【正文】 CA6140車床主軸箱結構設計的畢業(yè)設計論文第1章 緒論隨著技術的發(fā)展，機床主軸箱的設計會向較高的速度精度，而且要求連續(xù)輸出的高轉矩能力和非常寬的恒功率運行范圍。另外還會改善機床的動平衡，避免震動、污染和噪音等。本設計為CA6140機床的主軸箱。 作為主要的車削加工機床，CA6140機床廣泛的應用于機械加工行業(yè)中。CA6140機床主軸箱的作用就是把運動源的恒定轉速改變?yōu)橹鬟\動執(zhí)行件（主軸、工作臺、滑枕等）所需的各種速度；傳遞機床工作時所需的功率和扭矩；實現(xiàn)主運動的起動、停止、換向和制動。主軸箱通常主要由下列裝置和機構組成：齒輪變速裝置；定比傳動副；換向裝置；起動停止裝置；制動裝置；操縱裝置；密封裝置；主軸部件和箱體。根據(jù)機床的用途和性能不同，有的機床主軸箱可以只包括其中的部分裝置和部件。主軸箱是支承主軸并安裝主軸的傳動變速裝置，使主軸獲得各種不同轉速，以實現(xiàn)主切削運動。該機床主軸箱剛性好、功率大、操作方便。CA6140機床可進行各種車削工作，并可加工公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋。主軸三支撐均采用滾動軸承；進給系統(tǒng)用雙軸滑移共用齒輪機構；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。機床設計和制造的發(fā)展速度是很快的。由原先的只為滿足加工成形而要求刀具與工件間的某些相對運動關系和零件的一定強度和剛度，發(fā)展至今日的高度科學技術成果綜合應用的現(xiàn)代機床的設計，也包括計算機輔助設計（CAD）的應用。但目前機床主軸變速箱的設計還是以經(jīng)驗或類比為基礎的傳統(tǒng)（經(jīng)驗）設計方法。因此，探索科學理論的應用，科學地分析的處理經(jīng)驗，數(shù)據(jù)和資料，既能提高機床設計和制造水平，也將促進設計方法的現(xiàn)代化。隨著科學技術的不斷發(fā)展，機械產(chǎn)品日趨精密、復雜，改型也日益頻繁，對機床的性能、精度、自動化程度等提出了越來越高的要求。機械加工工藝過程自動化是實現(xiàn)上述要求的重要技術措施之一，不僅能提高產(chǎn)品質量和生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，還能改善工人的勞動條件。為此，許多企采用自動機床、組合機床和專用機床組成自動或半自動生產(chǎn)線。但是，采用這種自動、高效的設備，需要很大的初期投資以及較長的生產(chǎn)準備周期，只有在大批量的生產(chǎn)條件（如汽車、拖拉機、家用電器等工業(yè)主要零件的生產(chǎn)）下、才會有顯著的經(jīng)濟效益。在機械制造工業(yè)中，單件、小批量生產(chǎn)的零件約占機械、加工的70%～80%?？茖W技術的進步和機械產(chǎn)品市場競爭的日益激烈，致使機械產(chǎn)品不改型、更新?lián)Q代、批量相對減少，質量要求越來越高。采用專用的自動化機床加工這類零件就顯得橫不合理，而且調整或改裝專用的“剛性”自動化生產(chǎn)線投資大、周期長，有時從技術上甚至是不可能實現(xiàn)的。采用各類仿型機床，雖然可以部分地解決小批量復雜的加工，但在更新零件時需制造靠模和調整機床，生產(chǎn)準備周期長，而且由于靠模誤差的影響，加工零件的精度很難達到較高的要求。為了解決上述問題，滿足多品種、小批量，特別是結構復雜、精度要求高的零件的自動化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的、通用的、能夠適于產(chǎn)品頻繁變化“柔性”自動化機床。隨著計算機科學技術的發(fā)展，1952年，美國帕森斯公司（Parsons）和麻省理工學院（MIT）合作，研制成功里世界上第一臺以數(shù)字計算機為基礎的數(shù)字控制（numerical control，簡稱NC）3坐標直線插補銑床，從而機械制造業(yè)進入了一個新階段同時，在設計中處處實際出發(fā)，分析和處理問題是至關重要的。從大處講，聯(lián)系實際是指在進行機床工藝可能性的分析。參數(shù)擬定和方案確定中，既要了解當今的先進生產(chǎn)水平和可能趨勢。更應了解我國實際生產(chǎn)水平，使設計的機床，機器在四化建設中發(fā)揮最佳的效蓋。從小處講，指對設計的機床零部件的制造，裝配和維修要進行認真的，切實的考慮和分析，綜合思考的設計方法。通過機床主運動機械變速傳動系統(tǒng)得結構設計，在擬定傳動和變速的結構方案過程中，得到設計構思、方案分析、結構工藝性、機械制圖、零件計算、編寫技術文件和查閱技術資料等方面的綜合訓練，樹立正確的設計思想，掌握基本的設計方法，并具有初步的結構分析、結構設計和計算能力。意義 ：通過分析研究現(xiàn)有的CA6140車床主軸箱規(guī)格和用途、主要參數(shù)、采用功能原理設計法進行設計。使所設計的產(chǎn)品盡量達到結構簡單、緊湊、操作方便、成本低廉的要求。介紹車床的演變發(fā)展過程、CA6140車床的功能用途、優(yōu)越性和發(fā)展趨勢。完成了運動方案的確定和機構化設計，繪制系統(tǒng)結構原理圖，機構的零件圖第2章 機床的規(guī)格和用途以及主要參數(shù)的確定CA6140型普通車床的主要組成部件有：主軸箱、進給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠和床身。