车床主传动系统设计毕业设计

郑州科技学院

机 械 制 造 装 备 设 计

课程设计说明书

设计题目: 车床的主传动系统设计

院 系：机械工程学院

专 业：机械设计制造及其自动化专业 班 级：12级机制十五班 学 号：201233460 姓 名：霍道义 指导老师：刘 军

日 期：2015年12月18日

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郑州科技学院

车床的主传动系统设计任务书

姓名 霍道义 学号 201233460 专业 机制本 班级 15班

最大加工直径为250mm的普通车床的主轴箱部件设计 原始数据：

主要技术参数 主电动机功率P/kw 最大转速 最小转速 公比 工件材料：钢铁材料。 刀具材料：硬质合金。 设计内容：

1）运动设计：根据给定的转速范围及公比确定变速级数，绘制结构网、转速图、传动系统图，计算齿轮齿数。

2）动力计算：选择电动机型号及转速，确定各传动件的计算转速，对主要零件（如带、齿轮、主轴、传动轴、轴承等）进行计算（初算和验算）。 3）绘制下列图纸：

① 机床主传动系统图（画在说明书上）。 ② 主轴箱部件展开图及主要剖面图。 ③ 主轴零件图。 4）编写设计说明书1份。

2

题目 4 2500 112 1.41 郑州科技

普通车床主轴箱设计

课 程 设 计

专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 082215H 学生姓名 王飞 学 号 200822010534 课 题 车床主轴箱设计 指导教师 贾育秦

2012 年 3 月 5 日

第 1 页 共 48 页

普通车床主轴箱设计

目录

目录................................................................................................................................ 2 2．设计计算.................................................................................................................. 4 2

普通车床主轴箱设计

课 程 设 计

专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 082215H 学生姓名 王飞 学 号 200822010534 课 题 车床主轴箱设计 指导教师 贾育秦

2012 年 3 月 5 日

第 1 页 共 48 页

普通车床主轴箱设计

目录

目录................................................................................................................................ 2 2．设计计算.................................................................................................................. 4 2

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数控车床传动机构设计

姓 名： 吴润春

专 业： 机械制造及自动化

班 级： 11级机械制造及自动化

指导教师： 王 永 成

目 录

摘 要 ......................................................... Ⅰ 目 录 ......................................................... Ⅱ 第一章 绪论 .................................................... 1 1.1 数控车床主传动系统的要求 .................................. 1 1.2 数控车床主传动系统方式 .................................... 1 1.3国内外数控车床主传动系统的发展 ............................. 2

本科毕业设计（论文）通过答辩

机床主传动系统设计

多轴箱是组合机床的重要专用部件。它是根据加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置、切削用量和主轴类型设计的传递各主轴运动的动力部件。其动力来自通用的动力箱，与动力箱一起安装于进给滑台，可完成钻扩铰镗孔等加工工序。

通用主轴箱采用标准主轴，借助导向套引导刀具来保证被加工孔的位置精度。

5.1 大型主轴箱的组成

大型通用主轴箱由通用零件如箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等组成。有箱体、前盖、后盖、上盖、侧盖等为箱体类零件；主轴、传动轴、手柄轴、传动齿轮、动力箱或电动机齿轮等为传动类零件；叶片泵、分油器、注油标、排油塞、油盘和防油套等为润滑及防油元件。

5.2 多轴箱通用零件

1．

通用箱体类零件 箱体材料为HT200，前、后、侧盖等材料为HT150。

多轴箱的标准厚度为180mm，前盖厚度为55mm，后盖厚度为90mm。 2．

通用主轴

1) 滚锥轴承主轴 2) 滚针轴承主轴

3) 滚珠轴承主轴：前支承为推力球轴承、后支承为向心球轴承或圆锥滚子

轴承。因推力球轴承设置在前端，能承受单方向的轴向力，适用于钻孔主轴。 3．

通用传动轴

通用传动轴一般用45＃钢，调质T235；滚针轴承传动轴用2

第一章 概论

一、数控系统发展简史

1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。

二、国内数控机床状况分析

（一）国内数控机床现状

近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中，除少量机床以FMS模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。 2001年，我国机床工业产值已进入世界第5名，机床消费额在世界排名上升到第3位，达47.39亿美元，仅次于美国的53.67亿美元，消费额比上一年增长25%。但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，2001年进口机床跃升至世界第2位，达24.06亿美元，比上年增长27.3%。 近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床、数控磨床、数控

