c6140机床主轴箱设计(含全套CAD图纸)

摘要CA6140型卧式车床是普通精度级的万能机床，它的特有功能是车削一定范围内的各种螺纹，包括切削公制螺纹、英制螺纹、模数螺纹和径节螺纹的功能，要求进给传动链的变速机构能严格准确地按照标准螺距数列来变化。

CA6140型卧式车床进给箱固定在床身左前面，内有进给运动的变换装置及操纵机构，其功能是改变被加工螺纹的螺距或机动进给的进给量。

变换装置包括移换机构，用来实现倒数关系及特殊因子；基本螺距机构，用来实现车削出导程值按等差数列排列的螺纹；倍增机构，用来实现车削螺纹的导程值成倍数关系变化的螺纹。

当U=1时发现一条新的传动链，可以提高部分公制及模数螺纹的切削精度，倍并使传动路线大大缩短。

关键词：进给箱；变换装置；移换机构；基本螺距机构；倍增机构目录1 绪论-----------------------------------------------------------------12 CA6140进给箱传动方案设计----------------------------------4 2.1 CA6140普通车床简介-------------------------------------------------------------------------4 2.2 进给箱的传动机构-----------------------------------------------------------------------------5 2.3 进给箱切螺纹机构设计----------------------------------------------------------------------8 2.4 切螺纹系统及齿数比的确定---------------------------------------------------------------9 2.5 增倍机构设计以及移换机构设计--------------------------------------------------------102.6 车制螺纹的工作过程-------------------------------------------------------------------------123 主要零件设计-----------------------------------------------------21 3.1 齿式离合器的设计-----------------------------------------------------------------------------21 3.2 各轴及轴上组件的设计验算---------------------------------------------------------------213.2.1 中心距a的确定----------------------------------------------------------------------------223.2.2 XII轴上齿轮的设计验算-----------------------------------------------------------------223.2.3 XIV轴上齿轮的验算----------------------------------------------------------------------253.2.4 XIV轴的设计验算-------------------------------------------------------------------------303.2.5 XV轴上齿轮的设计验算-----------------------------------------------------------------353.2.6 XV轴的设计验算--------------------------------------------------------------------------383.2.7 XVI轴齿轮的设计验算-------------------------------------------------------------------404 双联滑移齿轮进给箱传动系统的研究-----------------------44 4.1 新传动链车公制螺纹-------------------------------------------------------------------------44 4.2 新传动链车模数螺纹-------------------------------------------------------------------------45 4.3 新传动链的特点及适用范围---------------------------------------------------------------46 结论---------------------------------------------------------------------------48致谢---------------------------------------------------------------------------49参考文献---------------------------------------------------------------------501 绪论1、毕业设计的目的及意义毕业设计是本科生教学活动中最后的一个重要环节。

（3）横向进给量（64种）
fi横＝1/2f精i纵选PPT课件
11
3、刀架的快速移动 目的：节省辅助时间。 路线：小电机－XXII轴－刀架。 超越离合器M8：避免运动干涉。 快速移动的换向：依靠M6、M7。 安全离合器M8：过载保险装置。
精选PPT课件
12
车床中心高与最大加工直径
精选PPT课件
13
二、机床的运动 1.工件的旋转运动； 2.刀具的纵向直线进给运动； 3.刀具的横向直线进给运动； 4.辅助运动～切入运动、快速运动。
三、机床的总布局～主轴箱、刀架、尾架、进给箱、溜板箱、
床身、床腿。
精选PPT课件
3
车床上的典型加工
精选PPT课件
4
CA6140型普通车床外形图
精选PPT课件
5
四、机床的主要技术性能（规格）
9
（5）非标准螺纹与螺距较精确的螺纹。
路线：M3、M4、M5 接合。 挂轮： a/b×c/d
2.机动进给（车端面、外圆等）
（1）传动路线
主轴－挂轮－进给箱－光杆－溜板箱
－齿轮齿条－刀架－车外圆。
－小丝杆－刀架－车端面。
互锁机构：纵向进给、横向进给、车螺纹三种
路线只接通一种。
换向机构：M精6、选PPMT课7件
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（2）纵向机动进给量（64种）
1）正常进给量（32种）
正常螺距、公制螺纹路线－－0.08～1.22毫米/转
2）较大进给量（8种）
正常螺距、英制螺纹路线－－0.86～1.59毫米/转
3）细进给量（8种）
扩大螺距、公制路线－－0.028～0.054毫米/转
4）加大进给量（16种）
扩大螺距、英制路线－－1.71～6.33毫米/转

