毕业设计（论文）-大型齿轮毛胚专用车床的研制—总体设计部分.doc

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1、目 录引言1第一章 专用车床总体方案设计2 1.1 专用车床总体方设计的依据 21.1.1 工件 2 1.1.2 刀具 3 1.2工艺分析 31.2.1车外圆分析 31.2.2 平面与阶台车削分析 41.2.3 机床运动的确定 41.2.4加工示意图的绘制 41.3专用车床的总体布局 51.3.1 总体布局方案 51.3.2 运动的分配 61.3.3 机床传动形式的选择 61.3.4 机床支承形式的选择 81.3.5 改善机床性能和技术经济指标的措施 81.3.6 专用机床的总体布局图 81.4专用车床主要技术参数的确定 91.4.1工件加工余量的确定10 1.4.2主轴转速的确定101.4.

2、2.1主轴最高、最低转速101.4.2.2 主轴转速的合理排列 111.4.3主运动驱动电动机功率的确定111.4.3.1 切削力的计算 111.4.3.2 切削功率的计算 121.4.3.3 估算电动机功率121.4.3.4 选择主电机 121.4.4 进给驱动电动机功率的确定12第二章 专用车床主轴组件设计13 2.1主轴组件的布局13 2.1.1两支承主轴轴承的配置形式 13 2.2主轴结构的初步拟定142.3主轴结构图142.4箱体设计15 2.5主轴间隙的调整16第三章 专用车床主轴变速设计163.1分级变速传动链设计163.1.1分级变速机构的转速图16 3.1.2 结构分析式17

3、3.1.3 绘制传动系统图183.2 带轮结构设计18第四章 专用车床进给组件设计194.1床身的设计19 4.1.1 床身导轨选用形式方案论证194.1.2 床身的基本尺寸194.2大溜板设计204.3 中溜板的设计 204.4 小溜板的设计20 4.5刀架的选择20第五章进给变速系统设计215.1变速系统设计方案论证215.2进给量的确定215.3光杠转速的确定215.4 传动结构式 22 5.5确定传动系统图23结论24致谢25参考文献26大型齿轮毛胚专用车床的研制总体设计部分摘要 本课题是为某新建锻压设备生产企业研制的大型齿轮毛胚专用车床的总体设计部分。总体设计是设计机床的第一步，是机

4、床部件和零件的设计依据，对整个设计的影响较大。本课题设计的主要任务是确定机床上的工艺方法、运动，初步拟定专用卡具方案、绘制加工示意图，解决机床各部件的相对运动和相对位置的关系，并使机床具有一个协调完美的造型，并在此基础上确定机床的主要技术参数等等。本课题设计的目的是对大型齿轮毛胚专用车床的研制给以技术上的指导，力求达到使所设计的机床结构简单、性能稳定可靠、投资额较低的目的。 车床是应用最为广泛的机床，其中以CA6140最为常见。本课题设计以CA6140为主要借鉴对象，来设计一台落地车床，其中的一个主要问题是如何将进给变速中原来从主轴引出的动力改为由以单独电机驱动，同时这也是本设计的一大特色。本

5、设计论文先从三种方案的比较中选出较好的方案，进而给出总体布局图，然后再解决相关问题。关键词 专用车床 研制 总体设计 Development of the dedicated lathe for large-scale gear blanksPart of the overall designAbstract This issue is for a new forging equipment manufacturers to develop dedicated lathe for large-scale gear blanks part of the overall design. The o

6、verall design is the first step in the design of machine tools, it is the machine tool parts and components design basis for the design of a larger whole. The main task of the design issues is to determine methods of machine tool technology, sports, special fixtures preliminary program, schematic dr

7、awing processing, solve processing machine parts and the relative position of the relative movement of the relationship, and that the machine has a coordinated perfect modelling, and on these basises to determine the main technical parameters of the machine, etc. The purpose of this design issues is

8、 dedicated large-scale lathe gear blanks to give the development of technical guidance. Striving to achieve the machine tool designed to enable simple structure, reliable performance, lower investment purposes. Lathe is the most widely used in machine tools, including the most common CA6140.The CA61

