目录1.概述和机床参数确定 (2)1.1机床运动参数的确定 (2)1.2机床动力参数的确定 (2)1.3机床布局 (2)2.主传动系统运动设计 (3)2.1确定变速组传动副数目 (3)2.2确定变速组的扩大顺序 (4)2.3绘制转速图 (4)2.4确定齿轮齿数 (5)2.5确定带轮直径 (5)2.6验算主轴转速误差 (5)2.7绘制传动系统图 (6)3．估算传动件参数确定其结构尺寸 (6)3.1确定计算转速 (6)3.2确定轴的最小直径 (6)3.3估算传动齿轮模数 (7)3.4普通V带的选择和计算 (8)4．结构设计 (9)4.1带轮设计 (9)4.2齿轮块设计 (10)4.3传动轴轴承的选择 (10)4.4主轴组件 (10)4.5操纵机构、滑系统设计、封装置设计 (10)4.6主轴箱体设计 (10)4.7主轴换向与制动结构设计 (10)5.齿轮强度校核 (11)5.1校核a传动组齿轮 (11)5.2校核b传动组齿轮 (12)6. 传动轴的刚度验算 (14)7.花键键侧压溃应力验算 (15)8.滚动轴承的验算 (15)9. 主轴组件验算 (16)10．总结 (18)11．参考文献 (18)1.概述1机床课程设计的目的机床课程设计，是在金属切削机床课程之后进行的实践性教学环节。

其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。

轻型车床是根据机械加工业发展需要而设计的一种适应性强，工艺范围广，结构简单，制造成本低的万能型车床。

它被广泛地应用在各种机械加工车间，维修车间。

它能完成多种加工工序；车削内圆柱面，圆锥面，成形回转面，环形槽，端面及内外螺纹，它可以用来钻孔，扩孔，铰孔等加工。

1.1 机床运动参数的确定 （1） 确定调速范围Rn已知若某型数控车床的电机工作在额定转速时（1500r/min ），需要通过分级变速箱的变速，主轴实现6级转速，分别为：1600 r/min ，900 r/min ，530r/min （高速档）；250r/min ，150r/min ，85r/min （低速档）；有一只数据的：min 1600max r n =，m in 85min r n =，6=Z 调速范围为：19min max ==n n R n公比为：8.1)min85max 1600(161)1(1min max ===--r r n n Z ）（φ （2） 求出转速系列由已知得，标准转速数列为：85 150 250 530 900 1600 1.2机床动力参数的确定根据《机床设计指导》（任殿阁主编）附录41选择主电动机为Y100L 2-4，其主要技术数据见下表1：表1 Y100L 2-4技术参数电流（A）效率（%）功率因数额定电流（倍）额定转矩（倍）额定转矩（倍）14303 6.882.50.817.0 2.2 2.2150041.3机床布局确定结构方案1）主轴传动系统采用V带，齿轮传动。

2）传动型采用集中传动。

3）制动采用式摩擦离合器和带式制动器。

4）变速系统采用多联划移齿轮变速。

5）润滑系统采用飞溅油润滑。

2）布局采用卧式车床常规的布局形式。

机床主要由主轴箱，皮鞍，刀架，尾架，进给箱，溜扳箱，车身等6个部件组成。

主轴的空间位子布局图2主传动系统运动设计2.1确定变速组传动副数目实现6级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合：1）6=2⨯3 2）6=3⨯2从电动机到主轴，一般为降速传动。

接近电动机处的零件，转速较高，从而转矩较小，尺寸也较小。

如使传动副有较多的传动组在接近电动机处，则使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件少些，可以节省材料。

由于题目要求有低速档和高速档之分，所以只能选择第一套分配方案。

故选择6=2×3的方案。

2.2确定变速组的扩大顺序6=2×3的传动副组合，其传动组的顺序又可有以下两种形式：1） 6=23×312） 6=21×32选择中间轴的变速范围最小的方案，变速范围小，转速高，转矩较小，传动件的尺寸尽可能小些，尽量使扩大组的顺序要与传动顺序一致的原则。

所以选择方案（1）较为合理。

结构网图如下：图2变速组扩大顺序2.3绘制转速图图3转速图2.4确定齿轮齿数利用查表法由《金属切削机床》（大连理工戴曙主编）表8—1，求出各传动组齿轮齿数表2 各传动组齿轮齿数变速组 第一变速组第二变速组齿数和 210 100 齿轮 Z 1Z 2Z 3Z 4Z 5Z 6Z 7Z 8Z 9Z 10齿数105 105 30 180 64 36 50 50 36 642.5确定带轮直径 确定计算功率 kN N j =K-工作情况系数 工作时间为一班制 查表的K=1.1 N-主动带轮传动的功率 计算功率为N j =1.1x5=5.5kw根据计算功率和小带轮的转速选用的三角带型号为A ， 查表2—6得小带轮直径推荐植为90.5mm ，大带轮直径 mm D D n n D 794.143900143011212=⨯=⨯= 2.6绘制传动系统图4传动系统图3 估算传动件参数 确定其结构尺寸 3.1确定计算转速轴Ⅰ：900 轴Ⅱ：900 轴Ⅲ：530 传动组a ：1051=z 900=j n 传动组b ：505=z 530=j n 3.2确定轴的最小直径确定各轴最小直径[1]Ⅰ轴的直径：m in /900,96.011r n ==ηmm nd 2490096.05.7915.79144=⨯=≥η[2]Ⅱ轴的直径：m in /900,922.099.099.098.0212r n ==⨯⨯⨯=ηηmm nd 28900922.05.7915.79144=⨯=≥η[3]Ⅲ轴的直径：m in /530,89.099.098.0323r n ==⨯⨯=ηηmm nd 3453089.05.7915.79144=⨯=≥η此轴径为平均轴径，设计时可相应调整。

