车床6140主轴箱设计课程设计的目的、设计内容与基本要求、设计步骤-----------3机械装备课程设计说明书--------------------------------------------3 一设计题目-------------------------------------------------------------4二传动设计-----------------------------------------------------------4㈠主传动方案的拟定------------------------------------4㈡拟定主传动系统及运动设计计算--------------------------41.拟定主传动并画结构图--------------------------------------------------52.拟定转速图，画传动系统图63.齿轮齿数的确定--------------------------------------6㈢传动件的估算和验算--------------------------------------------------6⑴传动轴的估算和验算-------------------------------------------------81.传动轴直径的估算-----------------------------------------------------92．齿轮模数的估算和计算------------------------------------------9 ⑵主要传动件的验算--------------------------------------------------1 01. 齿轮模数的验算10⑶齿轮设计----------------------------------------------------------------11⑷轴的长度设计和齿轮组分布------------------------------------------1 3-三结构设计-------------------------------------------------------16 ㈠主轴的主要参数和结构的确定-------------------------16-1确定主轴前端直径D1--------------------------------------162.主轴的内孔直径 d的确定--------------------------------163．主轴前端悬伸量的选择--------------------------------------------------164.主轴最佳跨距------------------------------------------175.主轴D计算--------------------------------------------176.主轴的结构，材料热处理和技术要求-------------------------------18 ㈡主轴的受力分析与校核-----------------------------------------------------19㈢键的选取与校核-------------------------------20㈣轴承的选取 21四.零件图设计23五.箱体、箱盖主要尺寸计算------------------------24六设计参考资料目录-------------------------------24七结束语-------------------------------------------24一、课程设计的目的1、课程设计属于机械装备设计课的延续，通过设计实践，进一步学习掌握机械装备设计的一般方法。
2、培养综合运用机械制图、机械设计基础、精度设计、金属工艺学及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力。
3、培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。
4、提高技术总结及编制技术文件的能力。
5、是毕业设计教学环节实施的技术准备。
二、设计内容与基本要求设计内容：独立完成变速级数为18级的机床主传动系统主轴变速箱设计。
基本要求：1、课程设计必须独立的进行，每人必须完成展开图、截面图图样设计各一张，能够较清楚地表达各轴和传动件的空间位置及有关结构。
2、根据设计任务书要求，合理的确定尺寸、运动及动力等有关参数。
3、正确利用结构式、转速图等设计工具，认真进行方案分析。
4、正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家标准规定。
说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整。
5、完成典型零件工作图图样设计2 张。
三、设计步骤方案确定1、确定有关尺寸参数、运动参数及动力参数。
2、据所求得的有关运动参数及给定的公比，写出结构式，校验转速范围，绘制转速图。