9、40 is designed to target the main draw, to design a floor lathes, one of the main problems is how to feed the original speed of the driving force arising from the spindle to be replaced by a separate motor drive., while this is the design of the two major characteristics. Papers from the design comp

10、aring the three plans to select a better program, which gives the overall layout plan, and then address the related issues.Key words dedicated lathe development overall design引 言金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为“工作母机”或“工具机”，习惯上简称机床。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗

11、糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。机床在制造中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占机器总制造工作量的40-60，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。本课题设计机床是专用车床，主要用于完成某一尺寸范围内的大直径盘类零件的加工制造，解决大直径盘类零件的车削问题。该设备以“适用、经济”为设计原则，减少了资金的投入，所以特别适用于较小规模及初创时期的企业。本课题设计主要论述了专用车床的总体方案设计部分，专用车床的总体方案设计部分包

12、括调查研究、机床总体布局设计、确定机床主要技术参数、初步拟订专用夹具方案、绘制加工示意图等。全文共分为四个部分。第一部分是专用车床的总体方案设计，该部分是本论文的核心设计部分。在该部分中首先介绍了专用车床总体方案设计的依据，然后进行工艺分析，接着是专用车床的总体布局，最后是专用车床的主要技术参数的确定。第二部分介绍了专用车床主轴部分的设计。第三部分介绍了专用车床主轴变速部分的设计。第四部分主要介绍了专用车床进给组件部分的设计。第五部分主要介绍了专用车床进给变速部分的设计。这次毕业设计是我们综合运用所学的基本知识、基础理论和基本技能，提高分析解决实际问题的能力,提高实际工作能力的检验，是对四年学

13、习的一个总结与回顾。第一章 专用车床的总体方案设计设计机床的第一步，是确定总体方案。总体方案是机床部件和零件的设计依据，对整个设计的影响较大。因此，在拟定总体方案的过程中，必须全面地、周密地考虑，使所定方案技术先进、经济合理。1.1.专用车床总体方案设计的依据专用车床总体方案设计的主要依据包括工件、刀具、同类型机床、有关的科技成就、使用要求以及制造条件等。设计者应作充分的调查，明确设计要求，掌握有关资料，在深入分析的基础上，拟定机床的总体方案。1.1.1 工件工件是机床总体方案设计的重要依据之一，设计者必须明确工件的特点和加工要求。诸如被加工面的尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度以及生产率等。

14、本次毕业设计要求设计一台大型齿轮毛胚专用车床，用于加工直径为1500mm的大型齿轮毛胚。其其主要技术参数如下：车削最大外径 1500mm 内径 150mm 带轮最大厚度 200mm毛胚材料 灰铸铁毛胚重量 828kg生产批量 100个/年 加工部位的要求如下： 图1-1 齿轮毛胚（1）被加工表面的粗糙度均为R3.6（2）内外圆的同轴度为0.15mm（3）前后端面的平行度为0.15mm加工工序的安排如下：工序一 粗加工外圆，粗加工内圆，粗车前端面工序二 精加工外圆，精加工内圆，精加工前端面工序三 粗加工后端面工序四 精加工后端面另外，由于齿轮毛胚的毛重约为828kg，装卸工件必须借助于起重设备。

15、1.1.2 刀具 刀具是机床总体方案设计的又一重要依据。刀具材料性能的优劣对切削加工的过程、加工精度、表面质量及生产效率有着直接的影响。 本设计中刀具采用硬质合金车刀，牌号为YG6。1.2 工艺分析1.2.1 车外圆分析 用车削方法加工工件的外圆表面称为车外圆。外圆表面包括外圆柱表面和外圆锥表面。习惯上所说的车外圆是指外圆柱面车削。车削外圆柱面时，工件回转，车刀作平行于工件轴线的进给运动。外圆车刀为主偏角r=45的弯头车刀是一种多用途车刀，可以车外圆、车平面和倒角。但切削时背向力FP较大，车削细长工件时，工件容易被顶弯而引起振动，所以常用来车削刚性较好的工件。r=60-75外圆车刀的刀尖强度较

