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1、目錄
黃海峰
機械設計制造及其自動化
308044491
第 1 頁 共 35 頁
目錄
目錄 1
一、機床的型號及用途 2
1.1規(guī)格 2
1.2用途 2
二、機床的主參數(shù)和其他主要技術要求 3
2.1主參數(shù)和基本參數(shù) 3
2.1.1主參數(shù) 3
2.1.2基本參數(shù) 3
2.1.3普通車床的基本參數(shù) 3
2.2主傳動的設計 4
2.2.1主軸極限的確定 4
2.2.2 公比的確定 4
2.2.3 主軸轉速級數(shù)的確定 4
2.2.4主傳動電動機功率的確定 4
三、主傳動系統(tǒng)的擬定 5
3.1傳動比 5
3.2變
2、速的基本規(guī)律 5
3.3轉速圖的擬定 5
3.4分配各變速組的最小傳動比 6
3.5確定齒輪齒數(shù) 6
3.6同一變速組內模數(shù)的齒輪齒數(shù)的確定 7
四、齒輪傳動設計 10
4.1第一變速組齒輪的結構尺寸 10
4.2第二變速組齒輪結構尺寸的設計 13
4.3第三變速組的齒輪設計 17
五、帶傳動設計 20
六、軸的設計 22
6.1Ⅰ軸的設計計算 22
6.2Ⅱ軸的設計計算 23
6.3Ⅲ軸的設計 25
6.4主軸的設計 27
七、箱體的結構設計 30
7.1箱體材料 30
7.2箱體結構 30
八、潤滑與密封 32
8.1潤滑與密封的設計 32
8.2潤
3、滑油的選擇 32
九、心得體會 33
一、機床的型號及用途
1.1規(guī)格
選用型號CA6140、規(guī)格Φ4001000
1.2用途
CA6140型臥式車床萬能性大，適用于加工各種軸類、套筒類、輪盤類零件上的回轉表面?？绍囅魍鈭A柱面、車削端面、切槽和切斷、鉆中心孔、鉆孔、鏜孔、鉸孔、車削各種螺紋、車削內外圓錐面、車削特型面、滾花和盤繞彈簧等。加工范圍廣、結構復雜、自動化程度不高，所以一般用于單件、小批生產。
第 33 頁 共 37 頁
機床的主參數(shù)和其他主要技術要求
二、機床的主參數(shù)和其他主要技術要
4、求
2.1主參數(shù)和基本參數(shù)
2.1.1主參數(shù)
機床主參數(shù)系列通常是等比數(shù)列。普通車床和升降臺銑床的主參數(shù)均采用公比為1.41的數(shù)列，該系列符合國際ISO標準中的優(yōu)先系列。
普通車床的主參數(shù)D的系列是：250、320、400、500、630、800、1000、1250mm。
2.1.2基本參數(shù)
除主參數(shù)外，機床的基本是指與被加工工件主要尺寸有關的及與工、夾、量具標準有關的一些參數(shù)，這些主參數(shù)列入機床的參數(shù)標準，作為設計時依據(jù)。
2.1.3普通車床的基本參數(shù)
普通車床的基本參數(shù)應符合《普通車床參數(shù)國家標準》見參考文獻【一】中表2的規(guī)定，有下列幾項數(shù)；
1. 刀架上最大工件回轉直徑
5、（）
由于刀架組件剛性一般較弱，為了提高生產效率，國內外車床刀架溜板厚度有所增加，在不增加中心高時，值減少的趨勢。我國作為參數(shù)標準的值，基本上取,這樣給設計留一定的余地，設計時，在刀架剛度允許的條件下能保證使用要求，可以取較大的值。所以查參考文獻【一】（表2）得。
2. 主軸通孔直徑d﹙﹚
普通車床主軸通孔徑主要用于棒料加工。在機床結構允許的條件下，通孔直徑盡量取大些。參數(shù)標準規(guī)定了通孔直徑d的最小值。所以由參考文獻【一】（表二）d=36mm。
3. 主軸頭號
普通車床采用短錐法蘭式主軸頭，這種形式的主軸頭精度高，裝卸方便。主軸端部及其結構合面得型式和基本尺寸要符合《法蘭式車床主軸端
6、部尺寸部標注》的規(guī)定。根據(jù)機床主參數(shù)值大小采用不同號數(shù)的主軸頭（4～15號），號值數(shù)等于法蘭直徑的1/25.4而取其整數(shù)值。所以由參考文獻【一】（表2）可知主軸頭號取4.5
4. 裝刀基面至主軸中心距離h()
為了使用戶，提高刀具的標準化程度，根據(jù)機械工業(yè)部成都工具研究所的刀具桿標準，規(guī)定了h=22。