3、确定各变速组传动副的传动比值，定齿轮齿数、带轮直径，校验三联滑移齿轮齿顶是否相碰，校验各级转速的转速误差。
4、绘制传动系统图。
结构设计1、草图设计——估计各轴及齿轮尺寸，确定视图比例，确定展开图及截面图的总体布局；据各轴的受力条件，初选轴承，在有关支撑部位画出轴承轮廓。
并检验各传动件运动过程中是否干涉。
2、结构图设计——确定齿轮、轴承及轴的固定方式；确定润滑、密封及轴承的调整方式；确定主轴头部形状及尺寸，完成展开图及截面图的绘制。
3、加黑，注尺寸、公差配合，标注件号，填写明细表及装配图技术要求。
零件图设计编写设计计算说明书机械装备课程设计说明书一、设计题目某铣床的主轴最高转速n =1500r/min,转速级数Z=18，公比为φ=1.26,，电动机的转速为n = 1440r/min,电动机功率为N=4KW。
二、传动设计已知机床的用途、特点及主要技术参数可进行传动设计。
（一）主传动方案的拟定1. 传动形式为了便于集中操作，箱体数目减少，降低制造成本，本方案采用集中传动式布局，采用直齿滑移齿轮变速，采用电动机开停，换向及制动方式.（二）拟定主传动系统及运动设计计算1.拟定主传动并画结构图（1）确定变速组的个数和传动副数主轴传动为18级的变速系统可用三个变速组，其中两个三联滑移齿轮变速组和一个双联滑移齿轮变速组。
当φ较小时，可以采用两个变速组。
（2）确定传动顺序方案不同的传动顺序方案有：18=9×2，18=6×3，18=2×9，18=3×618=3×3×2，18=3×2×3，18=2×3×3因无特殊要求根据传动副“前多后少”的原则应选用18=9×2，18=6×3，18=3×3×2三个方案。
如我国的各类铣床x6132型万能升降台铣床，采用的即是“前多后少”原则（3）确定扩大顺序方案根据传动线“前多后少”的原则，应使变速组的扩大顺序与传动顺序一致，故使用18=9 ×2 ，18=6 ×3 ，18=3 ×3 ×2（4）检验最后扩大组的变速范围由于r =φ =1.26结构式 18=9 ×2 中，r =1.26 =818=6 ×3 中，r =1.26 =1.26 =16>8不允许18=3 ×3 ×2 符合即方案有①18=9 ×2 ②18=3 ×3 ×2在2种方案中，方案①中，有三根轴，11对齿轮，轴向齿轮组过大②中，有四根轴，8对齿轮因此比较可选择方案②中510画出结构网2. 拟定转速图，画传动系统图（1）选定主电动机主电动机功率为4KW，由简明设计手册P 表2-2得电动机型号Y112M-4，由表2-3得安装形式与外形尺寸112M A:190 B:140 C=70 D: E=60 F=8 G=24 H=112K=12 AB=245 AC=230 AD=190 HD=265 BB=180 L=400（2）分配总降速传动比U =n /n由主轴最高转速n =1500r/min,由教科书P 表2-2标准数列可查表得18种转速为30，37.5，475，60，75，95，118，150，190，235，300，375，475，600，7 50，950，1180，1500.所以总降比为U = =分配传动比①分配第三变速组，由18=3 ×3 ×2 等P =2，x =9由φ=126 U =φ=1.26=1.06得上3下6②第二变速组由机床设计手册P1319,BIAO7.3-9得升降限格数3 ，18级主传动φ=1.26降速极限6 ，变速范围9，并由表7.3-12得18级结构图如下画出转速图3.齿轮齿数的确定1）带轮直径选用的Y系列异步电动机，功率为4KW，主动轮转速2440r/min，从动轮n =7 50,i =2.5查机械设计P151表8-6取KA=1.2，故P =KAP=1.2×4=1.8KW根据P 和n 查图8-9选SP2型，由直径系列取小带轮dd =80mm,大带轮直径为80×2.5=200mm验算=6.03 〈30 合适由0.7（dd +dd ）≤d ≤2（dd +dd ） a =400传动中心距Ld0 2 400+ (80+200)+ = 1248.8mm查表8—2，取Ld=1250mm 由式(8—21)，实际中心距a=a0+ 400+ =399.4mma1 180°-57.3°×162.8°＞120°由式(8—22)，z=由ddl=80mm，n1=1440r／min，查表8—5a，表8-5b得P1=1.38Kw P0=0.18k W查表8-2和表8-8 Ka= 0.96 KL=0.91则Z=取Z＝4根查表8—4，A型带，q=0．1kg／m;由式(8—23)得F0=500×＋0.17×6.032= 165.8N由式(8-24)得Ｑ=2zFosin 2×4×165.8×sin ＝1311.48N由机械设计课程设计42页表4-2得V带的小带轮缘基准宽B85，基准线上槽深h =2.0,h =90,带轮宽B=D+2Ha=84.2）齿数①基本组II~III轴间：转速比由《简明设计手册》P340查表，可知：S=78验证齿数关系52-48=4 所以齿数合适②第一扩大组III~IV轴间：转速比由《简明设计手册》P340查表，可知：S=70验证齿数关系50-43=7〉4 所以齿数合适②第二扩大组II~III轴间：转速比由《简明设计手册》P340查表，可知：S=84验证齿数关系67-56=7〉4 所以齿数合适3〕验算主轴转速系列①基本组i =30:48=1/1.6, i =26:52=1/2, i =22：56=1/2.55,因此转速为468.75，375，294.11765，由由此看出齿数合适.