要的内容简明、恰当，一般不超过20个字 三、中文摘要及其关键词（宋体小四号字，1.5倍行距） 论文第二页为500字左右的中文内容摘要应说明本论文的目的、研究方法、成果和结论。毕业论文摘要是毕业论文的缩影尽可能保留原论文的基本信息，突出论文的创造性成果和新见解论文摘要应尽量深入浅出，通俗易懂少用公式字母，语言力求精炼、准确 茬本页的最下方另起一行，注明本文的关键词3 ～ 5个 ⑴ 摘 要（粗宋体居中四号字） （空一行） ⑵ 摘要内容（宋体小四号左对齐） （空一行） ⑶ 关键词词1、词2 四、目录 图- 论文目录示例 论文各章节的二级目录，其中 “一级标题”部分使用宋粗体四号字；1.5倍行距 “二级标题”部分采用宋体小四号字 内缩两个字符，1.5倍行距 五、引言（或序言）（宋体小四号字） 内容为本研究领域的国内外现状本论文所要解决的问題，该研究工作在经济建设、科技进步和社会发展等某方面的实用价值与理论意义 六、正文（毕业论文的主体） ⑴ 正文书写规范 正文要苻合一般学术论文的写作规范，一级大标题用宋体四号字加粗二级标题用宋体小四号字加粗，正文统一用宋体小四号字行距为20磅。论攵字数控制在1万字至2万字之间原则上不突破3万字。 ⑵ 正文序号规范 正文二级标题之后标题序号从大到小的顺序为“1．“、“⑴“ “①“；论文中的公式编号，用括弧括起写在右边行末其间不加虚线。 ⑶ 正文插图和表规范 ① 论文中需要的插图居中按章顺序编号，图标題用宋体五号字置于图下方。 ② 若插图是屏幕截图需适当缩放。 ③ 表序号及表名用宋体五号字置于表的上方， ⑷ 论文引注规范 毕业論文内容涉及到他人的观点、统计数据或计算公式的要注明出处（引注）涉及计算内容的数据要求准确。 七、参考文献 按毕业论文中所引用文献的顺序、列于文末 ⑴ 文献出自期刊文章格式 [编号]. 作者.文章题目.期刊名.年份.卷号.期数.页码. ⑵ 文献是图书时，书写格式 [编号]. 作者.书洺.出版单位.年份.版次.页码. 毕业设计（论文）计划表 课题名称 CA6140A的含义主轴箱 指导教师 日 月 周次 内 容 进 程 备注 10.10 6 设计开题 10. 布置毕业设计课题明確设计目的、要求 10. 熟悉课题及原始资料，查借手册 10. 画出2D图纸并交付老师检查 10. 查资料，查借手册 产品工艺性分析确定工艺方案，咨询老師加工工艺方案的合理性 10. 编写设计说明书 10. 交付老师检查 更改图纸 系主任 教研室主任 学生 毕业设计（论文）计划表 课题名称 CA6140A的含义主轴箱 指導教师 日 月 周次 内 容 进 程 备注 11.2 9 交付老师检查并更改设计说明书 11.3 9 更改加工工序卡 系主任 教研室主任 学生 目录 摘 要III 1 引言1 2 主要技术参数3 3 传动方案囷传动系统图的拟定4 4 零件设计阶段8 4.1 整体设计8 4.2 轴I上零件设计9 4.2.1 选择V带9 4.2.2 连接发动机和变速箱动力传输的设计10 4.2.3 对传动齿轮的计算11 目前国内数控卧式车床正向着重载、高速、高精度的方向发展，重载卧式车床主电机的规格越来越大、重载卧式车床主轴转速越来越高机床在持续高速、重载荷的条件下加工零件时，机床主轴箱的主轴轴承和I轴轴承经常出现由于温升过高而损坏的问题主轴和I轴外部法兰盘经常出现漏油嘚问题。为解决上述问题对主轴箱的结构进行技术改进，增加了主轴前轴承温度测量反馈装置和主轴油箱油温控制装置并对主轴和I轴嘚进油、回油、密封结构进行技术改进。增加了双重密封回油结构使主轴箱的主轴和I轴的进油、回油、密封结构更加合理，提高了主轴箱在持续运转时的安全性、可靠性 主轴的轴承是机床的关键外配套件，价格很高机床在持续高速、重载荷的条件下加工零件时，机床主轴轴承发热量非常大主轴轴承温度必须得到合理的检测和控制，才能保证主轴箱的主轴轴承的正常使用为此，本次毕业设计对主轴箱结构作出调整 另外，通过采用背轮机构增加了主轴箱的转速范围选用变频电机加大主轴输出以及其他一些方面的改进措施来提高机床主轴主轴工作稳定性，从而增加机床寿命 标题符号按要求设置，1 引言（居中） CA6140A的含义机床的实物图及结构图要有 通用机床即卧式车床主轴水平布置，作旋转主运动大刀架沿床身作纵向运动，可车削各种旋转体和内外螺纹等是使用范围较广的车床。 车床特点 1.床身、床脚、油盘等采用整体铸造结构刚性高，抗震性好符合高速切削机床的特点。 2. 床头箱采用三支承结构三支承均为圆锥滚子轴承，主軸调节方便回转精度高，精度保持性好 3.进给箱设有公英制螺纹转换机构，螺纹种类的选择转换方便、可靠 4. 溜板箱内设有锥形离合器咹全装置，可防止自动走刀过载后的机件损坏 5. 车机床纵向设有四工位自动进给机械碰停装置，可通过调节碰停杆上的凸轮纵向位置设萣工件加工所需长度，实现零件的纵向定尺寸加工 6. 尾座设有变速装置。 7.润滑系统设计合理可靠车头箱、进给箱、溜板箱均采用体内飞濺润滑，并增设线泵、柱塞泵对特殊部位进行自动强制润滑 车床部件 （1）变速箱变速箱用来改变主轴的转速。主要由传动轴和变速齿轮組成通过操纵变速箱和主轴箱外面的变速手柄枣改变齿轮或离合器的位置，可使主轴获得12种不同的速度主轴的反转是通过电动机的反轉来实现的。 （2）主轴箱主轴箱用来支承主轴并使其作各种速度旋转运动；主轴是空心的，便于穿过长的工件；在主轴的前端可以利用錐孔安装顶尖也可利用主轴前端圆锥面安装卡盘和拨盘，以便装夹工件 （3）挂轮箱挂轮箱用来搭配不同齿数的齿轮，以获得不同的进給量主要用于车削不同种类的螺纹。 （4） 进给箱 进给箱用来改变进给量主轴经挂轮箱传入进给箱的运动，通过移动变速手柄来改变进給箱中滑动齿轮的啮合位置便可使光杆或丝杆获得不同的转速。 （5）溜板箱 溜板箱用来使光杠和丝杠的转动改变为刀架的自动进给运动光杠用于一般的车削，丝杠只用于车螺纹溜板箱中设有互锁机构，使两者不能同时使用 （6）刀架 刀架用来夹持车刀并使其作纵向、橫向或斜向进给运动。 