CA6140進給箱

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1、精品文檔，僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 【精品文檔】第 34 頁 摘 要 畢業(yè)設計是我們最后一次較全面的設計訓練，是大學四年的最后一個教學環(huán)節(jié)。CA6140型車床是我國設計制造的普通精度級臥式車床，在我國機械制造類工廠中使用非常廣泛。 CA6140型臥式車床的工藝范圍很廣，它能完成多種多樣的加工工序：加工各種軸類、套筒類和盤類零件上的回轉表面，如車削內外圓柱面、圓錐面、環(huán)槽及成型回轉面；車削端面及各種常用的螺紋(公制螺紋、英制螺紋、模數(shù)制螺紋和徑節(jié)制螺紋)，還可以進行擴孔、鉆孔、鉸孔和滾花等工作。 CA6140型臥式車床的萬能性較大，但結構較復雜而且自動化程度低，在加

2、工形狀比較復雜的工件時，換刀較麻煩，加工過程中的輔助時間較多，所以適合于單件、小批生產(chǎn)及修理車間。 CA6140型臥式車床的加工對象主要是軸類零件和直徑不太大的盤類零件，故采用臥式布局。為了適應工人用右手操縱的習慣和便于觀察、測量，主軸箱布置在左端。車床主軸箱三支承均用滾動軸承，進給箱系統(tǒng)用雙軸滑移公用齒輪機構；縱向與橫向進給由十字手柄操縱，并附有快速電機，該機床剛性好，功率大，操作方便。經(jīng)濟比較實惠。 所以研究CA6140型車床具有經(jīng)濟，學術的現(xiàn)實意義。通過對CA6140型車床的主軸箱的傳動設計和制造的設計與分析可以使我們對大學四年所學的課程進行一次較好的鞏固和提升 關鍵詞：進給箱；

3、傳動系統(tǒng)； ABSTRACT Graduation project is the last time we design a more comprehensive training, a university the last four years teaching. CA6140-type lathe is designed and manufactured in our country-level general precision horizontal lathe, in the category of machinery manufacturing plant in Chin

4、a to use a very wide range. Horizontal lathe CA6140 a wide range of technology, it can complete a wide range of processes: processing a variety of shaft, sleeve and disc-type parts on the rotating surface, such as turning inside and outside the cylindrical surface, conical surface, ring groove an

5、d molding Rotary; turning face, and a variety of common threads (metric thread, imperial thread, modulus and diameter control system of screw threads), can also be used for reaming, drilling, Reaming and Knurling work. Horizontal lathe CA6140 are more universal, but more complex structure and low

6、 degree of automation in the processing of more complex shape of the workpiece, the tool change more trouble processing aids in the process of time more, so is suitable for single, small batch production and repair workshop. CA6140 lathe horizontal machining object is the diameter of shaft parts

7、and less parts of the disk, so the use of a horizontal layout. Workers in order to adapt to the habit of right-handed manipulation and ease of observation, measurement, spindle box layout in the left. Lathe spindle box with three bearings are rolling bearings, feed me the common slip system with dua

8、l-axis gear mechanism; the vertical and horizontal cross-feed handle by the manipulation, with a fast motor, the machine tool rigidity, and power, and easy to operate. Economy is relatively affordable. Therefore, research-type lathe CA6140 economic, academic and practical significance. By type CA

9、6140 lathe spindle box design and manufacture of transmission design and analysis allows us to study four years of university courses for a better consolidate and enhance. Keywords:processing craft; driving system. 目 錄 第一章 緒論 1 1.1 畢業(yè)設計的目的及意義 1 1.2 畢業(yè)設計的內容 1 1.3 設計步驟 2 1.4 設計應注意的事項 2

10、 第二章 CA6140臥式車床簡介 3 2.1 車床傳動系統(tǒng)總述 3 2.2 進給箱簡析及傳動機構設計 7 第三章 CA6140進給箱傳動方案設計 8 3.1 進給箱分析及傳動設計原則 8 3.2 進給箱螺紋機構設計原則 8 3.3 車螺紋系統(tǒng)及齒數(shù)比的確定 13 3.4 增倍機構設計及移換機構設計 16 3.4.1 增倍機構設計考慮原則 16 3.4.2 移換機構齒輪齒數(shù)確定 16 3.4.3 換齒輪齒數(shù)求法 18 3.5 車制螺紋的工作工程 19 3.6 車削圓柱面和端面 27 第四章 CA6140進給箱齒輪校核與結構設計 29 4.1 軸的設計

11、29 4.1.1 布置 29 4.1.2 中間傳動軸設計滿足的要求 29 4.1.3 轉動軸的軸向固定 30 4.2 軸上零件的固定方法 30 4.2.1 齒輪、軸承的固定 30 4.2.2 軸的軸向固定： 31 4.3 軸上軸承的選擇及密封潤滑方式的選擇 31 4.3.1 在各軸中與軸配合均選用滾動軸承 31 4.3.2 潤滑 32 4.3.3 密封 32 4.4 標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 33 4.5 本組專題齒輪校核內容及步驟 37 4.5.1 選擇材料及初步確定齒輪各參數(shù) 37 4.5.2 驗算齒面接觸疲勞強度 39 4.5.3 校核齒根彎曲疲勞強度

12、 40 第五章 CA6140臥式車床的發(fā)展方向與展望 41 結 束 語 42 致 謝 43 參考文獻： 44 第一章 緒論 1.1 畢業(yè)設計的目的及意義 我的本次畢業(yè)設計課題為走刀箱箱體的工藝規(guī)程設計，本課題包含的復雜結構設計和典型的齒輪傳動調整兩方面的內容，由于涉及到受力以及傳動方面等內容。因而具有一定的學術價值，可以使同學對機床結構，以及齒輪傳動系統(tǒng)在不同條件下的傳動方式，及調整方法，有后了解。 畢業(yè)設計是本科生教學活動中最后的一個重要環(huán)節(jié)。通過這個教學環(huán)節(jié)要求達到下列目的： 1) 通過畢業(yè)設計，把在本科階段中所獲得的知識在實際的設計工作中綜合

