CA6140車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文

1、xxxx畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）2011年 11月 10 日院（系）機(jī)電工程系專(zhuān) 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化姓 名xxx學(xué) 號(hào)xxxxxxxxxx論文（設(shè)計(jì)）題目CA6140車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、選題目的和意義目的：機(jī)床設(shè)計(jì)是在技術(shù)基礎(chǔ)課及專(zhuān)業(yè)課的基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)床主傳動(dòng)部件（主軸變速箱）設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行集合訓(xùn)練。1.掌握機(jī)床主傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)過(guò)程和方法，包括參數(shù)擬定，傳動(dòng)設(shè)計(jì)，零件計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)的能力。2.綜合應(yīng)用過(guò)去所學(xué)的理論知識(shí)，提高聯(lián)系實(shí)際和綜合分析的能力。3.訓(xùn)練和提高設(shè)計(jì)的基本技能。如計(jì)算，制圖，應(yīng)用設(shè)計(jì)資料，編寫(xiě)技術(shù)文件等。意義：對(duì)普通車(chē)床主軸箱的設(shè)計(jì)符合我國(guó)國(guó)情，即適合我國(guó)目

2、前的經(jīng)濟(jì)水平、教育水平和生產(chǎn)水平，又是國(guó)內(nèi)許多企業(yè)提高生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化水平和精密程度的主要途徑，在我國(guó)有著廣闊的市場(chǎng)。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，該設(shè)計(jì)既有機(jī)床結(jié)構(gòu)方面內(nèi)容，又有機(jī)加工方面內(nèi)容，有利于將大學(xué)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用。雖然設(shè)計(jì)者未曾系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過(guò)機(jī)床設(shè)計(jì)的課程，但通過(guò)該設(shè)計(jì)拓寬了知識(shí)面，增強(qiáng)了實(shí)踐能力，對(duì)普通機(jī)床和數(shù)控機(jī)床都有了進(jìn)一步的了解。二、本選題在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)機(jī)床設(shè)計(jì)和制造的發(fā)展速度是很快的。由原先的只為滿(mǎn)足加工成形而要求刀具與工件間的某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系和零件的一定強(qiáng)度和剛度，發(fā)展至今日的高度科學(xué)技術(shù)成果綜合應(yīng)用的現(xiàn)代機(jī)床的設(shè)計(jì)，也包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的應(yīng)用。但目前機(jī)床

3、主軸變速箱的設(shè)計(jì)還是以經(jīng)驗(yàn)或類(lèi)比為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)（經(jīng)驗(yàn)）設(shè)計(jì)方法。因此，探索科學(xué)理論的應(yīng)用，科學(xué)地分析的處理經(jīng)驗(yàn)，數(shù)據(jù)和資料，既能提高機(jī)床設(shè)計(jì)和制造水平，也將促進(jìn)設(shè)計(jì)方法的現(xiàn)代化。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜，改型也日益頻繁，對(duì)機(jī)床的性能、精度、自動(dòng)化程度等提出了越來(lái)越高的要求。機(jī)械加工工藝過(guò)程自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)上述要求的重要技術(shù)措施之一，不僅能提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，還能改善工人的勞動(dòng)條件。為此，許多企采用自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床組成自動(dòng)或半自動(dòng)生產(chǎn)線。但是，采用這種自動(dòng)、高效的設(shè)備，需要很大的初期投資以及較長(zhǎng)的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，只有在大批量的生產(chǎn)條件（如汽車(chē)、拖拉機(jī)、家

4、用電器等工業(yè)主要零件的生產(chǎn)）下、才會(huì)有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。在機(jī)械制造工業(yè)中，單件、小批量生產(chǎn)的零件約占機(jī)械、加工的70%80%。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和機(jī)械產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，致使機(jī)械產(chǎn)品不改型、更新?lián)Q代、批量相對(duì)減少，質(zhì)量要求越來(lái)越高。采用專(zhuān)用的自動(dòng)化機(jī)床加工這類(lèi)零件就顯得橫不合理，而且調(diào)整或改裝專(zhuān)用的“剛性”自動(dòng)化生產(chǎn)線投資大、周期長(zhǎng)，有時(shí)從技術(shù)上甚至是不可能實(shí)現(xiàn)的。采用各類(lèi)仿型機(jī)床，雖然可以部分地解決小批量復(fù)雜的加工，但在更新零件時(shí)需制造靠模和調(diào)整機(jī)床，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，而且由于靠模誤差的影響，加工零件的精度很難達(dá)到較高的要求。三、課題設(shè)計(jì)方案 機(jī)床設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課及有關(guān)專(zhuān)業(yè)課的

5、基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)床傳動(dòng)部件（主軸變速箱）設(shè)計(jì)進(jìn)行的綜合訓(xùn)練1.參數(shù)擬定根據(jù)機(jī)床類(lèi)型，規(guī)格和其他特點(diǎn)，了解典型工藝的切削用量，結(jié)合世界條件和情況，并與同類(lèi)機(jī)床對(duì)比分析后確定：極限轉(zhuǎn)速和，公比（或級(jí)數(shù) Z ），主傳動(dòng)電機(jī)功率N。2.傳動(dòng)設(shè)計(jì)根據(jù)擬定的參數(shù)，通過(guò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖的分析，確定轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)方案和轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)圖，計(jì)算各轉(zhuǎn)動(dòng)副的傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù)，并驗(yàn)算主軸的轉(zhuǎn)速誤差。3.動(dòng)力計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)估算齒輸模數(shù)m和直徑d，選擇和計(jì)算反向離合器，制動(dòng)器。將各傳動(dòng)件及其它零件在展開(kāi)圖和剖面圖上做初步的安排，布置和設(shè)計(jì)。4.軸和軸承的驗(yàn)算在結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，對(duì)一根傳動(dòng)軸的剛度（學(xué)時(shí)充裕時(shí)，也可以對(duì)該軸的強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)

6、算）和該軸系的軸承的壽命進(jìn)行驗(yàn)算。5.主軸變速箱裝配設(shè)計(jì)主軸變速箱裝配圖是以結(jié)構(gòu)草圖為“底稿”，進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪制的。圖上各零件要表達(dá)清楚，并標(biāo)注尺寸和配合。 6.設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)應(yīng)包括參數(shù)，運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的分析和擬定，軸和軸承的驗(yàn)算等，此外，還應(yīng)對(duì)重要結(jié)構(gòu)的選擇和分析做必要的說(shuō)明。四、計(jì)劃進(jìn)度安排第一階段：（2011.11.10-2011.11.16）確定畢業(yè)設(shè)計(jì)課題題目，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；第二階段：（2011.11.16-2012.03.30）查詢(xún)相關(guān)資料、進(jìn)行課題研究，在已完成研究的基礎(chǔ)上，撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)，完成設(shè)計(jì)初稿；第三階段：（2012.03.30-2012.04.30）指導(dǎo)教師審閱學(xué)生設(shè)計(jì)，提出修改

7、意見(jiàn)。畢業(yè)生根據(jù)指導(dǎo)教師的修改意見(jiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，并最終定稿；第四階段：（2012.05.01-2012.05.11）將設(shè)計(jì)交于評(píng)閱教師進(jìn)行評(píng)閱，畢業(yè)生根據(jù)評(píng)閱教師意見(jiàn)，進(jìn)一步修改設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備答辯；第五階段：（2012.05.12-2012.05.21）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。五、主要參考文獻(xiàn)1 盧秉恒主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械工業(yè)出版社1999年5月2 吳宗澤 羅圣國(guó)主編 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)高等教育出版社1982年12月3 隋明明主編 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社出版4 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社1986年12月5 馮辛安 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社出版指導(dǎo)教師意見(jiàn)及建議： 簽名： 年 月 日教

