摘要通過(guò)我們學(xué)習(xí)的《機(jī)械制造工程學(xué)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械原理》、《先進(jìn)制造工藝》等相關(guān)課程，是傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)所需要的設(shè)備之一。深入了解CA6140車床的工藝特點(diǎn)及部件。CA6140車床主軸箱的組成結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)能力等都一一了解，做到心中有數(shù)，心中有數(shù)。CA6140車床作為車削加工機(jī)床的主力，在機(jī)械制造行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的精密化、復(fù)雜化、創(chuàng)新化、改進(jìn)型、升級(jí)換代，隨著科技的不斷發(fā)展，逐漸變得頻繁起來(lái)。性能、創(chuàng)新、精確度以及車床的自動(dòng)化程度，都將在更高的范圍內(nèi)面臨挑戰(zhàn)。能不斷提升產(chǎn)品的質(zhì)量和精度，相當(dāng)于傳統(tǒng)的手工操作或非數(shù)控機(jī)床，大大的提升生產(chǎn)效率。適應(yīng)不同形狀、尺寸和復(fù)雜度的工件加工需求，降低了換模和調(diào)整的時(shí)間成本，避免了人為因素帶來(lái)的誤差。進(jìn)一步了解CA6140型車床軸操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙，深入了解主軸箱的構(gòu)造與傳動(dòng)原理，通過(guò)學(xué)習(xí)的相關(guān)知識(shí)對(duì)軸進(jìn)行設(shè)計(jì)上的校核的性能、功能、作用、從實(shí)物到裝配圖的繪制，逐步熟悉車床的加工工藝、結(jié)構(gòu)和原理。關(guān)鍵詞：CA6140型臥式車床，機(jī)械制造類行業(yè)，主軸箱結(jié)構(gòu),傳動(dòng)原理,軸的設(shè)計(jì)，裝配圖AbstractUnderstandthemeaningofCA6140horizontallathe,CA6140isAkindofhorizontallatheimprovedonthebasisoftheoriginalC620ordinarymachinetool,CstandsforlatheAstructuralcharacteristiccode,todistinguishC6140,6standsforhorizontal,1standsforbasictype,40standsforthemaximumrotarydiameterof400MM,Itisoneoftheequipmentrequiredbymechanicalequipmentmanufacturingenterprises.HaveadeepunderstandingoftheprocesscharacteristicsandcomponentsofCA6140lathe.UnderstandthecompositionandtransmissioncapacityoftheheadstockoftheCA6140lathebyweight.CA6140latheasthemainturningmachinetool,widelyusedinmachinerymanufacturingindustry.Withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,themechanicalproductsbecomemoresophisticated,complex,innovation,transformation,upgradingandsoongraduallyfrequent.Therewillbemoreandmoredemandsontheperformance,innovation,accuracyandautomationoflathes.Machiningprocessautomationisoneofthemostimportanttechnicalmeasures.Itcancontinuouslyimprovethequalityandaccuracyofproducts,whichisequivalenttotraditionalmanualoperationornon-CNCmachinetools,greatlyimprovingproductionefficiency.Adapttothemachiningneedsofdifferentshapes,sizesandcomplexityoftheworkpiece,reducethetimecostofmoldchangeandadjustment,andavoidtheerrorandchangebroughtbyhumanfactors.Mainlyfromitsmechanismandtransmissionprinciplewithfurtherunderstandingthroughdrawingthelathespindleboxcontrolmechanismassemblydrawing,furtherin-depthunderstandingofthespindleboxstructureanditstransmissionprinciple;Byusingtheknowledgeofmechanicalprincipleandmechanicaldesigntodesignandchecktheperformance,function,roleoftheshaftinthefeedboxofthelathe,fromthephysicalobjecttothedrawingoftheassemblydrawing,graduallyfamiliarwiththeprocessingtechnology,structureandprincipleofthelathe.Keywords:CA6140horizontallathe,mechanicalmanufacturingindustry,headstockstructure,transmissionprinciple,shaftdesign,assemblydrawing目錄[DocumentTitle][DocumentTitle]摘要 IAbstract II1緒論 11.1課題背景及研究意義 11.2CA6140型臥式車床 21.2.1CA6140型車床相關(guān)理論的發(fā)展?fàn)顩r 21.2.2車床的配置系統(tǒng) 31.2.3車床的分類 41.3車床的用途與工藝特點(diǎn) 41.4CA6140臥式車床組的主要組成部件 52CA6140型車床的主要結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng) 92.1CA6140型車床的主要結(jié)構(gòu) 92.2主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 102.2.1傳動(dòng)路線 102.2.2主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 123CA6140型車床的主軸箱特點(diǎn) 133.1CA6140型車床的主要結(jié)構(gòu) 133.1.2卸荷帶輪 133.2雙向多片摩擦離合器的原理及分析 143.3變速操縱機(jī)構(gòu) 163.3.1帶式制動(dòng)裝置 173.3.2操縱機(jī)構(gòu) 184CA6140型車床傳動(dòng)系統(tǒng) 204.1傳動(dòng)設(shè)計(jì) 204.2CA6140車床轉(zhuǎn)速圖與傳動(dòng)系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì) 204.2.1結(jié)構(gòu)分析式 234.2.2繪制轉(zhuǎn)速圖 234.2.3繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 234.3動(dòng)力計(jì)算 234.4計(jì)算轉(zhuǎn)速 234.5機(jī)床的功率轉(zhuǎn)矩特性 245CA6140型車床軸的設(shè)計(jì)及軸上零件的定位 255.1軸的設(shè)計(jì)與選取 255.1.2齒輪的結(jié)構(gòu)與材料是選用 255.2操縱機(jī)構(gòu) 255.3箱體設(shè)計(jì) 275.3.1主軸箱的溫升 276各零件校核驗(yàn)算 296.1各軸驗(yàn)算轉(zhuǎn)速誤差 296.2普通V帶選擇與計(jì)算 296.2.1齒輪驗(yàn)算 306.3014軸（XIII）軸及軸上零件設(shè)計(jì) 316.3.1XIII軸的功率P和轉(zhuǎn)速n的確定 316.3.2軸最小直徑的確定 326.3.3初定軸上各軸徑的尺寸和長(zhǎng)度 326.3.4014軸（XIII）的校核 326.4傳動(dòng)軸的驗(yàn)算 347總結(jié)與展望 4致謝 5參考文獻(xiàn) 6附錄 381緒論隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，作為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志之一，傳統(tǒng)制造業(yè)在進(jìn)行一些羅列改革的同時(shí)，也在發(fā)生質(zhì)的飛躍。