【文章內(nèi)容簡介】 in；反轉(zhuǎn)時的 12 級轉(zhuǎn)速為141580r/min。主軸反轉(zhuǎn)通常不是用于切削，而是用于車螺紋時，切削完一刀后使車刀沿螺旋線退回，所以轉(zhuǎn)速較高以節(jié)約輔助時間 [7]。 主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設 計 主傳動系統(tǒng)的布局及變速機構(gòu)的類型 主傳動的布局形式取決于機床的用途、類 n 型和尺寸等因素。 CA6140 型車床采用集中傳動式，優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)緊湊，便于實現(xiàn)集中操縱，箱體數(shù)少。 車床主軸箱變速機構(gòu)三維設計 –8– CA6140 型車床主傳動系統(tǒng)，大部分變速組采用滑移齒輪變速機構(gòu)，而在傳動鏈的末端，為使主軸運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，采用了斜齒輪圓柱齒輪；為了分支傳動的需要，還采用了齒輪式離合器變速機構(gòu)。 齒輪的布置 應盡量使較小的齒輪成為滑移齒輪，并布置在主軸上；為避免同一滑移齒輪變速組內(nèi)的兩對齒輪同時嚙合，兩個固定齒輪的間距，應大于滑移齒輪的寬 度 b；齒輪在軸向位置的排列，如沒有特殊情況，應盡量縮短軸向尺寸。 主傳動系統(tǒng)的開停裝置 CA6140 型車床采用片式摩擦離合器進行機床的開停。片式摩擦離合器可用于高速運轉(zhuǎn)的離合，離合過程比較平穩(wěn)，并能兼起過載保護的作用。 主傳動系統(tǒng)的制動裝置 CA6140 型車床采用閘帶式制動器。閘帶式制動器具有結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸小，操縱方便的特點。 主傳動系統(tǒng)的換向裝置 CA6140 型車床采用機械換向機構(gòu)，多片摩擦式離合器式換向機構(gòu)可以在高速運轉(zhuǎn)中平穩(wěn)的換向動作 [8]。 結(jié)構(gòu)特點分析 傳動系統(tǒng)的安排 高低速傳動鏈分開。高速傳動鏈較低速傳動鏈減少 2 級傳動，并用同時操縱最末的3 級擴大組的但手柄操縱機構(gòu)脫開跨輪組，減少了空轉(zhuǎn)齒輪的對數(shù)和空轉(zhuǎn)功率小號，降低了噪聲，提高了傳動高效率。 機床的主創(chuàng)東系統(tǒng)剛才用集中布局方式。主電機將運動傳入變速箱后，通過 1 個 3級滑移齒輪變速傳動組， 3 個 2 級滑移齒輪變速傳動組和轉(zhuǎn)換高低素的離合器，使詛咒獲得 24 級正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和 24 級反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。 避免了較大的升速傳動。變速箱傳動鏈的總升速傳動比分別由 4對傳動 組遞加實現(xiàn)，使中間軸保持了較低的轉(zhuǎn)速。 采用了嬌小的齒數(shù)和，使主軸齒輪的最大圓周素的較低，從而減小了齒輪的嚙合沖擊和噪音，降低了吃面摩擦產(chǎn)生的熱量 [9]。 車床主軸箱變速機構(gòu)三維設計 –9– 主軸部件的結(jié)構(gòu) （ 1）主軸采用了前中支承為主要支承，后支承為輔助支承的三支承結(jié)構(gòu)。用螺母調(diào)整前，中軸承的兼首席，使前軸承的過贏量大雨中軸承的過贏量。 （ 2）減小了主軸前端的懸伸量。 （ 3）在主軸齒輪上開槽，設置平衡塊。 （ 4）將傳動主軸的齒輪布置在主軸右上方，使傳動力與切削水平分力抵消一部分。 由于上述的設計，提高主軸部件的剛度和抗震性，降低了 噪聲和發(fā)熱。 傳動齒輪的類型和結(jié)構(gòu) （ 1） 傳動鏈的末級采用斜齒輪傳動，以增加運動的平穩(wěn)性。 （ 2） 盡量減小齒寬，以減小齒向誤差，減小嚙合沖擊。 （ 3） 采用裝配式滑移齒輪塊，改善了齒輪的結(jié)構(gòu)工藝性，減小了制造誤差，提高了傳動精度，減低了齒輪震動和噪聲。 軸承類型 除個別地方外，全部采用低噪聲，易裝配的深溝球軸承。 潤滑方式 利用擺線泵泵油至配油盤，然后使油滴至齒輪脫離嚙合的一側(cè)。整個變速箱內(nèi)，除兩個進給傳動齒輪外，主傳動齒輪全部脫離箱內(nèi)潤滑油池的油面，消除了主傳動齒輪攪抽和齒輪“泵油”的發(fā)熱和噪聲 。 箱體 加高了主軸中心至箱體上面的尺寸，減薄了箱蓋，增加了前支承吃的壁厚，并在箱體內(nèi)壁布置了加強肋，加大了箱體內(nèi)壁連接處的圓角半徑 [10]。 車床主軸箱變速機構(gòu)三維設計 –10– 4 主要設計零件的計算 主軸箱中有主軸、變速機構(gòu)，操縱機構(gòu)和潤滑系統(tǒng)等組成。