5. 最大工件長度L （）
最大工件長度L是指尾座在床身處于最后位置，尾座頂尖套退入尾座孔內時容納的工件長度。為了有利組織生產，采用分段等差的長度數(shù)列。所以由參考文獻【一】（表2）得L=1000。
2.2主傳動的設計
2.2.1主軸極限的確定
由課程設計任務書中給出的條件可
7、知：
2.2.2 公比的確定
主軸極限轉速的確定后，根據(jù)機床的使用性能和結構要求，選擇主軸轉速數(shù)列的公比值，因為中型通用機床，常用的公比 為1.26或是1.41，再根據(jù)極限轉速，按參考文獻【一】中表2—1選出標準轉速數(shù)列公比=1.41。
2.2.3 主軸轉速級數(shù)的確定
按任務書要求Z=12
按標準轉速數(shù)列為40、56、80、115、160、225、315、445、625、880、1250、1800r/min
2.2.4主傳動電動機功率的確定
電動機的額定功率為：
式中：k—電動機超載系數(shù)（對連續(xù)工作機
8、床k=1.0；對間斷機床k=1.1～1.25，間斷時間長，取大值）。所以取k=1.0，
主傳動系統(tǒng)的擬定
三、主傳動系統(tǒng)的擬定
3.1傳動比
第一變速組（Ⅰ—Ⅱ），有三對齒輪組成，其傳動比如下：
第二變速組（Ⅱ—Ⅲ），有兩對齒輪組成，其傳動比如下：
第二變速組（Ⅲ—Ⅳ），有兩對齒輪組成，其傳動比如下：
3.
9、2變速的基本規(guī)律
1. 基本組的變速范圍:
2. 第一擴大組的變速范圍：
3. 第二擴大組的變速范圍：
3.3轉速圖的擬定
結構式或結構網的選擇：
由于幾個變速組組成的變速系統(tǒng)，如果把不同傳動副數(shù)的變速組在傳動順序上的排列加以改變，可以得到若干不同的方案。
1. 確定變速組的數(shù)目和各變速組中傳動副的數(shù)目
該機床的變速范圍較大，必須經過較長的傳動鏈減速才能把電動機的轉速降到主軸所需的轉速，通常采用p=2或3，因此，，共需三個變速組。
2. 確定不同傳動副數(shù)的各變速組的排列順序。根據(jù)“前多后少”的原則，選擇的方案。
3. 確定變速組的擴大順序。根據(jù)“前密后疏”原則，
10、選擇的結構式。
4. 驗算變速組的變速范圍。最后擴大組的變速范圍，
在允許的變速范圍內。（最后擴大組的變速范圍限制在）
3.4分配各變速組的最小傳動比
主傳動系統(tǒng)需要4根軸，再加上電動機軸。
1. 決定軸Ⅲ—Ⅳ的最小降速傳動比主軸上的齒輪希望更大些，能起到飛輪的作用，所以最后一個變速組的最小降速比為。
2. 其余變速組的最小傳動比根據(jù)“前緩后急”的原則，軸Ⅱ—Ⅲ間最小變速取,軸I-II間最小變速組取。
3. 畫出各變速組的傳動比連線基本組的級比指數(shù)，第一擴大組的級比指數(shù)，第二擴大組級比指數(shù)。
3.5確定齒輪齒數(shù)
機床轉速圖確定后，則各變速組的傳動比也確定了，即可進
11、一步確定各變速組中傳動副的齒輪數(shù)，皮帶輪的直徑等。齒輪數(shù)可通過用計算法、圖解法或從表查法確定，必須注意以下幾點：
1. 齒輪的齒數(shù)和不能太大，以免齒輪尺寸過大而引起機床結構增大。一般推薦齒數(shù)和，常選在100之內。
2. 同一變速組中的各對齒輪，其中心距必須保證相等。
3. 最小齒輪的齒數(shù)應保證不產生根切現(xiàn)象。對于標準齒輪，其最小齒數(shù)（變位齒輪除外）。受結構限制的最小齒數(shù)的各齒輪（尤其是最小齒輪），必須能可靠地裝到軸上或進行套裝。
4. 齒輪齒根圓到鍵槽的壁厚。（為模數(shù)）一般，以保證足夠強度，防止破裂和熱處理變形過大。
5. 放有操縱機構滑塊的滑移齒輪的最小齒輪的確定，不宜過小，要保證
12、與小齒輪側面有較好的接觸。
6. 確定齒輪齒數(shù)時，要考慮選用標準模數(shù)大小。同一變速組盡可能選用同一模數(shù)。
7. 兩輪間中心距應取得適當不應過小，否則將導致兩軸軸承間孔壁過薄或鏜穿，以及其他結構之間距離過近或相碰。
3.6同一變速組內模數(shù)的齒輪齒數(shù)的確定
