【導(dǎo)讀】溜板刻度盤有照明裝置，尾座有夾緊機(jī)構(gòu)，操作方便等等。機(jī)械制造類工廠中使用極為廣泛。近年來又在機(jī)床結(jié)構(gòu)上進(jìn)。法繪制總裝配圖一張，零件工作圖一至兩張(具體繪那幾個(gè)零件工作圖，在床身上最大工作回轉(zhuǎn)直徑：400mm。最大工作長度：750、1000、1500、2021mm。最大車削長度：650、900、1400、1900mm。主軸中心到床身平面導(dǎo)軌距離（中心高）：205mm。反轉(zhuǎn)12級(jí)14~1580轉(zhuǎn)/分。z1的一轉(zhuǎn)度量距差=，Z2的一。Z1的齒向公差=，Z2的齒向公差=。確運(yùn)動(dòng)，以能進(jìn)行切制螺紋和切削加工。信息技術(shù)以及激光技術(shù)等的發(fā)展并應(yīng)用與機(jī)床領(lǐng)域，數(shù)控機(jī)床作為新一代標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)縱向或橫向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及變速換向，實(shí)現(xiàn)了四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋的車削。主軸每轉(zhuǎn)刀架的移動(dòng)量應(yīng)等于螺紋。齒輪相關(guān)參數(shù)有足夠了解。比如著重討論離合器M3所連接的軸上的一雙聯(lián)滑移

　　

【正文】 機(jī)之分，一般工廠都采用三相交流電，因而多采用交流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類，異步電動(dòng)機(jī)又分為籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電 動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多。目前應(yīng)用最廣的電動(dòng)機(jī)是 Y 系列自扇冷式籠型號(hào)三相異步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單，起動(dòng)性能好，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體，無特殊要求的無場合，而且在經(jīng)常需要起動(dòng)、制動(dòng)和正反轉(zhuǎn)的場合，則要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，過載能力大，可選用三相異步電動(dòng)機(jī) Y 型（籠型）或 Y2R型（繞線型）。 CA6140 型臥式車床主要有主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈和進(jìn)給傳動(dòng)鏈兩部分，其傳動(dòng)系統(tǒng)如圖1— 2 所示 確定電動(dòng)機(jī)的功率 電動(dòng)機(jī)的功率選擇直接影響到電動(dòng)機(jī)工作性和經(jīng)濟(jì)性能的好壞如果所選電機(jī)的功率小于 工作要求，則不能保證工作機(jī)正常工作，使電動(dòng)機(jī)經(jīng)常過載而提早損壞；如果所選用的電動(dòng)機(jī)功率過大，則電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不能滿載運(yùn)行，功率因數(shù)和效率較低，從而增加電能消耗，造成浪費(fèi)。因此在設(shè)計(jì)中一定要選擇合適的電動(dòng)機(jī)功率。 確定電動(dòng)機(jī)功率的原則是電動(dòng)機(jī)的額定功率 Ped 等于或稍大于工作要求的功 KPd，即 Ped≥KPd，這樣，電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)就不會(huì)過熱。不會(huì)發(fā)生燒壞的現(xiàn)象和過載的現(xiàn)象。 