CA6140的三维建模及运动仿
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目录
摘要 ...................................................................... II abstract .................................................. 错误！未定义书签。 第一章 绪论 ................................................................ 1 第二章 机床的规格和用途 ................................................... 2
2.1机床的布局 .......................................................... 2 第三章 传动方案和传动系统图的拟定 .......................................... 3
3.1确定极限转速 ........................................................ 3 3.2确定公比 ............................................................ 3 3.3求出主轴转速级数 .................................................... 3 3.4确定结构网或结构式 .................................................. 3 3.5绘制转速图 .......................................................... 3
3.5.1选定电动机 .................................................... 3 3.5.2分配总降速传动比 ............................................... 3 3.5.3确定传动轴的轴数 ............................................... 3 3.5.4绘制转速图 .................................................... 4 3.6主传动系统的结构设计 ................................................ 4
3.6.1主传动系统的布局及变速机构的类型 ............................... 4 3.6.2齿轮的布置 .................................................... 4 3.6.3主传动系统的开停装置 ........................................... 4 3.6.4主传动系统的制动装置 ........................................... 4 3.6.5主传动系统的换向装置 ........................................... 4
第四章 主要设计零件的计算和验算 ........................................... 5
4.1 主轴箱的箱体 ...................................................... 5 4.2传动系统的I轴及轴上零件设计 ........................................ 5
4.2.1 普通V带传动的计算 ............................................ 5 4.2.2 多片式摩擦离合器的计算 ........................................ 7 4.2.3 齿轮的验算 .................................................... 9 4.2.4 传动轴的验算 ................................................. 11 4.2.5 轴承疲劳强度校核 ............................................. 12 4.3 传动系统的II轴及轴上零件设计 ...................................... 14
4.3.1 齿轮的验算 ................................................... 14 4.3.2 传动轴的验算 ................................................. 16 4.3.3 轴组件的刚度验算 ............................................. 18 4.4 传动系统的III轴及轴上零件设计 ..................................... 20
4.4.1 齿轮的验算 ................................................... 20 4.4.2 传动轴的验算 ................................................. 23
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4.4.3 轴组件的刚度验算 ............................................. 24 4.5 传动系统的IV轴及轴上零件设计 ...................................... 26
4.5.1 齿轮的验算 ................................................... 26 4.5.2 传动轴的验算 ................................................. 29 4.5.3 轴组件的刚度验算 ............................................. 31 4.6 传动系统的V轴及轴上零件设计 ....................................... 33
4.6.1 齿轮的验算 ................................................... 33 4.6.2 传动轴的验算 ................................................. 36 4.6.3 轴组件的刚度验算 ............................................. 37 第五章 运动分析 ....................................................... 40 5.1纵向进给系统的设计计算 ............................................. 40
5.1.1 设计参数 ..................................................... 40 5.1.2纵向进给切削力的确定 .......................................... 40 5.1.3 纵向进给滚珠丝杠螺母副的计算和选型 ........................... 40 5.1.4纵向进给减速齿轮的设计与校核 .................................. 43 5.1.5纵向进给步进电动机的计算和选型 ................................ 45 5.2横向进给系统的设计计算 ............................................. 47
5.2.1横向进给切削力的确定 .......................................... 47 5.2.2横向进给切削力的确定 .......................................... 47 5.2.3 横向进给滚珠丝杠螺母副的计算和选型 ........................... 48 5.2.4横向进给减速齿轮的设计与校核 .................................. 49 5.2.5横向进给步进电动机的计算和选型 ................................ 52 5.3 滚珠丝杠的安装 .................................................... 54
5.3.1滚珠丝杠的安装形式 ............................................ 54 5.3.2滚珠丝杠轴承的校核 ............................................ 54
第六章：计算机辅助设计——SolidWorks ...................................... 58
6.1 SolidWork简介 ..................................................... 58 6.2 SolidWorks装配及造型： .......................................... 58 结论 ...................................................................... 63 参考资料编目 .............................................................. 64 致谢 ...................................................................... 65
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第一章 绪论
普通车床是车床中应用最广泛的一种，约占车床类总数的65%，因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床。
CA6140型普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杆、丝杠和床身。
主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量。一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。
进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。
丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的。在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杆。
溜板箱：是车床进给运动操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。
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第二章 机床的规格和用途
2.1工艺范围
CA6140型卧式车床的工艺范围很广，它适用于加工各种轴类、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、环槽及成型面；车削端面及各种常用螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、绞孔和滚花等工艺。
CA6140型卧式车床的万能性较大，但结构复杂而且自动化程度低，在加工形状比较复杂的工件时，换到比较麻烦，加工过程中辅助时间比较长，生产率低，适应于单件、小批生产机维修车间。
2.2机床的布局
卧式车床主要加工轴类和直径不太大的盘、套类零件，故采用卧式布局。主轴水平安装，刀具在水平面内作纵、横向进给运动。机床的主要部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、光杠、丝杠、刀架、尾座、床身和床腿等机构。
主要技术参数
工件最大回转直径：
在床面上?????????????????????????400毫米 在床鞍上?????????????????????????210毫米 工件最大长度（四种规格）?????????750、1000、1500、2000毫米 主轴孔径? ????????????????????????48毫米 主轴前端孔锥度??????????????????????400毫米 主轴转速范围：
正传（24级）?????????????????????10~1400转/分 反转（12级）?????????????????????14~1580转/分 加工螺纹范围：
公制（44种）??????????????????????1~192毫米 英制（20种）?????????????????????2~24牙/英寸 模数（39种）?????????????????????0.25~48毫米 径节（37种）???????????????????????1~96径节 进给量范围：
纵向（64种）????????????????????0.028~6.33毫米/转 横向（64种）????????????????????0.014~3.16毫米/转 主电机：
功率???????????????????????????7.5千瓦 转速??????????????????????????1450转/分
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第三章 传动方案和传动系统图的拟定
3.1确定极限转速
已知主轴最低转速nmin为10mm/s，最高转速nmax 为1400mm/s，转速调整范围为Rn=nmin/nmax=14
3.2确定公比
选定主轴转速数列的公比为φ=1.12
3.3求出主轴转速级数
Z=lgRn/lgφ +1=lg14/lg1.12+1=24
3.4确定结构网或结构式
24=2333232
3.5绘制转速图 3.5.1选定电动机
一般金属切削机床的驱动，如无特殊的性能要求，多采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。Y系列电动机高效、节能、起动转矩大、噪声低、震动小、运行安全可靠。根据机床所需功率选择Y160M—4，其同步转速为1500r/min。
3.5.2分配总降速传动比
总降速传动比U?nmin/nd?10/1500?6.67?10，Nmin为主轴最低转速，考虑是否需要增加定比传动副，以使转速数列符合标准或有利于较少齿轮和径向与轴向尺寸，并分担总降速传动比。然后，将总降速传动比按“先缓后急”的递减原则分配给串联的各变速组中的最小传动比。
?33.5.3确定传动轴的轴数
传动轴数=变速组数+定比传动副数+1=6
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