毕业论文课题名称CA6140车床主轴箱的设计系/专业机械工程/机电一体化班级学号学生姓名指导教师：2010 年月日┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊CA6140车床主轴箱设计摘要CA6140车床作为主要的车削加工机床，广泛的应用于机械加工行业中，适用于车削内外圆柱面，圆锥面及其它旋转面，车削各种公制、英制、模数和径节螺纹，并能进行钻孔，铰孔和拉油槽等工作。

床身宽于一般车床，具有较高的刚度，导轨面经中频淬火，经久耐用。

机床主轴孔径大，操作灵便集中，溜板设有快移机构。

机床结构刚度与传动刚度均比较高，功率利用率也比较高，适于强力高速切削。

其主轴箱是车床的动力源将动力和运动传递给机床主轴的基本环节。

本设计主要针对CA6140机床的主轴箱进行设计，设计的内容主要有车床运动参数的确定、传动方案和传动系统图的拟定、主要设计零件的验算。

关键词：CA6140机床主轴箱零件AbstractCA6140 lathe as a major turning processing machine, widely used in mechanical processing industry, suitable for cutting YuanZhuMian inside taper surface and other rotation, face, cutting various metric, imperial, module and thread, and diameter drilling, reaming and heaming work. In general, lathe bed width with high stiffness, guide surface by frequency quenching and durable. Spindle aperture, centralized operation spirit, has moved fast. Machine structure stiffness and stiffness are relatively high, transmission power utilization rate is high, suitable for high speed cutting power. It is the power source of the lathe spindle box will force and motion to the spindle of basic link. This design is mainly for the spindle box CA6140 machine design, design is the main content of lathe movement parameters, transmission scheme and transmission system graph and the main design parts.Keywords: CA6140 spindle box parts┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2车床的规格和用途 (1)1.2.1车床的规格 (1)1.2.2车床的用途 (1)2.1确定极限转 (2)2.2确定公比 (2)2.3求出主轴转速级数Z (2)2.4确定结构式 (2)第三章传动方案和传动系统图的拟定 (2)3.1绘制传动系统图 (2)3.1.1选定电动机 (2)3.1.2分配总降速传动比 (2)3.1.3确定传动轴的轴数 (2)3.1.4绘制转速图 (2)3.2传动路线图 (5)3.2.1传动系统可用传动路线表达式 (5)3.2.2车削米制螺纹时传动链的传动路线 (5)3.2.3加工螺纹时的传动路线表达式归纳总结 (6)第四章主要设计零件的验算 (6)4.1主轴箱的箱体 (6)4.2传动系统的I轴及轴上零件设计 (8)4.2.1普通V带选择与计算 (8)4.2.2离合器的选择与计算 (10)4.2.3齿轮的验算 (12)4.2.4传动轴的验算 (14)4.2.5轴承疲劳强度校核 (15)4.3.传动系统的Ⅱ轴及轴上零件设计 (16)4.3.1齿轮的验算 (16)4.3.2传动轴的验算 (19)4.3.3轴组件的刚度验算 (20)4.4传动系统的Ⅲ轴及轴上零件设计 (22)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊4.4.1齿轮的验算 (22)4.4.2传动轴的验算 (25)4.4.3轴组件的刚度验算 (27)致谢 (30)参考文献 (31)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章绪论1.1 引言车削加工是由车床、车刀、车床夹具和工件共同构成的车削工艺系统中完成的。

机械制造工艺学课程设计说明书设计题目：设计“CA6140车床”拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备（4000件生产）设计者：吕高光指导教师：朱老师长安大学机械工程学院机制3班2010年1月3日长安大学机械工程学院机械制造工艺学课程设计任务书题目: 设计”CA6140车床拨叉”零件的机械加工工艺规则及工艺装备（年产量4000件）内容： 1.零件图1张2.毛坯图1张3. 机械加工工艺过程综合卡片1张4. 结构设计装配图1张5. 结构设计零件图1张6. 课程设计说明书1份班级：25040603学生：吕高光学号：19指导老师：朱斌2010年1月4日序言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。

这是我们在进行毕业设计之前对各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大型生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础.由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给于指教。

一．设计目的和零件分析（一）设计的目的：1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。

2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。

通过我们亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。

3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力（二）零件的分析1.零件的作用：CA6140拨叉它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。

