机械制造装备课程设计普通车床主轴箱部件设计.docx

机械制造装备课程设计普通车床主轴箱部件设计设计题目：普通车床主轴箱部件设计起止日期：2011年11月26日至2011年12月13日学生姓名张文文班级机制七班学号201033210成绩指导教师（签字）机械工程学院2013年1月14日目录L课程设计任务书2 .绪论63 .设计计算63.1 车床的规格系列与用处63.2 操作性能要求74 .主动参数参数的拟定74 .1确定传动公比6-75 .2主电动机的选择-75 .变速结构的设计85.1 主变速方案拟定"85.2 变速结构式、结构网的选择65.2.1确定变速组及各变速组中变速副的数目-85.2.2变速式的拟定-95.2.3结构式的拟定*95.2.4结构网的拟定-95.2.5结构式的拟定105.2.6结构式的拟定105.2.7确定各变速组变速副齿数115.2.8绘制变速系统图136.结构设计136.1结构设计的内容、技术要求与方案-136.2展开图及其布置146.3I轴（输入轴）的设计146.4齿轮块设计146.5传动轴的设计156.6主轴组件设计166.6.1各部分尺寸的选择166.6.2主轴材料与热处理166.6.3主轴轴承176.6.4主轴与齿轮的连接186.6.5润滑与密封186. 6.6其他问题187.传动件的设计187.1 带轮的设计187.2 传动轴的直径估算-217. 2.1确定各轴转速-217. 2.2传动轴直径的估算：确定各轴最小直径227. 2.3键的选择237.3 传动轴的校核-237. 3.1传动轴的校核238. 3.2键的校核-247.4 各变速组齿轮模数的确定与校核-241.1.1 4.1齿轮模数的确定-241.1.2 齿宽的确定281.1.3 齿轮结构的设计-297.5 带轮结构设计-307.6 片式摩擦离合器的选择与计算-317.7 齿轮强度校验331.1.1 1校核a变速组齿轮-331.1.2 校核b变速组齿轮351.1.3 校核C变速组齿轮-367.8轴承的选用与校核-377.8 .1各轴轴承的选用377.9 .2各轴轴承的校核-378 .主轴组件设计391 .1主轴的基本尺寸确定-391.1.1 1外径尺寸D391.1.2 主轴孔径d391.1.3 主轴悬伸量a401.1.4 支撑跨距L401.1.5 5主轴最佳跨距LO的确定412 .2主轴刚度验算438 .2.1主轴前支撑转角的验算-449 .2.2主轴前端位移的验算459 .心得体会及参考文献47湖南工业大学课程设计任务书20112012学年第一学期机械工程学院（系、部）机械设计制造及自动化专业机设081班级课程名称：机械制造装备设计设计题目：起止日期：自2011年11月26日至2011年12月13日共2周一、设计任务：1、车床最大加工直径为250mm.2、要紧技术参数：主电机功率P（kw）主电机转速n电（rmin,）Nmax(r,minl)Nmin(rmin1)公比中414501400631.413、加工工件材料为钢材;4、刀具为硬质合金刀具;内容及任务进度安排二、设计工作量1、运动计算：根据给定的转速确定主传动的机构图、转速图、传统系统图、计算齿轮齿数；2、动力计算：选择电动机型号，对要紧零件（如带、齿轮、主轴、传动轴、轴承等）进行计算（初算与验算）；3、编写设计计算说明书一份；4、绘制下列图纸：机床主传动系统图（计算说明书中）；主轴箱部件展开图及要紧剖面图；主轴零件图。5、设计说明书及图纸务必为计算机输出稿；6、上交作业应包含电子稿与打印稿，设计说明书文件格式为word2003版本，平面图纸文件格式为autocad2007或者下列版本，3D图为SteP文件格式（图纸要求包含原始零件模型数据）。*3D图可根据学生个体情况选择。起止日期工作内容2011.11.26- 2011.11.29参考文献，画图2011.11.30- 2011.12.4任务书的编写2011.12.05-2011.12.13任务书、图纸的整理排版要紧参考资料1 .机械制造装备设计冯辛安等著机械工业出版社2 .机械制造装备设计课程设计陈立德编高等教育出版社3 .机械制造装备设计陈立德编高等教育出版社4 .现代有用机床设计手册（上下册）机械工业出版社5 .