8、學(xué)單位領(lǐng)導(dǎo)小組審批意見(jiàn)：組長(zhǎng)簽名： 年 月 日XXXX畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中期檢查表院(系)：機(jī)電工程系 專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 2012年3 月22日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： CA6140車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名XXX學(xué) 號(hào)XXXXXXXXX指導(dǎo)教師XXX職 稱(chēng)教授計(jì)劃完成時(shí)間： 2012 年4月20日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的進(jìn)度計(jì)劃： 2011.11-2012.02：整理和查詢(xún)資料并完成開(kāi)題報(bào)告，寫(xiě)出論文提綱；2012.02-2012.03：整理資料，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，依據(jù)修改的提綱撰寫(xiě)論文初稿；2012.03-2012.04：在初稿基礎(chǔ)上修改論文，撰寫(xiě)論文第二稿；2012.04-2012.05

9、：繼續(xù)修改論文，最后定稿，交指導(dǎo)老師；2012.05：整理論文資料并裝訂成冊(cè)，組織小組答辯。完成情況：本人經(jīng)過(guò)前一段時(shí)間的不斷學(xué)習(xí)及查閱相關(guān)學(xué)習(xí)資料，論文的開(kāi)題報(bào)告及解決問(wèn)題的基本思路已經(jīng)形成，設(shè)計(jì)的相關(guān)資料也已經(jīng)準(zhǔn)備完畢，分析確定了設(shè)計(jì)的框架，我的論文草稿目前已經(jīng)接近尾聲，敬請(qǐng)老師對(duì)我的論文初稿進(jìn)行指導(dǎo)！指導(dǎo)教師評(píng)議 評(píng)議人：年 月 日備注：目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc325527372 1 引 言 PAGEREF _Toc325527372 h 1 HYPERLINK l _Toc325527373 2 主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的確定 PAGE

10、REF _Toc325527373 h 2 HYPERLINK l _Toc325527374 2.1 動(dòng)參數(shù)的確定 PAGEREF _Toc325527374 h 2 HYPERLINK l _Toc325527375 2.2 動(dòng)力參數(shù)的確定 PAGEREF _Toc325527375 h 3 HYPERLINK l _Toc325527376 3 主傳動(dòng)方案的選擇 PAGEREF _Toc325527376 h 4 HYPERLINK l _Toc325527377 3.1 傳動(dòng)布局 PAGEREF _Toc325527377 h 4 HYPERLINK l _Toc325527378 3

11、.2 變速形式 PAGEREF _Toc325527378 h 4 HYPERLINK l _Toc325527379 3.3 開(kāi)停方式 PAGEREF _Toc325527379 h 4 HYPERLINK l _Toc325527380 3.4 制動(dòng)方式 PAGEREF _Toc325527380 h 5 HYPERLINK l _Toc325527381 3.5 換向方式 PAGEREF _Toc325527381 h 5 HYPERLINK l _Toc325527382 4 主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325527382 h 5 HYPERLINK l _Toc32552

12、7383 4.1 結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的擬定 PAGEREF _Toc325527383 h 5 HYPERLINK l _Toc325527384 4.2 普通V帶型號(hào)及帶輪直徑的選擇 PAGEREF _Toc325527384 h 10 HYPERLINK l _Toc325527385 4.3 確定各變速組齒輪的齒數(shù) PAGEREF _Toc325527385 h 12 HYPERLINK l _Toc325527386 4.4 齒輪的布置與排列 PAGEREF _Toc325527386 h 15 HYPERLINK l _Toc325527387 5 主傳動(dòng)的計(jì)算轉(zhuǎn)速 PAGERE

13、F _Toc325527387 h 16 HYPERLINK l _Toc325527388 5.1 計(jì)算轉(zhuǎn)速的概念 PAGEREF _Toc325527388 h 16 HYPERLINK l _Toc325527389 5.2 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 PAGEREF _Toc325527389 h 16 HYPERLINK l _Toc325527390 5.3 其他傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 PAGEREF _Toc325527390 h 17 HYPERLINK l _Toc325527391 5.4 初估軸頸 PAGEREF _Toc325527391 h 18 HYPERLINK l _To

14、c325527392 5.5 初估齒輪模數(shù) PAGEREF _Toc325527392 h 20 HYPERLINK l _Toc325527393 5.6 齒輪幾何尺寸 PAGEREF _Toc325527393 h 21 HYPERLINK l _Toc325527394 6 主軸的校核計(jì)算 PAGEREF _Toc325527394 h 22 HYPERLINK l _Toc325527395 6.1 各級(jí)傳動(dòng)比 PAGEREF _Toc325527395 h 22 HYPERLINK l _Toc325527396 6.2 各軸的最低轉(zhuǎn)速 PAGEREF _Toc325527396 h

15、 22 HYPERLINK l _Toc325527397 6.3 主軸傳遞的功率（） PAGEREF _Toc325527397 h 22 HYPERLINK l _Toc325527398 6.4 計(jì)算各軸傳遞扭矩 PAGEREF _Toc325527398 h 23 HYPERLINK l _Toc325527399 6.5 各軸設(shè)計(jì)計(jì)算 PAGEREF _Toc325527399 h 23 HYPERLINK l _Toc325527400 7 主軸箱的箱體 PAGEREF _Toc325527400 h 25 HYPERLINK l _Toc325527401 8 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 PA

16、GEREF _Toc325527401 h 27 HYPERLINK l _Toc325527402 9 結(jié)論 PAGEREF _Toc325527402 h 29 HYPERLINK l _Toc325527403 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc325527403 h 30 HYPERLINK l _Toc325527404 致 謝 PAGEREF _Toc325527404 h 31CA6140車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)王叢叢（德州學(xué)院機(jī)電系，山東德州 253023）摘 要： 作為車(chē)削加工機(jī)床，CA6140機(jī)床廣泛的用于機(jī)械加工行業(yè)中，本設(shè)計(jì)主要針對(duì)CA6140機(jī)床的主軸箱進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的內(nèi)容

17、主要有機(jī)床主要參數(shù)，傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定，對(duì)主要零件進(jìn)行了計(jì)算和校核，利用AutoCAD繪圖軟件進(jìn)行了零件的設(shè)計(jì)。通過(guò)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過(guò)程中，得到方案分析、設(shè)計(jì)構(gòu)思、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫(xiě)技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等各方面的綜合訓(xùn)練，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思路，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，并使初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力得到提高。關(guān)鍵詞： CA6140機(jī)床、主軸箱、零件、傳動(dòng)1 引 言 機(jī)床設(shè)計(jì)和制造的發(fā)展速度相當(dāng)?shù)?，由最早的為滿(mǎn)足加工成形要求刀具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系以及零件具有一定強(qiáng)度和剛度，發(fā)展至今的高科學(xué)技術(shù)成果的綜合應(yīng)用在現(xiàn)代機(jī)床的設(shè)