宽度为18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。

第1章 车床
车床的种类很多，按其结构和用途可分为以下几类：
① 卧式车床 ② 立式车床 ③落地车床 ④转塔车床 ⑤回轮车床 ⑥液压仿形车床 ⑦多刀自动和半自动车床
⑧专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床 。 图1.1.2 是常见的几种车床。
Байду номын сангаас
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第1章 车床
卧式车床
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第1章 车床
主要授课内容
1. 概述 2. CA6140卧式车床传动系统分析 3. CA6140卧式车床主要部件结构 4. 车床电气控制系统
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1.1 概
第1章 车床
述
1. 车削工艺范围 2. 车床种类 3. CA6140车床主要结构
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2. 进给传动系统典型部件结构 3. 溜板箱典型部件结构
1. 纵、横向机动进给操纵机构 2. 开合螺母机构 3. 互锁机构 4. 超越离合器 5. 横向滑板进给机构 6. 方刀架
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第1章 车床
图a CA6140主轴箱图
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第1章 车床
光杠：实现纵 向或横向自动
进给 返回第一张 上一张幻灯片
床腿
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第1章 车床
1.2 CA6140型卧式车床传动系统分析
1. 传动原理图 2. 车床传动系统图
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第1章 车床
1.2.1 CA6140车床传动原理图
1、车床的运动
车床的表面成形运动有：主轴带动工件的旋转运动、刀具的进给运动。前 者是车床的主运动，其转速通过常以 n （r/min）表示。后者有几种情况：刀 具既可作平图1.行2.1 于工件旋 转轴 CA6140型卧式车床传动 原理图 线的纵向进给运动（车圆柱面），又可作垂直于 工件旋转轴线的横向进给运动（车端面），还可作与工件旋转轴线方向倾斜的运 动（车削圆锥面），或作曲线运动（车成型回转面）。进给运动以 f（mm/r） 表示。

(完整版)CA6140车床主轴箱的含图毕业设计以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。

第1章绪论课题来源随着技术的发展，机床主轴箱的设计会向较高的速度精度，而且要求连续输出的高转矩能力和非常宽的恒功率运行范围。

另外还会改善机床的动平衡，避免震动、污染和噪音等。

本设计为CA6140机床的主轴箱。

作为主要的车削加工机床，CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中。

CA6140机床主轴箱的作用就是把运动源的恒定转速改变为主运动执行件所需的各种速度；传递机床工作时所需的功率和扭矩；实现主运动的起动、停止、换向和制动。

主轴箱通常主要下列装置和机构组成：齿轮变速装置；定比传动副；换向装置；起动停止装置；制动装置；操纵装置；密封装置；主轴部件和箱体。

根据机床的用途和性能不同，有的机床主轴箱可以只包括其中的部分装置和部件。

主轴箱是支承主轴并安装主轴的传动变速装置，使主轴获得各种不同转速，以实现主切削运动。

该机床主轴箱刚性好、功率大、操作方便。

CA6140机床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。

主轴三支撑均采用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；纵向与横向进给十字手柄操纵，并附有快速电机。

该机床刚性好、功率大、操作方便。

研究动态及发展趋势机床设计和制造的发展速度是很快的。

原先的只为满足加工成形而要求刀具与工件间的某些相对运动关系和零件的一定强度和刚度，发展至今日的高度科学技术成果综合应用的现代机床的设计，也包括计算机辅助设计的应用。

但目前机床主轴变速箱的设计还是以经验或类比为基础的传统设计方法。

因此，探索科学理论的应用，科学地分析的处理经验，数据和资料，既能提高机床设计和制造水平，也将促进设计方法的现代化。

随着科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，改型也日益频繁，对机床的性能、精度、自动化程度等提出了越来越高的要求。

机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一，不仅能提高产品质量和生产率，降低生产成本，还能改善工人的劳动条件。

全套CA图纸，PROE图纸，动画等，联系153893706摘要车类机床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱表面、圆锥表面、成型回转表面和回转体的端面等，有些车床还能加工螺纹面。

由于多数机器零件具有回转表面，车床的通用性又较广，因此在机器制造厂中，车床的应用极为广泛，在金属切削床中所占的比重最大，约占机床总台数的20%～35%。

作为主要的车削加工机床，CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中，适用于车削内外圆柱面，圆锥面及其它旋转面，车削各种公制、英制、模数和径节螺纹，并能进行钻孔，铰孔和拉油槽等工作。

