基于Proe的卧式车床C616-1主传动系统设计

1、教学单位 宝鸡文理学院 学生学号 201294014259 编 号 JX2016JZ4259 本科毕业论文（设计）题目 基于PRO/E的卧式车床C616-1主传动系统设计 学生姓名 专业名称 机械设计制造及自动化 指导教师 2016 年 5 月 13 日基于PRO/E的卧式车床C616-1主传动系统设计摘要:传动系统是整个机床最为核心的部分，相当于控制中心，无论是简单机床还是复杂的机床，传动系统都是不可缺少的。了解，以及掌握机床的传动系统可以让加工零件达到预期的效果。本课题的主要目的是在校期间所做过的课程设计以及查阅的资料作为设计经验，以所学习的机械设计知识为基础，写出卧式车床C616-1的主

2、轴箱传动系统的传动方案。本课题会用到AUTO cad做出二维图，以及用pro/e画出三维模型和运动仿真，再制图之前需要大量的、详细的计算以及校核。在说明书完成之后，用制图软件做出的图形也会间接验证了数据的合理性、可靠性。通过对本课题的设计，可以深化所学知识，掌握了基本的设计思维。 关键词：设计,卧式车床,传动系统,直齿轮,变速范围Design of C616-1 main drive system of horizontal lathebased on PRO/EAbstract:Transmission system is the most core part of the whole ma

3、chine, equivalent to the control center, whether simple or complex machine tools, machine tool driving system is indispensable. To understand and learn the transmission system of machine tool can make machining parts to achieve the expected effect.The main purpose of this topic is has done during th

4、e period of school curriculum design, and access to the data as a design experience, on the basis of learning knowledge of mechanical design, write a horizontal lathe C616-1 transmission scheme of spindle box transmission system.This topic can use AUTO cad 2 d figure, and use pro/e to draw 3 d model

5、ing and simulation movement, before drawing, detailed calculation and checking. After the completion of a manual, use drawing software to make graphics will also indirectly proves the rationality and reliability of the data.Through this project design, we can deepen the knowledge, master the basic d

6、esign thinking.Keywords：design、Horizontal lathe，Transmission system，straight gear、Speed range II目 录1绪论.1 1.1车床的类型.1 1.2论文背景.2 1.3国内外现状.4 1.4论文的主要设计内容.62运动参数设计.9 2.1确定传动方案.9 2.0.1 电动机的选择.92.0.2 由已知条件分析结构式. 10 2.2 拟定转速图.102.2.1确定各级转速. 102.2.2绘制转速图. 11 2.3 确定各变速组传动副齿数.12 2.4 绘制传动系统图.12 2.5 带传动设计.142.5.

7、1确定计算功率 .142.5.2选取V带带型.142.5.3确定带轮直径和验算带速.142.5.4计算大带轮的基准直径.152.5.5 确定中心距a，并选择V带的基准长度.152.5.6 验算小带轮上的包角.162.5.7 确定带的根数z .162.5.8确定带的初拉力.16IV2.5.9计算带传动的压轴力.173动力设计.17 3.1确定各轴转速.17 3.1.1确定主轴的转速.173.1.2各传动轴的计算转速.173.1.3验算主轴转速误差.17 3.2计算各传动轴传递的功率.17 3.3各传动轴直径的确定.193.3.1轴（主轴）.193.3.2 I、II、III轴的计算.19 3.4各

8、传动组齿轮模数的定.22 3.5计算各齿轮的参数.264校核.26 4.1齿轮的校核.27 4.1.1变速组a的校核.274.1.2变速组b的校核.29 4.1.3变速组c的校核.31 4.2主轴的校核.33 4.3轴承的选择.33 4.4轴承的校核.34 4.5键的选用.34设计总结.35参考文献.36谢 辞.37V1绪论1.1车床的类型 金属切削机床可按不同的分类方法划分为多种类型。 按加工方式或加工对象可分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、花键加工机床、铣床、刨床、插床、拉床、特种加工机床、锯床和刻线机等。每类中又按其结构或加工对象分为若干组，每组中又分为若干型。 按

