毕业设计（论文）-车床主轴箱传动结构设计.doc

目次
1 概述 1
机床的发展 2
机床主轴箱 3
机床课程设计的目的 5
2 参数的拟定 6
公比的确定 6
各级转速的确定 6
3 传动设计 7
确定结构方案 7
传动方案拟定 7
结构分析式 7
绘制转速图 8
绘制传动系统转速图 11
4 动力设计 13
确定各轴转速 13
带传动设计 14
5 齿轮的计算与校核 17
各传动组齿轮模数的确定和校核 17
齿轮强度校核 19
校核a传动组齿轮 19
校核B传动组齿轮 20
校核c传动组齿轮 21
传动系统图 23
6 主轴的计算与校核 24
选择轴的材料 24
轴颈的初步确定 24
轴的校核计算、受力图和转矩图 26
输入轴的校核计算、受力图和转矩图 26
主轴的校核计算、受力图和转矩图 30
7 组件的选定 34
带轮的选择 34
主轴换向与制动机构设计 34
滑移齿轮设计 34
轴承的选择 35
主轴组件 35
润滑系统设计 35
密封装置设计 35
结论 37
致谢 38
参考文献 39
1 概述
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***,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,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 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,C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***的进步,早期使用的切削***材质是碳钢,切削速度只能限制在20m/min以下,而且加工精度不佳,之后***材质采用合金钢,仍至今日的陶瓷***,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,,进步之快除了***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。
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***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