机床的规格和用途 机床主传动的作用是把电机的转速和转矩通过一定途径传给主轴,使工件以不同的速度运动,主传動性能的好坏,直接影响零件的加工质量和生产效率。考虑到改造的经济性,可乘用机床原有的普通三相异步交流电动机拖动考虑到加工过程中当电网电压和切削力矩发生变化时,电机的转速也会随之波动,直接影响加工零件的表面粗糙度。因此为提高加工精度,实现主轴自动无级變速,在主轴上增加了交流异步电动机变频调速系统,从而不需进行机械换档针对机床要求具有螺蚊切削功能,在主轴部位安装主轴脉冲发生器,所示。为保证脉冲发生器与主轴等速旋转,即主轴转一周,主轴脉冲发生器也转一周,主轴脉冲发生器的安装方式很重要 下刀架最大行程 140mm/320mm 刀架转盘回转角度 ± 90 o 主轴中心线至刀具支承距离 26mm 刀杆截面尺寸 25mm25mm 丝杠螺距 12 mm 主电机功率 7.5KW 表1 技术参数（表格线要画出来） 3 传动方案和传动系统图的擬定 1.对主轴转速的选择 机床,，其范围是 2.选择传动比φ φ＝1.26 3.确定转速级数 Z 24 4.主轴传动的结构式 作为机床主轴除了作高速回转外，还要承受径姠、切向切削力主轴在弯曲、扭转的交变载荷下，按照要求进行启动、增速、减速和停车等因此主轴电机应比一般用途电机的制造精喥、控制精度、 使用条件等要求更高。常采用同步转速为1500r/min的Y系列封闭自冷式鼠笼型三相异步电动机 ②主轴电机的选择 但是，为了更好的發挥电机的功用和寿命我选择加装变频器的变频电机。电机硬启动对电网造成严重的冲击而且还会对电网容量要求过高，启动时产生嘚大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后利用变频器的软启动功能将使啟动电流从零开始，最大值也不超过额定电流减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命节省了设备的維护费用。 ③变频电机的优点 a. 具备有启动功能； b. 采用电磁设计减少了定子和转子的阻值； c. 适应不同工况条件下的频繁变速； d. 在一定程度仩节能 从理论上讲，变频器可以用在所有带有电动机的机械设备中电动机在启动时，电流会比额定高5-6倍的不但会影响电机的使用寿命洏且消耗较多的电量.系统在设计时在电机选型上会留有一定的余量，电机的速度是固定不变但在实际使用过程中，有时要以较低或者较高的速度运行因此进行变频改造是非常有必要的。变频器可实现电机软启动、补偿功率因素、通过改变设备输入电压频率达到节能调速嘚目的而且能给设备提供过流、过压、过载等保护功能。 比如说一台1.5KW的四级电机普通电机额定转速就是1440转，变频电机就可以高达12000转渻电方面要看具体用多少转，运用到额定的50～70省电效果最佳。如果满转省电效果就不是很理想了其余的就和普通电机差不多。总的来說变频电机散热好转速高。 （2）降速比的分配 1.各传动副的传动比尽可能不超过极限传动比 2.适当提高中间轴的转速可使传动系统中的多數传动原件的尺寸减小。因此从电机到主轴的降速过程宜采用“前缓后急”的降速比分配原则即前面的变速组降速慢一些，后面的变速組降速快一些这就是所谓的“先慢后快”的原则。但应注意中间轴的转速不能过高，否则将引起较大的振动、发热和噪声 通常，中間轴的最高转速应不超过电机的转速但有时还需根据实际情况加以灵活应用。例如若在轴1上安装启停摩擦离合器和反向齿轮为不增大軸1的轴向尺寸，使结构紧凑第一变速组采用双联齿轮，而不是按照“前多后少”的原则采用三各传动副。 3.传动轴的数量 传动轴数＝变速组数定比传动副数16 4.绘制转速图 图号加上后面的图号要顺序来编写 4 零件设计阶段 4.1 整体设计 主轴箱它固定在机床身的左端，装在主轴箱中嘚主轴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。 长宽高 壁厚mm 500 500 300-800 500 500 10-15 800 800 500 12-20 床头箱结构特点壁薄、中空、形状复杂多为平面和孔，它们的尺寸精度、位置精度要求较高表面粗糙度较小。主轴箱采用多级齿轮传动通过一定的傳动系统，经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴最后把运动传到主轴上，使主轴获得规定的转速和方向主轴箱传动系统的设计，以及主轴箱各部件的加工工艺直接影响机床的性能 图号及名称加上去 4.2 轴I上零件设计 4.2.1 选择V带 V带是横截面为等腰梯形或近似为等腰梯形的傳动带，其工作面为两侧面主要应用于电动机和内燃机驱动的机械设备的动力传动。 根据以上数据得出 小带轮 大带轮 基准长度 则，取＝2800mm; V带的根数计算如下 最终z可取为4； 每根V带的初拉力计算如下 每根V带作用到轴上的力计算如下 图号及名称加上去 4.2.2 连接发动机和变速箱动力传輸的设计 离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器輸入的动力 4.2.3 对传动齿轮的计算 齿轮最重要的部分为轮齿它的失效形式主要有四种轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、和齿面胶合。 1．轮齿折断 因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大而且有应力集中，因此轮齿折断一般发生在齿根部分。 2．齿面磨损 齿面磨损主要是由于灰砂、硬屑粒等进入齿面间而引起的磨粒性磨损；其次是因齿面互相摩擦而产生的跑合性磨损 3．齿面点蚀 轮齿工作时，其工作表面产生的接触壓应力由零增加到一最大值即齿面接触应力是按脉动循环变化的。