在今天的制造業(yè)中，機(jī)床是用來(lái)完成機(jī)械加工操作的一種設(shè)備，如車削，銑削，刨削，研磨等。通過(guò)機(jī)床，主要涉及幾何精度和尺寸精度兩個(gè)方面，可以將金屬原料加工成所需外形。CA6140車床結(jié)合了現(xiàn)代機(jī)床的優(yōu)良特性，滿足了在工件加工過(guò)程中，刀具與工件之間特定的剛度、強(qiáng)度及相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的需要。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)也同時(shí)得到了應(yīng)用。機(jī)床主軸齒輪箱的設(shè)計(jì)，目前還是按照常規(guī)的設(shè)計(jì)方式來(lái)進(jìn)行。軸上的部分位置精準(zhǔn)，其相對(duì)十分可靠，需要擁有適當(dāng)?shù)牧己弥圃旌桶惭b工藝性，有利于應(yīng)力集中。因此，我們對(duì)探索科學(xué)理論的應(yīng)用，對(duì)科學(xué)分析處理經(jīng)驗(yàn)、資料、資料提出了更多更高的要求，以利于機(jī)床的性能、精度和自動(dòng)化程度的提高。實(shí)現(xiàn)上述要求的重要技術(shù)之一就是機(jī)械加工過(guò)程自動(dòng)化。中國(guó)是目前世界上機(jī)床消費(fèi)最大的市場(chǎng)，市場(chǎng)上使用非常廣泛的效率和質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。加工工藝的大力發(fā)展使得效益得到了提高，同時(shí)也使得產(chǎn)品的品質(zhì)得到了提高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力也得到了提高。當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的重要前提是促使車床智能化、開放式和網(wǎng)絡(luò)化。在降低成本的同時(shí)，也改善了勞務(wù)工的基本條件，勞務(wù)工的通用性更好，靈活性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性更強(qiáng)。制造業(yè)出現(xiàn)跳躍性增長(zhǎng)。重點(diǎn)解決車床的部件和相關(guān)傳動(dòng)原理。對(duì)主軸箱結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)。對(duì)現(xiàn)有CA6140車床主軸箱的用途、參數(shù)一系列都需要進(jìn)一步研究，讓我熟練掌握設(shè)計(jì)的基本方法，樹立設(shè)計(jì)的正確思路。對(duì)車床主軸箱的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和總結(jié)，并對(duì)其工作原理進(jìn)行了解。然后對(duì)所研究的主軸箱機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)和理論計(jì)算，并對(duì)該主軸箱的014軸零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和校核等工作，最后繪出該軸的零件圖。提高對(duì)CA6140車床的拓展與創(chuàng)新。1.1課題背景及研究意義本專題主要講述了CA6140臥式車床的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，對(duì)其主軸箱結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)原理進(jìn)行了深入的了解。CA6140是機(jī)械設(shè)備制造企業(yè)以原型C620型普通機(jī)床為基礎(chǔ)，以極其快速的機(jī)床設(shè)計(jì)制造速度改進(jìn)而成的臥式車床。以往只需保證刀具與工件之間特定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以及為了滿足加工成形的需要而對(duì)零件進(jìn)行特定的強(qiáng)度與剛度。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)是現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)發(fā)展到今天的綜合應(yīng)用。但機(jī)床主軸齒輪箱的設(shè)計(jì)目前還是比較常規(guī)的做法。軸上各部件相對(duì)位置固定可靠準(zhǔn)確，安裝工藝性和制造質(zhì)量較好，尺寸形狀應(yīng)適當(dāng)，尺寸要求有一系列硬性規(guī)定，以減少受力集中。因此，結(jié)合國(guó)內(nèi)外資料，探討科學(xué)理論的應(yīng)用，科學(xué)分析的處理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)機(jī)床的質(zhì)量、自動(dòng)化、智能化、高效化等方面的要求越來(lái)越高。實(shí)現(xiàn)上述要求的關(guān)鍵技術(shù)之一的自動(dòng)化機(jī)械加工工藝，不僅可以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和效率、降低人力成本、降低生產(chǎn)成本，而且在批量生產(chǎn)中也同樣適用。因此，許多企業(yè)建造全自動(dòng)或半自動(dòng)生產(chǎn)線，都是采用專用機(jī)床、全自動(dòng)機(jī)床、組合式機(jī)床。但是，只有在大規(guī)模生產(chǎn)(主要是工業(yè)部件生產(chǎn))時(shí)才會(huì)產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益，使用這種高效、自動(dòng)化的設(shè)備需要投入大量的初始資金和較長(zhǎng)的生產(chǎn)準(zhǔn)備期。近些年，雖然隨著電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床得到的較大的發(fā)展，但通過(guò)對(duì)普通車床的研究和設(shè)計(jì)，研究生產(chǎn)實(shí)際中車床進(jìn)給箱變速結(jié)構(gòu)的原理及運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)及改進(jìn)。進(jìn)給式運(yùn)動(dòng)鏈可以使刀架在進(jìn)給式運(yùn)動(dòng)和變速變向的四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋的車內(nèi)，無(wú)論縱向還是橫向都可以實(shí)現(xiàn)。臥式車床在切削螺紋時(shí)，進(jìn)給傳動(dòng)鏈?zhǔn)莾?nèi)聯(lián)傳動(dòng)鏈(internalconnectionchain)。主軸各轉(zhuǎn)刀架動(dòng)量應(yīng)與螺紋導(dǎo)程相等。CA6140型車床結(jié)構(gòu)復(fù)雜使用非常廣泛，基本反映了車床的特點(diǎn)，適于加工各種回轉(zhuǎn)體零件。其刀架可同時(shí)對(duì)4把不同的車刀進(jìn)行加力，使工件在不同工況下旋轉(zhuǎn)，并可使用4把不同的車刀交替使用。CA6140車床主軸箱及軸用途的分析研究，各部件之間的組合，主要參數(shù)的設(shè)計(jì)，功能原理的運(yùn)用，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、計(jì)算的初步能力，最后進(jìn)行反復(fù)校核，需要掌握其基本的設(shè)計(jì)方法。同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了正確的訓(xùn)練，最后對(duì)方案上的分析、設(shè)計(jì)構(gòu)思、機(jī)械制圖等方法進(jìn)行了綜合訓(xùn)練，并進(jìn)行了技術(shù)文件的編寫和技術(shù)資料的查閱。1.2CA6140型臥式車床1.2.1CA6140型車床相關(guān)理論的發(fā)展?fàn)顩r車床是一般機(jī)器制造廠中車床數(shù)量最多的金屬切削機(jī)床中最主要的一種，又稱工母機(jī)(WorkingMotor)?？稍谲嚧采献飨鄳?yīng)處理，如絲錐、板牙、軋花工具等。車床的作用是對(duì)各種不同旋轉(zhuǎn)面與螺旋面進(jìn)行切削加工。CA6140車床是一種傳統(tǒng)的加工機(jī)床，它在原有的C620普通車床的基礎(chǔ)上所整改升級(jí)的臥式車床，是我國(guó)在機(jī)械設(shè)備制造企業(yè)中所需的設(shè)備之一。CA6140車床具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和廣泛的性能，適于各種回轉(zhuǎn)體部件的加工，其刀架可同時(shí)強(qiáng)化四種不同的車刀，使工件以旋轉(zhuǎn)刀架的方式在不同的工作條件下進(jìn)行加工，使四種不同的車刀交替使用。數(shù)控機(jī)床底座必須具有滿足工具或工件高精度定位要求的足夠剛性，精度范圍規(guī)定在0.001至0.01毫米之間。