【正文】 CA6140車床主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文1 引言： 通過機床主運動機械變速傳動系統(tǒng)得結(jié)構(gòu)設(shè)計，在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計構(gòu)思、方案分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機械制圖、零件計算、編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計思想，掌握基本的設(shè)計方法，并具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力。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(shè)計法進行設(shè)計。使所設(shè)計的產(chǎn)品盡量達到結(jié)構(gòu)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(gòu)化設(shè)計，繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，機構(gòu)的零件圖2. CA6140車床主軸箱傳動方案擬定 確定結(jié)構(gòu)方案： 確定極限轉(zhuǎn)速 已知主軸最低轉(zhuǎn)速為10mm/s,最高轉(zhuǎn)速為1400mm/s，轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍為 = /=14確定公比 選定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比為φ＝求出主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)Z 由圖12及系統(tǒng)傳動路線可以看出，當(dāng)主軸正轉(zhuǎn)時，由第一條傳動路線（ⅠⅡⅢⅥ軸）使主軸獲得23=6級正轉(zhuǎn)，由第二條路線（ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ軸）又使主軸獲得2322=24級正轉(zhuǎn)，這樣可獲得30級正轉(zhuǎn)。當(dāng)主軸反轉(zhuǎn)時，可獲得3+322=15級反轉(zhuǎn)。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(zhuǎn)，這樣主軸實際獲得6+18=24級正轉(zhuǎn)。同理主軸只有3+3（22－1）=12級反轉(zhuǎn)。確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式 由公式Z=（）（）（）… （41）其中Z為主軸轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)式24=2322故確定結(jié)構(gòu)方案為： 在分析機床運動的傳動系統(tǒng)時，首先應(yīng)根據(jù)機床所加工工件表面的類型、切削運動，確定各運動傳動聯(lián)系的端件；然后以傳動鏈的形式將每個成形運動逐一分析；最后根據(jù)表面成形運動主傳動系統(tǒng)應(yīng)該采用滑移齒輪來進行變速，采用三聯(lián)齒輪或者是雙聯(lián)齒輪， 由于機床需要采用正反轉(zhuǎn)，所以需要將雙向摩擦片式離合器裝配到Ⅰ軸上，因此會產(chǎn)生軸向尺寸較長的現(xiàn)象。如果按“傳動順序與擴大順序一致的原則”，會使箱體的體積過大。因此為了使機床整體結(jié)構(gòu)布局看上去更加緊、合理，第一變速組需要采用雙聯(lián)齒輪。 傳動方案擬定：當(dāng)雙向多片摩擦離合器M1左結(jié)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(dāng)M1右結(jié)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(dāng)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(zhuǎn)。（2）當(dāng)主軸Ⅵ上的滑動齒輪Z50處于左端位置時，使齒輪式離合器M2接合，則軸Ⅱ的運動經(jīng)ⅢⅣⅤⅥ的背輪機構(gòu)傳給主軸，使主軸獲得中低轉(zhuǎn)速。故采用傳動方案為： 主軸傳動系統(tǒng)采用V帶、齒輪傳動； 傳動形式采用集中式傳動； 主軸換向制動采用雙向片式摩擦離合器和帶式制動器； 變速系統(tǒng)采用雙聯(lián)滑移齒輪變速。 傳動比分配：由選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速Nm和主動軸轉(zhuǎn)速N，可得裝置總傳動比為： Ia=Nm/N=1450/819=由式：基本組傳動比，分配總降速傳動比： 總降速傳動比為=/ =10/1440≈10－3 ，為主軸最低轉(zhuǎn)速，考慮是否需要增加定比傳動副，以使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標(biāo)準(zhǔn)或有利于減少齒輪和及徑向與軸向尺寸，并分擔(dān)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。3 電動機的選擇在床面上…………………………………………………………………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(zhuǎn)/分反轉(zhuǎn)（24級）……………………………………………………141580轉(zhuǎn)/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(zhuǎn)速…………………………………………………………………1450轉(zhuǎn)/分功率………………………………………………………………………370瓦轉(zhuǎn)速…………………………………………………………………2600轉(zhuǎn)/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 一般金屬切削機床的驅(qū)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動小、運行安全可靠。，故選擇Y132M4，其同步轉(zhuǎn)速為1440r/min。 第4章 主要設(shè)計零件的計算和驗算 主軸箱中有主軸、變速機構(gòu)，操縱機構(gòu)和潤滑系統(tǒng)等。主軸箱除應(yīng)保證運動參數(shù)外，還應(yīng)具有較高的傳動效率，傳動件具有足夠的強度或剛度，噪聲較低，振動要小，操作方便，具有良好的工藝性，便于檢修，成本較低，防塵、防漏、外形美觀等。箱體材料以中等強度的灰鑄鐵HT150及HT200為最廣泛,(長寬高),按下表選取. 表51長寬高()壁厚(mm) 500 500 300812 500 500 300800 500 5001015 800 800 5001220由于箱體軸承孔的影響將使扭轉(zhuǎn)剛度下降10%20%，彎曲剛度下降更多，為彌補開口削弱的剛度，常用凸臺和加強筋；并根據(jù)結(jié)構(gòu)需要適當(dāng)增加壁厚。如中型車床的前支承壁一般取25mm左右，后支承壁取22mm左右，軸承孔處的凸臺應(yīng)滿足安裝調(diào)整軸承的需求。 箱體在主軸箱中起支承和定位的作用。CA6140主軸箱中共有15根軸，軸的定位要靠箱體上安裝空的位置來保證，因此，箱體上安裝空的位置的確定很重要。本設(shè)計中各軸安裝孔的位置的確定主要考慮了齒輪之間的嚙合及相互干涉的問題，根據(jù)各對配合齒輪的中心距及變位系數(shù)，并參考有關(guān)資料，箱體上軸安裝空的位置確定如下：中心距(a)=1/2（d1+d2）+ym （式中y是中心距變動系數(shù)）中心距ⅠⅡ=（56+38）/2=中心距ⅠⅦ=（50+34）/2=中心距ⅡⅦ=（30+34）/2=72mm中心距ⅡⅢ=（39+41）/2=90mm中心距ⅢⅣ=（50+50）/2=125mm中心距ⅤⅧ=（44+44）/22=88mm中心距ⅤⅥ=（26+58）/24=168mm中心距ⅧⅨ=（58+26）/22=84mm中心距ⅨⅥ=（58+58）/22=116mm中心距ⅨⅩ=（33+33）/22=66mm中心距ⅨⅪ=（25+33）/22=58mm綜合考慮其它因素后，將箱體上各軸安裝空的位置確定如下圖： 圖51上圖中XIV、XV軸的位置沒有表達清楚具體位置參見零件圖。設(shè)計的箱體外觀形狀如下圖： 圖52 箱體在床身上的安裝方式，機床類型不同，其主軸變速箱的定位安裝方式亦不同。有固定式、移動式兩種。車床主軸箱為固定式變速箱，用箱體底部平面與底部突起的兩個小垂直面定位，用螺釘和壓板固定。本主軸箱箱體為一體式鑄造成型，留有安裝結(jié)構(gòu)，并對箱體的底部為安裝進行了相應(yīng)的調(diào)整。 箱體的顏色根據(jù)機床的總體設(shè)計確定，并考慮機床實際使用地區(qū)人們心理上對顏色的喜好及風(fēng)俗。箱體中預(yù)留了潤滑油路的安裝空間和安裝螺紋孔及油溝，具體表達見箱體零件圖。 普通V帶的選擇應(yīng)保證帶傳動不打滑的前提下能傳