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1、CA6140 普通车床主运动传动系统设计摘要作为主要的车削加工机床，CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中，本设计 主要针对CA6140机床的主轴箱进行设计，设计的内容主要有机床主要参数的确定， 传动方案和传动系统图的拟定，对主要零件 进行了计算和验算，利用三维画图软件 进行了零件的设计和处理。关键词：CA6140机床;主轴箱;零件;传动AbstractAs a major turning machine tools, CA6140 machining machine tool is widely used in industry. The feed box of CA6140 horiz
2、ontal machine is also known as a box of knife , it lefts in front of the bed. It is full of feed speed change mechanism, which is used to transform a variety of feed and the lead screw. The contents of this design are determining the main parameters, designing a variety of thread processing line, ch
3、ecking on the main parts.Key words: CA6140 Machine ; Feed box ; Threading目录摘要IAbstractII1绪 论11.1 机床的工艺范围11.2机床的总布局 11.3机床的规格和用途22 确定主要技术参数43 传动方案和传动系统图的规定 43.1确定极限转速43.2确定公比43.3求出主轴转速级数43.4确定结构网或结构式 43.5绘制转速图43.6主运动传动路线74 主要零件的计算与校核94.1 主轴箱箱体94.2 普通 V 带的计算与选择 114.3 齿轮的校核134.4 轴的校核 15总结18参考文献19致谢 201
4、 绪 论1.1 机床的工艺范围CA6140 型车床是我国设计制造的典型的卧式车床，在我国机械制造类工厂 中是用极为广泛。CA6140 工艺范围很广，它能完成多种多样的加工工序：加工各种轴类、套 筒类和盘类零件上的回转表面，如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成型回转面； 车削端面及各种常用螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、绞孔和滚花的工作。1.2 机床的总布局CA6140 型普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、 尾架、光杠、丝杠和床身。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的不同转速，同时主轴箱分出部分动 力将运动传
5、给进给箱。主轴箱中等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。进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构， 可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。 丝杠与光杠：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 件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光 杠与丝杠的区别。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，
6、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，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。1.3 机床的规格和用途CA6140 机床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。 主轴三支撑均采用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；纵向与横 向进给由十字手柄操纵，并附有快速电机。该机床刚性好、功率大、操作方便。2 确定主要技术参数工件最大回转直径：在床面上在床鞍上 工件最大长度（四种规格） 主轴孔径400 毫米210 毫米 750、1000、1500、2000 毫米 48 毫米主轴前端孔锥度主轴转速范围：正传（24 级）反传（12 级）加工螺纹范围：公制（44
7、 种） 400 毫米101400转/分141580转/分1192 毫米英制（20 种）224牙/英寸模数（39 种）0.2548 毫米径节（37 种）196 径节进给量范围：纵向（64 种）厂细化0.0280.054毫米/转正常0.08T.59毫米/转横向（64 种）细化0.0140.027毫米/转、一_正常0.040.79毫米/转刀架快速移动速度：纵向 4 米/分 横向 4 米/分 主电机：功率 7.5 千瓦转速快速电机1450 转/分 370 瓦 2600 转 / 分 90 瓦 25 升/ 分2668X 1000X 1190 毫米 2000 公斤功率 转速 冷却泵：功率流量 工件最大长度为