13、地加以運用。使這些知識得到鞏固，加強和發(fā)展，并使理論知識和生產(chǎn)實踐密切地結合起來。因此，畢業(yè)設計是大學學習階段總結性作業(yè)。 2) 畢業(yè)設計是高等學校學生第一次進行比較完整的設計過程，通過畢業(yè)設計，培養(yǎng)學生獨立工作、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力；能根據(jù)設計課題查找有關的資料，了解本課題的前沿和發(fā)展方向；樹立正確的設計思想，掌握設計的基本方法和步驟，為以后從事設計工作打下良好的基礎。 3) 使學生能夠熟練地應用有關參考資料，計算圖表、手冊，圖集，規(guī)范，并熟悉有關國家標準和部頒標準（如GB，JB等），以完成一個工程技術人員在機械工程設計方面所必須具備的基本訓練。 研究CA6140型車床具有經(jīng)濟，學

14、術的現(xiàn)實意義。通過對CA6140型車床的主軸箱的傳動設計和制造的設計與分析可以使我們對大學四年所學的課程進行一次較好的鞏固和提升。 １.2 畢業(yè)設計的內容 1) 學生在規(guī)定的時間內，要求完成CA6140車床進給箱總體設計，傳統(tǒng)方法繪制總裝配圖一張，零件工作圖一至兩張（具體繪那幾個零件工作圖，由指導教師指定）； 2) 根據(jù)設計計算步驟對該機器的某一個零件進行CAD設計； 3) 在零件CAD設計的基礎上，重新對箱內齒輪齒數(shù)進行優(yōu)化選擇； 4) 編寫完整設計說明書一份。 說明： 四個部分中，每個學生必須完成第1、4兩項，2、3兩項指導老師指定其一。 １.3 設計步驟 1.

15、 根據(jù)設計題目進行相關資料的查找。了解本課題的前沿動態(tài)和發(fā)展方向。 2. 進行設計前應先準備好有關的設計資料。 3. 對設計任務書進行研究和分析，明確設計要求和內容；分析原始數(shù)據(jù)和條件。 4. 擬定總的設計步驟和進度計劃。 5. 總結 1.4 設計應注意的事項 對設計所要求的有關資料進行認真查找檢索，對設計所涉及的相關知識內容仔細閱讀復習，牢記于胸。 發(fā)揮獨立工作的能力，設計中發(fā)現(xiàn)的問題，應該首先自己考慮，提出自己的看法和意見，與指導教師一同研究，不應向指導教師要答案。 獨立思考，刻苦專研，對設計中的錯誤和解決途徑，可由教師指出，但具體答案也應該由自己去尋找摸

16、索。 對給出的設計資料，僅供設計時參考，對結構圖必須作仔細的研究和比較，以明確優(yōu)、劣、正、誤、取長補短，改進設計，切忌盲目照抄。 第二章 CA6140臥式車床簡介 2.1車床傳動系統(tǒng)總述 CA6140型車床是我國設計制造的普通精度級臥式車床，在我國機械制造類工廠中使用非常廣泛。近年來沈陽第一機床廠又在機床結構上進行改進，并在此型機床的基礎上，開發(fā)出來新的先進的系列產(chǎn)品。 CA6140型臥式車床的萬能性較大，但結構較復雜而且自動化程度低，在加工形狀比較復雜的工件時，換刀較麻煩，加工過程中的輔助時間較多，所以適合于單件、小批生產(chǎn)及修理車間。 CA6140型臥式車床工藝范圍廣,能完成多

17、種加工工序,進行各種車削工作,加工軸類、套筒類和盤類的回轉表面，如車削內外圓柱面，圓錐面，環(huán)槽及成型回轉面，車削端面及各種常用螺紋（主要有：公制（有稱米制）、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制四種），還可以進行擴孔、鉆孔、鉸孔和滾花等工作。車床主軸三支承均用滾動軸承，進給系統(tǒng)用雙軸滑移公用齒輪機構；縱向與橫進給由十字手柄操作，并附有快速電動機。該機床剛性好，功率大，操作方便。 CA6140型臥式車床傳動框圖如下（圖1-1） 電動機 主換向機構 主變速機構 主軸 刀架 車 縱 橫

18、 掛輪 進給換向機構 螺 向 向 紋 進 進 給 給 絲杠 螺母 進給變速機構 轉換機構 光杠 轉換機構 快速電動機 圖1-1 CA6140車床傳動框圖

19、 結構特點： 　　1、床身寬于一般車床，具有較高的剛度，導軌面經(jīng)中頻淬火，經(jīng)久耐用。 　　2、機床操作靈便集中，溜板設有快移機構。采用單手柄形象化操作，宜人性好。 　　3、機床結構剛度與傳動剛度均高于一般車床，功率利用率高，適于強力高速切削。主軸孔徑大，可選用附件齊全。 1—主軸箱；2—刀架；2—尾座；4—床身；5—右床腿；6—光杠； 7—絲杠；8—溜板箱；9—左床腿；10—進給箱；11—掛輪變速機構 圖1-2 CA6140機床外型圖 1．主軸箱 主軸箱（Headstock）1固定在床身4的左端，內部裝有主軸和變速及傳動機構。工件通過卡盤等夾具裝夾在主軸前端。主軸箱的

20、功用是支承主軸并把動力經(jīng)變速傳動機構傳給主軸，使主軸帶動工件按規(guī)定的轉速旋轉，以實現(xiàn)主運動。 2.刀架 刀架（Tool slide）2可沿床身4上的刀架導軌作縱向移動。刀架部件由幾層組成，它的功用是裝夾車刀，實現(xiàn)縱向、橫向或斜向運動。 3. 尾座 尾座（Tailstock）3安裝在床身4右端的尾座導軌上，可沿導軌縱向調整其位置。它的功用是用后頂尖支承長工件，也可安裝鉆頭、鉸刀等孔加工刀具進行孔加工。 4．進給箱 進給箱（Feedbox）8固定在床身4的左端前面。進給箱內裝有進給運動的變換機構，用于改變進給的進給量或所加工螺紋的導程。 5．溜板箱 溜板箱（Apron）6與刀架2的

