CA6140型车床进给箱设计(全套图纸) .doc
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1、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倍 =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,并使传动路线大大缩短。关键词:进给
2、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-42.1 CA6140普通车床简介-42.2 进给箱的传动机构-52.3 进给箱切螺纹机构设计-82.4 切螺纹系统及齿数比的确定-92.5 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-213.2 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
3、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-444.1 新传动链车公制螺纹-444.2 新传动链车模数螺纹-454.3 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。通过这个教学环节要求达到下列几个目的: 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的总结性作业。 2、毕业设计是高等学校学生第一次进行的比较完整
4、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。2、毕业设计的内容 方案论证; 总体分析、设计、计算; 传动设计; 进给箱及部分组件、零件设计 相关资料检索、翻译。3、完成后应交的作业(包括各种说明书、图纸等)1.毕业设计全部资料光盘。2.毕业设计说明书。(正文
5、不少于1.5万字)3.总体装配图、进给箱装配图及部分组件、零件图。(合计不少于3张A0图量)4.相关内容检索资料与翻译(原文不少于15000字符)4、设计步骤(1)准备阶段 1、根据设计题目进行相关资料的查找与检索。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、手册、图册及工具等。 3、对设计任务书进行详细的研究和分析,明确设计要求和内容;分析原始数据和工作条件。4、拟定总的设计步骤和进度计划。5、毕业设计进度计划表:(见下页)(2)设计与计算CA6140普通车床的加工范围较广,可以用于加工轴类、套筒类和盘类的回转表面,如车削内外圆表面,它还常用于车削各种常用螺纹,
6、且这次设计是根据加工螺纹的要求来进设计。主要工作是对进给箱的机构及其传动比进行设计,主要包括其基本组、增倍组等各齿轮的齿数选择以及内部结构(如轴的设计、齿轮的设计、轴上零件的固定方式、润滑、密封等)。5、完成日期及进度自2009年03月16日起至2009年06月19日止。进度安排:03.1603.20: 熟悉设计内容,准备相关资料。03.2103.29: 相关资料检索、阅读、分析,确定设计方案,完成开题报告。03.3006.01: 设计,绘图。06.0206.11: 编写毕业设计说明书。06.12: 提交毕业设计全部资料。06.1306.19: 总结及答辩。6、设计时应注意的事项(1)发挥独立
7、工作能力 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,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找。对给出的回转式破碎机结构图,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。(2)贯彻三边的设计方法设计时应贯彻边画、边算、边修改的设计方法。产品的设计总是经过多次的修改才能得到较高的设计质量,因此在设计时应该避免害怕返工或单纯追求图纸的表面美观,而不愿意修改已发现的不合理地方。(3)及时检查和整理计算结果设计开始时,就应准备一本稿本,把设计过程中所考虑的主要问题
8、及一切计算写在稿本上,这样便于随时检查、修改,并容易保存,不要采用零散稿纸,以免散失而需重新演算,造成时间浪费。要向指导教师提出的问题和解决问题的方法,以及从其它参考书籍中摘录的资料和数据,也应及时记在稿本上,使各力面的问题都做到有根有据,理由充分,这样在最后编写计算说明书时,可以节省很多时间。 2 CA6140进给箱传动方案设计2.1 CA6140普通车床简介 CA6140型卧式车床是普通精度级的万能机床,它能完成多种加工工艺: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,还可以进行扩孔、钻孔、绞孔、和滚花等工作。CA6140型普通车床的加
9、工范围较广,由于它的结构复杂,而且自动化程度低,所以适用于单件、小批生产及修配车间,它的结构主要部件组成有:(1)主轴箱:主轴箱内装有主轴,以及主轴变速和变向的传动齿轮。通过卡盘等夹具装夹工件,使主轴带动工件按需要的转速旋转,以实现主运动;(2)刀装部件:主要由床鞍(大拖板)、横拖板、小拖板和四方刀架等组成,用于装夹车刀,并使车刀作纵向、横向或斜向的运动;(3)尾架:主要用其后顶尖支撑工件,也可安装钻头、绞刀导孔加工刀具,以进行孔加工,还可适当调整,实现加工长锥形的工件;(4)进给箱:进给箱内有进给运动的变速装置及操纵机构,其功能是改变被加工螺纹的螺距或机动进给的进给量;(5)溜板箱:溜板箱的
10、功能是把进给箱的运动传递给刀架,使刀架事项纵向进给、横向进给,快速移动或车螺纹;(6)床身:床身是车床的基本支撑件,为机床各部件的安装基准,使机床各部件在工作过程中保持准确的相对位置;(7)光杠和丝杠:光杠用于一般车削,丝杠用于车削螺纹。CA6140普通车床的主要技术性能如下:主要参数及要求: 工件最大回转直径400mm,工件最大长度1000mm; 主轴转速:正转(24级)10-1400 r/min,反转(12级)14-1580 r/min; 加工螺纹:公制螺纹导程1-192 mm,英制螺纹2-24牙/英寸,模数螺纹m=0.25-48mm,径节螺纹1-96牙/英寸; 进给范围:纵向(64级)0
