数控车床主轴箱设计
数控车床主轴箱设计
一、设计题目
Φ400 毫米数控车床主轴箱设计。主轴最高转速4000r/min ，最低转速30r/min ，计算转速150r/min ，最大切削功率5.5kw 。采用交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min 。
二、主轴箱的结构及作用
主轴箱是机床的重要的部件，是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。
主轴箱采用多级齿轮传动，通过一定的传动系统，经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴，最后把运动传到主轴上，使主轴获得规定的转速和方向。
主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。
三、主传动系设计
机床主传动系因机床的类型，性能，规格尺寸等基本因素的不同，应满足的要求也不一样。再设计时结合具体机床进行具体分析，一般应满足下属基本要求：
1）满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动性能能，如机床的主轴有足够的转速范围和转速级数。传动系设计合理，操纵方便灵活、迅速、安全可靠等。
2）满足机床传递动力要求。主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和转矩，具有较高的传动效率。
3）满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件要有足够的刚度、精度、和抗振性，热变形特性稳定。
4）满足产品设计经济性的要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以节省材料，降低成本。
5）调整维修方便，结构简单、合理、便于加工和装配。防护性能好，使用寿命长。
四、主传动系传动方式
由题目知，我们设计的主轴箱传动方式为交流电动机驱动、机械传动装置的无级变速传动。再者，本题目中对精度要求一般，因此选用集中传动方式。另外主轴箱结构设计只需达到结构紧凑，便于集中操作，安装调整方便即可。
五、电动机的选择
按驱动主传动的电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。交流电动机驱动中又可分单速交流电动机或调速交流电动机驱动。调速交流电动机又有多速交流电动机和无级调速交流电动机驱动。无级调速交流电动机通常采用变频调速的原理。
根据设计要求采用交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min 。选用FANUC-S 系列8s 型交流主轴电动机。
六、 计算过程
主轴最高转速4000r/min ，最低转速30r/min ，计算转速150r/min ，最大切削功率5.5kw ；
交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min ；
主轴要求的恒功率调速范围max 400026.7150
nN i n R n === 电动机的调速范围450031500dN R ==
在设计数控机床主传动时，必须要考虑电动机与机床主轴功率特性匹配问题。由于主轴要求的恒功率变速范围远大于电动机恒功率变速范围，所以在电动机与主轴之间串联一个分级变速箱，以扩大其功率变速范围，满足低速大功率切削时对电动机的输出功率的要求。
根据以上分析，选择交流电动机的型号为：
若取3f dN R ?==，则可得到变速箱的变速级数
99
.2lg /lg ==f nN R Z ψ
所以，Z 可近似取为3，此处我们分别对Z=2、3、4三种情况进行研究，比较。
1） Z=3
根据f nN R Z ψlg /lg =可以得出99.2=f ψ，查表2-5取f ψ的标准值为3.0，dN f R =ψ,即主传动系功率特
性图上有小段重合。
由于一般限制降速最小传动比大于等于1/4,最大升速比小于等于2，所以上述情况不
符合
2）Z=2
根据dN z f nN R R 1-=ψ,得公比9.8=f ψ太大，易知不符合要求。
3）Z=4
根据f nN R Z ψlg /lg =可以得出273.2=f ψ，查表2-5取f ψ的标准值为2.24，dN f R <ψ,即主传动系功率特性图上有小段重合。
但是考虑到Z=3情况下，主轴箱级数较低，变速箱的公比和电机恒功率调速范围相等，可知其功率图连续无缺口无重合。该情况下，机床结构复杂程度适中，运转相对于低级数平稳。而Z=4尽管平稳，但级数较多，结构较复杂，在无太多精度要求的情况下。我们取Z=3进行讨论。
转速图和功率特性图
主传动系图
七、传动轴的估算：
传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度要求。强度要求保证轴在反复载荷和扭转载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大的变形。因此疲劳强度一般不是主要矛盾。除了载荷较大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求轴在载荷下不至于产生过大的变形。如果刚度不够，轴上的零件由于轴的变形过大而不能正常工作，或者产生振动和噪音，发热，过早磨损而失效，因此，必须保证传动轴有足够的刚度。
计算转速错误！未找到引用源。是传动件传递全部功率时的最低转速，各个传动轴上的计算转速从转速图是直接得出，如表
轴I II III
计算转速1500 530 150
根据P80：
错误！未找到引用源。
所以错误！未找到引用源。=(5.5/0.7)/1.2=6.55kw
知一级齿轮传动效率为0.97（包括轴承），同步带传动效率为0.98，则:
I轴：P1=Pd x 0.98=6.55 x 0.98=6.42KW
II 轴p2=p1 x 0.97=6.42x 0.97=6.22KW
III轴P3=P2 x 0.97=6.22 x 0.97=6.04KW
II轴扭矩：T2=9550P2/n2=9550 x6.22/530=1.12x
5 10
III轴扭矩：T3=9550 P3/N3=9550 x 6.04/150=3.85 x
5 10
Φ
是每米长度上允许的扭转角（deg/m）,可根据传动轴的要求选取，查表得：
最后所确定各轴所允许的扭转角如下表所示：
轴I轴II轴III轴
Φ
（deg/m）0.5 1 0.5
根据上述所得各轴输入功率、计算转速、允许的扭转角带入扭转刚度估算公式：
以计算错误！未找到引用源。为例，求解过程如下：
错误！未找到引用源。=30
轴I II III 估算直径（mm）28 30 49
主轴轴径尺寸的确定：
已知车床最大加工直径为Dmax=400mm,则
主轴前轴颈直径D1=0.25Dmax +
15=85-115mm
后颈直径D2=(0.7-0.85)D1=67-81mm
内孔直径d=0.1Dmax +
10=35-55mm
八、齿轮模数的估算
按接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算齿轮模数比较复杂，而且有些系数只有在齿轮的各参数都已知方可确定，故只有在装配草图画完后校验
用。在画草图时用经验公式估算，根据估算的结果然后选用标准齿轮的模数。
齿轮模数的估算方法有两种，一是按齿轮的弯曲疲劳进行估算，二是按齿轮的齿面点蚀进行估算。这两种方法的前提条件是各个齿轮的齿数必须已知。
根据齿轮不产生跟切的基本条件：齿轮数不小于17。由于Z2,Z2’这对齿轮有较大的传动比，各个齿轮中最小齿数的齿轮必然是Z2. 取Z3=22,S=105,则Z3’=83
从转速图上直接看出Z2的计算转速是530r/min.根据齿轮弯曲疲劳估算公式:
错误！未找到引用源。=2.73
根据齿轮接触疲劳强度估算公式计算得m=2.7
同理可得电机轴模数为2
由于受传动轴轴径尺寸大小限制，选取齿轮模数为m=3 mm,对比上面的结果，可知这样设计的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，故取同一变速组中的所以齿轮的模数都为m=3mm.可得两轴中心距为a=157.5mm.圆整为a=158mm..