18、計(jì)中包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的應(yīng)用。目前機(jī)床主軸變速箱的設(shè)計(jì)是以經(jīng)驗(yàn)或者類(lèi)比基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)（經(jīng)驗(yàn)）設(shè)計(jì)方法。因此，探索科學(xué)理論的應(yīng)用和科學(xué)地分析處理經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和資料，這既能提高機(jī)床設(shè)計(jì)和制造水平，同時(shí)也促進(jìn)設(shè)計(jì)方法的現(xiàn)代化。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品逐漸變得更精密、復(fù)雜，改型也日益頻繁，對(duì)機(jī)床的綜合性能、加工精度和自動(dòng)化程度等提出了越來(lái)越高的要求。機(jī)械加工工藝過(guò)程自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)以上要求的重要技術(shù)措施之一，在提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本的同時(shí)還能改善工人的勞動(dòng)條件。因此，許多企業(yè)采用自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床組成自動(dòng)或半自動(dòng)生產(chǎn)線。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)機(jī)床的類(lèi)型，性能，尺寸和規(guī)格等因素

19、的不同，應(yīng)滿(mǎn)足的要求也有所不同。設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)最基本的原則是以最合理，經(jīng)濟(jì)的方式滿(mǎn)足所需要求。在設(shè)計(jì)中從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合具體機(jī)床進(jìn)行機(jī)床工藝可能性分析，滿(mǎn)足機(jī)床的使用性能要求和機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)床零部件的制造，裝配和維修要進(jìn)行認(rèn)真切實(shí)的考慮與分析，綜合思考的設(shè)計(jì)方法。本文為CA6140車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)加工條件的不同，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求也不一樣，依據(jù)某些典型加工工藝和加工對(duì)象以及其他的可能的加工工藝的要求確定主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)，主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，擬定傳動(dòng)方案等。2 主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的確定2.1 動(dòng)參數(shù)的確定對(duì)于主運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，其主運(yùn)動(dòng)參數(shù)就是指與主軸轉(zhuǎn)速

20、相關(guān)的參數(shù)。通用機(jī)床的加工工藝范圍較廣，機(jī)床的加工類(lèi)型、工件材料、刀具材料以及加工直徑等各量是經(jīng)常變化的，從而要求機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速也能在一定的范圍內(nèi)變化，以適應(yīng)使用上的不同要求。對(duì)于有級(jí)變速的主軸轉(zhuǎn)速，有三個(gè)問(wèn)題需要解決，即主軸的最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速的確定；主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)的確定；中間各級(jí)轉(zhuǎn)速的合理安排。2.1.1 軸極限轉(zhuǎn)速（、）的確定： 根據(jù)典型的和可能的工藝選取極限切削速度時(shí)要考慮：工序種類(lèi)、工藝要求、刀具和工件材料等因素。允許的切速極限值如下： 加工條件Vmax(m/min)Vmin（m/min硬質(zhì)合金刀具加工鑄鐵工件3050硬質(zhì)合金刀具半精或精加工碳鋼工件150300螺紋（絲杠等）加工和絞孔

21、24計(jì)算車(chē)床主軸極限轉(zhuǎn)速時(shí)的加工直徑，按經(jīng)驗(yàn)應(yīng)分別?。?.10.2）和（0.450.5）即： = r/min = r/min在中應(yīng)考慮車(chē)螺紋和鉸孔時(shí)，加工最大直徑應(yīng)根據(jù)實(shí)際加工情況選取0.1D左右。最大工件回轉(zhuǎn)直徑為400mm的普通車(chē)床主軸極限轉(zhuǎn)速分別為：= =1326 r/min1400=12.7r/min10轉(zhuǎn)速范圍：R=1402.1.2 主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)的確定考慮到所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度要適中，所以采用常規(guī)的擴(kuò)大傳動(dòng)的方式，由此選級(jí)數(shù)Z=24。2.1.3 公比的選定根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比選取的一般原則：中型通用機(jī)床（通用性較大），因而要求的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z要多一些，但結(jié)構(gòu)又不能太過(guò)復(fù)雜，公比常選取

22、1.12或1.25。今以=1.12和1.25代入R=Z-1式，得R=13.55和169,所以取=1.25更為合適。2.1.4 中間各級(jí)轉(zhuǎn)速的合理排列各級(jí)轉(zhuǎn)速數(shù)列可從標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表中直接查出，所以=1.25，從表中找到=1400，每隔3個(gè)數(shù)值取一個(gè)數(shù)值得：10、12.5、16、20、25、31.5、40 、50、63、80、100、125、160、200、250、315 、400、450、500、560、710、900、1120、1400 2.2 動(dòng)力參數(shù)的確定機(jī)床的動(dòng)力參數(shù)是指主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力損耗，它主要是由機(jī)床的切削載荷和驅(qū)動(dòng)的工件質(zhì)量等因素決定。功率選擇不僅要滿(mǎn)足機(jī)床生產(chǎn)率的要

23、求，還要考慮節(jié)約。通常電動(dòng)機(jī)在70%的額定功率時(shí)運(yùn)行，效率較高，節(jié)能效果好。對(duì)通用機(jī)床來(lái)說(shuō)，由于加工情況多變，切削用量的變化也較大，況且對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)中的摩擦損失及其他因素消耗的功率研究不夠等，因此，目前單純用計(jì)算方法來(lái)確定功率是有困難的，通常用類(lèi)比、測(cè)試和近似計(jì)算幾種方法互相校核的方法來(lái)確定功率。我們的設(shè)計(jì)是針對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的，所以我們只進(jìn)行主運(yùn)動(dòng)功率的計(jì)算。估算主電動(dòng)機(jī)功率N電（單位為kW）N電=式中：切削的有效功率。主傳動(dòng)鏈的總效率，對(duì)于通用機(jī)床，=0.700.85(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的取大值，復(fù)雜的取小值)由切削用量手冊(cè)可以查出加工鋼件（b=6075Mpa）時(shí)Cp=200由式（11-6）可得Pz=Cp

24、TS0。75=2004030。75=324N（Pz一主切削力）由式（11-5）可得N切=5.8KW由式（11-4）可得N電=7.2KW根據(jù)計(jì)算查表取主運(yùn)動(dòng)功率為7.5KW，電動(dòng)機(jī)取為Y160M-4，轉(zhuǎn)速為1450r/min.3 主傳動(dòng)方案的選擇3.1 傳動(dòng)布局機(jī)床的傳動(dòng)方式一般有兩種，一種是集中傳動(dòng)，該方式主軸裝在變速箱內(nèi)，并與傳動(dòng)軸集中在一起，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊且便于集中操做，箱體數(shù)目少，可減少加工、裝配所需工時(shí)和制造成本，缺點(diǎn)是變速箱的傳動(dòng)件在運(yùn)轉(zhuǎn)中所產(chǎn)生的振動(dòng)和熱量將直接傳給主軸，從而會(huì)降低機(jī)床的加工精度，一般適用于普通精度的中型和大型機(jī)床。另一種是分離傳動(dòng)，該方式把主軸組件與變速傳動(dòng)部分兩

