變速車床主軸箱設(shè)計(jì)

16級(jí)變速車床主軸箱設(shè)計(jì)及實(shí)物制作機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化［摘要］作為主要的車削加工機(jī)床，普通車床被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)中。本文主要針對(duì)16級(jí)變速車床主軸箱的設(shè)計(jì)進(jìn)行說明，共包括運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、動(dòng)力設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三個(gè)部分。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有機(jī)床主要參數(shù)的確定，傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定，最后通過對(duì)車床主軸箱零件進(jìn)行計(jì)算、校核從而完成此機(jī)床主軸箱的設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要是主軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，根據(jù)已給定的條件，即主軸轉(zhuǎn)速來設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)。實(shí)際工作時(shí)，操縱變速手柄，通過撥叉撥動(dòng)主軸箱中的滑移齒輪在軸上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)變速。［關(guān)鍵詞］16級(jí)變速；主軸箱Designof16-LevelSpeedSpindleBox&theModelMakingMechanicalDesign,ManufacturingandAutomationMajorAbstract：Asmajorturningmachines,universallatheisusedwidelyinmechanicalprocessingindustry.Inthispaper,itfocusesonthedesignof16-levelspeedspindlebox,anditincludesthreepartsthatmotiondesign,dynamicdesignandstructuredesign.Themaincontentsofthisdesignistodeterminethemainparameters,transmissionschemeanddrivesystemdrawingofthemachinetool,andfinallycompletethedesignofthespindleboxbycalculatingandcheckingthepartsofthespindlebox.Themainstructuredesignisthedesignoftransmission,underthegivenconditions,thatis,accordingtospindlespeeddesignthemaindrivesystem.Practicallywork,itcontrolvariablespeedhandlestoachievedifferentspeedthroughtheforkthatbringalongtheslidinggearmovingontheaxis.Keywords:16-levelspeed;spindlebox;designTOC\o"1-5"\h\z1概述1車床的規(guī)格系列和用處1操作性能要求12參數(shù)的擬定1確定傳動(dòng)比和各級(jí)轉(zhuǎn)速1主電機(jī)選擇13運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)2傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式的擬定2確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目2傳動(dòng)式的擬定2結(jié)構(gòu)式的擬定2轉(zhuǎn)速圖的擬定2確定齒輪齒數(shù)3繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖44動(dòng)力設(shè)計(jì)5傳動(dòng)軸的估算5傳動(dòng)軸直徑的估算5主軸前端直徑的估算6三角帶傳動(dòng)的計(jì)算6齒輪模數(shù)和齒寬的計(jì)算8齒輪模數(shù)的確定8齒寬的確定9多片式摩擦離合器的結(jié)構(gòu)95動(dòng)力傳動(dòng)件的校核10主軸剛度驗(yàn)算10選定前端懸伸量C10主軸支承跨距L的確定10計(jì)算C點(diǎn)撓度10齒輪校驗(yàn)126結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)13結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案13展開圖及其布置13齒輪塊設(shè)計(jì)14主軸組件設(shè)計(jì)14變速操縱機(jī)構(gòu)157機(jī)械加工16參考文獻(xiàn)17附錄17致謝171概述車床的規(guī)格系列和用處普通機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對(duì)這些基本知識(shí)和資料作些簡(jiǎn)要介紹。本次設(shè)計(jì)的是普通型車床主軸變速箱。主要用于加工回轉(zhuǎn)體。表1車床的主參數(shù)(規(guī)格尺寸)和基本參數(shù)工件最大回轉(zhuǎn)直徑Dmaxmm)正轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速Xm(in正轉(zhuǎn)最高轉(zhuǎn)速X(nin電機(jī)功率()轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)操作性能要求1)具有皮帶輪卸荷裝置2)手動(dòng)操縱雙向摩擦片離合器實(shí)現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)及停止運(yùn)動(dòng)要求3)主軸的變速由變速手柄完成2參數(shù)的擬定確定傳動(dòng)比和各級(jí)轉(zhuǎn)速n已知主軸轉(zhuǎn)速范圍是60~2000，傳動(dòng)級(jí)數(shù)是級(jí)，根據(jù)公式：■z?■-maxnmin則：■15■2000，由此可得傳動(dòng)比為1.26。[1]60劃分各級(jí)轉(zhuǎn)速為，，，，，主電機(jī)選擇合理的確定電機(jī)功率，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。已知電動(dòng)機(jī)的功率是k5，選，額定功率kw，滿載轉(zhuǎn)速40min，最大額定轉(zhuǎn)距%。3運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式的擬定確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目級(jí)數(shù)為的傳動(dòng)系統(tǒng)由若干個(gè)順序的傳動(dòng)組組成，各傳動(dòng)組分別有Z、Z、?…1■個(gè)傳動(dòng)副。即Z■ZZZ……123傳動(dòng)副中由于結(jié)構(gòu)的限制以或?yàn)楹线m，即變速級(jí)數(shù)應(yīng)為和的因子:Z■2??4?，可以有三種方案：=X2XXX2義傳動(dòng)式的擬定16級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組，選擇傳動(dòng)組安排方式時(shí)，要考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。主軸對(duì)加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好。最后一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副常選用。除此之外，雖然=X、X兩種方案的傳動(dòng)軸比較少，但是，這兩種傳動(dòng)組內(nèi)有四個(gè)變速傳動(dòng)副，增大了傳動(dòng)軸的軸向尺寸，這兩種方案不宜采用。TOC\o"1-5"\h\z綜上所述，傳動(dòng)式為XXX、結(jié)構(gòu)式的擬定對(duì)于傳動(dòng)式=XX,有種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為：16■2■2■2■216■2■2■2■216■2■2■2■212481428128416■2■2■2■216■2■2■2■216■2■2■2■2148218421824根據(jù)傳動(dòng)比指數(shù)分配“前疏后密”的原則應(yīng)采用第一種方案。即：16■2■2■2■21248的方案。轉(zhuǎn)速圖的擬定根據(jù)已確定的結(jié)構(gòu)方案繪出轉(zhuǎn)速圖如下：