要求機(jī)床的基礎(chǔ)部件在滿足運(yùn)動(dòng)精度和定位精度要求的情況下，具有較高的動(dòng)剛度和較高的剛性。車床輸出平順，轉(zhuǎn)彎扭力低，矢量可以控制在較高的轉(zhuǎn)數(shù)上。扭力的減速性和較快的駐車速度也會(huì)有較強(qiáng)的抗干擾性，動(dòng)態(tài)反應(yīng)也會(huì)比較快，速度的平穩(wěn)性也會(huì)一般。在古代制造業(yè)中，車床是一種利用繩索使工件旋轉(zhuǎn)，手持刀具進(jìn)行切割，通過(guò)人工操縱的工具。1890年代，英國(guó)機(jī)械發(fā)明Giamozli發(fā)明了現(xiàn)代車床，使用絲杠傳動(dòng)刀架，并在19世紀(jì)實(shí)現(xiàn)了加工不同螺距的螺紋和調(diào)整進(jìn)給速度的功能，通過(guò)齒輪交換的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。1810年代，英國(guó)人羅伯茨(Roberts)在主軸轉(zhuǎn)速的變化上，使用了四段變速和背輪機(jī)構(gòu)。隨著機(jī)械化、自動(dòng)化程度的提高，旋塔式車床是由美國(guó)的菲奇在1840年代發(fā)明的。美國(guó)在時(shí)隔數(shù)年后再次推出Releader車床。19世紀(jì)70年代，美國(guó)斯潘塞制造了一臺(tái)單軸自動(dòng)車床，隨后三軸自動(dòng)車床的制造也獲得了成功。20世紀(jì)初，以齒輪箱單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的車床問(wèn)世。各種高效率的專用車床和自動(dòng)車床在第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后迅速興起，而機(jī)械工業(yè)的需求也隨之增長(zhǎng)。液壓仿形裝置的車床在20世紀(jì)40年代末開始普及，多刀車床也得到發(fā)展，以提高小批量工件的生產(chǎn)效率。程式控制車床發(fā)展于20世紀(jì)50年代，包含插銷板、撥碼盤等。20世紀(jì)60年代開始在機(jī)床領(lǐng)域開始應(yīng)用數(shù)控機(jī)床，70年代以后發(fā)展迅速。它解決了傳動(dòng)加工方法所遇到的問(wèn)題，有自己的自主優(yōu)勢(shì)和不足，并且隨著制造技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是先進(jìn)制造技術(shù)的日益提高，質(zhì)量和精密對(duì)制造業(yè)的影響越來(lái)越大，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)制造業(yè)中機(jī)床工具中應(yīng)用比較廣泛的一種產(chǎn)品，這也是目前我國(guó)最為關(guān)注的一項(xiàng)工程。1.2.2車床的配置系統(tǒng)CA6140型號(hào)由系統(tǒng)SIEMENS802S系統(tǒng)、接口電路、驅(qū)動(dòng)線路和步進(jìn)馬達(dá)等組成，另有直線、斜線、圓弧、錐螺紋和螺紋等5種系統(tǒng)指令的若干種。這套指令系統(tǒng)包含多種控制功能，例如結(jié)束循環(huán)，暫停，延遲，延遲換刀，編碼換刀，通信等，配合加工指令，可以制造各種復(fù)雜的部件。系統(tǒng)工況適宜溫度為10°~+40°，濕度為40%~80%，系統(tǒng)控制部分，采用鍵盤和顯示器部分安裝在面板上的SIEMENS802S系統(tǒng)。這兩臺(tái)型號(hào)為BYG550C-2的電機(jī)均為需要使用110V驅(qū)動(dòng)電壓的步進(jìn)式電動(dòng)機(jī)，相電流范圍為2~5A，步距角度在0~36°/步之間，靜態(tài)扭矩為12N。輸入電網(wǎng)電壓交流電(220±22)V，頻率50Hz，電流1~5A。是機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)。1.2.3車床的分類車床是機(jī)床的一種，主要用于汽車加工旋轉(zhuǎn)工件，可使用鉆頭、擴(kuò)孔鉆孔、鉸刀、絲錐、板牙及滾花工具等多種工具進(jìn)行相應(yīng)加工。車床的分類方式多種多樣，常見的有普通機(jī)床、轉(zhuǎn)塔及回轉(zhuǎn)車床、自動(dòng)車床、多刀半自動(dòng)車床等，其中車床的分類方式主要有普通機(jī)床、轉(zhuǎn)塔及回轉(zhuǎn)車床等。這些車床在工業(yè)制造和各種規(guī)模的生產(chǎn)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，其中最為普遍的是臥式車床。CA6140是一種適用于各種規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的典型臥式車床。1.3車床的用途與工藝特點(diǎn)車床是一種先進(jìn)的加工裝備，廣泛適用于工業(yè)制造領(lǐng)域，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高效率、高生產(chǎn)、高質(zhì)量的零件加工，主要用于各種零件加工，通過(guò)使用不同的刀具、夾具和編程參數(shù)，數(shù)控機(jī)械車床能夠滿足各種不同零件的加工要求。同時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜輪廓加工、薄壁軸向加工等高難度工藝。因此在制造航空、船舶和軍工部件、電子設(shè)備零件、汽車和軌道交通零部件等都廣泛應(yīng)用。車床的加工能力十分廣泛，可用于鉆、擴(kuò)、攻螺紋和滾花等回轉(zhuǎn)體成型面、環(huán)槽、端面及各種螺紋的加工，并可通過(guò)各種附件、夾具的安裝使其功能得到擴(kuò)展。它能進(jìn)行銑削，研磨，磨光。車床對(duì)各種材質(zhì)的零部件都可以進(jìn)行加工。通常選擇工件主要受切削力的限制，而非汽車加工時(shí)的慣性力。在加工過(guò)程中，車刀與工件始終保持接觸，一般不會(huì)產(chǎn)生沖擊，切削過(guò)程平穩(wěn)，切削力度變化較小，在加工過(guò)程中，車刀與工件之間的接觸不大，切削過(guò)程平穩(wěn)。加工時(shí)可選用較高的切削速度。生產(chǎn)效率高，加工精度高，因?yàn)檐囅骷庸た梢赃x擇較大的切削量。車削所用的刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便、刃磨方便、安裝方便，對(duì)于幾種形狀的刀具來(lái)說(shuō)，要達(dá)到要求，加工起來(lái)相對(duì)容易一些。制作準(zhǔn)備時(shí)間短，制作費(fèi)用少。車床的通用性更大，但其結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，自動(dòng)化程度相對(duì)較低，需要更多的輔助時(shí)間來(lái)進(jìn)行單件、小批量的生產(chǎn)和修理車間的加工工藝。圖1.1車床的典型加工零件1.4CA6140型臥式車床組的主要組成部件臥式車床是各類機(jī)床使用范圍較為廣泛的一種，CA6140型臥式車床的結(jié)構(gòu)具有典型的臥式車床布局?？蛇M(jìn)行機(jī)械零件的粗加工及精加工，結(jié)構(gòu)可靠，操作方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用?？刂葡到y(tǒng)功能齊全，可靠性高。圖1.2是CA6140型臥式車床的外形圖。圖1.2CA6140型臥式車床的外形圖1—主軸箱2—刀架3—尾座4—床身5—右床腿6—溜板箱7—左床腿8—進(jìn)給箱(1)裝設(shè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和主軸部件及其變速的主軸箱1固定在床身4的左上部，花盤、卡盤等夾具可安裝在其前端。它的功能支承主軸在常用的裝夾工作中，將動(dòng)力通過(guò)驅(qū)動(dòng)工件按一定速度旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)Herr變速機(jī)構(gòu)，使之到達(dá)主軸。(2)在床身4上刀架導(dǎo)軌上安裝刀架2，由中滑板、小滑板、床鞍、方形刀架組成刀架部件。做到橫向、斜向、縱向三個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。床體4尾輪導(dǎo)軌上安裝尾輪組件3，縱向位置可沿導(dǎo)軌調(diào)節(jié)。其作用是采用后頂支承工件，可安裝鉆頭、鉸接器和中心鉆孔等鉆孔加工工具，供鉆孔加工使用。(4)進(jìn)給箱8固定于床身4的左前側(cè)，裝有進(jìn)給量導(dǎo)程或加工螺紋導(dǎo)程的改變、絲杠的轉(zhuǎn)換以及加工過(guò)程中一般由光柱轉(zhuǎn)換而成的進(jìn)給量運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)，如進(jìn)給箱。(5)溜板箱6與床鞍、刀架2接在一起。它能帶動(dòng)刀架在絲條或光條的傳動(dòng)下作縱向運(yùn)動(dòng)，在固定不動(dòng)的情況下作橫向運(yùn)動(dòng)，在通過(guò)光條傳動(dòng)的情況下作橫向運(yùn)動(dòng)。右下方裝有快速馬達(dá)，使刀架作快速的縱向和橫向運(yùn)動(dòng)。