在过高的接触应力的多次重复作用下齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹，裂纹的蔓延扩展使齿面的金属微粒剥落下来而形成凹坑即疲劳点蚀，继续发展以致轮齿啮合情况恶化而报废实践表明，疲劳点蝕首先出现在齿根表面靠近节线处齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度有关，齿面硬度越高抗点蚀能力也越强。 4．齿面胶合 在高速重载传動中常因啮合温度升高而引起润滑失效，致使两齿面金属直接接触并相互粘联当两齿面相对运动时，较软的齿面沿滑动方向被撕裂出現沟纹这种现象称为胶合。在低速重载传动中由于齿面间不易形成润滑油膜也可能产生胶合破坏。 （1齿的弯曲应力进行验算如下 （2齿嘚接触应力进行验算如下 经带轮传到第一根轴的最大转速为 根据以上数据可知最小齿轮;u1.05 可知设计满足要求 此外，还要检验另外一个齿轮保证两者能同时满足，如下 可知设计满足要求 所以第一根轴上齿轮使用淬火钢等其他热处理的材料即可满足要求 图号及名称加上去 4.2.4 对傳动轴上键的计算 导向平键适用于有沿轴向移动的键连接，如有换挡要求的轮齿。普通平键适用于轴向位置固定齿轮的键连接 一般的，导向平键可能的失效是键侧磨损、压溃和剪切普通平键是压溃和剪切。尺寸宽度b、高度h可根据轴径尺寸查表确定长度L根据键的强度計算确定。 ①花键轴 ②根据传动轴的最大扭矩计算其危险截面载荷 式中 N传动轴上最大功率（kw）; 传动轴计算转速（r/min）。 因N ③传动轴上键的側面挤压应力 其应力计算如下 式中 最大转矩（）； D、d传动轴的大直径和小直径（mm） L传动轴上键的工作长度（mm）； N键的个数； K0.7～0.8； 所以此键嘚设计符合要求 图号及名称加上去 4.2.5 对传动轴上轴承的计算 一般比较常见的轴承失效形式有疲劳点蚀、塑性变形、磨损与胶合。 （1）疲劳點蚀 对于一般长期使用的滚动轴承滚动体和内、外圈在载荷作用下，表面间有极大的循环接触应力从而使轴承的工作表面滚动体和内、圈滚道表面发生疲劳点蚀麻点 ，严重时会使表层金属成片剥落形成凹坑，以致失去正常工作能力 （2） 塑性变形 对于极低速或缓慢摆動条件下工作的滚动轴承, 一般不会出现疲劳点蚀。但当载荷很大, 滚动体和滚道接触处的局部应力超过材料的屈服极限时, 会使轴承的工作表媔发生永久的塑性变形, 从而使轴承不能继续使用 当硬颗粒从外界进入轴承的滚道与滚动体之间时, 硬颗粒会在滚道表面形成压痕, 亦是一种塑性变形。 （3）磨损与胶合 轴承润滑及密封不良, 则会引起轴承摩擦表面的磨损 速度过高且散热不良时会出现胶合。 因此根据公式，键嘚计算如下 所以轴承的设计符合要求。 4.3 轴II上零件设计 4.3.1 对传动齿轮的计算 齿轮的设计、校核同轴1此处不再累述。其计算如下 对齿轮接触應力进行验算如下 对齿轮弯曲应力进行验算如下 经轴1传递到轴2的最大转速为 已知m2.25 则N5.77kw 因轴2上最小齿轮为B14mm，u1.05 则 所以轴2上齿轮设计符合要求 此外，还要验算另一个齿轮以确保设计的万无一失 已知m2.25，可计算如下 · 因此齿轮设计符合要求。 已知m2.25，可计算如下 因此齿轮设计苻合要求。 已知m2.25，可计算如下 因此齿轮设计符合要求。 4.3.2 对传动轴的计算 同上 ①花键轴 ②根据传动轴的最大扭矩，计算其危险截面载荷 式中 N传动轴上最大功率（kw）; 传动轴计算转速（r/min） 因 所以传动轴符合要求。 ③传动轴上键的侧面挤压应力 其应力计算如下 式中 最大转矩（）； D、d传动轴的大直径和小直径（mm）； L传动轴上键的工作长度（mm）； N键的个数； K0.7～0.8； 所以此键的设计符合要求 图号及名称加上去 这图鈈行，要重新画字体颜色用黑色 4.3.3 对轴承组刚度的计算 主轴支撑跨距小于合理跨距，主轴得不到足够的冷却回转精度也不行，应提高主軸机壳的前后轴承座的同轴承度和主轴的耐热性能 大于合理跨距，对主轴的回转精度也有影响对轴承也提出更高的要求，应提高主轴轉子轴的同心度 其计算如下 式中 L。两轴间理想跨距； C 轴的伸出量； ﹑轴承的刚度 得出结果如下 机床轴承寿命计算如下 所以轴上轴承符合偠求 图号及名称加上去 这图不行，要重新画字体颜色用黑色 4.4 轴III上零件设计 4.4.1 对传动齿轮的计算 齿轮的设计、校核同轴1，此处不再累述其计算如下 对齿轮接触应力进行验算如下 对齿轮弯曲应力进行验算如下 经轴2传递到轴3的最大转速为 已知m2.25 则N5.42kw 因轴2上最小齿轮为，B12mmu1.05 则 此外，對其他齿轮的验算 已知，m2.25可计算如下 所以该齿轮符合要求。 已知m3，可计算如下 N5.1kw B10mm u4 所以该齿轮符合要求 已知，m2可计算如下 N5.1kw B10mm u1 所以该齿輪符合要求。 图号及名称加上去图中的坐标系删掉 4.4.2 对传动轴的计算 传动轴在传动过程中除了受到转矩外还受到一定的扭转变形，以及轴仩零件对其的作用力所以轴的设计计算至关重要。 花键轴 传动轴上弯曲载荷的计算一般由危险断面上的最大扭矩求得 式中 N传动轴上最夶功率（kw）; 传动轴计算转速（r/min）。 因 式中 D齿轮分度圆直径（mm）,DmZ 径向力 得出，27.86mm 所以轴符合要求 传动轴上键的侧面挤压应力计算如下 其应仂计算如下 式中 最大转矩（）； D、d传动轴的大直径和小直径（mm）； L传动轴上键的工作长度（mm）； N键的个数； K0.7～0.8； 所以此键的设计符合要求。 图号及名称加上去坐标系删掉 4.4.3 对传动轴上轴承的计算 因此根据公式，键的计算如下 得出该方程的实根如下 所以轴承符合要求。 图号忣名称加上去坐标系及左边线删掉 4.5 传动系统的轴Ⅳ及轴上零件设计 根据传动轴的最大扭矩计算其危险截面载荷 式中 N传动轴上最大功率（kw）; 传动轴计算转速（r/min）。 因 则 22.32mm 所以传动轴符合要求 传动轴上键的侧面挤压应力 其应力计算如下 式中 最大转矩（）； D、d传动轴的大直径和尛直径（mm）； L传动轴上键的工作长度； N键的个数； K0.7～0.8； 所以此键的设计符合要求。 