【正文】 原則上相同，只是許多地用電聯(lián)系代替了機械聯(lián)系。 和fu vu的位置不同，可以產(chǎn)生完全不同的設(shè)計方案。圖 1 f中 a 圖 1 傳動原理設(shè)計方案圖 Transmission principle design diagram和 b 都有一個共同的缺點，即在車削一定導程的螺紋時，改變一個切削參數(shù)，另一個切削參數(shù)隨之改變，因此，在改變某一參數(shù)時，對 vu和 f都要進行換置，使用起來，非常不便。 公比 Φ 確定由于設(shè)計的車床是普通型，從使用性能方面考慮公比 Φ 最好選小些，以便減少相對轉(zhuǎn)速損失，但公比 Φ 太小，級數(shù)就多，將使機床的結(jié)構(gòu)復雜，對于一般生產(chǎn)要求較高的普通車床，減少相對轉(zhuǎn)速損失是主要的，根據(jù)這原因及資料[1]選定公比Φ=。因此確定結(jié)構(gòu)式為：12=2 12234檢查傳動組的變速范圍，我們只需檢查最后一個擴大組。 驗算傳動組的變速范圍此車床采用公比 Φ=，主軸最高轉(zhuǎn)速 1400 轉(zhuǎn)/分鐘，查表 7—1[1]，求出主軸上各級轉(zhuǎn)速為（r/min）n1= n2=45 n3=63 n4=90n5=125 n6=180 n7=250 n8=355n9=500 n10=710 n11=1000 n12=1400轉(zhuǎn)速如圖 2 所示。從轉(zhuǎn)速圖中可知：n4j=900r/min從而確定n3j=125r/min n2j=355r/min n1j=710r/min 齒輪齒數(shù)的確定根據(jù)傳動副之間的傳動比以及齒輪的基本要求，由表 8—1[1]查出各齒輪為：Z1=26 Z2=26 Z3=30 Z4=22 Z5=24 Z6=28 Z7=22 Z8=30 Z9=40 Z10=64 Z11=64 Z12=40 Z13=21 Z14=87 主傳動改造設(shè)計CA6140 型臥式車床的主傳動鏈可使主軸獲得 24 級正轉(zhuǎn) 10～1400r/min 和 12 級反轉(zhuǎn) 14－1580r/min， 其運動路線是：運動由主電機（，1450r/min）經(jīng)由三角皮帶傳動到主軸箱的Ⅰ軸，軸上，裝有雙向磨擦片式離合器 M，用于主軸起動和控制正反轉(zhuǎn)，離合器 M 向左接合時主軸正轉(zhuǎn)，向右接合時，主軸反轉(zhuǎn)，左右不接合時，主軸停止，軸Ⅰ的運動到離合器 m 和軸ⅠⅢ可變速齒輪傳至軸Ⅲ然后分兩路傳給主軸Ⅵ，即兩軸Ⅲ上的直齒齒輪副 633 和 503 接合時，直接傳給主軸Ⅵ，另當Ⅳ軸上 80 或 50 與齒輪與Ⅲ軸上 20 或 50 齒輪嚙合時，Ⅲ軸經(jīng)Ⅳ和Ⅴ軸的擴大螺距機構(gòu)傳到給主軸Ⅵ。(2) 傳動方案成本低，經(jīng)濟效益好，不需要更換電動機。Ⅲ軸和Ⅵ軸采用定比Ⅱ?qū)χ饼X和一對斜齒輪副的傳動，其工作量小，改造容易。(3) 確定兩帶輪直徑分別為 D1=114mm D2=220mm(4) 驗算帶速 VV=ΠD 2/601000=2201400/601000=(5) V 帶根數(shù)的確定由公式 8262]可得：Z=PCA/（P o+AP0）K AKL 由表 85[2]查得 KA=，查表 82[2]得 K L= 則Z=(+)=故圓整取 Z=3 V 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)前面已知的帶的根數(shù)，可知帶輪槽數(shù)為 3，還有基準直徑 220 毫米，依公式 152[2] P=== n=1440114/220=A0=110 查表 153[2]即求得：d=，取整 d=24mm根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸要求，若帶輪基本直徑 D≤（—3）d（d 為軸的直徑）時，則采用實心式；若 D≤300mm，采用腹板式（當 D1d1）≥100mm 時，采用孔板式） ；若D300mm 時采用輪副式?？紤]到車床的功率較大，故各對齒輪都選用硬質(zhì)齒面，由表 10—1[2]選用齒輪的材料均為 40cr，調(diào)質(zhì)及表面淬火。初選小齒輪齒數(shù)為 Z=21，Z=87，螺旋角 β=14176。