（6）床身床身4固定左、右床腿7和5上，床身4是支承床上各主要部件并使之在工作時(shí)保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置或運(yùn)動(dòng)軌跡支承件。由表格2.1是CA6140型臥式車床主要技術(shù)參考結(jié)果表2.1是CA6140型臥式車床主要技術(shù)參考數(shù)值的如下CA6140型臥式車床主要技術(shù)參考數(shù)值技術(shù)參數(shù)名稱參數(shù)數(shù)值加工最大直徑/mm在床身上400在刀架上210棒料48加工最大長(zhǎng)度/mm650/900/1400/1900中心距/mm750/1000/1500/2000加工螺紋米制/mm1~192英制/（牙/in）24~2主軸主軸孔徑/mm48主軸錐孔/mm莫氏5號(hào)主軸轉(zhuǎn)速范圍（r/min）正轉(zhuǎn)10~1400反轉(zhuǎn)14~1580刀架最大縱向行程/mm650/900/1400/1900最大橫向行程/mm260最大回轉(zhuǎn)角度/（°）±60進(jìn)給量（mm/r）縱向0.08~1.95橫向0.04~0.79尾座頂尖套最大移動(dòng)量/mm150橫向最大移動(dòng)量/mm±15頂尖套內(nèi)孔錐度莫氏4號(hào)主電動(dòng)機(jī)功率/kw7.5主軸轉(zhuǎn)速/（r/min）12.5、16、20、25、32、40、50、63、80、100、125、160、200、250、320、400、450、500、560、10、900、1120、1400進(jìn)給量（mm/r）縱向0.028、0.032、0.036、0.039、0.043、0.046、0.050、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.18、0.20、0.23、0.24、0.26、0.28、0.30、0.33、0.36、0.41、0.46、0.48、0.51、0.56、0.61、0.66、0.71、0.81、0.91、0.94、0.96、1.02、1.03、1.09、1.12、1.15、1.22、1.29、1.47、1.59、1.71、1.87、2.05、2.16、2.28、2.56、2.29、3.16、橫向0.014、0.016、0.018、0.019、0.021、0.023、0.0250.027、0.040、0.045、0.050、0.055、0.060、0.065、0.070、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.20、0.22、0.24、0.25、0.28、0.30、0.33、0.35、0.40、0.43、0,45、0.47、0.48、0.50、0.51、0.54、0.56、0.57、0.61、0.64、0.73、0.79、0.86、0.94、1.02、1.08、1.14、1.28、1.46、1.58、1.72、1.88、2.04、2.16、2.28、2.56、2.92、3.16米制1、1.25、1.5、1.75、2、2.25、2.5、3、3.4、4、4.5、5、5.5、6、7、8、9、10、11、12、14、16、18、20、22、24、28、32、36、40、44、48、56、64、72、80、88、96、112、128、144、160、176、192英制24、20、19、18、16、14、12、11、10、9、8、7、6、5、4、4、3、3、3、2、2CA6140型車床的主要結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)2.1CA6140型車床的主要結(jié)構(gòu)CA6140型車床是一種常見的金屬切削機(jī)床，其傳動(dòng)系統(tǒng)包括兩部分：主動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈(Mainmotiondrivechain)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈(Kinematicchain)主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的作用是向機(jī)床主軸傳遞動(dòng)力源的運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)工件實(shí)現(xiàn)主要運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)方向轉(zhuǎn)換和主軸速度調(diào)整。機(jī)床機(jī)芯計(jì)算步驟：1.分析計(jì)算各傳動(dòng)鏈。

(1)確定傳動(dòng)鏈的兩端件；(2)兩端件在特定時(shí)間間隔內(nèi)的位移量是根據(jù)傳動(dòng)鏈兩端件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系而定的。(3)按順序排列的傳動(dòng)副傳動(dòng)比，在計(jì)算位移和對(duì)應(yīng)傳動(dòng)鏈的基礎(chǔ)上，列運(yùn)動(dòng)平衡公式；根據(jù)運(yùn)動(dòng)平衡公式推導(dǎo)出所需進(jìn)給量或位移量，并通過(guò)考慮加工條件，對(duì)換齒機(jī)構(gòu)的布局進(jìn)行優(yōu)化，以確定掛輪變速機(jī)構(gòu)所需換齒輪齒的數(shù)量。或確認(rèn)其它變速機(jī)構(gòu)有調(diào)整的必要。CA6140型臥式車床傳動(dòng)框圖如下圖2.1主軸主軸箱工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)主軸主軸箱溜板箱掛輪機(jī)構(gòu)帶傳動(dòng)刀具縱向移動(dòng)溜板箱掛輪機(jī)構(gòu)帶傳動(dòng)刀具橫向移動(dòng)刀具車螺紋運(yùn)動(dòng)光絲或絲杠進(jìn)給箱電動(dòng)機(jī)光絲或絲杠進(jìn)給箱電動(dòng)機(jī)圖2.1CA6140型臥式車床傳動(dòng)框圖其傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖2.2所示：圖2.1CA6140型臥式車床傳動(dòng)系統(tǒng)圖2.2主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈2.2.1傳動(dòng)路線傳遞路線主要分為兩個(gè)部分，分別是向運(yùn)動(dòng)的傳遞鏈條和向運(yùn)動(dòng)的主要傳遞鏈條。SPORT是電動(dòng)機(jī)通過(guò)V帶輪傳動(dòng)副上，使主軸(軸)轉(zhuǎn)正、轉(zhuǎn)反或停止，在軸I上裝有雙向多片摩擦離合器M1，是M1的作用。M1居中時(shí)，I軸上的齒輪在主軸VI停止時(shí)無(wú)一轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)M1左部摩擦切片時(shí)，軸心I移動(dòng)經(jīng)過(guò)M1和齒輪副51/43或56/38傳遞到軸心II，此時(shí)主軸VI轉(zhuǎn)動(dòng)。M1右端受壓，軸心I的運(yùn)動(dòng)由其齒輪副34/30或50/34傳至軸心II。目前在I軸與II軸之間增加了一個(gè)新的中檔34，這使得II軸在逆時(shí)針方向的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與M1相反。軸II上的運(yùn)動(dòng)經(jīng)由三組齒輪副(齒比分別為30/50、22/58、39/41)傳送至軸III，而從軸III至主軸VI則有二種變速路徑。(1)高速傳遞路線。當(dāng)主軸需要高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)將主軸上的滑行齒輪Z50移至左端位置，與其軸Ⅲ的齒輪63合，得到高速變速(450~1400r/min)。所以軸Ⅲ的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)63/50的齒輪副直接傳遞到主軸上的。(2)將主軸上的滑輪齒輪Z50移至右端位置，以便在主軸需要中低速運(yùn)轉(zhuǎn)(10~500轉(zhuǎn)/分鐘)時(shí)與齒式離合器M2嚙合。將軸心Ⅳ繞輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作來(lái)自齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比例為50/50或20/80。隨后，軸式Ⅳ將動(dòng)力通過(guò)齒輪副51/50、20/80、26/58傳遞到齒式離合器M2，最終驅(qū)動(dòng)主軸。傳動(dòng)路線2.2表達(dá)式表示為：M1(左)5638主電動(dòng)機(jī)（正轉(zhuǎn)）514339417.5kW1450r∕m?n-Φ130Φ230-I--II-30M1(右)5034VII34302258(反轉(zhuǎn))635020802080III--V-2658-M2（右）505051502.2表達(dá)式2.2.2主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算在路線表達(dá)式和系統(tǒng)圖中，通過(guò)進(jìn)一步的分析計(jì)算，可以得到主軸正旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)為2×3×1+2×2=4傳動(dòng)比從軸III到軸V的30種傳動(dòng)主軸的路線。