機(jī)械裝備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

裝備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：

數(shù)控機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)二、設(shè)定條件：（方案1）該數(shù)控機(jī)床主軸最高轉(zhuǎn)速4000r/min,最低轉(zhuǎn)速30r/min,計(jì)算轉(zhuǎn)速150r/min,最大切削功率5.5kw.

采用交流調(diào)頻主軸電機(jī),其額定轉(zhuǎn)速1500r/min,最高轉(zhuǎn)速4500r/min.該數(shù)控機(jī)床主參數(shù)為毫米。選電機(jī)功率。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容：方案擬定2天結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（展開圖1#、剖面圖1#兩張圖）6天設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(15頁以上)

0.5天答辯0.5天裝備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：

數(shù)控機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)二、設(shè)定條件：（方案2）該數(shù)控機(jī)床主軸最高轉(zhuǎn)速4000r/min,最低轉(zhuǎn)速30r/min,計(jì)算轉(zhuǎn)速257r/min,最大切削功率5.5kw.

采用交流調(diào)頻主軸電機(jī),其額定轉(zhuǎn)速1500r/min,最高轉(zhuǎn)速4500r/min.該數(shù)控機(jī)床主參數(shù)為毫米。選電機(jī)功率。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容：方案擬定2天結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（展開圖1#、剖面圖1#）6天設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(15頁以上)

0.5天答辯0.5天裝備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書四、主軸有剛度型、速度型和剛度速度型。五、圖紙標(biāo)注內(nèi)容：

(1)齒輪齒、模數(shù)；

(2)軸號；

(3)滾動軸承型號、配合；(4)花鍵代號、配合；(5)剖面代號、剖面圖上軸的中心距及公差；(6)箱體輪廓尺寸，主軸中心高。六、參考資料：

機(jī)床設(shè)計(jì)手冊（下冊）機(jī)工社出版金屬切削機(jī)床簡明設(shè)計(jì)手冊機(jī)工社出版機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊上?？茖W(xué)技術(shù)出版社金屬切削機(jī)床大連理工大學(xué)

戴曙編機(jī)工社出版金屬切削機(jī)床概論吉林工業(yè)大學(xué)賈亞洲編機(jī)工社出版教材：機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)教材：機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊（即機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)）8.其他（網(wǎng)上資料）（每個(gè)班借一兩套，同學(xué)們必須查手冊）第一部分:給定方案設(shè)計(jì)(方案也可以學(xué)生自己定)；第二部分：主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容第一部分：方案設(shè)計(jì)（一、方案1設(shè)計(jì)）一、方案1設(shè)計(jì)該數(shù)控機(jī)床方案1的主運(yùn)動傳動系統(tǒng)圖（a）,轉(zhuǎn)速圖(b)和主軸的功率特性圖（c）

一、方案1

取變速箱公比等于電機(jī)恒功率調(diào)速范圍：主軸恒功率調(diào)速范圍=4000/150=26.7電動機(jī)恒功率調(diào)速范圍=4500/1500=3

變速箱公比=3

變速箱變速級數(shù)為Z=3級。推薦：FANUC交流主軸電機(jī)S系列6S（參見《金屬切削機(jī)床簡明設(shè)計(jì)手冊》第607頁和584頁（電機(jī)頭部結(jié)構(gòu)））

長期運(yùn)行5.5KW；30分鐘內(nèi)運(yùn)行7.5KW

二、方案2設(shè)計(jì)

方案2設(shè)計(jì)該數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動傳動系統(tǒng)圖（d）,轉(zhuǎn)速圖(e)和主軸的功率特性圖（f）

一、方案

為簡化結(jié)構(gòu)，采用雙速變速箱（z=2）主軸恒功率調(diào)速范圍=4000/257=15.51電動機(jī)恒功率調(diào)速范圍=4500/1500=3

變速箱公比=5.17

主軸的功率特性圖上有缺口。

方案2設(shè)計(jì)電機(jī)：FANUC交流主軸電機(jī)S系列8S（參見《金屬切削機(jī)床簡明設(shè)計(jì)手冊》第607頁和584頁（電機(jī)頭部結(jié)構(gòu)））長期運(yùn)行7.5KW；30分鐘內(nèi)運(yùn)行11KW一般NC機(jī)床不會長期工作。(再講解圖(f))例如功率特性圖缺口處功率=