為了便于設計和制造，主傳動系統(tǒng)中所采用的齒輪模數(shù)的種類盡可能少一些。在同一變速組內一般都采用相同的模數(shù)，這是因為各齒輪副的速度變化不大，受力情況差別不大當各對齒輪模數(shù)相同時，且不采用變位齒輪的齒數(shù)和也必然相等，采用查表法確定齒輪齒數(shù)：
參考文獻【一】表2-2中橫行表示一對齒輪的齒數(shù)和，縱列表示一對齒輪的傳動比，表中間的數(shù)值表示一對齒輪
13、副的小齒輪齒數(shù)。當時，表示升速傳動，所以小齒輪為從動輪。當時，表示降速傳動，所以小齒輪為主動輪，這是要用傳動比的倒數(shù)查表。查出小齒輪的齒數(shù)后，將齒數(shù)和減去小齒輪的齒數(shù)。表中空白格，表示沒有合適的齒數(shù)。
1、 確定第一變速組（Ⅰ—Ⅱ）的三對齒輪齒數(shù)
已知：； ；
1） 首先在、、中找到出現(xiàn)最小齒數(shù)的傳動比=0.36
2） 為了避免根切現(xiàn)象和結構設計的需要，取
3） 從參考文獻【一】表2-2中找出與=0.36的倒數(shù)2.777比較接近的2.82這一行找到時，查到最小齒數(shù)和
4） 找到可能采用的齒數(shù)和各種數(shù)值。這些數(shù)值必須同時滿足個傳動比要求的齒輪數(shù)，從向右查表，同時存在滿足兩個
14、傳動比要求的齒數(shù)和共有：
84、87、88、91……
5） 確定合理的齒數(shù)和，并根據(jù)它決定各齒輪的齒數(shù)。
由=1.41的這一行中找出，
則；
由=2.00的這一行中找出，
則；
由=2.82的這一行中找出，
則；
所以第一組變速組的三對齒輪齒數(shù)分別是35/49、28/56、22/62。
2、 確定第二變速組（Ⅱ—Ⅲ）齒輪的齒數(shù)
已知： ， 。
1） 小齒數(shù)的傳動比=0.36。
2） 根切現(xiàn)象和結構設計的需要，取。
3） 從參考文獻【一】表2-2中找
15、出的倒數(shù)2.777比較接近的2.82這一行找到時，查到最小齒數(shù)和。
4） 找到可能采用的齒數(shù)和各種數(shù)值。這些數(shù)值必須同時滿足個傳動比要求的齒輪數(shù)，從向右查表，同時存在滿足三個傳動比要求的齒數(shù)和共有：
、96、99、100、102……
5） 確定合理的齒數(shù)和，并根據(jù)它決定各齒輪的齒數(shù)
由的這一行中找出 ，
則；
由的這一行中找出，
則；
所以第二變速組齒輪的齒輪數(shù)分別是48/48、25/71。
3、 確定第三變速組（Ⅲ—Ⅳ）齒輪的齒數(shù)
已知：，。
1) 首先在、中找到出現(xiàn)最
16、小齒數(shù)的傳動比=0.36。
2) 為了避免根切現(xiàn)象和結構設計的需要，取。
3) 從參考文獻【一】表2-2中找出=0.36的倒數(shù)2.777比較接近的2.82這一行找到時，查到最小齒數(shù)和。
4) 找到可能采用的齒數(shù)和各種數(shù)值。這些數(shù)值必須同時滿足個傳動比要求的齒輪數(shù)，從向右查表，同時存在滿足兩個傳動比要求的齒數(shù)和共有：
98、102、103、104、106……
5) 確定合理的齒數(shù)和，并根據(jù)它決定各齒輪的齒數(shù)=103
由 的這一行中找出，
則；
由于這兩組的傳動比是互為倒數(shù)關系所以第三組變速組的齒輪的齒數(shù)分別是27/76、76/27。
繪制傳動系統(tǒng)圖和
17、轉速圖：
齒輪傳動設計
四、齒輪傳動設計
4.1第一變速組齒輪的結構尺寸
已知：電動機功率，V帶效率為,軸承(對)效率為傳遞功率，主動輪轉速，最大傳動比，載荷平穩(wěn)，單向回轉，單班制工作，工作期限10年，每年按300天計，原動機為電動機。
1. 材料、熱處理方法。可選一般齒輪材料如下：小齒輪選用45號鋼，調制處理，；大齒輪選用45號鋼，正火處理，，硬質差40,在規(guī)定的30～50范圍內。
2. 選擇精度等級。減速器為一般齒輪傳動，估計圓周速度不大于，根據(jù)參考文獻【二】中的表8-4，初選8級精度。
3. 按齒面接觸疲勞強度設計齒輪，齒輪承載能力應由齒面接觸疲勞強度決定。
18、
1) 載荷系數(shù)K：查參考文獻【二】中表8-5，取K=1.2.
