CA6140车床进给箱设计毕业设计论文(44页).doc

-CA6140车床进给箱设计毕业设计论文-第 39 页黄河水院职业技术学院毕业设计论文论 文 题 目CA6140 车 床 进 给 箱 设 计2008 届 机械工程 系专 业 机械制造与自动化 学 号 0 学生姓名 指导教师 完成日期 年 月 日摘 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：进给箱；变换装置；移换机构；基本螺距机构；倍增机构目 录第一章 CA6140进给箱传动方案设计-4  1.1  CA6140普通车床简介-4  1.2  进给箱的传动机构-5  1.3  进给箱切螺纹机构设-8  1.4  切螺纹系统及齿数比的确定-9  1.5  增倍机构设计以及移换机构设计-10  1.6  车制螺纹的工作过程-12第二章主要零件设计-21  2.1  齿式离合器的设计-21  2.2  各轴及轴上组件的设计验算-21  2.2.1  中心距a的确定-22  2.2.2  XII轴上齿轮的设计验算-22 2.2.3  XIV轴上齿轮的验算-25  2.2.4  XIV轴的设计验算-30  2.2.5  XV轴上齿轮的设计验算-35  2.2.6  XV轴的设计验算-38  2.2.7  XVI轴齿轮的设计验算-40 第三章双联滑移齿轮进给箱传动系统的研究-44 3.1  新传动链车公制螺纹-44  3.2  新传动链车模数螺纹-45  3.3  新传动链的特点及适用范围-46 结论-48致谢-49参考文献-50大学本科毕业设计（论文）41 精度等级选8级载荷系数K K= KA KV KHKH（式12.5使用系数KA 由表12.9KA =1.5 动载系数KV 由图12.9KV =1.2 齿间载荷分配系数KH由表12.10，先求Ft =2 T4/d13 =5607 KA Ft/b=280>100 =1.88-3.2(1/ Z1 +1/ Z2 )cos=1.74 Z)/34=0.87 由此得KH=1.1 齿向载荷分配系数KH由表12.11 KH=A+B (b/d)2+C310b =1.35 由此得K= KA KV KHKH=1.5×1.2×1.1×1.35 =2.67 弹性系数ZE 由表12.12ZE =189.8 节点区域系数ZH 由图12.16ZH =2.5 接触最小安全系数SHmin 由表12.14SHmin=1.05 总工作时间th th =10×300×8×0.2 =4800h 应力循环次数NL 由表12.15，估计710 NL910则指数m=8.78 NL1= Nv1 =60ni1nithi (Ti/Tmax m式12.13大学本科毕业设计（论文）42 =2.6×107原估计应力循环次数正确NL2 = NL1/i=0.81×107接触寿命系数ZN 由图12.18NL1 =1.3 NL2 =1.35 许用接触应力HH1Hlim1 NL1 / SHmin （式12.11=1547MPa H2Hlim2 NL2/ SHmin =1478MPa 验算H H =ZE ZH Zu1)/bd12KT1(u2（式12.8=189.8×2.5×0.87×34303030841006722=1444MPa H2计算结果表明齿轮的接触疲劳强度满足要求。齿根弯曲疲劳强度验算重合度系数YY=0.25+075/ =0.68 齿间载荷分配系数KF由表12.10KF=1/ Y=1.47 齿向载荷分配系数KF由图12.14KF=1.38 载荷系数K K= KA KV KFKF=3.65 齿形系数YF由图12.21YF1=2.46 YF2 =2.19 应力修正系数YS由图12.22YS1=1.65 YS2=1.8 弯曲疲劳极限Flim 由图12.23cFlim1 =920MPa Flim2 =850MPa 弯曲最小安全系数SFlim 由表12.14SFlim =1.25 大学本科毕业设计（论文）43 弯曲寿命系数YN 由图12.24YN1 =0.95 YN2 =0.97 尺寸系数Yx 由图12.25Yx =1 许用弯曲应力FF1Flim1YN1 Yx / SFlim =669MPa F2Flim2YN2Yx/ SFlim=659MPa 验算F1 F1 =2KT4YF1YS1Y/bd13m =641Mpa F2 F1 YF2YS2 YF1 YS1 =622MPa 计算结果表明齿轮的弯曲疲劳强度满足要求大学本科毕业设计（论文）44 第四章双联滑移齿轮进给箱传动系统的研究通过对进给箱传动系统的研究，发现了一条新的传动路线，当U倍=1时可以减少车削公制螺纹及模数螺纹传动链中的传动齿轮6个，使传动链大大缩短，并且提高了被加工螺纹的精度。4.1新传动链车公制螺纹当U倍=1时，新的车公制螺纹传动路线已有的传动路线：新的传动链调整十分简单只须将进给箱中的离合器M4改为接合就可断开已有传动链而调整出U倍的新的传动链。即车削U倍=1的公制螺纹时进给箱中的离合器M3脱开、M5接合（M3M5保持原状不变）；而离合器M4由原来脱开调整为接合。M4接合即XVII轴左边Z28滑移外齿轮滑进离合器M4的Z28内齿轮既保持轴与XIV与XVII联成一轴，其传动比UXVIIXVII=1，与U倍=1等效；（因在老传动链中，UXVIIXVII=(25/36)(36/25)U倍同时又自动断开了U倍=1时已有的传动链U基-XIV-25/36-36/25-XV- U倍XVII）的传动。