机床主轴箱设计
机床主轴箱的作用就是满足不一样加工条件要求而使机床产生不同的主轴切削速度。为了使切削过程始终处于最佳状态更方便的选择切削速度。使数控加工便捷的实现高速时恒功率，低速时大扭矩，以实现高效率的加工。为了保证数控加工高精度，各个零部件应该具备绝对的刚度，精度，和抗振性以保证主轴拥有高精度的运动。使数控机床的工作环境大幅度提高。具有精度高、刚性好、寿命长、结构简单、运行可靠等优点，是组合机床理想的主轴单元。按照《组合机床切削用量计算图册》，查的粗铣的进给量为50～80米/分，精铣的进给量为80～120米/分，同时刀盘直径给定量为φ170mm，进给量设定为80米/分，由公式n=L/πR=149.8688转/分，取整为150转/分，由于主轴箱上的动力头转速为250转/分，因此设定总传动比i=0.6。关键词 机床，主轴箱，主轴，切削
目 录
1 引言 2
1.1 机床主轴箱的历史及现状 2
1.11 主轴箱结构设计的发展 2
1.12 新型主轴箱的结构设计 2
1.13 机床的发展趋势 3
1.14 国内外现状 3
2 齿轮的计算 6
2.1 圆锥齿轮的计算 6
2.11 D07/0115与D07/0121齿轮的计算6
2.2 圆柱齿轮的计算 7
2.21 D07/0129与D07/0125齿轮的计算 7
2.22 D07/0132齿轮的计算 7
3 轴强度的校核计算 7
3.1 计算第一轴上的载荷 7
3.11 第一轴的扭矩图、弯矩图、和计算弯矩图 8
3.12 第一轴的疲劳强度的精确校核9
3.2 计算第二轴上的载荷 10
3.21 第二轴的扭矩图、弯矩图、和计算弯矩图 11
3.22 第二轴的疲劳强度的精确校核 12
3.3 计算第三轴上的载荷 14
3.31 第三轴的扭矩图、弯矩图、和计算弯矩图 15
3.32 第三轴的疲劳强度的精确校核 15
结论 18
致谢19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
参考文献 20
1 引言
本次设计的课题是拖拉机后桥壳体大型内面铣机床主轴箱的设计。机床主轴箱的作用就是满足不一样加工条件要求而使机床产生不同的主轴切削速度。为了使切削过程始终处于最佳状态更方便的选择切削速度。使数控加工便捷的实现高速时恒功率，低速时大扭矩，以实现高效率的加工。为了保证数控加工高精度，各个零部件应该具备绝对的刚度，精度，和抗振性以保证主轴拥有高精度的运动。使数控机床的工作环境大幅度提高。具有精度高、刚性好、寿命长、结构简单、运行可靠等优点，是组合机床理想的主轴单元。
1.1 机床主轴箱的历史及现状
1.11 主轴箱结构设计的发展?
传统的主轴箱主要包括电动机、传动系统、箱体、和主轴等部分，来完成数控机床的主运动。传统的主轴箱由三种布置形式，主要含有展开式布置形式、分流式布置形式和同轴式布置形式等3 种布置形式。展开式布置形式主要是因为齿轮相对于轴承布置不对称，所以沿着齿向的载荷分布也就不均匀，因而对轴的强度有较大要求。分流式布置的齿轮相对于轴承而言，布置相对对称，经常在较大功率、变载荷场合的使用。同轴式布置的轴向齿轮比较大，但其宽度方向比较小，刚性相对于较差。
1.12 新型主轴箱的结构设计
在现实的应用中，利用多级齿轮来实现传动的主轴箱中为了固定传动轴因而要设计支撑座来满足要求，在机床主轴箱箱体内部设计的支撑座会使得箱体内部空间变小，同时也会让各传动轴和齿轮等零部件的安装和拆卸具有一定的困难性。在设计滚铆机主轴箱的期间，因为机床主轴箱要在立柱上能够移动，所以机床主轴箱在高度和厚度方面应该进行适当的减小，且尽量使得主轴箱的重心更加的去靠近立柱的导轨，使得颠覆力矩减小，也使得更加灵活方便去移动。该新型机床主轴箱主要是运用一种同轴式布置的齿轮的传动机构，且其中两根轴之间主要采用轴套轴的结构来实现。采用上面表达的结构，去掉了两个支撑座，可以让机床主轴箱的结构更加紧凑， 且更加方便的去拆卸和安装，极大的促进了滚铆机工件加工的精效率。
1.13 机床发展趋势
数控机床技术发展的总趋势主要包括高速、精密、复合、智能和绿色。主要体现在：
（1）数控机床的复合技术正在稳步的发展，伴随数控机床的技术提高，复合加工的技术也在日渐娴熟；被越来越多的人所接受，复合加工机床的成长态势正出现多样化。
（2）在新突破的智能化技术上面数控机床也有了新的智能化技术的突破，更多的体现在了数控系统的性能方面。
（3）机器人使柔性化的组合具有更高的效率，机器人和主机的柔性化的配合应用更加的广泛，让柔性线变得更加灵活、柔性线进一步缩短、效率得到了进一步的更高。
（4）通过精密的加工技术，已经把原来的丝级（0.01mm）提高到了现在的微米级（0.001mm），其中有部分品种已达到了0.05μm的级别；通过这些目前的技术可以感觉到整个机加工的时代已经在慢慢进入亚微米、纳米级等精加工的时期。
（5）通过不断提高的功能部件性能，功能部件正在逐渐的向高速度、高精度、大功率和智能化等高科技的方向发展，并且应用方面也已经取得成熟。