2) 轉矩：
3) 接觸疲勞許用應力:
由參考文獻【二】的圖8-12查得： ，。
接觸疲勞壽命系數(shù):由公式N=得
查參考文獻【二】的圖8-11，得，
按一般可靠性要求，查參考文獻【二】的表8-8，取,則
4) 計算小齒輪分度圓直徑：
查參考文獻【二】中的表8-10，取
取
19、5) 計算圓周速度：
因，故所取的八級精度合適。
4. 確定主要參數(shù)，計算主要幾何尺寸。
第一對齒輪(齒數(shù)22/62)主要幾何尺寸
1) 模數(shù):
2) 分度圓直徑：
3) 中心距:
4) 齒根圓直徑：
5) 齒頂圓直徑：
6) 齒寬：
經整理后取，則
第二對齒輪(齒數(shù)28/56)的主要幾何尺寸
1） 分度圓直徑：
2） 齒根圓直徑：
3） 齒頂圓直徑：
4） 齒寬：
經處理后取，則
第三對齒輪（35/49）的主要幾何尺寸
1) 分
20、度圓直徑：
2) 齒根圓直徑：
3) 齒頂圓直徑
4) 齒寬：
經處理取，則
5. 按齒根彎曲疲勞強度校核。
由參考文獻【二】中的式（8-5）得出，若則校核合格。
1) 齒形系數(shù)： 查參考文獻【二】中的表8-6得
2) 應力修正系數(shù): 查參考文獻【二】中的表8-7得
3) 許用彎曲應力
由參考文獻【二】中的圖8-8查得，
由參考文獻【二】中的表8-6查得
由參考文獻【二】中的圖8-9查得
由式可得
故
所以齒輪疲勞強度校核合格。
4.2第二變速組齒輪結構尺寸的設計
已知：，齒輪效率，軸
21、承效率傳遞功率，主傳動輪最低轉速，傳動比，載荷平穩(wěn)，但想回轉，單班制工作，工作期限10年，每年按300天計，原動機為電動機。
1. 小齒輪選用45號鋼，調質處理，；大齒輪選用45號鋼正火處理，，硬質差，在規(guī)定的30～50范圍內。
2. 選擇精度等級。估計圓周速度不大于，根據(jù)參考文獻【二】中的表8-4，初選8級精度。
3. 按齒面接觸疲勞強度設計齒輪，齒輪承載能力應由齒面解除疲勞強度決定。
（a） 載荷系數(shù)K：參考文獻【二】中的表8-5，取。
（b） 轉矩:
（c） 接觸疲勞許用應力 ：
由參考文獻【二】中的圖8-12查得：，
22、接觸疲勞壽命系數(shù)：由公式得
查參考文獻【二】中的圖8-11得：
按一般可靠性要求查參考文獻【二】中的表8-8，取，則
（d）計算小齒輪分度圓直徑：
由參考文獻【二】中的表8-10，取
取
(e)計算圓周速度：
因，故所取的八級精度合適。
4. 確定主要參數(shù)，計算主要幾何尺寸。
1) 齒數(shù)：，
2) 模數(shù)：
3) 分度圓直徑：
23、
4) 齒根圓直徑：
5) 齒頂圓直徑：
6) 中心距：
7) 齒寬 ：
經整理后取 ，則
5. 第二對齒輪（48/48）的主要幾何尺寸
1) 分度圓直徑：
2) 齒根圓直徑：
3) 齒頂圓直徑：
4) 齒寬：
經整理后取，則
6. 按齒根彎曲疲勞強度校核
由參考文獻【二】的式（8-5）得出,若則校核合格。
1) 齒形系數(shù)：查參考文獻【二】的表8-6得
，
2) 應力修正系數(shù)：查參考文獻【二】的表8-7得
，
3) 許用彎曲應力：
由參考文獻【二】中的圖8-8查得，
由參考文獻【二】中的表8-8查得
24、
由參考文獻【二】中的圖8-9查得
由參考文獻【二】的式（8-5）可得：
故
齒根彎曲強度校核合格。
4.3第三變速組的齒輪設計