主軸三支撐均采用滾動軸承；進給系統(tǒng)用雙軸滑移共用齒輪機構；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。 CA6140機床廣泛的應用于機械加工行業(yè)中，CA6140機床主軸箱的作用就是把運動源的恒定轉速改變?yōu)橹鬟\動執(zhí)行件（主軸、工作臺、滑枕等）所需的各種速度；傳遞機床工作時所需的功率和扭矩；實現(xiàn)主運動的起動、停止、換向和制動。CA6140車床可進行各種車削工作，并可加工公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋。 在床面上…………………………………………………………………400毫米在床鞍上…………………………………………………………………210毫米工件最大長度(四種規(guī)格)………………………750、1000、1500、2000毫米正傳（24級）……………………………………………………101400轉/分反轉（24級）……………………………………………………141580轉/分主軸孔徑………………………………………………………………….48毫米主軸前段孔錐度…………………………………………………………400毫米公制（44種）…………………………………………………………1192毫米英制（20種）………………………………………………………224牙/英寸模數(shù)（39種）………………………………………………………徑節(jié)（37種）.…………………………………………………………196徑節(jié) 縱向（64種）……………………………………… 橫向（64種）……………………………………… 縱向………………………………………………………………………4米/分橫向………………………………………………………………………4米/分功率………………………………………………………………………轉速…………………………………………………………………1450轉/分功率………………………………………………………………………370瓦轉速…………………………………………………………………2600轉/分功率………………………………………………………………………90瓦流量………………………………………………………………… 25升/分工件最大長度為1000毫米的機床外形尺寸（長寬高）…………………………266810001190毫米重量約2000公斤第3章 傳動方案和傳動系統(tǒng)圖的擬定 確定極限轉速 已知主軸最低轉速為10mm/s,最高轉速為1400mm/s，轉速調整范圍為 = /=14 確定公比 選定主軸轉速數(shù)列的公比為φ＝ 求出主軸轉速級數(shù)Z 由圖12及系統(tǒng)傳動路線可以看出，當主軸正轉時，由第一條傳動路線（ⅠⅡⅢⅥ軸）使主軸獲得23=6級正轉，由第二條路線（ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ軸）又使主軸獲得2322=24級正轉，這樣可獲得30級正轉。當主軸反轉時，可獲得3+322=15級反轉。但由于軸ⅢⅤ間的四種傳動比為: 其中和基本相等，所以實際上主軸只能獲得23（22－1）=18級正轉，這樣主軸實際獲得6+18=24級正轉。同理主軸只有3+3（22－1）=12級反轉。 確定結構網(wǎng)或結構式 由公式Z=（）（）（）… （41）其中Z為主軸轉速級，為按傳動順序的各變速組傳動副數(shù)，為各變速組的級比指數(shù)。故結構式24=2322 繪制轉速圖 一般金屬切削機床的驅動，如無特殊性能要求，多采用Y系列封閉自扇冷式籠型三相異步電動機。Y系列電動機結構簡單、起動性能好、工作可靠、價格低廉、維護方便、高效、節(jié)能、起動轉矩大、噪聲低、振動小、運行安全可靠。，故選擇Y132M4，其同步轉速為1440r/min。 總降速傳動比為=/ =10/1440≈10－3, 為主軸最低轉速，考慮是否需要增加定比傳動副，以使轉速數(shù)列符合標準或有利于減少齒輪和及徑向與軸向尺寸，并分擔總降速傳動比。然后，將總降速傳動比按“先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速組中的最小傳動比。 傳動軸數(shù)＝變速組數(shù)+定比傳動副數(shù)+1=6先按傳動軸數(shù)及主軸轉速級數(shù)格距l(xiāng)gφ畫出網(wǎng)格，用以繪制轉速圖。在轉速圖上，先分配從電動機轉速到主軸最低轉速的總降速比，在串聯(lián)的雙軸傳動間畫上u(k→k+1)，從而確定了各傳動副的傳動比。 圖41 轉速圖 圖42 CA6140傳動系統(tǒng)圖 傳動方案擬定當雙向多片摩擦離合器M1左結合時，軸Ⅰ的運動經(jīng)M1左部的摩擦片及齒輪副或傳給軸Ⅱ。當M1右結合時軸Ⅰ的運動經(jīng)M1右部摩擦片及齒輪Z50傳給軸Ⅶ上的齒輪Z34，然后傳給軸Ⅱ上的齒輪Z30。軸Ⅱ的運動分別可分別通過三對齒輪副、傳給軸Ⅲ。軸Ⅲ的運動可分為兩路傳給主軸Ⅵ：（1）當主軸Ⅵ上的滑動齒輪Z50處于左端位置時，軸Ⅲ運動經(jīng)齒輪副直接傳給主軸Ⅵ，使主軸高速運轉。（2）當主軸Ⅵ上的滑動齒輪Z50處于左端