车床主轴箱传动结构设计

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1、目次1概述11．1机床的发展21．2机床主轴箱31．3机床课程设计的目的52参数的拟定62.1公比的确定62.2各级转速的确定63传动设计73.1确定结构方案73.2传动方案拟定73.2.1结构分析式73.2.2绘制转速图83.3绘制传动系统转速图114动力设计134.1确定各轴转速134.2带传动设计145齿轮的计算与校核175.1各传动组齿轮模数的确定和校核175.2齿轮强度校核195.2.1校核a传动组齿轮195.2.2校核B传动组齿轮205.2.3校核c传动组齿轮215.3传动系统图236主轴的计算与

2、校核246.1选择轴的材料246.2轴颈的初步确定246.3轴的校核计算、受力图和转矩图266.3.1输入轴的校核计算、受力图和转矩图266.3.2主轴的校核计算、受力图和转矩图307组件的选定347.1带轮的选择347.2主轴换向与制动机构设计347.3滑移齿轮设计342车床主轴箱传动结构设计说明书第Ⅱ页共Ⅱ页7.4轴承的选择357.5主轴组件357.6润滑系统设计357.7密封装置设计35结论37致谢38参考文献392车床主轴箱传动结构设计说明书第Ⅱ页共Ⅱ页2车床主轴箱传动结构设计说明书第Ⅱ页共Ⅱ页车床主

3、轴箱传动结构设计说明书第36页共36页1概述1．1机床的发展公元前二千多年出现的树木车床是机床最早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性使工件由绳索带动旋转，手拿贝壳或石片等作为刀具，沿板条移动工具切削工件。中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原理[1]。以下将针对车床发展的过程加以介绍。车床的诞生不是发明出来的，而是逐渐演进而成，早在四千年前就记载有人利用简单的拉弓原理完成钻孔的工作，这是有记录最早的工具机，即使到目前仍可发现以人力做为驱动力的手工钻床，之后车床衍生而出，并被用于木材的车削与钻孔，

4、英文中车床的名称Lathe(Lathe是木板的意思)就是由此而来，经过数百年的演进，车床的进展很慢，木质的床身，速度慢且扭力低，除了用在木工外，并不适合做金属切削，直到工业革命前。这段期间可称为车床的雏型期[2]。18世纪开始的工业革命，象征着以工匠主导的农业社会结束，取而代之的是强调大量生产的工业社会，由于各种金属制品被大量使用，为了满足金属零件的加工，车床成了关键性设备，18世纪初车床的床身已是金属质，结构强度变大更适合做金属切削，但因结构简单，只能做车削与螺旋方面的加工，到了19世纪才有完全以铁质零件组

5、合完成的车床，再加上诸如螺杆等传动机构的导入,一部具有基本功能的车床总算开发出来。但因动力只能靠人力、兽力或水力带动，仍无法满足需求，只能算是刚完成基本架构的建构[3]。瓦特发明了蒸气机，使得车床可由蒸气产生动力用来驱动车床运转，此时车床的动力是集中一处，再藉由皮带与齿轮的传递分散到工厂各处的车床，20世纪初拥有独立动力源的动力车床(Engine车床主轴箱传动结构设计说明书第36页共36页Lathe)终于被开发，也将车床带到新的领域。此期间拜福特公司大量生产汽车所赐，许多汽车零件必须以车床加工，为了确保零件供

6、应充足，供货商必须大量采购车床才能应付所需，即使到今天车床的发展仍受到汽车产业的荣枯所左右。20世纪中，计算机被发明，不久计算机即被应用在工具机上，数值控制车床逐渐取代传统车床成为工厂利器，生产效率倍增，零件加工精度更是大幅提升，且随着计算机软、硬件日趋进步与成熟，许多以往视为无法加工的技术被一一克服，CNC化工具机的比率成了国家现代化的重要指标。从历史的角度来看促使车床发展除了18世纪工业革命与20世纪汽车业兴起是主因外，另一项主因是切削刀具的进步，早期使用的切削刀具材质是碳钢，切削速度只能限制在20m/m

7、in以下，而且加工精度不佳，之后刀具材质采用合金钢，仍至今日的陶瓷刀具，切削速度更提升到1000m/min以上，于是车床转速愈来愈高，进给速度也愈来愈快，而且加工精度也从百年前的1mm大幅提0.001mm，进步之快除了刀具的改良与技术的提升，当然有数值控制的配合也是最大的功臣。1．2机床主轴箱机床设计和制造的发展速度是很快的。由原先的只为满足加工成形而要求刀具与工件间的某些相对运动关系和零件的一定强度和刚度，发展至今的高度科学技术成果综合应用的现代机床的设计，也包括计算机辅助设计（CAD）的应用。但目前机床主

8、轴变速箱的设计还是以经验或类比为基础的传统（经验）设计方法。因此，探索科学理论的应用，科学地分析的处理经验，数据和资料，既能提高机床设计和制造水平，也将促进设计方法的现代化。随着科学技术的不断发展，机械产品趋精密、复杂，改型也益频繁，对机床的性能、精度、自动化程度等提出了越来越高的要求[11,12]。机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一，不仅能提高产品质量和生产率，降低生产成本，还