3.3估算传动齿轮模数 Ⅰ-Ⅱ轴：按齿轮弯曲疲劳计算：332j w n Z N m •≥=8.1900305323=•（j n 为大齿轮的计算转速，根据转速图确定） 按齿面点蚀计算：53.65900537037033==≥j n N A · 取A=85由中心距A 及齿数计算模数：36.272852221=⨯=+=z z A m j 模数因取w m 和j m 中较大值。

故第一变数组齿轮模数因取m=2.5 Ⅱ-Ⅲ轴：按齿轮弯曲疲劳计算：332j w n Z N m ⨯≥=57.2530565323=⨯ 按齿面点蚀计算：07.114530537037033==≥j n N A 取A=115由中心距A 及齿数计算模数：74.21001152221=⨯=+=z z A m j故第二转动组齿轮模数取m=3 3.4普通V 带的选择和计算设计功率 P K P A d =（kw ） kw P d 5.551.1=⨯= 皮带选择的型号为A 型两带轮的中心距mm D D A O ))(2~7.0(21+=范围内选择。

中心距过小时，胶带短因而增加胶带的单位时间弯曲次数降低胶带寿命；反之，中心距过大，在带速较高时易引起震动。

①计算胶带速度s m n D v /95.56000014308014.36000011=⨯⨯==π②初定中心距③计算带的基准长度：mm A D D A L oD D o 7804)(222)(21120=+++=-π按上式计算所得的值查表选取计算长查《金属切削机床设计指导》表23取825=Ld mmmm A O 280~98=④实际中心距 A=8)(82122D D a a --+)(221D D L a +-=πA=302.5 mm为了张紧和装拆胶带的需要，中心距A 应为-（h+0.01L ）到+0.02L 的范围内调整。

-（h+0.01L ）为装拆调整量，h 为胶带厚度，0.02L 为张紧调整量。

⑤核算定小带轮包角01αo ooA D D 1201801801201≥⨯--=πα求得o 2.17601=α合格.⑥带的挠曲次数:406.1482503.6210001000≤=⨯⨯==L mv u 合格 ⑦带的根数 1c n n Z c j =-o n 单根三角带能传递的功率-1c 小带轮的包角系数99.489.074.03.3=⨯=Z 取5根三角胶带。

4．结构设计 4.1带轮设计根据V 带计算，选用5根A 型V 带。

由于I 轴安装了摩擦离合器，为了改善它们的工作条件，保证加工精度，采用了卸荷带轮结构。

4.2齿轮块设计机床的变速系统采用了滑移齿轮变速机构。

根据各传动组的工作特点，基本组的齿轮采用了销钉联结装配式结构。

第二扩大组，由于传递的转矩较大，则采用了整体式齿轮。

所有滑移出论与传动轴间均采用了花键联结。

从工艺的角度考虑，其他固定齿轮也采用花键联结。

由于主轴直径较大，为了降低加工成本而采用了单键联结。

4.3传动轴轴承的选择轴Ⅰ：30207型圆锥滚子轴承轴Ⅱ：30207型圆锥滚子轴承和NN3009型双列圆柱滚子轴承 轴Ⅲ：30208型圆锥滚子轴承 4.4主轴组件本车床为普通精度级的轻型机床，为了简化结构，主轴采用了轴向后端定位的两支承主轴主件。

前轴承采用了NN3020K 型双列圆柱滚子轴承，后支承采用了NN3016K 型双列圆柱滚子轴承，中支承N219E 型圆柱滚子轴承。

为了保证主轴的回转精度，主轴前后轴承均用压块式防松螺母调整轴承的间隙。

主轴前端采用了圆锥定心结构型式。

前轴承为C 级精度，后轴承为D 级精度。

4.5操纵机构 、滑系统设计 、封装置设计为了适应不同的加工状态，主轴的转速经常需要调整。

根据各滑依齿轮变速传动组的特点，分别采用了集中变速操纵机构和单独操纵机构。

主轴箱采用飞溅式润滑。

油面高度为65mm 左右，甩油轮浸油深度为10mm 左右。

润滑油型号为：HJ30。

I 轴轴颈较小，线速度较低，为了保证密封效果，采用了皮碗式接触密封。

而主轴直径大，线速度较高，则采用了非接触式 密封。

卸荷皮带轮的润滑采用毛毡式密封，以防止外界杂物进入。

4.6主轴箱体设计箱体外形采取了各面间直角连接方式，使箱体线条简单，明快。

并采用了箱体底面和两个导向块为定位安装面，并用螺钉和压板固定。

安装简单，定位可靠。

4.7制动结构设计本机床属于卧式车床，适用于机械加工车间和维修车间。

制动器采用了带式制动器，并根据制动器设计原则，将其放置在靠近主轴的较高转速的III 轴上。