21、最下層——縱向溜板相連，與刀架一起作縱向運動，功用是把進給箱傳來的運動傳遞給刀架，使刀架實現(xiàn)縱向和橫向進給或快速移動或車螺紋。溜板箱上裝有各種操縱手柄和按鈕。 6．床身 床身（Bed）4固定在左右床腿7和5上。在床身上安裝著車床的各個主要部件，使它們在工作時保持準確的相對位置或運動軌跡。 電動機經(jīng)主換向機構，主變速機構拖動主軸。主換向機構主要用于切削螺紋。進給鏈從主軸開始，經(jīng)進給換向機構、掛輪和進給箱內的進給變換機構、轉換機構—光杠（普通車床）、溜板箱內的轉換機構傳至刀架；或經(jīng)絲杠（車螺紋）和溜板箱內的螺母傳至刀架。 進給換向機構主要用來決定車削右旋或左旋螺紋。掛輪和進給變換機構用以變

22、換被切螺紋的導程或進給量。臥室車床既能切螺紋，又能進行普通車削，所以進給箱內設置轉換機構以決定將運動傳至絲桿或光桿。如果傳給絲桿，則從主軸到刀架間的傳動鏈是內聯(lián)系傳動鏈—螺紋鏈；如果傳給光桿，則是外聯(lián)系傳動鏈—進給鏈。 溜板箱中的轉換機構改變進給的方向：縱向或橫向，正向或反向如果用快速電動機經(jīng)溜板箱的轉換機構驅動刀架，則可實現(xiàn)刀架的快速移動。 CA6140型臥式車床的部分主要技術參數(shù)： 床身上最大工件回轉直徑（主參數(shù)） 400mm 刀架上最大工件回轉直徑 210mm 最大棒料直徑 47mm 最大工件長度（第二主參數(shù)）/mm 750,1000,1500,2000 最大加工長

23、度/mm 650，900，1400，1900 主軸轉速范圍/（r/min） 正轉 10——1400（24級） 反轉 14——1580（12級） 進給量范圍/（mm/r） 縱向 0.028——6.33（共64級） 橫向 0.014——3.16（共64級） 標準螺紋加工范圍 公制t=1——192mm（44種） 英制a=2——24牙/in（20種） 模數(shù)制m=0.25——48mm（39種）

24、 徑節(jié)制DP=1——96牙/in（37種） CA6140型臥式車床主要有主傳動鏈和進給傳動鏈兩部分，其傳動系統(tǒng)如 圖1-2所示（附下頁）： 圖（2-2） 2.2 進給箱簡析及傳動機構設計 CA6140型臥式車床進給箱又稱走刀箱，它固定在車床床身左前面，它的功用是變換被加工螺紋的種類和導程，以及獲得各種機動進給量。它通常由以下幾部分組成：a交換螺紋導程和進給量的變速機構，由基本螺距機構和增倍機構兩部分組成；b交換螺紋種類的機構，由掛輪和螺紋種類移換機構組成；c絲杠和光杠轉換機構；d操縱機構 進給運動鏈使刀架實現(xiàn)縱向或橫向的進給運動及變速換向。臥式車床在切削螺紋時，進給傳動鏈

25、是內聯(lián)系傳動鏈。主軸每轉刀架的移動量應等于螺紋的導程。在切削圓柱面和端面時，進給傳動鏈是外聯(lián)系傳動鏈。進給量也以工件每轉刀架的移動量計。 普通車床的特有功能是能車削一定范圍的各種螺紋，要求進給傳動鏈的變速機構能嚴格準確地按照標準螺距數(shù)列來變化。所以普通車床進給傳動鏈的變速機構（包括掛輪和進給箱的變速機構）主要是依據(jù)各種螺紋的標準螺距數(shù)列的要求，同時兼顧到一般車削的進給量范圍來設計的。 傳動鏈中的螺紋進給傳動鏈是主軸一轉，刀架移動T毫米（導程T=kt，其中k為頭數(shù)，t為螺距） 1（主軸）12=T （2.2-1） 其中表示主軸到絲桿之間的總傳動比，、、分別為傳動鏈中

26、固定傳動比，掛輪傳動比，進給箱傳動機構傳動比,12為縱向絲杠的螺距。 第三章 CA6140進給箱傳動方案設計 3.1進給箱分析及傳動設計原則 CA6140型臥式車床進給箱又稱走刀箱，它固定在車床身左前面，內裝有進給變速機構（用來變換進給量和各種螺紋的導程）和基本組、增倍組?；窘M采用雙軸滑移公用齒輪機構，由單一手柄操縱，它的操縱機構又有兩部分：撥動滑移齒輪的四副杠桿和控制杠桿的帶槽手輪。增倍組和移換機構由其他手柄操縱?？v向和橫向進給采用十字手柄操縱，箱內裝有過載安全離合器，并帶有快速電機可實現(xiàn)空程快速移動。 進給運動鏈使刀架實現(xiàn)縱向或橫向的進給運動及變速換向。臥式車床在切削螺紋時，

27、進給傳動鏈是內聯(lián)系傳動鏈。主軸每轉刀架的移動量應等于螺紋的導程。在切削圓柱面和端面時，進給傳動鏈是外聯(lián)系傳動鏈。進給量也以工件每轉刀架的移動量計。 普通車床的特有功能好似車削一定范圍的各種螺紋，要求進給傳動鏈的變速機構能嚴格準確地按照標準螺距數(shù)列來變化。所以普通車床進給傳動鏈的變速機構（包括掛輪和進給箱的變速機構）主要是依據(jù)各種螺紋的標準螺距數(shù)列的要求，同時兼顧到一般車削的進給量范圍來設計的。 傳動鏈中的螺紋進給傳動鏈是主軸一轉，刀架移動T毫米（導程T=kt，其中k為頭數(shù)，t為螺距） 運動平衡式為： 1（主軸）=T （2-1） 其中表示主軸到絲桿之間的

28、總傳動；、、分別為傳動鏈中固定傳動比，掛輪傳動比； 表示機床絲桿的導程，CA6140型車床的=12mm； T表示被加工螺紋的導程。 改變傳動比，就可得到標準螺紋的任意一種。 3.2進給箱螺紋機構設計原則 CA6140型臥式車床具有車削公制螺紋（又稱米制螺紋），英制螺紋，模數(shù)螺紋和徑節(jié)螺紋四種標準的常用螺紋的功能，機床的縱向絲杠螺紋用公制的，螺距t1=12mm代入式（2-1）得主軸每轉下刀架移動量為T毫米，這即為車削螺紋的導程值。對于單頭螺紋四螺距值，因此當螺紋的基本參數(shù)不是用螺距表示時必須將其加以換算，然后代入式（2-1）。 具體方法如下： 公制螺紋：其基本參數(shù)為螺距t（mm）