i1=2080×2080其中i3和i4相差無(wú)幾，傳動(dòng)比實(shí)際上只有3種不同，而主軸實(shí)際能得到的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)應(yīng)該是2×3×1+2×2：1=24級(jí)。所以反轉(zhuǎn)所需要的關(guān)卡應(yīng)該是3×1+2×2=12關(guān)卡。以下是可根據(jù)傳動(dòng)時(shí)所經(jīng)過(guò)的傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)列出的運(yùn)動(dòng)平衡公式樣例。nmax=1450×n按等比順序，主軸正轉(zhuǎn)有24檔轉(zhuǎn)速區(qū)間為10轉(zhuǎn)至1400轉(zhuǎn)每分鐘；主軸的反轉(zhuǎn)有12個(gè)轉(zhuǎn)速等級(jí)，轉(zhuǎn)速區(qū)間為14轉(zhuǎn)至1580轉(zhuǎn)每分鐘。CA6140的車床速比為1.25。3CA6140型車的主軸箱的特點(diǎn)3.1主軸箱的主要結(jié)構(gòu)CA6140車床的作用主要是對(duì)主軸進(jìn)行支承和傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)起動(dòng)，停止，變向，變速。并由主軸傳送至系統(tǒng)內(nèi)至運(yùn)動(dòng)，使輸入系統(tǒng)達(dá)到伸縮螺距及變換方向等。主軸箱通常包含主軸及其軸承、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、起動(dòng)停止和變向裝置、操縱機(jī)構(gòu)和潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)等，如主軸及其軸承、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、起動(dòng)停止和變向裝置等，在主軸箱中的起動(dòng)停止和變向裝置中的起動(dòng)停止。展開圖是在一個(gè)平面上剖開并展開的一張裝配圖，按照每個(gè)傳動(dòng)軸的傳遞運(yùn)動(dòng)順序，在平面上展開立體，從而拉開部分軸與軸之間的距離。如果軸Ⅳ與軸Ⅲ、軸Ⅴ位置相對(duì)偏離較遠(yuǎn)，就會(huì)使原本互相嚙合的齒輪發(fā)生分離。整理傳動(dòng)關(guān)系是閱讀展開圖時(shí)的首要任務(wù)。展開圖形并沒有體現(xiàn)實(shí)際的各個(gè)軸線的位置。如圖3.1所示的主軸箱及側(cè)視圖各橫斷面分別表示主軸和各傳動(dòng)裝置的實(shí)際空間位置。圖3.1主軸箱的向視圖和剖切圖3.1.2卸荷帶輪主軸箱的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶傳入，傳動(dòng)平順，同時(shí)也改善了主軸箱輸入軸的工作條件，如圖3.2所示，主軸箱運(yùn)動(dòng)輸入軸上的帶輪采用的是卸載結(jié)構(gòu)?；ㄦI套與帶輪需用螺絲連接，分別以固定在主軸箱體上的法蘭體內(nèi)兩個(gè)向心球軸承為支撐。皮帶輪在驅(qū)動(dòng)Ⅰ軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)可以通過(guò)花鍵套旋轉(zhuǎn)，皮帶的張力在提高傳動(dòng)平穩(wěn)性的同時(shí)通過(guò)法蘭體直接傳遞到搭配箱體上，而Ⅰ軸在橫向作用力的作用下不會(huì)導(dǎo)致彎曲變形。膠帶式拉力傳遞路線：采用帶輪花鍵套軸承法的電動(dòng)機(jī)-箱體。圖3.2是卸荷帶輪。圖3.2是卸荷帶輪1-帶輪2-花鍵套3-法蘭3.2雙向多片摩擦離合器的原理及分析雙向多片摩擦離合器包括固定在驅(qū)動(dòng)軸上的兩片摩擦片和從動(dòng)軸上固定下來(lái)的另一片摩擦片。當(dāng)兩摩擦片受壓使摩擦片接觸面產(chǎn)生摩擦力時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸與從動(dòng)軸開始傳遞扭矩。當(dāng)施加壓力消失時(shí)，摩擦力會(huì)減小或消失，從而使兩個(gè)軸之間的連接斷開。。它的主要功能是實(shí)現(xiàn)不同軸之間的連接與斷開，從而實(shí)現(xiàn)不同速度的轉(zhuǎn)動(dòng)。圖3.3所示。圖3.3雙向多片摩擦離合器1-空套齒輪2-外擦片3-內(nèi)擦片4-彈簧銷5-穿銷6-元寶銷7-拉桿8-壓塊9-調(diào)節(jié)螺母10.11-止推片其主要成分有：①內(nèi)部摩擦片3：它的內(nèi)孔是花鍵孔，它和花鍵一起裝配在軸I上，隨著軸I轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。②外摩擦片二：外側(cè)有四個(gè)凸起，與軸心I同步運(yùn)動(dòng)，卡在空套檔凹槽內(nèi)；③緊壓件8：內(nèi)、外摩擦片夾緊用；④緊固螺母9：用于調(diào)節(jié)內(nèi)外摩擦片產(chǎn)生的壓力；⑤彎曲形杠桿6：將摩擦片壓實(shí)，通過(guò)推動(dòng)杠桿使其運(yùn)動(dòng)。變向原理如下：離合器中，編號(hào)為3的部件為內(nèi)摩擦片，它與軸I通過(guò)一個(gè)花鍵內(nèi)孔相連，并隨軸I轉(zhuǎn)動(dòng)。2為外梭塊，內(nèi)部有亮圓孔，外圈有4條突起。空心套齒輪輪在插槽中隨它轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)摩擦片通過(guò)摩擦力使外摩擦片在壓塊緊壓外梭塊時(shí)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。外摩擦片驅(qū)動(dòng)空套檔旋轉(zhuǎn)，通過(guò)外圓上的4個(gè)凸起，從而向空套檔傳遞軸心I的旋轉(zhuǎn)，達(dá)到傳遞扭矩的目的。隨著不同方向的摩擦片被壓緊，不同方向的運(yùn)動(dòng)都能被傳遞出去，改變方向的作用也就達(dá)到了。作用在于①傳遞力矩；②換主軸動(dòng)作；③超負(fù)荷防護(hù)。圖3.4如圖所示的雙向多片摩擦離合器。除了通過(guò)摩擦力來(lái)傳遞動(dòng)力，多片摩擦離合器可以起到過(guò)度保險(xiǎn)的效果。當(dāng)機(jī)床處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，摩擦片會(huì)打滑，使主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使機(jī)床免受損傷，從而使機(jī)床在工作中沒有受到任何損傷。圖3.4雙向多片式摩擦離合器1-雙聯(lián)齒輪2-外擦片3-內(nèi)擦片4-彈簧銷5-穿銷6-元寶形擺塊7-拉桿8-壓套9（9a、9b）-螺母10、1止推片12-銷軸13-滑套14-齒輪3.3變速操縱機(jī)構(gòu)軸Ⅱ上的雙聯(lián)排滑檔和軸Ⅲ上的三聯(lián)排滑檔，一個(gè)手柄就能控制住。其操縱機(jī)構(gòu)見圖3.5。變速手柄每旋轉(zhuǎn)一次，可以切換到6種不同的轉(zhuǎn)速，所以手柄上的位置就有6個(gè)，分布比較均勻。主軸箱前壁安裝了這種變速手柄，通過(guò)鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)軸與主軸相連。軸體4為圓盤形凸輪3，曲柄式2。凸輪3上刻有由兩段不同半徑的圓弧和直線構(gòu)成的閉合曲線槽。凸輪3上出現(xiàn)了6種不同的轉(zhuǎn)速位置，示意圖如圖3.5所示。將杠桿5調(diào)整到A、B或C的位置，使其上端的滾子位于一個(gè)大半徑的圓弧內(nèi)的凸輪槽曲線上。軸II的雙聯(lián)滑動(dòng)齒輪輪通過(guò)撥叉6移動(dòng)杠桿5上的滑動(dòng)齒輪輪移動(dòng)到左端位置。雙聯(lián)滑移齒輪會(huì)在位置為D、E、F時(shí)移向右端。旋轉(zhuǎn)曲柄2，撥動(dòng)軸4，帶動(dòng)撥叉，在左、中、右三個(gè)位置切換操縱軸III上的三聯(lián)式齒輪，將手柄依次轉(zhuǎn)動(dòng)。6種不同的組合可以通過(guò)調(diào)節(jié)2個(gè)滑動(dòng)齒輪的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣軸Ⅲ就有了6種不同的轉(zhuǎn)速。滑檔到了合適的位置后就要定位操作，用鋼珠進(jìn)行撥叉，才能做到準(zhǔn)確定位。圖3.5變速操縱機(jī)構(gòu)1、6-撥叉2-曲柄3-凸輪4-軸5-杠桿3.3.1.閘帶式制動(dòng)裝置制動(dòng)裝置的功用是為了克服主軸箱內(nèi)各運(yùn)動(dòng)件的慣性，使主軸在摩擦離合器脫下和主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到減少輔助時(shí)間的目的。CA6140車床使用的帶閘制動(dòng)器安裝在軸Ⅳ上，由制動(dòng)輪7、帶6、帶4等部件組成，具體見圖。制動(dòng)輪7是用花鍵與傳動(dòng)軸IV連接的鋼制碟片。制動(dòng)帶是一條鋼帶，內(nèi)層有銅絲和石棉，目的是使摩擦系數(shù)提高。制動(dòng)輪上環(huán)繞著制動(dòng)帶，其中一端連接到主軸箱體1，通過(guò)調(diào)節(jié)螺絲5，另一端則固定在4桿的上部。