长江师范学院本科毕业设计?CA6140主轴箱三维CAD设计
3 车床主轴箱的具体设计
3. 1 主轴箱的箱体
箱体尺寸选择表
長×寛×高(mm) 5OO × 5OO × 3OO 5OO × 5OO × 3OO-8OO × 5OO × 5OO 8OO × 8OO × 5OO 表3.1
3箱体的壁厚(mm) 8-12 1O-15 12-2O 车床主轴箱箱体上每个轴的安装和定位如下：
中心距?a??1/（2d1?d2）?ym?（式中y是中心距变动系数）中心距Ⅰ?Ⅱ?（56?38）/2?2.25?105.75mm中心距Ⅰ?Ⅶ?（50?34）/2?2.25?94.5mm中心距Ⅱ?Ⅶ?（30?34）/2?2.25?72mm中心距Ⅱ?Ⅲ?（39?41）/2?2.25?90mm中心距Ⅲ?Ⅳ?（50?50）/2?2.5?125mm中心距Ⅴ?Ⅷ?（44?44）/2?2?88mm中心距Ⅴ?Ⅵ?（26?58）/2?4?168mm中心距Ⅷ?Ⅸ?（58?26）/2?2?84mm中心距Ⅸ?Ⅵ?（58?58）/2?2?116mm中心距Ⅸ?Ⅹ?（33?33）/2?2?66mm中心距Ⅸ?Ⅺ?（25?33）/2?2?58mm
图3.1 主轴箱箱体 第 6 页 共42 页
长江师范学院本科毕业设计?CA6140主轴箱三维CAD设计 3. 2 Ⅰ轴主要零件设计计算
1) 普通V带传动设计
选择V带：
工况系数查《机械设计》表7-7得KA?1.2 计算功率
PC?KAP?7.5?1.2?9kw （3-1）
确定V带：
由功率PC和小带轮n1?1450r/min，查《机械设计》图7-12，选取A型V带。 计算V带轮的基准直径：
因为V带类型，查《机械设计》表7-4、7-5选用dd1?130mm，带轮的带速一般是在5～25m/s。
V???dd160?1000n1?3.14?130?1450?10.0166m/s60?1000 （3-2）
取V=10m/s，符合要求。 大带轮的基准直径
dd2?dd1计算中心距b、带长c，并且验算包角?： 中心距：
n1?130?230/130?230mm （3-3） n20.75?d1?d2??b0?2?d1?d2?,及0.7360?b0?2?360
b0?450mm
V带基准长度 ：
(dd2?dd1)23.141002c?2a0?(dd1?dd2)??900??360??1470.756mm （3-4）
24a024?450查《机械设计》表7-5有cd?1600mm
?实际中心距有：
cd?cd01600?1471?450??514.5mm （3-5） 22因为中心距的变动范围是（b-O.O15cd b+O.O3cd）
b?b0?验算?1：
?1?1800?dd2?dd1?57.30?1690?900，符合要求. a计算带轮带的根数Z：
Z?PC （3-6）
(P1??P1)K?KL查《机械设计》表7-6有P，查表7-9得K??0.98，查表7-2得 1?1.94，查表7-8有?P1?0.15第 7 页 共42 页
长江师范学院本科毕业设计?CA6140主轴箱三维CAD设计 KL?0.99
z?9?3.938，得Z?4(根)
(1.94?0.151)?0.98?0.99计算初拉力F0、轴压力FQ：
Pc2.5(?1)?qv2 vzKa式中：q——带的单位质量，查表7-1，有q?0.10；
F0?500?F0?149.592N
FQ?2ZF0sin?12?2?5?149.592?sin169?1489.0314N 2
图 3.2 带轮
2) 离合器的设计
设计过程选用离合器时，外摩擦片内径尺寸要比花键轴大2～6mm。 计算摩擦片数目Z：
Z?2TK （3-7）
?fD02b[P]mm）式中：T——离合器所传递的扭矩（N·；?j——安装离合器传动轴的计算转速（r/min）；
?j??di0?1450?819.565r/min
230/130T?955?104Nd?/?j?955?104?7.5?0.98/819.565?8.56?104N?mm；
式中：?——从电动机到离合器的传动效率；Nd——电动机的额定功率（KW）；
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长江师范学院本科毕业设计?CA6140主轴箱三维CAD设计 K——安全系数，一般取1.3~1.5；D0——摩擦片的平均直径?mm?
f——摩擦片间的摩擦系数，由摩擦片是淬火钢，查得f?0.08；D0?（D?d）/2?（81?39）/2?60mm；b——内摩擦片接触宽度（mm）
b?(D?d)/2?(81?39)/2?21mm;?P?——摩擦片许用比压;
[P；K1——速度修正系数； 0]——基本许用压强，查《机床设计指导》表2?15取?1.1 [P]?[P0]K1K2K3?1.1?1.00?1.00?0.76?0.8362Vp??D0n/6?104?2.5(m/s)
根据平均圆周转速Vp，查《机械设计指导》取K1=1.00；K2=0.76；K3=1.00
2TK?2?8.56?104?1.4（/3.14?0.08?602?21?0.836)＝15.097 2?fD0b[P]Z?16；
计算空载功率损耗Pk：
Z?Pk＝0.4Nd＝0.4?7.5＝3kw
最后计算离合器在轴向的压紧力Q：
25Q???p0???D0bKN＝1.1?3.14??21?1.00＝2.61?10 （3-8）
1.5、1.75、（2mm）（mm）。离合器摩擦片的厚一般取1、，分离时取最大的间隙为0.2～0.4
3) 轴和齿轮的设计
齿轮的计算：
一对在主轴箱内轴 I 和主轴箱内轴 II 相啮合的齿轮中，选着小齿轮齿数是Z1?24,齿轮精度选七级，一对相啮合的齿轮中大齿轮的齿数为 Z2?Z1?i?28.47，取Z2?29，选K1?1.3 计算T1 ：
T1?9.55?105?Pn （3-9）
由上面的计算可以得到：
n?825.217r/min，P?7.2kw
9.55?105?P9.55?105?7.2T1???08332(N?mm)
n825.217查《机械设计》表8?8，取得齿宽系数?d?1；查《机械设计》表8?6，得材料的弹性影响系数
查《机械设计》图8?20，得?lim1?600MPa,?lim2?500MPa；
计算应力循环次数：
N1?60n1jLh?60?960?1?(2?8?300?15)?4.147?109 （3-10）
查《机械设计》图8?24，取KHN1?0.9,KHN2?0.95
N14.147?109N2???1.296?1093.23.2
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