29、。因此T=t米 英制螺紋：基本參數(shù)1為每一英寸長度內包含的牙數(shù)即（牙/英寸），因此，英制螺紋的螺距為T=25.4/毫米 模數(shù)螺紋：公制螺桿上的螺紋稱為模數(shù)螺紋，它的基本參數(shù)是以螺桿相嚙合的蝸輪模數(shù)m（毫米）來表示，因此，模數(shù)螺紋的螺距T應等于蝸輪的周節(jié)長度，即T=m 徑節(jié)螺紋：英制蝸桿上的螺紋稱為徑節(jié)螺紋，它的基本參數(shù)是以s螺桿相嚙合的蝸輪參數(shù)徑節(jié)DP來表示，徑節(jié)的DP=Z/D（牙/英寸）其中Z和D分別為蝸輪的齒數(shù)和分度圓直徑（英寸），因而徑節(jié)螺紋的T=DP 于是根據(jù)式（2-1）可得車削4種螺紋的運動平衡式分別為： 1=T=（mm） （2-2） 1

30、=T=25.4/（mm） （2-3） 1= （2-4） 1=25.4/DP （2-5） 從上式各式中可知，為了車削一定范圍的螺紋就必須根據(jù)各種螺紋的標準數(shù)列變換傳動鏈中的可換傳動比。 車削螺紋傳動路線表達如下： 圖2—1 傳動路線圖 將常用的公制螺紋標準數(shù)據(jù)t的數(shù)列如下表： 表2-2 公制螺紋標準數(shù)據(jù) 1 1.25 1.5 1.75 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 7 8 9 10 11 12 由表中可以看出

31、各橫行的螺距數(shù)列是等差數(shù)列，而縱向是等比 數(shù)列即1、2、4、8的公比數(shù)為2，根據(jù)這些特點，在進給箱中可用一個變速組來變換得到某一橫行的等差數(shù)列，這個變數(shù)組的傳動比應是等差數(shù)列，通常稱為基本組。以次為基礎，再串聯(lián)一個擴大組，把基本組得到的螺距按1：2：4：8關系增大或縮小，而得到全部螺距數(shù)列。此擴大組通常稱為“增倍組”，根據(jù)進給傳動降速機構在后的原則，取ib=1、1/2、1/4、1/8。機床所能加工的其他三種螺紋中，徑節(jié)螺紋較少用，這三種螺紋的公稱參數(shù)及螺距數(shù)列見表2-2： 表2-2各種螺紋的公稱參數(shù)及螺距 螺紋種數(shù) 螺紋公稱參數(shù) 參數(shù) 代號 單位 螺距S（mm） 公制螺紋

32、螺距 P mm T=KP 英制螺紋 每英寸牙數(shù) A 牙/英寸 Ta=Kpa=25.4R/a 模數(shù)螺紋 模數(shù) M mm Tm=KPm=Kπm 徑節(jié)螺紋 徑節(jié) DP 英寸 TDP=KPDP=25.4Kπ/DP 由表2-2可以看出，常用的四種螺紋的螺距值之間有如下關系： 公制螺紋和英制螺紋之間 ｝倒數(shù)關系和特殊因子25.4 模數(shù)螺紋和徑節(jié)螺紋之間 公制螺紋和模數(shù)螺紋之間 ｝特殊因子π 英制螺紋和徑節(jié)螺紋之間 從表中可以看出這四種螺紋的基本參

33、數(shù)有一個共同的變化特點，即在橫行上是等差數(shù)列，而在縱行上是按2倍的關系擴大或縮小，我們可以考慮到車公制螺紋的基本組和擴大組來加工另外三種螺紋。 對于模數(shù)螺紋，我們只需改變公制螺紋傳動鏈中的某個傳動比，使平衡式左邊產(chǎn)生一個特殊因子π，以便在運動中與螺距T=的因子π消去，從而變換基本組和增北組的傳動比，就可以像公制螺紋那樣，得到分段等差數(shù)列的模數(shù)系列。 對于英制螺紋，它和公制螺紋螺距數(shù)列有兩點區(qū)別： [1] 英制螺紋每英寸牙數(shù)a換算成螺距T=25.4/a（mm）后，a在分母上，如果將上述公制螺紋的基本組的主動與從動關系顛倒過來，即基本組的傳動比變?yōu)?/，那么就可以利用具有等差數(shù)列的傳動比來得

34、到參數(shù)的等差數(shù)列。 英制螺紋的螺距數(shù)值中有一個數(shù)字因子25.4因需改變其中的某些傳動比，使平衡式左邊能產(chǎn)生一個因子25.4，以便與英制平衡式25.4相抵消。 [2] 當英制螺紋要車制a分別為3.25和19時，公制螺紋的基本組少兩傳動比，故在表2-3上加上19和3.25兩個模距，它們僅僅為了與英制螺紋和徑節(jié)螺紋統(tǒng)一而列入的。 至于徑節(jié)螺紋其螺距T=25.4π/DP（毫米）其中DP也是在分母上，螺距中也有一個數(shù)字年因子25.4，這些和英制螺紋相似，故可采用英制羅紋的傳動路線。另外，還有一個因子π，可以和模數(shù)螺紋一樣用掛輪來解決。 上述倒數(shù)關系和特殊因子25.4及π關系都要在設計車螺紋系統(tǒng)時

35、給予解決?，F(xiàn)將車床上這四種螺紋所能加工的螺距S及其和公制螺紋的關系列表2-3和2-4。 表2-3 車床加工螺紋基本參數(shù)的排列規(guī)律 倍比關系 公制螺紋及模數(shù)螺紋（T及m） 1/32 1.25 1/16 0.5 0.75 1/8 1 1.25 1.5 1/4 1.75 2 [2.25] 2.5 3 [2.75] 1/2 3.5 4 4.5 5 6 5.5 1 7 8 9 10 12 [11] 注：[]內數(shù)值為模數(shù)螺紋所獨有。 表2-4 CA6140車床加工英制螺紋

