【正文】 sized bedrooms machine, the main ponents can be summarized as threebox turret tailstock bed. This graduation project is a drive system and simulation CA6140 lathe headstock design, the design includes: overall design of the main drive system, the spindle box design transmission design, dynamic calculation. The overall design of main drive system includes a main form of transmission choice, selection and spindle motor power calculation。后來慢慢地加工別的種類的東西，出現(xiàn)了依賴人的體力勞動，使工件往復(fù)轉(zhuǎn)動的原始機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的柔性化，使得機(jī)床的生產(chǎn)效率提高，生產(chǎn)的廢品量下降，已經(jīng)從小批量生產(chǎn)進(jìn)入大批量的生產(chǎn)的量。進(jìn)料系統(tǒng)常見的是雙軸滑移齒輪機(jī)構(gòu)，用十字手柄操作縱向和橫向的進(jìn)給，具有快速電機(jī)。 （ 5）主軸變速操縱機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)主要用來控制箱內(nèi)一根軸上的雙聯(lián)滑移齒輪和另一根軸上的三聯(lián)滑移齒輪。 研究內(nèi)容及方法 研究內(nèi)容 根據(jù)任務(wù)書給定的設(shè)計參數(shù)確定傳動方案、傳動系統(tǒng)圖，確定各傳動齒輪的參數(shù)，傳動比等，同時要考慮到傳動效率等問題。在轉(zhuǎn)速圖上，先分配從電動機(jī)轉(zhuǎn)速到主軸最低轉(zhuǎn)速的總降速比，在串聯(lián)的雙軸傳動間畫上 ( 1) minU k k?? 。軸 II 運動通過齒輪傳至軸 III。 51502080582663505050208030505841223943385156166。 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。 圖 齒輪副示意圖 軸的校核 對于傳動軸，除重載軸外，一般無須進(jìn)行強(qiáng)度校核，只進(jìn)行剛度驗算。滾動軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并由專業(yè)工廠大量生產(chǎn)制造及供應(yīng)各種常用規(guī)格的軸承。較小的純軸向載荷可選用推力球軸承；較大的純軸向載荷可選用推力球軸承。 (4）軸承的安裝和拆卸 軸承在長軸上安裝時，為便于裝拆，可用內(nèi)圈孔為 1﹕ 12 的圓錐孔的軸承， 用以安裝在緊定襯套上。 傳動軸的校核 對于傳動軸，除重載軸外，一般無須進(jìn)行強(qiáng)度校核，只進(jìn)行剛度驗算。 傳動軸 III 各主要零件的設(shè)計 軸徑的估算 參考《實用機(jī)床設(shè)計手冊》表 — 2得： 3(100 ~ 120)cPd n? ，查《實用機(jī)床設(shè)計手冊》表 — 10 得： V?帶 = ， 取3105cPd n? 由轉(zhuǎn)速圖可得：min235822i ? ∴ 轉(zhuǎn)速： 23 23 9 6 9 .6 7 0 3 6 7 .8 0 65 8 / 2 2nn i? ? ?（ r/min） 效率： 223 3 2? ? ??? 查《實用機(jī)床設(shè)計手冊》表 — 10 得：圓錐滾子軸承效率 3? = 功率： 23 2 2 3 6 . 9 1 5 6 0 . 9 8 0 . 9 8 6 . 5 0 8 9PP ?? ? ? ? ? ?（ kw） ∴ 3 33336 . 5 0 8 91 0 5 1 0 5 2 7 . 3 6 73 6 7 . 8 0 6Pd n? ? ? ? ?（ mm） 取 min3 28d ? （ mm） 齒輪的校核 由《機(jī)械設(shè)計》得校核齒輪即滿足： ? ?FtFa SaKFbm Y Y?? ， 2t TF d? 對軸 III 上齒數(shù)為 63 的齒輪進(jìn)行校核 42 2 5 .4 1 1 0126t TF d ???? ∴ 56 . 8 9 2 2 0 . 5 4 1 1 0 2 3 . 