1.14国内外现状
当前时期，我国机床工业的发展时期已经进入到了关键的一步，结合工业发展的要求必须更加的科学，对产业的结构进行有组织有节奏地调整，对于这个复杂的过程，是建立复杂的系统工程，这个过程必须要以实事求是、讲究实效、科学态度来完成。从政府等部门到各个企业，都应该进行的有序、稳步。领导者应该制定一个明确的目标同时进行定期的检查，并且进行阶段性的总结，认真的去改进在转型过程中所遇到的一些复杂的问题，那种走走形式的做法，将耽误时机。在我国，组合机床已经有了28年的发展历史，其基础在科研和生产等方面都具有相当的表现，在很多行业也有了更加广泛的应用。机床在当前机械制造业具有十分重要的地位，是发展必不可少的设备之一，尤其在实现产品更新，进行技术改变，提升生产效率等方面。组合机床是一个整体具有较高自动化程度的制造工艺装备，同时还是集自动线于一体的设备。他具有高效、高质、经济、实用的特征，因而在工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业得到了更加广泛的应用。我国组合机床传统规格及组合机床的自动线规格主要利用机、电、气、液压等进行控制，它主要加工的对象主要是以生产大批量的大中型箱体类和轴类零件为主，完成钻孔、扩孔、绞孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。组合机床的种类分布很多，有大型的组合机床和小型的组合机床，有单面、双面、三面、卧式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台式组合机床等；随着技术的不断提高，一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的喜爱，它能够使得多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具进行自动更换，配以可编程序控制器（PLC）数字控制（NC）等，针对工作的循环控制和驱动系统进行任意改变，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数字组合机床、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在组合机床行业中也占有越来越大份额。因为组合机床和自动线是一种高科技专用产品，技术综合性很高，是结合用户特定要求来设计的，它涉及到各方面技术，包括加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等方面。我国组合机床和自动线总体技术水平相比发达国家要落后很多，国内所需要的一些高水平组合机床及自动线基本上都是从国外进口的。大量进口工艺装备肯定会导致扩大投资规模，从而提高了产品生产成本。所以，市场要求我们对于新产品要进行不断开发新技术、新工艺，研制，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向进行发展，以满足用户的需求，使得真正成为实用的自动化装备。
目 录
1 引言 2
1.1 机床主轴箱的历史及现状 2
1.11 主轴箱结构设计的发展 2
1.12 新型主轴箱的结构设计 2
1.13 机床的发展趋势 3
1.14 国内外现状 3
2 齿轮的计算 6
2.1 圆锥齿轮的计算 6
2.11 D07/0115与D07/0121齿轮的计算6
2.2 圆柱齿轮的计算 7
2.21 D07/0129与D07/0125齿轮的计算 7
2.22 D07/0132齿轮的计算 7
3 轴强度的校核计算 7
3.1 计算第一轴上的载荷 7
3.11 第一轴的扭矩图、弯矩图、和计算弯矩图 8
3.12 第一轴的疲劳强度的精确校核9
3.2 计算第二轴上的载荷 10
3.21 第二轴的扭矩图、弯矩图、和计算弯矩图 11
3.22 第二轴的疲劳强度的精确校核 12
3.3 计算第三轴上的载荷 14
3.31 第三轴的扭矩图、弯矩图、和计算弯矩图 15
3.32 第三轴的疲劳强度的精确校核 15
结论 18
致谢19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
参考文献 20
1 引言
本次设计的课题是拖拉机后桥壳体大型内面铣机床主轴箱的设计。机床主轴箱的作用就是满足不一样加工条件要求而使机床产生不同的主轴切削速度。为了使切削过程始终处于最佳状态更方便的选择切削速度。使数控加工便捷的实现高速时恒功率，低速时大扭矩，以实现高效率的加工。为了保证数控加工高精度，各个零部件应该具备绝对的刚度，精度，和抗振性以保证主轴拥有高精度的运动。使数控机床的工作环境大幅度提高。具有精度高、刚性好、寿命长、结构简单、运行可靠等优点，是组合机床理想的主轴单元。
1.1 机床主轴箱的历史及现状
1.11 主轴箱结构设计的发展?