36、及徑節(jié)螺紋的基本參數(shù)排列 倍數(shù)比 英制螺紋及徑節(jié)螺紋 8 [56] [64] [72] [80] [88] [96] 4 28 32 36 40 44 48 2 14 16 18 19 20 22 24 1 7 8 9 10 11 12 1/2 4 4.5 5 6 1/4 2 2.5 3 3.5 注：[]內數(shù)值為徑節(jié)螺紋所獨有。 故表2-3應變?yōu)椋? 倍數(shù)關系 公制螺紋及模數(shù)螺紋 2n-5 0.5 2n-4

37、 1 1.25 1.5 2n-3 1.75 2 [2.25] 2.5 [2.75] 3 {[3.25]} 2n-2 3.5 4 4.5 5 5.5 6 2n-1 7 8 9 10 11 12 2n {19} 3.3 車螺紋系統(tǒng)及齒數(shù)比的確定 普通機床中的車螺紋系統(tǒng)有雙軸滑移齒輪機構，擺移塔里齒輪機構和三軸滑移齒輪機構。我們選用雙軸滑移齒輪機構。并且讓基本組和擴大組的傳動中心距相等。這樣有利于減小進給箱的軸高尺寸。其簡圖如圖（附后）由此可以看出，在這類切螺紋系統(tǒng)中，一般應包括下

38、列組成部分： 基本螺紋機構：用來實現(xiàn)表2-3中橫行所代表的等差數(shù)列。 增倍機構：用來實現(xiàn)表2-3、表2-4中各縱行之間的2n關系，即ud通常取2、1、1/4、1/8。 擴大螺距機構：傳動比為，用來擴大螺距。通常取4、8、16、32等。 定比傳動副：傳動比為 左右螺紋換向機構：傳動比為 交換齒輪裝置：傳動比為u 移換機構：傳動比為用來實現(xiàn)倒數(shù)關系及特殊因子。 螺紋種類變換機構：傳動比為 圖2-2 進給箱裝配圖 上列各組成部分傳統(tǒng)分布順序如下： 擴大螺距機構一般放在主要傳動變速系統(tǒng)內，具體情況在CA6140主軸箱內擴大螺紋導程機構的傳動齒輪是住運動的傳動齒輪。只有在主軸上的

39、合上，主軸處于低速狀態(tài)時才使用擴大螺紋導程。它的擴大倍數(shù)分別是1、4、16三種，傳動路線如下: 定比傳動一般放在主軸或擴大螺距換向機構之前在主軸箱中。換向機構ur在交換齒輪之前也在床頭箱中。 交換齒輪設置在床頭箱與進給箱之間的交換齒輪上。 移換機構一般放在基本螺距機構前后二處。 基本螺距機構一般放在第一移換機構之后，變換機構既可以放在基本螺距機構之前，也可以放在基本螺距之后。 增倍機構的傳統(tǒng)布局是放在基本螺距之后?，F(xiàn)在，從表1-3排定的螺紋表中，取公制螺紋數(shù)列中的6.5、7、8、9、9.5、1.、11、12為基準數(shù)列則： = /G=，2，3……/G 由6.5、7、8、9、9.5、

40、10、11、12這個要求滑移齒輪能實現(xiàn)的基本螺紋參數(shù)查得機構方案編號為411，為了使軸向尺寸較小選中心距為63毫米，同時，由雙軸滑移齒輪機構推薦方案表查得G=7（由機床設計手冊P1402查得） 所以=6.5/7、7/7、8/7、9/7、10/7、12/7由此擬定傳動系統(tǒng)轉速草圖如上。雙軸滑移齒輪機構的設計原則是：一個滑移齒輪可以和兩個齒數(shù)不同的齒輪嚙合（如Z和Z1、Z1）但必須采用變位齒輪，同時把兩個相互接近的傳動比 劃為一組，再根據(jù)中心上速比綜合地計算嚙合較好的變位齒輪的齒數(shù)和模數(shù)。 總之,變位齒輪系數(shù)的選擇對轉動性能有著如下影響: 齒輪正變位時齒根增厚,齒形系數(shù)加大,齒輪彎曲強度也

41、相應增加,負變位時則反之,因此在分配變位系數(shù)時盡量使小齒輪變位系數(shù)大于大齒輪變位齒輪. 在正角度變位傳動中中心距增大,齒和角 大于分度圓壓力角,提高了齒面接觸強度,減少了點蝕的可能性,負角度變位時則反之. 在正角度變位傳動中,齒形曲率半徑和齒和角增大,滑動比和壓強降,齒面磨損及膠合響應減少,負角度變位則相反.正變位傳動時重疊系數(shù)小,傳動平穩(wěn)性下降負角度變位則相反. 3.4增倍機構設計及移換機構設計 3.4.1增倍機構設計考慮原則 （1） 根據(jù)和基本組同中心距取A=63 （2） 選用最常用的四速機構：三軸機構 查《機床實際手冊》P143頁表下3-45，故選用序號為五的方案齒輪不用變

42、位。 見圖 Z=28，Z=35，Z=18，Z=45，Z=15，Z=48，Z=28 3.4.2移換機構齒輪齒數(shù)確定 移換機構主要用于和交換齒輪（一般防于交換齒輪之前）配合來實現(xiàn)因傳動比都是為了用于實現(xiàn)倒數(shù)關系以及特殊因子25.4和 ，以解決各種螺紋種類交換問題，一般來說，用的最多的方案就是用移換機構來解決倒數(shù)關系和特殊因子25.4。而用交換齒輪來解決特殊因子這樣可以簡化調整即加工常用的公制和模數(shù)螺距時，不需要改變交換齒輪，只有在加工不常用的英制和徑節(jié)螺紋時才能改變交換齒輪。 當螺紋種類機構的傳動比為 則因特傳動比Us為 U=UUUU