杠桿4可在其下端與A或C圓弧凹部齒條軸2：00接觸時(shí)，繞軸3擺動(dòng)，制動(dòng)帶呈松弛狀態(tài)，制動(dòng)時(shí)不分用途；動(dòng)齒條軸2，通過(guò)傳動(dòng)齒輪使主軸迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使制動(dòng)帶包緊固動(dòng)輪，使產(chǎn)生摩擦制動(dòng)力矩的杠桿繞軸呈3逆時(shí)針方向擺動(dòng)，當(dāng)其上凸部分B與杠桿4下端接觸時(shí)。圖3.6閘帶式制動(dòng)裝置1-主軸箱體2-牙條軸3-軸4-杠桿5-調(diào)節(jié)螺絲6-制動(dòng)帶7-制動(dòng)輪8-花鍵軸3.3.2操縱機(jī)構(gòu)CA6140臥式車床的剎車裝置和雙向多片摩擦離合器都是由統(tǒng)一的操縱機(jī)構(gòu)來(lái)控制的，這樣就保證了兩者的運(yùn)轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)一致。下圖為操控機(jī)構(gòu)對(duì)主軸的啟停、轉(zhuǎn)向和剎車進(jìn)行控制。為便于操作，8號(hào)操縱桿上裝有兩把，一把位于進(jìn)給箱右側(cè)(即圖10中的手柄7)，另一把位于滑板箱右側(cè)(圖中沒有標(biāo)注)。當(dāng)向上拉動(dòng)手柄7時(shí)，使軸12和扇形齒輪13順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，通過(guò)曲桿9、拉桿10和曲桿11形成的杠桿機(jī)構(gòu)。齒條軸14向右移動(dòng)并帶動(dòng)固定在左端的撥叉15向右移動(dòng)，再由撥叉帶動(dòng)滑套4向右移動(dòng)，然后在接合左離合器上實(shí)現(xiàn)雙向多片式摩擦離合器。主軸向前轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)作開始了。右側(cè)離合器會(huì)在手柄7向下拉動(dòng)時(shí)發(fā)生聯(lián)結(jié)，同時(shí)主軸也會(huì)發(fā)生反轉(zhuǎn)。握把中置，滑套4與齒條軸14居中，松開左右兩組雙向多片摩擦離合器的摩擦片，斷掉動(dòng)力源與主傳動(dòng)鏈條之間的一條鏈條。齒條軸14的凸起部分將煞車杠桿5下端壓住，將煞車皮帶拉緊后會(huì)造成主軸煞車的情況。14號(hào)齒條移到左右兩頭位置，離合器進(jìn)行了銜接。杠桿5與齒條軸14上的圓弧凹槽在主軸啟動(dòng)時(shí)發(fā)生接觸，造成剎車皮帶最后松開，不再對(duì)主軸進(jìn)行剎車。調(diào)整如下：CA6L40車床主軸開關(guān)操作裝置，換向及煞車。圖3.7CA6l40車床主軸開停、換向和制動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)1-雙聯(lián)齒輪2-齒輪3-元寶形擺塊4-滑套5-杠桿6-制動(dòng)帶7-手柄8-操縱桿9、1曲柄10-拉桿12-軸13-扇形齒輪14-齒條軸15-撥叉4CA6140型車床傳動(dòng)系統(tǒng)4.1傳動(dòng)設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)主要起到將電動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞給工件或者刀具，使其發(fā)生相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。主要包括進(jìn)給傳動(dòng)、主軸傳動(dòng)、快換傳動(dòng)幾個(gè)部分組成，同時(shí)提高了機(jī)床的生產(chǎn)效率，機(jī)床的精度，保護(hù)了機(jī)床的主要部件。簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)與復(fù)合運(yùn)動(dòng)，一定要有一條外聯(lián)傳動(dòng)鏈注重傳動(dòng)系統(tǒng)的持久的穩(wěn)定性，為機(jī)床的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行提供有力支持。主軸的每一級(jí)轉(zhuǎn)速是通過(guò)什么傳動(dòng)副、每一軸轉(zhuǎn)速等，根據(jù)給定公式、極限轉(zhuǎn)速、變速級(jí)轉(zhuǎn)速、每一軸轉(zhuǎn)速等來(lái)確定轉(zhuǎn)速區(qū)間。速度圖是從實(shí)踐中總結(jié)創(chuàng)造出來(lái)的機(jī)床分級(jí)變速系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)工具。其具體含義和，轉(zhuǎn)速圖上變速組的各個(gè)傳動(dòng)比用兩軸的相應(yīng)轉(zhuǎn)速連線來(lái)表示。已知確定轉(zhuǎn)速的范圍為主軸（最小轉(zhuǎn)速nmin=31.5r/min），確定的公式比為Φ=1.41，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)為Z=12。4.2CA6140車床的轉(zhuǎn)速圖與傳動(dòng)系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)4.2.1結(jié)構(gòu)分析式112＝3×2×2⑵12＝2×2×3⑶12＝2×3×2在降速變速中，通常通過(guò)限制齒輪直徑過(guò)大，以保證在≥X=1/4的最小變速比不小于IMIN。在提升轉(zhuǎn)速時(shí)，一般會(huì)將最大轉(zhuǎn)速比限制在IMAXΦ2的范圍內(nèi)，以防止系統(tǒng)受到外界干擾而影響過(guò)大。同事變速范圍的最大值應(yīng)在主傳動(dòng)鏈的任一傳動(dòng)組內(nèi)8~10的范圍內(nèi)，即rmax=(imin/imax)8~10。為了選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要保證盡可能小的變速范圍的中間傳動(dòng)軸。4.2.2繪制轉(zhuǎn)速圖（1）選定電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)選用金屬切削機(jī)床，使用三相異步電動(dòng)機(jī)的Y系列鼠籠。具有節(jié)能、起動(dòng)力矩更大、噪音振動(dòng)更小、運(yùn)行安全可靠等特點(diǎn)的Y系列高效電動(dòng)機(jī)。所以根據(jù)機(jī)床所選功率為Y-132M-4，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min。（2）配總降速傳動(dòng)比總降速傳動(dòng)比i由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1440轉(zhuǎn)/分，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，適當(dāng)?shù)淖兯倨鹘M件需要增加。（3）確定傳動(dòng)軸軸數(shù)傳動(dòng)軸軸數(shù)等于在定比傳動(dòng)副數(shù)的基礎(chǔ)上增加一個(gè)變速組數(shù)，即5=3+1+1。（4）繪制轉(zhuǎn)速圖由nmim=31.5r/minΦ=1.41z=12，確定各級(jí)轉(zhuǎn)速為：1400、1000、710、500、355、250、180、125、90、63、45、31.5r/min。在設(shè)計(jì)的五根軸中，剩下的四根軸被設(shè)定為I，II，III，IV，依照傳動(dòng)順序排列。III、II、III軸之間的傳動(dòng)組，III、IV軸之間會(huì)同時(shí)設(shè)置為A、B、C軸?，F(xiàn)在啟動(dòng)IV(主軸)，依次確定轉(zhuǎn)速，分別為I，II，III軸。①首先確定III軸變速傳動(dòng)組C的轉(zhuǎn)速范圍為6=1.416，RMAX位于【8，10】之間，并結(jié)合結(jié)構(gòu)式加以分析。III軸的轉(zhuǎn)速只有可能是125，180，250，355，500，710r/min中的一種。②設(shè)定軸Ⅱ的齒輪比為3，在這3個(gè)齒輪比中，指定的中軸轉(zhuǎn)速較低?？梢赃x擇較小的齒輪比，以避免過(guò)高的轉(zhuǎn)速。取bi1=1/Φ3=1/2.8，，bi2=1/1軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速確定為：355、500、710r/min。③確定軸Ⅰ轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)等級(jí)為：ai1=1/?2=1/2，ai2=1/?=1/1.41，ai3=1/1，軸Ⅰ轉(zhuǎn)速確認(rèn)為7轉(zhuǎn)10每分鐘。按圖4.1確定主軸與電動(dòng)機(jī)的固定傳動(dòng)比為I=144/71，計(jì)算公式為1440/710。圖4.1傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖（5）確定各變速組傳動(dòng)副齒數(shù)①傳動(dòng)組a:查表8-1ai1=1/?2=1/2，ai2=1/?