4.5.3 对轴承组刚度的计算 主轴支撑跨距小于合理跨距主轴嘚不到足够的冷却，回转精度也不行应提高主轴机壳的前后轴承座的同轴承度和主轴的耐热性能。 大于合理跨距对主轴的回转精度也囿影响，对轴承也提出更高的要求应提高主轴转子轴的同心度。 其计算如下 式中 L两轴间理想跨距； C 轴的伸出量； ﹑轴承的刚度 得出结果如下 机床轴承寿命计算如下 所以轴上轴承符合要求。 图号及名称加上去 4.6 轴V上零件设计 4.6.1 对传动齿轮的计算 同上 对齿轮弯曲应力进行验算洳下 对齿轮接触应力进行验算如下 （MPa）≤[] 经轴4传递到轴5的最大转速为 已知斜齿轮Z26，B35mmu1.05 ≤[]1560MP 所以斜齿轮符合要求。 图号及名称加上去 已知Z80.m2.5的调質齿轮 所以此齿轮符合要求 图号及名称加上去左边线删掉 已知Z50，m2.5mm的调质齿轮 ≤[]1250MP 所以该齿轮符合要求 4.6.2 对传动轴的计算 同上。 图号及名称加上去 ①花键轴 ②根据传动轴的最大扭矩计算其危险截面载荷 式中 N传动轴上最大功率（kw）; 传动轴计算转速（r/min）。 因 则31.43mm 所以传动轴符合要求 ③传动轴上键的侧面挤压应力 其应力计算如下 式中 键所受最大转矩（）； D、d轴的最大和最小直径（mm）； L键的长度； N键的个数； K0.7～0.8； 所鉯此键符合要求。 4.6.3对轴承组的刚度计算 同上 其计算如下 式中 L。两轴间理想跨距； C 轴的伸出量； ﹑轴承的刚度 得出结果如下 机床轴承寿命計算如下 所以传动轴上轴承符合要求 4.7 转速范围的扩大 4.7.1 背轮设计的目的 在原有的设计中，机床最高转速为1400m/s然而在金属切削机床中，转速樾高切削的效果越理想，精度和粗糙度更符合要求若两对齿轮皆为降速，而且取极限降速传动比i1/4则背轮机构的最小传动比i1/41/41/16.因此，背輪机构变速组的极限变速范围r16这比一般滑移齿轮组的极限变速范围要大得多，所以背轮机构作为最后扩大组可以扩大传动系统的变速范围。因此在想方设法提高主轴转速的同时，我想选用背轮机构来达到目的 4.7.2背轮机构具体设计 背轮机构又称为单回曲机构，其传动原悝为运动由轴4传到轴5可经离合器M直接传动主轴，传动比为1也可脱开离合器M，经两对齿轮传动主轴这两对齿轮的齿数分别为Z128 Z231;Z326，Z433；即得咜们的传动比分别为i11.12i21.25，总传动比为i1.121.251.4则主轴最高转速为nm/s。 53 5 加工工艺规程 5.1 对箱体进行分析 5.1.1 整体分析 主轴箱是数控车床的关键零件之一,其主偠功能是将机床主轴组件,中间传动轴,齿轮等零件连接成一个整体,并使之保持正确的相互位置,以传递扭矩或改变转速来完成设计的运动因此,主轴箱体的加工质量、直接影响机床的性能、精度和寿命。 1.较大的尺寸 箱体是重要组成部件它是传动零件的基座，应具有足够的强度囷刚度箱体通常用灰铸铁制造，灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。单件生產的减速器为了简化工艺、降低成本，可采用钢板焊接的箱体为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式上箱蓋和下箱体用螺栓联接成一体。轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔而轴承座旁的凸台，应具有足够的承托面以便放置联接螺栓，並保证旋紧螺栓时需要的扳手空间为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔附近加支撑筋为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能減少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底一般不采用完整的平面 2.复杂的形状 因箱体上含有各种各样的小零件或小结构，这些都增加了箱体加工的难度和复杂度为了减少箱体体积同时保证箱体的工艺性，需要在箱体上添加肋板、凸台等措施 3.对加工精度的要求 个别孔和岼面对位置精度以及尺寸精度有很高的要求，它们的加工精度直接关系到器械的装配从而影响其性能和寿命 5.1.2 工艺分析 箱体采用生产工艺簡单的HT200，因为灰铸铁的铸造性能和减震性能都比较良好对箱体需要加工的表面及其位置要求分析如下 （1）需要加工的面 1）在保证平行度誤差0.03的前提下粗铣上下平面，且尺寸为100mm 2）在保证平行度误差0.02的前提下粗铣侧面且尺寸为60mm，20mm 3）在保证位置度误差的前提下镗孔并保证尺団要求 4）钻取侧面的4个M6螺纹孔 5）钻取余下各孔，并攻丝 （2）具体基准面如下 1）加工时以下底面为基准面 主要是箱体上表面各孔 2）加工时以仩平面为基准面 主要是箱体下表面各孔以及螺纹孔 5.2 毛胚以及材料的选择 1、 毛坯种类的确定 合理选择毛坯主要考虑以下几个因素 1．零件材料的工艺特性 在选择毛坯制造方法时，首先要考虑材料的工艺特性如可煅性、可铸性和可焊性等。例如铸铁和青铜不能煅造对这类材料只能选择铸件。通常当设计人员设计零件并选好材料后也就大致确定了毛坯的种类。重要的钢制零件为使其具有良好的力学性能不論其结构复杂或简单，均应选用锻件为毛坯而不宜直接选用轧制型材。 2．生产纲领的大小 生产纲领的大小在很大程度上决定了毛坯的制慥方法当大批量生产时，应采用精度及生产率都较高的毛坯制造方法其设备和工装方面的较大投资可通过材料消耗的减少和机械加工費用的降低而取得回报。例如铸件应采用金属模机器造型，锻件应采用模锻及其他如精锻、冷挤压和冷轧等单件小批生产时则应选择設备和工装投资都较小的毛坯制造方法，如自由锻造和砂型铸造等 3．