金属切削机床设计戴曙著机械工业出版社指导教师（签字）：囹5建仄2011年11月26日系（教研室）主任（签字）：摘要普通中型车床主轴箱设计普通中型车床主轴箱设计，要紧包含三方面的设计，即：根据设计题目所给定的机床用途、规格、主轴极限转速、转速数列公比或者级数，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；拟定结构式或者结构网，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，根据机床类型与电动机功率，确定主轴及各传动件的计算转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数，摩擦片尺寸及数目；装配草图完成后要验算传动件(传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承)的刚度、强度或者寿命。最后，完成运动设计与动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计主轴变速箱装配图及零件图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与密封、传动轴及滑移齿轮零件的设计。【关键词】车床、主轴箱、变速系统、主轴组件。2 .绪论机床技术参数有主参数与基本参数，他们是运动传动与结构设计的根据，影响到机床是否满足所需要的基本功能要求，参数拟定就是机床性能设计。主参数是直接反映机床的加工能力、决定与影响其他基本参数的根据，如车床的最大加工直径，通常在设计题目中给定，基本参数是一些加工件尺寸、机床结构、运动与动力特性有关的参数，可归纳为尺寸参数、运动参数与动力参数。通用车床工艺范围广，所加工的工件形状、尺寸与材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬质合金刀具又用高速钢刀具。因此，务必对所设计的机床工艺范围与使用情况做全面的调研与统计，根据某些典型工艺与加工对象，兼顾其他的可能工艺加工的要求，拟定机床技术参数，拟定参数时，要考虑机床进展趋势与同国内外同类机床的对比，使拟定的参数最大限度地习惯各类不一致的工艺要求与达到机床加工能力下经济合理。机床主传动系因机床的类型、性能、规格与尺寸等因素的不一致，应满足的要求也不一样。设计机床主传动系时最基本的原则就是以最经济、合理的方式满足既定的要求。在设计时应结合具体机床进行具体分析，通常应满足的基本要求有：满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动特性，如机床主轴油足够的转速范围与转速级数；满足机床传递动力的要求。主电动机与传动机构能提供足够的功率与转矩，具有较高的传动效率；满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件有足够的刚度、精度与抗震性，热变形特性稳固；满足产品的经济性要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以便节约材料，降低成本。3 .设计计算3.1 车床的规格系列与用处普通机床的规格与类型有系列型号作为设计时应该遵照的基础。因此，对这些基本知识与资料作些简要介绍。本次设计的是普通型车床主轴变速箱。要紧用于加工回转体。表1.1车床的主参数(规格尺寸)与基本参数表工件最大回转直径OmaX(mm)最高转速"max(mil1)最低转速("min)电机功率P(kW)公比转速级数Z3201120257.51.41123.2操作性能要求1)具有皮带轮卸荷装置2）手动操纵双向片式摩擦离合器实现主轴的正反转及停止运动要求3）主轴的变速由变速手柄完成4.主动参数参数的拟定4.1 确定传动公比°根据【1】/公式（3-2）由于已知（=5=学=44.4,R=z-min31.5.,Z=国区+1Ige也即Z=12由于夕=1.41=1.066,首先找到最小极限转速31.5,再每跳过5个数取一个转速，即可得到公比为1.41的数列25,35.5,50,71,100,140,200,280,400,560,800,1120.31.5456390125180250355500710100014004.2主电动机的选择合理的确定电机功率P,使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。