CA6140机床主轴箱的设计
CA6140机床主轴箱设计
课程设计任务书一.设计目的和要求这次课程设计是机械设计专业方向课程中实践性较强、综合性突出的重要教学环节，使该专业方向的学生在校期间最后一次（除毕业设计外）进行的较长时间、较系统、较全面的工程设计能力训练，在实现学生总体培养目标中占有特别重要的地位。
对于树立学生的创新精神，培养学生设计的系统性、可靠性、完整性意识，激发学生用依据理论结合计算机技术解决工程实践问题的兴趣，加深同学对课程所学内容的综合理解和掌握具有举足轻重的作用和十分重要的意义。
本教学环节的实施目的是：1、通过课程设计实践，树立正确的现代的机械设计思想，培养综合运用《机械设计》、《现代设计方法学》、《自动机械设计》课程和《计算机辅助设计/辅助分析/辅助制造（CAD/CAE/CAM）》、《有限元分析》、《优化设计》、《可靠性设计》等其他先修课程的理论与生产实践知识来分析和解决用计算技术对现代机械的进行完整设计所涉问题的能力。
2、学习用计算机技术进行现代机械设计的一般方法，掌握计算机辅助现代机械设计的一般规律和所需技术和软件。
3、用计算机进行现代机械设计基本技能的训练：例如计算（Matlab）、分析（UG/Scinario、有限元分析、机构运动分析、结构分析和参数化设计模块）、修正、绘图（UG/Drafting/Assembly/FreeForm）、查阅资料和手册、运用标准和规范。
4、有条件的话，可熟悉现代设计中涉及的计算机技术（计算机辅助制造UG/Manufacturing）和其他流行CAD软件（ANSYS、ADAMS、Pro/E）的使用操作，全面掌握现代计算机辅助机械设计的全过程。
课程设计教学的基本要求是：1、能从机器功能要求出发，制定或分析设计方案，合理的选择电动机、传动机构和零件。
2、能按机器的工作状况用Matlab分析和计算作用在零件的载荷，合理选择零件材料，正确计算零件主要参数及尺寸。
3、能考虑制造工艺、安装与调整、使用与维护、经济性和安全性等问题，对机器和零件进行结构设计。
CA6140主轴箱课程设计
CA6140主轴箱课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握CA6140主轴箱的结构、原理和维护方法，培养学生具备一定的机械加工技能和实际操作能力。
具体目标如下：1.知识目标：–了解CA6140主轴箱的基本结构及其各部分的功能。
–掌握主轴箱的传动原理和工作过程。
–熟悉主轴箱的维护保养方法和安全操作规程。
2.技能目标：–能够正确识别并描述CA6140主轴箱的各个部件。
–能够绘制主轴箱的简化传动系统图。
–具备对主轴箱进行日常维护和故障排查的能力。
3.情感态度价值观目标：–培养学生对机械加工行业的兴趣和热情，提高他们对职业技能的尊重。
–强化安全意识，培养学生遵守操作规程的良好习惯。
–培养学生团队合作精神，提高他们在实际工作中的沟通协调能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.CA6140主轴箱的结构与功能：介绍主轴箱的各个部件及其在机床中的作用。
2.主轴箱的传动原理：讲解主轴箱的传动系统，包括齿轮、蜗轮、传动带等传动元件的工作原理。
3.主轴箱的操作与维护：教授安全操作规程，日常维护保养方法及故障排查技巧。
4.实践操作：安排学生在实验室进行CA6140主轴箱的拆装和调试，提高实际操作能力。
三、教学方法为提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合：1.讲授法：用于讲解主轴箱的结构、原理和操作维护方法。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解理论知识。
3.实验法：安排实践操作环节，让学生亲自动手，提高实际操作能力。
4.小组讨论法：鼓励学生分组讨论，培养团队合作精神和沟通协调能力。
四、教学资源为实现教学目标，我们将充分利用以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：利用课件、视频等多媒体资料，生动形象地展示主轴箱的结构和原理。
4.实验设备：保证实验室设备的充足和完好，为学生提供实际操作的机会。
CA6140型式车床主轴箱展开图
第1章 车床
车床的种类很多，按其结构和用途可分为以下几类：
① 卧式车床 ② 立式车床 ③落地车床 ④转塔车床 ⑤回轮车床 ⑥液压仿形车床 ⑦多刀自动和半自动车床
⑧专用：曲轴车床、凸轮车床、铲齿车床 。 图1.1.2 是常见的几种车床。
Байду номын сангаас
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第1章 车床
卧式车床
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第1章 车床
主要授课内容
1. 概述 2. CA6140卧式车床传动系统分析 3. CA6140卧式车床主要部件结构 4. 车床电气控制系统
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1.1 概
第1章 车床
述
1. 车削工艺范围 2. 车床种类 3. CA6140车床主要结构
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2. 进给传动系统典型部件结构 3. 溜板箱典型部件结构
1. 纵、横向机动进给操纵机构 2. 开合螺母机构 3. 互锁机构 4. 超越离合器 5. 横向滑板进给机构 6. 方刀架
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第1章 车床
图a CA6140主轴箱图
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第1章 车床
光杠：实现纵 向或横向自动
进给 返回第一张 上一张幻灯片
床腿
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第1章 车床
1.2 CA6140型卧式车床传动系统分析
