【正文】 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 18 式中 N齒輪傳遞功率（ KW）， N= ??dN ； 160T OnTKmC? （ 523） T齒輪在機(jī)床工作期限（ ST ）內(nèi)的總工作時間（ h） ，對于中型機(jī)床的齒輪取ST =15000~20200h，同一變速組內(nèi)的 齒輪總工作時間可近似地認(rèn)為 T=ST /P， P為變速組的傳動副數(shù)； 1n 齒輪的最低轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 摩擦片的厚度一般取 、 、 2（ mm） ，內(nèi)外層分離時的最大間隙為 ～（ mm） ,摩擦片的材料應(yīng)具有較高的耐磨性、摩擦系數(shù)大、耐高溫、抗膠合性好等特點， 常用 10 或 15鋼，表面滲碳 ～ （ mm） ,淬火硬度達(dá) HRC52～ 62。（ 514） dN —— 電動機(jī)的額定功率（ kW）； jn —— 安裝離合器的傳動軸的計算轉(zhuǎn)速（ r/min） ； η —— 從電動機(jī)到離合器軸的傳動效率； K—— 安全系數(shù)，一般取 ～ ； f—— 摩擦片間的摩擦系數(shù)，由于磨擦片為淬火鋼，查《機(jī)床設(shè)計指導(dǎo)》表 取 f=； 0D —— 摩擦片的平均直徑（ mm） 。 帶基準(zhǔn)長度 2210 0 1 2 0()2 ( ) 2 7 2 2 . 524 ddd d d ddnL a d d m ma?? ? ? ? ? （ 53） 查《機(jī)床設(shè)計指導(dǎo)》（ 任殿閣，張佩勤 主編） 表 27，取 0dL ＝ 2800mm。 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(dá)見箱體零件圖。有固定式、移動式兩種。 箱體在主軸箱中起支承和定位的作用。 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 11 第 4 章 主要設(shè)計零件的計算和驗算 主軸箱的箱體 主軸箱中有主軸 、變速機(jī)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)和潤滑系統(tǒng)等。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。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。 故結(jié)構(gòu)式 24=2 3 2 2 繪制轉(zhuǎn)速圖 選 定 電動 機(jī) 一般金屬切削機(jī)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(jī)。當(dāng)主軸反轉(zhuǎn)時，可獲得 3+3 2 2=15 級反轉(zhuǎn)。該機(jī)床剛性好，功率大，操作方便。使所設(shè)計的產(chǎn)品盡量達(dá)到結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、操作方便、成本低廉的要 求。更應(yīng)了解我國實際生產(chǎn)水平，使設(shè)計的機(jī)床，機(jī)器在四化建設(shè)中發(fā)揮最佳的效蓋。 為了解決上述問題，滿足多品種、小批量，特別是結(jié)構(gòu)復(fù)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(jī)床。 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%。 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，對機(jī)床的性能、精度、自動化程度等提出了 越來越高的要求。 及發(fā)展趨勢 機(jī)床設(shè)計和制造的發(fā)展速度是很快的。該機(jī)床主軸箱剛性好、功率大、操作方便。 CA6140 機(jī)床主軸箱的作用就是把運動源的恒定轉(zhuǎn)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(jī)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 車床主軸箱的設(shè)計 1 第 1 章 緒論 隨著技術(shù)的發(fā)展，機(jī)床主軸箱的設(shè)計會向較高的速度精度，而且要求連續(xù)輸出的高轉(zhuǎn)矩能力和非常寬的恒功率運行范圍。 作為主要的車削加工機(jī)床， CA6140 機(jī)床廣泛的應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)中。 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(zhuǎn)速，以實現(xiàn)主切削運動。該機(jī)床剛性好、功率大、操作方便。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，數(shù)據(jù)和資料，既能提高機(jī)床設(shè)計和制造水平，也將促進(jìn)設(shè)計方法的現(xiàn)代化。但是，采用這種自動、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、才會有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。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。參數(shù)擬定和方案確定中，既要了解當(dāng)今的先進(jìn)生產(chǎn)水平和可能趨勢。 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(shè)計法進(jìn)行設(shè)計。 主 軸 三 支撐均采用滾動軸承；進(jìn)給系統(tǒng)用雙軸滑移共用齒輪機(jī)構(gòu)；縱向與橫向進(jìn)給由十 字手柄操縱，并附有快速電機(jī)。 工件參數(shù) 工件的最大回轉(zhuǎn)直徑 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、 2020 毫米 主軸參數(shù) 主軸轉(zhuǎn)速范圍 正傳（ 24 級） ???????????????????? 101400 轉(zhuǎn) /分 反轉(zhuǎn)（ 24 級） ???????????????????? 