圖116級(jí)變速車床轉(zhuǎn)速圖■■■■■■當(dāng)各變速組的傳動(dòng)比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。對(duì)于定比傳動(dòng)的齒輪齒數(shù)可依據(jù)手冊(cè)推薦的方法確定。對(duì)于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí)，變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和S及小齒輪的齒數(shù)可以在參考書中選取。一般在主傳動(dòng)中，z最小齒數(shù)應(yīng)大于1。7[3]第一組齒輪：17傳動(dòng)比：i■一■—i■1a11.269a2TOC\o"1-5"\h\z取S■16,S■2

0102S,S最小公倍數(shù)為，即S，則S01020z16k16k由Z■-6k■7■17取則ZSZ'Z■-6k■40a116a1za1a22Z'aZ'a2■40第二組齒輪：13傳動(dòng)比：i■——■—bi1.595i■1a2取S■8,S■20102S，S最小公倍數(shù)為8，0102由Z■8k■3■17取a18即S80則則Sz8Z'b10■8k■24a22Z=1b18S=4zZ'a2■24第三組齒輪：13傳動(dòng)比：i■一■—c12.57i■1a2取S■10,S■20102S，S最小公倍數(shù)為10102,即S0,則Sz10k由Z■10k■3■17取c110則Z=1c18S=6z0Z'=c12■唾c22■30Z'c2■30第四組齒輪：傳動(dòng)比：i■-^―■1d13.173,i■2d2取S■4,S■30102選擇m■4,m■312則S02Sz=12kZ■12k■17取d146則Z=1d18S=7z12Z'=d154Zd2■2■4■12?63B3■64Sz212■614■■96Z■96■64■323a2綜上可得：表2各變速組齒輪齒數(shù)變速組第一變速組第二變速組第三變速組第四變速組齒數(shù)和S8048607296齒數(shù)名ZZ1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z14Z15Z16齒數(shù)354540401830242418423030185464323.4■■■■■■■根據(jù)上面所計(jì)算個(gè)傳動(dòng)齒輪齒數(shù)繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖如下：4動(dòng)力設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸的估算傳動(dòng)軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度的要求，強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。因此疲勞強(qiáng)度一般不是主要矛盾，除了載荷很大的情況外，可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過大的變形。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。傳動(dòng)軸直徑的估算由公式：d■A3p-0\n其中：電動(dòng)機(jī)額定功率A0系數(shù)該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速■-從電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積；對(duì)于空心軸課采用公式：d■A3p一0n1(1■■4)其中：■■di,空心軸的內(nèi)徑與外徑之比通常取■■0.5~0.6d計(jì)算轉(zhuǎn)速是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)

