【正文】 評(píng)議人： 年 月 日 備注： 目 錄 1 引 言 ..................................................................... 1 2 主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的確定 ......................................... 2 動(dòng)參數(shù)的確定 ............................................................ 2 動(dòng)力參數(shù)的確定 .......................................................... 3 3 主傳動(dòng)方案的選擇 ......................................................... 4 傳動(dòng)布局 ................................................................ 4 變速形式 ................................................................ 4 開停方式 ................................................................ 4 制動(dòng)方式 ................................................................ 5 換向方式 ................................................................ 5 4 主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) ........................................................... 5 結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的擬 定 ............................................ 5 普通 V 帶型號(hào)及帶輪直徑的選擇 ........................................... 10 確定各變速組齒輪的齒數(shù) ................................................. 12 齒輪的布置與排列 ....................................................... 15 5 主傳動(dòng)的計(jì)算轉(zhuǎn)速 ........................................................ 16 計(jì)算轉(zhuǎn)速的概念 ......................................................... 16 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 ..................................................... 16 其他傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 ............................................... 17 初估軸頸 ............................................................... 18 初估齒輪模數(shù) ........................................................... 20 齒輪幾何尺寸 ........................................................... 21 6 主軸的校核計(jì)算 .......................................................... 22 各級(jí)傳動(dòng)比 ............................................................. 22 各軸的最低轉(zhuǎn)速 ......................................................... 22 主軸傳遞的功率（ kW ） ................................................. 22 計(jì)算各軸傳遞扭矩 ....................................................... 22 各軸設(shè)計(jì)計(jì)算 ........................................................... 23 7 主軸箱的箱體 ............................................................ 25 8 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 ............................................................ 27 9 結(jié)論 .................................................................... 28 參考文獻(xiàn) ................................................................... 30 致 謝 ..................................................................... 30 XXXX 機(jī)電工程系 2021 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 CA6140 車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 王叢叢 （德州學(xué)院機(jī)電系，山東德州 253023） 摘 要 ： 作為車削加工機(jī)床， CA6140機(jī)床廣泛的用于機(jī)械加工行業(yè)中，本設(shè)計(jì)主要 針對(duì) CA6140機(jī)床的主軸箱進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有機(jī)床主要參數(shù)，傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定，對(duì)主要零件進(jìn)行了計(jì)算和校核，利用 AutoCAD繪圖軟件進(jìn)行了零件的設(shè)計(jì)。 應(yīng)包括參數(shù)，運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的分析和擬定，軸和軸承的驗(yàn)算等，此外，還應(yīng)對(duì)重要結(jié)構(gòu)的選擇和分析做必要的說明。 將各傳動(dòng)件及其它零件在展開圖和剖面圖上做初步的安排，布置和設(shè)計(jì)。采用各類仿型機(jī)床，雖然可以部分地解決小批量復(fù)雜的加工，但在更新零件時(shí)需制造靠模和調(diào)整機(jī)床，生產(chǎn)準(zhǔn)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(dá)到較高的要求。但是，采用這種自動(dòng)、高效的設(shè)備，需要很大的初期投資以及較長的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，只有在大批量的生產(chǎn)條件（如汽車、拖拉機(jī)、家用電器等工業(yè)主要零件的生產(chǎn)）下、才會(huì)有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。因此，探索科學(xué)理論的應(yīng)用，科學(xué)地分析的處理經(jīng)驗(yàn)，數(shù)據(jù)和資料，既能提高機(jī)床設(shè)計(jì)和制造水平，也將促進(jìn)設(shè)計(jì)方法的現(xiàn)代化。雖然設(shè)計(jì)者未曾系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過機(jī)床設(shè)計(jì)的課程，但通過該設(shè)計(jì)拓寬了知識(shí)面，增強(qiáng)了實(shí)踐能力，對(duì)普通機(jī)床和數(shù)控機(jī)床都有了進(jìn)一步的了解。 。