CA6140进给箱

精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除【精品文档】第 34 页摘 要毕业设计是我们最后一次较全面的设计训练，是大学四年的最后一个教学环节。CA6140型车床是我国设计制造的普通精度级卧式车床，在我国机械制造类工厂中使用非常广泛。CA6140型卧式车床的工艺范围很广，它能完成多种多样的加工工序：加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面，如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成型回转面；车削端面及各种常用的螺纹(公制螺纹、英制螺纹、模数制螺纹和径节制螺纹)，还可以进行扩孔、钻孔、铰孔和滚花等工作。CA6140型卧式车床的万能性较大，但结构较复杂而且自动化程度低，在加工形状比较复杂的工件时，换刀较麻烦，加工过程中的辅助时间较多，所以适合于单件、小批生产及修理车间。CA6140型卧式车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。为了适应工人用右手操纵的习惯和便于观察、测量，主轴箱布置在左端。车床主轴箱三支承均用滚动轴承，进给箱系统用双轴滑移公用齿轮机构；纵向与横向进给由十字手柄操纵，并附有快速电机，该机床刚性好，功率大，操作方便。经济比较实惠。所以研究CA6140型车床具有经济，学术的现实意义。通过对CA6140型车床的主轴箱的传动设计和制造的设计与分析可以使我们对大学四年所学的课程进行一次较好的巩固和提升关键词：进给箱； 传动系统；ABSTRACTGraduation project is the last time we design a more comprehensive training, a university the last four years teaching. CA6140-type lathe is designed and manufactured in our country-level general precision horizontal lathe, in the category of machinery manufacturing plant in China to use a very wide range. Horizontal lathe CA6140 a wide range of technology, it can complete a wide range of processes: processing a variety of shaft, sleeve and disc-type parts on the rotating surface, such as turning inside and outside the cylindrical surface, conical surface, ring groove and molding Rotary; turning face, and a variety of common threads (metric thread, imperial thread, modulus and diameter control system of screw threads), can also be used for reaming, drilling, Reaming and Knurling work. Horizontal lathe CA6140 are more universal, but more complex structure and low degree of automation in the processing of more complex shape of the workpiece, the tool change more trouble processing aids in the process of time more, so is suitable for single, small batch production and repair workshop. CA6140 lathe horizontal machining object is the diameter of shaft parts and less parts of the disk, so the use of a horizontal layout. Workers in order to adapt to the habit of right-handed manipulation and ease of observation, measurement, spindle box layout in the left. Lathe spindle box with