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1、西华大学毕业设计说明书 目录摘 要1Abstract2第1章 绪论31.1 工程背景与意义31.2 国内外的应用现状及发展趋势31.3 本课题研究内容41.3.1 CA6140普通卧式车床知识简介41.3.2 设计重点6第2章 传动方案设计72.1 确定结构方案72.2 确定基本参数72.3 主运动链转速图的拟定82.3.1 传动组和传动副数目得确定82.3.2 结构网各种方案的选择82.3.3 绘制转速图92.4 齿轮齿数的确定112.5 绘制传动系统图122.6 确定各轴转速122.6.1 确定主轴计算转速122.6.2 各传动轴的计算转速132.6.3 各齿轮的计算转速132.7 验算主
2、轴转速误差13第3章 传动原件设计143.1 带传动设计143.2 齿轮设计153.2.1 齿轮材料选择153.2.2 模数计算163.2.3 齿轮的几何尺寸173.2.4 齿轮的结构设计和布局183.3 各轴径的设计193.3.1 选材193.3.2 轴上零件的定位193.3.3 各轴最小直径193.3.4 各轴几何尺寸的确定203.4 键的设计203.5 其他零部件的选取21第4章 结构设计22第5章 传动件的校核245.1 齿轮的校核245.2 轴承的校核2525.3 键的校核255.4 轴的校核265.4.1 传动轴的校核265.4.2 主轴的校核27第6章 结论29总结30致 谢31
3、参考文献32附录33摘要作为主要的车削加工机床，CA6140机床广泛应用于机械加工行业中，适用于车削内外圆柱面，圆锥面及其它旋转面，车削各种公制、英制、模数和径节螺纹，并能进行钻孔，铰孔和拉油槽等工作。其主要部件有：主轴箱、刀架、尾座、进给箱、溜板箱以及床身等。本设计主要针对CA6140机床的主轴箱设计。机床主轴箱是一个比较复杂的传动部件。设计的内容主要包括确定机床的主要参数，拟定传动方案和传动系统图，计算和校核了主要零部件，并且利用专业制图软件进行了零件的设计和处理。 关键词：CA6140机床；主轴箱；传动 AbstractAs the main turning processing mac
4、hine tool, the CA6140 machine tool was widespread used in the machine-finishing profession, it is used in turning inside and outside the turning the round cylinder, taper and gyre, turning each kind of metric system, the British system, the modulus and the diameter festival thread, and can carry on
5、the drill hole and pulls work and so on fuel tank.The CA6140 machine tools major component includes: headstock, tool slide, tailstock, feedbox, apron and bed. This design mainly aims at the headstock of the CA6140 machine tool .The headstock of machine tool is a quite complex transmission part. The
6、design content mainly includes determines the machine tools main parameter, Draws up the transmission plan and the transmission scheme, Calculated and examined the main spare part，And used specialized charting software to carry on the components design and processing. Keywords: CA6140 machine tool；
7、headstock；transimssion第1章 绪论1.1 工程背景与意义改革开放后我国的机床工业在技术上、产量上发展迅猛。用户遍布各行各业的同时还陆续出口。由于经济稳定发展、科技不断提升、机床市场需求越来越旺盛，在2001年2010年的10年间，金属切削机床产量倍增；数控机床和加工中心产量，增长速度更是惊人。在世界四大国际机床展览会上，都有展出，特别是在中国国际机床展上，新品种更是琳琅满目，彰显出中国机床工业的欣欣向荣而且越来越国际化。如果说机床的发展是整个机械工业发展的基础,那么车床的发展对整个机械工业的发展有不可估量的贡献和影响。机床中最普遍的是车床,约占整个机床产量的1/4以上。就
8、中国机械业的发展来看，普通车床立下了不朽的功劳，车床中最典型的代表就是CA6140型普通卧式车床。CA6140型普通卧式车床为目前最常见的型号之一，是我国自行设计，制造的机床。该机床通用性好，适用于加工各种轴类，套筒类，轮盘类零件的回转面。1.2 国内外的应用现状及发展趋势从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给制造业带来了革命性的变化，数控加工技术具有柔性好加工精度高，生产效率高，减轻操作者劳动强度，改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高的优点。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要设备。进入21世纪，我国经济与世界全面接轨，机械业也受世界的影响，数