43、 (2.4-1) 由此可列出螺紋系數(shù)的運動平衡式： 1（主軸轉一轉）UUUU=S(mm) (2.4-2) 其中T為絲杠導程、S為工作導程 所以 U=S/(UUUT) (2.4-3) 令U=1,U=1,U=1時的螺紋參數(shù)分別為t0,m0,n0,p0 則： U=t0/T=1/K U=m0/T=1/K } (2.4-4) U=25.4/(n0T)=25.4/K U=25.4/(p0T)=25.4/K K,K,K,K為各種螺紋

44、相應的因特系數(shù) 且 K=T/t0,K=Tm0,K=n0T,K=P0T 腳標t，m，n，p分別表示用于加工公制模數(shù)、英寸、徑節(jié)螺紋的設計加工公制和英制螺紋時的交換齒輪傳動比為U，加工英制和徑節(jié)螺紋時移換機構的傳動比為U，加工公制和模數(shù)螺紋時的移換機構的傳動比為U，則： 加工公制螺紋時的因特傳動比： U=UUUU (2.4-5) 加工英制螺紋時的因特傳動比： U=UUUU (2.4-6) 兩式相除得：U/U=U/U 將式2.4-3中的U及U代入上式中得 U

45、/U=25.4/t0no (2.4-7) 在絕大多數(shù)機床中U和U都按以下兩種方案分配： (a)當u=1/uint時，u/u=uu=25.4/n0t0 故u=sqrt（n0t0/25.4） （2.4-8） u=sqrt（25.4/（n0t0）） （b）當u=1時，u/u=u=25.4/（n0t0） 本機床中從兩軸滑移傳動齒輪比設計及表2-3和2-4可知： t0=7mm，m0=1.75，n0=1.25t/in，p0=7 由式（2.4-7）u=sqrt25.4/（n0t0）=sqrt（25.44/

46、49） 由《機械設計手冊》P1435表7.3-46查取25.4/36由平方因子組成的近似值，故取方案69.即： 25.4=（3272）/54δn=+0.063 所以25.4=（32T2）/5436=（32722232）/54 代入式（2.4-8）得u=sqrt（2234722/（5472））=36/25 u=25/36 根據(jù)u的值查表7.3-48選用序號為6的方案即公制螺紋經(jīng)過三對齒輪傳動： u=25/3625/3626/25=25/36=Z9/Z10Z20Z12Z12/Z11 u=36/25=Z21/Z11 僅一對齒輪傳動 3.4.3

47、換齒輪齒數(shù)求法 在雙軸滑移齒輪機構中往往取 ufut=1 由式（2.4-4）和（2.4-5）可得u=u/u=r/u （2.4-9） u=u/u=u/u （2.4-10） 當u=1/u時將u=sqrt=25.4/（n0t0）和u=25.4/（n0T）代入式2.4-9得： u=u/u=25.4/（n0T）sqrt（25.4/n0t0） =sqrt（（25.4t0）/n0T2） 由式（2.4-10）得： u=u/u=（лm0/T）/（u/u） =（лm0/T）/（t0/T）u=лm0/t0u 又因為u=25/36、u

48、=36/25將其代入式（2.4-9）及（2.4-10） u=（7/12）/（25/36）=21/25 u=25/（712）25.4/36 已知：=7 /48==25/36/ =7/12==36/25 =25.4/21==25/36 =25.4/84==36/25 得出： =7/4836/25 =7/1225/36 =25.4/2125/36 =25.4/8425/36 查表7.3-47的л/4近似因子值及相對誤差δ表，取齒輪變位量較小的近似因子組： =25/9721/25=100/9764/10036/25 而

49、 =63/7525/36=100/7563/10025/36 所以交換齒輪=63，=64，=100，=75，=97 至此整個進給箱齒輪傳動設計全完畢，具體傳動圖如下。 圖2—3 傳動圖 3.5 車制螺紋的工作工程 由上述傳動方案設計可知：（圖2—1） 普通機床上的進給運動為刀架的移動，它由主軸傳來，當車削螺紋時，運動經(jīng)進給箱通過絲杠、螺母傳動刀架；一般車削時，運動經(jīng)過進給箱通過光杠及溜板箱用齒輪齒條傳動刀架。前者被稱為螺紋車削傳動路線，后者被稱為一般車削傳動路線。 進給運動傳動鏈，車削螺紋傳動路線 車削螺紋時傳動鏈的運動平衡式為: l(主軸)*u*L絲=L

50、工 式中:u-----從主軸倒絲桿之間的總傳動比 L絲---機床絲桿的導程,CA6140型車床的L絲=12mm L工---被加工螺紋的導程(mm) 進給箱中離合器和脫開，接合。掛輪架齒數(shù)為63—100—75。 運動進入進給箱后，經(jīng)移換機構的齒輪副傳至軸ⅩⅣ，再經(jīng)過雙軸滑移變速機構齒輪副、、、、、及中的任一對傳至ⅩⅤ，然后再 由移換機構的齒輪副傳至軸ⅩⅥ，接下來再經(jīng)軸ⅩⅥ～ⅩⅧ間的兩組滑移齒輪變速機構，最后經(jīng)離合器傳至絲杠ⅩⅨ。溜板箱中的開合螺母閉合，帶動刀架。 車削米制螺紋時傳動鏈的傳動路線表達式如下： （右螺紋） 主軸Ⅵ——

51、Ⅸ— —Ⅹ— —Ⅺ—（左螺紋） —ⅩⅥ— —ⅩⅧ——絲杠ⅩⅨ—刀架 其中軸ⅩⅣ～ⅩⅤ之間的變速機構可變換8種不同的傳動比：、 即=，=6.5，7，8，9，9.5，10，11，12。這些傳動比的分母相同，分子則除6.5和9.5用于其他種類的螺紋外，其余按等差數(shù)排列，相當于米制螺紋導程標準的最后一行。這套變速機構稱為基本組。 軸ⅩⅥ～ⅩⅧ間的變速機構可變換4種傳動比： == ==1 它們用以實現(xiàn)螺紋導程標準中行與行之間的倍數(shù)關系，稱為增倍組?；窘M、增倍組和移換機構組成進給變速機構。