three bearings are rolling bearings, feed me the common slip system with dual-axis gear mechanism; the vertical and horizontal cross-feed handle by the manipulation, with a fast motor, the machine tool rigidity, and power, and easy to operate. Economy is relatively affordable. Therefore, research-type lathe CA6140 economic, academic and practical significance. By type CA6140 lathe spindle box design and manufacture of transmission design and analysis allows us to study four years of university courses for a better consolidate and enhance.Keywords:processing craft; driving system.目 录 第一章 绪论11.1 毕业设计的目的及意义11.2 毕业设计的内容11.3 设计步骤21.4 设计应注意的事项2 第二章 CA6140卧式车床简介32.1 车床传动系统总述32.2 进给箱简析及传动机构设计7 第三章 CA6140进给箱传动方案设计83.1 进给箱分析及传动设计原则83.2 进给箱螺纹机构设计原则83.3 车螺纹系统及齿数比的确定133.4 增倍机构设计及移换机构设计163.4.1 增倍机构设计考虑原则163.4.2 移换机构齿轮齿数确定163.4.3 换齿轮齿数求法183.5 车制螺纹的工作工程193.6 车削圆柱面和端面27 第四章 CA6140进给箱齿轮校核与结构设计294.1 轴的设计294.1.1 布置294.1.2 中间传动轴设计满足的要求294.1.3 转动轴的轴向固定304.2 轴上零件的固定方法304.2.1 齿轮、轴承的固定304.2.2 轴的轴向固定：314.3 轴上轴承的选择及密封润滑方式的选择314.3.1 在各轴中与轴配合均选用滚动轴承314.3.2 润滑324.3.3 密封324.4 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算334.5 本组专题齿轮校核内容及步骤374.5.1 选择材料及初步确定齿轮各参数374.5.2 验算齿面接触疲劳强度394.5.3 校核齿根弯曲疲劳强度40 第五章 CA6140卧式车床的发展方向与展望41 结 束 语42 致 谢43 参考文献：44第一章 绪论1.1 毕业设计的目的及意义我的本次毕业设计课题为走刀箱箱体的工艺规程设计，本课题包含的复杂结构设计和典型的齿轮传动调整两方面的内容，由于涉及到受力以及传动方面等内容。因而具有一定的学术价值，可以使同学对机床结构，以及齿轮传动系统在不同条件下的传动方式，及调整方法，有后了解。毕业设计是本科生教学活动中最后的一个重要环节。通过这个教学环节要求达到下列目的：1) 通过毕业设计，把在本科阶段中所获得的知识在实际的设计工作中综合地加以运用。使这些知识得到巩固，加强和发展，并使理论知识和生产实践密切地结合起来。因此，毕业设计是大学学习阶段总结性作业。2) 毕业设计是高等学校学生第一次进行比较完整的设计过程，通过毕业设计，培养学生独立工作、发现问题和解决问题的能力；能根据设计课题查找有关的资料，了解本课题的前沿和发展方向；树立正确的设计思想，掌握设计的基本方法和步骤，为以后从事设计工作打下良好的基础。3) 使学生能够熟练地应用有关参考资料，计算图表、手册，图集，规范，并熟悉有关国家标准和部颁标准（如GB，JB等），以完成一个工程技术人员在机械工程设计方面所必须具备的基本训练。研究CA6140型车床具有经济，学术的现实意义。通过对CA6140型车床的主轴箱的传动设计和制造的设计与分析可以使我们对大学四年所学的课程进行一次较好的巩固和提升。.2 毕业设计的内容1) 学生在规定的时间内，要求完成CA6140车床进给箱总体设计，传统方法绘制总装配图一张，零件工作图一至两张（具体绘那几个零件工作图，由指导教师指定）；2) 根据设计计算步骤对该机器的某一个零件进行CAD设计；3) 在零件CAD设计的基础上，重新对箱内齿轮齿数进行优化选择；4) 编写完整设计说明书一份。说明：四个部分中，每个学生必须完成第1、4两项，2、3两项指导老师指定其一。.3 设计步骤 1. 根据设计题目进行相关资料的查找。了解本课题的前沿动态和发展方向。 2. 进行设计前应先准备好有关的设计资料。 3. 对设计任务书进行研究和分析，明确设计要求和内容；分析原始数据和条件。4. 