16、高，散热条件好。由于主偏角的增大，切削时背向力FP得以减小，因此能车削刚性稍差的工件，适用于粗、精车外圆。r=90的偏刀可以车外圆、端面、阶台。由于主偏角很大，切削时背向力FP较小，不易引起工件弯曲和振动，但刀尖强度较低，散热条件差，容易磨损。1.2.2 平面与阶台车削分析 车端面常用r=75的劈刀，也可使用r=45的弯头车刀。装刀时，刀尖高度必须严格保证与工件轴线等高，否则端面中心会留下凸起的剩余材料。车削时，工件回转，车刀作垂直于工件轴线的横向进给运动。为防止床鞍因间隙或误动作发生纵向位移而影响平面度，应将床鞍位置锁定。 1) 预先刻划痕，用于轴向尺寸精度不高或粗加工时； 2) 用溜板箱刻

17、度盘控制； 3) 用挡铁定位。 用车削方法扩大工件的孔或加工空心工件的内表面称为车孔。内孔表面包括内圆柱表面和内圆锥表面，这里指内圆柱表面的车削。孔分为通孔和阶台孔或不通孔两类，车工用内孔车刀也不同，其主要区别是车削阶台孔或不通孔的车刀，主偏角r90，以保证阶台平面或不通孔底面的平面度。加工阶台孔或不通孔时，车刀纵向进给到需要位置，然后改作横向进给车削阶台平面或孔底面。1.2.3 机床运动的确定确定机床运动，指确定机床运动的数目，运动类型以及运动的执行件。必须指出，不同类型的运动，在速度、功率、精度等方面的要求也不同。表面成形运动直接参加被加工表面的形成过程，运动误差直接影响加工精度和表面粗糙

18、度。因此，对表面成形运动的要求高。其中，主运动的速度高、功率大。故对其传动和支承有较高的要求。在辅助运动中，快速移动的速度高，但精度要求不高；调整运动和分度运动的速度低、功率小，但位置精度要求高。对于复合运动，要求内联系传动链有较高的传动精度；而对于简单运动，传动精度的要求不高。因此，确定机床运动时，应在满足工作要求的前提下，尽可能减少要求高的运动数目。为了简化结构，还应尽可能减少运动执行件的数目，用一个执行件完成多个运动。本任务中要求加工两个同轴的圆柱面，相应的表面成形运动有主轴的回转运动，工作台横向进给运动；辅助运动有工作台退回运动刀具的调整运动。其中工作台的纵向进给运动和主轴的回转运动直

19、接参与被加工表面的形成过程，它们运动的误差直接影响加工精度和表面粗糙度。因此，对表面成形运动的要求高。其中主运动速度高、功率大，故其对传动和支承有较高的要求，刀具的调整运动由手动完成。1.2.3加工示意图的绘制 加工示意图的作用是表明机床所采用的工艺方法和刀具，规定工件、刀具以及机床执行部件（如主轴箱、工作台、刀架等）的运动速度、行程以及主要联系尺寸。利用加工示意图可检查工件、刀具、机床部件之间在工作时是否会发生干涉。它是设计专用机床的执行部件和刀具、绘制机床总联系尺寸图的重要依据。图1-2所示为加工齿轮毛胚专用车床的加工示意图，它表明：（1） 工艺方法 车削，只有一把刀具进行工作。（2） 刀

20、具 硬质合金车刀，刀杆截面尺寸为2030。（3） 切削用量切削速度28.2/，粗车时进给量为./，精车时进给量为./r（4） 机床执行部件的行程横向行程为，纵向行程为。 V=28.2r/ 精f=0.5/ 粗f=0.25/图1-2 专用车床的加工示意图1.3 专用车床的总体布局 总体设计的任务是解决机床各部件的相对运动和相对位置的关系，并使机床具有一个协调完美的造型。工艺分析和工件的形状、尺寸和重量，在很大程度上左右着机床的布局形式。合理的总体布局的基本要求有：(1)保证工艺方法所要求的工件与刀具的相对运动关系；(2)保证机床具有足够的加工精度和相适应的刚度和抗振性；(3)便于操纵、调整、维修，