21 第三章 CA6140 型臥式車床進(jìn)給箱結(jié)構(gòu) 分析 軸的結(jié)構(gòu)分析 與計(jì)算 當(dāng)要求軸上零件與軸之間不可發(fā)生沿圓周方向的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ，要對(duì)軸上零件進(jìn)行周向定位； 當(dāng)要求軸上零件與軸之間不可發(fā)生沿軸線方向的相對(duì)移動(dòng)時(shí)，要對(duì)軸上零件進(jìn)行軸向定位。常用的周向和軸向定位方法有： 估算或類比 各軸段所需的直徑與軸上應(yīng)力的大小有關(guān)。在開始作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還不知道支反力的作用點(diǎn)，不能決定軸上象彎矩這樣的載荷的大小與分布情況，因而還不能按軸所受的全部載荷及其引起的應(yīng)力來確定軸的直徑。但在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，通常已能求得軸所受的扭矩。因此，可按軸所受的扭矩初步估算軸所需的最小直徑 dmin，然后再按軸上零件的裝配方案和定位要求，從 dmin 處起逐一確定各段軸的直徑。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，軸的直徑亦可憑設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)取定，或參考同類機(jī)械用類比的方法確定，此外，也可采用經(jīng)驗(yàn)公式來估算軸的直徑。如在一般減速器中，高速輸入軸的直徑可按與之相聯(lián)的電機(jī)軸的直徑 D 估算： d=（ ~） D；各級(jí)低速軸的軸徑可按同級(jí)齒輪中心距 a估算： d=（ ~） a。 圓整 直徑的值要進(jìn)行圓整。有配合要求的軸段，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑。安裝標(biāo)準(zhǔn)件 (如滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器、密封圈等 )部位的軸徑，應(yīng)取為相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值及所選配合的公差。 便于零件軸向裝配 為了使齒輪、軸承等有配合要求的零件裝拆方便，并減少配合表面的擦傷，在配合軸段前應(yīng)采用較小的直徑。為了使與軸作過盈配合的零件易于裝配，相配軸段的壓入端應(yīng)制出錐度；或在同一軸段的兩個(gè)部位上采用不同的尺寸公差。 4. 確定各軸段長度時(shí)，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)還要保證零件所需的裝配或調(diào)整空間。軸的各段長度主要是根據(jù)各零件與軸配合部分的軸向尺寸和相鄰零件間必要的空隙來確定的。為了保證軸向定位可靠，與齒輪和聯(lián)軸器等零件相配合部分的軸段長度一般應(yīng)比輪轂長度短 2～ 3mm。 5. 軸的結(jié)構(gòu)工 藝性 22 a)砂輪越程槽 b)螺紋退刀槽 c)不同軸段鍵槽布置在同一母線上 d）軸端加工 45176。倒角 圖 31 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 軸的結(jié)構(gòu)工藝性是指軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于加工和裝配軸上零件，并且生產(chǎn)率高，成本低。一般地說 ,軸的結(jié)構(gòu)越簡單 ,工藝性越好。因此 ,在滿足使用要求的前提下 ,軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量簡化。 為了便于裝配零件并去掉毛刺，軸端應(yīng)制出 45176。的倒角；需要磨削加工的軸段，應(yīng)留有砂輪越程槽；需要切制螺紋的軸段，應(yīng)留有退刀槽。它們的尺寸可參看標(biāo)準(zhǔn)或手冊。 為了減少裝夾工件的時(shí)間，在同一軸上，不 同軸段的鍵槽應(yīng)布置（或投影）在軸的同一母線上。