=1/1.41，ai3=1/1ai1=1/?2=1/2時(shí)，Sz=……57、60、63、66、69、72、75、78……ai2=1/?=1/1.41時(shí)，Sz=……58、60、63、65、67、68、70、72、73、77……ai3=1/1時(shí)，Sz=……58、60、62、64、66、68、70、72、74、76……可取SZ=72，故軸心Ⅰ檔齒數(shù)分別為：24、30、36。所以軸Ⅱ上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：Ia1=24/48、Ia2=30/42、Ia3=36/36可得。48、42、36。②傳動(dòng)組b:查表8-1bi1=1/?3=1/2.8，bi2=1/1bi1=1/?3=1/2.8時(shí)Sz=……69、72、73、76、77、80、81、84、87……bi2=1/1時(shí)Sz=……70、72、74、76、78、80、82、84、86……Sz=84可取，因此可以得到二聯(lián)位在軸Ⅱ上的齒數(shù)分別是：22、42。所以bi1=22/62，bi2=42/42，得到軸III上的兩個(gè)齒輪分別是多少個(gè)齒輪。62、42。③傳動(dòng)組c:查表8-1ci1=1/4，ic2=2ci1=1/4時(shí)Sz=84、85、89、90、94、95……ic2=2時(shí)Sz=……72、75、78、81、84、87、89、90……可取Sz=90ci1=1/4，表示減速傳動(dòng)，選擇軸III的齒輪齒數(shù)為18。ic2=2，表示為升速傳動(dòng)，其齒輪齒數(shù)選擇為軸IV的30個(gè)。于是得ci1=18/72，ic2=60/30，得軸Ⅲ兩聯(lián)動(dòng)齒輪的齒數(shù)分別為18，60；得軸Ⅳ兩齒輪齒數(shù)分別為18，60；得軸Ⅳ兩齒輪齒數(shù)別為72，30齒。4.2.3繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖依據(jù)已知條件可有如下是傳動(dòng)系統(tǒng)圖：圖4.2傳動(dòng)系統(tǒng)圖4.3動(dòng)力計(jì)算（1）確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速：主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為：nIV（2）各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：軸Ⅲ可按72/18的傳動(dòng)副從主軸90r/min處找出，軸Ⅲ為125r/min；軸Ⅱ以355r/min的速度計(jì)算；軸I的計(jì)算速度為710r/分鐘。4.4計(jì)算轉(zhuǎn)速機(jī)床上包括傳動(dòng)件在內(nèi)的多個(gè)部件，傳動(dòng)件的強(qiáng)度在設(shè)計(jì)時(shí)都需要進(jìn)行核算。決定零件強(qiáng)度的條件之一是該零件所受的載荷。載荷取決于零件所傳遞的功率和轉(zhuǎn)速。部分在機(jī)床變速傳動(dòng)鏈中保持勻速運(yùn)轉(zhuǎn)的部件，如圖8-1中的軸心Ⅰ、皮帶傳動(dòng)副、齒輪組a；也有一些變速的，比如各個(gè)傳動(dòng)組的其他軸、齒輪都是變速的。變速傳動(dòng)件的功率是根據(jù)哪個(gè)轉(zhuǎn)速計(jì)算的？4.5機(jī)床的功率轉(zhuǎn)矩特性傳動(dòng)鏈執(zhí)行器官做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，就不一樣了。對(duì)于旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，工件的直徑或刀具的大小，除了決定切削速度外，還會(huì)由主軸轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。對(duì)于旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)的轉(zhuǎn)速不僅決定于進(jìn)給速度，還決定于旋轉(zhuǎn)半徑。在輸出扭力提升的同時(shí)，扭力與轉(zhuǎn)速之間的反比例關(guān)系被旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)鏈的變速機(jī)構(gòu)所顯示，這基本上就是側(cè)向動(dòng)力的特點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的通用機(jī)床，由于主軸最低的幾級(jí)轉(zhuǎn)速常用于寬刀光車，攻大直徑螺紋，鉸大直徑孔，精鏜，成形銑削等，并不需要傳遞全部功率。主軸的功率或轉(zhuǎn)矩特性是指功率或轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，由主軸傳遞。主軸應(yīng)具有傳遞電動(dòng)機(jī)全部動(dòng)力的能力，主軸從最高轉(zhuǎn)速nmax到特定轉(zhuǎn)速Nj之間。在此區(qū)間，主軸的最大輸出扭矩會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的降低而提升。在轉(zhuǎn)速由Nj降至最低nmin的過(guò)程中，并不需要把所有的動(dòng)力通過(guò)各個(gè)層面?zhèn)鬟f出去。降低轉(zhuǎn)速時(shí)，主軸的輸出轉(zhuǎn)矩不再變大，而是保持在nj狀態(tài)下。但隨著轉(zhuǎn)速的降低，動(dòng)力的可轉(zhuǎn)移性也越來(lái)越小。NJ是主軸的運(yùn)算轉(zhuǎn)速，也就是主軸能將最小的轉(zhuǎn)速傳遞出充沛的動(dòng)力。機(jī)床主軸在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)分為兩個(gè)區(qū)域，分別為恒功率區(qū)域I，計(jì)算轉(zhuǎn)速為nj及以上，直至nmax。當(dāng)n大于或等于nj，小于nmin時(shí)，在恒矩區(qū)Ⅱ。傳動(dòng)鏈中其他傳動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速可以根據(jù)主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速圖來(lái)確定。而傳遞所有動(dòng)力所需要的最低轉(zhuǎn)速，也就是這個(gè)部件的轉(zhuǎn)速。5CA6140型車床軸的設(shè)計(jì)及軸上零件的定位5.1軸的設(shè)計(jì)與選取軸的位置確定、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸徑計(jì)算這三個(gè)方面對(duì)軸的設(shè)計(jì)都有一定的考慮。無(wú)論從強(qiáng)度還是剛性上，傳動(dòng)軸都應(yīng)該符合要求。在強(qiáng)度上的要求是讓軸反復(fù)扭動(dòng)負(fù)荷和彎曲負(fù)荷，不會(huì)被疲勞破壞。剛度方面的要求是軸在彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷的作用下，不會(huì)發(fā)生很大的形變，剛度方面的剛度要求是軸的剛度不會(huì)發(fā)生很大的形變。軸的材質(zhì)選用45號(hào)鋼，經(jīng)調(diào)整后，在CA6140進(jìn)給箱傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)中，通過(guò)溜板箱傳遞給絲杠，再通過(guò)一系列齒輪作用于傳動(dòng)軸，因?yàn)閭鲃?dòng)力是由刀架切削或車削時(shí)產(chǎn)生的。期間有力的損失等，傳力復(fù)雜，同時(shí)考慮到大多數(shù)機(jī)械中軸的安全系數(shù)很大，有的甚至高大50倍以上，于是在設(shè)計(jì)中傳動(dòng)用類比法取軸徑。5.1.2齒輪的結(jié)構(gòu)及材料的選用選擇齒輪要考慮使用條件和工藝要求，齒輪易發(fā)生斷裂和齒面塑性變形，通常用于低速重載傳動(dòng)，所以選擇綜合性能較好的材料，機(jī)械強(qiáng)度和硬度都是合適的。我們選用的是45號(hào)鋼，采用的是高頻淬火工藝。所以位置可以按以下順序排列，即L大于3B+2Q中小齒輪的齒寬為12mm，我們是根據(jù)綜合因素來(lái)確定的，比如材質(zhì)，齒數(shù)，齒寬系數(shù)。嚙合大齒徑13mm，齒寬窄，減少了齒向誤差，減小了嚙合沖擊?；瑒?dòng)齒輪與固定輪之間的最小間隙在脫嚙合時(shí)表示為Q，為了避免它們互相碰撞，通常取1-4mm。我們選擇的是2mm，L代表的是工藝尺寸，如滑塊槽道的寬度，還有空刀槽等，這些都是加工滑塊齒輪所需要的。對(duì)于增倍組選擇方案5，同樣的齒寬為12mm，軸向最小的長(zhǎng)度也可以通過(guò)同樣的原理獲得，并且在滑動(dòng)齒輪時(shí)不能碰觸任何兩個(gè)齒輪的齒頂。滑塊槽的寬度由滑塊決定，一般比齒寬寬1-5mm。根據(jù)上述條件，就可將齒輪在軸上的排列設(shè)計(jì)出來(lái)。單片和成組齒輪多用半圓鍵和緊固螺絲釘和套筒。齒輪潤(rùn)滑用油潤(rùn)滑，在齒輪齒合的上方開油孔，間隔時(shí)間滴入油滴。