mm（5）許用接觸應力[δH]=( [δH] 1+[δH] 2)/2= ① 試算小齒輪分度圓直徑，由公式（10—2 [2]）求得： d1t≥≈70mm ② 計算圓周速度V=πd 1tn1/601000=。/21=h==b/h=④ 計算縱向重合度ε β = d8Z1tgβ14176。/21= 故取 mn=3mm 幾何尺寸計算⑴ 計算中心距a=(Z1+Z2)mnt/2cosβ=圓整后為 167mm⑵ 計算大小齒輪的分度圓直徑d1=Z1mn/cosβ=d2=Z2mn/cosβ=⑶ 計算齒寬b=φ dd1==圓整后取B2=58mm B1=64mm⑷ 其他結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)圖 1039[2]求得齒輪參數(shù)如表 1 所示。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計此次改造技術(shù)采用的結(jié)構(gòu)與原來的 CA6140 結(jié)構(gòu)大部分相同。故改造時只需把右端軸的結(jié)構(gòu)改為花鍵軸即可。這樣為改造成本減少許多，提高了改造方案的經(jīng)濟性，軸 IV 是將 CA6140 的固定齒輪 58 和內(nèi)齒式離合器 50 去掉，將部分改造設(shè)計成三對固定齒輪 87，64，40，將操作桿拆除掉，安裝上主軸控制旋轉(zhuǎn)開關(guān)，并在主軸的后端安裝脈沖發(fā)生器，它們之間用彈性聯(lián)軸節(jié)聯(lián)接安裝，保持與主軸同步。 軸承的改造設(shè)計CA6140 機床原來的主軸支承為前后支承，經(jīng)改造后改為前中后支承，以前中支承為主支承，后支承為輔助支承，考慮到經(jīng)濟性，其前后支承不進行改造，只將中間支承的軸承 E32216 拆除，在其位置上用加強筋加以支承，更換軸承 D3182120，同時 I，II，III，IV 軸上各個支承均保留不變其原來的位置及型號。 主軸脈沖發(fā)生器主軸脈沖發(fā)生器也叫光電編碼器。計算機按所需加工的螺距進行處理，控制機床縱向或橫向步進電動機運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)加工螺紋的目的。主軸脈沖發(fā)生器的安裝，通常采用兩種方式：一是同軸安裝，二是采用異軸安裝。但缺點是安裝后不能加工穿出車床主軸孔的零件，而異軸安裝則沒有這個缺陷，所以目前經(jīng)濟數(shù)控系統(tǒng)改造臥式車床，多采用同軸方式。所謂剛性聯(lián)接就是常用的軸套方式聯(lián)接，這種聯(lián)接對聯(lián)接件的制造精度和安裝精度要求較高。另一種聯(lián)接方式為柔性聯(lián)接，即車床主軸與主軸脈沖發(fā)生器之間用彈性元件聯(lián)接，常用的元件為波紋管和橡膠管。須引起注意的是，主軸脈沖發(fā)生器屬精密光學元件，安裝時應格外小心，以免損壞光柵盤。最好能做到使用時可將其裝上，不使用時將其脫開，以延長其使用壽命。 主軸的基本要求機床主軸除了作高速回轉(zhuǎn)外，還要承受徑向，軸向的切削力，主軸在彎曲、扭轉(zhuǎn)、交變載荷下按照要求進行起動增速，減速和停止等，因此電機一般要求較高。 電機工藝性經(jīng)濟性要求 為適應市場經(jīng)濟需要，主軸電機制造必須具備下列條件:(1) 主軸及電機的制造工藝性好。(3) 主軸電面應具有效率高，壽命長，體積小，重量輕，可控制性好。電壓的波動，電流的數(shù)值，波形，溫度的變化等干擾因素在其大小未引起步進電機出現(xiàn)“失步”現(xiàn)象前，不影響其工作狀態(tài)。步進電機的步距角是有誤差的，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定步數(shù)以后也出現(xiàn)積累誤差，但轉(zhuǎn)過 360176。 其他輔助設(shè)備的改造設(shè)計 減少熱源的熱量根據(jù)有關(guān)資料對 CA6140 機床的試驗分析，床頭箱的主要熱源以主軸軸承的發(fā)熱為主，其前軸承就更為明顯，而軸承的發(fā)熱源于液體的動力摩擦，它隨潤滑油的粘度降低而下降，前軸承的 AT 及主軸前端部提高量 DB 約與潤滑油的動力粘度少— 次方的關(guān)系。 