為了減少加工刀具種類和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，軸上直徑相近的圓角、倒角、鍵槽寬度、砂輪越程槽寬度和退刀槽寬度等應(yīng)盡可能采用相同的尺寸。 提高軸強(qiáng)度的常用措施有： 1）合理布置軸上零件，以減小軸的載荷。 當(dāng)轉(zhuǎn)矩由一個(gè)傳動(dòng)件輸入 ,再由幾個(gè)傳動(dòng)件輸出時(shí) ,為了減小軸上扭矩 ,應(yīng)將輸入件放在中間 ,而不要置于一端。下圖中，輸入扭矩為 T1=T2+T3+T4,按圖 a布置時(shí)，軸所受的最大扭矩為 T2+T3+T4，若改為圖 b 布置時(shí)，軸所受的最大扭矩減小為 T3+T4。 圖 32 軸的布置 2）改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)，以減小軸的載荷。 23 通過改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)也可減小軸上的載荷。下圖的兩種結(jié)構(gòu)中 b)方案(雙聯(lián) )均優(yōu)于 a)方案 (分裝 )，因?yàn)?a)方案中軸Ⅰ既受彎矩又受扭矩，而 b)方案中軸Ⅰ只受扭矩。 3）改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)，以減少應(yīng)力集中。 軸通常是在變應(yīng)力條件下工作的 ,軸的截面尺寸發(fā)生突變處要產(chǎn)生應(yīng)力集中 ,軸的疲勞破壞往往在此發(fā)生。為了提高軸的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中源和降低應(yīng)力集中程度。為此軸肩處應(yīng)采用較大的過渡圓角半徑 r來降低應(yīng)力集中。但對(duì)定位軸肩， 還必須保證零件得到可靠的定位。當(dāng)靠軸肩定位的零件的圓角半徑很小時(shí)，為了增大軸肩處的圓角半徑，可采用內(nèi)凹圓角或加裝隔離環(huán)。 a)凹切圓角 b)中間環(huán) 圖 33 軸的結(jié)構(gòu)優(yōu)化 用盤狀銑刀加工的鍵槽比用鍵槽銑刀加工的鍵槽在過渡處對(duì)軸的截面削弱較為平緩，因而應(yīng)力集中較??； 漸開線花鍵比矩形花鍵在齒根處的應(yīng)力集中小，在作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以考慮；由于切制螺紋處的應(yīng)力集中較大，故應(yīng)盡量避免在軸上受載較大的區(qū)段切制螺紋。 當(dāng)軸與輪轂為過盈配合時(shí) ,配合邊緣處會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。為了減小應(yīng)力集中，可在輪轂上或軸上開卸載槽；或者加大配合部分的直徑。由于配合的過盈量愈大，引起的應(yīng)力集中也愈嚴(yán)重，因而在設(shè)計(jì)中應(yīng)合理選擇零件與軸的配合。 4）改進(jìn)軸的表面質(zhì)量，以提高軸的疲勞強(qiáng)度。 軸的表面粗糙度和表面強(qiáng)化處理方法也會(huì)對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生影響。軸的表面愈粗糙，疲勞強(qiáng)度也愈低。因此，應(yīng)合理減小軸的表面及圓角處的加工粗糙度值。當(dāng)采用對(duì)應(yīng)力集中甚為敏感的高強(qiáng)度材料制作軸時(shí)，表面質(zhì)量尤應(yīng)予以注意。 表面強(qiáng)化處理的方法有：表面 高頻淬火等熱處理；表面滲碳、氰化、氮化等化學(xué)熱處理；碾壓、噴丸等強(qiáng)化處理。通過碾壓、噴丸進(jìn)行表面強(qiáng)化處理時(shí)可使軸的表層產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，從而提高軸的抗疲勞能力。 24 與軸向定位有關(guān)的軸肩高度、軸環(huán)寬度以及軸上過渡圓角半徑均應(yīng)合理。 