9、工件大小和机床重量可分为仪表机床、中小型机床、大型机床、重型机床和超重型机床；按加工精度可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床；按自动化程度可分为手动操作机床、半自动机床和自动机床；按机床的自动控制方式，可分为仿形机床、程序控制机床、数字控制机床、适应控制机床、加工中心和柔性制造系统；按机床的适用范围，又可分为通用、专门化和专用机床。 专用机床中有一种以标准的通用部件为基础，配以少量按工件特定形状或加工工艺设计的专用部件组成的自动或半自动机床，称为组合机床。机床的工作 机床的切削加工是由刀具与工件之间的相对运动来实现的，其运动可分为表面形成运动和辅助运动两类。 表面形成运动是使工件获得所要求

10、的表面形状和尺寸的运动，它包括主运动、进给运动和切入运动。主运动是从工件毛坯上剥离多余材料时起主要作用的运动，它可以是工件的旋转运动(如车削)、直线运动(如在龙门刨床上刨削)，也可以是刀具的旋转运动(如铣削和钻削)或直线运动(如插削和拉削)；进给运动是刀具和工件待加工部分相向移动，使切削得以继续进行的运动，如车削外圆时刀架溜板沿机床导轨的移动等；切入运动是使刀具切入工件表面一定深度的运动，其作用是在每一切削行程中从工件表面切去一定厚度的材料，如车削外圆时小刀架的横向切入运动。 辅助运动主要包括刀具或工件的快速趋近和退出、机床部件位置的调整、工件分度、刀架转位、送夹料，启动、变速、换向、停止和自

11、动换刀等运动。 各类机床通常由下列基本部分组成：支承部件，用于安装和支承其他部件和工件，承受其重量和切削力，如床身和立柱等；变速机构，用于改变主运动的速度；进给机构，用于改变进给量；主轴箱用以安装机床主轴；刀架、刀库；控制和操纵系统；润滑系统；冷却系统。机床附属装置包括机床上下料装置、机械手、工业机器人等机床附加装置，以及卡盘、吸盘弹簧夹头、虎钳、回转工作台和分度头等机床。1.2论文背景 随着社会发展地原来越快，我们所用的机器也越来越精密化，复杂化，高端化。由原来的双手劳作，变成机床操作。以普通机床在加工时的刀具与工件相对运动关系所满足的条件（刀具的强度，刚度等）发展至现代的自动化、高精度、精

12、密型机床。但是，就目前来说，现代化机床成本较高，所以现在普通型机床仍然为许多小型企业所用。所以，现在的机床的主轴箱传动系统设计思路还是采用传统的经验和类比的方法。因此，如何在在设计过程中科学地分析，认真地思考，理论地灵活运用，以及对数据的处理是论文的核心部分。只有这样，才能不断完善机床设计和制造水平，向更为高端发展。机械（机床）自动化加工不仅能提高加工质量和生产效率，提高原材料的利用率，起到环保作用，还能降低成本。发展空间更为广阔。所以近年来，许多中型，大型企业采用自动机床、组合机床、和专用机床组成的自动或半自动生产线。它需要大量的投资，较长的周期，长时间都有较广阔的市场。现在的机械产品更新换

13、代的速度越来越快，市场的竞争越来越激烈，对于许多零件来说自动化加工并不合适。这类零件只适用于小批量生产。这类小零件的生产只适用于仿形机床。但是仿形机床的生产准备周期长，在零件更新时需要制造靠莫，制造靠莫会产生误差，使零件的精度难以达到所要求的标准。所以我们需要有一种“柔性”的自动化床解决上述问题，它不仅能够实现小批量，自动化生产，而且不降低精度，能随时适应市场的变化。在进行车床传动系统的设计中，我们要以实际问题出发，结合当前的机床水平，我国的机床水平，世界上其他先进国家制造机床的水平，以及我国的一些基本政策，如环保方面，材料的性价比方面等综合拟定参数，选材并确定方案，从实际出发，切实地思考和分