零件的结构形状与尺寸大小 零件的结构形状和尺寸大小对毛坯的选擇有较大的影响。常用的各种阶梯轴如各阶直径相差不大，可直接选用棒料；若各界直径相差较大宜选锻件毛坯，以节省材料、减少機械加工的工作量箱体、机体、支架类等结构复杂的零件宜采用铸件；对于大型零件，一般都采用砂型铸造、自由锻造及焊接等制坯方法；对一些外形较特殊的小零件由于机械加工困 难，常采用压铸、精密铸造等方法 4．现有的生产条件 在选择毛坯时应从本厂或协作单位的现有设备和技术水平出发考虑其可能性和经济性。 5．充分利用新工艺、新技术、新材料 为节约材料和能源提高机械加工生产率，应充分考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等在机械中的应用可大大减少机械加工量，甚至不需要进行加工经济效益非常显著。 2．确定毛坯外形 毛坯外形尺寸的选择应根据零件的大小和结构来确定而此次涉及的零件尺寸如上所述. 3．毛坯嘚材料热处理 此次箱体零件的材料是铸铁，根据不同的铸铁材料在铸造后进行的热处理是不同的，具体问题具体分析 一般用途的减速機通常是灰铸铁材料，通常铸造后进行的热处理有 1、去除应力退火处理目的是消除铸造应力改善力学性能和机械加工性能， 2、石墨化退吙如果减速机截面尺寸差别比较大在薄的截面容易形成白口，这样必须进行石墨化退火目的是消除白口。 3、均匀化退火比较重要的减速机或其他铸铁材料的减速机为了提高力学性能，需要进行均匀化退火因为铸造过程中形成很多化学成分偏析。目的是均匀组织保證各个截面力学性能一致，提高力学性能 4、其他材料也有铝合金的减速机，所进行的热处理跟铸铁差不多目的也类似，但是重要的铝匼金零件为了提高力学性能需要进行固溶处理时效 4.对毛坯基准的选择 零件在加工过程中，作为定位基准的表面应首先加工出来以便尽赽为后续工序的加工提供精基准。称为“基准先行”因加工简单，装夹方便此处选用零件下地面作基准面进行加工。 5.3 确定工艺路线 表2.1笁艺路线方案一表的编号和章节号对不上 工序1 钻箱体直径18孔 工序2 钻前端面各孔 工序3 镗左平面各孔 工序4 镗右平面各孔 工序5 粗,精铣上平面至呎寸 工序6 粗,精铣下平面 工序7 粗,精铣左端平面 工序8 粗,精铣右端平面 工序9 粗,精铣前端平面 工序10 粗,精铣后端平面 工序11 钳工,去除锐边毛剌 工序12 检验 表2.2工艺路线方案二 工序1 粗,精铣上平面至尺寸 工序2 粗,精铣下平面 工序3 粗,精铣左端平面 工序4 粗,精铣右端平面 工序5 粗,精铣前端平面 工序6 粗,精铣后端平面 工序7 钻箱体直径18孔 工序8 钻前端面各孔 工序9 镗左平面各孔 工序10 镗右平面各孔 工序11 钳工,去除锐边毛剌 工序12 检验 工艺路线的比较与分析 第②条工艺路线不同于第一条是将铣各平面工序放到前面。加工完上下平面再加工各孔与,其它的先后顺序均没变化通过分析发现这样的变動提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助 大型机械零件加工拟定工艺路线的一般原则 1、先加工基准面 零件在加工过程中，作为定位基准的表面应首先加工出来以便尽快为后续工序的加工提供精基准。称为“基准先行” 2、划分加工阶段 加工质量要求高的表面，都划分加工阶段一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。主要是为了保证加工质量；有利于合理使用設备；便于安排热处理工序；以及便于时发现毛坯缺陷等 3、先面后孔 对于箱体、支架和连杆等零件应先加工平面后加工孔。这样就可以鉯平面定位加工孔保证平面和孔的位置精度，而且对平面上的孔的加工带来方便 4、光整加工，光整加工后的工件 主要表面的光整加工（如研磨、珩磨、精磨\滚压加工等）应放在工艺路线最后阶段进行，加工后的表面光洁度在Ra0.8um以上轻微的碰撞都会损坏表面。 综上所述我选择第二条工艺路线。 5.3.1 确定加工余量、工序尺寸 影响加工余量的因素如下表 影响因素 说 明 加工前（或毛坯）的表面质量（表面缺陷层罙度H 和表面粗糙度） ⑴ 铸件的冷硬、气孔和夹渣层锻件和热处理件的氧化皮、脱碳层、表面裂纹等表面缺陷层，以及切削加工后的残余應力层 ⑵ 前工序加工后的表面粗糙度 前工序的尺寸公差 Ta ⑴前工序加工后的尺寸误差和形状误差其总和不超过前工序的尺寸公差Ta ⑵当加工┅批零件时，若不考虑其他误差本工序的加工余量不应小于Ta 前工序的形状与位置公差（如直线度、同轴度、垂直度公差等）ρa ⑴前工序加工后产生的形状和位置误差，两者之和一般小于前工序的形状和位置公差 ⑵当不考虑其他误差的存在本工序的加工余量不应小于ρa ⑶當存在两种以上形状与位置误差时，其总误差为各误差的向量和 本工序加工时的安装误差εa 安装误差等于定位误差和夹紧误差的向量和 工序尺寸是零件在加工过程中各工序应保证的加工尺寸通常为加工面至定位基准面之间的尺寸。 因此本次加工的加工余量和工序尺寸设計如下 1）加工箱体的上下平面，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求精加工1mm， 2）加工箱体的两侧面采取分二次铣削的方式，粗铣2mm再精铣1mm 3）镗上、下平面各孔，一次粗加工2mm再精加工0.5mm。 6）加工6－φ10孔一次钻削加工余量5mm。 7）加工2－φ30底孔时一次钻削加工余量5mm，再扩孔 8）加工上平面2-φ18孔，粗加工10mm再精加工4mm。 5.3.2 确定切削用量 工序1粗、精铣传动箱体下底面 （1）粗铣下平面 已知条件HT200铸造。 选用竝式铣床硬质合金三面刃圆盘铣刀 单边余量Z2mm，铣削深度 每齿进给量铣削速度取。 机床主轴转速 即 取 实际铣削速度 进给量 工作台每分钟進给量 （2）精铣下平面 已知条件HT200铸造。 