25、者分開(kāi)，形成一個(gè)主軸箱和一個(gè)變速箱，變速箱工作中產(chǎn)生的振動(dòng)和熱量不直接傳給主軸，從而可以減少主軸的振動(dòng)和熱變形，提高加工精度且主軸箱內(nèi)齒輪數(shù)量減少，所以主軸箱的噪聲、振動(dòng)和發(fā)熱量也都減少。同時(shí)高速時(shí)可由皮帶直接傳動(dòng)主軸，縮短了傳動(dòng)鏈，使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，提高效率；低速時(shí)經(jīng)過(guò)背輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)主軸，獲得較大的扭矩，以滿(mǎn)足加工的需要，但是多增加一個(gè)箱體，使加工和裝配工時(shí)的成本也提高，一般適用于最大加工直徑小于320mm的高速精密級(jí)的中小型車(chē)床等機(jī)床。綜上所述，經(jīng)過(guò)綜合考慮，決定采用集中傳動(dòng)。3.2 變速形式變速形式有兩種，分為有級(jí)變速和無(wú)級(jí)變速，目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)的普通車(chē)床以及其他一些機(jī)床均采用滑移齒輪有級(jí)變速傳

26、動(dòng)方式，它的優(yōu)點(diǎn)是變速較方便，可傳遞較大功率；變速范圍大，得到的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)多；非工作齒輪不嚙合，空載功率損耗較??；傳動(dòng)結(jié)構(gòu)可靠，工藝成熟。缺點(diǎn)是變速箱結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；而滑移齒輪多采用直齒圓柱齒輪，其承載能力不如斜齒圓柱齒輪；傳動(dòng)平穩(wěn)性不夠；不能在運(yùn)動(dòng)中變速，噪聲較大，尤其高速傳動(dòng)時(shí)更為嚴(yán)重。無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)方式適用于精密和高精度機(jī)床上。本設(shè)計(jì)采用有級(jí)變速的形式，其中應(yīng)用到的有級(jí)變速裝置類(lèi)型：滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)采用了雙聯(lián)和三聯(lián)齒輪，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、軸向尺寸小。3.3 開(kāi)停方式用于控制主軸起動(dòng)和停止的開(kāi)停方式，分為電動(dòng)機(jī)開(kāi)停與機(jī)械開(kāi)停兩種。在選擇開(kāi)停方式時(shí)，在滿(mǎn)足機(jī)床使用性能的前提下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用電動(dòng)機(jī)開(kāi)停方式，

27、當(dāng)開(kāi)停頻繁、電動(dòng)機(jī)功率較大或有其他要求時(shí)，可采用機(jī)械開(kāi)停方式。我們?cè)O(shè)計(jì)的CA6140型臥式車(chē)床的萬(wàn)能性較大，但由于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，自動(dòng)化程度低，在加工復(fù)雜形狀工件時(shí)，換刀較麻煩，加工過(guò)程中的輔助時(shí)間較長(zhǎng)，開(kāi)停頻繁，且電動(dòng)機(jī)功率較大，所以我們采用機(jī)械開(kāi)停方式。3.4 制動(dòng)方式主傳動(dòng)的制動(dòng)方式，可分為電動(dòng)機(jī)制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)兩種。在選擇制動(dòng)方式時(shí)，在滿(mǎn)足機(jī)床使用性能的前提下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用電動(dòng)機(jī)制動(dòng)方式，對(duì)于開(kāi)停頻繁、傳動(dòng)鏈較長(zhǎng)、慣量較大的主傳動(dòng)，可采用機(jī)械制動(dòng)方式。因此我們采用機(jī)械制動(dòng)方式。3.5 換向方式主傳動(dòng)的換向方式可分為電動(dòng)機(jī)換向和機(jī)械換向兩種。我們所采用的是摩擦離合器的機(jī)械換向方式。4 主傳動(dòng)

28、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)4.1 結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)與轉(zhuǎn)速圖的擬定4.1.1、確定變速組的個(gè)數(shù)和傳動(dòng)副數(shù)由上述可知，大多數(shù)機(jī)床廣泛應(yīng)用滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，為了滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和操做方便的要求，一般采用雙聯(lián)或三聯(lián)齒輪。因此，主軸轉(zhuǎn)速為24級(jí)的變速系統(tǒng)可采用四個(gè)變速級(jí)，一個(gè)三聯(lián)齒輪變速組和三個(gè)雙聯(lián)齒輪變速組。有時(shí)機(jī)床為了縮短傳動(dòng)鏈，當(dāng)公比較小時(shí)，也可采用兩個(gè)變速組，即四聯(lián)和三聯(lián)齒輪變速組。(1) 確定傳動(dòng)順序方案不同的傳動(dòng)順序方案有：24=2223 24=2322 24=2232 24=3222四種方案。由設(shè)計(jì)要求可知，如無(wú)特殊要求，根據(jù)傳動(dòng)副“前多后少”的原則，應(yīng)優(yōu)先選用24=3222，但是由于軸上裝有雙向摩擦片式離合器，

29、軸向尺寸較長(zhǎng)，為了結(jié)構(gòu)緊湊，第一變速組采用了雙聯(lián)齒輪，而不是采用前多后少的原則選用三聯(lián)齒輪。綜上所述，傳動(dòng)順序采用24=2322。(2) 確定擴(kuò)大順序方案根據(jù)已選用的傳動(dòng)順序方案，又可得出若干不同的擴(kuò)大順序方案。無(wú)特殊要求時(shí)，根據(jù)傳動(dòng)線“前密后疏”的原則，應(yīng)使變速組的擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序一致，故可選用。(3) 檢驗(yàn)最后擴(kuò)大組的變速范圍R1=14.55140，檢驗(yàn)允許因此，確定的結(jié)構(gòu)式方案為。(4) 畫(huà)結(jié)構(gòu)網(wǎng)根據(jù)已確定的結(jié)構(gòu)式方案畫(huà)出結(jié)構(gòu)網(wǎng)，如圖：4.1.2 轉(zhuǎn)速圖的擬定根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)，可擬定轉(zhuǎn)速圖。(1) 定比傳動(dòng)在本設(shè)計(jì)中，主軸的最低轉(zhuǎn)速=10r/min，選用電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速=1450r

30、/min，其總降速比為：i=。如果每個(gè)變速組的最小傳動(dòng)比均取極限值1/4，則四個(gè)變速組的總降速比可達(dá)=1/256。若不增設(shè)定比傳動(dòng)可滿(mǎn)足總降速比的要求，可這會(huì)增大各變速組的徑向尺寸。此外，車(chē)床一般通過(guò)帶傳動(dòng)將裝于床腿中的電動(dòng)機(jī)軸與變速箱軸連接起來(lái)。所以本設(shè)計(jì)需增設(shè)定比傳動(dòng)，而根據(jù)不同的要求來(lái)確定定比傳動(dòng)在傳動(dòng)鏈中的位置及其傳動(dòng)比的大小。通常V帶傳動(dòng)比u=1/73.5，滑動(dòng)率=0.02。本設(shè)計(jì)軸轉(zhuǎn)速不宜過(guò)低也不宜過(guò)高，這樣會(huì)增大結(jié)構(gòu)尺寸或使帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡引起振動(dòng)，噪音，初定n=820r/min，或考慮各變速組的傳動(dòng)比分配再予調(diào)整，則傳動(dòng)比為 (2) 畫(huà)轉(zhuǎn)速圖的格線定比豎線代表傳動(dòng)軸圖中七條間距相