14、析，拟定最终的设计说明书。1.3国内外现状从第一台数控机床制造出来到今天已近有将近50年的历史，在之后的发展中，数控机床走上了飞速发展的道路，1952年出现的电子管，之后三年研制出来小规模集成电路，五年以后出现了大规模集成电路，1970年成功研制出来小型计算机，在1974年研制出来微型处理器。微处理计算机自研制出来后就发展迅猛，MNC就是它的发展产物，之后地发展中，CNC已经逐渐地代替了MNC，我国的数控技术发展是从1958年开始，不断引进其他国家的先进技术，并且在掌握了那些技术的基础上不断地创新发展，仅仅4年而已，我国数控机床就可以提供的种类约莫330余种，并有了自己研发的产品。如：分辨率为

15、0.02的高精度车床数控系统，柔性制造单元的数控系统等。经过几十年的发展，我国的数控系统已经愈发成熟，已经自主开发出了80多种数控系统，目前我国的数控技术已经处于国内外先进水平，打破了西方国家对我国数控技术的封锁，在战略上不再处于弱势。我国自主研发的数控系统：多坐标联动技术，非圆齿轮加工技术、超精密数控系统、PC机智能式数控系统等。虽然我国机床取到了杰出的成绩，已经处于世界一流水平，也有了自己的核心技术，但是目前仍然有一部分核心技术依赖于其他国家，所以我们只有不断引用其他国家的先进的数控技术，并且不断创新，才能始终保持世界一流，处于战略上的主动位置。1.4论文主要内容 设计目的：树立设计的意识

16、，建立正确的思路，为以后走上设计岗位打下基础。 设计内容： 1）运动设计：根据给定的转速范围及公比确定变速级数，绘制转速图、传动系统图，计算齿轮齿数。 2）动力计算：电动机的确定，各传动件的各类转速的确定，并且对主要零件，带、齿轮、主轴、传动轴、轴承进行初算以及验算。 涉及内容：1、 熟悉卧式车床C616-1的基本结构，了解车床现状以及未来的发展趋势。2、 传动系统部分部件的设计。完成传动系统部分齿轮齿数、模数的计算，轴的计算，校核以及轴承的选择，键的选取等一些主要部件的设计。3、 编写说明书。4、 依据说明书画出主轴箱装配展开图和零件图(不是标准零件)，以及运动仿真动画，以及绘图过程中对说明

17、书出现的问题进行修改。 设计方案： 根据机床的特点和型号上网翻阅资料得卧式车床c616-a的基本参数如下表：表1.1参数表项目C616-1参数车床以上中心高160mm主轴内孔直径30mm主轴转速范围451980r/min主轴每转刀架进给范围横向0.022.45mm纵向0.033.34mm主电机功率4KW由图可以得出变速范围，依据公式以及经验可以得出合理的数值1、依据确定的参数分析出最佳传动路线，并绘制出转速图，计算传动比和各变速组齿轮的齿数，并作出传动系统图同时验算主轴的转速误差。2、选择带的型号并计算带的根数。3、估算齿轮模数和直径、各个传动轴的最小轴径。4、各个变速组齿轮模数的校核、主轴的

18、校核。5、轴承寿命的计算、选择，以及键的选择。二、运动参数的设计2.1确定传动方案2.01 电动机的选择： 电动机的功率是4kW，根据机械设计课程设计表177选取Y112M-2型电动机，额定功率4kW,满载转速1440r/min。2.02 由已知条件分析结构式： 依据三个原则：前慢后快，前多后少，传动顺序和扩大顺序相一致的原则： （1）从电动机到主轴主要为降速传动，若使传动副较多的传动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。根据传动副前多后少，传动顺序与扩大顺序相一致的原则取： (2)变速组尺寸过大会使箱体的尺寸增大，所以，一般会限制传动比U，最小降(3)变速组的降速要前慢后快