21、便于输送、装卸工件和排屑等；(4)节省材料，占地面积小，即经济效果好；(5)造型美观。机床总体设计的一般步骤是，首先是根据工艺分析分配机床部件的运动，选择传动形式和支承形式；然后安排操作部位，并拟定好在布局上改善机床性能和技术经济指标的措施。上述步骤之间有着密切联系，必要时可互相穿插或并进。1.3.1 总体布局方案 方案a 对于所加工的零件，采用传统的卧式车床总体布局，那么在加工完齿轮毛坯的端面后，再加工内孔，将行走很大的距离，并且使中溜板的长度过大，在其总体图1-3 普通卧式车床 图1-4落地车床 图1-5 立式车床布局上，显示的不合理，不利于生产操作，不利于加工。如图1-3所示。方案b 根

22、据加工零件的特殊性，并且查阅有关的资料，采用部分落地车床的总体布局，将可以解决以上的不足。它的优点可以表示如下，用导轨作为大行程的轨道，方便有利于精度；对于进给系统所需的速度，可用一个单独电机来传递，有利于设计。如图1-4所示。 方案c 对应所加工的零件，若采用立式车床总体布局，虽有利于零件的装夹，但若购买立式车床，则价格昂贵，若自己设计，则难度较大，无法完成用一个单独电机来驱动进给系统的任务。如图1-5所示。综合比较分析上述三种方案，本课题设计的总体布局选用方案b。1.3.1 运动的分配机床上的工艺方法确定后，刀具和工件在切削加工时的相对运动亦随着被规定了。但是这个相对运动可分配给刀具，也可

23、分配给工件，或者由刀具和工件共同来完成。机床运动的合理分配，是有多方面因素决定的。（1） 简化机床的传动和结构（2） 提高加工精度（3） 缩小机床占地面积 本设计的专用车床运动分配为：工件的回转运动，刀具的进给运动。1.3.2 机床传动形式的选择机床的传动形式有机械的、液压的、气动的、电气的及其综合的等多种形式。选择机床传动形式的基本要求是：图1-6所示为典型的机床传动形式，对于回转运动的驱动，可以时机械的，也可以是液压或电气的。图1-6a所示为机械驱动形式，一般利用齿轮变速机构，实现有级变速。其工作可靠，要求一般的制造水平，在机床中得到广泛的应用。图1-6b和c分别表示液压机驱动形式和直流发

24、电机-电动机组驱动形式，这样可实现机床在工作中无级变速，但传动装置的成本较高。本任务选用图1-6a所示的机械传动形式。对于直线运动的驱动，机械的和液压的都得到了广泛应用。图1-6d所示为机械驱动形式，一般为有级变速，也有某些机床利用机械无级变速器，进行无级变速。图1-6e所示为另一种机械驱动形式，多用于自动化机床中，其实现的行程一般不超过100150mm。图1-6f所示为液压驱动形式，由于传动平稳，容易实现无级变速和运动控制的自动化，在机床中应用很广。本任务选用图1-6h所示的机械传动形式。 图1-6典型的机床传动形式1-交流电动机；2-变速机构；3-主轴；4-油泵；5-液动机；6-液压控制装

25、置；7-油箱；8-直流发电机；9-电联系； 10-直流电动机；11-固定传动比的传动链；12-丝杠；13-直线移动部件；14-凸轮机构；15-齿条机构；16-油 缸； 17-可调电阻器；18-模板；19-触指；20-液压随动系统；21-主轴箱；22-车刀；23-工件图1-7 车床的传动原理图1.3.3 机床支承形式的选择机床中常用的支承件有床身、底座、立柱、横梁、横臂等。这些支承件或单独使用，或综合使用。机床支承形式可归纳为下列五种：（1） 一字型支承 支承件是床身，或床身与底座的组合，具有这种支承形式的机床，称为卧式机床 （2） 柱形支承 支撑件是立柱，或立柱与底座的组合。具有这种支承形式的