52、它和掛輪一起組成換置器官。 車米制（右旋）螺紋的運動平衡式為： S=112 式中——基本組的傳動比； ——增倍組的傳動比。 化簡得:Ｓ=7u基ｘu倍 通過擴大導程傳動路線可將正常螺紋導程擴大4倍或16倍.CA6140型車床車削大導程米制螺紋時,最大螺紋導程為192mm. 表2-6 CA6140車床車削公制螺紋螺距表 增倍組傳 動比 基本組傳動比 1 4 16 4 16 16 16 1 1 1.75 3.5 7 14 28 56 112

53、 1 2 4 8 16 32 64 128 4.5 9 18 36 72 144 9.5 1.25 2.5 5 10 20 40 80 160 2.75 5.5 11 22 44 88 176 1.5 3 6 12 24 48 96 192 模數(shù)螺紋主要是米制蝸桿，有時某些特殊絲杠的導程也是模數(shù)制的，米制蝸桿的齒距為，所以模數(shù)螺紋的導程為，這里K為螺紋的線數(shù)。 模數(shù)m的標準值也是按分段等差數(shù)列的規(guī)律排列的。與米制螺紋不同的是，在模數(shù)螺紋導程中含有特

54、殊因子。為此，車削模數(shù)螺紋時，掛輪需換為。其余部分的傳動路線與車削米制螺紋是完全相同的。 運動平衡式： 表2-7 CA6140車床車削模數(shù)螺紋模數(shù)表 增倍組傳動比 基本組 傳動比 1 4 16 4 16 16 16 1 1 3.25 6.5 13 26 1.75 3.5 7 14 28 0.25 0.5 1 2 4 8 16 32 2.25 4.5 9 18 36 1.25

55、 2.5 5 10 20 40 2.75 5.5 11 22 44 1.5 3 6 12 24 48 英制螺紋以每英寸長度上的螺紋扣數(shù)（扣/英寸）表示，因此英制螺紋的導程英寸。由于這臺機床的絲杠是米制螺紋，被加工的英制螺紋也應該換算成以毫米為單位的相應導程值，即： 的標準值也是按分段等差數(shù)列的規(guī)律排列的，所以英制螺紋導程的分母為分段等差數(shù)列。此外，還有特殊因子25.4。車削英制螺紋時，應對傳動路線作如下兩點變動： 1） 將基本兩軸（軸ⅩⅤ和軸ⅩⅣ）的住，被動關系對調，使軸ⅩⅤ變?yōu)橹鲃虞S，軸ⅩⅣ變?yōu)楸粍虞S，就可使分母為等差數(shù)列。

56、2） 在傳動鏈中實現(xiàn)特殊因子25.4。 為此，將進給箱中的離合器和接合，脫開，軸ⅩⅥ左端的滑移齒輪25移至左面位置，與固定在軸ⅩⅣ上的齒輪36嚙合。運動由軸ⅩⅢ經(jīng)先傳到軸ⅩⅤ，然后傳至軸ⅩⅣ，再經(jīng)齒輪副傳至軸ⅩⅥ。其余部分的傳動 路線與車削米制螺紋時相同。 車削英制螺紋的運動平衡式： 其中 故 改變 和 ，就可以車削出各種標準的英制螺紋。 表2-8 CA6140車床車削英制螺紋牙數(shù)表 增倍組的傳動比 基本組 的傳動比 14 7 3.5 16 8 4 2 18 9 4.5

57、 19 20 10 5 11 24 12 6 3 車削徑節(jié)螺紋主要用于車削英制蝸桿，它是用徑節(jié)DP來表示的。徑節(jié)DP=z/D（z-齒數(shù)，D-分度圓直徑，英寸），即蝸輪或齒輪折算到每一英寸分度圓直徑上的齒數(shù)。所以英制渦桿的軸向齒距即徑節(jié)的導程： 徑節(jié)DP也是分段等差數(shù)列的規(guī)律排列的，所以徑節(jié)螺紋導程系列排列的規(guī)律與英制螺紋一樣，只是含有特殊因子25.4。車削徑節(jié)螺紋時，傳動路線與車削英制螺紋時完全相同，但是掛輪需換成，它和移換機構軸ⅩⅣ—ⅩⅥ間的齒輪副組合，得到傳動比值： 表2-8 CA6140車床車削徑節(jié)螺紋徑節(jié)表 增倍組

58、 的傳動比 基本組 的傳動比 56 28 14 7 64 32 16 8 72 36 18 9 80 40 20 10 88 44 22 11 96 48 24 12 綜上所述： 1) 車削米制和模數(shù)螺紋時，使軸ⅩⅣ主動，軸ⅩⅤ被動；車削英制和 徑節(jié)螺紋時，使軸ⅩⅤ主動，軸ⅩⅣ被動。主動軸與被動軸的對調是通過軸ⅩⅢ左端齒輪25和軸ⅩⅥ左端齒輪25的移動分別與軸ⅩⅣ右端的兩個齒輪 36嚙合來實現(xiàn)。這兩個齒輪由同一個操縱機構控制，使它們反向聯(lián)動，以保證其中一

59、個在左邊位置時，另一個在右邊位置。軸ⅩⅢ～ⅩⅣ間的齒輪副、離合器、軸ⅩⅤ—ⅩⅣ—ⅩⅥ間的齒輪25-36-25（這個齒輪36是空套在軸ⅩⅣ上的）和軸ⅩⅣ—ⅩⅥ間的齒輪36-25（這個齒輪36是固定在軸ⅩⅣ上的）稱為移換機構。 2) 車削米制螺紋和英制螺紋時，掛輪架齒輪63—100—75。車削模數(shù)螺紋和徑節(jié)螺紋（米制和英制蝸桿）時，掛輪為64—100—97。 當需要車削標準螺紋時，用進給變速機構無法得到要求的導程。這時，必須將離合器、、全部接合，把軸ⅩⅢ、ⅩⅤ、ⅩⅧ和絲杠聯(lián)成一體，使運動由掛輪直接傳到絲杠。被加工螺紋的導程S依靠調整掛輪的傳動比來實現(xiàn)。 此時運動平衡式為：