19、，且中间轴的转速不宜超过电动机的转速。检查变速组的范围是否超过极限值时，只需检查最后一个扩大组。根据结构式 ： 所以满足要求。2.2 绘制转速图图1 转速图2.2.1 确定各级转速由 Z=12 查表2-5标准数列（机械制造装备设计） 得12级转速分别为：（r/min）45 63 90 125 180 250 355 500 710 1000 1400 2000除电动机所在的轴外，共有4根轴、3组传动组，传动顺序依次设为、。与、与、与轴之间的传动组分别用a,b,c表 最末一级两种传动副间隔6（总 ）：依据最大升速比 依据最大升速比 =2 按先慢后快原则，确定最小传动比，根据传动组c降速级比指数指

20、数确定其他转动比：I轴小传动比为 = 取 取 2.3 确定各变速组传动副齿数 (1) 传动组a:查机械制造装备设计表2-8各种常用传动比的适用齿数,降速传动可按倒数查表 Sz=60,62,64,66,68,70,72,74, Sz=60,63,65,67,68,70,72,73,75 Sz=60,63,66,69,72,75可取72，于是可得轴齿轮齿数分别为：36、30、24。得传动组a从动轴的三联齿轮齿数为： (2) 传动组 b： 可取 92，于是可得轴上两联齿轮的齿数分别为：46、24。得b组从动齿轮的齿数为： (3) 传动组c:查机械制造装备设计表2-8各种常用传动比的适用齿数。 可取1

21、05 2.4 绘制传动系统图 图2 传动系统图2.5 带传动设计已知：电动机转速n=1440r/min,额定功率P=4KW,两班制，一天运转16小时，工作年数10年。2.5.1确定计算功率 2.5.2选取V带带型根据小带轮的转速和计算功率，查图8-11选A型带。2.5.3确定带轮直径和验算带速验算带速2.5.4计算大带轮的基准直径传动比i大，小带轮的包角将减小，带传动的承载能力降低。因此带传动的传动比不宜过大，推荐值为，因此取 i=3.8根据机械设计表8-9，普通V带轮的基准直径系列取2.5.5 确定中心距a，并选择V带的基准长度 其变动范围，传动的实际中心距近似为 带入数据得中心距a=537

22、mm2.5.6 验算小带轮上的包角通常小带轮上的包角小于大带轮上的包角，小带轮上的临界摩擦力小于大带轮上的临界摩擦力。所以打滑通常发生在小带轮上。代入数据得：合适2.5.7 确定带的根数z 取带的根数z=52.5.8确定带的初拉力初拉力过小，则带的传动能力小，易出现打滑，初拉力过大，使带的磨损加剧缩短带的寿命，对轴及轴承的压力大。因此V带的初拉力的确定：q:A型V带单位长度质量（kg/m）查机械设计表8-3得：q=0.105三、动力设计3.1确定各轴转速3.1.1 确定主轴的计算转速 3.1.2各传动轴的计算转速轴III有6级转速，其最低转速180r/min，通过双联齿轮使主轴获得两级转速：4

23、5 r/min和355r/min。355 r/min比主轴的计算转速高，可以传递全部功率，所以轴III的180/min转速也能传递全部功率，njIII=180r/min。同理： 轴的计算转速为500r/min；轴的计算转速为1000r/min各齿轮的计算转速各变速组内一般只计算组内最小的，也是强度最薄弱的齿轮，故也只需要确定最小齿轮的计算转速。 （1）轴IIIIV间变速组的最小齿轮是Z=21，该齿轮使主轴获得6级转速45 r/min，63r/min，90r/min，125r/min，180r/min，250r/min，主轴计算转速是125r/min，故该齿轮在500r/min时应传递功率，是计