速圖上，按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系確定，當(dāng)取各級(jí)效率為1時(shí)，所得的軸頸大于最小軸徑，以下計(jì)算軸頸時(shí)均取效率為1。TOC\o"1-5"\h\z3：5.5，5.5d■A■120■31——■25mmi0\10213110213,55.55d■A.——■120■3-——■26mm20\'8083808d■A

303.55\.'500d■A

303.55\.'500■120■3-——■30mm*500155.'55d■A；——■120■3——■40mm01195*19531p?5.5d■A■—p—■120■65mm50\1n(1■■4)3，160(1■0.54)因?yàn)樵谝惠S上要安裝離合器，所以一軸直徑應(yīng)大一些，取d■40mm；又因?yàn)檩S、13均為花鍵軸內(nèi)徑分別取為：d■35mm、d■35mm、d■45mm；主軸最小直234徑為d5■65mm,以上軸徑為平均軸徑，設(shè)計(jì)時(shí)可相應(yīng)調(diào)整。4.1.2主軸前端直徑的估算由通用機(jī)床主軸前端軸頸尺寸可知：主軸前端軸頸與直徑Dmax的關(guān)系，即DD■15TOC\o"1-5"\h\zmax已知：Dmax則：DD■15X±=1max再查參考書選車床最大回轉(zhuǎn)直徑D,即為最大加工直徑，因此主軸內(nèi)空max直徑D土，取max4.2三角帶傳動(dòng)的計(jì)算三角帶傳動(dòng)中，軸間距可以加大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會(huì)有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。帶輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。（1選）擇三角帶的型號(hào)根據(jù)公式：P■KP■1.1B5.5■6.05KWcaa式中電動(dòng)機(jī)額定功率，K工作情況系數(shù)a查參考書可因此選擇型帶。確定帶輪的計(jì)算直徑9,D■■帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大為提高帶的壽命，小帶輪的直徑。不宜過■

TOC\o"1-5"\h\z小，即D■D。取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑Do■min■由公式D■&D式中：n■小帶輪轉(zhuǎn)速，n大帶輪轉(zhuǎn)速，■帶的滑動(dòng)2n1■■2系數(shù)，一般取0.。021440所以De■——?40(1■0.02)■197mm，取為。21021(3確)定三角帶速度3n3.14B140H1440按公式V■■■10.55m/s60?100060B1000在規(guī)定的/v?25m/s范圍內(nèi)，合理。(4初)定中心距12012三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度L.L.B4上、■D■DI■■4帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選取：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式0.71D■D■4■212012三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度L.L.B4上、■D■DI■■4L■2■800■3.14■(140■250)■(250?140”■2216.08mm024■800圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度L■2240mm[4](6驗(yàn))算三角帶的撓曲次數(shù)u■1000mv■8.28■40次/s，符合要求。L確定實(shí)際中心距A__L■L4■4■0■800■(2240■2216.08)■2■811.96mm02驗(yàn)算小帶輪包角?■■1800■D2.D1H57.50■172.210■120。，主動(dòng)輪上包角合適。14確定三角帶根數(shù)Z由公式得z■——工——(p■.)kk00a傳動(dòng)比查表8查表8v1440傳動(dòng)比查表8查表8v1440i■1■v10212■1.45得，0，k.；查表5p0，2kl■3.97Z.(1.32■0.16；0.98?■3.97所以取根（10計(jì)）算預(yù)緊力查表F■500pa心■■qv20vzka■500■6.05H25-■30.1H0.55210.55H50.98■92.3N綜上所述可得：表3皮帶參數(shù)和帶輪尺寸帶型號(hào)帶長(zhǎng)/mm帶根數(shù)帶輪直徑/mm中心距/mm預(yù)緊力/N大帶輪小帶輪A22404250140811.9692.3齒輪模數(shù)和齒寬的計(jì)算齒輪模數(shù)的確定（1一）般同一變速組中的齒輪取同一模數(shù)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪按簡(jiǎn)化的接觸疲勞強(qiáng)度公式計(jì)算m疲勞強(qiáng)度公式計(jì)算m」■16338161^S^