軸承的軸向定位 為了防止軸承在承受軸向負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生軸向移動(dòng)，軸承在軸上和外南寧孔內(nèi)都應(yīng)用軸向定位裝置。軸承在軸上和外殼孔內(nèi)定位方式的選擇，取決于作用在軸上負(fù)荷的大小和方向，軸承的轉(zhuǎn)速，軸承的類型，軸承在軸上的位置等。軸向負(fù)荷越大，軸承轉(zhuǎn)速越高，軸向定位應(yīng)越可靠。對(duì)于不同類型 的軸承，軸向定位的方式也應(yīng)不同。如對(duì)角接觸球軸承和圓錐滾子軸承可選用軸肩和外殼孔的檔肩單向支撐，而不必采用專門的定位裝置，套圈在軸向的移動(dòng)可由軸承本身支撐。作為固定支承的徑向軸承，其內(nèi)外圈在軸向都要固定在左支承。作為需要補(bǔ)償軸的熱伸長的游動(dòng)支承中，如安裝不可分離型軸承時(shí)，只需要固定其中一個(gè)套圈，游動(dòng)的套圈不固定。在游動(dòng)支承中安裝分離型軸承，如短圓柱滾子軸承、滾針軸承，則兩個(gè)套圈都需要固定。 常用的軸承套圈的軸承向定位方法現(xiàn)介紹如下： 一、 軸承內(nèi)圈的定位 在軸上安裝軸承內(nèi)圈時(shí)，一般都由軸肩在一面固定軸 承的位置，而另一面則用螺母、止動(dòng)墊圈或彈簧檔圈等固定。軸肩和軸向固定零件與軸承內(nèi)圈接觸部分的尺寸，可按軸承尺寸表格所列各類軸承的安裝尺寸確定。 （ 1）螺母定位 在軸承轉(zhuǎn)速較高、承受較大軸向負(fù)荷的情況下，螺母與軸承內(nèi)圈接觸的端面要與軸的旋轉(zhuǎn)中心線垂直。否則即使擰緊螺母也會(huì)破壞軸承的安裝位置及軸承的正常工作狀態(tài)，降低軸承旋轉(zhuǎn)精度和使用壽命。特別是軸承內(nèi)孔與軸的配合為松動(dòng)配合時(shí)，更需要嚴(yán)格控制。為了防止螺母在旋轉(zhuǎn)過程中發(fā)生松動(dòng)，需要采取適當(dāng)?shù)姆乐顾蓜?dòng)的技術(shù)措施。使用螺母和止動(dòng)墊圈定位，將止動(dòng)墊圈內(nèi)鍵齒置入 軸的鍵槽內(nèi)，再將其外圈上各齒中的一個(gè)彎入螺母的切口中。 （ 2）彈簧檔圈定位 在軸承承受軸向負(fù)荷不大、轉(zhuǎn)速不高、軸既較短又在軸頸上加工成螺紋有困難的情況下，可采用斷面為矩形的彈性檔圈定位。此種方法裝卸很方便，所占位置小，制造簡單。 （ 3）止推墊圈定位 在軸頸較短、軸頸上加工成螺紋有困難，軸承轉(zhuǎn)速較高、軸向負(fù)荷較大的情況下，可采用墊圈定位，即用墊圈在軸端面上用兩個(gè)以上螺釘進(jìn)行定位，用止動(dòng)墊圈或鐵絲擰死，防止松動(dòng)。 25 （ 4）緊定套定位 軸承轉(zhuǎn)速不高，承受平穩(wěn)徑向負(fù)荷和不大的軸向負(fù)荷的調(diào)心滾子 軸承，可在光軸上借助錐形緊定套安裝。緊定套用螺母和止動(dòng)墊圈進(jìn)行定位。利用螺母鎖緊緊定套的摩擦力將軸承定位。 （ 5）內(nèi)孔有錐度的軸承定位 內(nèi)孔有錐度的軸承在錐度軸上安裝，需要使軸向負(fù)荷檢頂緊軸與軸承，因此安裝時(shí)應(yīng)注意內(nèi)孔錐度的方向性。如軸承位于軸端并且在軸端允許加工成螺紋，可以直接用螺母定位。 如果軸承不是安裝在軸端，并且軸上不允許加工成螺紋。在這種情況下，可用兩半合并的螺紋環(huán)卡到軸的凹槽內(nèi)，再用螺母定位軸承。 （ 6）特殊定位 在某些特殊情況下，軸的臺(tái)肩和圓角尺寸不能按本目錄所列的安裝尺寸確定時(shí)，可以采用過渡墊片作為軸向支承。 二、 軸承外圈的定位 軸承外圈在外殼孔內(nèi)安裝時(shí)，外殼體孔的內(nèi)側(cè)上一般都有占肩固定軸承的位置，另一側(cè)用端蓋、螺紋環(huán)和孔用彈性檔圈等定位。 （ 1）端蓋定位 端蓋定位用于所有類型的向心軸承和角接觸軸承，在軸承轉(zhuǎn)速較高、軸向負(fù)荷較大的情況下使用。端蓋用螺釘定位壓緊軸承外圈，端蓋也可以做成迷宮式的密封裝置。 （ 2）螺紋環(huán)定位 軸承轉(zhuǎn)速較高，軸向負(fù)荷較大，不適于使用端蓋定位的情況下，可用螺紋環(huán)定位向心軸承和推力軸承，此時(shí)可用于調(diào)整軸承的軸向間隙。 （ 3）彈性檔圈 定位 這種定位方法所占的軸向位置小，安裝拆卸方便，制造簡單，適用于承受較小的軸向負(fù)荷處。在軸承與彈簧之間加一個(gè)調(diào)整環(huán)，便于調(diào)整軸向位置。 （ 4）軸承外圈上帶有止動(dòng)槽的深溝球軸承，可用止動(dòng)環(huán)定位。 軸承 的選用及其潤滑和密封方式 滾動(dòng)軸承類型的正確選擇必須在了解軸承特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體的工作條件如載荷、轉(zhuǎn)速、調(diào)心性能、裝拆方便等要求，綜合考慮而確定。 ① 軸承所受載荷的影響 :軸承所受載荷的大小、方向、性質(zhì)是選擇軸承類型26 的主要依據(jù)。 ② 載荷大小 :當(dāng)承受較大載荷時(shí) ，應(yīng)選用線性接觸的滾子軸承，當(dāng)承受較小載荷或中等載荷時(shí)，應(yīng)選擇點(diǎn)接觸的球軸承。 ③ 載荷方向 :承受純軸向載荷時(shí)，選推力軸承，承受純徑向載荷時(shí)，選向心軸承 。同時(shí)受徑向和軸向載荷時(shí)，應(yīng)根據(jù)徑向與軸向載荷的相對(duì)值考慮。若以徑向載荷為主，可選用深溝球軸承或接觸較小的角接觸球軸承圓錐滾子軸承。當(dāng)兩個(gè)方面載荷都較大時(shí)，可選用接觸角較大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，也可采用向心軸承和推力軸承組合使用。 ④ 載荷性質(zhì) :當(dāng)有沖擊載荷時(shí)，選用滾子軸承，載荷平穩(wěn)時(shí)，選用球軸承。 ⑤ 轉(zhuǎn)速 ： 球軸承比滾子軸承極限轉(zhuǎn)速高，單列滾動(dòng)體軸承比雙 列滾動(dòng)體軸承極限轉(zhuǎn)速高。高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)宜優(yōu)先作用球軸承和單列滾動(dòng)體軸承。 內(nèi)徑相同時(shí)，外徑越小離心力越小，故高速時(shí)，宜選較輕的軸承。 保持架的材料與結(jié)構(gòu)對(duì)軸承轉(zhuǎn)速影響較大，實(shí)體保持架比沖壓保持架允許轉(zhuǎn)速高。 推力軸承極限轉(zhuǎn)速很低，故轉(zhuǎn)速高時(shí)若軸向載荷不十分大，可采用角接觸球軸承或深溝球軸承。 若工作轉(zhuǎn)速超過軸承極限速，可通過提高軸承公差等級(jí)，適當(dāng)加大軸承的徑向游隙以及改善潤滑條件等途徑提高軸承的極限轉(zhuǎn)速。 調(diào)心要求 :當(dāng)軸有彎曲變形或與軸承座孔同軸度較低時(shí)，可選用調(diào)心球或調(diào)心滾子軸承。但同一軸上調(diào)心軸承不可與其 他軸承混用，以免失去調(diào)心作用。 軸承剛性 :通常滾子軸承剛性球軸承高軸承剛性要求較高時(shí)，宜采用滾子軸承。 允許空間 :徑向空間受限時(shí)，可選用滾針軸承和較低軸承 。軸向空間受限時(shí)，選較窄的軸承。 安裝和拆卸方便 :對(duì)整體式而且拆裝頻繁的軸承，優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承。 軸ⅩⅤ上只裝有滑動(dòng)齒輪，承受徑向力，無軸向力，所以可以選用最常用的單列向心球軸承 GB27689 代號(hào) 205。 軸ⅪⅡ上裝有兩個(gè)離合器 M4， M5 和一個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪，受到軸向力載荷故選用一對(duì)單列圓錐滾子軸承 GB29784，代號(hào) 7203。 軸ⅩⅥ和軸ⅪⅤ 均因軸向距離較長，均采用三支軸承向定方式，ⅪⅤ軸兩端才用 9204GB29784，中間支撐用 206GB27687 球軸承，ⅩⅥ三支撐軸承均用球軸承，因?yàn)槠洳皇茌S向力，其兩端用 203GB27689，中間用 205GB27689。 27 至于軸ⅩⅧ與絲杠聯(lián)結(jié)，為了消除軸上間隙提高軸向剛度，所以我們采用雙螺母緊固，同時(shí)由于絲杠要承受軸向力，大多采用推力軸承。因?yàn)樵谙嗤叽鐥l件下，推力球