换言之，新老传动链不可能同时传动使XVII转动，这样可以避免新老传动链运动之间的相互干扰。M4接合后，运动有主轴VI经齿轮副58/58,轴IX至XI间的换向机构，挂轮(63/100)(100/75),传至进给箱XII，然后再经齿轮副25/36，轴XIII-XIV间的滑移齿轮变速机构（基本螺距组），经离合器M4直接传至XVII轴，此时XIV轴与XVII轴间的传动比UXIVXVII =1与已有的传动路线中UXIVXVII 25/36(36/25)(28/35)(35/28)=1大学本科毕业设计（论文）45 等效，而传递链中的齿轮数减少6个，这6个齿轮的制造和安装误差带来的对加工螺纹精度的影响可完全避免。车公制螺纹新的传动路线为：由前面车削公制螺纹的公式可以看出：S=158/5833/3363/100100/7525/36U基25/3636/25U倍12当U倍=1时，S=7U基也就是说新的传动链同样可以车削导程为789101112mm的公制螺纹。4.2新传动链车模数螺纹当U倍=1时，车削模数螺纹与车削公制螺纹一样，只须将离合器M4由原来脱开改为接合，即可调整出一条新的传动链，可用其来加工精度高的模数螺纹。其新老传动路线为46 由前面车削模数螺纹的运动平衡式可知Sm =1×58/58×33/33×64/100×100/97×25/36×U基25/36×36/25×U倍12 当U倍=1时，Sm =7 U基/4，也就是说新的传动链可以车削出为1.7522.253mm的模数螺纹。4.3 新传动链的特点及应用范围1）新的传动链调整简单方便。只须通过离合器M4 的手柄操作，就可使其脱开状态调整为结合状态。2新老传动链传递运动能互锁。从图中可以看出，M4 脱开时已有传动链传递运动给丝杠，M4 结合，已有传动链当即脱开，同时新传动链接通，不会出现两条传动链同时传动的状态。3）新传动链使用范围比较广。如公制螺纹的标准导程值共有20种，其中有6个可以用新传动链来车削，适用范围为6/20=30%模数螺纹的标准模数共有11个值，其中6个可以用它车削，适用范围为6/11=55%4）新的传动链的传动精度比已有的要高。因新的传动链比已有的传动链少用6个齿轮，传动链大大缩短，齿轮的制造和安装误差影响小，所以新传动链的精度47 提高。换言之，新的传动链可以使30%的公制螺纹和55%的模数螺纹的加工精度提高。5）新传动链只适用车削U倍=1时的公制及模数螺纹。综上所述，当加工U倍=1时的公制及模数螺纹，应当选用新的传动链。大学本科毕业设计（论文）48 结论CA6140机床进给箱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。此次设计几乎涵盖了本科所学的所有专业知识，是一次综合的全面的实践设计。通过指导老师的协助以及查阅相关资料文献，我完成了此次设计的全部内容，包括进给箱的总体分析、设计、计算，传动设计，进给箱及部分组件、零件设计及相关资料检索、翻译。具体包括：(1)进给箱传动设计传动机构进给箱切螺纹机构设计切螺纹系统及齿数比的确定倍增机构设计以及移换机构设计。通过查阅机床设计手册，确定中心距及齿数比，进而确定各齿轮的齿数和模数。(2)主要零件设计由以上的设计计算，验算各传动齿轮和轴，以确保设计的零件能够达到要求。(3)新传动链的研究通过分析、归纳，得到当U倍=1时的一条新的传动路线可以使部分公制及模数螺纹的切削精度得到提高，同时缩短了传动路线。当然在整个设计过程中，遇到的困难和问题是之前所没有预想到的，也在一定程度上影响了毕业设计的进度，幸亏有了指导老师的指点，并且经多方讨论解决了一些问题，保证了我及时完成设计任务。不过，设计内容虽然完成了，但对于设计中一些难点并没有完全的掌握，有些只是一知半解，对于这些问题，我将在以后的学习工作中继续解决。大学本科毕业设计（论文）49 致谢首先要感谢大学在这四年中培养了我，让我在大学期间过的很充实，并且让我掌握一定的专业技能，为踏上工作岗位打下良好的基础。此次设计任务能够顺利并及时完成，必须感谢我的指导老师，感谢他在这19周中对我的指导。正是由于他的辅导、解疑、督促及负责任的态度，才使得我在设计过程中遇到问题能及时解决。老师给我们制定了详细的时间安排及进度安排，使得我们能够循序渐进、按质按量地完成毕业设计，给我们最后一次的学习任务画上了一个圆满的句号。在这里我要再次感谢李震老师最后，我要再次感谢我的母校以及那些帮助我和支持我的老师及同学们！大学本科毕业设计（论文）50 参考文献1汪大鹏夏卿坤吴宪平陈曹胡冠显对卧式车床双轴滑移齿轮进给箱传动系统的研究长沙大学工程系（4100032 曹国安改进CA6140进给箱进给系统的探讨合肥工业大学（2300093 吴圣庄金属切削机床吉林工业大学机械工业出版社，198015-37 4 黄开榜，张庆春，那海涛金属切削车床哈尔滨工业大学出版社，2006年9月，第二版：25-42 5 濮良贵记名刚机械设计高等教育出版社，1997 6 黄鹤汀机械制造装备机械工业出版社，200821-34 7 冯辛安编机械制造装备设计机械工业出版社，2006 8 编委会编实用机械设计手册上、下机械工业出版社，1994 9 顾熙棠编金属切削机床上、下上海科学技术出版社，1994 10 编委会编机械工程手册传动设计机械工业出版社，1996 11 编委会编现代实用机床设计手册（上、下）机械工业出版社，2006 12 王建国安娜机械制图内蒙古大学出版社，2005