床身宽于一般车床，具有较高的刚度，导轨面经中频淬火，经久耐用。

机床主轴孔径大，操作灵便集中，溜板设有快移机构。

机床结构刚度与传动刚度均比较高，功率利用率也比较高，适于强力高速切削。

卧式机床的加工对象，主要是轴类零件和直径不太大的盘类零件，故采用卧式布局。

其主要部件有：主轴箱、刀架、尾座、进给箱、溜板箱以及床身。

本设计主要针对CA6140机床的主轴箱进行设计。

机床主轴箱是一个比较复杂的传动部件。

设计的内容主要包括确定机床的主要参数，拟定传动方案和传动系统图，计算和校核了主要零部件，并且利用专业制图软件进行了零件的设计和处理。

关键词：CA6140机床零件传动AbstractThe lathe class machine tool mainly was used in to process each kind of rotation surface, like inside and outside periphery, the circular cone surface, take shape the rotation surface and the gyre end surface and so on, some lathes also can process whorl. Because the most machine part has the rotation surface, lathe versatility broader, therefore in machine shop, lathe application extremely widespread, accounts for the proportion in the metal cutting bed to be biggest, approximately composes the machine tool main station number 20% ~ 35%.As the main turning processing machine tool, the CA6140 machine tool was widespread used in the machine-finishing profession, it is used in turning inside and outside the turning the round cylinder, taper and gyre, turning each kind of metric system, the British system, the modulus and the diameter festival thread, and can carry on the drill hole and pulls work and so on fuel tank.The lathe bed width to the common lathe , has a higher rigidity, the facade of the lead after middle frequency quenching, so it will be durable. The machine tool main axle aperture is big, the operation agile centralism, the apron is equipped with quickly moves the organization. machine tool structure rigidity and transmission rigidity quite high, the power use factor quite is also high, is suitable for the force high-speed cutting.The horizontal-type machine tool processing object, mainly is the axis class components and the diameter not too big plate class components, therefore uses the horizontal-type layout.Its major component includes: headstock, tool slide, tailstock, feedbox, apron and bed.This design mainly aims at the headstock of the CA6140 machine tool .The headstock of machine tool is a quite complex transmission part. The design content mainly includes determines the machine tool’s main parameter, Draws up the transmission plan and the transmission scheme,Calculated and examined the main spare part，And used specialized charting software to carry on the components design and processing.key words：CA6140machine tool part transmission序言机械制造工艺学毕业设计使我们学完了大学的全部基础课、,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

图315螺纹种类移换及丝杠光杠传动操纵机构1杠杆2盘形凸轮3空心轴在空心孔内装有另一操纵轴456杠杆表38米制英制传动路线丝杠光杠转换情况溜板箱固定安装在沿床身导轨移动的纵向溜板下面其主要作用是将光杠和丝杠传来的旋转运动转换为刀架的直线移动实现刀架的快慢速转换并控制刀架运动的接通断开换向以及实现过载保护刀架的手动操纵
动传动链、纵向和横向进给运动传动链、快速 空程运动传动链组成。
一、主运动传动链 车床的主运动是主轴带动工件的 旋转运动。
u1=×=;
u2=×=
u3=×≈;
u4=×≈1
其中,u3 ≈u2,所以在中、低转速传动路线中,主轴获得的实际转速 只有2×3(2×2-1)=18级正转转速,即通过两条传动路线主轴可获得 正转转速24级,反转转速12级。
9—弹簧销 10—球头销 11—杠杆 12—杠杆支点 13—连杆 14—偏心销 15、27— 鼓轮 16—销子 17—轴 18—拨叉 19—M8 20—M9 21—拨叉 22、24、30—轴 23、26—销子 25—杠杆 28—凸肩 29—固定套 30—轴
图3-19 互锁机构工作原理
6—转轴 7—轴 9—弹簧销 10—球头销 28—凸肩 29—固定套
二、进给箱 进给箱的功用是变换加工螺纹的种类和导程,并获得所需要 的各种进给量。
1.基本变速组及其操纵机构 图3-13是基本变速组为双轴滑移齿轮变速机构,由轴ⅩⅣ及轴上的
4个滑移齿轮、轴ⅩⅢ及其上的8个固定齿轮组成,可获得8个按严
格规律排列的传动比。
2.米制、英制传动路线转换及光杠、丝杠传动的操纵机构 如图3-15所示,杠杆4、5、6用于操纵两个z25齿轮实现米制、英制 传动路线的转换。
图3-11 六速变速操纵机构
表3-7

图纸由 153893706提供1.概述车床的规格系列和用处普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。