dmm

■BZ2■Bn

m1ii式中：mi按疲勞接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù)*m■式中：mi按疲勞接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù)*m■Ndi—驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率■Kw■大齒輪齒數(shù)和小齒輪齒數(shù)之比，?■1n——計(jì)算齒輪的轉(zhuǎn)速■rPm■iZ——小齒輪齒數(shù)1mm許用接觸應(yīng)力加■mm許用接觸應(yīng)力加■傳動(dòng)組模數(shù)：m■16338■3'b32.66■2.06HI82H1.6■6002■808齒寬系數(shù)，■■B（為齒寬，為模數(shù)），■■6~10傳動(dòng)組模數(shù)：m■16338■2.28?2.0a36■352n.2■6002B1021

傳動(dòng)組模數(shù)：m喙傳動(dòng)組模數(shù)：m喙338■‘3.33■2.06H182■2.3■6002B500傳動(dòng)組模數(shù):m■16338：傳動(dòng)組模數(shù):m■16338：6H182■3■6002■500由于在第一軸上要安裝離合器，且離合器的直徑較大，為保證裝配關(guān)系，一軸上的最小齒輪的分度圓應(yīng)比離合器大兩個(gè)模數(shù)；在最后變速組中，兩傳動(dòng)副可采用不同的齒輪模數(shù)，大模數(shù)齒輪，抗彎能力強(qiáng)，傳遞轉(zhuǎn)矩大，用于低速傳動(dòng)中，高速則采用小模數(shù)多齒數(shù)齒輪，增加嚙合重合度，提高運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，減小振動(dòng)和噪音，所以在第四傳動(dòng)組中采用兩個(gè)模數(shù)的齒輪。故各傳動(dòng)組選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m■4,m■4,m■4,m■4,m■3。abcd1d2齒寬的確定由公式B■■m(■■6~10,m為模數(shù))mm得：第一套嚙合齒輪B■(6~10)■3■18~30mma第二套嚙合齒輪B■(6~10)■3■18~30mmb第三套嚙合齒輪B■(6~10)■3■18~30mmc第四套嚙合齒輪B■(6~10)■3■18~30mmd一對(duì)嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的載荷，設(shè)計(jì)上，應(yīng)主動(dòng)輪比小齒輪齒寬大，所以取各齒輪齒寬如下表4各齒輪齒寬齒輪齒寬多片式摩擦離合器的結(jié)構(gòu)普通車床的換向裝置常常采用多片式摩擦離合器，設(shè)計(jì)中的換向裝置如下圖所示[7]：在"漫：,。產(chǎn)制圖,3離合器2M輝史張6—彈簧相;7—拉桿；8—滑套；9一情輛*IU-羊角形崔塊門I」之一止5動(dòng)力傳動(dòng)件的校核：,?「E；『」"，「，柱5.1主軸剛度驗(yàn)算選定前端懸伸量C參考，根據(jù)主軸端部的結(jié)構(gòu)，前支承軸承配置和密封裝置的型式和尺寸，這里選定主軸支承跨距L的確定一般最佳跨距L0?(2~4)C■240~420mm，考慮到結(jié)構(gòu)以及支承剛度因磨損會(huì)不斷降低，應(yīng)取跨距比最佳支承跨距L大一些，再考慮到結(jié)構(gòu)需要，這里取。0計(jì)算C點(diǎn)撓度1)周向切削力P的計(jì)算：tTOC\o"1-5"\h\z_2H955H04BN

p■dtDnjj其中N■5.5KW,■■0.96B0.987dD■(0.5~0.6)D■(0.5~0.6)■400■200~240mmjmax取D■240mm,n■31.5r/minjj