现在以常见的中碳钢为工件材料，取45号钢，正火处理，车削外圆，表面粗糙度凡=3.2mm。使用车刀具，可转位外圆车刀，刀杆尺寸：16mmx25mm。刀具几何参数：利二150,%=6参储=75°,<=15%=0o901=-10o,bd=0.3mm,re=luno现以确定粗车是的切削用量为设计： 确定背吃刀量与与进给量f,根据【2】P444表8-50,a。取4mm,f取0.SmlnK 确定切削速度，参【2】表8-57,取VC=L7m/s。机床功率的计算，主切削力的计算根据【2】一居50表8-59与表8-60,主切削力的计算公式及有关参数：FZ=9.81X60%XCFC×X产"××KFC=9.81×60°,5×270×4×O.6o75×1.7o,5×0.92×0.95=3242（N）切削功率的计算Pc=Fc×vc×lO'3=3242×1.7×103=5.5(kW)依照通常情况，取机床变速效率=0.8.B二至二6.86(kW)0.8根据【3】片67表12TY系列(IP44)电动机的技术数据,Y系列(IP44)电动机为通常用途全封闭自扇冷式笼型异步电动机，具有防尘埃、铁屑或者其他杂物侵入电动机内部的特点，B级绝缘，工业环境温度不超过+40°C,相对湿度不超过95%,海拔高度不超过IOOOm,额定电压380V,频率50Hz。适用于无特殊要求的机械上，如机床，泵，风机，搅拌机，运输机，农业机械等。根据以上要求，我们选取Y132M-4型三相异步电动机，额定功率7.5kW,满载转速1440r/min,额定转矩2.2,质量81kg。至此，可得到上表1.1中的车床参数。5.变速结构的设计5.1 主变速方案拟定拟定变速方案，包含变速型式的选择与开停、换向、制动、操纵等整个变速系统的确定。变速型式则指变速与变速的元件、机构与构成、安排不一致特点的变速型式、变速类型。变速方案与型式与结构的复杂程度密切有关，与工作性能也有关系。因此，确定变速方案与型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。变速方案有多种，变速型式更是众多，比如：变速型式上有集中变速，分离变速；扩大变速范围可用增加变速组数，也可使用背轮结构、分支变速等型式；变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。此次设计中，我们使用集中变速型式的主轴变速箱。5.2 变速结构式、结构网的选择结构式、结构网关于分析与选择简单的串联式的变速不失为有用的方法，但关于分析复杂的变速并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。5.2.1 确定变速组及各变速组中变速副的数目数为Z的变速系统由若干个顺序的变速组构成，各变速组分别有Z、Z2个变速副。即Z=ZlZ2Z3变速副中由于结构的限制以2或者3为合适，即变速级数Z应为2与3的因子：Z=2a×3h,能够有三种方案：12=3x2x2,12=2x3x2,12=2x2x35.2.2 变速式的拟定12级转速变速系统的变速组，选择变速组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置与性能。在I轴假如安置换向摩擦离合器时，为减少轴向尺寸，第一变速组的变速副数不能多，以2为宜。主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮少些为好。最后一个变速组的变速副数常选用2。综上所述，变速式为12=2X3X2。5.2.3 结构式的拟定关于12=2X3X2传动式，有6种结构式与对应的结构网。分别为：12=21×32×26,12=23×31×26,12=22×34×21,12=21×34×2212=26×31×2312=26×32×21由于本次设计的机床I轴装有摩擦离合器,在结构上要求有一齿轮的齿根圆大于离合器的直径。初选12=2X32X26的方案。从电动机到主轴要紧为降速变速,若使变速副较多的变速组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节约材料，也就是满足变速副前多后少的原则，因此取12=2X3X2方案为好。