主軸箱除了應保證運動參數(shù)外，還應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，本設計選用材料為 HT200 箱體鑄造時 的最小壁厚根據(jù)其外形輪廓尺寸（長寬高），按表 選取。選取時應該綜合考慮箱體體積大小和機床強度要求，充分兼顧經(jīng)濟和實用兩者，在滿足要求的前提下盡量減小變速箱體積。 表 長寬高（ mm3） 壁厚（ mm） 500 500 300 812 500 500 300800 500 500 1015 800 800 500 1220 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 適當增加壁厚。如中型車床的前支撐壁一般取 25mm 左右，后支撐壁取 22mm 左右，軸承孔處的凸臺應滿足安裝調(diào)整軸承的需求。 箱體在主軸箱中起支撐和定位的左右。 CA6140 主軸箱中共有 6 根軸，軸的定位要靠箱體上安裝的位置來保證，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)，并參考了有關(guān)資料，箱體上軸安裝空的位置確定如 下： 中心距Ⅰ Ⅱ =（ 56+38） /2=120mm 中心距Ⅰ Ⅶ =（ 50+34） /2=105mm 中心距Ⅱ Ⅲ =（ 41+49） /2=100mm 中心距Ⅱ Ⅶ =（ 30+34） /2 =80mm 中心距Ⅲ Ⅳ =（ 20+80） /2=125mm 中心距Ⅳ Ⅴ =（ 20+80） /2 =125mm 中心距Ⅴ Ⅵ =（ 26+58） /2 =105mm 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車床主軸箱變速機構(gòu)三維設計 –11– 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的調(diào)整 [11]。 車床主軸箱變速機構(gòu)三維設計 –12– 5 計算機輔助設計 —— SolidWorks SolidWork 簡介 SolidWorks 軟件是世界上第一個基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng)，該系統(tǒng)在19951999 年獲得全球微機平臺 CAD 系統(tǒng)評比第一名，從 1995 年至今，已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎 。 SolidWorks 軟件功能強大并且易學易用，因而近年來在機械設計行業(yè)得到了廣泛的應用。其功能特點主要包括如下幾 點。 （ 1） 參數(shù)化設計、特征 建模技術(shù)及設計過程的全相關(guān)性使其具有很好的設計柔性，即設計過程靈活，修改方便 。 （ 2） 全 Windows 特性的特征管理器使設計過程的操作及管理條理清晰，操作簡單，完整的動態(tài)界面和鼠標動態(tài)控制對設計復雜零件是非常實用而且特別重要的技術(shù)手段 。 （ 3） 功能強大的 CAD 模塊包括了草圖設計、曲面建模、實體建模和鈑金零件設計等，可以完成基于特征的 CAD 模型建立，滿足機械設計要求 。 （ 4） 面向裝配的零件設計為大型裝配體的建模提供了重要的技術(shù)方法，其 IPA 動畫制作可以實現(xiàn)動態(tài)模擬裝配，同時可以進行運動分析，從而在計算機里完成 零件設計正確與否的校驗 。 （ 5） SolidWorks 是包含了 CAD/CAM/CAE 功能的集成化軟件，全面滿足設計、分析、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的一體化要求 綜上所述， SolidWorks 軟件的基本設計思路為 “實體造型 → 虛擬裝配 → 二維圖紙 ”，三維實體建模使設計過程形象而且直觀，虛擬裝配可以實現(xiàn)設計過程的隨時校驗，從而避免可能造成的直接經(jīng)濟損失 [12]。 SolidWorks 裝配及造型 SolidWorks 裝配體性能的方法：使用簡化零部件、輕化零部件和使用裝配體配置等，在相同的系統(tǒng)條件下，提高軟件的可操 作性，進而提高設計效率 。 確定零部件之間裝配關(guān)系的具體方法如下：建立一個虛擬件，把新零部件和與之有裝配關(guān)系的零部件作為虛擬件的子節(jié)點，把虛擬件的所有子節(jié)點中所涉及到的零部件全部輸入到 SolidWorks 裝配環(huán)境下進行手工裝配。手工裝配完成后對虛擬件進行提取，與提取產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的區(qū)別是不在設計資源庫中保存零部件，只保存與新零部件有關(guān)的裝配關(guān)系，提取結(jié)束后自動刪除選中的虛擬件