故p■2*955?04皿82.5■1.15H04N，故P■1.12P■1.736?04N。t240H35.5tPI0.45PI6.98I103N,PI0.35PI5.43I103N2）驅(qū)動(dòng)力Q的計(jì)算NQ■2.12H07一nzn其中N■N■■5.5B0.96■0.987■4.58KW,z■72,m■3,n■35.5r/mind458所以Q■2.12H07■■1.13H04N4B72H35.53）軸承剛度的計(jì)算這里選用圓錐孔雙列圓柱子滾子軸承根據(jù)C■22.222Bft.50.103Bd0.8求得：CACB4)■22.222Ift.50.i03B700.8CACB4)■22.222Ift.50.i03B700.8■8.48U05N/mm■22.222Ift.50.i03IH000.8■9.224H05N/mm確定彈性模量，慣性距①軸的材產(chǎn)選用I；和長(zhǎng)度a,b,s。c6，有E■2.i■i05MPa

②主軸的慣性距為：64③切削力的作用點(diǎn)到主軸前支承支承的距離,64③切削力的作用點(diǎn)到主軸前支承支承的距離,對(duì)于普通車床，ID4ID4I■外■4.27.06mm464主軸段的慣性距可近似地算：■0.64D4■6.25?06mm4是車床中心高，設(shè)°則：S■120■0.4H200■200mm④根據(jù)齒輪、軸承寬度以及結(jié)構(gòu)需要，取⑤計(jì)算切削力作用在點(diǎn)引起主軸前端點(diǎn)的撓度:I3sc2I3sc2Ic3LscyIP?IIcspI6EI3EIc1L■S■lhC■scCL2

A■mmCL■ATOC\o"1-5"\h\z代入數(shù)據(jù)并計(jì)算得y。csp⑥計(jì)算驅(qū)動(dòng)力作用在兩支承之間時(shí)，主軸前端點(diǎn)子的撓度ycmq6EILCL2

BtKbc?L?b■Hlb■■L■C■Ulb■bc■

yI6EILCL2

Bcmq6EILCL2CL21A

計(jì)算得：ycmq⑦求主軸前端點(diǎn)的終合撓度yc水平坐標(biāo)軸上的分量代數(shù)和為：y■ycos■■ycos■■ycos■,

cycsppcmqqcmm其中■■66,■■270,■■180，計(jì)算得：y=0.0297mm.y■0.0928mm。pq(mccycz.綜合撓度y'■：y2■y2■0.118mm。c\cycz綜合撓度方向角■■arctg^-cz-■72.25綜合撓度方向角■■arctg^-cz-■72.25，又■■002ycy-cy1因?yàn)閥■■■所以此軸滿足要求。c0.016002mm5.2■■■■在驗(yàn)算算速箱中的齒輪應(yīng)力時(shí)，選相同模數(shù)中承受載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪進(jìn)接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算。這里要驗(yàn)算的是齒輪最后一個(gè)齒輪。齒輪13的齒數(shù)為18，模數(shù)為4，齒輪的應(yīng)力：2088.04；■?1?kkkN）接觸應(yīng)力：Q■?■vasfzmVuBn大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比；k.齒向載荷分布系數(shù)；k--動(dòng)--載荷系數(shù)；vk---工-況系數(shù)；Ak---壽-命系數(shù)s查表及圖及表分布得k■1.15,k■1.20;k■1.05,k■1.25HBFBvA假定齒輪工作壽命是，故應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：N■60njL■60B500?B48000■1.44B109次h查圖得8■0.9,K■0.9，F(xiàn)NHN所以：..2088?03

