CA6140主传动系统之三四轴部件研究与设计（最新定稿）.docx

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1、摘要CA6140机床作为一种车削加工设备，其在机械加工业得到广泛应用，本次研究围绕CA6140机床的主传动系统之三、四轴部件研究与设计，设计内容包含传动方案、系统图设计、参数方案拟定等，并计算和校对主要零部件，通过AUtOCAD绘图软件设计相关零部件。采用机床主运动系统结构的研究和设计，从中整理出设计方案、设计流程图、设计思路、零件参数选取，代码编写等层面的训练，构建科学可行的设计思路，明确设计目标，在此基础上有效提升结构设计和计算能力。关键词：CA6140机床；主传动系统；三、四轴部件；齿轮AbstractAsaturningmachinetoo1,CA6140machinetoo1iswi

2、de1yusedinthemachiningindustry.Thisdesignmain1yaimsattheresearchanddesignofthethreeandfouraxiscomponentsofthemaintransmissionsystemofCA6140machinetoo1.Thedesigncontentsmain1yinc1udetheformu1ationofthemainparametersofthemachinetoo1,transmissionschemeandtransmissionsystemdiagram,theca1cu1ationandverif

3、icationofthemainparts,andthedesignofthepartsbyusingAutoCADdrawingsoftware.Throughthestructura1designofthemainmotionvariab1espeedtransmissionsystemofthemachinetoo1,intheprocessofformu1atingthestructura1schemeoftransmissionandvariab1espeed,wegetcomprehensivetraininginschemeana1ysis,designconception,st

4、ructura1manufacturabi1ity,mechanica1drawing,partca1cu1ation,compi1ingtechnica1documentsandconsu1tingtechnica1data,estab1ishcorrectdesignideas,masterbasicdesignmethods,andmakepre1iminarystructura1ana1ysisThestructura1designandca1cu1ationcapacityhavebeenimproved.Keywords:CA6140machinetoo1,Maindrivesys

5、tem,Three-andfbur-axiscomponents,Cogs目录摘要IAbstractII第1章绪论111背景与意义11.2 国内外发展（应用）现状11.3 论文所做工作及思路11.4 论文章节安排2第2章主传动的方案设计32.1 运动参数的确定32.1.1 轴转极限速的确定32.1.2 主轴转速级数的确定42.1.3 公比的选定42.1.4 中间各级转速的合理排列42.2 动力参数的确定52.3 传动布局62.4 变速形式62.5 开停方式62.6 制动方式72.7 换向方式7第3章主传动运动设计83.1 结构式、结构网与转速图的拟定83.1.1 确定变速组的个数和传动副数83

6、.1.2 转速图的拟定93.2 传动轴的计算转速12第4章带的设计15第5章齿轮的设计195.1 确定各变速组齿轮的齿数195.1.1 齿轮齿数确定的原则和要求195.1.2 确定齿轮齿数（应用查表法）195.2 齿轮的布置与排列215.2.1 滑移齿轮的布置215.2.2 一个变速组的齿轮轴向排列215.2.3 两个变速组的齿轮轴向排列215.2.4 齿轮的计算转速225.3 初估轴颈和齿轮模数235.3.1 初估传动轴轴颈235.3.2 主轴轴颈的确定245.4 初估齿轮模数245.5 齿轮几何尺寸28第6章三、四轴的设计296.1 轴的设计步骤296.2 各级传动比296.3 三、四轴的

7、最低转速296.4 三、四轴传递的功率306.5 计算各轴传递扭矩306.6 三、四轴设计计算306.6.1 第三轴316.6.2 第四轴31结论32参考文献33致谢错误!未定义书签。第1章绪论1.1 背景与意义CA6140可以视为C620普通机床的升级版，CA6140分别表示：“C”表示“类代号（车床类）”；“A”表示“结构特性代号”；“6”表示“组代号（落地及卧式车床组）”；“1”表示“系代号（卧式车床系）”；“40”表示“主参数折算值（400mm）”,是机械设备制造企业所需的设备之一。CA6140普通车床可以归属到通用机床的范畴，其能够实现常规升降的需求，该机床通常作用于数量较小的工具维

8、修和生产，当然也可根据实际情况进行小批量生产,该产品是四川长征机床厂的主打产品之一。该机床具备较高的精度，且铸件刚性比较理想，传动系统普遍采用18级齿轮变数，整体变数范围适配性较高，为机床的加工范围提供充足的硬件基础。此外，该产品能够通过片铳刀、圆柱铳刀、角度铳沟槽刀等工具进行加工，在使用分度头、铳刀头圆工作台过程中，能够延展其加工范围。1.2 国内外发展（应用）现状机床设计和制造业呈现高速发展之势，由早期为了实现各类工件要求，通过刀具和各类零部件相互配合的方式做功，日至今日已经发展成为具有高科技含量的综合性现代机床应用学科，通常在机床设计中需要涵盖计算机的辅助设计功能。目前大部分机床主轴变速