24、算转速； （2）轴IIIII间Z=24齿轮的计算转速为500r/min； （3）轴III间Z=24齿轮的计算转速为1000r/min。3.1.3验算主轴转速误差 转速误差： 为主轴的实际转速。 经验证：其他主轴11级转速误差均小于2.6%，合格。3.2计算各传动轴传递的功率 依据经验以及查表可知：滚动轴承的传递效率0.99；齿轮传动的效率为0.98；V带传递的效率为0.963.3各传动轴直径的确定材料选取：四轴均采用45号钢，调质处理。3.3.1轴（主轴）：计算直径：根据功率P=4KW，查机械制造装备设计表3-1得：主轴前轴颈直径取 =70mm取 主轴内孔直径的确定: 3.3.2 I、II、I

25、II轴的计算按扭转刚度估算轴的直径 ，N电机额定功率该传动轴的计算转速r/min每米长度上的转角（deg/m），可根据传动轴的要求选取K键槽系数A系数，按轴每米长允许的扭转角（°）选取表3.1估算轴颈时系数A、K的值0.250.51.01.52.0A130110928377K无键单键双键花键1.01.041.051.071.11.051.09。I轴：=取I轴的轴颈25mmII轴:=取II轴的轴颈30mmIII轴：=取III轴的轴颈35mm3.4各传动组齿轮模数的确定 各传动组齿轮选材：选择小齿轮的材料为40Cr（调制）,齿面硬度280HBS；大齿轮的材料为45钢（调制），齿面硬度24

26、0HBS由于齿轮模数的选择主要取决于齿轮弯曲疲劳强度所决定的承载能力，因此 齿轮模数的计算只需按齿根弯曲疲劳强度设计即可，不用按照接触疲劳强度计算。m弯曲疲劳强度计算的齿轮模数-弯曲疲劳强度计算的载荷系数， 使用系数 动载系数齿根弯曲疲劳强度计算的齿间载荷分配系数齿根弯曲疲劳强度计算的齿向载荷分配系数 Z 被计算齿轮的齿数（一般去传动中的小齿轮）弯曲疲劳强度计算的重合度系数使用系数 动载系数齿根弯曲疲劳强度计算的齿间载荷分配系数齿根弯曲疲劳强度计算的齿向载荷分配系数齿形系数齿形系数1、传动组a模数的确定（只需按照最小齿轮计算即可） 2）计算弯曲疲劳强度的重合度系数为直齿圆柱齿轮的重合度 由机械

27、设计图10-17查得齿形系数由机械设计图10-18查得应力修正系数 由机械设计图10-24c查得小齿轮和与之传动的大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为 N应力循环次数n齿轮的转速（r/min）J齿轮每转一圈时，同一齿面的啮合次数齿轮的工作寿命由图机械设计10-22查得弯曲疲劳寿命系数取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由公式得2、传动组b模数的确定（只需按照最小齿轮计算即可）小齿轮转矩的计算:计算弯曲疲劳强度的重合度系数为直齿圆柱齿轮的重合度 由图机械设计10-17查得齿形系数由图机械设计10-18查得应力修正系数 由图机械设计10-24c查得小齿轮和与之传动的大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为、 弯曲疲劳应

28、力的计算；N应力循环次数n齿轮的转速（r/min）j齿轮每转一圈时，同一齿面的啮合次数齿轮的工作寿命由图机械设计10-22查得弯曲疲劳寿命系数取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由公式得计算模数 直齿圆柱齿轮，圆整m取m=23、传动组c模数的确定（只需按照最小齿轮计算即可）小齿轮的转矩试选=1.3计算弯曲疲劳强度的重合度系数 为直齿圆柱齿轮的重合度 为啮合角 、 由图机械设计10-17查得齿形系数由图机械设计10-18查得应力修正系数 由图机械设计10-24c查得小齿轮和与之传动的大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为、 弯曲疲劳应力的计算；N应力循环次数n齿轮的转速（r/min）j齿轮每转一圈时，同一齿面