传统的主轴箱主要包括电动机、传动系统、箱体、和主轴等部分，来完成数控机床的主运动。传统的主轴箱由三种布置形式，主要含有展开式布置形式、分流式布置形式和同轴式布置形式等3 种布置形式。展开式布置形式主要是因为齿轮相对于轴承布置不对称，所以沿着齿向的载荷分布也就不均匀，因而对轴的强度有较大要求。分流式布置的齿轮相对于轴承而言，布置相对对称，经常在较大功率、变载荷场合的使用。同轴式布置的轴向齿轮比较大，但其宽度方向比较小，刚性相对于较差。
1.12 新型主轴箱的结构设计
在现实的应用中，利用多级齿轮来实现传动的主轴箱中为了固定传动轴因而要设计支撑座来满足要求，在机床主轴箱箱体内部设计的支撑座会使得箱体内部空间变小，同时也会让各传动轴和齿轮等零部件的安装和拆卸具有一定的困难性。在设计滚铆机主轴箱的期间，因为机床主轴箱要在立柱上能够移动，所以机床主轴箱在高度和厚度方面应该进行适当的减小，且尽量使得主轴箱的重心更加的去靠近立柱的导轨，使得颠覆力矩减小，也使得更加灵活方便去移动。该新型机床主轴箱主要是运用一种同轴式布置的齿轮的传动机构，且其中两根轴之间主要采用轴套轴的结构来实现。采用上面表达的结构，去掉了两个支撑座，可以让机床主轴箱的结构更加紧凑， 且更加方便的去拆卸和安装，极大的促进了滚铆机工件加工的精效率。
1.13 机床发展趋势
数控机床技术发展的总趋势主要包括高速、精密、复合、智能和绿色。主要体现在：
（1）数控机床的复合技术正在稳步的发展，伴随数控机床的技术提高，复合加工的技术也在日渐娴熟；被越来越多的人所接受，复合加工机床的成长态势正出现多样化。
（2）在新突破的智能化技术上面数控机床也有了新的智能化技术的突破，更多的体现在了数控系统的性能方面。
（3）机器人使柔性化的组合具有更高的效率，机器人和主机的柔性化的配合应用更加的广泛，让柔性线变得更加灵活、柔性线进一步缩短、效率得到了进一步的更高。
（4）通过精密的加工技术，已经把原来的丝级（0.01mm）提高到了现在的微米级（0.001mm），其中有部分品种已达到了0.05μm的级别；通过这些目前的技术可以感觉到整个机加工的时代已经在慢慢进入亚微米、纳米级等精加工的时期。
（5）通过不断提高的功能部件性能，功能部件正在逐渐的向高速度、高精度、大功率和智能化等高科技的方向发展，并且应用方面也已经取得成熟。
1.14国内外现状
当前时期，我国机床工业的发展时期已经进入到了关键的一步，结合工业发展的要求必须更加的科学，对产业的结构进行有组织有节奏地调整，对于这个复杂的过程，是建立复杂的系统工程，这个过程必须要以实事求是、讲究实效、科学态度来完成。从政府等部门到各个企业，都应该进行的有序、稳步。领导者应该制定一个明确的目标同时进行定期的检查，并且进行阶段性的总结，认真的去改进在转型过程中所遇到的一些复杂的问题，那种走走形式的做法，将耽误时机。在我国，组合机床已经有了28年的发展历史，其基础在科研和生产等方面都具有相当的表现，在很多行业也有了更加广泛的应用。机床在当前机械制造业具有十分重要的地位，是发展必不可少的设备之一，尤其在实现产品更新，进行技术改变，提升生产效率等方面。组合机床是一个整体具有较高自动化程度的制造工艺装备，同时还是集自动线于一体的设备。他具有高效、高质、经济、实用的特征，因而在工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业得到了更加广泛的应用。我国组合机床传统规格及组合机床的自动线规格主要利用机、电、气、液压等进行控制，它主要加工的对象主要是以生产大批量的大中型箱体类和轴类零件为主，完成钻孔、扩孔、绞孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。组合机床的种类分布很多，有大型的组合机床和小型的组合机床，有单面、双面、三面、卧式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台式组合机床等；随着技术的不断提高，一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的喜爱，它能够使得多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具进行自动更换，配以可编程序控制器（PLC）数字控制（NC）等，针对工作的循环控制和驱动系统进行任意改变，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数字组合机床、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在组合机床行业中也占有越来越大份额。因为组合机床和自动线是一种高科技专用产品，技术综合性很高，是结合用户特定要求来设计的，它涉及到各方面技术，包括加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等方面。我国组合机床和自动线总体技术水平相比发达国家要落后很多，国内所需要的一些高水平组合机床及自动线基本上都是从国外进口的。大量进口工艺装备肯定会导致扩大投资规模，从而提高了产品生产成本。所以，市场要求我们对于新产品要进行不断开发新技术、新工艺，研制，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向进行发展，以满足用户的需求，使得真正成为实用的自动化装备。
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