4 91 1 2 6 1 2 6 2tKFbm ? ? ?????? 又由計算齒輪時的數(shù)據(jù)得： ? ? 2 6 3 . 5 6 6 . 9 2 52 . 2 6 8 1 . 7 3 6FF a S aYY? ??? 比較得： ? ?FtFa SaKFbm Y Y?? 故該齒輪符合要求。 花鍵軸鍵側(cè)擠壓應(yīng)力的驗算 花鍵鍵側(cè)工作表面的擠壓應(yīng)力為： m a x228()njy jyMD d lN K ??? ? ? ???? 式中 maxnM — 花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（ N mm? ）； D、 d— 花鍵軸的大徑和小徑（ mm） ； L— 花鍵工作長度； N— 花鍵鍵數(shù)； K— 載荷分布不均勻系數(shù)， K=～ ； 4228 1 6 . 9 1 0 7 . 6 5 2 0( 3 6 3 2 ) 1 1 6 8 0 . 7j y j yM P a?? ??? ? ? ? ? ???? ? ? ?(MPa) 故此花鍵軸校核合格。 軸的抗彎斷面慣性矩（ 4mm ） 花鍵軸 42( ) ( )64d b N D d D dI ? ? ? ? ?? = 42 442 6 6 6 ( 3 2 2 6 ) ( 3 2 2 6 ) 3 . 3 7 7 1 064 mm? ? ? ? ? ? ? ?? 式中 d— 花鍵軸的小徑（ mm） ； D— 花軸的大徑（ mm） ； b、 N— 花鍵軸鍵寬，鍵數(shù)； 傳動軸上彎曲載荷的計算，一般由危險斷面上的最大扭矩求得 ： 4 4495 5 10 nPM ? ? ?扭 = 456. 0695 5 10 6. 29 1091 .9 52? ? ? ?（ Nmm） 式中 N— 該軸傳遞的最大功率（ kw） 。 圖 軸 IV 裝配示意圖 傳動軸 V 各主要零件的設(shè)計 軸徑的估算 參考《實用機(jī)床設(shè)計手冊》表 — 2得： 3(100 ~ 120)cP。 傳動軸上的彎矩載荷有輸入扭矩 齒輪和輸出扭矩齒輪的圓周力、徑向力，齒輪的 圓周力 tP ： 5 42 2 6 . 2 9 1 0N 3 . 9 3 1 0D 3 2t MP ??? ? ? ?扭 （ ）(N) 式中 D— 齒輪節(jié)圓直徑（ mm） ,D=mZ。 式中 10hL — 額定壽命， C — 額定負(fù)載， P — 當(dāng)量動載荷， ??壽 命 系 數(shù) ，對于球軸承 3?? ，對于滾子軸承 103?? 。 綜上軸 III 上的三聯(lián)滑移齒輪 4 5 50，符合要求，其余三個齒輪也符合要求。 jn — 該軸的最小轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 式中 10hL — 額定壽命， C — 額定負(fù)載， P — 當(dāng)量動載荷， ??壽 命 系 數(shù) ，對于球軸承 3?? ，對于滾子軸承 103?? 。當(dāng)軸承在承受徑向載荷的同時，還有不打的軸向載荷時，可選用深溝球軸承或接觸角不大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承；當(dāng)軸向載荷較大的時，可選用接觸角較大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，或選用向心軸承和推力軸承組合在一起的結(jié)構(gòu)，分別承擔(dān)徑向和軸向載荷。 滾動軸承由：內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架等四部分組成，內(nèi)圈用來和軸頸裝配，外圈用來和軸承座孔裝配。 1n — 該軸的計算最小轉(zhuǎn)速（ r/min） 。摩擦片對數(shù) 可按下式計算： 02 []TKZ fD b P?? （ ） 式中 T—— 摩擦離合器所傳遞的扭矩（ N mm? ） dN —— 電動機(jī)的額定功率（ kw） 4 4 4dj9 5 5 1 0 / n 9 5 5 1 0 7 . 5 0 . 9 8 / 8 1 9 . 5 6 5 8 . 5 6 1 0TN ?? ? ? ? ? ? ? ?(Nmm) （ ） jn —— 安裝離合器的傳動軸的計算轉(zhuǎn)速（ r/min） ? —— 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)，由摩擦片為淬火鋼，查《機(jī)床設(shè)計指導(dǎo)》表215，取 f= mD —— 摩擦片的平均直徑（ mm） ( ) / 2 ( 8 1 3 9 ) / 2 6 0mD D d? ? ? ? ?mm （ ） b—— 內(nèi)外摩擦片的接觸寬度（ mm） ( ) / 2 ( 8 1 3 9 ) / 2 2 3b D d? ? ? ? ? mm （ ） []P —— 摩擦片的許用壓強(qiáng)（ 2/N mm ） 0[]P —— 基本許用壓強(qiáng)，查《機(jī)床設(shè)計指導(dǎo)》表 215，取 1K —— 速度修正系數(shù) 0 1 3 2[ ] [ ] 1 . 