f18*器Hl!ln.15M.05..2088?03

f18*里8-■1.024.03MPa72一■21H50018）彎曲應(yīng)力：191M05kkkkNMvaszm2BYn查有.代入公式求得：Qw查圖齒輪的材產(chǎn)選400■滲碳.大齒輪、小齒輪的硬度為，故有..1650MPa，從圖讀出■■920MPa。fw因?yàn)椋骸觥觥?■■故滿足要求，另外其余齒輪計(jì)算方法如上，均符合ffww要求。6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動(dòng)器等）、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤(rùn)滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置，用一張展開圖和多張橫截面圖表示，詳見裝配圖。[3]展開圖及其布置展開圖就是按照傳動(dòng)軸傳遞運(yùn)動(dòng)的先后順序，假想將各軸沿其軸線剖開并將這些剖切面平整展開在同一個(gè)平面上。展開圖如下所示：

圖4主軸箱展開圖齒輪塊設(shè)計(jì)齒輪是變速箱中的重要元件。齒輪同時(shí)嚙合的齒數(shù)是周期性變化的。也就是說，作用在一個(gè)齒輪上的載荷是變化的。同時(shí)由于齒輪制造及安裝誤差等，不可避免要產(chǎn)生動(dòng)載荷而引起振動(dòng)和噪音，常成為變速箱的主要噪聲源，并影響主軸回轉(zhuǎn)均勻性。在齒輪塊設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮這些問題。[3]設(shè)計(jì)中都采用整體式雙聯(lián)滑移齒輪，因?yàn)檎w式滑移齒輪具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛性好的特點(diǎn)，所以在車床主軸箱設(shè)計(jì)中常常用。詳見裝配圖。主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。安裝工件（車床）或者刀具（車床、鉆床等）的主軸參予切削成形運(yùn)動(dòng)，因此它的精度和性能直接影響加工質(zhì)量（加工精度和表面粗糙度），設(shè)計(jì)時(shí)主要圍繞著保證精度、剛度和抗振性，減少溫升和熱變形等幾個(gè)方面考慮。主軸形狀與各部分尺寸不僅和強(qiáng)度、剛度有關(guān)，而且涉及多方面的因素。1）內(nèi)孔直徑車床主軸由于要通過棒料，安裝自動(dòng)卡盤的操縱機(jī)構(gòu)及通過卸頂尖的頂桿，必須是空心軸。為了擴(kuò)大使用范圍，加大可加工棒料直徑，車床主軸內(nèi)孔直徑有增大的趨勢(shì)。2）軸頸直徑設(shè)計(jì)時(shí)，一般先估算或擬定一個(gè)尺寸，結(jié)構(gòu)確定后再進(jìn)行核算。3）前錐孔直徑前錐孔用來裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏錐孔。4）支撐跨距及懸伸長(zhǎng)度為了提高剛度，應(yīng)盡量縮短主軸的外伸長(zhǎng)度。。選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇郘，一般推薦?。??5跨距L小時(shí)，軸承變形對(duì)軸端變形的影響大。所以，軸承剛度小時(shí)，La應(yīng)選大值，軸剛度差時(shí)，則取小值?！觥觥觥觥觥鲈谠O(shè)計(jì)主軸箱中有七個(gè)滑移齒輪組，操縱這些華裔齒輪共用了三套操縱機(jī)構(gòu)，一套用于車削左、右螺紋，另外兩套用于實(shí)現(xiàn)16級(jí)變速。變速操縱機(jī)構(gòu)采用最為常用的凸輪連桿機(jī)構(gòu)。凸輪的曲線槽是由兩個(gè)不同半徑的圓弧和過渡直線組成的封閉曲線，連桿通過滾子和曲線溝槽相連。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄可以使凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周能夠使受其控制的兩個(gè)連桿分別有兩個(gè)位置的變換，并且在一個(gè)連桿變動(dòng)時(shí)另一個(gè)不發(fā)生改變，從而實(shí)現(xiàn)四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)比的轉(zhuǎn)變。操縱機(jī)構(gòu)詳見裝配圖。以下為其中一套變速操縱機(jī)構(gòu)控制的四個(gè)傳動(dòng)路線：在課程設(shè)計(jì)當(dāng)中要制作的實(shí)物是一個(gè)六級(jí)變速的機(jī)床主軸箱模型。以