则各齿轮齿数和模数列表如下：
齿轮Z0 Z0, Z1 Z1, Z2 Z2, Z3 Z3,
齿数36 102 75 30 48 57 22 83
电机轴到轴1模数为2，其他模数为3
九、主轴箱展开图的设计
主轴箱展开图是反应各个零件的相互关系，结构形状以及尺寸的图纸，并以此为依据绘制零件工作图。
各零件结构和尺寸设计：通过绘图设计轴的结构尺寸以及选出轴承的型号，确定轴的支点距离和轴上零件力的作用点，计算轴的强度和轴承的寿命。
传动零件，轴，轴承是主轴部件的主要零件，其他零件的结构尺寸是根据主要零件的位置和结构而定。
十、总结。
数控机床主轴箱设计
数控机床主轴箱设计
毕业设计（论文）任务书
摘要 主轴箱为数控机床的主要传动系统，它包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 本设计采用北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机，最高转速是4500r/min。通过给定的技术参数来初步设定部分轴、齿轮等单元的结构尺寸，对传动系统进行理论力学分析，精确计算选定尺寸及材料，由电机转速传动至进给系统的参数反馈，校核所选定主轴和转动轴尺寸的合理性完成整体结构设计，最后对齿轮进行了验算以及V型带的、离合器的选择与计算。 通过本次设计，使数控机床结构更加紧凑，性能更加优越，生产加工更加精密，有利于改善数控机床的性能，使得产品的加工更加高效。 关键词：数控机床；主轴箱；交流调速电动机；BESK-8
Abstract For the spindle box of NC machine tool main transmission system which comprises a motor, the transmission system and the spindle, it with ordinary lathe spindle box is relatively simple, only two or three stage gear transmission system, it is mainly used to expand the range of stepless speed regulation of motor, to meet a certain constant power, and speed problems. This design uses the Beijing CNC equipment factory of type BESK-8 AC spindle motor, maximum speed is 4500r / min. Through the given technical parameter to set an initial portion of the shaft, gear unit size, the transmission system of theoretical mechanics analysis, accurate calculation of the selected size and material, the motor speed drive to the feed system parameters feedback, check the selected spindle and rotary shaft size is reasonable to complete the overall structure design, assembly drawing and parts graph.
数控车床主轴箱设计
第一章概述 1.1设计目的 (2) 1.2主轴箱的概述 (2) 第2章主传动的设计 (2) 2.1驱动源的选择 (2) 2.2转速图的拟定 (2) 2.3传动轴的估算 (4) 2.4齿轮模数的估算 (3) 2.5V带的选择 (4) 第3章主轴箱展开图的设计 (7) 3.1各零件结构尺寸的设计 (7) 3.1.1 设计内容和步骤 (7) 3.1.2有关零件结构和尺寸的设计 (7) 3.1.3各轴结构的设计 (9) 3.1.4主轴组件的刚度和刚度损失的计算 (10) 3.1.5轴承的校核 (13) 3.2装配图的设计的概述 (13) 总结 (19) 参考文献 (20)
第一章概述 1-1设计目的 数控机床的课程设计，是在数控机床设计课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过数控机床伺服进给系统的结构设计，使我们在拟定进给传动及变速等的结构方案过程中得到设计构思、方案分析、结构工艺性、CAD制图、设计计算、编写技术文件、查阅技术资料等方面的综合训练，建立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养我们初步的结构设计和计算能力。 1-2 主轴箱的概述 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较，相对来手比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 第二章2主传动设计 2-1驱动源的选择 机床上常用的无级变速机构是直流或交流调速电动机，直流电动机从额定转速nd向上至最高转速nmax是调节磁场电流的方法来调速的，属于恒功率，从额定转速nd向下至最低转速nmin时调节电枢电压的方法来调速的属于恒转矩；交流调速电动机是靠调节供电频率的方法调速。由于交流调速电动机的体积小，转动惯量小，动态响应快，没有电刷，能达到的最高转速比同功率的直流调速电动机高，磨损和故障也少，所以在中小功率领域，交流调速电动机占有较大的优势，鉴于此，本设计选用交流调速电动机。 根据主轴要求的最高转速4000r/min，最大切削功率5kw，选择北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机，最高转速是4500r/min。 2-2 转速图的拟定 根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转速范围Rdp=nmax/nd=3 而主轴要求的恒功率转速范围Rnp=3，远大于交流主轴电动机所能提供的恒功率
机械机床毕业设计170数控车削中心主轴箱及自驱动刀架的设计