1 1 . 0 0 1 . 0 0 0 . 7 6 0 . 8 3 6p p K K K? ? ? ? ? ? （ ） 240 / 6 1 0 2 .5pv D n?? ? ? (m/s) （ ） 根據(jù)平均圓周速度 pv 取 1K = 3K —— P1004 表 取 2K —— P1004 表 所以 2 4 202 / [ ] 2 8 . 5 6 1 0 1 . 4 / ( 3 . 1 4 0 . 0 8 6 0 2 1 0 . 8 3 6 ) 1 5 . 0 9 7Z M n K fD b p?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （ ） 取 16Z? 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0 .4 7 .5 3( )kP kw? ? ?，最后確定摩擦離合器的軸向壓緊力 Q，可按下式計算： 2 2 50 0 ( )[ ] 1 . 1 3 . 1 4 6 0 2 1 1 2 . 6 1 1 0NQ P D b K?? ? ? ? ? ? ? ? （ ） 式中各符號意義同前述。166。主軸傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)表達(dá)式如下： 123956 20 20264138 80 8013 0 2251 50 51 5823 0 5843 50 503050 34 635034 30 50M I V V MI I I I I IM V I I M??? ? ???? ? ? ? ? ??? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?????電 動 機(jī) ()VI?????????主 軸 W ==1450r/mind 根據(jù)以上的確定，可以初步定出的傳動系統(tǒng)圖，如圖 所示。本設(shè)計轉(zhuǎn)速的公比近為φ =，查機(jī)械設(shè)計手冊的公比推薦值，最后取φ =，于是擬訂出轉(zhuǎn)速圖如圖 所示。 研究方法 （ 1）確定傳動方案和傳動系統(tǒng)圖 根 據(jù) CA6140 車床主軸箱結(jié)構(gòu)及給定的設(shè)計參數(shù)，確定主軸箱的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速圖，最終確定系統(tǒng)的傳動結(jié)構(gòu) 、傳動系統(tǒng)圖。CA6140 型車床主軸箱潤滑的特點是箱體 外循環(huán)。 主要技術(shù)參數(shù)如下： 工件最大回轉(zhuǎn)直徑 Dmax(mm) 最高轉(zhuǎn)速 nmax( minr ) 最低轉(zhuǎn)速 minn ( minr ) 電機(jī)功率 P（ kW） 公 比 Φ 轉(zhuǎn)速級數(shù) Z 400 1400 10 11 24 CA6140 主軸箱 主軸箱的功用 主軸箱功能是支撐主軸和推動其旋轉(zhuǎn)，并使其啟動，停止和轉(zhuǎn)動方向的其他功能【 7,8】。 國內(nèi)機(jī)床行業(yè)與國外差距 中國機(jī)床當(dāng)前已經(jīng)取得了很大成績，但與世界先進(jìn)水平相比，還有較大的差異。 18 世紀(jì)，出現(xiàn)了蒸汽機(jī)，它可以為提供能量，從而使生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了革命性的變化。 dynamic calculation, including the identification of the gear module, feet, bearing forms and models, as well as other relevant calculation axis. I use CAD finished headstock assembly drawing twodimensional assembly drawing and parts of several axes, the use of ProE design software to plete parts (shafts,