设计车床主变速传动系时,为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸,在降速变速中，通常限制限制最小变速比min21/4；为避免扩大传动误差，减少震动噪声，在升速时通常限制最大转速比max«2。斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取%ui工2.5。因此在主变速链任一变速组的最大变速范围HmaX=("max"min)工(22.5)/0.25(810)。在设计时务必保证中间变速轴的变速范围最小。5.2.4 结构网的拟定根据中间变速轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如下：他1系轴躺同5.2.5 结构式的拟定主轴的变速范围应等于住变速传动系中各个变速组变速范围的乘积，即：Rtt=RoRlR2Rj检查变速组的变速范围是否超过极限值时，只需检查最后一个扩大组。由于其他变速组的变速范围都比最后扩大组的小，只要最后扩大组的变速范围不超过极限值，其他变速组就不可能超过极限值。R2=×X2×(P2-)其中0=1.41,X2=6,P2=I=1.41X6×1=8.46(8-10),符合要求。5.2.6 结构式的拟定绘制转速图、选择Y132M-4型Y系列笼式三相异步电动机。、分配总降速变速比总降速变速比i=nJnd=25/1440=0.017又电动机转速%=1440rmin不符合转速数列标准，因而增加一定比变速副。、确定变速轴轴数变速轴轴数=变速组数+定比变速副数+1=3+1+1=5°、确定各级转速由%l而=25rn、=1.41、Z=12确定各级转速：1120、800、560、400、280、200、140、100、71、50、35.5、25rmin,、绘制转速图在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按变速顺序依次设为I、IKIILIV(主轴)。I与H、H与III、HI与IV轴之间的变速组分别设为a、b、c。现由IV(主轴)开始，确定I、II、m轴的转速：先来确定In轴的转速变速组C的变速范围为°6=1.旬6=8=RmaX£8,10,结合结构式，HI轴的转速只有一种可能：100、140、200、280>400、560rmin,确定轴II的转速变速组b的级比指数为2,希望中间轴转速较小，因而为了避免升速，又不致变速比太小，可取=4=1/4,=1/1.412=1/2,bi3=1/1=1轴的转速确定为:400、560rmio确定轴I的转速关于轴I,其级比指数为1,可取=2=1/2,.2=1/=1/1.41确定轴I转速为800rmin由此也可确定加在电动机与主轴之间的定变速比i=1440800=1.8。下面画出转速图（电动机转速与主轴最高转速相近）传动系统的转速图5.2.7 确定各变速组变速副齿数齿轮齿数的确定，当各变速组的传动比确定以后，可确定齿轮齿数。关于定比传动的齿轮齿数可根据机械设计手册推荐的方法确定。关于变速组内齿轮的齿数，如传动比是标准公比的整数次方时，变速组内每对齿轮的齿数与S二及小齿轮的齿数能够从【1】表3-9中选取。通常在主传动中，最小齿数应大于1820。使用三联滑移齿轮时，应检查滑移齿轮之间的齿数关系：三联滑移齿轮的最大齿轮之间的齿数差应大于或者等于4,以保证滑移是齿轮外圆不相碰。根据【1】之，查表3-9各类常用变速比的使用齿数。、变速组a:*.*=2=1/2,ai2=1/?=1/1.41；ail=2=1/2时：S=57、60、63、66、69、72、75、782=O=I"41时:Sz58、60、63、65、67、68、70、72、73、77可取&二84,因此可得轴I齿轮齿数分别为：28、35。因此心=28/56,Zfl2=35/49,可得轴II上的三联齿轮齿数分别为：56、490、变速组速根据【1】心,查表3-9各类常用变速比的使用齿数，,.