摘要 随着数控技术的发展和普及，加工中心的作用越发突显它的重要性。为进一 步提高数控机床的加工效率，数控机床正向着工件在一台机床一次装夹即可完成多道工序或全部工序加工的方向发展，因此出现了各种类型的加工中心机床，如车削中心、镗铣加工中心、钻削中心等等。这类多工序加工的数控机床在加工过程中要使用多种刀具，因此必须有自动换刀装置，也就是所说的刀库，以便选用不同刀具，完成不同工序的加工工艺。自动换刀装置应当具备换刀时间短、刀具重复定位精度高、足够的刀具储备量、占地面积小、安全可靠等特性。 本论文是开发设计出一种体积小、结构紧凑、价格较低、生产周期短的小型 立式加工中心刀库本文。首先介绍了国内外加工中心研究现状及发展趋势，阐明了本课题研究的目的、意义。然后进一步介绍本小型加工中心刀库总体结构和各部件方案的选择，并在此基础上进行了小型加工中心刀库的机械结构的设计计算， 主要包括刀盘部件设计（含刀盘，夹块，刀爪），刀库转动定位机构设计（含转臂， 槽轮，滚子，锁止盘），刀库总体机构设计（含轴承套，轴，箱盖，箱体）刀库移 动部分设计。 关键词：数控系统加工中心刀库机械手 ABSTRACT Along with the numerical control technology development and the popularization, the processing center function reveals its importance even more suddenly.For further enhances the numerical control engine laths the processing efficiency, the numerical control engine laths is clamping to the work piece in an engine laths attire then completes the multi-channel working procedure or the complete working procedure processing direction develops, therefore appeared each kind of type processing center engine laths, like the turning center, the boring mill processing center, drills truncates center and so on.This kind of working procedure processing numerical control engine laths must use many kinds of cutting tools in the processing process, therefore must have trades the knife installment automatically, also is the knife storehouse which said, in order to select the different cutting tool, completes the different working procedure the processing craft.Trades the knife equipment to have automatically to have trades the knife time short, the cutting tool repetition pointing accuracy high, the enough cutting tool margin, the area small, safe reliable and so on the characteristics. The present paper is the development designs one kind of volume slightly, the
数控车床主轴箱的优化设计和开发
数控车床主轴箱的优化设计和开发，以尽量减少热变形 森精机--Nagoya--日本 数字技术实验室--Sacramento--美国 关键词：热误差，设计方法，精度，主轴箱 本文是以调查的方法来减少和弥补精度数控车床中较大的热位移误差。为此，在这里我们提出了一个高效的设计和优化方法——主轴箱结构设计方法，来尽量减少主轴中心位置的热位移。和现有的那些经验方法相比较，这种方法可以更好的节省开发时间和成本。为了确定最佳的主轴箱结构，我们提出了Taguchi方法和有限元分析方法，这两种方法主要是用来验证和评估主轴中心过渡的主轴箱优化结果。 一：介绍 精度数控车床的精度越高，在加工精度要求方面的需求也越高。而热变形对于加工效果有非常显著的影响。关于这一个问题已经进行了的许多的研究。然而，并没有在实践中取得很多良好的效果。 热变形的主要研究归纳如下，Moriwaki和Shamoto建议使用温度传感器的热位移估计补偿方法，Brecher和Hirsche在延长这项工作的基础上控制部数据，刺激等等，这些主要是用于非金属材料（如碳纤维增强塑料），以抑 页脚.
制热位移。应用轴承的有限元方法（FEM）来分析预紧问题和铸件的形状优化问题，可以尽量减少热位移，Jedrzejewski通过进行补偿，再加上热执行器控制的应变是基于热失真反馈，清水等的原理。开发了一种新的算法，这种算法可以估计装修总机热变形的变形模式，并从涡流型位移传感器处获得所需要的数据。 一些机床制造商通过使用从传感器或部的NC控制器获得温度信息的方法，来估计热位移并进行补偿。对于数控车床来说，热位移通常是受机器的结构，环境的温度，热源的状态（伺服电机或加工热），气流和冷却剂的使用情况等的影响，虽然说理论上是可以进行准确的补偿，但是估计位移要涉及以上这些复杂的相互作用、参数和需要大量的组合实验。比如说，沿每个轴的线性热变形补偿问题，它的变形是伴随着精度显着下降，扭曲或翘曲的。 一种新数控车床的开发涉及到修改现有机器的结构和运行实验，而且，这通常要耗费大量的时间，而且费用也比较昂贵。所以在这里，提出一种新的方法——设计一个主轴箱，数控车床自身随机引起的热变形温度偏差。通过Taguchi方法，CAE分析等，确定数控车床主轴结构和热变形评估，以此证明上面说的方法是一个非常有效率的方法。 二:主轴结构和热位移测量 图1显示了数控车床主轴的部结构、零件以及环境变量的参数。热位移的目标是设计一个主轴箱，让热集中页脚.