8、 1000 毫米的机床外形尺寸（长X宽X高）重量约3 传动方案和传动系统图的拟定3.1 确定极限转速已知主轴最低转速nmin为10r/min,最高转速max为1400r/min,转调整范围为 Rn=nmax/nmin=14(3-1)3.2 确定公比选定主轴转速数列的公比为申=1. 253.3 求出主轴转速级数 ZZ=lgRn/lg申+1= lgl4/lgl. 25+1=24(3-2)3.4 确定结构网或结构式24=2x3x2x23.5 绘制转速图( 1 )选定电动机一般金属切削机床的驱动,如无特殊性能要求,多采用 Y 系列封闭自扇冷式 鼠笼型三相异步电动机。Y系列电动机高效、节能、起动转矩大、
9、噪声低、振动 小、运行安全可靠。根据机床所需功率选择Y160M-4,其同步转速为1500r/min。( 2)分配总降速传动比总降速传动比为U|=nmin/nd=10/15006.67X 。耳“口“为主轴最低转速， 考虑是否需要增加定比传动副,以使转速数列符合标准或有利于减少齿轮和及径 向与轴向尺寸，并分担总降速传动比。然后，将总降速传动比按“先缓后急”的 递减原则分配给串联的各变速组中的最小传动比。(3)确定传动轴的轴数传动轴数=变速组数+定比传动副数+1=6( 4)绘制转速图先按传动轴数及主轴转速级数格距lg申画出网格，用以绘制转速图。在转速 图上，先分配从电动机转速到主轴最低转速的总降速比
10、，在串联的双轴传动间画 上Wk-k+1)min.再按结构式的级比分配规律画上各变速组的传动比射线，从而确 定了各传动副的传动比。I II III IV V VIC6140主轴运动转速图图 3-1 C6140 主轴运动转速图图 3-2 CA6140 传动系统图3.6 主运动传动路线传动条统可用传动路线夷达式表示如下:匸电动机13()rm230mrnf 7.5kW H450r/min/i|3Mt （左38 I（正转飞旷Mi （右）5（讦 34（反转）一舸一叫一莎4122对图 3-3 传动路线图主运动传动链的两末端是电动机和主轴，它的功能是把动力源的运动及动力 传给主轴，使主轴带动工件旋转实现主运动
11、，并满足卧式车床主轴变速和换向的 要求。运动由电动机（7.5kW, 1450r/min）经V带轮传动传至主轴箱中的轴的轴I。在轴I装有双向多片摩擦离合器Ml。M1作是使主轴正传反转或停止，它就 是主换向机构。当压紧离合器左部的摩擦片时，轴I的运动经齿轮副56或51传3843给轴II,从而使轴II获得两种转速。当压紧离合器Ml的右部摩擦片时，轴I的 运动经摩擦片及齿轮50传至轴IV上的空套齿轮34，因此，轴II的传动方向与 经Ml左部传动是相反，反转转速只有一种。当离合器Ml处于中间位置时，其 左部和右部摩擦片都没有被压紧，空套在轴I上的齿轮56、51和齿轮50都不转 动，轴I的运动不能传至轴I
12、I,因此主轴也就停止运动。22 3039轴II的运动可分别通过三对齿轮副 云、亦或石 或传至轴III,因而正转共有2x3=6种转速。运动由轴II传至主轴有两条传动路线：a.高速传动路线：主轴上的滑移齿轮50移至左端，使之与轴III上右端的齿轮6363啮合，于是运动就由轴III经齿轮副50直接传给主轴，使主轴得到450 1400r/min的6种高转速。b.低速传动路线：主轴上的滑移齿轮50移至右端，使主轴上的齿式离合器啮合,20 十 50于是轴III的运动就经齿轮副80或50传给轴IV,然后再由轴IV经齿轮副传给轴V,再经齿轮副2658和齿式离合器传给主轴，使主轴获得 10500r/min的低转
13、速。同理,主轴反转有 12级转速。4 主要零件的计算与校核4.1 主轴箱的箱体 主轴箱中有主轴、变速机构，操纵机构和润滑系统等。主轴箱除应保证运 动参数外，还应具有较高的传动效率，传动件具有足够的强度或刚度，噪声较低 振动要小，操作方便，具有良好的工艺性，便于检修，成本较低，防尘、防漏、 外形美观等。箱体材料以中等强度的灰铸铁HT150及HT200为最广泛，本设计选用材料为 HT200。箱体铸造时的最小壁厚根据其外形轮廓尺寸(长X宽X高),按下表选取.表4-1箱体尺寸长X宽X高(mm 3)壁厚(mm) 500 X 500 X 300-800 X 500 X 50010-15 800 X 800
14、 X 50012-20由于箱体轴承孔的影响将使扭转刚度下降 10%-20%，弯曲刚度下降更多， 为弥补开口削弱的刚度，常用凸台和加强筋；并根据结构需要适当增加壁厚。如 中型车床的前支承壁一般取 25mm 左右，后支承壁取 22mm 左右，轴承孔处的 凸台应满足安装调整轴承的需求。箱体在主轴箱中起支承和定位的作用。 CA6140 主轴箱中共有 15 根轴，轴 的定位要靠箱体上安装空的位置来保证，因此，箱体上安装空的位置的确定很重 要。本设计中各轴安装孔的位置的确定主要考虑了齿轮之间的啮合及相互干涉的 问题，根据各对配合齿轮的中心距及变位系数，并参考有关资料，箱体上轴安装 空的位置确定如下：中心距(a)=1/2 (d1+d2) +ym(式中y是中心距变动系数)(4-1)中心距 I-11= (56+38) /2X2.25=10