31、等的豎線，分別用軸號(hào)“電、”表在圖中，各傳動(dòng)軸按照運(yùn)動(dòng)傳遞的順序（從電動(dòng)機(jī)到主軸）從左到右順次的排列。橫線代表轉(zhuǎn)速值 圖中縱向坐標(biāo)表示轉(zhuǎn)速的大小，間距相等的橫線表示各種不同的轉(zhuǎn)速。圖中的二十三條橫線由下至上依次表示各級(jí)轉(zhuǎn)速由低到高。 轉(zhuǎn)速圖中每條豎線上的若干小圓點(diǎn)表示傳動(dòng)軸及主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速。豎線之間的連線表示傳動(dòng)副，連線的傾斜程度表示傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，由此可知CA6140型普通車(chē)床主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的轉(zhuǎn)速圖，如下圖 (3) 分配傳動(dòng)比當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速點(diǎn)和電動(dòng)機(jī)軸（驅(qū)動(dòng)軸）轉(zhuǎn)速點(diǎn)都已確定位置，定比傳動(dòng)副的傳動(dòng)比也初步確定，分配各變速組的傳動(dòng)比時(shí)需符合級(jí)比規(guī)律，滿(mǎn)足傳動(dòng)比的限制條件，中間各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速點(diǎn)位置，可在

32、有限范圍內(nèi)選定，從而構(gòu)成多種不同的轉(zhuǎn)速圖方案。但隨著轉(zhuǎn)速圖的改變，傳動(dòng)副的傳動(dòng)比值及其相關(guān)傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速值也發(fā)生改變。為了減小傳動(dòng)件結(jié)構(gòu)尺寸和改善傳動(dòng)性能，應(yīng)遵循一般原則和需要，選定出合理方案。分配各變速組的傳動(dòng)比，通常是按“由后向前”的原則進(jìn)行，即與傳動(dòng)順序相反，先分配最后變速組的傳動(dòng)比，再順次向前分配。分配傳動(dòng)比時(shí)應(yīng)注意有特殊要求的傳動(dòng)副（如臥式車(chē)床的擴(kuò)大螺距傳動(dòng)副）；重要傳動(dòng)副（如傳動(dòng)主軸的傳動(dòng)副，車(chē)床摩擦片離合器軸上的傳動(dòng)副）和最后擴(kuò)大組傳動(dòng)副（變速范圍大，對(duì)結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)性能有較大影響）。分配方法：a）分配第四變速級(jí)（IV-V軸間）的傳動(dòng)比由結(jié)構(gòu)式可知，第四變速組即第三擴(kuò)大組的傳動(dòng)副數(shù)2，

33、級(jí)比指數(shù)12。所以可在V軸上找到12格的兩個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn)。b）分配第三變速級(jí)（-軸間）的傳動(dòng)比第三變速組即第二擴(kuò)大組的傳動(dòng)副數(shù)2，級(jí)比指數(shù)6，其兩條傳動(dòng)線拉開(kāi)6格。所以先在軸上找到相距6格的兩個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn)。選定變速組在軸上相應(yīng)主動(dòng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)E的位置以確定該兩副的傳動(dòng)比。根據(jù)傳動(dòng)比1/4i2，=1.25，則該點(diǎn)只能有唯一E的位置（如圖），其升速和降速傳動(dòng)比皆為極限值，即 ，。c）分配第二變速組（-軸間）的傳動(dòng)比第二變速組即第一擴(kuò)大組有三個(gè)傳動(dòng)副，兩條傳動(dòng)線拉開(kāi)3格?？捎奢S上的D點(diǎn)往上數(shù)3格定出D1 點(diǎn)。再由D1點(diǎn)往上數(shù)3格定出D2點(diǎn)。根據(jù)傳動(dòng)比限制條件及降速傳動(dòng)原則，綜合考慮，確定軸上相應(yīng)主動(dòng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)C的位置為

34、圖中的C點(diǎn)位置，其傳動(dòng)比， 。d）分配第一變速組（-軸間）的傳動(dòng)比第一變速組即基本組有三個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)線各拉開(kāi)1格，故于軸上取相鄰三點(diǎn)分別為C、。通過(guò)考慮結(jié)構(gòu)尺寸和傳動(dòng)性能，以及帶輪軸（軸）上的轉(zhuǎn)速要求，確定B點(diǎn)是適宜的。綜上所述，確定變速組主動(dòng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)的位置是分配各變速組的傳動(dòng)比的關(guān)鍵，即根據(jù)級(jí)比指數(shù)和傳動(dòng)比極限值，確定主動(dòng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)的選擇范圍；再根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸和傳動(dòng)性能的具體要求，轉(zhuǎn)速適中，將轉(zhuǎn)速點(diǎn)定于適當(dāng)位置。（4）畫(huà)全傳動(dòng)線按照傳動(dòng)順序“由前向后”地把各變速組的傳動(dòng)線畫(huà)完整。該圖上僅有電動(dòng)機(jī)軸、主軸及各傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，各副傳動(dòng)比。4.2 普通V帶型號(hào)及帶輪直徑的選擇普通V帶設(shè)計(jì)功率已知：電動(dòng)機(jī)選用

35、 Y160M-4 n=1450rpm1）計(jì)算功率 （kW） 工況系數(shù)，查表取1.1；故2）選帶型 根據(jù)和n，查表應(yīng)選用普通A型V帶3）傳動(dòng)比 4）小帶輪基準(zhǔn)直徑 查表取5）大帶輪基準(zhǔn)直徑 式中：小帶輪轉(zhuǎn)速（r/min）大帶輪轉(zhuǎn)速（r/min）滑動(dòng)率 =0.02=130（10.02）=225mm故取大帶輪基準(zhǔn)直徑為230mm6) 帶速： 7）初選中心距1000mm, 由機(jī)床總體布局確定。過(guò)小，增加帶彎曲次數(shù)；過(guò)大，易引起振動(dòng)。8）帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度查表取2800mm；帶撓曲次數(shù)1000mv/=7.04409）實(shí)際中心距其中： 故 10）驗(yàn)算小帶輪包角（適用）11）單根V帶的基本額定功率，查表取2.28k

36、W；12）額定功率增量值由表可得 13）V帶根數(shù)z：?jiǎn)胃鵙帶的基本額定功率增量 彎曲影響系數(shù)，查表取 傳動(dòng)比系數(shù)，查表取1.12 故；帶的根數(shù) 包角修正系數(shù)，查表取0.93； 帶長(zhǎng)修正系數(shù)，查表取1.01； 故 所以圓整z取414）單根帶初拉力q帶每米長(zhǎng)質(zhì)量，查表取0.10；可得58.23N15）帶對(duì)軸壓力16）卸荷裝置電動(dòng)機(jī)經(jīng)V帶將運(yùn)動(dòng)傳至軸左端帶輪上時(shí)對(duì)軸產(chǎn)生徑向壓力，使軸產(chǎn)生彎曲變形，因此需要卸荷裝置。帶輪與花鍵套用螺釘連接成一體，支承在法蘭內(nèi)的兩個(gè)向心球軸承上，法蘭固定在主軸箱體上。這樣，帶輪可以通過(guò)花鍵套帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，帶的拉力則經(jīng)過(guò)軸承和法蘭傳至箱體。軸上的花鍵部分只傳遞扭矩，從而避免