第一章 概论

一、数控系统发展简史

1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。

二、国内数控机床状况分析

（一）国内数控机床现状

近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中，除少量机床以FMS模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。 2001年，我国机床工业产值已进入世界第5名，机床消费额在世界排名上升到第3位，达47.39亿美元，仅次于美国的53.67亿美元，消费额比上一年增长25%。但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，2001年进口机床跃升至世界第2位，达24.06亿美元，比上年增长27.3%。 近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床、数控磨床、数控

第四章 主传动部分改造与设计

在改造设计之前，让我们先来看一下数控机床主传动与普通机床相比所具有的特点： 1）采用调速电机驱动，以满足主轴根据数控指令进行自动变速的需要； 2）传动路线短，从而简化了主传动系统机械结构； 3）转速高、功率大；

数控机床的主传动系统除应满足普通机床传动要求外，还应满足如下要求： 1具有更大的调速范围，并实现无极调速。 数控机床就要为了保证加工时能选用合○

理的切削用量，充分发挥刀具的切削性能，从而获得最高的生产效率、加工精度和表面质量，必须有更高的转速和更多的调速范围。为了适应各种工序和各种加工材质的要求，主运动的调速范围还应进一步扩大。

②具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪声低。 数控机床加工精度的提高，与主传动系统的刚度密切相关。为此，应提高传动件的制造精度与刚度，齿轮齿面进行高频感应加热淬火增加耐磨性；最后一级采用斜齿轮传动，使传动平稳；采用高精度轴承及合理 的支承跨距等，以提高主轴件的刚性。

③具有良好的抗振性和热稳定性。 数控机床上一般既要进行粗加工，又要精加工；加工时可能由于断续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡以及切削过程中的自激振动等原因引起的冲击力或交变力的干扰，使主轴产生振动，影响加工精度和

第四章 主传动部分改造与设计

在改造设计之前，让我们先来看一下数控机床主传动与普通机床相比所具有的特点： 1）采用调速电机驱动，以满足主轴根据数控指令进行自动变速的需要； 2）传动路线短，从而简化了主传动系统机械结构； 3）转速高、功率大；

数控机床的主传动系统除应满足普通机床传动要求外，还应满足如下要求： 1具有更大的调速范围，并实现无极调速。 数控机床就要为了保证加工时能选用合○

理的切削用量，充分发挥刀具的切削性能，从而获得最高的生产效率、加工精度和表面质量，必须有更高的转速和更多的调速范围。为了适应各种工序和各种加工材质的要求，主运动的调速范围还应进一步扩大。

②具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪声低。 数控机床加工精度的提高，与主传动系统的刚度密切相关。为此，应提高传动件的制造精度与刚度，齿轮齿面进行高频感应加热淬火增加耐磨性；最后一级采用斜齿轮传动，使传动平稳；采用高精度轴承及合理 的支承跨距等，以提高主轴件的刚性。

③具有良好的抗振性和热稳定性。 数控机床上一般既要进行粗加工，又要精加工；加工时可能由于断续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡以及切削过程中的自激振动等原因引起的冲击力或交变力的干扰，使主轴产生振动，影响加工精度和

第四章 主传动部分改造与设计

在改造设计之前，让我们先来看一下数控机床主传动与普通机床相比所具有的特点： 1）采用调速电机驱动，以满足主轴根据数控指令进行自动变速的需要； 2）传动路线短，从而简化了主传动系统机械结构； 3）转速高、功率大；

数控机床的主传动系统除应满足普通机床传动要求外，还应满足如下要求： 1具有更大的调速范围，并实现无极调速。 数控机床就要为了保证加工时能选用合○

理的切削用量，充分发挥刀具的切削性能，从而获得最高的生产效率、加工精度和表面质量，必须有更高的转速和更多的调速范围。为了适应各种工序和各种加工材质的要求，主运动的调速范围还应进一步扩大。

②具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪声低。 数控机床加工精度的提高，与主传动系统的刚度密切相关。为此，应提高传动件的制造精度与刚度，齿轮齿面进行高频感应加热淬火增加耐磨性；最后一级采用斜齿轮传动，使传动平稳；采用高精度轴承及合理 的支承跨距等，以提高主轴件的刚性。

③具有良好的抗振性和热稳定性。 数控机床上一般既要进行粗加工，又要精加工；加工时可能由于断续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡以及切削过程中的自激振动等原因引起的冲击力或交变力的干扰，使主轴产生振动，影响加工精度和