60、 S=1r12 將上式簡化后，得到掛輪的換算公式： ==S/12 為綜合分析和比較車削上述各種螺紋時的傳動路線，把CA6140型車床進給運動鏈中加工螺紋時的傳動路線表達式歸納總結如下： 主軸Ⅵ— （正常導程） （擴大導程） （右螺紋） —ⅠⅩ——Ⅺ—（左螺紋）—Ⅹ— （米、英制螺紋）ⅩⅢ （公制及模書螺紋） ⅩⅥ- —Ⅻ— 合-ⅩⅤ--ⅩⅣ— （模數(shù)、徑節(jié)螺紋） （英制及徑節(jié)螺紋） ————ⅩⅢ——合——ⅩⅤ——合—— ——ⅩⅧ——合——ⅪⅩ 3.6 車削圓柱面和端面 車

61、削圓柱面和端面時，運動從進給箱經(jīng)光杠輸入溜板箱，經(jīng)轉換 機構實現(xiàn) 縱向進給（車削圓柱面）或橫向進給，這時進給箱中離合器脫開。使軸ⅩⅧ的齒輪28與軸ⅩⅩ左端的齒輪56相嚙合，運動由主軸經(jīng)正常導程的英制螺紋傳 動路線時，可得到從0.86——1.59mm/r的8種圖套的縱向進給量。當運動由主軸經(jīng)正常導程的米制螺紋傳動路線時，可獲得正窗進給量。運動經(jīng)擴大螺紋導程機構及英制螺紋傳動路線時，且主軸處于10---125r/min的12級低轉速時，可獲得從1.71---6.33min/r的16種加大進給量。運動經(jīng)由擴大螺紋導程機構及米螺紋傳動路線，主軸處于450---1400r/min（其中500r/mi

62、n）處于的6級高轉速，且當u倍調整為1/8時，可獲得從0.028—0.054mm/r的8中進給量。 其傳動路線表達式如下: 第四章 CA6140進給箱齒輪校核與結構設計 4.1 軸的設計 軸的設計中主要考慮兩方面： 1.軸的位置確定：即要根據(jù)箱大小布置，眾中間傳動由軸的位置動力輸入軸、輸出軸確定。 結構設計：根據(jù)軸的功能，軸上零件的安裝情況，在進給箱設計中主要 2.是根據(jù)軸上齒輪，軸承的安裝情況來進行結構設計。 軸徑計算：軸徑計算應該根據(jù)軸的受載情況，傳動精度等特點進行。一般是估計軸的直徑，然后根據(jù)軸的彎矩及扭矩圖進行軸的剛度和疲勞強度的校核。 在CA6140型

63、進給箱傳動軸設計中，由于傳動受力由到家切削或車削時受力通過溜板箱傳給絲杠，然后由一系列齒輪作用到傳動軸上。期間有力的損失等，傳力復雜，同時考慮到大多數(shù)機械中軸的安全系數(shù)很大，有的甚至高大50倍以上，于是在設計中傳動用類比法取軸徑。 4.1.1 布置 首先，在根據(jù)傳動的要求，根據(jù)箱體—軸輸入兩軸，，軸輸出的特點將這三根固定下來，采用各軸軸心成一條堅線的方法，這樣便于不止操縱機構，便于裝配調整和維修。 在確定運動輸入軸的位置時（Ⅷ軸）： ①軸上裝有換向離合器，為了便于裝配，調整和維修以及便于運動輸入，將它布置的靠近箱蓋便于接近處。 ②機床總體布局對變速箱的形狀，尺寸作了大致規(guī)定，從

64、主軸箱傳動到進給箱越短，便于操縱機構的布置，同時也有利于增加機床外觀布局的協(xié)調性，不至于使運動鏈太長，所以將變速箱上的進給箱輸入輸出布置的主軸的前方。 4.1.2 中間傳動軸設計滿足的要求 ⑴裝有離合器的軸：為了便于裝卸、高速、操縱和維修制動裝置，應該盡量將該軸布置的靠近箱蓋處。 ⑵裝有交換齒輪和制動裝置的軸也要靠近箱蓋處。 4.1.3 轉動軸的軸向固定 ⑴傳入軸用襯套和螺紋透蓋一端固定方式，這樣傳動軸組裝時從箱體的一端裝入，裝配工藝好，但要一個較復雜的襯套，軸受力時允許軸少量移動，因而避免了因熱膨脹而產(chǎn)生的彎曲變形，缺點是不能預加載荷，軸承磨損后不能調整間隙，不能采用分離型向心推力

65、軸承，雙端均用深溝球軸承； ⑵中間軸（帶滑移齒輪）ⅩⅤ用帶肩套的一端固定方式，特點是：箱體孔 加工工藝好，但只能用承受單向力。其應用和輸入軸一樣軸承不能預加載荷，軸承磨損后不能高速間隙，不能采用分離型向心推力球軸承，兩端均用深溝球軸承： ⑶裝有滑動齒輪的ⅩⅤⅠ軸：采用三支撐傳動軸的軸固定方式，兩端固定均用球軸承，中支撐浮動，軸受力或受熱后引用軸向移動由軸承間隙補償，其軸向間隙可調； ⑷裝有固定齒輪ⅩⅠⅤ軸采用軸承蓋端面兩端固定方式，特點是刮軸承蓋的端面，確定軸的軸向位置并調整軸承間隙，結構簡單，但調整不方便，且對軸承蓋端面平行度要求較高，應用時可調整間隙和預加載荷，當正向安裝單列向心

66、推力球軸承或圓錐滾子軸承時，熱膨脹后軸承間隙減小，磨損和發(fā)熱量反向時，軸承間隙增加，旋轉精度比較低； ⑸裝有空套齒輪的Ⅳ軸用軸承蓋端面兩端固定方法選用單列圓錐滾子軸承； ⑹與絲杠和光杠相連的軸用帶肩襯套和螺紋透蓋一端固定方法。 4.2 軸上零件的固定方法 4.2.1 齒輪、軸承的固定 可采用軸肩、套筒、彈性擋圈緊固螺釘?shù)确绞焦潭?，一般軸承如Ⅷ上的軸承采用軸肩定位，特點是簡單可靠，能保證零件緊靠定位面在靠近軸端并固定齒 輪用套筒或彈性檔圈固定。用套筒定位時，定位可靠簡單，因沒有槽，但重量及件數(shù)增加，常用語零件距離不大的軸徑，用彈性檔圈固定位子時，結構工藝性好，但應力集中較大，削弱了軸的疲勞強度，所以用于軸向力小，防止軸向移動的場合