29、的啮合次数齿轮的工作寿命由机械设计图10-22查得弯曲疲劳寿命系数取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由公式得计算模数 直齿圆柱齿轮，圆整m，取m=23.5计算各齿轮的参数标准齿轮参数： ,，从机械原理表5-1查得以下公式齿顶圆直径； 齿根圆直径；分度圆直径；齿顶高；齿根高； 表3.2 各个齿轮参数表第一组a：m=2Zddadf3876807122.548961009122.53366706122.55310611010122.52958625322.5571141189922.5第二组b：m=2 ZDdadf4590948522.54590948522.53060646522.5601201241

30、1522.5第三组c:m=2ZDdadf5611211610722.54488928322.52448524322.57615215614722.5四、校核4.1齿轮的校核在各变速组中只需校核齿数最小齿轮的齿面接触疲劳强度及其齿根弯曲疲劳强度即可。小齿轮的材料为40Cr（调制），齿面硬度280HBS；与之啮合的大齿轮的材料为45刚（调制）；齿面硬度为240HBS，7级精度。4.1.1、变速组a的校核1) 按z=29齿轮的接触疲劳强度进行校核公式：按接触疲劳强度计算的载荷系数，（1） 小齿轮传递的扭矩（2） 齿宽系数，查机械设计表10-7；（3） 小齿轮d=58mm（4） 齿数比u=57/29（

31、5） 查机械设计表10-5得材料的弹性影响系数（6） 由机械设计图10-25-d按齿面硬度查得小齿轮的接触强度极限；（7） 由机械设计图10-20得=2.5（8） 计算应力循环次数N：工作寿命为10年，每年工作300天，两班制，每天16小时。由机械设计图10-23取接触疲劳寿命系数（9） 许用接触应力：安全系数取S=1（10） 小齿轮的圆周速度 根据=2.58m/s，7级精度，查10-8得动载系数计算齿轮的圆周力（11） 查机械设计表10-3得齿间载荷分配系数（12） 查机械设计表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承不对称布置时，即齿面接触强度符合要求2） 按z=29的齿根弯曲疲劳强度

32、校核弯曲疲劳强度计算的载荷系数，使用系数 动载系数齿根弯曲疲劳强度计算的齿间载荷分配系数齿根弯曲疲劳强度计算的齿向载荷分配系数弯曲疲劳强度计算的重合度系数齿形系数载荷作用于齿顶时的应力修正系数齿宽系数（1） 小齿轮的转矩（2） 齿宽系数（3） 小齿轮d=58mm（4） 宽高之比b/h b/h=58/4.5=12.89查机械设计图10-13得 （5）由校核小齿轮接触疲劳强度的已知条件知： 动载系数 使用系数 计算齿轮的圆周力 即载荷系数 （6）由2-9知齿根弯曲疲劳强度符合要求。4.1.2、变速组b的校核按z=30齿轮的接触疲劳强度进行校核 （1）小齿轮传递的扭矩（2）齿宽系数，查机械设计表10

33、-7；（3）小齿轮d=60mm（4）齿数比u=60/30（5）查机械设计表10-5得材料的弹性影响系数（6）由机械设计图10-25-d按齿面硬度查得小齿轮的接触强度极限；（7）由机械设计图10-20得=2.5 （9）计算应力循环次数N： 由机械设计图10-23取接触疲劳寿命系数 （10）许用接触应力：安全系数取S=1 （11）小齿轮的圆周速度根据=2.1m/s，7级精度，查机械设计表10-8得动载系数查机械设计10-2得使用系数（12）计算齿轮的圆周力（13） 查机械设计表10-3得齿间载荷分配系数（14） 查机械设计表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承不对称布置时， 齿面接触强度符

34、合要求 2）按z=29的齿根弯曲疲劳强度校核(1) 小齿轮的转矩(2)齿宽系数(3)小齿轮d=60mm(4)宽高之比b/hb/h=60/4.5=13.33查图机械设计10-13得 由校核小齿轮接触疲劳强度的已知条件知： (5)计算齿轮的圆周力 即载荷系数（6）由机械设计公式10-9知齿根弯曲疲劳强度符合要求。4.1.3、变速组c的校核按z=24齿轮的接触疲劳强度进行校核(1) 小齿轮传递的扭矩(2)查机械设计表10-7，齿宽系数(3)小齿轮d=48mm(4)齿数比u=76/24(5)查机械设计表10-5得材料的弹性影响系数(6)由机械设计图10-25-d按齿面硬度查得小齿轮的接触强度极限(7)