数控铣床的主轴箱结构设计
西南科技大学网络教育 毕业设计（论文） 题目名称：论数控铣床的主轴箱结构相关设计 年级：层次：□本科□√专科 学生学号：指导教师： 学生姓名：技术职称：讲师 学生专业：机电一体化技术学习中心名称： 西南科技大学网络教育学院制
毕业设计（论文） 任务书 题目名称论数控铣床的主轴箱结构相关设计题目性质□√真实题目□虚拟题目 学生学号指导教师 学生姓名 专业名称机电一体化技术技术职称讲师 学生层次学习中心名称 年月日
毕业设计（论文）内容与要求： 1.设计部件名称：数控铣床的主轴箱 2．运动设计：根据所给定的转速范围及变速级数，拟定机床主运动传动结构方案(包括传动结构式、转速分布图)和传动系统图，确定各传动副的传动比，计算齿轮的齿数，主轴实际转速及与标准转速的相对误差。 3.根据数控铣床中的重要部件，做出电路图。 4．动力计算：选择电动机型号及转速，确定传动件的计算转速、对主要零件（如皮带、齿轮、主轴、轴承等）进行计算（初算和验算）。 5．结构设计 进行主传动系统的轴系、变速机构、主轴组件等的布置和设计并绘制展开图、剖面图、主要零件工作图。 毕业设计领导小组负责人：（签字） 年月日
毕业设计（论文）成绩考核表 过程评分评阅成绩答辩成绩 总成绩 百分制等级制 1、指导教师评语 建议成绩指导教师签字：年月日
2、论文评阅教师评语 建议成绩评阅教师签字：年月日3、毕业答辩专家组评语 建议成绩答辩组长签字：年月日4、毕业设计领导小组推优评语 组长签字：年月日
摘要 数字控制是近代发展起来的一种自动化控制技术是用数字化信号对机床运动极其加工过程进行控制的一种方法,随着科学技术的迅猛发展，数控机床已经是一个国家机械工业水平的重要标准。 数控机床是装有程序控制系统的机床。该系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令规定的程序。 数控机床是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业的渗透形成的机电一体化产品，起技术范围覆盖很多领域：（1）机械制造技术（2）信息处理、加工、传输技术；（3）自动控制技术；（4）伺服驱动技术；（5）传感技术；(6)软件技术等。计算机对传统机械业的渗透，完全改变了制造业。制造业不但成为工业化的象征，而且由于信息技术的渗透，使制造业犹如朝阳产业，具有广阔的发展天地。 数控机床就是将加工过程所需的各种步骤以及刀具与工件之间的相对位移量都是用数字化的代码来表示。通过控制介质数字信息送入专用区域通用的计算机。计算机对输入的信息进行处理，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需要的工件。 关键词：机械设计；主轴；数控系统。
数控车床主轴箱设计
数控车床主轴箱设计 一、设计题目 Φ400 毫米数控车床主轴箱设计。主轴最高转速4000r/min ，最低转速30r/min ，计算转速150r/min ，最大切削功率5.5kw 。采用交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min 。 二、主轴箱的结构及作用 主轴箱是机床的重要的部件，是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。 主轴箱采用多级齿轮传动，通过一定的传动系统，经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴，最后把运动传到主轴上，使主轴获得规定的转速和方向。 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 三、主传动系设计 机床主传动系因机床的类型，性能，规格尺寸等基本因素的不同，应满足的要求也不一样。再设计时结合具体机床进行具体分析，一般应满足下属基本要求： 1）满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动性能能，如机床的主轴有足够的转速范围和转速级数。传动系设计合理，操纵方便灵活、迅速、安全可靠等。 2）满足机床传递动力要求。主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和转矩，具有较高的传动效率。 3）满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件要有足够的刚度、精度、和抗振性，热变形特性稳定。 4）满足产品设计经济性的要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以节省材料，降低成本。 5）调整维修方便，结构简单、合理、便于加工和装配。防护性能好，使用寿命长。 四、主传动系传动方式 由题目知，我们设计的主轴箱传动方式为交流电动机驱动、机械传动装置的无级变速传动。再者，本题目中对精度要求一般，因此选用集中传动方式。另外主轴箱结构设计只需达到结构紧凑，便于集中操作，安装调整方便即可。 五、电动机的选择 按驱动主传动的电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。交流电动机驱动中又可分单速交流电动机或调速交流电动机驱动。调速交流电动机又有多速交流电动机和无级调速交流电动机驱动。无级调速交流电动机通常采用变频调速的原理。 根据设计要求采用交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min 。选用FANUC-S 系列8s 型交流主轴电动机。 六、 计算过程 主轴最高转速4000r/min ，最低转速30r/min ，计算转速150r/min ，最大切削功率5.5kw ； 交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min ，最高转速4500r/min ； 主轴要求的恒功率调速范围max 400026.7150 nN i n R n === 电动机的调速范围450031500dN R == 在设计数控机床主传动时，必须要考虑电动机与机床主轴功率特性匹配问题。由于主轴要求的恒功率变速范围远大于电动机恒功率变速范围，所以在电动机与主轴之间串联一个分级变速箱，以扩大其功率变速范围，满足低速大功率切削时对电动机的输出功率的要求。 根据以上分析，选择交流电动机的型号为： 若取3f dN R ?==，则可得到变速箱的变速级数 99 .2lg /lg ==f nN R Z ψ 所以，Z 可近似取为3，此处我们分别对Z=2、3、4三种情况进行研究，比较。 1） Z=3 根据f nN R Z ψlg /lg =可以得出99.2=f ψ，查表2-5取f ψ的标准值为3.0，dN f R =ψ,即主传动系功率特
数控机床主轴箱设计
数控机床主轴箱设计 数控机床主轴箱设计 楚海涛 继续教育学院 机电一体化 指导老师：杨建宇 二0一一年十月二日
数控机床主轴箱设计 毕业设计（论文）任务书