37、因皮帶拉力而使軸產(chǎn)生彎曲變形。帶輪及卸荷裝置如圖1圖14.3 確定各變速組齒輪的齒數(shù)4.3.1 齒輪齒數(shù)確定的原則和要求：1）齒輪的齒數(shù)和不能太大，以免因過(guò)大的齒輪尺寸而增加兩軸間的中心距，造成機(jī)床結(jié)構(gòu)增大；此外，齒數(shù)的增加還會(huì)使齒輪的線速度提高而產(chǎn)生噪聲。一般推薦齒數(shù)和100120，常選用在100之內(nèi)。2）受兩軸組件結(jié)構(gòu)限制的最小中心距若齒數(shù)和太小，則過(guò)小的中心距將導(dǎo)致兩軸上的軸承或其他結(jié)構(gòu)元件之間的距離過(guò)近或相碰。3）齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)過(guò)小，應(yīng)考慮：（a）受傳動(dòng)性能限制的最小齒數(shù)為了保證最小齒輪不產(chǎn)生根切以及主傳動(dòng)具有較好的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，一般取最小齒數(shù)18-20，主軸上小

38、齒輪=20；高速齒輪取=25，而運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求不高的齒輪可取=14（允許有少量根切）。(b) 受齒輪結(jié)構(gòu)限制的最小齒數(shù)齒輪（尤其是最小齒輪）應(yīng)能可靠的安裝到軸上或進(jìn)行套裝，特別要注意齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽處的壁厚不能過(guò)小，應(yīng)保證齒輪的最小壁厚b2m（m為模數(shù)），保證有足夠的強(qiáng)度，以防出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。4) 傳動(dòng)比要求分配各齒輪副齒數(shù)應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動(dòng)比要求。機(jī)床的主傳動(dòng)屬于外聯(lián)系傳動(dòng)鏈，實(shí)際傳動(dòng)比（齒輪齒數(shù)之比）與理論傳動(dòng)比（轉(zhuǎn)速圖給定）之間允許有誤差，但不能過(guò)大。由于分配齒數(shù)所造成主軸轉(zhuǎn)速的相對(duì)誤差，一般不應(yīng)超出其允許值=，即=0.0264.3.2 確定齒輪齒數(shù)（應(yīng)用查表法）基本組傳動(dòng)比： 1)

39、 首先找到出現(xiàn)最小齒數(shù)的傳動(dòng)比，因?yàn)樽钚↓X輪一定在最小降速比齒輪副中，故最小齒輪必在這對(duì)齒輪副中。2）為了避免根切現(xiàn)象和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，取=38。3）找出的倒數(shù)1.56這一行中找到=38時(shí)，查到最小齒數(shù)和=94。4）找出可能采用的齒數(shù)和的各種數(shù)值。這些數(shù)值必須同時(shí)滿(mǎn)足各傳動(dòng)比要求的齒輪齒數(shù)，從=94向右查表，同時(shí)存在滿(mǎn)足兩個(gè)傳動(dòng)比要求的齒數(shù)和共有=94，955）確定合理的齒數(shù)和，并根據(jù)它決定各齒輪的齒數(shù) =94由的倒數(shù)1.56的一行中找出z1=38，則z2=- z1=94-38=56;由的倒數(shù)1.25的一行中找出z3=43，則z4=- z3=94-43=51;為了使滑移齒輪在越過(guò)某個(gè)固定齒輪時(shí)

40、避免齒頂相碰，要求同軸上相鄰兩齒輪的齒數(shù)差不小于4，在本設(shè)計(jì)中都滿(mǎn)足此要求。同理可得其他齒輪如下表所示：變速組第一變速組第二變速組第三變速組第四變速組齒數(shù)和9480100100齒輪齒數(shù)56385143394130502258225863齒輪齒數(shù)5050208050208026584.3.3 主軸轉(zhuǎn)速系列的驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速在使用上不要求十分準(zhǔn)確，轉(zhuǎn)速的高低并無(wú)太大影響，但銘牌上標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列的數(shù)值一般不允許與實(shí)際轉(zhuǎn)速相差太大。由于確定的齒輪齒數(shù)所得的實(shí)際轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)設(shè)計(jì)理論值難以完全相符，需要驗(yàn)算主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速，根據(jù)式 =0.026若存在誤差，則要求根據(jù)誤差的正負(fù)以及引起誤差的主要環(huán)節(jié)，重新調(diào)整齒數(shù)，使轉(zhuǎn)速數(shù)

41、列得到改善。計(jì)算主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速并與理論轉(zhuǎn)速比較列出，見(jiàn)下表（皮帶的傳動(dòng)效率0.98）。主軸轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速實(shí)際轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速誤差14001418.620.01311201141.730.019900894.530.006710720.160.014560565.70.010500514.80.030450455.270.012400414.320.036315324.70.031250261.340.045160165.20.032200205.30.027125128.70.030100101.540.0158079.580.00563640.0165050.30.0064040.490.01231.5

42、31.540.0012525.380.0152019.890.0051616.010.00112.512.580.0061010.020.001經(jīng)驗(yàn)算可知24級(jí)轉(zhuǎn)速均符合要求。4.4 齒輪的布置與排列齒輪齒數(shù)確定之后，應(yīng)合理布置齒輪排列方式。4.4.1 滑移齒輪的布置主動(dòng)軸一般比從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速高，所以變速組中的滑移齒輪最好布置在主動(dòng)軸上，這樣可使滑移齒輪的尺寸小，重量輕，滑動(dòng)省力。在一個(gè)變速組內(nèi)，兩個(gè)相隔較遠(yuǎn)齒輪的間距一般大于相應(yīng)兩個(gè)齒輪的寬度是為了避免變速組內(nèi)兩對(duì)不同齒數(shù)的齒輪同時(shí)參與嚙合。4.4.2 一個(gè)變速組的齒輪軸向排列齒輪的軸向排列，應(yīng)盡量縮短其軸向長(zhǎng)度，所以，我們選窄排列。4.4.3

43、 兩個(gè)變速組的齒輪軸向排列兩個(gè)變速組串聯(lián)工作時(shí)，其中間傳動(dòng)軸既是從動(dòng)軸又是主動(dòng)軸，負(fù)荷較大，因此應(yīng)盡可能縮短其軸向尺寸。在選用并行排列時(shí)，兩個(gè)變速組齒輪占用的軸向尺寸較大，但不受其他條件限制，排列容易。所以，我們選用并行排列。各齒輪的排列布置圖如下：5 主傳動(dòng)的計(jì)算轉(zhuǎn)速5.1 計(jì)算轉(zhuǎn)速的概念傳動(dòng)件在傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速時(shí)，能夠傳遞最大轉(zhuǎn)矩，因此把傳動(dòng)件傳遞全部功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速，稱(chēng)為該傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速。5.2 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速nc是主軸傳遞全部功率（此時(shí)電動(dòng)機(jī)為滿(mǎn)載）時(shí)的最低轉(zhuǎn)速。從這一轉(zhuǎn)速起至主軸最高轉(zhuǎn)速間的所有轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率，此為恒功率工作范圍，而轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的增加而減小

44、；低于主軸轉(zhuǎn)速的各級(jí)轉(zhuǎn)速所能傳遞的轉(zhuǎn)矩與計(jì)算轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)矩相等，此為恒轉(zhuǎn)矩工作范圍，而功率則隨轉(zhuǎn)速的降低而減小。查表可確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速：取50即主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速nc=n6=50r/min，主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)速圖上可用黑點(diǎn)表示，計(jì)算轉(zhuǎn)速必須是主軸實(shí)際具有的工作轉(zhuǎn)速。5.3 其他傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定5.3.1 傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速1） 軸II的運(yùn)動(dòng)可分別通過(guò)三對(duì)齒輪副、或傳至軸III，因而共有236種轉(zhuǎn)速。運(yùn)動(dòng)有兩條傳動(dòng)路線：a) 高速傳動(dòng)路線主軸上的滑移齒輪50移至左端，使之與軸III上右端的齒輪63嚙合，于是運(yùn)動(dòng)就由軸III經(jīng)齒輪副直接傳給主軸，使主軸得到450-1400r/min轉(zhuǎn)每分鐘的6種高轉(zhuǎn)速。b

