主轴设计手册

2014届机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）

1 概述

主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统，它应具有一定的转速（速度）和一定的变速范围，以便采用不同材料的刀具，加工不同的材料，不同尺寸，不同要求的工件，并能方便的实现运动的开停，变速，换向和制动等。

数控机床主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通机床的主传动系统相比在结构上比较简单，这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担，剩去了复杂的齿轮变速机构，有些只有二级或三级齿轮变速系统用以扩大电动机无级调速的范围。

1.1数控机床主传动系统的特点

与普通机床比较，数控机床主传动系统具有下列特点：

（1）转速高、功率大。它能使数控机床进行大功率切削和高速切削，实现高效率加工。 （2）变速范围宽。数控机床的主传动系统有较宽的调速范围，一般Ra>100，以保证加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。

（3）主轴变速迅速可靠，数控机床的变速是按照控制指令自动进行的，因此变速机构必须适应自动操作的要求。由于直流和交流主轴电动机的调速系统日趋完善，所以不仅能够方便地实现宽范围无级变速，而且减少了中间传递环节，提高了变速控制的可靠性。

数控机床主轴,刀具系统等设计

数控机床设计与分析 主轴单元设计主编：苟卫东

青海一机数控机床有限责任公司 2011年12月5日

数控机床主轴,刀具系统等设计

课程內容 概述 主轴结构 主轴 轴承 刀具系统 冷却系统 润滑系统 密封系统 主轴电机

课 程 內 容

数控机床主轴,刀具系统等设计

概 述加工中心市场需求3C 模具航钛轻合金高速钻孔攻丝，轻切削面铣 1mm以下小孔径钻孔

高速硬钢材加工，曲面加工

高速铣削，曲面加工

高精度

汽机车一般加工

高速铣削，钻孔，攻丝 精密镗孔

高效率钻孔，攻丝，面铣，镗孔

数控机床主轴,刀具系统等设计

概 述数控机床高速切削关键技术轻量化高刚性结构

工艺(规程，夹具)高速，高精度 切削

控制器

CAD/CAM

刀具技术

进给系统

主轴系统

数控机床主轴,刀具系统等设计

概

述

主轴为数控机床进行加工时，直接带动刀具 或工件旋转，进行切削、磨削..等加工程序之重要 单元。 –带动工件旋转，如车床。 –带动刀具旋转，如铣床。

精度

速度

刚度

数控机床主轴,刀具系统等设计

概 述主轴设计之性能指标主轴刚性:径向与轴向 最高转速: 安全持续运转极限转速 主轴功率:连续输出额定功率与最大功率

影响刚度与转速的因素主轴系统 轴承系统

刚性

轴承系统

转速

润滑系统冷却系

1 前言

1.1 研究目的及意义

机械制造业作为一个传统领域已发展了很多年，积累了很多理论和实践的经验，但在21世纪随着微电子、计算机、通信、网络、信息、自动化等科学技术的迅猛发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求愈来愈强烈。作为已深入到各行各业中并成为了基础工业的机械制造业正面临着严峻的挑战。目前，随着全球制造业市场的逐渐形成，国际间的经济贸易交往和合作更加频繁紧密，竞争也愈来愈激烈，对于制造业来说，竞争的核心是新产品和现代先进制造业技术的竞争。本次毕业设计通过对 C620 车床主轴设计的研究由浅入深了解现代的机械制造技术，为今后的工作打下一个坚实的基础。

1.2国内外研究现状

机械制造技术是研究产品的设计、生产、加工、制造、使用、维修等整个过程的工程学科，以提高质量、效益、竞争力为目标，包含物质流、信息流和能量流的完整系统工程。目前，我国已加入WTO，机械制造业正面临着巨大的挑战与新的机遇。因此，我国机械制造业不能单纯的沿着以前的轨道和其机构为基础采用专用机床、专用夹具、专用刀具组成的流水式生产线，而是要全面拓展，面向五化发展即全球化、网络化、虚拟化、自动化和绿色化。

现代制造业技术的发展过程由于其本身是针对一定的应用目标不断

题目2：

′

N=3KW, nmin=35.5rpm, ?=1.26,1.58 X0=4 Z=12 Dmax=

320mm.

一：选择结构式

单公比时,根据“前多后少”和“前密后疏”的原则选择结构式：12=3[1]×2[3]×3[6] 基本组级比指数改为5。 12=3[5]×2[3]×3[6]

由于扩大组的变速超过了变速范围， 修改变速顺序为12=2[5]×3[3]×2[6]。

调整级比指数获得合适的转速数列：12=2[5]×3[3]×2[6]。 二：验证最后扩大组的变速。

变速范围r= 6?（2?1）=4。在允许的范围内。

三：确定是否需要增加降速的定比传动副。 总降速比为35.5/1450约等于1/48。

三个变速组最小的传动比都为1/4总降速比为1/64，无需增加降速的传动比，为了让中间的变速组降速缓慢，减小结构的径向尺寸，在变速组的最前面增加带轮?19.5/ ?50。

四：拟定转速图如下：

05020902高智韬

1

五：确定齿轮齿数。

一轴到二轴：Z1/Z2=1.26 Z3/Z4=1/2.52

二轴到三轴：Z5/Z6=1 Z7/Z8=1/1.58 Z9/Z10=1/2.52 三轴到四轴：Z11/Z12=1.