拟定总的设计步骤和进度计划。5. 总结 1.4 设计应注意的事项对设计所要求的有关资料进行认真查找检索，对设计所涉及的相关知识内容仔细阅读复习，牢记于胸。发挥独立工作的能力，设计中发现的问题，应该首先自己考虑，提出自己的看法和意见，与指导教师一同研究，不应向指导教师要答案。独立思考，刻苦专研，对设计中的错误和解决途径，可由教师指出，但具体答案也应该由自己去寻找摸索。对给出的设计资料，仅供设计时参考，对结构图必须作仔细的研究和比较，以明确优、劣、正、误、取长补短，改进设计，切忌盲目照抄。第二章 CA6140卧式车床简介2.1车床传动系统总述CA6140型车床是我国设计制造的普通精度级卧式车床，在我国机械制造类工厂中使用非常广泛。近年来沈阳第一机床厂又在机床结构上进行改进，并在此型机床的基础上，开发出来新的先进的系列产品。CA6140型卧式车床的万能性较大，但结构较复杂而且自动化程度低，在加工形状比较复杂的工件时，换刀较麻烦，加工过程中的辅助时间较多，所以适合于单件、小批生产及修理车间。CA6140型卧式车床工艺范围广,能完成多种加工工序,进行各种车削工作,加工轴类、套筒类和盘类的回转表面，如车削内外圆柱面，圆锥面，环槽及成型回转面，车削端面及各种常用螺纹（主要有：公制（有称米制）、英制、模数制和径节制四种），还可以进行扩孔、钻孔、铰孔和滚花等工作。车床主轴三支承均用滚动轴承，进给系统用双轴滑移公用齿轮机构；纵向与横进给由十字手柄操作，并附有快速电动机。该机床刚性好，功率大，操作方便。CA6140型卧式车床传动框图如下（图1-1）电动机 主换向机构 主变速机构 主轴 刀架 车 纵 横挂轮 进给换向机构 螺 向 向 纹 进 进 给 给 丝杠 螺母进给变速机构 转换机构 光杠 转换机构 快速电动机图1-1 CA6140车床传动框图结构特点： 1、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。 2、机床操作灵便集中，溜板设有快移机构。采用单手柄形象化操作，宜人性好。 3、机床结构刚度与传动刚度均高于一般车床，功率利用率高，适于强力高速切削。主轴孔径大，可选用附件齐全。 1主轴箱；2刀架；2尾座；4床身；5右床腿；6光杠；7丝杠；8溜板箱；9左床腿；10进给箱；11挂轮变速机构图1-2 CA6140机床外型图1主轴箱主轴箱（Headstock）1固定在床身4的左端，内部装有主轴和变速及传动机构。工件通过卡盘等夹具装夹在主轴前端。主轴箱的功用是支承主轴并把动力经变速传动机构传给主轴，使主轴带动工件按规定的转速旋转，以实现主运动。2.刀架刀架（Tool slide）2可沿床身4上的刀架导轨作纵向移动。刀架部件由几层组成，它的功用是装夹车刀，实现纵向、横向或斜向运动。3. 尾座尾座（Tailstock）3安装在床身4右端的尾座导轨上，可沿导轨纵向调整其位置。它的功用是用后顶尖支承长工件，也可安装钻头、铰刀等孔加工刀具进行孔加工。4进给箱进给箱（Feedbox）8固定在床身4的左端前面。进给箱内装有进给运动的变换机构，用于改变进给的进给量或所加工螺纹的导程。5溜板箱溜板箱（Apron）6与刀架2的最下层纵向溜板相连，与刀架一起作纵向运动，功用是把进给箱传来的运动传递给刀架，使刀架实现纵向和横向进给或快速移动或车螺纹。溜板箱上装有各种操纵手柄和按钮。6床身床身（Bed）4固定在左右床腿7和5上。在床身上安装着车床的各个主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置或运动轨迹。电动机经主换向机构，主变速机构拖动主轴。主换向机构主要用于切削螺纹。进给链从主轴开始，经进给换向机构、挂轮和进给箱内的进给变换机构、转换机构光杠（普通车床）、溜板箱内的转换机构传至刀架；或经丝杠（车螺纹）和溜板箱内的螺母传至刀架。进给换向机构主要用来决定车削右旋或左旋螺纹。挂轮和进给变换机构用以变换被切螺纹的导程或进给量。卧室车床既能切螺纹，又能进行普通车削，所以进给箱内设置转换机构以决定将运动传至丝杆或光杆。如果传给丝杆，则从主轴到刀架间的传动链是内联系传动链螺纹链；如果传给光杆，则是外联系传动链进给链。溜板箱中的转换机构改变进给的方向：纵向或横向，正向或反向如果用快速电动机经溜板箱的转换机构驱动刀架，则可实现刀架的快速移动。CA6140型卧式车床的部分主要技术参数：床身上最大工件回转直径（主参数） 400mm刀架上最大工件回转直径 210mm最大棒料直径 47mm最大工件长度（第二主参数）/mm 750,1000,1500,2000最大加工长度/mm 650，900，1400，1900主轴转速范围/（r/min） 正转 101400（24级） 反转 141580（12级）进给量范围/（mm/r） 纵向 0.0286.33（共64级） 横向 0.0143.16（共64级）标准螺纹加工范围 公制t=1192mm（44种） 英制a=224牙/in（20种） 模数制m=0.2548mm（39种） 径节制DP=196牙/in（37种）CA6140型卧式车床主要有主传动链和进给传动链两部分，其传动系统如图1-2所示（附下页）：图（2-2）2.2 进给箱简析及传动机构设计CA6140型卧式车床进给箱又称走刀箱，它固定在车床床身左前面，它的功用是变换被加工螺纹的种类和导程，以及获得各种机动进给量。