因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。

本次设计的是普通型车床C6140主轴变速箱。

主要用于加工回转体。

车床的主参数（规格尺寸）和基本参数（GB1582-79，JB/Z143-79）工件最大回转直径D max (mm )正转最高转速 n max ( minr) 电机功率 N （kw ）公比ϕ转速级数Z反转40014005.51.4112级数Z 反=Z 正/2；n 反max ≈1.1n 正max2.参数的拟定2.1 确定极限转速n R n n =minmax， 1-=z n R ϕ 又∵ϕ=1.41∴ 得n R =43.79. 取 n R =45；m in /1.31m in /45/1400/max min r r R n n n ===，去标准转速列m in /5.31min r n =.2.2 主电机选择合理的确定电机功率N ，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。

已知电动机的功率是5.5KW ，根据《车床设计手册》附录表2选Y132S-4，额定功率5.5kw ，满载转速1440 minr，最大额定转距2.2。

3.传动设计3.1 主传动方案拟定拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、幻想、制动、操纵等整个传动系统的确定。

传动型式则指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。

传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。

因此，确定传动方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。

传动方案有多种，传动型式更是众多，比如：传动型式上有集中传动，分离传动；扩大变速范围可用增加传动组数，也可用背轮结构、分支传动等型式；变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。

显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。

题目CA6140车床主轴箱的设计英文题目CA6140 the design of the lathe spindle box摘要主轴箱在整个机床中属于相对重要部件，通过其内部的齿轮传动可以实现多级变速,从而人们需要的速度可以从最后传到主轴的速度的到。

通常主轴箱传动系统的性能直接影响机床的性能。

本设计介绍普通机床中CA6140主轴的设计过程，文章先简要介绍了车床的发展历史和现状，分析了主轴箱中各个重要部件结构原理和其在做主轴箱里的作用。

详细介绍了CA6140里的齿轮、轴、主轴和轴承等零件的整个设计过程。

具体内容包括选取满足要求相应的功率电机和各个零件的整体结构设计，其中包括材料的定选尺寸的合理安排以及加工需求。

对于轴和齿轮零件运用的有关公式，进行合理的分析对相对较危险的部位进行作图、计算和查表，进行各种校核。

最终对各个零部件进行参数拟定、传动设计、传动件的估算和验算、各部件结构设计，绘制零件图和装配图。

关键词：主轴箱；计算；结构设计；轴ABSTRACTThroughout the machine tool spindle box is a relatively important component through its internal gears can achieve multi-speed, the speed of which people need to be reached from the last to the spindle speed. Typically headstock drive performance directly affects the performance of the machine.This design introduces ordinary machine tool spindle CA6140 design process, the article briefly describes the history and current status of the lathe analyzed headstock various important parts of the structure principle and its role in doing the spindle box. Details of the CA6140 in the gears, shafts, spindles and bearings and other parts of the entire design process. Specific content includes selected meet the requirements of the corresponding power motors and various parts of the overall structural design, including materials, given the reasonable arrangement and size selection processing needs. For shaft and gear parts using the relevant formula, a reasonable analysis relatively dangerous parts of the mapping, calculation and look-up table, a variety of checking. Parameters for the various parts of the final formulation, transmission design, transmission parts estimating and checking each component structural design, drawing parts and assembly drawings. Keywords: Headstock; computing; structural design; axis目录绪论 (1)1.1普通车床发展史 (1)1.2发展趋势 (2)2. CA6140主轴箱工作原理 (4)2.1机床的结构 (4)2.2主轴箱的主要构造 (5)3. 传动方案拟定和总体布局 (9)3.1变速组和传动副数的确定 (9)3.2传动比的分配 (9)4. 各个零部件的选定 (11)4.1确定主轴的极限转速 (11)4.2电机的选择 (11)4.2.1计算转速范围和定公比并选出各级转速 (11)4.2.2电机选择 (11)4.3带轮直径和齿轮齿数的确定 (12)4.3.1确定皮带轮直径 (12)4.3.2齿轮齿数的确定 (12)4.3.3计算各轴传动的功率 (15)4.4主轴箱的传动系统 (15)5. 各零部件校核验算 (17)5.1各轴验算转速误差 (17)5.2 V带的设计校核 (17)5.3 I轴上的零部件设计 (18)5.3.1 I轴上的齿轮设计 (18)5.3.2 I轴的设计校核 (22)5.3.3轴承的校核和键的选择 (24)5.5II轴上的齿轮设计 (25)5.5.1II轴上的齿轮设计 (25)5.5.2II轴选轴、键和轴承的选择 (29)5.6III轴上的个部件设计 (29)5.6.1III轴上的齿轮设计 (29)5.6.2III轴选轴、键和轴承的选择 (33)5.7IV轴主轴的选取 (34)5.8主轴箱的装配图及箱体的设计 (35)结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)绪论1.1普通车床发展史普通车床技术性项目比较多，发展过程比较复杂着重的对各个方面分析，将对普通车床CA6140各个技术性能进行分析其中包括（切速、机床功率、自动化程度粗糙度）从1870年到今日切削速度从最初的十几米/分发展的两千多米/分左右。