中北大学课程设计说明书

目 录

1.概述 ....................................................................... 2 1.1机床课程设计的目的` ..................................................... 2 1.2机床主要参数 ............................................................ 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 ..........................................................

题目2：

′

N=3KW, nmin=35.5rpm, ?=1.26,1.58 X0=4 Z=12 Dmax=

320mm.

一：选择结构式

单公比时,根据“前多后少”和“前密后疏”的原则选择结构式：12=3[1]×2[3]×3[6] 基本组级比指数改为5。 12=3[5]×2[3]×3[6]

由于扩大组的变速超过了变速范围， 修改变速顺序为12=2[5]×3[3]×2[6]。

调整级比指数获得合适的转速数列：12=2[5]×3[3]×2[6]。 二：验证最后扩大组的变速。

变速范围r= 6?（2?1）=4。在允许的范围内。

三：确定是否需要增加降速的定比传动副。 总降速比为35.5/1450约等于1/48。

三个变速组最小的传动比都为1/4总降速比为1/64，无需增加降速的传动比，为了让中间的变速组降速缓慢，减小结构的径向尺寸，在变速组的最前面增加带轮?19.5/ ?50。

四：拟定转速图如下：

05020902高智韬

1

五：确定齿轮齿数。

一轴到二轴：Z1/Z2=1.26 Z3/Z4=1/2.52

二轴到三轴：Z5/Z6=1 Z7/Z8=1/1.58 Z9/Z10=1/2.52 三轴到四轴：Z11/Z12=1.

长 沙 学 院

CHANGSHA UNIVERSITY

课程设计资料

课 程 题 目： 普通车床主轴设计

系 部： 机电工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 黄 志 强 班 级： 四 学号 2010011420 指导教师姓名： 陈蕾 职称 教授 最终评定成绩 ：

长沙学院教务处 二零一三年十二月制

第 1 页 共 70 页

第 2 页 共 70 页

摘要

普通中型车床主轴箱设计，主要包括三方面的设计，即：根据设计题目所给定的机床用途、规格、主轴极限转速、转速数列公比或级数，确定其他有关运动参数，选定主轴各级转速值；通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构网，拟定转速图；确定齿轮齿数及带轮直径；绘制传动系统图。其次，根据机床类型和电动机功率，确定主轴及各传动件的计算转速，初定传动轴直径、齿轮模

长 沙 学 院

CHANGSHA UNIVERSITY

课程设计资料

课 程 题 目： 普通车床主轴设计

系 部： 机电工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 黄 志 强 班 级： 四 学号 2010011420 指导教师姓名： 陈蕾 职称 教授 最终评定成绩 ：

长沙学院教务处 二零一三年十二月制

第 1 页 共 70 页

第 2 页 共 70 页

摘要

普通中型车床主轴箱设计，主要包括三方面的设计，即：根据设计题目所给定的机床用途、规格、主轴极限转速、转速数列公比或级数，确定其他有关运动参数，选定主轴各级转速值；通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构网，拟定转速图；确定齿轮齿数及带轮直径；绘制传动系统图。其次，根据机床类型和电动机功率，确定主轴及各传动件的计算转速，初定传动轴直径、齿轮模

课程设计说明书

1 引言

本文我将对X6132卧式铣床的传动轴轴进行加工（大批量生产）。车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。

主轴是车床的关键零件之一，其前端直接与夹具（卡盘、顶尖等）相连接用以夹持并带动工件旋转完成表面成型运动。主轴加工的主要问题是如何保证主轴支承轴颈的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度，主轴前端内、外锥面的形状精度、表面粗糙度以及它们对支承轴颈的位置精度。

主轴是典型的轴类零件，而轴类零件的材料常用价格较便宜的45钢，这种材料经调质或正火后，能得到较好的切削性能及较高的强度和一定的韧性，具有良好的综合力学性能。毛坯制造方法主要与零件的使用要求和生产类型有关，比较重要的轴，多采用锻件毛坯。

在加工主轴的过程中，首先要分析零件图，分析零件所要达到的技术要求。然后根据加工条件合理的选择加工方案，确定所需刀具、冷却方法以及加工工序等等。因为主轴比较长，所以要参照细长轴的装夹方式和锥堵与锥堵心轴来确定主轴的装夹。在加工和加工后都确定了检验方法。

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毕业设计（论文）

题 目教 学 点 专 业 年 级 学 号 姓 名 指 导 教 师 时 间

CA6140机床主轴箱设计

甘肃省国防科技学校 机电一体化 2 0 0 8级 * * * * * * 2010年6月25日

第 1 页 共 41 页

目录

1.概述 ................................................................................................................................. 4 1.1机床主轴箱课程设计的目的 ................................................................................... 4 1.2设计任务和主要技术要求 ....................