已知：，齒輪效率，軸承效率，傳遞功率，主傳動最小轉速，傳動比，載荷平穩(wěn)，單向回轉，單班制工作，工作期限10年，每年按300天計原動機為電動機。
1. 小齒輪選用45號鋼，高頻淬火，;大齒輪選用45號鋼，高頻淬火，，硬質差，在規(guī)定的30～50的范圍內。
2. 選擇精度等級。估計圓周速度不大于，根據(jù)參考文獻【二】中的表8-4，初選八級精度。
3. 按齒面接觸疲勞強度設計齒輪，，齒輪承載能力應由齒面接觸疲勞強度
25、決定。
1) 載荷系數(shù)：查參考文獻【二】中的表8-5取。
2) 轉矩：
3) 接觸疲勞許用應力：
由參考文獻【二】的圖8-12查得 ：
，
接觸疲勞壽命系數(shù)：由公式得
查參考文獻【二】中 的圖8-11，得 ，
按一般可靠性要求，查參考文獻【二】表 8-8，取，則
4) 計算小齒輪分度圓直徑：
查參考文獻【二】中的表8-10，
26、取
所以取
5) 計算圓周速度：
4. 確定主要參數(shù)，計算主要幾何尺寸。
1） 齒數(shù)：，則
2） 模數(shù)：
3） 分度圓直徑：
4） 齒根圓直徑：
5） 齒頂圓直徑：
6） 中心距：
7） 齒寬：
經整理后取，則
第二對齒輪（76/27）的主要幾何尺寸
1） 分度圓直徑：
2） 齒根圓直徑：
3） 齒頂圓直徑：
4） 齒寬：
經整理后取，則
5. 按齒根彎曲疲勞強度校核。
由參考文獻【二】的式（8-5）得出，若則校核合格。
1) 齒形系數(shù)：
27、查參考文獻【二】的表8-6得：
，
2) 應力修正系數(shù):查參考文獻【二】的表8-7得：
，
3) 許用彎曲應力：
由參考文獻【二】的圖8-8查得，
由參考文獻【二】的表8-8查得
由參考文獻【二】的圖8-9查得,
由參考文獻【二】的式8-5可得：
故
齒根彎曲疲勞強度校核合格。
帶傳動設計
五、帶傳動設計
已知：電動機功率，轉速，傳動比，每天工作16小時。
1. 確定計算功率和選擇帶型號
1) 確定計算功率
由參考文獻【二】的表10-4得：
28、 由參考文獻【二】中式（10-10）得：
2) 選擇帶型號
由文獻【二】的圖10-9得：選用A型V帶
2. 確定帶輪基準直徑，并驗算帶速
1) 確定帶輪基準直徑
由文獻【二】的圖10-9得，推薦的小帶輪基準直徑為80～100，并按文獻【二】中表10-6，考慮帶輪直徑大對帶的工作壽命有利，取=95。
則
根據(jù)文獻【二】的表10-6取標準值
2) 驗算帶速
在范圍內，合適。
3. 確定帶長和中心距
1) 初定中心距
根據(jù)文獻【二】中公式（10-11）得：
得
取
2) 確定V帶的基準長度
29、由文獻【二】中公式（10-12）得
根據(jù)文獻【二】的表10-2取
3) 確定實際中心距
根據(jù)文獻【二】中公式（10-13）得
4) 驗算小帶輪包角
由文獻【二】中式（10-14）得
，合適。
4. 確定V帶的根數(shù)
由文獻【二】中表10-7查取，；從文獻【二】中表10-5查取，查表10-2??；由文獻【二】中式（10-15）得
參照文獻【二】中表10-3，取。
5、計算V帶的預拉力和軸向壓力
1) 單根V帶的初拉力
由文獻【二】中表10-1查得，由式（10-16）得
2) 計算V帶作用在軸上的壓力
由文獻【二】中式（10-
30、17）得
軸的設計
六、軸的設計
6.1Ⅰ軸的設計計算
1. 選擇軸的材料