=3*11/5.17=6.4KW>5.5KW故實(shí)際切削中電機(jī)功率特性合乎要求。電機(jī)頭部尺寸1電機(jī)頭部尺寸2方案2變速箱的傳動系統(tǒng)圖（即展開圖）1、齒輪模數(shù)的估算45#鋼淬火齒輪m=32(mm)2.5mm～3.5mm(主軸上小齒輪如果模數(shù)小，則直徑太小，最好3~3.5mm)式中:z－小齒輪齒數(shù)（工作中最危險(xiǎn)的齒數(shù)軸22齒齒輪）－小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速(683r/min)N－齒輪所傳遞的功率KW2、傳動軸最小直徑的計(jì)算d=91(mm)(該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速(683r/min)，N該軸所傳遞功率，KW)－該軸允許的扭轉(zhuǎn)角1deg/m.二、傳動件動力計(jì)算（方案1）注意在前面最小齒輪模數(shù)和傳動軸直徑的計(jì)算中，為保險(xiǎn)起見它們傳遞的功率都可以取主軸最大切削功率5.5kw。這樣計(jì)算得兩個(gè)方案中，最小齒輪模數(shù)為2mm;最小傳動軸直徑為28mm。而如果方案1中功率取電機(jī)功率7.5KW;計(jì)算得模數(shù)為2.6mm;軸直徑為30mm;如果方案2中功率取電機(jī)功率11KW；計(jì)算得模數(shù)為2.6mm;軸直徑為32mm。結(jié)論：主軸齒輪模數(shù)3mm以上；方案1中間軸直徑為30mm；方案2中間軸直徑為32mm。這樣主軸箱的強(qiáng)度和剛度都滿足要求，不需要校核。1、齒輪模數(shù)的估算45#鋼淬火齒輪m=32(mm)2.5mm～3.5mm(主軸上小齒輪如果模數(shù)小，則直徑太小，最好3~3.5mm)式中:z－小齒輪齒數(shù)（工作中最危險(xiǎn)的齒數(shù)軸34齒齒輪）－小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速(683r/min)N－齒輪所傳遞的功率KW2、傳動軸最小直徑的計(jì)算d=91(mm)(該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速(683r/min)，N該軸所傳遞功率，KW)－該軸允許的扭轉(zhuǎn)角1deg/m.二、傳動件動力計(jì)算（方案2）3.主軸軸頸的選取由教材表3－13

（裝備設(shè)計(jì)教材上124頁）主軸傳遞功率:3.7～5.5kw

主軸前軸頸：=70～105，取=100mm,

后軸頸：=70～85取=80mm，

主軸內(nèi)孔直徑=52mm.主軸前端6號莫氏錐度與頂尖聯(lián)結(jié)3.主軸軸頸尺寸的選取

一.主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸前端：6號C型，尺寸參見《金屬切削機(jī)床簡明設(shè)計(jì)手冊》第35-40頁.主軸前端內(nèi)孔為6號莫氏錐度。（法蘭式車床主軸端部尺寸(JB2521-79)摘錄C型：通過桿銷螺柱及轉(zhuǎn)墊實(shí)現(xiàn)快換連接）第二部分：主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸前端結(jié)構(gòu)圖1主軸前端結(jié)構(gòu)圖2說明主軸前端采用短錐法蘭式結(jié)構(gòu)，用于安裝卡盤或撥盤。如前圖1?？ūP座4由主軸3的短圓錐面定位。安裝時(shí)，使事先裝在卡盤座4上的四個(gè)雙頭螺柱5及其螺母6通過主軸軸肩及鎖緊盤（圓環(huán)）2的圓柱孔，然后將鎖緊盤2轉(zhuǎn)一個(gè)角度，雙頭螺柱5處于鎖緊盤2的溝槽內(nèi)（如圖2），并擰緊螺釘1和螺母6，就可以使卡盤可靠的安裝在主軸前端。1、剛度型主軸：數(shù)控車床主軸2、速度型主軸：高速CNC車床3、

剛度速度型主軸：數(shù)控機(jī)床（相當(dāng)于有9種設(shè)計(jì)方案）教材書上都有參考資料。重點(diǎn)！

二.主軸結(jié)構(gòu)類型的選擇（重點(diǎn)！）

前支承采用雙列短圓柱滾子軸承承受徑向載荷，雙向推力角接觸球軸承承受雙向軸向載荷；后支承采用雙列短圓柱滾子軸承承受徑向載荷。雙列短圓柱滾子軸承

NN3000K

(老：D3182120)雙向推力角接觸球軸承234400（老：D2268120）注意：主軸結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能緊湊，主軸前后徑向軸承間跨距方案1在500mm多以內(nèi)（因?yàn)橛?連滑移齒輪）；方案2在400~500mm以內(nèi)。參考教材上CA6140車床主軸頭部來設(shè)計(jì)。

1、剛度型主軸結(jié)構(gòu)

這種軸承配置