xxxx 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 開題報(bào)告書 2021 年 11 月 10 日 院（系） 機(jī)電工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 姓 名 xxx 學(xué) 號(hào) xxxxxxxxxx 論文（設(shè)計(jì)）題目 CA6140 車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、選題目的和意義 目的：機(jī)床設(shè)計(jì)是 在 技術(shù)基礎(chǔ)課及專業(yè)課的基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)床主傳動(dòng)部件（主軸變速箱）設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行集合訓(xùn)練。如計(jì)算，制圖，應(yīng)用設(shè)計(jì)資料，編寫技術(shù)文件等。 二、本選題在國內(nèi) 外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 機(jī)床設(shè)計(jì)和制造的發(fā)展速度是很快的。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜，改型也日益頻繁，對(duì)機(jī)床的性能、精度、自動(dòng) 化程度等提出了越來越高的要求。 在機(jī)械制造工業(yè)中，單件、小批量生產(chǎn)的零件約占機(jī)械、加工的 70%～ 80%。 三、課題設(shè)計(jì)方案 機(jī)床設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課及有關(guān)專業(yè)課的基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)床傳動(dòng)部件（主軸變速箱）設(shè)計(jì)進(jìn)行的綜合訓(xùn)練 根據(jù)機(jī)床類型，規(guī)格和其他特點(diǎn)，了解典型工藝的切削用量，結(jié)合世界條件和情況，并與同類機(jī)床對(duì)比分析后確定：極限轉(zhuǎn)速 maxn 和 minn ，公比 ? （或級(jí)數(shù) Z ），主傳動(dòng)電機(jī)功率 N。 在結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，對(duì)一根傳動(dòng)軸的剛度（學(xué)時(shí)充裕時(shí)，也可以對(duì)該軸的強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算）和該軸系的軸承的壽命進(jìn)行驗(yàn)算。 四、計(jì)劃進(jìn)度安排 第一階段：（ ） 確定畢業(yè)設(shè)計(jì)課題題目，撰寫開題報(bào)告 ； 第二階段：（ ） 查詢相關(guān)資料、進(jìn)行課題研究，在已完成研究的基礎(chǔ)上，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)，完成設(shè)計(jì)初稿 ； 第三階段：（ ） 指導(dǎo)教師審閱學(xué)生設(shè)計(jì)，提出修改意見。通過機(jī)床主運(yùn)動(dòng)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到方案分析、設(shè)計(jì)構(gòu)思、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等各方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計(jì)思路，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，并使初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力得到提高。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品逐漸變得更精密、復(fù)雜，改型也日益頻繁，對(duì)機(jī)床的綜合性能、加工精度和自動(dòng)化程度等提出了越來越高的要求。設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)最基本的原則是以最合理，經(jīng)濟(jì)的方式滿足所需要求。通用機(jī)床的加工工藝范圍較廣，機(jī)床的加工類型、工件材料、刀具材料以及加工直徑等各量是經(jīng)常變化的，從而要求機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速也能在一定的范圍內(nèi)變化，以適應(yīng)使用上的不同要求。 最大工件回轉(zhuǎn)直徑為 400mm 的普通車床主軸極限轉(zhuǎn)速分別為： maxn =minmax1000dv? = 1000 400? ???=1326 r/min? 1400 minn =maxmin1000dv? =1000250? ?? =? 10 轉(zhuǎn)速范圍： R=minmaxnn =140010 =140 XXXX 機(jī)電工程系 2021 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)的確定 考慮到所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度要適中，所以采用常規(guī)的擴(kuò)大傳動(dòng)的方式，由此選級(jí)數(shù) Z=24。功率選擇 不僅要滿 足機(jī)床生產(chǎn)率的要求， 還要 考慮節(jié)約。 估算主電動(dòng)機(jī)功率 N 電 （單位為 kW） N 電 =總切?N 式中： 切N ——切削的有效功率。另一 種 是分離傳動(dòng)，該方式 把主軸組件與變速 傳動(dòng)部分兩者分開， 形 成 一個(gè)主軸箱和一個(gè)變速箱，變速箱工作中產(chǎn)生的振動(dòng)和熱量不直接傳給主軸， 從 而 可以 減少主軸的振動(dòng)和熱變形， 提高加工精度且 主軸箱內(nèi)齒輪 數(shù)量 減少， 所以 主軸箱的噪聲、振動(dòng)和發(fā)熱量也都減少。缺點(diǎn)是 變速箱結(jié)構(gòu)較復(fù)雜； 而 滑移齒輪多采用直齒圓柱齒輪， 其 承載能力不如斜齒圓柱齒輪；傳動(dòng)平穩(wěn) 性不夠 ；不能在運(yùn)動(dòng)中變速，噪聲較大，尤其高速 傳動(dòng) 時(shí)更為嚴(yán)重。 在選擇開停方式時(shí)，在 滿足機(jī)床使用性能的前提下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用電動(dòng)機(jī)開停方式，當(dāng) 開停頻繁、電動(dòng)機(jī)功率較大或有其他要求時(shí)，可采用機(jī)械開停方式。 因此 我們采用機(jī)械制動(dòng)方式。因此，主軸轉(zhuǎn)速為 24 級(jí)的變速系統(tǒng)可 采用 四個(gè)變速級(jí)， 一個(gè)三聯(lián)齒輪變速組和三個(gè)雙聯(lián)齒輪變速組。綜上所述，傳動(dòng)順序采用 24=2322。 (4) 畫結(jié)構(gòu)網(wǎng) 根據(jù)已確定的結(jié)構(gòu)式方案畫出結(jié)構(gòu)網(wǎng)，如圖： 轉(zhuǎn)速圖的擬定 根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)，可擬定轉(zhuǎn)速圖。此外，車床一般 通過帶傳動(dòng)將裝于床腿中的電動(dòng)機(jī)軸與變速箱 Ⅰ 軸連接起來。 （ b） 橫線代表轉(zhuǎn)速值 （ c） 圖中縱向坐標(biāo)表示轉(zhuǎn)速的大小，間 距相等的橫線 表示 各種不同的轉(zhuǎn)速。但 隨著轉(zhuǎn)速圖的改變，傳動(dòng)副的傳動(dòng)比值 及 其 相 關(guān)傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速值也 發(fā)生 改變。 分配方法： a） 分配第四變速級(jí)（ IVV 軸間）的傳動(dòng)比 由結(jié)構(gòu)式 1 2 6 1224 2 3 2 2? ? ? ?可知，第四變速組即第三擴(kuò)大組的傳動(dòng)副數(shù) 2，級(jí)比指數(shù) 12。選定變速組在 Ⅲ 軸上相應(yīng)主動(dòng)轉(zhuǎn)速點(diǎn) E 的位置 以 確定該兩副的傳動(dòng)比。 再 由 D1點(diǎn) 往上數(shù) 3 格定出 D2點(diǎn)。 綜上所述，確定變速組主動(dòng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)的位置 是 分配各變速組的傳動(dòng)比 的 關(guān)鍵， 即 根據(jù)級(jí)比指數(shù)和傳動(dòng)比 極限值，確定主動(dòng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)的選擇范圍；再根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸和傳動(dòng)性能 的具體要求 ，