26、机床，称为立式机床。 （3） 倒丁字形支承 支承件是床身和立柱的组合。具有这种支承形式的机床，称为复合式机床。（4） 槽形支承 支承件是床身、立柱、横臂三者的组合。具有这种支承形式的机床，称为单臂式机床。（5） 框形支承 机床的支承件事由床身、横梁及双立柱组合而成，形成封闭的框形机构。具有这种支承形式的机床，称为龙门式机床。本设计的专用车床支承形式选择为一字形支承。1.3.4 改善机床性能和技术经济指标的措施机床性能和技术经济指标的改善，可借助于结构、布局等多方面的措施来实现。就布局方面说，采取适当的措施可改善机床的性能（例如，提高刚度、减少振动、改善排屑状况等）和技术经济指标(例如，节省材料

27、、缩小占地面积等)。1.3.5 专用机床的总体布局图根据齿轮毛胚的加工要求及以上所述，机床的总体布局图如图1-8所示： 图1-8 总体布局图1.主轴变速箱 2.主轴箱 3.刀架 4.工作台 5.电动机 6.进给变速箱1.4 专用车床主要技术参数的确定机床主要技术参数包括主参数和基本参数，基本参数又包括尺寸参数，运动参数，动力参数。 主参数，或称主要规格，表示机床的加工范围。专用机床的主参数，一般以被加工零件和被加工表面来代表。本课题设计机床的主参数为：最大加工直径1500mm，最大加工厚度275mm。 机床的尺寸参数是指机床的主要结构尺寸，包括：与被加工零件有关的尺寸；标准化工具或夹具的安装面

28、尺寸；主要结构尺寸。本课题设计机床的尺寸参数为：刀架的纵向行程900mm、横向行程300mm，机床结构尺寸3150x3365x1305。运动参数系指机床执行件，如主轴、工作台、刀架等的运动速度、表1-1内所列为常用的运动参数。本课题设计机床的运动参数为：主轴转速6 r/min、9.5 r/min、15 r/min、23.5 r/min 、27.5 r/min、60 r/min，精车速度0.5mm /r，粗车速度0.25 mm /r.动力参数一般指机床电动机的功率。机床内常用的电动机有：主运动驱动电动机、进给运动驱动电动机、主运动及进给运动驱动电机、辅助运动驱动电机、液压泵驱动电机等，某些机床的

29、动力参数还包括其他内容。本课题设计机床的动力参数为：主运动驱动电动机4KW, 进给运动驱动电动机0.55KW。1.4.1 工件加工余量的确定直径为1500mm的大型齿轮毛胚，材料为灰铸铁，硬度为190-210HB，生产类型为中小批量，铸造毛胚。查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5,取加工余量为2.5mm。1.4.2 主轴转速的确定专用车床用于完成特定的工艺，当该工艺长期稳定是，主轴只需一种固定的转速n，即n= r/min 式中：v 选定的切削速度（m/min）； d 刀具（或工件）直径（mm）1.4.2.1 主轴最高，最低转速按照典型工序的切削速度和刀具(或工件)直径、计算主轴最高转速n、

30、最低转速n。计算公式如下：n= n= （1）式中：n、n主轴最高、最低转速(r/min)V、V最高、最低切削速度(m/min)d、d最大、最小计算直径(mm)根据机械制造工艺金属切削机床设计指导第6970页，可查出以下数据：查表2.2-3 取切削速度V=28.2 m/min车床的最大、最小计算直径d、d分别为：d=1500mm d=150mm则主轴最高转速为：n= r/min =59.8r/min 取标准数列值：n=60r/min 最低转速为：n= r/min =5.98r/min取标准数列值：n=6r/min1.4.2.2 主轴转速的合理排列最高、最低转速确定后，还需确定中间转速，选择公比，

31、转速级数Z，则转速数 为：n= n=6r/min, n= n, n= n, ，n= n查标准数列，取公比=1.58 (12)转速范围： R=10转速级数： Z=+1=6.033 取Z=6因此本次机床设计，要求主轴转速级数Z=6。即：n=6， n=9.5, n=15, n=23.5，n=37.5 ，n=60 (r/min)1.4.3主运动驱动电动机功率的确定电动机功率是计算机床零件和决定结构尺寸的主要依据。电动机功率取大了，则机床零、部件的尺寸也随之不必要地增大，不仅浪费材料，而且使电动机经常处于低负荷情况下工作，只是功率因数小；如果电动机功率取小了，则机床的技术性能达不到设计的要求，且出现电动