各部件間的溫差從 CA6140 機床的試驗證明：主軸前部提高 DB 是由主軸箱的熱變型（占 60%）及機床床身的熱變（占 40%）兩部分組成，床身的熱變形對于主軸中心線相對于床身導軌的不平行性 Aa 的影響尤為顯著，約占 84%左右，其中 78%是和下部分的變形導致的，6%是導軌部分變形產(chǎn)生的，將潤滑油箱另外獨立于機床，采用強制性循環(huán)潤滑，這樣不僅消除了次生熱源，同時使油和箱也起到了散熱作用。5 進給系統(tǒng)設(shè)計 概述進給傳動系統(tǒng)的改裝，應根據(jù)機床自身精度及性能來決定。在機床改造過程中，必須拆除機床上原有的溜板及主軸箱等保留部件進行修理，使精度能達到大修要求。在縱向滾珠絲杠的右端安裝一消隙減速箱和功率步進電動機。在橫向滾珠絲杠的外端安裝一消隙減速箱和功率步進電動機。在機床改造中，只要把溜板箱中的開合螺母及中滑板上的滑動螺母拆除，在合適位置上安裝好滾珠螺母座即可。對于全新或較新車床來說，在進行簡易數(shù)控改造時，一般都是全部保留車床的零部件。從而也可以使車床同時具有普通操作功能和簡易數(shù)控功能。在普通操作與數(shù)控操作的轉(zhuǎn)換中，必須由電氣連鎖開關(guān)控制，若要進行數(shù)控操作，必須把連鎖開關(guān)至“數(shù)控位置” ，合緊開合螺母方可進行。步進電動機要安裝在絲杠的任意一端，對于車床改造，外觀不必像產(chǎn)品設(shè)計要求的那么高，而應從操作、改造方便、實用等方面來考慮。若結(jié)構(gòu)中保留進給變速箱，可以使?jié)L珠絲杠的左端通過聯(lián)軸套直接連接在進給變速箱的原絲杠聯(lián)接軸上。滾珠絲杠的右端通過一個聯(lián)軸套９和消隙減速的輸出軸１２聯(lián)接起來，并且在三杠托架上布置一個軸套式滑動軸承１０作為徑向支承，對消隙減速箱的輸出軸１２進行支承，消隙減速箱１３固定在三杠托架上。因此。縱向進給系統(tǒng)的計算：　　已知條件：工作臺重量：Ｗ＝８０Ｋg=800N(根據(jù)圖紙估算)時間常數(shù)：T=25ms滾珠絲杠導程：L o=6mm行程：δ=640mm脈沖當量：δ p=步距角：α=176。表 2 主切削力Table 2 Main forceap/mm f/mm Fz/N2 11252 15242 18913 16873 22873 2837當切削深度 a p =2mm，走刀量 f = 時產(chǎn)生的主切削力與前面所計算出的主切削力 Fz =1524N 相近，故以此參數(shù)做為下面計算的依據(jù)。例如，滾珠絲杠參照漢江機床廠的產(chǎn)品樣本選取 FC1B 系列，滾珠絲杠直徑為 φ32mm， 型號為 FC1B32*65E2，其額定動載荷是 10689N ，與上面計算結(jié)果相比，強度足夠。２５＇則 η＝tg3176。25＇+10＇)=③ 剛度驗算 滾珠絲杠在工作負載作用下的變形量計算公式 [4]得 ΔL 1=177。()/10 6() 2＝177。④ 穩(wěn)定性驗算 由于機床原絲杠直徑為 φ30 mm，現(xiàn)選用的滾珠絲杠直徑為φ32mm，支承方式不變，所以穩(wěn)定不存在問題。m=2mm b=20mmd1=mz1=232=64mm d2=mz2=240=80mmda1=d1+2ha=68mm da2=d2+2ha*=84mma=(da1+da2)/2=(64+84)/2=72mm 橫向進給系統(tǒng)的設(shè)計與計算（1）橫向進給系統(tǒng)的設(shè)計 經(jīng)濟型數(shù)控改造的橫向進給系統(tǒng)，一般是步進電動機經(jīng)減速后驅(qū)動滾珠絲杠，使刀架橫向運動?？衫密嚧苍瓩M向進給絲杠的滑動軸套 11作為徑向支承，并對原支承處進行適當改裝，布置一對推力球軸承 10，以實現(xiàn)軸向支承。從而，就可以利用消隙減速箱 2 上的軸承實現(xiàn)對滾珠絲杠另一端的支承。（2）橫向進給系統(tǒng)的設(shè)計計算 由于橫向進給系統(tǒng)的設(shè)計計算同縱向類似，所用到的公式不再詳細說明，只計算結(jié)果，由已知求得：切削力計算橫向進給量為縱向的 1/2—1/3， 取 1/2， 則切削力約為縱向的 1/2Fz=1/2==在切斷工件時Fy====滾珠絲杠設(shè)計計算① 強度計算 對于燕尾型導軌P=Kfy+f＇ (F z+W)取 K= f＇= 則 P=+(+30)==壽命值為 L=60nT/106=(6015150