【正文】 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(jì)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(hào)意義同前述。 滾動(dòng)軸承由：內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)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。 式中 10hL — 額定壽命， C — 額定負(fù)載， P — 當(dāng)量動(dòng)載荷， ??壽 命 系 數(shù) ，對(duì)于球軸承 3?? ，對(duì)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(gè)齒輪也符合要求。 傳動(dòng)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。 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(dòng)軸上彎曲載荷的計(jì)算，一般由危險(xiǎn)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） 。 傳動(dòng)軸 III 各主要零件的設(shè)計(jì) 軸徑的估算 參考《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 — 2得： 3(100 ~ 120)cPd n? ，查《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》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(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》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(jì)》得校核齒輪即滿足： ? ?FtFa SaKFbm Y Y?? ， 2t TF d? 對(duì)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(jì)算齒輪時(shí)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。 (4）軸承的安裝和拆卸 軸承在長(zhǎng)軸上安裝時(shí)，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。滾動(dòng)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。 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。軸 II 運(yùn)動(dòng)通過齒輪傳至軸 III。 研究?jī)?nèi)容及方法 研究?jī)?nèi)容 根據(jù)任務(wù)書給定的設(shè)計(jì)參數(shù)確定傳動(dòng)方案、傳動(dòng)系統(tǒng)圖，確定各傳動(dòng)齒輪的參數(shù)，傳動(dòng)比等，同時(shí)要考慮到傳動(dòng)效率等問題。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)。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(dòng)，使工件往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的原始機(jī)床。 此畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì) CA6140 車床主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)及仿真進(jìn)行設(shè)計(jì)， 設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括： 主傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 、 機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 、動(dòng)力計(jì)算。近年來，隨著一些先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)并應(yīng)用于機(jī)床，機(jī)床發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代。 主軸箱組成及特點(diǎn) （ 1）制動(dòng)器及操縱機(jī)構(gòu) 制動(dòng)裝置的功用是在車床停機(jī)過程中，克服主軸箱內(nèi)各運(yùn)動(dòng)件的旋轉(zhuǎn)慣性，使主軸迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)，以縮短輔助時(shí)間。 （ 2）進(jìn)行主軸箱內(nèi)各結(jié)構(gòu)計(jì)算及校核 ,完成主軸箱箱體和各傳動(dòng)軸軸上的零件 計(jì)算及校核。 （ b) 車削米制螺紋時(shí) 傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線 電動(dòng)機(jī)軸10162025324050638010012516020025032040045050056071090020/8020/8051/5050/5011201440r/min63/5022/5830/5039/41360450570708904112051/4356/389501180800130/2301450r/min 圖 CA6140 轉(zhuǎn)速圖 圖 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖 增加了一次外嚙合，而使主軸反轉(zhuǎn)。 摩擦片的厚度一般 取 、 、 2（ mm），內(nèi)外層分離時(shí)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(diǎn)，常用 10 或 15 鋼，表面滲碳 — （ mm），淬火硬度達(dá) HRC52— 62。通常是內(nèi)圈隨軸頸回轉(zhuǎn)，外圈固定，但也可用于外圈回轉(zhuǎn)而內(nèi)圈不動(dòng)，或是內(nèi)、外圈同時(shí)回轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得 h m d n Tn T h m df f f f fC P P Cf f f f f? ? ? （ ） 式中 nf — 速度因數(shù)， Tf — 溫度因數(shù)， hf — 壽命因數(shù)， mf — 力矩載荷因數(shù)，力矩載荷較小時(shí) ? ，力矩載荷較大時(shí) 2mf ? ， df — 沖擊載荷因數(shù) 將 nTh m dffPCf f f? 代入 10hL 中得： 610 1060 h m dhnTf f fLn f f???? ???? 軸 I上的深溝球軸承的校核： 36 510 10 8 2 2 1060 81 65 44 1hL ????? ? ???????