摘要 主轴箱为数控机床的主要传动系统，它包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 本设计采用北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机，最高转速是4500r/min。通过给定的技术参数来初步设定部分轴、齿轮等单元的结构尺寸，对传动系统进行理论力学分析，精确计算选定尺寸及材料，由电机转速传动至进给系统的参数反馈，校核所选定主轴和转动轴尺寸的合理性完成整体结构设计，最后对齿轮进行了验算以及V型带的、离合器的选择与计算。 通过本次设计，使数控机床结构更加紧凑，性能更加优越，生产加工更加精密，有利于改善数控机床的性能，使得产品的加工更加高效。 关键词：数控机床；主轴箱；交流调速电动机；BESK-8
Abstract For the spindle box of NC machine tool main transmission system which comprises a motor, the transmission system and the spindle, it with ordinary lathe spindle box is relatively simple, only two or three stage gear transmission system, it is mainly used to expand the range of stepless speed regulation of motor, to meet a certain constant power, and speed problems. This design uses the Beijing CNC equipment factory of type BESK-8 AC spindle motor, maximum speed is 4500r / min. Through the given technical parameter to set an initial portion of the shaft, gear unit size, the transmission system of theoretical mechanics analysis, accurate calculation of the selected size and material, the motor speed drive to the feed system parameters feedback, check the selected spindle and rotary shaft size is reasonable to complete the overall structure design, assembly drawing and parts graph.
数控车床总体设计及其主轴箱设计要点(doc 47页)
数控车床总体设计及其主轴箱设计要点(doc 47页)
开题报告 题目：数控车床总体设计及主轴箱设计专业：机电一体化 学生： 学号： 指导教师：
1、
2、理论的渊源及演讲过程 现代数控技术的发展趋势主要是高速化、高精度化、多功能和智能化 目前，柔性制造技术的发展也相当迅速。柔性制造技术主要有柔性制造单元、柔性制造系统、计算机集成制造系统。 柔性制造单元可由一台或多台数控设备组成，即具有独立的自动加工的功能又部分具有自动传送和监控管理的功能。柔性制造单元有两大类：一类是数控机床配上机器人另一类是加工中心配上工作台交换系统若干个柔性制造单元可组成一个柔性制造系统 柔性制造系统是一个由中央计算机控制的自动化制造系统。他是由一个传输系统联系起来的一些数控机床加工中心。传输装置将工件放在托盘或其他连接设备上送到加工设备使加工能够准确、迅速和自动的进行 计算机集成制造系统就是利用计算机进行信息集成，从而实现现代化的生产制造以求的企业的总体效益。计算机集成制造系统是建立在多项先进技术基础上的高技术制造系统，他综合利用了CAD/CAM、FMS、FMC及工厂自动化系统，是面向二十一世纪的生产制造技术。 3、国内有关研究的综述 随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。目前，欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程，而中国从20世纪80年代开始起步，仍处于发展阶段。 “十五”期间，中国数控机床行业实现了超高速发展。其产量2001年为17521台，2002年24803台，2003年36813台，2004年51861台，2004年产量是2000年的3.7倍，平均年增长39%；2005年国产数控机床产量59639台，接近6万台大关，是“九五”末期的4.24倍。“十五”期间，中国
CA6140机床主轴箱的设计12
调研报告 大学四年的学习生活即将结束，大学学习生活中的最后一个环节也是最重要一个环节——毕业设计，是对所学知识和技能的综合运用和检验。 本人的毕业设计课题是对CA6140车床主轴箱的设计，其内容包括：总体方案的确定和验证、机械部分的设计计算（伺服进给机构设计、自动转位刀架的选择或设计、编码盘安装部分的结构设计）、主运动自动变速原理等。对普通车床主轴箱的设计符合我国国情，即适合我国目前的经济水平、教育水平和生产水平，又是国内许多企业提高生产设备自动化水平和精密程度的主要途径，在我国有着广阔的市场。从另一个角度来说，该设计既有机床结构方面内容，又有机加工方面内容，有利于将大学所学的知识进行综合运用。虽然设计者未曾系统的学习过机床设计的课程，但通过该设计拓宽了知识面，增强了实践能力，对普通机床和数控机床都有了进一步的了解。 毕业设计作为我们在大学校园里的最后一堂课、最后一项测试，它既是一次锻炼，也是一次检验，在整个设计过程中，我获益匪浅。在此，我要衷心感谢刘老师对我的关心和细致指导。 由于毕业设计是我的第一次综合性设计，无论是设计本人的纰漏还是经验上的缺乏都难免导致设计的一些失误和不足，在此，恳请老师和同学们给以指正。
摘要 作为主要的车削加工机床，CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中，本设计主要针对CA6140机床的主轴箱进行设计，设计的内容主要有机床主要参数的确定，传动方案和传动系统图的拟定，对主要零件进行了计算和验算，利用三维画图软件进行了零件的设计和处理。 关键词：CA6140机床主轴箱零件传动
目录第一章引言 第二章机床的规格和用途 第三章机床主要参数的确定 第四章传动放案和传动系统图的拟定第五章主要设计零件的计算和验算 第六章结论 第七章致谢 第八章参考资料编目
数控车床总体设计及主轴箱设计