由文獻【二】中的表11-1和表11-3選用45號鋼，調質處理，硬度，，，。
2. 按扭矩初算軸徑
根據(jù)文獻【二】中式（11-2），并查表11-2，取C=115，則
考慮有鍵槽和軸承，軸加大5%：，取d=25。
3. 軸的結構設計
Ⅰ段：與軸承6205配合取直徑， ；
Ⅱ段：考慮軸肩取直徑，，齒輪與軸的固定選用A鍵；
Ⅲ段：考慮軸肩取直徑，，齒輪與軸的固定選用A鍵；
IV段：考慮軸肩取直徑，，齒輪與軸的固定選用A鍵；
31、 V段：僅作軸肩取直徑，；
VI段：與軸承配合取直徑，；
VII段：過度作用取直徑，；
IX段：與帶輪配合取，；帶輪與軸的固定選用A鍵
軸的總長。
4. 驗算軸的疲勞強度
1) 畫出軸的受力簡圖（a）
已知小齒輪，， ==（）
求圓周力，徑向力
2) 畫水平面的彎矩圖（b）
軸承支反力，
水平面彎矩
3) 畫垂直平面彎矩圖（C）
軸承支反力，
垂直面彎矩
4) 畫合成彎矩圖（d）
5) 畫轉矩圖（e）
6) 畫當量彎矩圖（f）
轉矩產生的扭剪力按脈動循環(huán)變化，取，截面C處的當量彎矩
校核危險截面C的強度
該軸強度
32、足夠。
6.2Ⅱ軸的設計計算
1. 選擇軸的材料
由文獻【二】中的表11-1和表11-3選用45號鋼，調質處理，硬度，，，。
2. 按扭矩初算軸徑
根據(jù)文獻【二】中式（11-2），并查表11-2，取C=115，則
考慮有花鍵軸加大7%，取
3. 軸的結構設計
Ⅰ段：與軸承6206配合取直徑，；
Ⅱ段：考慮軸肩取直徑，，齒輪與軸的固定選用A鍵；
Ⅲ段：僅作軸肩取直徑，；
Ⅳ段：考慮軸肩取直徑，齒輪與軸的固定選用A鍵；
Ⅴ段：與滑移齒輪配合，故采用花鍵軸，,，；
33、 Ⅵ段：與軸承6206配合取直徑，；
軸的總長。
4. 驗算軸的疲勞強度
1) 畫出軸的受力簡圖（a）
已知小齒輪，，
求圓周力，徑向力
2) 畫水平面的彎矩圖（b）
軸承支反力，
水平面彎矩
3) 畫垂直平面彎矩圖（C）
軸承支反力，
垂直面彎矩
4) 畫合成彎矩圖（d）
5) 畫轉矩圖（e）
6) 畫當量彎矩圖（f）
轉矩產生的扭剪力按脈動循環(huán)變化，取，截面C處的當量彎矩
校核危險截面C的強度
，該軸強度足夠。
6.3Ⅲ軸的設計
1. 選擇軸的材料
由文獻【二】中的表11-1和表11-3選用45號鋼，調質處理，硬度，，
34、，。
2. 按扭矩初算軸的直徑
根據(jù)文獻【二】中式（11-2），并查表11-2，取C=109，則
考慮有鍵槽，取
3. 軸的結構設計
Ⅰ段：與軸承6207配合取直徑，；
Ⅱ段：與滑移齒輪配合并作軸肩，故采用花鍵軸，，；
Ⅲ段：與軸承6208配合取直徑，；
軸的總長。
4. 驗算軸的疲勞強度
1) 畫出軸的受力簡圖（a）
已知小齒輪，，
求圓周力，徑向力
2) 畫水平面的彎矩圖（b）
軸承支反力，
水平面彎矩
3) 畫垂直平面彎矩圖（C）
軸承支反力，
垂直面彎矩
4) 畫合成彎矩圖
35、（d）
5) 畫轉矩圖（e）
6) 畫當量彎矩圖（f）
轉矩產生的扭剪力按脈動循環(huán)變化，取，截面C處的當量彎矩
校核危險截面C的強度
，該軸強度足夠。
6.4主軸的設計
1. 選擇軸的材料
由于主軸承受的扭矩較大并且是空心軸，由文獻【二】中的表11-1和表11-3所以選用調質處理，硬度，，，。
2. 按扭矩初算軸的直徑
，齒輪效率，軸承效率，
根據(jù)文獻【二】中式（11-2），并查表11-2，取C=100，則