32、机超负荷工作的情况，容易烧坏电动机和电器元件。1.4.3.1 切削力的计算计算车削工件时的切削力F=9.18N式中：工件材料和切削条件对切削力的影响系数，由表查出=92背吃刀量对切削力的影响指数，由表查出=1进给量对切削力影响指数，由表查出=0.75实验条件与经验公式中切削条件不同时，各种因素对切削力的修正系数之乘积，由表查出并计算得=1背吃刀量，由表查出=5mm进给量，由表查出=1.5则车削力的大小为：F=9.18921N=6116.4N1.4.3.2 切削功率的计算根据机械制造工艺金属机床设计指导第72页，可得切削功率公式为：P=KW2.87KW1.4.3.3 估算电动机功率根据机械制造工

33、艺金属机床设计指导第72页，有P=KW=3.59KW式中：主传动系统的机械效率，回转运动的机床=0.70.85。1.4.3.4 选择主电机查机械设计课程设计手册第155页表12-1，选Y112M-4型电机，主要参数有：额定功率P=4KW，满载转速 n=1440r/min，同步转速n=1500r/min，级数P=4，质量m=43kg。1.4.4 进给驱动电动机功率的确定查金属切削机床设计第41页，可知：进给驱动电动机功率取决于进给的有效功率和传动件的机械效率，即：P=式中：P进给驱动电动机功率(KW) Q 进给抗力(N) V进给速度(m/min)进给传动系统的总机械效率(一般取0.150.2)粗

34、略计算时，可根据进给传动与主传动所需功率之比值来估算进给驱动电机功率。对于车床： P=0.035N=0.0354=0.14KW查机械设计课程设计手册第155页表12-1，选Y801-4电机，主要参数有：额定功率P=0.55KW，满载转速n=1390r/min，同步转速n=1500r/min，级数P=4，质量m=22kg。第二章 主轴组件设计大多数机床都具有主轴组件。有的机床只有一个主轴组件；有的则有多个，如外圆磨床具有砂轮主轴组件和工件、头架主轴组件，又如组合机床，具有多至几十个主轴组件。主轴组件由主轴、主轴轴承和安装在主轴上的传动件、密封件等组成。对于钻镗类机床，还包括主轴套筒和镗杆等。主轴

35、组件是机床的执行件，它的功用是支承并带动工件或刀具旋转，完成表面成形运动，同时还起传递运动和扭矩、承受切削力和驱动力等载荷的作用。由于主轴组件的工作性能直接影响到机床的加工质量和生产率，因此它是机床中的一个关键组件。主轴和一般传动轴的相同点是，两者都传递运动、扭矩并承受传动力，都要保证传动件和支承的正常工件条件，但主轴直接承受切削力，还要带动工件或刀具，实现表面成形运动，因此对主轴有较高的要求。2.1 主轴组件的布局2.1.1两支承主轴轴承的配置形式机床主轴有前、后两个支承和前、中、后三个支承两种，以前者较多见。两支承主轴轴承的配置型式，包括主轴轴承的选型、组合以及布置，主要根据对所设计主轴组

36、件在转速、承载能力、刚度以及精度等方面的要求，并考虑轴承的供应、经济性等具体情况，加以确定。 本设计的主轴采用前、后支承的两支承主轴，前支承采用双列向心短圆柱滚子轴承和推力球轴承的组合，D级精度；后支承采用圆柱滚子轴承，E级精度。其中前支承的双列圆柱滚子轴承，滚子直径小，数量多（5060个），具有较高的刚度；两列滚子交错布置，减少了刚度的变化量；外圈无挡边，加工方便；轴承内孔为锥孔，锥度为1：12，轴向移动内圈使之径向变形，调整径向间隙和预紧；黄铜实体保持架，利于轴承散热。前支承的总体特点是：主轴静刚度好，回转精度高，温升小，径向间隙可以调整，易保持主轴精度，但由于前支承结构比较复杂，前、后支