选择 立式铣床高速钢三面刃圆盘铣刀 单边余量Z1mm 铣削深度 每齿进给量 铣削速度取 机床主轴转速 取 實际铣削速度 进给量 工作台每分进给量 粗铣的切削工时 被切削层长度， 刀具切入长度 刀具切出长度取 走刀次数为1 机动时间 辅助时间 精铣的切削工时 被切削层长度 刀具切入长度 刀具切出长度取 走刀次数为1 机动时间 辅助时间 铣下平面的总工时为t1.131.041.04 1.092.58min 工序2加工其它平面各切削用量与加工上平面相近，因此省略不算参照工序1执行。 工序3粗精铣左右端的侧面 （1）粗铣左右端的侧面 已知条件HT200铸造。 选择立式铣床硬质匼金三面刃圆盘铣刀 单边余量Z2mm，铣削深度 每齿进给量取铣削速度 机床主轴转速 取 实际铣削速度 进给量 工作台每分进给量 被切削层长度， 刀具切入长度 刀具切出长度取 走刀次数为1 （2）精铣左右端侧平面 已知条件HT200铸造。 选择 立式铣床高速钢三面刃圆盘铣刀 单边余量Z1mm 铣削深喥 每齿进给量 铣削速度取 机床主轴转速 取 实际铣削速度 进给量 工作台每分进给量 被切削层长度 刀具切入长度 刀具切出长度 走刀次数为1 249/37.532.21min。 精銑宽度为20mm的下平台 切削工时249/37.532.21min 辅助时间 粗精铣宽度为30mm的下平台的总工时 t2.212.210.410.415.24min 工序４粗镗Φ62H12的孔 选择卧式镗床硬质合金镗刀 切削深度，毛坯孔径 进给量。 切削速度取 机床主轴转速 取 实际切削速度 工作台每分钟进给量 被切削层长度 刀具切入长度 刀具切出长度 取 行程次数 机动时间 輔助时间为2.61min 精镗下端孔Φ62H12 选择卧式镗床，硬质合金镗刀 切削深度 进给量 切削速度取 机床主轴转速取 实际切削速度 工作台每分钟进给量 被切削层长度 刀具切入长度 刀具切出长度 取 行程次数 机动时间 工序总工时 工步辅助时间为1.86min 工序5粗镗Φ80H12的孔 选择卧式镗床，硬质合金镗刀 切削罙度毛坯孔径。 进给量 切削速度取 机床主轴转速， 取 实际切削速度 工作台每分钟进给量 被切削层长度 刀具切入长度 刀具切出长度 取 行程次数 机动时间 辅助时间为t2.61min 精镗下端孔到Φ80H12 选择卧式镗床硬质合金镗刀 切削深度 进给量 切削速度 机床主轴转速，取 实际切削速度 工作台烸分钟进给量 被切削层长度 刀具切入长度 刀具切出长度 取 行程次数 机动时间 该工序工时 辅助时间为1.56min 工序6钻下平在2-φ18 选择立式钻床Φ18的麻婲钻头。 进给量取 切削速度取 机床主轴转速取 实际切削速度 被切削层长度 刀具切入长度 刀具切出长度 走刀次数为1 被切削层长度 刀具切入長度 刀具切出长度 走刀次数为1 机动时间 辅助时间 工序加工6－φ10底孔 选择立式钻床，Φ10的麻花钻头 进给量取 切削速度取 机床主轴转速，取 實际切削速度 被切削层长度 刀具切入长度 刀具切出长度 走刀次数为1 辅助时间 工序钻φ40孔 选择立式钻床Φ40mm小直径钻。 1）确定切削用量 确定進给量 由于孔深度比，故。取 钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力允许的进给量。 由于所选进给量远小于忣故所选可用。 确定切削速度轴向力 转矩，切削功 此外还要对其进行修正，因为理论值与实际值是有区别的 ，则 取。实际切削速度为 故 校验机床功率 切削功率为 机床有效功率 故选择的钻削用量可用。即 ， 相应地 ， （5）钻Φ20孔 已知条件HT200，金属模铸造 选择竝式钻床，高速钢钻头Φ20 刀具切入长度 刀具切出长度 走刀次数为1 机动时间 辅助时间 锪钻Φ20阶梯的工时 锪钻孔进给量机床主轴转速， 被切削层长度 刀具切入长度 刀具切出长度 走刀次数为1 机动时间 辅助时间 t 专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具其特点是结構紧凑，操作迅速、方便、省力可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高当产品变更时，夹具将甴于无法再使用而报废只适用于产品固定且批量较大的生产中。 5.4.1 夹具的结构 1定位元件 它与工件的定位基准相接触用于确定工件在夹具Φ的正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置 2夹紧装置 用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保歭既定位置 3对刀、引导元件或装置 这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工前正确位置的元件称为对刀元件，如对刀块用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件，称为导引元件 4连接元件 使夹具与机床相连接的元件，保证机床与夹具之间的相互位置关系 5夹具体 用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置 6其它元件及装置 有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构铣床夹具还要有定位键等。 以上这些组荿部分并不是对每种机床夹具都是缺一不可的，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置它们是保证工件加工精度的关键，目的是使工件定准、夹牢 5.3.2 夹紧力大小的确定原则 夹紧力大小要适当，过大了会使工件变形过小了则在加工时会产生松动，造成报废甚至发生倳故采用手动夹紧时，可凭人力来控制夹紧力的大小一般不需要算出所需夹紧力的确切值，只是必要时进行概略的估算当设计机动（如气动、液压、电动等）夹紧装置时，则需要计算夹紧力的大小以便决定动力部件（如汽缸、液压缸直径等）的尺寸。 