考慮有鍵槽并且是空心軸故取
3. 軸的結構設計
Ⅰ段：考慮到Ⅱ段要切螺紋并且在軸承以外故取， ，密封圈選用B04506
36、2；
Ⅱ段：;
Ⅲ段：采用雙軸承結構，圓錐軸承30211承受周向力和軸向力，，；
Ⅳ段：考慮軸肩取，；
Ⅴ段:與軸承352216配合取直徑，；
Ⅵ段：與密封圈B095120配合取直徑，；
VII段：過度段錐度為1：12，，；
VIII段： 用于安裝卡盤等機構，，；
IX段： 工藝椎體，錐度為1：12， ，；
軸的總長。
4. 驗算軸的疲勞強度
1) 畫出軸的受力簡圖（a）
已知小齒輪，，
求圓周力，徑向力
2) 畫水平面的彎矩圖（b）
軸承支反力，
水平面彎矩
3) 畫垂直平面彎矩圖（C）
軸承支反力，
37、
垂直面彎矩
4) 畫合成彎矩圖（d）
5) 畫轉矩圖（e）
6) 畫當量彎矩圖（f）
轉矩產生的扭剪力按脈動循環(huán)變化，取，截面C處的當量彎矩
校核危險截面C的強度
，該軸強度足夠。
箱體的結構設計
七、箱體的結構設計
7.1箱體材料
箱體多采用鑄造方法獲得，也有用鋼板焊接而成。鑄造箱體常用材料為HT15-33,強度要求較高的箱體用HT20-40，只有熱變形要求小的情況下才采用合金鑄鐵，采用HT20-40。與床身做成一體的箱體材料應根據(jù)床身或導軌的要求而定。箱體要進行時效處理。
7.2箱體結構
1. 箱體結構設計要點
1） 根據(jù)齒輪傳動的中心距
38、、齒頂圓直徑、齒寬 等幾何尺寸，確定減速器的箱體的內部大小。由中心距確定箱體的長度，由齒頂圓直徑確定箱體的高度。由齒寬來確定箱體的寬度。
2） 依據(jù)鑄造（或焊接）箱體的結構尺寸、工藝要求，確定箱體的結構尺寸，繪制箱體。如箱蓋，箱座及螺栓的尺寸。
3） 根據(jù)齒輪的轉速確定軸承潤滑的方法與裝置，選擇軸承端蓋的類型。
4） 附件設計與選擇。同時，可以進行軸系的結構設計，選擇軸承和聯(lián)軸器。
箱體的尺寸
名稱
符號
尺寸關系
箱座壁厚
18
箱蓋壁厚
18
箱蓋凸緣厚
27
箱座凸緣厚
27
箱座底凸緣厚
45
地腳螺釘數(shù)目
6
軸承旁凸臺
39、半徑
外箱壁至軸承端面距離
鑄造過渡尺寸
X
見“一般標準”中的“鑄造過渡斜度”
齒輪頂圓與內箱壁距離
齒輪端面與內箱壁距離
箱蓋、箱座肋厚
2. 鑄造工藝性要求
為了便于鑄造以及防止鑄件冷卻時產生縮孔或裂紋，箱體的結構應有良好的鑄造工藝性。
3. 加工工藝性對結構的要求
由于生產批量和加工方法不同，對零件結構有不同要求，因此設計時要充分注意加工工藝對結構的要求。
4. 裝配工藝對結構的要求
為了更快更省力地裝配機器，必須充分注意裝配工藝對接是否符合設計的要求。
八、潤滑與密封
8
40、.1潤滑與密封的設計
1. 普通機床主軸變速箱多用潤滑油，其中半精加工、精加工和沒有油式摩擦離合器的機床，采用油泵進行強制的箱內循環(huán)或箱外循環(huán)潤滑效果好。粗加工機床多采用結構簡單的飛濺潤滑點。
2. 飛濺潤滑
要求賤油件的圓周速度為0.6～8米/秒，賤油件浸油深為10～20毫米（不大于2～3倍輪齒高）。速度過低或浸油深度過淺，都達不到潤滑目的，速度過高或浸油深度過深，攪油功率損失過大產生熱變形大，且油液容易氣化，影響機床的正常工作。油的深度要足夠，以免油池底部雜質被攪上來。
3. 進油量的大小和方向
回油要保證暢通，進油方向要注意角接觸軸承的泵油效應，即油必須從小端進大端出。