45、) 低速傳動(dòng)路線： 主軸上的滑移齒輪移至左端，使主軸上的齒式離合器嚙合，于是軸III的運(yùn)動(dòng)就經(jīng)齒輪副或傳給軸IV，然后再由IV軸經(jīng)齒輪或傳給軸V，再經(jīng)齒輪副和齒式離合器傳給主軸，使主軸獲得10-500r/min的低轉(zhuǎn)速。上述這些滑移變速齒輪副就是傳動(dòng)框圖中的主變速機(jī)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于傳動(dòng)原理圖中的（下圖）。 臥式車(chē)床傳動(dòng)框圖主軸箱中經(jīng)過(guò)變速的各級(jí)轉(zhuǎn)速，最后直接傳至主軸，沒(méi)有經(jīng)過(guò)定比傳動(dòng)。其余依次類(lèi)推，各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速nc r/min軸序號(hào)nc803952368112112505.3.2 齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速1) 齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速裝在軸上，只有803r/min 1級(jí)轉(zhuǎn)速，所以803r/min

46、即為的計(jì)算轉(zhuǎn)速。2) 齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速裝在VI軸（主軸）上，共有10500r/min 24級(jí)轉(zhuǎn)速；其中只有501400r/min的17級(jí)轉(zhuǎn)速都能傳遞全部功率；故轉(zhuǎn)速50r/min即為的計(jì)算轉(zhuǎn)速。3) 齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速裝在V軸上，共有22.311115r/min 12級(jí)轉(zhuǎn)速；其中只有在111.51115r/min的17級(jí)轉(zhuǎn)速時(shí)，經(jīng)傳動(dòng)主軸所得的501400r/min4級(jí)轉(zhuǎn)速才能傳遞全部功率，而在22.389.2r/min 7級(jí)轉(zhuǎn)速時(shí)，經(jīng)傳動(dòng)主軸所得到的1040r/min5級(jí)轉(zhuǎn)速都低于主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（50r/min），故不能傳遞全部功率，因此只有111.51115r/min 17級(jí)轉(zhuǎn)速能夠傳遞全部功率

47、；其中最低轉(zhuǎn)速111.5r/min即為的計(jì)算轉(zhuǎn)速。其余依此類(lèi)推，各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速見(jiàn)表 各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速nc r/min齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速80395380395395336195336195336111250112齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速112449112112112112112112505.4 初估軸頸5.4.1 初估傳動(dòng)軸軸頸中間傳動(dòng)軸的直徑按扭轉(zhuǎn)剛度估算公式 （mm）式中：d為軸危險(xiǎn)截面處的直徑（mm）P該傳動(dòng)軸的輸入功率（kW） P=（kW）電動(dòng)機(jī)額定功率（kW）從電動(dòng)機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積（不計(jì)該軸上軸承的效率）。該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）該軸允許的扭轉(zhuǎn)角（deg/m）。主軸=0.51

48、；一般傳動(dòng)軸=11.5；要求較低的軸=1.52。當(dāng)傳動(dòng)軸長(zhǎng)度不足1m時(shí)，在計(jì)算時(shí)，應(yīng)按軸的實(shí)際長(zhǎng)度進(jìn)行折算和修正。 取軸直徑為38mm； 取軸直徑為30mm; 取軸直徑為36mm; 取軸直徑為32mm; 取V軸直徑為35mm； 取VI軸直徑為80mm?；ㄦI軸估算的直徑為花鍵軸的小徑 取 6個(gè)鍵 取 6個(gè)鍵 取 8個(gè)鍵 取 =26mm 6個(gè)鍵 取 =81mm 10個(gè)鍵 5.4.2 主軸軸頸的確定主軸的前軸頸根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率公式mm選取；后軸頸按=（0.70.85）來(lái)確定。取為115mm，為80mm。5.5 初估齒輪模數(shù)齒輪材料相同時(shí)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪，估算模數(shù)，并由其中較大者取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。

49、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度： 式中：系數(shù)取61；系數(shù)取1；K載荷系數(shù)取1；P齒輪傳遞的名義功率，為7.50.96；u齒數(shù)比，外齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)，查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)齒寬系數(shù)，b/m取為8；計(jì)算轉(zhuǎn)速；齒輪齒數(shù)；許用接觸應(yīng)力，=1170=1050；許用齒根應(yīng)力，=350?；窘M中：=2.18=1.75故取模數(shù)均為2.25第一擴(kuò)大組中：=2.3=2.11故取模數(shù)均為2.5第二擴(kuò)大組中：=2.73=2.3故取模數(shù)為3第三擴(kuò)大組中：=2.32=2.24故取模數(shù)為2.55.6 齒輪幾何尺寸分度圓：齒頂圓：齒根圓： 式中：=1，=0.25計(jì)算可得齒輪參數(shù)為下表:齒輪齒數(shù)z56385143394

50數(shù)m2.252.252.252.252.252.252.252.252.252.252.25分度圓d12685.5114.7596.7587.7592.2567.5112.549.5130.549.5齒頂圓130.590119.25101.2592.2596.75721175413554齒根圓120.4 79.9 109.1 91.1 82.1 86.6 61.9 106.9 43.9 124.9 43.9 齒輪齒數(shù)z5863505020805020802658模數(shù)m232.5322.52.52.52.544分度圓d116189125150602001255020010

51、4232齒頂圓1201951301564420513055205112240齒根圓111.0 181.5 118.8 142.5 35.0 193.8 118 43.8 193.8 94.0 222.0 6 主軸的校核計(jì)算6.1 各級(jí)傳動(dòng)比皮帶效率為： 各級(jí)轉(zhuǎn)速比為:i0=230/130=1.76 i1=43/51=0.84 i2=58/22=2.64 i3=80/20=4 i4=80/20=4 i5=58/26=2.236.2 各軸的最低轉(zhuǎn)速 6.3 主軸傳遞的功率（） 已知：電機(jī)功率：7.5（） 皮帶： 滾動(dòng)軸承： 齒輪副： 6.4 計(jì)算各軸傳遞扭矩6.5 各軸設(shè)計(jì)計(jì)算各軸材料選用如下：一

52、軸、二軸、三軸、四軸、五軸采用40Cr, 六軸采用45號(hào)鋼 熱處理：調(diào)質(zhì)硬度HB220-250。在此只對(duì)第六軸進(jìn)行校核計(jì)算，其他軸只做受力分析。6.5.1 第一軸1）深溝球軸承：6011(2件) GB/T 276-1994d=55 D=90 B=18 額定動(dòng)載荷C=30.2KN深溝球軸承：6308 GB/T 276-1994d=40 D=90 B=23 額定動(dòng)載荷C=25.8KN深溝球軸承：6208 GB/T 276-1994d=40 D=80 B=80 額定動(dòng)載荷C=29.5 KN2）受力分析已知：傳動(dòng)扭矩T=86.93 n=807.39r/min d=126mm 材質(zhì)40Cr齒輪受阻力：(