5.2操縱機(jī)構(gòu)圖5.1進(jìn)給箱基本組的操縱機(jī)構(gòu)1—支座2—撥片3—杠桿4—銷子5—軸孔6—手輪操縱7、7′—壓塊圖5.2基本組操縱機(jī)構(gòu)立體圖1—支座2—撥片3—杠桿4—銷子5—軸孔6—操縱手輪7、7′—壓片；8—鋼珠9—調(diào)整螺絲上圖5.2為機(jī)構(gòu)操作圖，進(jìn)入基本組。由手輪集中操縱的基本組四個(gè)滑動(dòng)齒輪，在手輪6端面開出了一個(gè)環(huán)形的槽E。在槽E處有A、B兩個(gè)孔，直徑大于槽寬，相距45°。孔內(nèi)裝有2個(gè)斜面壓塊，其中1個(gè)斜面朝外，另1個(gè)斜面朝內(nèi)。在環(huán)槽E中，有4個(gè)分布均勻的銷子5，每一個(gè)銷子在基本組中分別作用于4個(gè)滑動(dòng)檔，通過(guò)杠桿4來(lái)操縱一個(gè)各自作用于4個(gè)滑動(dòng)檔的撥片3。手輪6在圓周方向有八個(gè)均勻的位置，當(dāng)它在圖中位置時(shí)，只有左上方杠桿的銷子5′在壓塊2的作用下，靠在孔B的內(nèi)側(cè)壁上，此時(shí)滑動(dòng)齒輪Z被銷子5′控制的撥塊3撥到左端位置(與軸IV上的齒輪Z嚙合)，此時(shí)滑動(dòng)齒輪Z被5′控制的撥塊3撥到左端位置(與軸IV(剩下的三個(gè)銷子都在E環(huán)槽中，它們所對(duì)應(yīng)的滑檔(AirForce)都位于各自的中段。而手輪6在基本組齒輪比需要改變的情況下，沿著軸心先向外拉動(dòng)，在轉(zhuǎn)速變化的情況下，拉動(dòng)后可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。由于手輪6向外拉后，長(zhǎng)度方向的銷子5(5′)處仍保留有一小段在槽E和孔B處，故在手輪6轉(zhuǎn)時(shí)，沿孔B的內(nèi)壁可透過(guò)固定環(huán)的空隙觀察到銷子5向槽E的滑動(dòng)，并能觀察到手輪6所要傳達(dá)的周向位置。手輪從圖中的位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)45°，轉(zhuǎn)到所需的位置后，再將手輪向后推。此時(shí)，壓在A孔中的1號(hào)壓塊的傾斜面會(huì)向外推5'。讓左上方的杠桿以順時(shí)針方向擺動(dòng)，從而在軸心XIV上將滑輪28推向與齒輪28相接觸的右側(cè)嚙合位置。而剩余的3枚5路號(hào)碼仍然停留在E環(huán)槽內(nèi)，其所對(duì)應(yīng)的滑檔也全部落在空位。圖5.3螺紋種類移換機(jī)構(gòu)及絲杠、光杠傳動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)1—絲杠2—凸輪3—操縱軸4、5、6—杠桿圖5.3為操縱機(jī)構(gòu)的工作原理圖，用于車床螺紋變換機(jī)構(gòu)(移位機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu))。同手把控制換擋桿機(jī)構(gòu)的兩檔，杠桿機(jī)構(gòu)在控制絲杠和光杠換擋桿的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)它們之間的聯(lián)動(dòng)和反向運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，通過(guò)套簡(jiǎn)和鍵讓凸輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)槽銷帶動(dòng)左側(cè)杠桿繞支點(diǎn)擺動(dòng)，再通過(guò)連桿傳動(dòng)的另一端杠桿繞支點(diǎn)擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)公制、英制和絲杠之間的轉(zhuǎn)換，以及光桿之間的轉(zhuǎn)換，通過(guò)連桿傳動(dòng)的另一端杠桿繞支點(diǎn)擺動(dòng)。操作兩組切換滑移齒輪的叉齒動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在公制螺紋和英制螺紋之間進(jìn)行切換。凸輪盤上的槽槽內(nèi)裝有銷子，通過(guò)銷子帶動(dòng)右側(cè)杠桿繞支點(diǎn)擺動(dòng)，然后操縱撥叉使其運(yùn)動(dòng)，從而控制連接絲杠或光杠傳動(dòng)的滑動(dòng)齒輪，實(shí)現(xiàn)連接或斷開絲杠與光杠傳動(dòng)的連接。5.3箱體設(shè)計(jì)這個(gè)被用來(lái)裝配包括變速、起停、換向、制動(dòng)、潤(rùn)滑和操縱系統(tǒng)在內(nèi)的各種設(shè)備，并確保它們之間保持精確的相對(duì)位置，防止?jié)櫥和庑梗乐够覊m和污物的進(jìn)入。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，個(gè)頭也比較大。散熱性好，外形美觀大方，蓋板布局協(xié)調(diào)，工藝性好，由于車床進(jìn)到箱內(nèi)不帶主軸部件，尺寸相對(duì)較小，絕大多數(shù)機(jī)床進(jìn)到箱內(nèi)都采用鑄鐵件。所以采用的是HT150。齒輪箱應(yīng)選擇壁厚較小的。由于汽車床型號(hào)決定了進(jìn)給箱的外形尺寸，一般取長(zhǎng)×寬×高為540×130×328，在不超過(guò)500×500×300的范圍內(nèi)。因此，我們選擇了8-12毫米范圍內(nèi)的10毫米壁厚。5.3.1主軸箱的溫升主軸箱工作時(shí)，主軸箱溫度升高，因傳動(dòng)的機(jī)械摩擦而產(chǎn)生熱變形，產(chǎn)生飛濺和攪拌潤(rùn)滑油的作用，使之產(chǎn)生等表面發(fā)熱的現(xiàn)象。熱變形的影響，主要是軸承間隙的改變，各執(zhí)行器官的相對(duì)位置的改變，潤(rùn)滑狀況的改變等。6各部零件各零部件校核驗(yàn)算6.1各軸驗(yàn)算轉(zhuǎn)速誤差有時(shí)候，理論與實(shí)踐難以保持一致，初步驗(yàn)算是否有較大的誤差，所以需要大量的校核。6.2普通V帶選擇與計(jì)算普通V帶的選擇保證了在傳動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生溜車現(xiàn)象，并在滿足一定壽命要求的情況下，提高了傳遞的最大功率和需要足夠的疲勞強(qiáng)度。(1)確定計(jì)算功率PC，所選膠帶型號(hào)：PC=KAP(KA取1.1)。根據(jù)pc=12.1(kw)，可求出功率pc和小輪轉(zhuǎn)數(shù)n1，再根據(jù)三角帶選擇型圖選擇a型帶。(2)選擇帶輪節(jié)圓直徑并計(jì)算帶速：小帶輪基準(zhǔn)直徑DD1為130mm，大帶輪基準(zhǔn)直徑DD2為30mm。(驗(yàn)證傳送帶速度時(shí)，一般在5~25m/s范圍內(nèi)選擇傳送帶速度V)V=π×（3）確定帶長(zhǎng)L，中心距a，驗(yàn)算包角α中心距離太小，單位時(shí)間內(nèi)所帶的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)就會(huì)過(guò)多，造成帶狀物的顫動(dòng)，從而使人的疲勞壽命降低，包角縮小，帶狀物的傳遞能力減弱。設(shè)中心距離按下式確定，初定為a0。0.75（d1+d2）≤a0≤2（d1+d2），設(shè)定為1000mm。由幾何關(guān)系按下式初定帶長(zhǎng)L0：L0≈2a0+0.5π（d1+d2）+（d根據(jù)資料選擇與L0接近的節(jié)線長(zhǎng)度LP按下式計(jì)算中心距，a≈中心距a（a-0.015L得出中心距a=223mm,帶長(zhǎng)為2722.5mm,查表，取=2800mm,驗(yàn)算包角：α=1800?d（4）計(jì)算膠帶的彎曲次數(shù)u：u=1000mvL[s-1]≤40[s-1]（m帶輪個(gè)數(shù)）帶式得：u=13.125[s-1]≤40[s-1]，符合要求。（5）計(jì)算三角帶根數(shù)z：膠帶額固定功率pc是通過(guò)查表得到的，設(shè)為2.28kw，再根據(jù)使用功率的大小和計(jì)算功率的大小來(lái)確定膠帶根數(shù)z?！鱌kα的根數(shù)為1，可在表中查看包角修正系數(shù)，取值0.93。kl帶長(zhǎng)修正系數(shù)為1.01，在查表中得到，故z=（6）確定初拉力F0和對(duì)軸的壓力Q在表格中發(fā)現(xiàn)Q等于0.10，因此計(jì)算出單根初始張力f0為58.23牛頓，其計(jì)算公式為F0=500×Pdvz作用在軸上的壓力Q=2F0×Z×6.2.1齒輪驗(yàn)算對(duì)軸心強(qiáng)度、彎曲應(yīng)力、接觸應(yīng)力性等進(jìn)行驗(yàn)算，選擇承受最大負(fù)荷的同模齒數(shù)最小的齒輪。接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式：σj=2081×103彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式：2081×10式中N-齒輪傳遞功率（KW）,N=Nd×η若驗(yàn)算結(jié)果為σj或σn1N=N離合器齒輪數(shù)最少的齒輪數(shù)為50×2.25，其齒寬為12mm，齒比為1.05。σj=所以符合要求。驗(yàn)算56×2.25的齒輪：σj所以符合要求。圖6.1I軸的齒輪6.3014軸（XIII）軸及軸上零件設(shè)計(jì)合金鋼或碳素鋼通常是作為軸體來(lái)制造的，相對(duì)來(lái)說(shuō)碳素鋼的價(jià)格要低一些