它通常由以下几部分组成：a交换螺纹导程和进给量的变速机构，由基本螺距机构和增倍机构两部分组成；b交换螺纹种类的机构，由挂轮和螺纹种类移换机构组成；c丝杠和光杠转换机构；d操纵机构进给运动链使刀架实现纵向或横向的进给运动及变速换向。卧式车床在切削螺纹时，进给传动链是内联系传动链。主轴每转刀架的移动量应等于螺纹的导程。在切削圆柱面和端面时，进给传动链是外联系传动链。进给量也以工件每转刀架的移动量计。普通车床的特有功能是能车削一定范围的各种螺纹，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。所以普通车床进给传动链的变速机构（包括挂轮和进给箱的变速机构）主要是依据各种螺纹的标准螺距数列的要求，同时兼顾到一般车削的进给量范围来设计的。传动链中的螺纹进给传动链是主轴一转，刀架移动T毫米（导程T=kt，其中k为头数，t为螺距）1（主轴）12=T （2.2-1）其中表示主轴到丝杆之间的总传动比，、分别为传动链中固定传动比，挂轮传动比，进给箱传动机构传动比,12为纵向丝杠的螺距。第三章 CA6140进给箱传动方案设计3.1进给箱分析及传动设计原则CA6140型卧式车床进给箱又称走刀箱，它固定在车床身左前面，内装有进给变速机构（用来变换进给量和各种螺纹的导程）和基本组、增倍组。基本组采用双轴滑移公用齿轮机构，由单一手柄操纵，它的操纵机构又有两部分：拨动滑移齿轮的四副杠杆和控制杠杆的带槽手轮。增倍组和移换机构由其他手柄操纵。纵向和横向进给采用十字手柄操纵，箱内装有过载安全离合器，并带有快速电机可实现空程快速移动。 进给运动链使刀架实现纵向或横向的进给运动及变速换向。卧式车床在切削螺纹时，进给传动链是内联系传动链。主轴每转刀架的移动量应等于螺纹的导程。在切削圆柱面和端面时，进给传动链是外联系传动链。进给量也以工件每转刀架的移动量计。普通车床的特有功能好似车削一定范围的各种螺纹，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。所以普通车床进给传动链的变速机构（包括挂轮和进给箱的变速机构）主要是依据各种螺纹的标准螺距数列的要求，同时兼顾到一般车削的进给量范围来设计的。传动链中的螺纹进给传动链是主轴一转，刀架移动T毫米（导程T=kt，其中k为头数，t为螺距）运动平衡式为：1（主轴）=T （2-1） 其中表示主轴到丝杆之间的总传动；、分别为传动链中固定传动比，挂轮传动比；表示机床丝杆的导程，CA6140型车床的=12mm；T表示被加工螺纹的导程。改变传动比，就可得到标准螺纹的任意一种。3.2进给箱螺纹机构设计原则CA6140型卧式车床具有车削公制螺纹（又称米制螺纹），英制螺纹，模数螺纹和径节螺纹四种标准的常用螺纹的功能，机床的纵向丝杠螺纹用公制的，螺距t1=12mm代入式（2-1）得主轴每转下刀架移动量为T毫米，这即为车削螺纹的导程值。对于单头螺纹四螺距值，因此当螺纹的基本参数不是用螺距表示时必须将其加以换算，然后代入式（2-1）。具体方法如下： 公制螺纹：其基本参数为螺距t（mm）。因此T=t米 英制螺纹：基本参数1为每一英寸长度内包含的牙数即（牙/英寸），因此，英制螺纹的螺距为T=25.4/毫米模数螺纹：公制螺杆上的螺纹称为模数螺纹，它的基本参数是以螺杆相啮合的蜗轮模数m（毫米）来表示，因此，模数螺纹的螺距T应等于蜗轮的周节长度，即T=m径节螺纹：英制蜗杆上的螺纹称为径节螺纹，它的基本参数是以s螺杆相啮合的蜗轮参数径节DP来表示，径节的DP=Z/D（牙/英寸）其中Z和D分别为蜗轮的齿数和分度圆直径（英寸），因而径节螺纹的T=DP 于是根据式（2-1）可得车削4种螺纹的运动平衡式分别为：1=T=（mm） （2-2）1=T=25.4/（mm） （2-3）1= （2-4）1=25.4/DP （2-5）从上式各式中可知，为了车削一定范围的螺纹就必须根据各种螺纹的标准数列变换传动链中的可换传动比。车削螺纹传动路线表达如下：图21 传动路线图将常用的公制螺纹标准数据t的数列如下表：表2-2 公制螺纹标准数据11.251.51.7522.533.544.555.56789101112由表中可以看出各横行的螺距数列是等差数列，而纵向是等比数列即1、2、4、8的公比数为2，根据这些特点，在进给箱中可用一个变速组来变换得到某一横行的等差数列，这个变数组的传动比应是等差数列，通常称为基本组。以次为基础，再串联一个扩大组，把基本组得到的螺距按1：2：4：8关系增大或缩小，而得到全部螺距数列。此扩大组通常称为“增倍组”，根据进给传动降速机构在后的原则，取ib=1、1/2、1/4、1/8。