11、.023-25.4mm/r,横向(64级)0.011-12.6mm/r; 电机功率:主电机7.5KW。刀架纵向快速速度: 4米/分。车削螺纹范围: 公制螺纹44种 S=1192mm。英制螺纹20种 =224牙/英寸。模数螺纹39种 m=0.2548mm。径节螺纹37种 DP=196牙/英寸。主电动机: 7.5千瓦,1450转/分。 2.2 进给箱的传动机构CA6140型卧式车床进给箱又叫走刀箱,它固定在床身左前面,内装有进给变速机构,用来变换进给量和各种螺纹的导程,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。进给链从主轴起经换向机构、挂轮、进给箱,再经光杠或丝杠,溜板箱最后至纵溜板或横
12、溜板。普通车床的特有功能是车削一定范围内的各种螺纹,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有要求,同时兼顾到以便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S毫米(导程S=kP,其中k为实数,P为螺距)。13U0UxP丝=S-(1.2-1)其中U0为主轴至丝杠之间全部定比传动机构的固定传动比,是一个常数Ux为主轴至丝杠之间换置机构的可变传动比P丝为机床丝杠的螺距,CA6140机床的P丝=12mmS为被加工螺纹的导程2.3 进给箱切螺纹机构设计CA614
13、0型车床具有切削公制螺纹、英制螺纹、模数螺纹和径节螺纹的功能,机床的纵向丝杠螺纹用公制,螺距P=12(mm)代入式(1.2-1)得主轴每转一下,刀架移动量为S毫米,这即为车削螺纹的导程值。对于单头螺纹是螺距值,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(1.2-1)。具体方法如下:公制螺纹:其基本参数为螺距P(mm),因而S=P(mm);英制螺纹:基本参数l为每一英寸长度内包含的牙数a即a(牙/英寸)因而,英制螺纹的螺距为Sa=24.5/a毫米;模数螺纹:公制螺杆上的螺纹称模数螺纹,它的基本参数是以螺杆相啮合的蜗轮模数m(mm)来表示,因而,模数螺纹的螺距Tm应等于蜗杆的
14、周节长度,即Pm=m,Sm =kPm=km;径节螺纹:英制蜗杆上的螺纹称为径节螺纹,它的基本参数是以与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),即蜗轮或齿轮折算到每英寸分度圆直径上的齿数。因而径节螺纹的导程为:PDP=/DP(in)25.4/DP,SDP=k PDP=25.4k/DP螺纹种类螺纹公称参数螺纹种类参数代号单位螺距S(mm)公制螺纹螺距PMmS=kP英制螺纹每英寸牙数a牙/英寸Sa=kPa=25.4R/a模数螺纹模数mmmSm=kPm=km径节螺纹径节DP英寸SDP=kPDP=25.4k/DP表1.3-1各种螺
15、纹的公称参数及螺距1、米制螺纹将常用的米制螺纹标准数据t的数列1、1.25、1.5、1.75、2、2.5、3、3.5、4、5、5.5、6、7、8、9、10、11、12排列成下表1.3-1所示:11.251.51.7522.252.533.544.555.56789101112表1.3-2 标准米制螺纹导程由表中可以看出各横行的螺距数列是等差数列,而纵列是等比数列即1、2、4、8的公比数是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,这个变速组的传动比应是等差数列,通常称为基本组。以此为基础,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
16、螺距数列,此扩大组通常称“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列在表中。公制和英制螺纹及模数和径节螺纹之间的倒数关系和特殊因子为25.4;公制和模数螺纹及英寸和径节螺纹之间特殊因子为。上述倒数关系和特殊因子25.4及的关系都要在设计切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T及其和公制螺纹的关系列于表1.3-3和表1.3-4。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,而在纵行上按2倍的关系扩大或缩小,我们可以考虑到用车公制螺纹的基本组和扩
17、大组来加工另外三种螺纹。2、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Pm=m的因子消去,从而变换基本组和增倍组的传动比,就可以像公制螺纹那样,得到分段等差数列的模数系列。倍比关系公制及模数螺纹(P及m)1/320.251/160.50.751/811.251.51/41.7522.252.532.751/23.544.5565.51789101211表1.3-3CA6140车床加工螺纹基本参数的排列规律注: 内数值为模数螺纹所独有。3、英制螺纹它和公制螺纹螺距数列有两点区别:a、英制螺纹每英寸牙数a换算成螺距Ta=25.4/a(mm)后
18、,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/ij,那么就可以利用具有等差数列的传动比ij来得到参数a的等差数列; b、英制螺纹的螺距数值中有一个数字因子25.4,因需要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。此外,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个传动比,故在表1.3-3上加上19和3.25两个模数,它们仅仅为了与英寸与径节螺纹统一而列入的。故表1.3-3变为如下表1.3-4所示:倍比关系公制及模数螺纹2n-5_0.5_2n-4_1_1.25_1.5_2n-31.7522
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