摘要 数控车床又称数字控制（Numbercal control，简称NC）机床。它是基于数字控制的，采用了数控技术，是一个装有程序控制系统的机床。它是由主机，CNC，驱动装置，数控机床的辅助装置，编程机及其他一些附属设备所组成。 本次设计课题是CK6140数控卧室车床，CK是数控车床，61是卧式车床，40是床身上最大工件回转直径为400mm。 此次设计包括机床的总体布局设计，纵向进给设计，其中还包括齿轮模数计算及校核，主轴刚度的校核等。控制系统部分包括步进电机的选用及硬件电路设计和软件系统设计，说明了芯片的扩展，键盘显示接口的设计等等。 车床适用于车削内外圆柱面，圆锥面及其他基准面，车削各种公制、英制、模数和径节螺纹，并能进行钻孔，铰孔和拉油槽等工作。设计主抽箱主要是从主传动系统的运动设计、主运动部件的结构设计和箱体这三方面进行设计。 主传动系统的运动设计有:确定极限转速、确定公比、确定转速级数、确定结构网和结构式、绘制转速图、确定齿轮齿数和拟定传动系统图。 主运动部件的结构设计有：带传动的设计、确定各种计算转速、确定齿轮模数、确定各轴最小直径和设计部分主轴主件。 关键词：数控机床；开放式数控系统；电动机；纵向进给设计
Abstract The numerical control lathe called the numerical control (Numbercal control, is called NC) the engine bed. It is based on the numerical control, has used the numerical control technology, is loaded with the procedure control system the engine bed. It is by the main engine, CNC, the drive, the numerical control engine bed auxiliary unit, the programming machine and other some appurtenances is composed. This design topic is the CK6140 numerical control bedroom lathe, CK is the numerical control lathe, 61 is the horizontal lathe, 40 is on the lathe bed the biggest work piece rotation diameter is 400mm. This design including the engine bed overall layout design, longitudinal enters for the design, also includes the gear modulus computation and the examination, the main axle rigidity examination and so on. The control system partially including step-by-steps the electrical machinery to select and the hardware circuit design and the software system design, explained the chip expansion, keyboard demonstration connection design and so on. Key word： numerical ；control tool；Open-architecture；motor
数控铣床主轴箱结构设计方案(有全套图纸)
目录 绪论 (1) 第1章主传动系统设计概述 (3) 第2章数控铣床主传动系统的配置方式 (4) 第3章主轴电动机的选取 (5) 第4章同步带传动设计与计算 (6) 4.1、同步材料选择 (6) 4.2、同步带参数的计算 (6) 4.2.1、模数的选取 (6) 4.2.2、小带轮齿数 (6) 4.2.3、同步带节距 (6) 4.2.4、节圆直径 (7) 4.2.5、大带轮齿数 (7) 4.2.6、大带轮直径 (7) 4.2.7、带的速度 (7) 4.2.8、定中心距 (7) 4.2.9、带的节线长度 (7) 4.2.10、计算中心距 (7) 4.2.11、带轮与带的啮合齿数 (8) 4.2.12、带宽 (8) 4.2.13、作用在轴上的力 (8) 4.2.14、小带轮的最小包角 (8) 4.2.15、带轮宽度 (8) 第5章主轴组件的设计 (9) 5.1、主轴组件的设计要求 (9) 5.1.1、回转精度 (9) 5.1.2、主轴刚度 (9) 5.1.3、主轴的抗振性 (10) 5.1.4、主轴温升 (10) 5.1.5、主轴耐磨性 (10) 5.1.6、提高主轴组件抗振性的措施 (10) 5.2、减少主轴组件热变形的措施 (10) 5.3、主轴材料的选择及尺寸、参数的计算 (11) 5.4、主轴转动装置箱体的作用 (13) 5.5、主轴箱体的截面形状和壁厚的计算 (15) 第6章主轴轴承的选择 (15) 6.1、轴承的选择和轴承的精度 (15) 6.2、轴承预紧力的要求 (15) 6.3、主轴轴承的润滑与密封 (16) 6.4、选取轴承求 (16) 6.5、轴承寿命校核 (18) 6.6、轴承座孔的设计要求 (19) 第7章联接键的选择碟形弹簧的选择与计算 (20)
机械机床毕业设计55JCS-018立时加工中心主轴箱及进给系统设计
前言 加工中心集计算机技术、电子技术、自动化控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体，是典型的机电一体化产品，它的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式，使世界制造业的格局发生了巨大变化。现在的CAD/CAM、FMS、CIMS，都是建立在数控技术之上。目前数控技术已经广泛运用于制造业，数控技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志。而加工中心的发展最为重要。 随着科学技术的高速发展，市场上对数控的要求也有很大的改变，正要求数控系统朝着高速、高精度、高可靠性发展，为追求加工效率及更通用化迫使数控机床结构模块化、智能化、柔性化、用户界面图形化，科学计算可视化，内置高性能PLC，多媒体技术应用等方面发展。 加工中心的优点有：1）提高加工质量；2）缩短加工准备时间；3）减少在制品；4）减少刀具费；5）最少的直接劳务费；6）最少的间接劳务费；7）设备利用率高。总的来说，加工中心的发展动向是高速、进一步提高精度和愈发完善的机能。 本设计说明书以大量图例来说明加工中心的主轴箱设计及横向进给机构的设计的思路。设计中得到颜竟成教授的悉心指导，在此向他表示诚挚的的感谢。由于编者的水平和经验有限，加之设计时间较短、资料收集较困难，说明书中难免有缺点和错误，在此恳请读者谅解，并衷心希望广大读者提出批评意见，使本设计说明书能有所改进。