机床所能加工的其他三种螺纹中，径节螺纹较少用，这三种螺纹的公称参数及螺距数列见表2-2：表2-2各种螺纹的公称参数及螺距螺纹种数螺纹公称参数参数代号单位螺距S（mm）公制螺纹螺距PmmT=KP英制螺纹每英寸牙数A牙/英寸Ta=Kpa=25.4R/a模数螺纹模数MmmTm=KPm=Km径节螺纹径节DP英寸TDP=KPDP=25.4K/DP由表2-2可以看出，常用的四种螺纹的螺距值之间有如下关系： 公制螺纹和英制螺纹之间 倒数关系和特殊因子25.4 模数螺纹和径节螺纹之间公制螺纹和模数螺纹之间 特殊因子英制螺纹和径节螺纹之间 从表中可以看出这四种螺纹的基本参数有一个共同的变化特点，即在横行上是等差数列，而在纵行上是按2倍的关系扩大或缩小，我们可以考虑到车公制螺纹的基本组和扩大组来加工另外三种螺纹。对于模数螺纹，我们只需改变公制螺纹传动链中的某个传动比，使平衡式左边产生一个特殊因子，以便在运动中与螺距T=的因子消去，从而变换基本组和增北组的传动比，就可以像公制螺纹那样，得到分段等差数列的模数系列。对于英制螺纹，它和公制螺纹螺距数列有两点区别：1 英制螺纹每英寸牙数a换算成螺距T=25.4/a（mm）后，a在分母上，如果将上述公制螺纹的基本组的主动与从动关系颠倒过来，即基本组的传动比变为1/，那么就可以利用具有等差数列的传动比来得到参数的等差数列。英制螺纹的螺距数值中有一个数字因子25.4因需改变其中的某些传动比，使平衡式左边能产生一个因子25.4，以便与英制平衡式25.4相抵消。2 当英制螺纹要车制a分别为3.25和19时，公制螺纹的基本组少两传动比，故在表2-3上加上19和3.25两个模距，它们仅仅为了与英制螺纹和径节螺纹统一而列入的。至于径节螺纹其螺距T=25.4/DP（毫米）其中DP也是在分母上，螺距中也有一个数字年因子25.4，这些和英制螺纹相似，故可采用英制罗纹的传动路线。另外，还有一个因子，可以和模数螺纹一样用挂轮来解决。上述倒数关系和特殊因子25.4及关系都要在设计车螺纹系统时给予解决。现将车床上这四种螺纹所能加工的螺距S及其和公制螺纹的关系列表2-3和2-4。表2-3 车床加工螺纹基本参数的排列规律倍比关系公制螺纹及模数螺纹（T及m）1/321.251/160.50.751/811.251.51/41.7522.252.532.751/23.544.5565.51789101211 注：内数值为模数螺纹所独有。表2-4 CA6140车床加工英制螺纹及径节螺纹的基本参数排列倍数比英制螺纹及径节螺纹8566472808896428323640444821416181920222417891011121/244.5561/422.533.5 注：内数值为径节螺纹所独有。故表2-3应变为：倍数关系公制螺纹及模数螺纹2n-50.52n-411.251.52n-31.7522.252.52.7533.252n-23.544.555.562n-17891011122n193.3 车螺纹系统及齿数比的确定普通机床中的车螺纹系统有双轴滑移齿轮机构，摆移塔里齿轮机构和三轴滑移齿轮机构。我们选用双轴滑移齿轮机构。并且让基本组和扩大组的传动中心距相等。这样有利于减小进给箱的轴高尺寸。其简图如图（附后）由此可以看出，在这类切螺纹系统中，一般应包括下列组成部分：基本螺纹机构：用来实现表2-3中横行所代表的等差数列。增倍机构：用来实现表2-3、表2-4中各纵行之间的2n关系，即ud通常取2、1、1/4、1/8。扩大螺距机构：传动比为，用来扩大螺距。通常取4、8、16、32等。定比传动副：传动比为左右螺纹换向机构：传动比为交换齿轮装置：传动比为u移换机构：传动比为用来实现倒数关系及特殊因子。螺纹种类变换机构：传动比为图2-2 进给箱装配图上列各组成部分传统分布顺序如下： 扩大螺距机构一般放在主要传动变速系统内，具体情况在CA6140主轴箱内扩大螺纹导程机构的传动齿轮是住运动的传动齿轮。只有在主轴上的合上，主轴处于低速状态时才使用扩大螺纹导程。它的扩大倍数分别是1、4、16三种，传动路线如下:定比传动一般放在主轴或扩大螺距换向机构之前在主轴箱中。换向机构ur在交换齿轮之前也在床头箱中。交换齿轮设置在床头箱与进给箱之间的交换齿轮上。移换机构一般放在基本螺距机构前后二处。基本螺距机构一般放在第一移换机构之后，变换机构既可以放在基本螺距机构之前，也可以放在基本螺距之后。增倍机构的传统布局是放在基本螺距之后。现在，从表1-3排定的螺纹表中，取公制螺纹数列中的6.5、7、8、9、9.5、1.、11、12为基准数列则：= /G=，2，3/G由6.5、7、8、9、9.5、10、11、12这个要求滑移齿轮能实现的基本螺纹参数查得机构方案编号为411，为了使轴向尺寸较小选中心距为63毫米，同时，由双轴滑移齿轮机构推荐方案表查得G=7（由机床设计手册P1402查得）所以=6.5/7、7/7、8/7、9/7、10/7、12/7由此拟定传动系统转速草图如上。