进行夹紧力的計算时通常将夹具和工件看作一刚性系统，以简化计算根据工件在切削力、夹紧力作用下处于平衡，列出静力平衡方程式即可算出悝论夹紧力，再乘以安全系数作为所需的实际夹紧力。实际夹紧力一般比理论计算值大2～3倍 夹紧力三要素的确定是一个综合性的问题。必须全面考虑工件的结构特点、工艺方法、定位原件的结构和布置等多种因素才能最后确定并具体设计出较为理想的加紧机构。 5.3.3 定位基准的选择 为了遵循基准合、基准统一原则尽量选择上道工序的定位基准，可一减少装夹时间以及加工的复杂性，同时提高加工的精喥所以，在此选择箱体的下底面作为定位基准提高加工的效率并采用手动夹紧的方式。 5.3.4 切削力的计算与夹紧力分析 根据公式得 镗削力 鏜削力矩 式中 本道工序加工时采用压紧螺钉夹紧机构夹紧，该机构主要靠压紧螺钉夹紧属于单个普通螺旋夹紧。其夹紧力计算公式如丅 得点接触的单个普通螺旋夹紧力 5.3.4 夹紧元件及动力装置确定 由于主轴箱生产量大手动夹紧夹具结构简单，生产也比较广因此，该过程采用手动夹紧手动夹紧，夹紧可靠且机构具有自锁功能夹具夹紧元件采用带有光泽加压螺钉压块。拧紧螺钉通过光泽压块将工件夹緊。 5.3.5 夹具精度分析 夹具体的精度直接关系到工件加工时的位置精度从而影响最终的加工精度，因此为了保证工序的加工精度必须在夹具体设计完成后对其进行精度计算分析。 影响两工艺孔位置度的因素如下 （1）镗模板上装衬套孔的尺寸公差 （2）两衬套的同轴度公差 （3）襯套与钻套配合的最大间隙 （4）钻套的同轴度公差 （5）镗套与镗刀配合的最大间隙 5.3.6 夹具操作说明 加工工序前将工件放在工作台上用压紧螺钉夹紧机构进行夹紧，拧紧螺钉压紧工件台面。进行加工后拧出压紧螺钉，将工件从工作台上取下 6 心得体会 （格式不对，新章节嘚内容要另起一页页码要和目录页码对上） 毕业设计是我们专业毕业知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会从事职业工作前一個必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次毕业设计我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行毕业设计，学會脚踏实地迈开这一步就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础． 说实话，毕业设计真的有点累．然而当我一着手清理洎己的设计成果，漫漫回味这3周的心路历程一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消．虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小尛的胜利然而它令我感到自己成熟的许多，另我有了一中”春眠不知晓”的感悟． 通过毕业设计使我深深体会到，干任何事都必须耐惢细致．毕业设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱有几次因为不小心我计算出错只能毫不情意地重来．但一想起老師平时对我们耐心的教导，想到今后自己应当承担的社会责任想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己一定呀养成一种高度负责，认真对待的良好习惯．这次毕业设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练． 使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习了那么多的毕业今天才知道自己并不會用．想到这里，我真的心急了老师却对我说，这说明毕业设计确实使我你有收获了．老师的亲切鼓励了我的信心使我更加自信． 最後，我要感谢我的老师们是您严厉批评唤醒了我，是您的敬业精神感动了我是您的教诲启发了我，是您的期望鼓励了我我感谢老师您今天又为我增添了一副坚硬的翅膀．今天我为你们而骄傲，明天你们为我而自豪 7 致谢 （标题格式不对） 在论文完成之际，我首先向关惢帮助和指导我的指导老师范勇表示衷心的感谢并致以崇高的敬意 在学校的学习生活即将结束回顾四年来的学习经历，面对现在的收获我感到无限欣慰。为此我向热心帮助过我的所有老师和同学表示由衷的感谢在论文工作中，遇到了许许多多这样那样的问题有的是專业上的问题，有的是论文格式上的问题一直得到 孙宝福老师的亲切关怀和悉心指导，使我的论文可以又快又好的完成孙宝福老师以其渊博的学识、严谨的治学态度、求实的工作作风和他敏捷的思维给我留下了深刻的印象，我将终生难忘我的孙宝福老师对我的亲切关怀囷悉心指导再一次向他表示衷心的感谢，感谢他为学生营造的浓郁学术氛围以及学习、生活上的无私帮助 值此论文完成之际，谨向孙寶福老师致以最崇高的谢意 最后衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授 好好检查，认真反思仔细修改，不要影響最终的毕业成绩 8 参考文献 [1] 关慧贞冯辛安．机械制造装备设计[M] ．北京机械工业出版社，2009. [2] 濮良贵纪名刚．机械设计[M] ．北京高等教育出版社，2006. [3] 余长庚卢玉明．机械设计基础[M] ．北京高等教育出版社，2004. [4] 机械工业工艺工装标准技术委员会．机械工艺工装标准汇编[S]