35、由机械设计图10-20得=2.5(8)计算应力循环次数N：由机械设计图10-23取接触疲劳寿命系数：(9)许用接触应力：安全系数取S=1(10)小齿轮的圆周速度根据=2.14m/s，7级精度，查机械设计表10-8得动载系数 查机械设计表10-2得使用系数计算齿轮的圆周力(11) 查机械设计表10-3得齿间载荷分配系数(12)查机械设计表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承不对称布置时即：齿面接触强度符合要求按z=24的齿根弯曲疲劳强度校核(1) 小齿轮的转矩(2)齿宽系数(3)小齿轮d=48mm(4)宽高之比b/hb/h=48/4.5=10.67查机械设计图10-13得 (5)由校核小

36、齿轮接触疲劳强度的已知条件知： (6)计算齿轮的圆周力 即载荷系数由机械设计公式10-9知 齿根弯曲疲劳强度符合要求。4.2主轴的校核在机床的切削加工时后，主轴的综合性能直接决定了所切削零件的合格度以及精度，主轴综合性能不好会使加工出的零件不合格甚至直接报废，无论做多少都是徒劳而已。综合性能好的主轴加工零件精度高，能达到事半功倍的效果。做主轴所需的条件：能承受较重的负载，承受较大的切削力，而且要求主轴的回转精度高，刚度好，抗震性好，变形量小，以及稳定的温升和热变形。承受的切削力较大，会使主轴产生变形。因此影响主轴尺寸的主要因素是变形量。对于c616-a普通机床的主轴，一般只进行刚度验算，如果有

37、以弯曲变形为主的机床主轴(如车床、铣床)，则需要进行弯曲刚度的验算，以扭转变形为主的机床（钻床），则需要进行扭转刚度验算。这些方法都可以计算，但是不能精确确定，存在误差，但是误差较小，可以忽略不计。还可以以以动态条件来计算则比较精确，如根据主轴端部切削零件时的颤动来确定主轴组件刚度，计算较为复杂，不优先考虑，静态法比较实用，而且相对来说比较简单。所以采用静态法计算。主轴弯曲刚度的验算：1：主轴前支撑处的变形转角，能否满足轴承正常工作的要求；2：主轴悬伸端处的变形位移，是否满足加工精度的要求。支撑主轴组件的刚度验算，可以近似按两支撑结构计算。若前中支撑位紧支撑、后支撑为松支撑时，可将前中支距当做

38、两支撑之间的距离代入公式计算，中后支撑段可以不计。如前后支撑为紧支撑、中间支撑位松支撑，则舍弃中间支撑不计，这时，轴承间隙起阻尼作用，变得较大，对刚度影响较小；机床粗加工时，主轴的变形最大，主轴前支撑处的转角有可能超过允许值，故应验算此处的转角。主轴后支撑的变形一般较小，不用计算。主轴的受力图图3 主轴受力图轴承变形忽略不计，则转角公式为：若切削力到主轴前支承的距离为S，S=a+W，对于普通卧式c616-a车床，W=0.4H，H-车床中心距，由已知参数（图）得H=250mm。即 S=a+W=120+0.4*200=120当量切削力主轴惯性矩因为，小于许用扭转角，所以满足要求。4.3轴承的选择