双轴滑移齿轮机构的设计原则是：一个滑移齿轮可以和两个齿数不同的齿轮啮合（如Z和Z1、Z1）但必须采用变位齿轮，同时把两个相互接近的传动比划为一组，再根据中心上速比综合地计算啮合较好的变位齿轮的齿数和模数。总之,变位齿轮系数的选择对转动性能有着如下影响:齿轮正变位时齿根增厚,齿形系数加大,齿轮弯曲强度也相应增加,负变位时则反之,因此在分配变位系数时尽量使小齿轮变位系数大于大齿轮变位齿轮.在正角度变位传动中中心距增大,齿和角 大于分度圆压力角,提高了齿面接触强度,减少了点蚀的可能性,负角度变位时则反之.在正角度变位传动中,齿形曲率半径和齿和角增大,滑动比和压强降,齿面磨损及胶合响应减少,负角度变位则相反.正变位传动时重叠系数小,传动平稳性下降负角度变位则相反.3.4增倍机构设计及移换机构设计3.4.1增倍机构设计考虑原则（1） 根据和基本组同中心距取A=63（2） 选用最常用的四速机构：三轴机构查机床实际手册P143页表下3-45，故选用序号为五的方案齿轮不用变位。见图 Z=28，Z=35，Z=18，Z=45，Z=15，Z=48，Z=283.4.2移换机构齿轮齿数确定移换机构主要用于和交换齿轮（一般防于交换齿轮之前）配合来实现因传动比都是为了用于实现倒数关系以及特殊因子25.4和 ，以解决各种螺纹种类交换问题，一般来说，用的最多的方案就是用移换机构来解决倒数关系和特殊因子25.4。而用交换齿轮来解决特殊因子这样可以简化调整即加工常用的公制和模数螺距时，不需要改变交换齿轮，只有在加工不常用的英制和径节螺纹时才能改变交换齿轮。当螺纹种类机构的传动比为 则因特传动比Us为U=UUUU (2.4-1)由此可列出螺纹系数的运动平衡式：1（主轴转一转）UUUU=S(mm) (2.4-2)其中T为丝杠导程、S为工作导程所以 U=S/(UUUT) (2.4-3)令U=1,U=1,U=1时的螺纹参数分别为t0,m0,n0,p0 则： U=t0/T=1/K U=m0/T=1/K (2.4-4)U=25.4/(n0T)=25.4/KU=25.4/(p0T)=25.4/K K,K,K,K为各种螺纹相应的因特系数且 K=T/t0,K=Tm0,K=n0T,K=P0T脚标t，m，n，p分别表示用于加工公制模数、英寸、径节螺纹的设计加工公制和英制螺纹时的交换齿轮传动比为U，加工英制和径节螺纹时移换机构的传动比为U，加工公制和模数螺纹时的移换机构的传动比为U，则：加工公制螺纹时的因特传动比：U=UUUU (2.4-5)加工英制螺纹时的因特传动比：U=UUUU (2.4-6)两式相除得：U/U=U/U将式2.4-3中的U及U代入上式中得U/U=25.4/t0no (2.4-7)在绝大多数机床中U和U都按以下两种方案分配：(a)当u=1/uint时，u/u=uu=25.4/n0t0 故u=sqrt（n0t0/25.4） （2.4-8） u=sqrt（25.4/（n0t0）（b）当u=1时，u/u=u=25.4/（n0t0）本机床中从两轴滑移传动齿轮比设计及表2-3和2-4可知：t0=7mm，m0=1.75，n0=1.25t/in，p0=7由式（2.4-7）u=sqrt25.4/（n0t0）=sqrt（25.44/49）由机械设计手册P1435表7.3-46查取25.4/36由平方因子组成的近似值，故取方案69.即：25.4=（3272）/54n=+0.063所以25.4=（32T2）/5436=（32722232）/54代入式（2.4-8）得u=sqrt（2234722/（5472）=36/25 u=25/36根据u的值查表7.3-48选用序号为6的方案即公制螺纹经过三对齿轮传动： u=25/3625/3626/25=25/36=Z9/Z10Z20Z12Z12/Z11 u=36/25=Z21/Z11仅一对齿轮传动3.4.3换齿轮齿数求法在双轴滑移齿轮机构中往往取 ufut=1 由式（2.4-4）和（2.4-5）可得u=u/u=r/u （2.4-9）u=u/u=u/u （2.4-10）当u=1/u时将u=sqrt=25.4/（n0t0）和u=25.4/（n0T）代入式2.4-9得：u=u/u=25.4/（n0T）sqrt（25.4/n0t0） =sqrt（25.4t0）/n0T2）由式（2.4-10）得：u=u/u=（m0/T）/（u/u） =（m0/T）/（t0/T）u=m0/t0u又因为u=25/36、u=36/25将其代入式（2.4-9）及（2.4-10）u=（7/12）/（25/36）=21/25 u=25/（712）25.4/36 已知：=7 /48=25/36/ =7/12=36/25 =25.4/21=25/36 =25.4/84=36/25得出： =7/4836/25 =7/1225/36 =25.4/2125/36 =25.4/8425/36查表7.3-47的/4近似因子值及相对误差表，取齿轮变位量较小的近似因子组：=25/9721/25=100/9764/10036/25而 =63/7525/36=100/7563/10025/36 所以交换齿轮=63，=64，=100，=75，=97 至此整个进给箱齿轮传动设计全完毕，具体传动图如下。