(h) ∵ ? ?10hLT? ∴ 故該軸承符合要求。 圖 三聯(lián)滑移齒輪圖 傳動(dòng)軸的校核 對(duì)于傳動(dòng)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(yàn)算。 齒輪的徑向力 rP ： ( ) / c o s 1 0 0 3rtP P t g? ? ? ? ? ? ?(N) 式中 α — 為齒輪的嚙合角； ρ — 齒面摩擦角； β — 齒輪的螺旋角； 22()0 .1[MTd m m??? ??=，故校核符合要求。 圖 軸 IV 雙聯(lián)滑移齒輪 1 圖 軸 IV 雙聯(lián)滑移齒輪 2 傳動(dòng)軸的校核 對(duì)于傳動(dòng)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(yàn)算。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得 h m d n Tn T h m df f f f fC P P Cf f f f f? ? ? 式中 nf — 速度因數(shù)， Tf — 溫度因數(shù)， hf — 壽命因數(shù)， mf — 力矩載荷因數(shù)，力矩載荷較小時(shí) ? ，力矩載荷較大時(shí) 2mf ? ， df — 沖擊載荷因數(shù) 將 nTh m dffPCf f f? 代入 10hL 中得： 610 1060 h m dhnTf f fLn f f???? ???? 軸 II上的圓錐滾子軸承的校核： 106 3510 1 0 3 . 4 8 2 1 . 5 9 . 9 5 1 06 0 1 2 0 7 . 7 8 0 . 3 6 3 1hL ????? ? ???????(h) ∵ ? ?10hLT? ∴所選軸承符合要求 。滾子軸承對(duì)軸承的傾斜最為敏感，這類軸承在偏斜狀態(tài)下的承載能力可能低于球軸承。 滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來支承轉(zhuǎn)動(dòng)零 件的。 箱體在主軸箱中起支承和定位的作用。 當(dāng) 1M 處于中間位置時(shí)，主軸停止。 本設(shè)計(jì)的意義和應(yīng)用價(jià)值 CA6140 型普通車床目前在實(shí)際加工中有著廣泛的應(yīng)用，其有較好的生產(chǎn)率和一定的使用性能，通過對(duì)機(jī)床主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的了解，有利于我們正確的認(rèn)識(shí)和操作機(jī)床，正確的使用機(jī)床參數(shù)，以及舉一反三，通過對(duì) c6140 機(jī)床的了解，有利于我們剛好的了解同一類車床的組成及操作 ,我認(rèn)為選擇該課題意義匪淺。 三個(gè)主軸支撐的滾動(dòng)軸承 。最早的加工對(duì)象是木料。主傳動(dòng)系統(tǒng) 總體設(shè)計(jì)包括 主傳動(dòng)形式選擇 、主軸電機(jī)選擇及功率計(jì)算； 機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì) :擬定主傳動(dòng)參數(shù)、結(jié)構(gòu)網(wǎng)、轉(zhuǎn)速圖、確定齒輪齒數(shù)和帶輪直徑，主傳動(dòng)的轉(zhuǎn) 向 與制動(dòng)方式，畫出主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)圖 ；動(dòng)力計(jì)算，其中包括確定齒輪模數(shù)，軸的尺、 軸承的形式和型號(hào)， 以及其他有關(guān)的計(jì)算。高效率高速高精度，柔性自動(dòng)化智能化已 經(jīng)成為當(dāng)代機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)，更好的造福于人類和社會(huì)發(fā)展。 （ 2）主軸部件 主軸是車床的關(guān)鍵部分，在 工作時(shí)承受很大的切削抗力。 2 傳動(dòng)方案及 傳動(dòng)系統(tǒng) 圖的擬定 （ 1）確定極限轉(zhuǎn)速 已知主軸的最低轉(zhuǎn)速 10minn ? mm/s，最高轉(zhuǎn)速 max 1400n ? mm/s，轉(zhuǎn)速調(diào) 整 范圍為 m ax m in/ 14nR n n?? 21 （ 2）確定公比 選定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比為φ＝ （ 3）求出主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) Z l g / l g 1 l g 1 4 / l g 1 . 1 2 1 2 4nZR ?? ? ? ? ? 22 （ 4）確定結(jié)構(gòu)式 24 2 3 2 2? ? ? ? （ 5）繪制轉(zhuǎn)速圖 電動(dòng)機(jī)的選擇 一般車床若無特殊要求，多采用 Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)，根據(jù)原則條件選擇 Y132M4型 Y系列籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。當(dāng) 1M 處于中間位置時(shí)，主軸停止。 圖 多片式摩擦離合器的示意圖 軸 I 上的一對(duì)齒輪的計(jì)算 （ 1）由于 CA6140 金屬切削機(jī)床主軸箱里的軸 I 轉(zhuǎn)速不是很高，運(yùn)作時(shí)比較平穩(wěn)，所以初選軸 I 與軸 II 相嚙合的一對(duì)齒輪中，小齒輪的齒數(shù)為 1Z? 24，齒輪精度為 7 級(jí)，則與其相嚙合的大齒輪齒數(shù)為21 5124 28 .4 743Z Z i? ? ? ? ? 取2 29Z? （ a）試選載荷系數(shù) ? （ b）計(jì)算所傳遞的扭矩 1T 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》得 51 10 PT n???（ ），且由以上計(jì)算可知： ? r/min， ? kw ∴ 55 51 9 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 7 . 2 0 . 8 3 3 2 1 08 2 5 . 2 1 7PT n? ? ? ?? ? ? ?(Nmm) （ c）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 107，取得齒寬系數(shù) 1d? ? （ d）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 106，得材料的彈性影響系數(shù) MP? （ e）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1021d，得 lim1 600 MPa? ? , lim 2 500 M Pa? ? （ f）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》式 1013 得： ? ? 9116 0 6 0 9 6 0 1 2 8 3 0 0 1 5 4 . 1 4 7 1 0hN n j L? ? ? ? ? ? ? ? ? ?