②第一扩大组i =27:43=1/1.59, i =20:50=1/2.5, i =31：39=1/1.26,因此转速为754.3125，372.024，596.25，297.62，233.426，187.5，150，117.65由代入计算得：0.0530.01471580.007970001560.0118550.01960.0211 由此看出齿数合适.③第二扩大组i =56:28=1/2, i =67:17=1/3.34，最小转速为117.65/3.94=29.86, 由此看出齿数合适.4〕主传动系统结构示意图：㈢传动件的估算和验算各轴的转速和功率如表：ⅠⅡⅢⅣⅤ功率 P=Pd=4KW P =P =3.8016P3=P2 =3.5754P4=P3 =3.3627P5=P4 =3.1626转矩T=Td=2.2 T2=T1i0 =5.2272T3=T2i1 =12.29T4=T3i2 =28.9T5=T4i3 =107.08各轴传动比I=i =2.5I=i =1.58,2,2.5I=i =1.58,1.26,2.5I=i =2,3.94转速1440r/min 750r/min 468.75r/min,294.11765r/min375r/min n =117.65 r/minn =29.86 r/min传动效率查表2-4简明手册0.96〔V带〕0.99〔轴承〕=0.9504 0.99〔轴承〕0.95〔齿轮〕=0.9405 0.99〔轴承〕0.95〔齿轮〕=0.9405 0.99〔轴承〕0.95〔齿轮〕=0.9405由表2-4可以得到各传动件的传动效率如下：V型带传动效率0.96，滚动轴承效率0.99，齿轮6~7级精度的效率0.99⑴传动轴的估算和验算1.传动轴直径的估算mm①II轴的直径：P=3.8016KW，n =750,【】由表7-11得0.7由于此轴上带有键和三联滑移齿轮，所以d值增大1.0﹪，所以d=27.588 ×1.10 =29.2,取d =30mm.②III轴的直径：P=3.5754KW，n =294.11765,【】由表7-11得0.7取d =35mm.具体尺寸由轴设计得出③IV轴的直径：P=3.3627KW，n =117.65,【】由表7-11得0.7取d =45mm.具体尺寸由轴设计得出④V轴的直径：但此轴是主轴，详细另行设计2．齿轮模数的估算和计算⑴按齿轮弯曲疲劳的估算由《机械工程及自动化简明设计手册》第344页式II～III轴间的齿轮副：小齿轮Z=22，n =750，经计算得III～IV轴间的齿轮副：小齿轮Z=20，n =294.11765，经计算得IV~V轴间的齿轮副：小齿轮Z=17，n =117.65，经计算得V轴小齿轮Z=28，n =29.86，经计算得⑵按接触疲劳强度计算，由《机械工程及自动化简明设计手册》第345页式II～III轴间的齿轮副：经计算得III～IV轴间的齿轮副：经计算得IV~V轴间的齿轮副：经计算得V轴经计算得由上比较所得，II～III轴间的齿轮副m圆整取2.5合适，III～IV轴间的齿轮副m取3，IV~V轴间的齿轮副m取5.5.⑵主要传动件的验算1.齿轮模数的验算按接触疲劳强度计算，由《机械工程及自动化简明设计手册》第348页中式按弯曲疲劳强度计算，由《机械工程及自动化简明设计手册》第348页中式①II～III轴间的齿轮副：其中P=3.5754, (轻微冲击)，（表7-15），，K = ,K =0.91,K =0.58,K =0.64, ＞K 取K = K =0.6，，（表7-22）= =1.98弯曲强度校核K =0.8，K =1.04，K =0.78,K =0.77，＜K 取K = K =0.62 所以=1.84由此看出m=3合适.②III～Ⅵ轴间的齿轮副：其中P=3.3627, (轻微冲击)，（表7-15），，K = ,K =0.81,K =0.58,K =0.6, （表7-17）＞K =0.6取K =0.6，，（表7-22） = =2.788弯曲强度校核K =0.8，K =0.426K =1.04，K =0.78,K =0.75，＜K 取K = K =0.426，所以=1.587由此看出m=2.5合适.③Ⅳ～Ⅴ轴间的齿轮副：其中P=3.1626, (轻微冲击)，（表7-15），，K = ,K =0.86,K =0.58,K =0.55, ＜K =0.6取K =0.38，，（表7-22）= =4.224弯曲强度校核K =0.8，K =0.46,K =1.04，K =0.78,K =0.72，＜K 取K = K =0.46，所以=2.81由此看出m=5.5合适.⑶齿轮设计①Ⅱ轴上的齿轮1铣床速度不高，因此选用7级精度；小齿轮材料为40Cr，调质处理选大齿轮：45钢，调质处理2小齿轮齿数z1＝26，大齿轮齿数z2＝52的；选取螺旋角。