53、工作時(shí)制動(dòng)輪不工作，所以受力分析時(shí)將此部分忽略)=（N）=502（N）6.5.2 第二軸1）圓錐滾子軸承：30205 GB/T297-1994d=25 D=52 B=16.25 額定動(dòng)載荷C=32.2KN圓錐滾子軸承：30204 GB/T297-1994d=20 D=47 B=15.25 額定動(dòng)載荷C=28.2KN2）受力分析已知：傳動(dòng)扭矩T=69.44 n=961.2r/min d=96.75mm 材質(zhì)40Cr齒輪受阻力：=（N）=（N）6.5.3 第三軸1) 圓錐滾子軸承：30307 GB/T297-1994d=35 D=80 B=21 額定動(dòng)載荷C=75.2KN深溝球軸承：6207 GB

54、/T297-1994d=35 D=72 B=171 額定動(dòng)載荷C=25.5KN圓錐滾子軸承：30506 GB/T276-1994d=30 D=62 B=24.5 額定動(dòng)載荷C=40.67KN2) 受力分析已知：傳動(dòng)扭矩T=174.15 n=364.08r/min d=130.5mm 材質(zhì)40Cr齒輪受阻力：=（N）=（N）6.5.4 第四軸1) 圓錐滾子軸承：30306 GB/T285-1994d=30 D=72 B=21 額定動(dòng)載荷C=75.2KN深溝球軸承：6008 (2件) GB/T 276-1994d=40 D=68 B=15 額定動(dòng)載荷C=17KN圓錐滾子軸承：30606 GB/T3

55、01-1995d=30 D=62 B=21.5 額定動(dòng)載荷 C=160KN2) 受力分析已知：傳動(dòng)扭矩T=662 n=91.2r/min d=200 材質(zhì)40Cr=（N）=（N） 6.5.5 第五軸1) 圓錐滾子軸承：30307 GB/T285-1994d=35 D=80 B=21 額定動(dòng)載荷C=75.2KN圓錐滾子軸承：30507 GB/T 276-1994d=75 D=130 B=25 額定動(dòng)載荷C=90KN推力球軸承：51317/P5 GB/T301-1995d=35 D=72 B=24.5 額定動(dòng)載荷 C=160KN2) 受力分析已知：傳動(dòng)扭矩T=2219 n=22.76r/min d

56、=200 材質(zhì)40Cr=（N）=（N）6.5.6 第六軸1) 雙列向心短圓柱滾子軸承：NN3021K/P5 GB/285-64d=105 D=160 B=41 額定動(dòng)載荷C=162KN單列向心短圓柱滾子軸承：32316 GB283-64d=80 D=170 B=397 額定動(dòng)載荷 C=170KN 雙列向心短圓柱滾子軸承：3182115 GB/285-64d=75 D=115 B=30 額定動(dòng)載荷C=80.2KN 單項(xiàng)推力球軸承 （2件）：8220 GB/301-64d=100 D=150 額定動(dòng)載荷C=128KN 2）受力分析已知：傳動(dòng)扭矩T=4709 n=10.2r/min d=232 材質(zhì)

57、40Cr=（N）=（N）7 主軸箱的箱體 主軸箱中有主軸、操縱機(jī)構(gòu)，變速機(jī)構(gòu)和潤(rùn)滑系統(tǒng)等等。主軸箱除應(yīng)保證主要的運(yùn)動(dòng)參數(shù)外，還應(yīng)具有較高的傳動(dòng)效率，傳動(dòng)件具有足夠的強(qiáng)度或剛度，振動(dòng)要小，噪聲較低，操作方便，而且具有良好的工藝性，便于檢查修改，成本低，防塵、防漏、外形美觀等優(yōu)點(diǎn)。箱體材料以中等強(qiáng)度的灰鑄鐵HT150及HT200使用最為廣泛,本設(shè)計(jì)選用材料為HT20-40。箱體鑄造時(shí)的最小壁厚根據(jù)其外形輪廓尺寸(長(zhǎng)寬高),按下表選取.長(zhǎng)寬高()壁厚(mm) 500 500 300-800 500 50010-15 800 800 50012-20由于箱體軸承孔的影響使扭轉(zhuǎn)剛度下降10%-20%，彎

58、曲剛度也有一定程度的下降，為彌補(bǔ)開(kāi)口削弱的剛度，常用采用凸臺(tái)和加強(qiáng)筋；并根據(jù)結(jié)構(gòu)需要適當(dāng)增加箱體的壁厚。 箱體在主軸箱中起到定位和支承的作用。CA6140主軸箱中共有15根軸，軸的定位由箱體上安裝孔的位置來(lái)保證。設(shè)計(jì)中各軸的安裝孔的位置是由齒輪之間的嚙合及相互干涉的問(wèn)題來(lái)確定的，根據(jù)各對(duì)嚙合齒輪的中心距及變位系數(shù)，并參考相關(guān)資料，箱體上軸安裝孔的位置確定如下：中心距(a)=1/2（d1+d2）+ym （式中y是中心距變動(dòng)系數(shù)）中心距-=（56+38）/22.25=105.75mm中心距-=（50+34）/22.25=94.5mm中心距-=（30+34）/22.25=72mm中心距-=（39+4

59、1）/22.25=90mm中心距-=（50+50）/22.5=125mm中心距-=（44+44）/22=88mm中心距-=（26+58）/24=168mm中心距-=（58+26）/22=84mm中心距-=（58+58）/22=116mm中心距-=（33+33）/22=66mm中心距-=（25+33）/22=58mm綜合考慮各因素后，箱體上各軸安裝空的位置確定如下： 箱體在床身上的安裝方式和機(jī)床類(lèi)型不同使主軸變速箱的定位安裝方式也不同。分為固定式、移動(dòng)式兩種類(lèi)型。車(chē)床主軸箱是固定式變速箱，采用箱體底部平面和底部突起的垂直面定位，并用螺釘和壓板固定。本車(chē)床主軸箱箱體是一體式鑄造成型，并且留有安裝結(jié)

60、構(gòu)，箱體的底部為安裝進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。 箱體的顏色可有機(jī)床的總體設(shè)計(jì)確定，同時(shí)考慮到機(jī)床實(shí)際使用地區(qū)人們對(duì)顏色的喜好和風(fēng)俗。在箱體中預(yù)留安裝螺紋孔和輸油溝以及潤(rùn)滑油路的安裝空間。8 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析制造一個(gè)零件或一臺(tái)產(chǎn)品所使用的費(fèi)用總和，就是零件或產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。這種制造費(fèi)用實(shí)際上按與工藝過(guò)程有無(wú)關(guān)系可分為兩類(lèi)，即與工藝過(guò)程有關(guān)的費(fèi)用和與工藝過(guò)程無(wú)關(guān)的費(fèi)用，其中，前者約占70%-75%。因此，對(duì)于不同的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和評(píng)比時(shí)就只需分析、評(píng)比它們與工藝過(guò)程直接有關(guān)的費(fèi)用即工藝成本。工藝成本有兩部分構(gòu)成：可變費(fèi)用和不可變費(fèi)用，而不是零件的實(shí)際成本?？勺冑M(fèi)用包括材料費(fèi)用，工人的工資，機(jī)床電費(fèi)，通用機(jī)床