39、、和轴为传动轴，承受的轴向载荷可以忽略不计，所以选择轴承时主要以其承受径向力为主，优先采用三个传动轴都用深沟球轴承。主轴轴承前支承只承受径向力采用，推荐（双列）圆柱滚子轴承，后支承既承受径向又承受轴向力，可以采用角接触球轴承，以及可承受双向里的球轴承。若果选择角接触球轴承，角接触球轴承可以同时承受径向力和轴向力，接触角越大，所承受的轴向力越多。4.4 轴承的校核轴装轴承端直径为，选用3系列的轴承，则轴承型号为6307。深沟球轴承的基本额定寿命P当量动载荷C深沟球轴承基本额定动载荷 对于球轴承，=3，对于滚子轴承，=10/3n轴的转速查机械设计课程设计6307系列的滚动轴承的C=33.2KN滚动

40、轴承的当量动载荷PX、Y分别为其径向动载系数和轴向动载系数对于深沟球轴承来说，只能承受径向载荷 X=1 Fr=2T/d*tan带入数据得： P=1.3*1*1275.6=1658.28N=1.65828KN轴承的预期计算寿命轴承符合要求4.5键的选用轴和轴上有滑移齿轮，所以要采用花键连接。矩形花键主要的定心方式为小径定心应用广泛，定心精度高定心稳定性好，能用磨削的方法消除热处理引起的变形。渐开线花键可以用制造齿轮的方法来加工，工艺性好，制造精度高应力集中小，易于定心，当传递的转矩较大且轴颈也大时，宜采用渐开线花键连接。和轴采用矩形花键连接。查机械设计课程设计表14-27得：轴选用轻系列,所选用

41、的花键规格为轴选用中系列，所选用的花键规格为轴采用平键连接轴的轴颈；小齿轮的齿宽为63mm，查机械设计表6-1，选用平键的规格为L*b*h=56*8*7主轴轴的轴颈；小齿轮的齿宽为53mm，查机械设计表6-1，选用平键的规格为L*b*h=50*10*8五、设计小节这次设计我花了很多时间，查阅了大量的资料，并且反复修改完成的。通过这次设计，培养了我的独立思考意识以及为我的设计思维打下了基础，还有就是现在的资料冗杂，难免有的地方有疏漏，只有查阅了大料的课内课外书籍相互印证，以及上网翻阅资料以后，才能确定有些结论及经验公式。比如计算齿轮模数时，网上所计算的方法与机械设计课本上所使用的方法完全不同，许

42、多字母我都不知道是什么意思，但是经过我认真翻阅资料计算后，再与课本上的计算方法想类比，互相印证，所计算的齿轮模数两者差异微小。抛去计算误差不谈，两者最终殊途同归，只是方法不一样而已。斟酌再三，我还是采用了课本上的计算方法，相对来说课本上的计算方法比较复杂，但是容易理解，网上的那些方法很多都是需要经验公式，并需要翻阅大量的资料。对我一个还是在校的学生来说，所谓的经验公式是比较遥远的，如果我是一个合格的有经验的机械设计师，我一定会采用网上的设计思路。不过了解了两种方法的我会把基础打的更为牢固。“万丈高楼平地起”。只有把设计基础打牢固了才能向更高的领域进军，成为一位优秀的设计师。这次毕业设计对我来说

43、不仅仅是为了完成毕业设计的任务，更为重要的是让我在做毕业设计中学到了非常多的东西。通过这次机械设计，我掌握了解了很多关于机械设计的知识，培养了我的思维。为我出学校的第一份工作打下了坚实的基础。参考文献1 关慧珍，冯辛安机械制造装备设计M2版北京：机械工业出版社，20122 濮良贵，陈国定吴立言机械设计M9版北京：高等教育出版社，20083 孙恒，陈作模，葛文杰机械原理M北京：高等教育出版社，,20084李育锡 机械设计课程设计M北京：高等教育出版社，20105李言 机械制造技术基础M北京：电子工业出版社，20086 关慧珍，徐文骥机械制造装备设计课程设计指导书M北京：机械工业出版社，20137 隋秀凛，高安邦实用机床设计手册M北京：机械工业出版社，20108 何晓柏机械设计手册M北京：机械工业出版社，20079 周开勤机械零件手册M北京：高等教育出版社，200110朱冬梅