箱體
41、上的回油孔的直徑應盡可能的大些，一般應大于進油孔的直徑。箱體上放置油標，一邊及時檢查潤滑系統(tǒng)工作情況。
4. 放油孔
應在箱體適當位置上設置放油孔，放油孔應低于油池底面，以便放凈油，為了便于接油最好在放油孔處接長管。
5. 防止或減少機床漏油
1) 箱體上外漏的最低位置的孔應高出油面。
2) 軸與法蘭蓋的間隙要適當，通常直徑方向間隙1～1.5毫米。
3) 主軸上常采用環(huán)形槽和間隙密封，效果要好，槽形的方向不能搞錯。
4) 箱蓋處防漏油溝應設計成溝邊向箱體油溝內側偏一定距離，大約為3～5毫米。
8.2潤滑油的選擇
潤滑油的選擇與軸承的類型、尺寸、運轉條件有關，速度高選粘度
42、低的，反之選粘度高的。潤滑油粘度通常根據(jù)主軸前頸和主軸最高轉速選。
心得體會
九、心得體會
從剛開始拿到設計題目的懵懵懂懂、一頭霧水不知道從何下手，但經過兩個多星期的分析、計算、討論，不能說融會貫通但也能說得上略知一二。這次的課程設計與上學期的相比難度增大了，轉速級數(shù)達到了12級。
首先是公比的確定，公比的確定相當容易，根據(jù)極限轉速就可以確定了?？芍簖X數(shù)模數(shù)的確定就不那么容易了，因為剛開始確定的時候沒有考慮周全，不是分度圓直徑過于龐大，就是齒根圓比軸徑還小很多呢，還有就是齒輪間發(fā)生碰撞，無法嚙合等一些問題。所以齒輪、模數(shù)更換了好幾次才最終確定下來。之后帶輪、軸、鍵
43、的選擇也是繞了很多彎子，查閱很多資料。每一樣零件的選擇都要經過嚴密的計算，要考慮的問題很多，不僅要從性能上考慮，還要考慮零件加工的工序及難易程度，材料的選擇也要考慮很多，就僅僅是達到強度剛度也不容易選擇啊，還要考慮經濟性，加工的難易程度等等。一張完整的圖紙需要齊全有根據(jù)的數(shù)據(jù)，每一零部件的選擇都是有依據(jù)來龍去脈的，要想畫好一張圖也不容易啊，每一個參數(shù)的確定都要有依據(jù)，每個標準件的數(shù)據(jù)都要查《機械零件手冊》。
經過兩個多星期的計算、繪圖，不僅讓我們更加的熟練AutoCAD繪圖軟件，編輯說明書過程我還學會了MathType公式編輯器，同時也讓我們更好地將《工程力學》、《金屬切削與機床》、《機械設
44、計基礎》、《機械零件手冊》、《機械制圖》等專業(yè)課知識相結合起來，運用到設計當中去，可謂是收獲頗豐啊。這次的課程設計培養(yǎng)了我們綜合運用和鞏固擴大已學過的知識，以提高理論聯(lián)系實際的設計與計算能力。培養(yǎng)了我們收集、閱讀、分析和運用資料的能力，以提高能夠獨立工作的綜合素質能力。使我們初步掌握機床設計的步驟和方法，以提高結構設計和編制技術文件的能力，使我們熟練掌握計算機輔助。
最后，我最大的體會就是想要設計一臺讓自己覺得滿意的設備真的都很難，因為有太多的因素限制了，更不要說設計一臺完美的設備了。這次課程設計真的感覺到了職場的不容易，每天對著電腦畫圖還要進行大量的計算，翻閱大量資料，真的很累，脖子很酸痛，頭也很痛。這次課程設計暴露了我的許多缺陷，接下來的時間里我會花時間去彌補我的不足。我一直都相信只要有付出就會有回報的，這次雖然很累但是很值得，讓我有一股對設計追求完美的勁！
十、參考文獻
文獻【一】：金屬切削機床課程設計指導書
文獻【二】：機械設計基礎
文獻【三】：機械零件手冊
CA6140主軸箱傳動系統(tǒng)設計說明書