（4)C A6140型卧式车床的主要结构①主轴箱主轴箱是车床的主要部件,其主要功能是支承主轴,并实现其开、停、换向、制动和变速,把进给运动从主轴传向进给系统。

因此,它是一个比较复杂的传动部件。

图3●9是C A6140型车床主轴箱的展开图。

它是按照传动轴传递运动的先后顺序,沿轴心线剖开（图3●10),并将其展开绘制而成。

展开图主要表示:各传动件（轴、齿轮、带传动和离合器等)的传动关系;各传动轴及主轴上有关零件的结构形状、装配关系和尺寸,以及箱体有关部分的轴向尺寸和结构。

图3.9C A6140型车床主轴箱展开图1—花键套;2—带轮;3—法兰;4—箱体;5—定位钢球要表示清楚主轴箱部件的结构,仅有展开图是不够的,因为它不能表示出主轴箱的高度、深度和各传动轴的空间位置及其他一些较为复杂的机构和零件。

因此,要完整地表示出主轴箱的全部结构,还需另加若干剖面图、向视图和外形图（图略)。

A.卸荷带轮电动机经V形带将运动传至轴I左端的带轮2（图3.9的左上部分)。

带轮2与花键套1用螺钉连接成一体,支承在法兰3内的两个深沟球轴承上。

法兰3固定在主轴箱箱体上。

这样,带轮可通过花键套带动轴I旋转,V形带的拉力则经轴承和法兰3传至箱体4。

轴I的花键部分只传递转矩,从而可避免因V形带的拉力而使轴I产生弯曲变形,提高了传动的平稳性。

因此,这种带轮是卸荷的（即把径向载荷卸给箱体)。

图3.10主轴箱展开图的剖切面B.双向多片摩擦离合器及其操纵机构图3.11所示为双向片式摩擦离合器结构。

双向片式摩擦离合器装在轴I上,其功用是控制主轴正转、反转或停止。

它主要由内摩擦片3、外摩擦片2、压套8及空套齿轮1等组成。

离合器左、右两部分结构是相同的。

左离合器传动主轴正转,用于切削,传递的扭矩较大,所以片数较多（外摩擦片8 片,内摩擦片9 片）。

右离合器传动主轴反转,主要用于退刀,片数较少（外摩擦片4片,内摩擦片5片）。

如图3.11（a）所示,内摩擦片3与花键轴I相连,外摩擦片2以其四个凸齿与空套双联齿轮1相连,外片空套在轴I上,内、外摩擦片相间安装。

所以m=1/DP英寸=25.4/DP毫米
螺距TDP=πm毫米=25.4π/DP毫米 M3、M5接合 M4脱开。 挂轮：64/100×100/97
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总结： 螺纹 小挂轮 蜗杆 大挂轮
路线 公制 M5接合 英制 M3、M5合9
（5）非标准螺纹与螺距较精确的螺纹。
路线：M3、M4、M5 接合。 挂轮： a/b×c/d
2）较大进给量（8种）
正常螺距、英制螺纹路线－－0.86～1.59毫米/转
3）细进给量（8种）
扩大螺距、公制路线－－0.028～0.054毫米/转
4）加大进给量（16种）
扩大螺距、英制路线－－1.71～6.33毫米/转
（3）横向进给量（64种）
fi横＝1/2fi纵
11
3、刀架的快速移动 目的：节省辅助时间。 路线：小电机－XXII轴－刀架。 超越离合器M8：避免运动干涉。 快速移动的换向：依靠M6、M7。 安全离合器M8：过载保险装置。
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主 轴 箱 展 开 图
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展 开 图 的 剖 切 面
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6140主轴箱剖面图
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主轴的轴承结构图
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车床主轴轴端的结构形式
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其 他 形 式 的 车 床 主 轴 轴 端 结 构
四、机床的主要技术性能（规格）
五、机床的传动系统
表示机床全部运动传动关系的示意图，是一种原理性
图纸。
绘制传动系统图的几点规定：
1.按国标GB138-74规定符号绘制传动元件；