9、箱的设计通常依赖于传统经验和类比的方式为主。所以，加强对相关学科的理论研究和实际应用探索具有重要意义，并基于科学性与合理性的原则对主轴变速箱设计数据和资料进行深入研究和分析，是有效提升机床设计和整个机床制造行业综合水平的关键措施。随着我国科技水平的持续发展，机械产品逐渐呈现复杂化、精密化的发展趋势，机械产品的升级与转型是行业发展的未来方向，同时市场对于机床的整体性能和精密度要求持续提升。自动化机械工艺技术成为现代机械产业的主流，其不仅可以有效提升生产效率，更能最大限度降低生产成本，所以不少企业开始引入自动化机床设备。1.3 论文所做工作及思路收集、整理相关资料，开展研究和设计工作收集、学习、研

10、究国内外有关“车床主传动系统设计”的理论及实践；熟悉和研究“车床主传动系统设计”的设计思路、技术路线；了解该类型系统的制造和装配过程；撰写文献综述，用于指导自己的设计工作理论指导和实践的基础上，独立开展自己的研究和设计工作，在规定时间内，高质量完成下列研究、设计和图纸绘制工作。本课题主要针对CA6140机床主轴箱设计展开深入研究和分析。作为主轴箱中精密度和运行性能要求最高的轴体，主轴的精密度将直接对加工质量产生至关重要的影响。关键步骤在于明确主传动相关参数，并以此为基础制定主传动设计方案，确定变速组的个数和传动副数，拟定转速图，选择V带型号和带轮直径，明确不同变速组齿轮的具体数量，并根据实际需

11、求合理设置齿轮排列组合形式；同时还需要配置主轴与传动部件之间的关系，做好转速计算工作；主轴轴颈，估计齿轮模数，最后进行校核计算。1.4 论文章节安排论文共分7章。第1章是绪论，讲述了自己对论题的基本了解；所需要做的工作思路。第2章是主传动的方案设计，确定运动参数还有动力参数。选择传动布局，变速的形式，对机床的启动和停机进行控制，选择制动和换向的方式。第3章是拟定结构网、转速图、主传动运动设计，并根据设计需求选择V带型号还有传动轴的转速计算。第4章是齿轮的设计，明确不同变数齿轮之间的关系，并根据实际需求合理配置齿轮排列方式，明确主轴以及其他传动件的计算转速,确定主轴轴颈,估计齿轮模数。第5章是校

12、对与计算主轴，计算不同级别的传动配比，计算主轴传递所需功率,计算不同轴的最低转速，校核与计算不同轴传递所需扭矩。第2章主传动的方案设计2.1 运动参数的确定当机床的主要动作为旋转时，它的主要动作是与其旋转速度有关的主要参数。一般的机械加工工序复杂,加工所需材料、半径、类型均受到影响产生不同程度的变化，因此，机床的主轴速度必须在一个特定的区间上进行调整，以满足各种用途的需要。在有级数的情况下，有三个关键问题必须解决，分别为明确主轴最低和最高转速；明确主轴转速的具体级数；合理配置和安排各个级的转速。2.1.1 轴转极限速的确定基于可匹配的工艺选择极限切割速度过程中应当将工件材料、施工工艺、工序类型

13、、施工工具等纳入综合考虑范围。切速极限值应当符合以下标准：表2-1切速极限值Vmax(mmi)Vmin(mmin硬底合金刀具加工铸铁工件30-50硬质合金刀具半精蝴加工碳钢工件15300蛭纹(丝杠等)加工彳嗜的124对车床主轴极限转速的加工直径进行计算过程中，应当根据以往计算经验取(0.1-0.2)和(0.45-0.5)D即：_IOOOvmaxFx一(0.10.2)rDU_IoooUmEC4nmn(0.450.5)7tO()如果在Tim比中应当将较孔和车螺纹纳入综合考虑范围，并确保加工过程中的最大直径为OJDo通常将最大工件回转直径设置为400毫米，从中可得出普通车床主轴极限转速分别是：_10

14、00VmaXnmax=ndin-3)1000300,nmax=-=1326r/min1400nwX0.18400/1000X2“max=50=12.7r/min10(2(2-4)IooOVmaX转速范围：(2nnmaxR=min-5)1400R=1402.1.2 主轴转速级数的确定综合考虑设计过程中的复杂性应当与实际使用需求相符，可选择扩大传动的常规方式，因此在设计中应当选择级数为24。2.1.3 公比的选定基于主轴转速数列的公比选择方式分析，中型通用机床的通用性普遍比较大，所所以在转速级数中的Z相对更多，不过整体结构复杂程度必须适中，公比e常选取1.12或1.25o今以0=1.12和1.25

15、代入R=z-1式，得R=13.55和169,所以取夕=1.25更为合适。2.1.4 中间各级转速的合理排列不同级转速通常可通过标准数列查询，由此得出9=1.25,通过上表可知，Aiinax=1400,其中的数值通常需要每隔3个数值得出：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、14002.2 动力参数的确定机械传动系统的关键动态特点通常指的是进给、机械主以及副运动所产生的动态损失，其影响程度取决于机床的切割负荷及所受的零件的品质。在电力系统中，既要保证机械加工效率，又要兼顾节能。一般情况下，电机工作在70%以上，具有更高的效率和更好的节油性能。对于一般的机械设备，其切削量随加工条件的改变而变动很大，而且对于驱动装置的摩阻损耗和其它影响的能量的分析也很少，所以仅用现有的计算方法难以确定,一般采用类比、试验和近似运算等多种方式进行相