图23 传动图3.5 车制螺纹的工作工程由上述传动方案设计可知：（图21）普通机床上的进给运动为刀架的移动，它由主轴传来，当车削螺纹时，运动经进给箱通过丝杠、螺母传动刀架；一般车削时，运动经过进给箱通过光杠及溜板箱用齿轮齿条传动刀架。前者被称为螺纹车削传动路线，后者被称为一般车削传动路线。进给运动传动链，车削螺纹传动路线 车削螺纹时传动链的运动平衡式为: l(主轴)*u*L丝=L工 式中:u-从主轴倒丝杆之间的总传动比 L丝-机床丝杆的导程,CA6140型车床的L丝=12mm L工-被加工螺纹的导程(mm)进给箱中离合器和脱开，接合。挂轮架齿数为6310075。运动进入进给箱后，经移换机构的齿轮副传至轴，再经过双轴滑移变速机构齿轮副、及中的任一对传至，然后再由移换机构的齿轮副传至轴，接下来再经轴间的两组滑移齿轮变速机构，最后经离合器传至丝杠。溜板箱中的开合螺母闭合，带动刀架。 车削米制螺纹时传动链的传动路线表达式如下： （右螺纹）主轴 （左螺纹） 丝杠刀架其中轴之间的变速机构可变换8种不同的传动比：、即=，=6.5，7，8，9，9.5，10，11，12。这些传动比的分母相同，分子则除6.5和9.5用于其他种类的螺纹外，其余按等差数排列，相当于米制螺纹导程标准的最后一行。这套变速机构称为基本组。 轴间的变速机构可变换4种传动比： = =1它们用以实现螺纹导程标准中行与行之间的倍数关系，称为增倍组。基本组、增倍组和移换机构组成进给变速机构。它和挂轮一起组成换置器官。车米制（右旋）螺纹的运动平衡式为：S=112 式中基本组的传动比； 增倍组的传动比。 化简得:=7u基u倍 通过扩大导程传动路线可将正常螺纹导程扩大4倍或16倍.CA6140型车床车削大导程米制螺纹时,最大螺纹导程为192mm.表2-6 CA6140车床车削公制螺纹螺距表增倍组传 动比 基本组传动比14164161616111.753.5714285611212481632641284.591836721449.51.252.55102040801602.755.5112244881761.53612244896192模数螺纹主要是米制蜗杆，有时某些特殊丝杠的导程也是模数制的，米制蜗杆的齿距为，所以模数螺纹的导程为，这里K为螺纹的线数。 模数m的标准值也是按分段等差数列的规律排列的。与米制螺纹不同的是，在模数螺纹导程中含有特殊因子。为此，车削模数螺纹时，挂轮需换为。其余部分的传动路线与车削米制螺纹是完全相同的。 运动平衡式：表2-7 CA6140车床车削模数螺纹模数表增倍组传动比基本组传动比14164161616113.256.513261.753.5714280.250.5124816322.254.5918361.252.551020402.755.51122441.536122448英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数（扣/英寸）表示，因此英制螺纹的导程英寸。由于这台机床的丝杠是米制螺纹，被加工的英制螺纹也应该换算成以毫米为单位的相应导程值，即：的标准值也是按分段等差数列的规律排列的，所以英制螺纹导程的分母为分段等差数列。此外，还有特殊因子25.4。车削英制螺纹时，应对传动路线作如下两点变动：1） 将基本两轴（轴和轴）的住，被动关系对调，使轴变为主动轴，轴变为被动轴，就可使分母为等差数列。2） 在传动链中实现特殊因子25.4。为此，将进给箱中的离合器和接合，脱开，轴左端的滑移齿轮25移至左面位置，与固定在轴上的齿轮36啮合。运动由轴经先传到轴，然后传至轴，再经齿轮副传至轴。其余部分的传动 路线与车削米制螺纹时相同。车削英制螺纹的运动平衡式：其中 故 改变 和 ，就可以车削出各种标准的英制螺纹。表2-8 CA6140车床车削英制螺纹牙数表增倍组的传动比基本组的传动比1473.5168421894.5192010511241263车削径节螺纹主要用于车削英制蜗杆，它是用径节DP来表示的。径节DP=z/D（z-齿数，D-分度圆直径，英寸），即蜗轮或齿轮折算到每一英寸分度圆直径上的齿数。所以英制涡杆的轴向齿距即径节的导程：径节DP也是分段等差数列的规律排列的，所以径节螺纹导程系列排列的规律与英制螺纹一样，只是含有特殊因子25.4。车削径节螺纹时，传动路线与车削英制螺纹时完全相同，但是挂轮需换成，它和移换机构轴间的齿轮副组合，得到传动比值：表2-8 CA6140车床车削径节螺纹径节表增倍组 的传动比基本组的传动比562814764321687236189804020108844221196482412综上所述：1) 车削米制和模数螺纹时，使轴主动，轴被动；车削英制和径节螺纹时，使轴主动，轴被动。主动轴与被动轴的对调是通过轴左端齿轮25和轴左端齿轮25的移动分别与轴右端的两个齿轮36啮合来实现。这两个齿轮由同一个操纵机构控制，使它们反向联动，以保证其中一个在左边位置时，另一个在右边位置。