目录一、绪论1．1 引言.............................. (1)1．2机床数控改造的目的.......................... (2)1．3数控系统的产生和发展....................... .. (2)1．3．1数控系统的出现和发展 (2)1．3．2数控系统的发展趋势 (2)1．4CA6140的数控改造............... . (4)1．4．1数控系统的选择 (4)1．4．2CPU和存储器 (5)1．4．3I/O接口线路 (6)1．4．4其他部件的选择 (6)二、数据参数的选择及其计算2．1 纵向进给系统的设计计算............. (7)2．1．1选择脉冲当量 (7)2．1．2计算切削力 (7)2．1．3 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (8)2．1．4齿轮及步进电机的有关计算 (10)2．2横向进给系统的设计计算 (12)2．2．1 切削力计算 (12)2．2．2滚珠丝杠设计计算 (12)2．2．3齿轮及步进电机的有关计算 (14)2．3 自动刀架的设计 (15)2．3．1刀架的回转和选位................... . (16)2．3．2减速机构的设计计算..................... (17)2．3．3蜗杆传动的设计计算..................... (20)2．3．4螺旋升降装置的设计计算 (23)三、数控系统硬件电路设计3．1概述............................ . . . (27)3．2单片机控制系统设计 (28)3．2．1主要技术特性及硬件配制 (28)3．2．2存储空间的分配 (28)3．2．3 I/O地址分配 (28)3．2．4单片机部分电路设计图如图纸所示 (29)3．2．5光电隔离电路 (29)3．2．6功率放大电路 (29)3．2．7其他辅助电路........................... (30)四、软件设计部分4．1概述................................. . . . . (30)4．2总体方案设计 (31)4．3插补方法的确定 (31)4．4进给控制字FCW的设置 (33)致谢 ............................... . (34)参考文献 (35)一、绪论1.1引言随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量不断提高，产品的更新换代也不断加速，因此对机床不仅要求具有较高的精度和生产率，而且应能迅速地适应产品零件的变换。

1． 机床主要技术参数：（1） 尺寸参数：床身上最大回转直径： 400mm 刀架上的最大回转直径： 200mm 主轴通孔直径： 40mm 主轴前锥孔： 莫式6号 最大加工工件长度： 1000mm（2） 运动参数：根据工况，确定主轴最高转速有采用YT15硬质合金刀车削碳钢工件获得，主轴最低转速有采用W 16Cr 4V 高速钢刀车削铸铁件获得。

n max =min1000max d v π= 23.8r/min n min = max min1000d v π =1214r/min根据标准数列数值表，选择机床的最高转速为1180r/min ，最低转速为26.5/min 公比ϕ取1.41，转速级数Z=12。

（3） 动力参数：电动机功率4KW 选用Y112M-4型电动机2． 确定结构方案：（1） 主轴传动系统采用V 带、齿轮传动； （2） 传动形式采用集中式传动；（3） 主轴换向制动采用双向片式摩擦离合器和带式制动器； （4） 变速系统采用多联滑移齿轮变速。

3． 主传动系统运动设计：（1） 拟订结构式：1） 确定变速组传动副数目：实现12级主轴转速变化的传动系统可以写成多种传动副组合： A ．12=3*4 B. 12=4*3 C 。

12=3*2*2 D ．12=2*3*2 E 。

12=2*2*3方案A 、B 可节省一根传动轴。

但是，其中一个传动组内有四个变速传动副，增大了该轴的轴向尺寸。

这种方案不宜采用。

根据传动副数目分配应“前多后少”的原则，方案C 是可取的。

但是，由于主轴换向采用双向离合器结构，致使Ⅰ轴尺寸加大，此方案也不宜采用，而应选用方案D2）确定变速组扩大顺序：12=2*3*2的传动副组合，其传动组的扩大顺序又可以有以下6种形式：A．12=21*32*26B。

12=21*34*22C．12 =23*31*26D。

12=26*31*23E．22*34*21F。

12=26*32*21根据级比指数非陪要“前疏后密”的原则，应选用第一种方案。

31.5，45，63，90，125，180，250，355，500，710，1000，1400
2.1.3主轴转速级数Z和公比 的确定
已知
取Z=12级
=1440 =31.5
综合上述可得：主传动部件的运动参数
Z=12 =1.41
2.1.4主电机的选择
合理地确定电机功率N，使机床既能充分发挥其性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。
4.5片式摩擦离合器的选择与验算…………………………………………………40
4.5.1按扭矩选择…………………………………………………………...41
4.5.2片式离合器的计算…………………………………………….………..…….41
4.5.3计算摩擦面的对数Z…………………………………………………………41
2.1.2主轴极限转速的确定………………………………………..........................4
2.1.3主轴转速级数和公比确定……………………………………..........................5
2.1.4主电机的选择…………………………………………………..........................5
螺纹加工和铰孔
3～8
根据给出条件，取Vmax=200 m/min螺纹加工和铰孔时取Vmin=5 m/min
2.1.2主轴的极限转速的确定
计算车床主轴极限转速时的加工直径，
按经验分别取K=0.5, Rd=0.25
dmax=KD=0.5×400=200mm
dmin=Rd×dmax=0.25x200=50mm
参考文献………………………………………….………………………………..48