9、控技术迅猛发展，传统的机械制造业受到很大的冲击，各种数控设备以日新月异的速度出现，进入各种制造领域，很多普通机械设备被陆续的取代。但就中国的机械制造业应用现状来说，普通机床在未来的几年乃至10年内还不会被数控及全自动化的机械取代。普通机床仍有其存在的价值，就CA6140来说，它没有数控车床精度高，生产效率高，它靠齿轮和丝杆螺母副传动，再加上运动副间存在间隙，手工操作不准确，重复精度较低。测量时需停车后手工测量，测量误差较大。但是它适合批量较小，精度要求不高，零活类零件，加工范围很广，通用性好。它的投资较数控车床来看低很多很多，因而降低了生产成本。比如说，一家机械厂生产一套组装设备，那些件数少的
10、零件就可以用CA6140这类型的普通车床来加工。再比如说当一套设备生产并组装好后，发现还缺少一个小法兰盘之类的小零件，这是就是CA6140显示其本事的时候，如果这时动用数控车床，就像是杀鸡用牛刀，大材小用，费钱费神。而且数控车床的维护保养和维修费用和普通车床比高很多。所以就此情况再结合中国现在的机械业发展情况来说，普通机床还暂时不会被完全淘汰，仍然有其生存之道。1.3 本课题研究内容此次毕业设计的内容是完成CA6140变速级数为12级的机床主传动系统主轴变速箱设计。1.3.1 CA6140普通卧式车床知识简介CA6140型普通卧式车床其主要组成部分包括：进给箱、溜板箱、主轴箱、刀架、尾座、和床
11、身等。如图1-1所示：图1-1 CA6140型普通车床外形1.进给箱 进给箱又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的换置机构，包括变换螺纹导程和进给量的变速机构，变换公制螺纹与英制螺纹路线的移换机构，丝杆和光杠的转换机构，操纵机构以及润滑系统。2.溜板箱 溜板箱是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过主轴箱丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。3.丝杠与光杠 丝杠与光杆用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件
12、的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠。4.主轴箱 主轴箱又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向不同的转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。 主轴箱的功用是支撑主轴并使其实现启动、停止、旋转、变速和换向等。因此，主轴箱中通常包含有主轴及其轴承、传动机构、启动、停止以及换向装置、制动装置、操纵机构和润滑装置等。（1）主轴及其轴承 主轴及其轴承是主轴箱最重要的部分。主轴前端可
13、装卡盘，用于夹持工件，并由其带动旋转。主轴的旋转精度、刚度、抗振性和热变形等对工件的加工精度和表面粗糙度有直接的影响。因此，对主轴及其轴承要求较高。卧式车床的主轴大多数采用滚动轴承，一般为前后两点支承。例如，CA6140型普通卧式车床的主轴部件，前支承为固定端，由带锥孔的双列圆柱滚子轴承固定，承受径向载荷，可以借锥孔在轴颈上移动，以调整轴承的径向游隙，并可以实现轴向预紧，以提高主轴的刚度。根据前轴径，后支承也选用带锥孔的双列圆柱滚子轴承，借助内圈和滚子相对外圈的移动，来适应轴的热胀伸长，并可以调整游隙和进行预紧。中支撑采用单系列的圆柱滚子轴承。前轴承的间隙，可由螺母通过套筒进行调整，并由螺母固
14、定调好的轴向位置。后轴承及推力球轴承的间隙由螺母来调整。主轴的轴承由液压泵供给润滑油进行充分的润滑。为防止润滑油外漏，前、后支承处都有油沟式密封装置。在螺母和套筒的外圆上有锯齿形环槽，主轴旋转时，依靠离心力的作用，把经过轴承向外流出的润滑油甩到前、后轴承端盖的接油槽里，然后经过油孔流回主轴箱。卧式车床的主轴是空心阶梯轴。其内孔用于通过长棒料以及气动、液压等夹紧驱动装置（装在主轴后端）的传动杆，也用于穿入钢棒卸下顶尖。主轴的前端有精密的莫氏锥孔，供安装顶尖及心轴之用。主轴前端安装卡盘、拨盘或其他夹具。CA6140型普通卧式车床主轴前端为短锥法兰式结构，它以短锥和轴肩端面作定位面。卡盘、拨盘等夹具
15、通过卡盘座，用螺栓固定在主轴上，由装在主轴轴肩端面上的圆柱形端面键传递转矩。按装卡盘时，只需将预先拧紧在卡盘座上的螺栓连同螺母一起从主轴肩和锁紧盘上的孔中穿过，然后将锁紧盘转过一个角度，使螺栓进入锁紧盘上宽度较窄的圆弧槽内，把螺母卡住，接着再把螺母拧紧，就可以把卡盘等夹具紧固在主轴上。这种主轴轴端结构的定心精度高，连接刚度好，卡盘悬伸长度小，装卸卡盘也比较方便，在新型号的车床上应用很普遍。（2）开停和换向装置 开停装置用于控制主轴的启动和停止。中型车床多用机械式摩擦离合器实现，少数机床也采用电磁离合器或液压离合器。尺寸较小的车床，由于电动机功率较小，为简化结构，常直接由电动机开停来实现。换向装置用于改变主轴旋转方向。若主轴的开停由电动机直接控制，则主轴换向通常采用改变电动机转向来实现。若开停采用摩擦离合器，则换向装置由同一离合器和圆柱齿轮组成，大部分中型卧式车床都采用这种换向装置。CA6140型普通卧式车床采用的控制主轴开停和换向的双向多片式摩擦离合器机构。它由机构相同的左、右离合器组成。均不接合时主轴停止转动。下面以左离合器为例来说明其结构原理。多个内摩擦片和外摩擦片相间安装，内