37、承的温升不同，热变形较大，此外，装配、调整比较麻烦。2.2 主轴结构的初步拟定主轴的结构主要决定于主轴上所安装的刀具、夹具、传动件、轴承和密封装置等的类型、数目、位置和安装定位的方法，同时还要考虑主轴加工和装配的工艺性，一般在机床主轴上装有较多的零件，为了满足刚度要求和能得到足够的止推面以及便于装配，常把主轴设计成阶梯轴，即轴径从前轴颈起向后依次递减。主轴是空心的或者是实心的，主要取决于机床的类型。此次设计的主轴，也设计成阶梯形，同时，在满足刚度要求的前提下，设计成空心轴，以便通过刀具拉杆。主轴端部系指主轴前端。它的形状决定于机床的类型、安装夹具或刀具的形式，并应保证夹具或刀具安装可靠、定位准

38、确，装卸方便和能传递一定的扭矩。查金属切削机床设计第135页中通用机床主轴端部的形状图，选短圆锥法兰盘式主轴端部结构形式。其特点是：主轴端面上有四个螺孔，用来固定和传递扭矩给刀具。主轴是空心的，前端有锥度为1:4的锥孔，如图2-1主轴端部结构，选择 b)型适合. 图2-1 主轴端部结构2.3 主轴结构图根据分析计算，可初步得出主轴的结构如图2-2所示：图2-2 主轴的结构2.5 箱体设计根据机床总体设计方案图可知，箱体的大致结构为长方体。但是，为了满足体积小、重量轻、结构简单、使用方便、效率高及质量好的要求，需对箱体做进一步的分析和设计。图2-3 箱体第一，箱体的顶部，为了安装、调试和维修轴向

39、调节机构方便，需设置一箱体盖，用四颗螺钉联接在箱体上。示意图如图2-3所示；为了安装轴向移动机构，箱盖下面需留出一定量的空间，其中包括留出轴向70mm的空间供轴向移动机构轴向调节，这就减小了箱体的刚度和强度。为此，此处箱体的最小径向尺寸不得小于15mm。第二，主轴尾端，采用带轮传递动力，故此处箱体还应与变速箱相连，应设计出相应的带轮键槽和螺纹。第三，夹紧套筒用的弹性套，安装在箱体与套筒间，此处箱体应设计出足够的空间；弹性套外面的锁紧螺栓仍与箱体联接，为了拧紧螺栓方便，此处箱体应设计出供操作螺栓用工具的合理空间。2.6 主轴间隙的调整主轴支承对主轴的回转精度及刚度影响很大。主轴轴承应在无间隙（或

40、少量过盈）的条件下进行运转。轴承的间隙直接影响加工精度，因此，主轴组件应在结构上保证能调整轴承间隙。 前轴承径向间隙的调整方法如下：首先松开主轴前端螺母，并松开前支承左端调整螺母上的锁紧螺钉。拧紧螺母，推动轴套，这是D3182121型轴承的内环相对于主轴锥面做轴向移动，由于轴承内环很薄，而且内孔也和主轴锥面一样，具有1：12的和锥度，因此内环在轴向移动的同时作径向弹性膨胀，从而调整轴承的径向间隙和预紧程度。调整妥当后，再将前端螺母和支承左端调整螺母上的锁紧螺钉拧紧。后支承中轴承的径向间隙与轴承的轴向间隙是用螺母同时调整的，其方法是：松开调整螺母上的锁紧螺钉，拧动螺母，推动轴套、轴承的内环和滚珠，从而消除轴承的间隙；拧动螺母的同时，向后拉主轴及轴套，从而调整轴承的轴向间隙。第三章 主轴变速系统设计3.1分级变速传动链设计3.1.1分级变速机构的转速图转速图如图3-1所示： 图3-1 转速图3.1.2 结构分析式(1)(2)从电动机到主轴主要为降速传动，取方案。在降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比 ；在升速时为防止