③增倍变速组
轴ⅩⅤ到轴ⅩⅦ之间的传动路线为：
有1／8、1／4、1／2、l等4种传动比，这4种传 动比成倍数关系排列,称增倍变速组
（2）丝杠
用来车削螺纹。
（3）光杠 用来传动动力，带动床鞍、中滑 板，使车刀作纵向或横向的进给运动。
4.溜板部分
刀架
用来装夹车刀
小滑板
作纵向移动
中滑板
作横向移动
床鞍
作纵向移动
四.操纵练习步骤
1．床鞍、中滑板和小滑板摇动练习 （1）中滑板和小滑板慢速均匀移动， 要求双手交替动作自如。 （2）分清中滑板的进退刀方向，要 求反应灵活，动作准确。 2．车床的启动和停止 练习主轴箱和进给箱的变速，变换溜 板箱的手柄位置，进行纵横机动进给 练习。
五.注意事项
1．要求每台机床都具有防护设施。 2．摇动滑板时要集中注意力，做模 拟切削运动。 3．倒顺电气开关不准连接，确保安 全。 4．变换车速时，应停车进行。 5．车床运转操作时，转速要慢，注 意防止左右前后碰撞，以免发生事故。
CA6140车床外形图 1-主轴箱；2-刀架；3-尾座；4-床身；5、9-床腿； 6-光杠；7-丝杠；8-溜板箱；10-进给箱；11-挂轮
内装有主轴实现主运动，主轴 端部有三爪或四爪卡盘以夹持 主轴箱1： 工件
三箱
车 床 结 构
作用是变换进给量，并把运动 进给箱10：
传给溜板箱
带动刀架实现纵向、横向进 溜板箱8：给，快速移动或车螺纹
溜板箱
变换箱外手柄位置，在光杠或丝杠 的传动下，可使车刀按要求方向作 进给运动
5.尾座
用来安装顶尖、支顶较长工件，它还可 以安装其它切削刀具，如钻头、绞刀等
6.床身和导轨
用来支持和安装车床的各个部件。床身 上面有两条精确的导轨，床鞍和尾座可 沿着导轨移动。

目录第1章机床的规格和用途 (9)第2章机床主要参数的确定 (10)第3章零件的分析 (12)3.1 零件的作用 (12)3.2 零件的工艺分析 (12)3.3 确定生产类型 (12)3.4 确定毛坯 (13)第4章工艺规程设计 (14)4.1 选择定位基准 (14)4.2 制定工艺路线 (14)4.3 选择加工设备和工艺设备 (14)4.4 机械加工余量、工序尺寸和公差的确定 (15)第5章夹具设计 (21)5.1 CA6140拔叉夹具的工艺分析 (21)5.2 定位夹紧方案的确定 (21)5.3 刀具的选择及切削用量的选择 (21)5.4 夹具体设计 (23)5.5 问题的提出 (27)第6章经济性分析 (28)6.1箱体结合件加工工艺制定 (28)6.2 夹具定位加紧分析 (28)6.3 组合机床应用分析 (29)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)摘要车类机床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱表面、圆锥表面、成型回转表面和回转体的端面等，有些车床还能加工螺纹面。

由于多数机器零件具有回转表面，车床的通用性又较广，因此在机器制造厂中，车床的应用极为广泛，在金属切削床中所占的比重最大，约占机床总台数的20%～35%。

作为主要的车削加工机床，CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中，适用于车削内外圆柱面，圆锥面及其它旋转面，车削各种公制、英制、模数和径节螺纹，并能进行钻孔，铰孔和拉油槽等工作。

床身宽于一般车床，具有较高的刚度，导轨面经中频淬火，经久耐用。

机床主轴孔径大，操作灵便集中，溜板设有快移机构。

机床结构刚度与传动刚度均比较高，功率利用率也比较高，适于强力高速切削。

卧式机床的加工对象，主要是轴类零件和直径不太大的盘类零件，故采用卧式布局。

其主要部件有：主轴箱、刀架、尾座、进给箱、溜板箱以及床身。

本设计主要针对CA6140机床的主轴箱进行设计。

机床主轴箱是一个比较复杂的传动部件。