*bil=/4=1/4,bj2=1/2,bi3=1/1=1%=1/4=1/4时：Sz=87、89、90、91、92%=1/2时：S=87、89、90、91坛=1/1=1时：Sz86、88、90、91可取Sz=90,因此可得轴II上两联齿轮的齿数分别为：18、30、45o因此=18/72,bi2=30/60,-2=45/45,得轴用上两齿轮的齿数分别为：72,60、45o、变速组c:根据【1】心,查表3-9各类常用变速比的使用齿数，GI=I/4,Q=2J=1/4时：SZ=、85、89、90、94、95、108ic2=2时：SN84、87、89、90、108可取Sz=108.%=1/4为降速变速，取轴In齿轮齿数为22；cf2=2为升速变速，取轴IV齿轮齿数为36o因此得.1=22/86,2=72/36得轴HI两联动齿轮的齿数分别为22,72；得轴IV两齿轮齿数分别为86,36o5.2.8绘制变速系统图根据轴数，齿轮副，电动机等已知条件可有如下系统图：0186变速系统图0>Hgl6 .结构设计6.1 结构设计的内容、技术要求与方案设计主轴变速箱的结构包含传动件（传动轴、轴承、带轮、齿轮、离合器与制动器等）、主轴组件、操纵机构、润滑密封系统与箱体及其联结件的结构设计与布置，用一张展开图与若干张横截面图表示。主轴变速箱是机床的重要部件。设计时除考虑通常机械传动的有关要求外，着重考虑下列几个方面的问题：精度方面的要求，刚度与抗震性的要求，传动效率要求，主轴前轴承处温度与温升的操纵，结构工艺性，操作方便、安全、可靠原则，遵循标准化与通用化的原则。主轴变速箱结构设计时整个机床设计的重点，由于结构复杂，设计中不可避免要通过反复思考与多次修改。在正式画图前应该先画草图。目的是：1）布置传动件及选择结构方案。2）检验传动设计的结果中有无干涉、碰撞或者其他不合理的情况，以便及时改正。确定传动轴的支承跨距、齿轮在轴上的位置与各轴的相对位置，以确定各轴的受力点与受力方向，为轴与轴承的验算提供必要的数据。6.2 展开图及其布置展开图就是按照传动轴传递运动的先后顺序，假想将各轴沿其轴线剖开并将这些剖切面平整展开在同一个平面上。I轴上装的摩擦离合器与变速齿轮。有两种布置方案，一是将两级变速齿轮与离合器做成一体。齿轮的直径受到离合器内径的约束，齿根圆的直径务必大于离合器的外径，否则齿轮无法加工。这样轴的间距加大。另一种布置方案是离合器的左右部分分别装在同轴线的轴上，左边部分接通，得到一级反向转动，右边接通得到三级正向转动。这种齿轮尺寸小但轴向尺寸大。我们使用第二种方案，通过空心轴中的拉杆来操纵离合器的结构。总布置时需要考虑制动器的位置。制动器能够布置在背轮轴上也能够放在其他轴上。制动器不要放在转速太低轴上，以免制动扭矩太大，使制动器尺寸增大。齿轮在轴上布置很重要，关系到变速箱的轴向尺寸，减少轴向尺寸有利于提高刚度与减小体积。7 .3I轴（输入轴）的设计将运动带入变速箱的带轮通常都安装在轴端，轴变形较大，结构上应注意加强轴的刚度或者使轴部受带轮的拉力（使用卸荷装置）。I轴上装有摩擦离合器，由于构成离合器的零件很多，装配很不方便，通常都是在箱外组装好I轴在整体装入箱内。我们使用的卸荷装置通常是把轴承装载法兰盘上，通过法兰盘将带轮的拉力传递到箱壁上。车床上的反转通常用于加工螺纹时退刀。车螺纹时，换向频率较高。实现正反转的变换方案很多，我们使用正反向离合器。正反向的转换在不停车的状态下进行，常使用片式摩擦离合器。由于装在箱内，通常使用湿式。在确定轴向尺寸时，摩擦片不压紧时，应留有0.20.4mm的间隙，间隙应能调整。离合器及其压紧装置中有三点值得注意：6）摩擦片的轴向定位：由两个带花键孔的圆盘实现。其中一个圆盘装在花键上，另一个装在花键轴上的一个环形沟槽里，并转过一个花犍齿，与轴上的花键对正，然后用螺钉把错开的两个圆盘连接在一起。这样就限制了轴向与周向的两个自由度，起了定位作用。7）摩擦片的压紧由加力环的轴向移动实现，在轴系上形成了弹性力的封闭系统，不增加轴承轴向复合。8）结构设计时应使加力环推动摆杆与钢球的运动是不可逆的，即操纵力撤消后，有自锁作用。I轴上装有摩擦离合器，两端的齿轮是空套在轴上，当离合器接通时才与轴一起转动。但脱开的另一端齿轮，与轴回转方向是相反的，二者的相对转速很高（约为两倍左右）。结构设计时应考虑这点。齿轮与轴之间的轴承能够用滚动轴承也能够用滑动轴承。滑动轴承在一些性能与维修上不如滚动轴承，但它的径向尺寸小。空套齿轮需要有轴向定位，轴承需要润滑。