1、机床总体方案设计 1.1机床总体尺寸参数的选定 根据设计要求并参考实际情况，初步选定机床主要参数如下： 工作台宽度×长度 400×1600mm×mm 工作台最大纵向行程 650mm 工作台最大横向行程 450mm 工作台最大垂直行程 500mm X、Y轴步进电机 a12/3000i Z步进电机 a12/3000i 主轴最大输出扭矩 70公斤力×米 主轴转速范围 45～2000r/min 主电动机的功率 4kw 主轴电动机转速 1500r/min 机床外行尺寸（长×宽×高） 2488×1200×2710mm×mm×mm 机床净重 500kg 1.2机床主要部件及其运动方式的选定 1、主运动的实现 因所设计的卧式加工中心要求能进行车、铣和镗，横向方向的行程比较大，因而采用工作台不动，而主轴箱各轴向摆放为卧式的机构布局；采用交流无级调速电动机实现无级调速，并且串联有级变速箱来扩大变速范围。为了使主轴箱在数控的计算机控制上齿轮的传动更准确、更平稳、工作更可靠，主轴箱主要采用离合器交换齿轮的有级变速。 2、给运动的实现 本次所设计的机床进给运动均由单片机进行数字控制，因此在X、Y、Z三个方向上，进给运动均采用滚珠丝杠螺母副，其动力由步进电机通过调隙齿轮传递。 3、数字控制的实现
数控铣床主轴箱结构设计
目录 绪论 (1) 第一章数控加工技术概论 (6) 1.1 数控技术及数控加工的基本概念 (6) 1.2 数控机床的组成与分类 (7) 1.3数控机床的特点与数控机床的发展方向 (9) 第二章数控铣床主传动系统 (11) 2.1 数控机床对主传动的要求 (11) 2.2 数控铣床主传动的配置方式 (12) 第三章主轴电动机的选取 (15) 第四章同步带传动 (16) 4.1 材料选择 (16) 4.2 参数计算 (17) 第五章主轴组件的设计 (19) 5.1 主轴组件的设计要求 (20) 5.2 主轴材料的选择及尺寸、参数的计算 (23) 5.3 主轴传动装置箱体的作用 (27) 5.4 主轴箱体的截面形状和壁厚计算 (27) 第六章主轴轴承的选择 (28) 6.1 轴承的选择和轴承的精度 (29) 6.2 轴承预紧力的要求 (30)
6.3 主轴轴承的润滑与密封 (30) 6.4 轴承寿命校核 (32) 第七章联接键的选择和碟形弹簧的选择与计算 (33) 7.1联接键的选择 (33) 7.2碟形弹簧的选择与计算 (33) 7.3碟形弹簧材料及热处理、厚度和脱碳 (34) 7.4碟形弹簧的强压处理、表面强化处理和防腐处理 (34) 第八章螺钉联接的设计 (36) 第九章液压缸与密封件的设计 (39) 9.1液压缸安装时应注意的问题 (40) 9.2液压缸各部分的结构及主要尺寸的确定 (40) 9.3强度校核 (41) 9.4 密封件的作用及其意义 (42) 9.5 密封的分类及密封件的材料要求 (42) 9.6防尘圈设计要求 (43) 结论 ................................................ 错误!未定义书签。致谢.............................................. 错误!未定义书签。参考文献. (46) 附录 (48)
数控机床主轴箱设计0000000000全解
第一章概述 1-1设计目的 数控机床的课程设计，是在数控机床设计课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过数控机床伺服进给系统的结构设计，使我们在拟定进给传动及变速等的结构方案过程中得到设计构思、方案分析、结构工艺性、CAD制图、设计计算、编写技术文件、查阅技术资料等方面的综合训练，建立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养我们初步的结构设计和计算能力。 1-2 主轴箱的概述 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 第二章主传动设计 2-1驱动源的选择 机床上常用的无级变速机构是直流或交流调速电动机，直流电动机从额定转速nd向上至最高转速nmax是调节磁场电流的方法来调速的，属于恒功率，从额定转速nd向下至最低转速nmin时调节电枢电压的方法来调速的属于恒转矩；交流调速电动机是靠调节供电频率的方法调速。由于交流调速电动机的体积小，转动惯量小，动态响应快，没有电刷，能达到的最高转速比同功率的直流调速电动机高，磨损和故障也少，所以在中小功率领域，交流调速电动机占有较大的优势，鉴于此，本设计选用交流调速电动机。 根据主轴要求的最高转速3150r/min，交流主轴电动机，最高转速是5000r/min。 2-2 转速图的拟定 根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转速范围Rdp=nmax/nd=5000/1000=5 而主轴要求的恒功率转速范围Rnp=nmax/nd=3150/125=25.2，远大于交流主
车床主轴箱箱体设计工艺
车床主轴箱箱体设计工艺
目录第一章分析零件图 1.1 检查零件图的完整性和正确性 1.2 零件的技术要求 1.3 零件的材料分析 1.4 零件图的标注尺寸 第二章零件的结构工艺性分析 2.1有利于达到所要求的加工质量 2.1.2保证位置精度的可能性 第三章零件的毛坯的种类和选择 3.1 毛坯的种类 第四章定位基准的选择 4.1粗基准的选择 4.2 精基准的选择 第五章加工工艺路线的拟定 5.1路线拟定 5.2加工顺序的安排 5.3热处理工序 第六章设备及工艺装备的选择 6.1设备的选择 6.2工艺装备的选择 6.2.1刀具的选择
对图纸经过分析，相关重要的尺寸已直接标出，而且符合尺寸链的要求。 零件图的尺寸也便于测量，图上没有不应标注的尺寸且不封闭。需要的参考尺寸也基本标出。 第二章零件的结构工艺性分析 零件的工艺性是指在满足使用性能的前提下，是否能够以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。 2.1有利于达到所要求的加工质量 因为加工精度的高低直接影响到加工成本和零件的使用性能。故必须根据零件在整个机器中的作用和工作确定，尽可能使零件加工方便制造成本低。 2.2保证位置精度的可能性 为了保证零件的位置精度，最好使零件能在一次安装中加工出所有相关表面，这样就能依靠机床本身的精度来达到所要求的位置精度。孔Ф42与Ф40的轴心线与孔Ф95与Ф120的轴心线具有平行度的要求。Ф120的孔所在面的内腔面与Ф120的孔的轴心线有垂直度的要求等。这些位置度的要求都需要在加工中保证的，所以通过一次装夹加工出所有相关面的方法是最好的选择之一。 孔径的尺寸误差和几何形状误差会造成轴承与孔的配合不良。所以箱体类零件对孔的要求较高。主轴孔的尺寸公关等级为IT6，其余孔为IT8--IT7。孔的几何开关精度未做规定的，一般控制在尺寸传送的1/2范围内即可。 孔的位置精度，同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差，会使轴和轴承配到箱体内出现歪斜，从而造成主轴径向圆跳动和轴向窜动，一般孔距允许误差为±0.025--±0.060mm，而同一中心线上支承孔的同轴度约为最小孔尺寸公差之半。