141580 轉(zhuǎn) /分 主軸其他參數(shù) 主軸孔徑 ????????????????????????? .48 毫米 主軸前段孔錐度 ?????????????????????? 400 毫米 加工螺紋范圍 公制（ 44 種） ?????????????????????? 1192 毫米 英制（ 20 種 ） ????????????????????? 224 牙 /英寸 模數(shù)（ 39 種） ????????????????????? 毫米 徑節(jié)（ 37 種） .?????????????????????? 196 徑節(jié) 進(jìn)給量范圍 細(xì)化 毫米 /轉(zhuǎn) 縱向（ 64 種） ??????????????? 正常 毫米 /轉(zhuǎn) 加大 毫米 /轉(zhuǎn) 細(xì)化 毫米 /轉(zhuǎn) 橫向（ 64 種） ??????????????? 正常 毫米 /轉(zhuǎn) 加大 毫米 /轉(zhuǎn) 刀具快速移動速度 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 5 縱向 ??????????????????????????? 4米 /分 橫向 ???????????????????? ??????? 4米 /分 電機(jī)冷卻泵參數(shù) 主電機(jī) 功率 ??????????????????????????? 千瓦 轉(zhuǎn)速 ????????????????????????? 1450 轉(zhuǎn) /分 快速電機(jī) 功率 ??????????????????????????? 370 瓦 轉(zhuǎn)速 ????????????????????????? 2600 轉(zhuǎn) /分 冷卻泵 功率 ??????????????????????????? 90瓦 流量 ????????????????????????? 25 升 /分 重量及外形尺寸 工件最大長度為 1000 毫米的機(jī)床 外形尺寸（長寬高） ?????????? 2668 1000 1190 毫米 重量約 2020 公斤 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 6 第 3 章 傳動方案和傳動系統(tǒng)圖的擬定 確定極限轉(zhuǎn)速 已知主軸最低轉(zhuǎn)速 minn 為 10mm/s,最高轉(zhuǎn)速 maxn 為 1400mm/s，轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍為 nR = maxn / minn =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（Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅵ軸）使主軸獲得 2 3=6 級正轉(zhuǎn)，由第二條路線（Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ軸）又使主軸獲得 2 3 2 2=24 級正轉(zhuǎn)，這樣可獲得 30級正轉(zhuǎn)。 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式 由公式 Z= aP （ 1X ） bP （ 2X ） cP （ 3X ）? （ 41） 其中 Z 為主軸轉(zhuǎn)速級， iP 為按傳動順序的各變速組傳動副數(shù)， iX 為各變速組的級比指數(shù)。 分配總降速傳動比 總降速傳動比為 uⅡ = minn / dn =10/1440≈ 10－ 3, minn 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。 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 8 圖 41 轉(zhuǎn)速圖 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 9 圖 42 CA6140傳動系統(tǒng)圖 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 10 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 5638 或5143 傳給軸Ⅱ。 （ 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)Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ的背輪機(jī)構(gòu)傳給主軸，使主軸獲得中低轉(zhuǎn)速。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。 設(shè)計的箱體外觀形狀如下圖： CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 13 圖 52 箱體在床身上的安裝方式，機(jī)床類型不同，其主軸變速箱的定位安裝方式亦不同。 箱體的顏色根據(jù)機(jī)床的總體設(shè)計確定，并考慮機(jī)床實際使用地區(qū)人們心理 上對顏色的喜好及風(fēng)俗。 0a 過小，增加帶彎曲次數(shù)； 0a 過大，易引起振動。 mm） ； nM ＝ 955 410 dN η / jn ＝ 955 410 11 ＝ 510（ mmN? ） 。 所以 Z≥ 2MnK/? f 20D b[p]＝ 2 510 （ 267 23 ＝ 11 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 17 臥式車床反向離合器所傳遞的扭矩可按空載功率損耗 kP 確定，一般取 kP ＝ dN ＝ 11＝ 最后確定摩擦離合器的軸向壓緊力 Q，可按下式計算： Q= 0tp????? 20D b vK (N)＝ 267 23 ＝ 510 （ 520） 式中各符號意義同前述。對硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗算齒根彎曲應(yīng)力。 I 軸 上的齒輪采用整淬的方式進(jìn)行熱處理 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 19 傳至 I 軸時的最大轉(zhuǎn)速為： 1 130 8 2 0 / m in230dn n r? ? ? 130 0 .9 8 0 .5 1 1230? ? ? ? ??? ? ? N= ??dN =