6.4齿轮块设计齿轮是变速箱中的重要元件。齿轮同时啮合的齿数是周期性变化的。也就是说，作用在一个齿轮上的载荷是变化的。同时由于齿轮制造及安装误差等，不可避免要产生动载荷而引起振动与噪音，常成为变速箱的要紧噪声源，并影响主轴回转均匀性。在齿轮块设计时，应充分考虑这些问题。齿轮块的结构形式很多，取决于下列有关因素：一、是固定齿轮还是滑移齿轮；二、移动滑移齿轮的方法；三、齿轮精度与加工方法；变速箱中齿轮用于传递动力与运动。它的精度选择要紧取决于圆周速度。使用同一精度时，圆周速度越高，振动与噪声越大，根据实际结果得知，圆周速度会增加一倍，噪声约增大6dB。工作平稳性与接触误差对振动与噪声的影响比运动误差要大，因此这两项精度应选高一级。为了操纵噪声，机床上主传动齿轮都要选用较高的精度。大都是用7-6-6,圆周速度很低的，才选877。假如噪声要求很严，或者一些关键齿轮，就应选655。当精度从766提高到655时，制造费用将显著提高。不一致精度等级的齿轮，要使用不一致的加工方法，对结构要求也是完全不一致的。8级精度齿轮，通常滚齿或者插齿就能够达到。7级精度齿轮，用较高精度滚齿机或者插齿机能够达到。但淬火后，由于变形，精度将下降。因此，需要淬火的7级齿轮通常滚（插）后要剃齿，使精度高于7,或者者淬火后在衍齿。6级精度的齿轮，用精密滚齿机能够达到。淬火齿轮，务必磨齿才能达到6级。机床主轴变速箱中齿轮齿部通常都需要淬火。滑移齿轮进出啮合的一端要圆齿，有规定的形状与尺寸。圆齿与倒角性质不一致，加工方法与画法也不一样，应予注意。选择齿轮块的结构要考虑毛坯形式（棒料、自由锻或者模锻）与机械加工时的安装与定位基面。尽可能做到省工、省料又易于保证精度。齿轮磨齿时，要求有较大的空刀（砂轮）距离，因此多联齿轮不便于做成整体的，通常都做成组合的齿轮块。有的时候为了缩短轴向尺寸，也有用组合齿轮的。要保证正确啮合,齿轮在轴上的位置应该可靠。滑移齿轮在轴向位置由操纵机构中的定位槽、定位孔或者其他方式保证，通常在装配时最后调整确定。6.5传动轴的设计机床传动轴，广泛使用滚动轴承作支撑。轴上要安装齿轮、离合器与制动器等。传动轴应保证这些传动件或者机构能正常工作。首先传动轴应有足够的强度、刚度。如挠度与倾角过大，将使齿轮啮合不良，轴承工作条件恶化，使振动、噪声、空载功率、磨损与发热增大；两轴中心距误差与轴芯线间的平行度等装配及加工误差也会引起上述问题。传动轴能够是光轴也能够是花键轴。成批生产中，有专门加工花键的铳床与磨床，工艺上并无困难。因此装滑移齿轮的轴都使用花键轴，不装滑移齿轮的轴也常使用花键轴。花键轴承载能力高，加工与装配也比带单键的光轴方便。轴的部分长度上的花键，在终端有一段不是全高，不能与花键空配合。这是加工时的过滤部分。通常尺寸花键的滚刀直径0刀为6585"%。机床传动轴常使用的滚动轴承有球轴承与滚锥轴承。在温升、空载功率与噪声等方面,球轴承都比滚锥轴承优越。而且滚锥轴承对轴的刚度、支撑孔的加工精度要求都比较高。因此球轴承用的更多。但是滚锥轴承内外圈能够分开，装配方便，间隙容易调整。因此有的时候在没有轴向力时，也常使用这种轴承。选择轴承的型号与尺寸，首先取决于承载能力，但也要考虑其他结构条件。同一轴心线的箱体支撑直径安排要充分考虑像孔工艺。成批生产中，广泛使用定径镣刀与可调镣刀头。在箱外调整好镣刀尺寸，能够提高生产率与加工精度。还常使用同一镣刀杆安装多刀同时加工几个同心孔的工艺。下面分析几种镣孔方式:关于支撑跨距长的箱体孔,要从两边同时进行加工；支撑跨距比较短的，能够从一边（丛大孔方面进刀）伸进镣杆，同时加工各孔；对中间孔径比两端大的箱体，像中间孔务必在箱内调刀，设计时应尽可能避免。既要满足承载能力的要求，又要符合孔加工工艺，能够用轻、中或者重系列轴承来达到支撑孔直径的安排要求。两孔间的最小壁厚，不得小于510帆帆，以免加工时孔变形。花键轴两端装轴承的轴颈尺寸至少有一个应小于花键的内径。通常传动轴上轴承选用G级精度。传动轴务必在箱体内保持准确位置，才能保证装在轴上各传动件的位置正确性，不论轴是否转动，是否受轴向力，都务必有轴向定位。对受轴向力的轴，其轴向定位就更重要。回转的轴向定位（包含轴承在轴上定位与在箱体孔中定位）在选择定位方式时应注意：1）轴的长度。长轴要考虑热伸长的问题，宜由一端定位。