数控车床主轴箱设计终稿
数控车床主轴箱设计 组员： XX
数控车床主轴箱设计 设计题目要求： Φ400 毫米数控车床主轴箱设计。主轴最高转速4000r/min，最低转速 30r/min，计算转速150r/min，最大切削功率5.5kw。采用交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min，最高转速4500r/min。
数控车床主轴箱设计 二、主轴箱的结构及作用 主轴箱是机床的重要的部件，是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。 主轴箱采用多级齿轮传动，通过一定的传动系统，经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴，最后把运动传到主轴上，使主轴获得规定的转速和方向。 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件。
数控车床主轴箱设计 主传动系应满足下属基本要求： 1）性能要求。如机床的主轴有足够的转速范围和转速级数。传动系设计合理，操纵方便灵活、迅速、安全可靠等。 2）满足机床传递动力要求。主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和转矩，具有较高的传动效率。 3）满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件要有足够的刚度、精度、和抗振性，热变形特性稳定。 4）满足产品设计经济性的要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以节省材料，降低成本。 5）调整维修方便，结构简单、合理、便于加工和装配。防护性能好，使用寿命长。
数控车床主轴箱设计 电动机的选择 按驱动主传动的电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。 根据设计要求采用交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min，最高转速4500r/min。选用FANUC-S系列8s型交流主轴电动机。
普通车床主轴箱设计
CA6140普通车床主轴箱设计 摘要 本文用简明的语言有侧重的介绍了普通数控机床中CA6140主轴箱的设计改造过程，先通过研究背景及选题意义的介绍，来引出本设计的意义。然后分别从参数拟定、传动设计、传动件的估算和验算、各部件结构设计和主轴组件的验算5个部分来进行设计的。以齿轮、带轮、皮带轮、轴承、箱体等的参数设计为重点。 箱体普通车床是车床中应用最广泛的一种，约占车床类总数的65%，因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床。 CA6140型普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。作为主要的车削加工机床，CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中，本设计主要针对CA6140机床的主轴箱进行设计，设计的内容主要有机床主要参数的确定，传动方案和传动系统图的拟定，对主要零件进行了计算和验算，利用三维画图软件进行了零件的设计和处理。 关键词：CA6140机床、主轴箱、零件传动
CA6140 ordinary lathe spindle box design Abstract In this paper, using concise language on introduces the common numerical control machine CA6140 in the design of the main shaft transformation process, first through the research background and significance of the subject introduces, to arouse the design significance. Then respectively from the parameters for design, the transmission, the transmission of a estimated and checking and parts structure design and spindle component checking five parts to the design. The gear, pulleys, the pulley, bearings, parameter design of case etc for key. The ordinary lathe is the most widely used in lathe, accounts for about 65% of the total number of lathe, because of its way to the horizontal axis place is called horizontal lathes. CA6140 general type of main components have lathe: spindle box, to sneak into the box, board box, knife, tail frame, light poles, ball screw and lathe bed. As a major turning processing machine, CA6140 machine widely used in mechanical processing industry, the design of the machine tool for CA6140 main spindle box design, design is the main content of machine tool of the main parameters of the sure, transmission scheme and transmission system graph of the recommended, the main parts are calculated and checked and the use of 3 d drawing software parts design and processing. Key words: CA6140、spindle box 、parts transmission.