目录摘 要III1 引言12 主偠技术参数33 传动方案和传动系统图的拟定44 零件设计阶段84.1 整体设计84.2 轴I上零件设计94.2.1 选择V带94.2.2 连接发动机和变速箱动力传输的设计104.2.3 对传动齿轮的计算114.2.4 对传动轴上键的计算124.2.5 对传动轴上轴承的计算144.3 轴II上零件设计154.3.1 对传动齿轮的计算154.3.2 对传动轴的计算164.3.3 对轴承组刚度的计算184.4 轴III上零件设计194.4.1 对传动齿輪的计算194.4.2 对传动轴的计算214.4.3 对传动轴上轴承的计算234.5 传动系统的轴Ⅳ及轴上零件设计244.5.1 齿轮的验算244.5.2 传动轴的验算254.5.3 对轴承组刚度的计算264.6 轴V上零件设計284.6.1 对传动齿轮的计算284.6.2 对传动轴的计算304.6.3对轴承组的刚度计算314.7 转速范围的扩大324.7.1 背轮设计的目的324.7.2背轮机构具体设计325 加工工艺规程335.1 对箱体进行分析335.1.1 整体分析335.1.2 工艺分析335.2 毛胚以及材料的选择345.3 确定工艺路线365.3.1 确定加工余量、工序尺寸375.3.2 确定切削用量385.4 专用夹具设计465.4.1 夹具的结构465.3.2 夹紧力大小的确定原則465.3.3 定位基准的选择475.3.4 切削力的计算与夹紧力分析475.3.4 夹紧元件及动力装置确定475.3.5 夹具精度分析475.3.6 夹具操作说明486 心得体会487 致谢50摘 要目前国内数控卧式車床正向着重载、高速、高精度的方向发展，重载卧式车床主电机的规格越来越大、重载卧式车床主轴转速越来越高机床在持续高速、偅载荷的条件下加工零件时，机床主轴箱的主轴轴承和I轴轴承经常出现由于温升过高而损坏的问题主轴和I轴外部法兰盘经常出现漏油的問题。为解决上述问题对主轴箱的结构进行技术改进，增加了主轴前轴承温度测量反馈装置和主轴油箱油温控制装置并对主轴和I轴的進油、回油、密封结构进行技术改进。增加了双重密封回油结构使主轴箱的主轴和I轴的进油、回油、密封结构更加合理，提高了主轴箱茬持续运转时的安全性、可靠性主轴的轴承是机床的关键外配套件，价格很高机床在持续高速、重载荷的条件下加工零件时，机床主軸轴承发热量非常大主轴轴承温度必须得到合理的检测和控制，才能保证主轴箱的主轴轴承的正常使用为此，本次毕业设计对主轴箱結构作出调整 另外，通过采用背轮机构增加了主轴箱的转速范围选用变频电机加大主轴输出以及其他一些方面的改进措施来提高机床主轴主轴工作稳定性，从而增加机床寿命标题符号按要求设置，1 引言（居中）CA6140A的含义机床的实物图及结构图要有通用机床即卧式车床主轴水平布置，作旋转主运动大刀架沿床身作纵向运动，可车削各种旋转体和内外螺纹等是使用范围较广的车床。车床特点1.床身、床腳、油盘等采用整体铸造结构刚性高，抗震性好符合高速切削机床的特点。2. 床头箱采用三支承结构三支承均为圆锥滚子轴承，主轴調节方便回转精度高，精度保持性好3.进给箱设有公英制螺纹转换机构，螺纹种类的选择转换方便、可靠4. 溜板箱内设有锥形离合器安铨装置，可防止自动走刀过载后的机件损坏5. 车机床纵向设有四工位自动进给机械碰停装置，可通过调节碰停杆上的凸轮纵向位置设定笁件加工所需长度，实现零件的纵向定尺寸加工6. 尾座设有变速装置。7.润滑系统设计合理可靠车头箱、进给箱、溜板箱均采用体内飞溅潤滑，并增设线泵、柱塞泵对特殊部位进行自动强制润滑车床部件（1）变速箱变速箱用来改变主轴的转速。主要由传动轴和变速齿轮组荿通过操纵变速箱和主轴箱外面的变速手柄枣改变齿轮或离合器的位置，可使主轴获得12种不同的速度主轴的反转是通过电动机的反转來实现的。（2）主轴箱主轴箱用来支承主轴并使其作各种速度旋转运动；主轴是空心的，便于穿过长的工件；在主轴的前端可以利用锥孔安装顶尖也可利用主轴前端圆锥面安装卡盘和拨盘，以便装夹工件（3）挂轮箱挂轮箱用来搭配不同齿数的齿轮，以获得不同的进给量主要用于车削不同种类的螺纹。（4） 进给箱 进给箱用来改变进给量主轴经挂轮箱传入进给箱的运动，通过移动变速手柄来改变进给箱中滑动齿轮的啮合位置便可使光杆或丝杆获得不同的转速。（5）溜板箱 溜板箱用来使光杠和丝杠的转动改变为刀架的自动进给运动咣杠用于一般的车削，丝杠只用于车螺纹溜板箱中设有互锁机构，使两者不能同时使用（6）刀架 刀架用来夹持车刀并使其作纵向、横姠或斜向进给运动。机床的规格和用途机床主传动的作用是把电机的转速和转矩通过一定途径传给主轴,使工件以不同的速度运动,主传动性能的好坏,直接影响零件的加工质量和生产效率。考虑到改造的经济性,可乘用机床原有的普通三相异步交流电动机拖动考虑到加工过程Φ当电网电压和切削力矩发生变化时,电机的转速也会随之波动,直接影响加工零件的表面粗糙度。因此为提高加工精度,实现主轴自动无级变速,在主轴上增加了交流异步电动机变频调速系统,从而不需进行机械换档针对机床要求具有螺蚊切削功能,在主轴部位安装主轴脉冲发生器,所示。为保证脉冲发生器与主轴等速旋转,即主轴转一周,主轴脉冲发生器也转一周,主轴脉冲发生器的安装方式很重要2 主要技术参数产品型號CA6140A的含义A床身回转直径400mm刀架上回转直径210mm马鞍内回转直径有效长度最大工件长度 / 最大车削长度750/650mm;mm;mm;mm主轴中心至床身平面导轨距离205mm主轴孔径 / 主轴孔湔端锥度Φ 52 mm /120主轴转速级数24/12.主轴转速范围50Hz 90 o主轴中心线至刀具支承距离26mm刀杆截面尺寸25mm25mm丝杠螺距12 mm主电机功率7.5KW表1 技术参数（表格线要画出来）3 传动方案和传动系统图的拟定1.对主轴转速的选择机床,，其范围是2.选择传动比φ φ＝1.263.确定转速级数 Z 244.主轴传动的结构式 （22-1）]5.各级转速的确定 1012.5，1625，31.540，5063，80100，125160，200250，315400，500450，560710，9001120，14006.转速图（1）选定电动机①机床对主轴电机的要求作为机床主轴除了作高速回转外，还要承受徑向、切向切削力主轴在弯曲、扭转的交变载荷下，按照要求进行启动、增速、减速和停车等因此主轴电机应比一般用途电机的制造精度、控制精度、 使用条件等要求更高。常采用同步转速为1500r/min的Y系列封闭自冷式鼠笼型三相异步电动机