2）轴承的间隙是否需要调整。3）整个轴的轴向位置是否需要调整。4）在有轴向载荷的情况下不宜使用弹簧卡圈。加工与装配的工艺性等。6.6主轴组件设计主轴组件结构复杂，技术要求高。安装工件（车床）或者者刀具（铳床、钻床等）的主轴参予切削成形运动，因此它的精度与性能直接影响加工质量（加工精度与表面粗糙度），设计时要紧围绕着保证精度、刚度与抗振性，减少温升与热变形等几个方面考虑。6.6.1 各部分尺寸的选择主轴形状与各部分尺寸不仅与强度、刚度有关，而且涉及多方面的因素。1）内孔直径车床主轴由于要通过棒料，安装自动卡盘的操纵机构及通过卸顶尖的顶杆，务必是空心轴。为了扩大使用范围，加大可加工棒料直径，车床主轴内孔直径有增大的趋势。2）轴颈直径前支撑的直径是主轴上一要紧的尺寸，设计时，通常先估算或者拟定一个尺寸，结构确定后再进行核算。3）前锥孔直径前锥孔用来装顶尖或者其他工具锥柄，要求能自锁，目前使用莫氏六号锥孔。4）支撑跨距及悬伸长度为了提高刚度，应尽量缩短主轴的外伸长度选择适当的支撑跨距L,通常推荐取：%=23.5,跨距乙小时，轴承变形对轴端变形的影响大。因此，轴承刚度小时，%应选大值，轴刚度差时，则取小值。跨距£的大小，很大程度上受其他结构的限制，常常不能满足以上要求。安排结构时力求接近上述要求。6.6.2 主轴材料与热处理在主轴结构形状与尺寸一定的条件下，材料的弹性模量E越大，主轴的刚度也越高，由于钢材的E值较大，故通常使用钢质主轴，通常机床的.主轴选用价格便宜、性能良好的45号钢。提高主轴有关表面硬度，增加耐磨性，在长期使用中不至于丧失精度，这是对主轴热处理的根本要求。机床主轴都在一定部位上承受着不一致程度的摩擦，主轴与滚动轴承配合使用时，轴颈表面具有适当的硬度可改善装配工艺并保证装配精度，通常硬度为HRC40-50即可满足要求。通常机床的主轴，淬火时要求无裂纹，硬度均匀；淬硬层深度不小于1mm,最好1.5-2mm,使精磨后仍能保留一点深度的淬硬层，主轴热处理后变形要小。螺纹表面通常不淬火；淬火部位的空刀槽不能过深，台阶交接处应该倒角；渗氮主轴的锐边、棱角务必倒圆R>0.5mm,可避免渗氮层穿透剥落。6.6.3 主轴轴承1）轴承类型选择主轴前轴承有两种常用的类型：双列短圆柱滚子轴承。承载能力大，可同时承受径向力与轴向力，结构比较简单，但同意的极限转速低一些。与双列短圆柱滚子轴承配套使用承受轴向力的轴承有三种：60°角双向推力向心球轴承。是一种新型轴承，在近年生产的机床上广泛使用。具有承载能力大，同意极限转速高的特点。外径比同规格的双列圆柱滚子轴承小一些。在使用中，这种轴承不承受径向力。推力球轴承。承受轴向力的能力最高，但同意的极限转速低，容易发热。向心推力球轴承。同意的极限转速高，但承载能力低，要紧用于高速轻载的机床。2）轴承的配置大多数机床主轴使用两个支撑，结构简单，制造方便，但为了提高主轴刚度也有用三个支撑的了。三支撑结构要求箱体上三支撑孔具有良好的同心度，否则温升与空载功率增大,效果不一定好。三孔同心在工艺上难度较大，能够用两个支撑的要紧支撑，第三个为辅助支撑。辅助支撑轴承（中间支撑或者后支撑）保持比较大的游隙（约0.030.07/削2）,只有在载荷比较大、轴产生弯曲变形时，辅助支撑轴承才起作用。轴承配置时，除选择轴承的类型不一致外，推力轴承的布置是要紧差别。推力轴承布置在前轴承、后轴承还是分别布置在前、后轴承，影响着温升后轴的伸长方向与结构的负责程度，应根据机床的实际要求确定。在配置轴承时，应注意下列几点：每个支撑点都要能承受经向力。两个方向的轴向力应分别有相应的轴承承受。径向力与两个方向的轴向力都应传递到箱体上，即负荷都由机床支撑件承受。3）轴承的精度与配合主轴轴承精度要求比通常传动轴高。前轴承的误差对主轴前端的影响最大，所往常轴承的精度通常比后轴承选择高一级。普通精度级机床的主轴，前轴承的选C或者。级，后轴承选。或者E级。选择轴承的精度时，既要考虑机床精度要求，也要考虑经济性。轴承与轴与轴承与箱体孔之间，通常都使用过渡配合。另外轴承的内外环都是薄壁件，轴与孔德形状误差都会反映到轴承滚道上去。假如配合精度选的太低，会降低轴承的回转精度，因此轴与孔的精度应与轴承精度相匹配。1）轴承间隙的调整为了提高主轴的回转精度与刚度，主轴轴承的间隙应能调整。