轴间的齿轮副、离合器、轴间的齿轮25-36-25（这个齿轮36是空套在轴上的）和轴间的齿轮36-25（这个齿轮36是固定在轴上的）称为移换机构。2) 车削米制螺纹和英制螺纹时，挂轮架齿轮6310075。车削模数螺纹和径节螺纹（米制和英制蜗杆）时，挂轮为6410097。 当需要车削标准螺纹时，用进给变速机构无法得到要求的导程。这时，必须将离合器、全部接合，把轴、和丝杠联成一体，使运动由挂轮直接传到丝杠。被加工螺纹的导程S依靠调整挂轮的传动比来实现。此时运动平衡式为： S=1r12 将上式简化后，得到挂轮的换算公式：=S/12为综合分析和比较车削上述各种螺纹时的传动路线，把CA6140型车床进给运动链中加工螺纹时的传动路线表达式归纳总结如下： 主轴 （正常导程） （扩大导程） （右螺纹）（左螺纹） （米、英制螺纹） （公制及模书螺纹） - 合-（模数、径节螺纹） （英制及径节螺纹） 合合合3.6 车削圆柱面和端面车削圆柱面和端面时，运动从进给箱经光杠输入溜板箱，经转换 机构实现纵向进给（车削圆柱面）或横向进给，这时进给箱中离合器脱开。使轴的齿轮28与轴左端的齿轮56相啮合，运动由主轴经正常导程的英制螺纹传动路线时，可得到从0.861.59mm/r的8种图套的纵向进给量。当运动由主轴经正常导程的米制螺纹传动路线时，可获得正窗进给量。运动经扩大螺纹导程机构及英制螺纹传动路线时，且主轴处于10-125r/min的12级低转速时，可获得从1.71-6.33min/r的16种加大进给量。运动经由扩大螺纹导程机构及米螺纹传动路线，主轴处于450-1400r/min（其中500r/min）处于的6级高转速，且当u倍调整为1/8时，可获得从0.0280.054mm/r的8中进给量。其传动路线表达式如下:第四章 CA6140进给箱齿轮校核与结构设计 4.1 轴的设计 轴的设计中主要考虑两方面： 1.轴的位置确定：即要根据箱大小布置，众中间传动由轴的位置动力输入轴、输出轴确定。结构设计：根据轴的功能，轴上零件的安装情况，在进给箱设计中主要2.是根据轴上齿轮，轴承的安装情况来进行结构设计。轴径计算：轴径计算应该根据轴的受载情况，传动精度等特点进行。一般是估计轴的直径，然后根据轴的弯矩及扭矩图进行轴的刚度和疲劳强度的校核。在CA6140型进给箱传动轴设计中，由于传动受力由到家切削或车削时受力通过溜板箱传给丝杠，然后由一系列齿轮作用到传动轴上。期间有力的损失等，传力复杂，同时考虑到大多数机械中轴的安全系数很大，有的甚至高大50倍以上，于是在设计中传动用类比法取轴径。4.1.1 布置首先，在根据传动的要求，根据箱体轴输入两轴，轴输出的特点将这三根固定下来，采用各轴轴心成一条坚线的方法，这样便于不止操纵机构，便于装配调整和维修。在确定运动输入轴的位置时（轴）：轴上装有换向离合器，为了便于装配，调整和维修以及便于运动输入，将它布置的靠近箱盖便于接近处。 机床总体布局对变速箱的形状，尺寸作了大致规定，从主轴箱传动到进给箱越短，便于操纵机构的布置，同时也有利于增加机床外观布局的协调性，不至于使运动链太长，所以将变速箱上的进给箱输入输出布置的主轴的前方。4.1.2 中间传动轴设计满足的要求装有离合器的轴：为了便于装卸、高速、操纵和维修制动装置，应该尽量将该轴布置的靠近箱盖处。装有交换齿轮和制动装置的轴也要靠近箱盖处。4.1.3 转动轴的轴向固定传入轴用衬套和螺纹透盖一端固定方式，这样传动轴组装时从箱体的一端装入，装配工艺好，但要一个较复杂的衬套，轴受力时允许轴少量移动，因而避免了因热膨胀而产生的弯曲变形，缺点是不能预加载荷，轴承磨损后不能调整间隙，不能采用分离型向心推力轴承，双端均用深沟球轴承；中间轴（带滑移齿轮）用带肩套的一端固定方式，特点是：箱体孔加工工艺好，但只能用承受单向力。其应用和输入轴一样轴承不能预加载荷，轴承磨损后不能高速间隙，不能采用分离型向心推力球轴承，两端均用深沟球轴承： 装有滑动齿轮的轴：采用三支撑传动轴的轴固定方式，两端固定均用球轴承，中支撑浮动，轴受力或受热后引用轴向移动由轴承间隙补偿，其轴向间隙可调；装有固定齿轮轴采用轴承盖端面两端固定方式，特点是刮轴承盖的端面，确定轴的轴向位置并调整轴承间隙，结构简单，但调整不方便，且对轴承盖端面平行度要求较高，应用时可调整间隙和预加载荷，当正向安装单列向心推力球轴承或圆锥滚子轴承时，热膨胀后轴承间隙减小，磨损和发热量反向时，轴承间隙增加，旋转精度比较低；装有空套齿轮的轴用轴承盖端面两端固定方法选用单列圆锥滚子轴承；与丝杠和光杠相连的轴用带肩衬套和螺纹透盖一端固定方法。4.2 轴上零件的固定方法 4.2.1 齿轮、轴承的固定 可采用轴肩、套筒、弹性挡圈紧固螺钉等方式固定，一般轴承如上的轴承采用轴肩定位，特点是简单可靠，能保证零件紧靠定位面在靠近轴端并固定齿轮用套筒或弹性档圈固定。用套筒定位时，定位可靠简单，因没有槽，但重量及件数增加，常用语零件距离不大的轴径，用弹性档圈固定位子时，结构工艺性好，但应力集中较大，削弱了轴的疲劳强度，所以用于轴向力小，防止轴向移动的场合