把轴承调到合适的负间隙，形成一定的预负载，回转精度与刚度都能提高，寿命、噪声与抗震性也有改善。预负载使轴承内产生接触变形，过大的预负载对提高刚度没有明显的小果，而磨损发热量与噪声都会增大，轴承寿命将因此而降低。轴承间隙的调整量，应该能方便而且能准确地操纵，但调整机构的结构不能太复杂。双列短圆柱滚子轴承内圈相对外圈能够移动，当内圈向大端轴向移动时，由于1：12的内维孔，内圈将胀大消除间隙。其他轴承调整也有与主轴轴承相似的问题。特别要注意：调整落幕的端面与螺纹中心线的垂直度，隔套两个端面的平行度都由较高要求，否则，调整时可能将轴承压偏而破坏精度。隔套越长，误差的影响越小。螺母端面对螺纹中心线垂直度、轴上与孔上套简两端平行度等均有严格的精度要求。6.6.4 主轴与齿轮的连接齿轮与主轴的连接能够用花键或者者平键；轴做成圆柱体，或者者锥面（锥度通常取1：15左右）。锥面配合对中性好，但加工较难。平键通常用一个或者者两个（相隔180度布置），两国特键不但平衡较好，而且平键高度较低，避免因齿轮犍槽太深导致小齿轮轮毂厚度不够的问题。6.6.5 润滑与密封主轴转速高，务必保证充分润滑，通常常用单独的油管将油引到轴承处。主轴是两端外伸的轴，防止漏油更为重要而困难。防漏的措施有两种：1）堵一一加密封装置防止油外流。主轴转速高，多使用非接触式的密封装置，形式很多，一种轴与轴承盖之间留0.10.3加%的间隙(间隙越小，密封效果越好，但工艺困难)。还有一种是在轴承盖的孔内开一个或者几个并列的沟槽(圆弧形或者U形)，效果比上一种好些。在轴上增开了沟槽(矩形或者锯齿形)，效果又比前两种好。在有大量切屑、灰尘与冷却液的环境中工作时，可使用曲路密封，曲路可做成轴向或者径向。径向式的轴承盖要做成剖分式，较为复杂。2)疏导一一在适当的地方做出回油路，使油能顺利地流回到油箱。6.6.6 其他问题主轴上齿轮应尽可能靠近前轴承，大齿轮更应靠前，这样能够减小主轴的扭转变形。当后支承使用推力轴承时，推力轴承承受着前向后的轴向力，推力轴承紧靠在孔的内端面，因此，内端面需要加工，端面与孔有较高的垂直度要求，否则将影响主轴的Pl转精度。支承孔假如直接开在箱体上，内端面加工有一定难度。为此，能够加一个杯形套孔解决，套孔单独在车床上加工，保证高的端面与孔德垂直度。主轴的直径要紧取决于主轴需要的刚度、结构等。各类牌号钢材的弹性模量基本一样，对刚度影响不大。主轴通常选优质中碳钢即可。精度较高的机床主轴考虑到热处理变形的影响，能够选用40。或者其他合金钢。主轴头部需要淬火，硬度为“RC5055。其他部分处理后，调整硬度为HBS220250。7.传动件的设计7.1 带轮的设计三角带传动中，轴间距A能够加大。由因此摩擦传递，带与轮槽间会有打滑，宜可缓与冲击及隔离振动，使传动平稳。带轮结构简单，但尺寸大，机床中常用作电机输出轴的定比传动。电动机转速n=1440rmin,传递功率P=7.5kW,传动比i=L8,两班制，一天运转16小时，工作年数10年。(1)、选择三角带的型号由4<56表8一7工作情况系数KA查的共况系数KA=I.2。故根据4%6公式(8-21)Pca=KP=.2×7.5=9.0(ZW)式中P电动机额定功率，KA工作情况系数因此根据匕,、由p51图8-11普通V带轮型图选用A型。(2)、确定带轮的基准直径R,D2带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。为提高带的寿命，小带轮的直径A不宜过小，即D1Dmino查【4】止表即8、图8T1与%表8-6取主动小带轮基准直径OI=I25加。由"】650公式(8-152)2=2。"一£)式中：广小带轮转速，%一大带轮转速，£-带的滑动系数，通常取0.02。1440D2=×125(1-0.02)=220.5mm,由【4】片$7表8一8取圆整为224mm。(3)、验算带速度V,按【4】/O式<8-13)验算带的速度昨如=3.14>d25x44()-9/60×100060x1000*/5V5ms<V<30m/s,故带速合适。(4)、初定中心距带轮的中心距，通常根据机床的总体布局初步选定，通常可在下列范围内选取：根据1七2经验公式(8-20)0.7(D1+D2)Aq2(D,+D2)取2x(125+224)=698"h,MZAti-600mm.(5)、三角带的