1. 传动原理图 2. 车床传动系统图
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第1章 车床
1.2.1 CA6140车床传动原理图
1、车床的运动
车床的表面成形运动有：主轴带动工件的旋转运动、刀具的进给运动。前 者是车床的主运动，其转速通过常以 n （r/min）表示。后者有几种情况：刀 具既可作平图1.行2.1 于工件旋 转轴 CA6140型卧式车床传动 原理图 线的纵向进给运动（车圆柱面），又可作垂直于 工件旋转轴线的横向进给运动（车端面），还可作与工件旋转轴线方向倾斜的运 动（车削圆锥面），或作曲线运动（车成型回转面）。进给运动以 f（mm/r） 表示。
(完整版)CA6140车床主轴箱的含图毕业设计
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第1章绪论课题来源随着技术的发展，机床主轴箱的设计会向较高的速度精度，而且要求连续输出的高转矩能力和非常宽的恒功率运行范围。
另外还会改善机床的动平衡，避免震动、污染和噪音等。
本设计为CA6140机床的主轴箱。
作为主要的车削加工机床，CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中。
CA6140机床主轴箱的作用就是把运动源的恒定转速改变为主运动执行件所需的各种速度；传递机床工作时所需的功率和扭矩；实现主运动的起动、停止、换向和制动。
主轴箱通常主要下列装置和机构组成：齿轮变速装置；定比传动副；换向装置；起动停止装置；制动装置；操纵装置；密封装置；主轴部件和箱体。
根据机床的用途和性能不同，有的机床主轴箱可以只包括其中的部分装置和部件。
主轴箱是支承主轴并安装主轴的传动变速装置，使主轴获得各种不同转速，以实现主切削运动。
该机床主轴箱刚性好、功率大、操作方便。
CA6140机床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。
主轴三支撑均采用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；纵向与横向进给十字手柄操纵，并附有快速电机。
该机床刚性好、功率大、操作方便。
研究动态及发展趋势机床设计和制造的发展速度是很快的。
原先的只为满足加工成形而要求刀具与工件间的某些相对运动关系和零件的一定强度和刚度，发展至今日的高度科学技术成果综合应用的现代机床的设计，也包括计算机辅助设计的应用。
但目前机床主轴变速箱的设计还是以经验或类比为基础的传统设计方法。
因此，探索科学理论的应用，科学地分析的处理经验，数据和资料，既能提高机床设计和制造水平，也将促进设计方法的现代化。
随着科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，改型也日益频繁，对机床的性能、精度、自动化程度等提出了越来越高的要求。
机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一，不仅能提高产品质量和生产率，降低生产成本，还能改善工人的劳动条件。
CA6140型车床主轴箱操纵机构及轴的毕业设计（可编辑）
摘要此次毕业设计要求综合的运用机械制图、机械设计、机械原理、机械制造技术、金属切削机床设计等相关知识对CA6140型卧式车床进行了传动设计,主要对其主轴箱的结构和传动原理进行深入的了解。
CA6140车床是我国设计制造的典型的卧式车床,在我国机械制造类行业中使用极为广泛。
近些年,虽然随着电子计算机的发展,数控技术和数控机床得到的较大的发展,但通过对普通车床的研究和设计,可以开阔我们的视野,增强我们的实践经验,加强我们自己动手的工作能力,巩固所学知识,在我们马上要走上工作岗位之际,对提高我们的专业素质有很大的帮助。
本次毕业设计的研究内容、方法、成果:1、通过绘制车床主轴箱操纵机构的装配图,进一步深入的了解了主轴箱的结构和其传动原理;2、通过运用机械原理和机械设计等知识对车床进给箱中的轴进行设计和校核;3、最后运用机械制图知识绘出CA6140型卧式车床主轴箱操纵机构,并运用AutoCAD制图软件绘制进给箱中的014轴,进一步熟练了CAD的使用。
关键词:CA6140型车床;主轴箱;传动系统;轴的设计;轴的绘制;ABSTRACTThe integrated design uses a mechanical drawing,mechanical design, mechanical principles, machinery manufacturing technology, Metal Cutting Machine design knowledge to CA6140 horizontal lathe design of the drive, Headstock mainly on the structure and box drive principle in-depth understanding. CA6140 lathe is the design and manufacture of a typical horizontal lathe. China's machinery manufacturing industries, is widely used. In recent years, although the development of electronic computers, technology and CNC machine tool CNC is the larger development, But through Lathe of research and design, broadening our horizons, enhance our practical experience, strengthen our own hands the ability to consolidate knowledge, we all got to go to work when to improve the professional quality of our great helpThe graduation of the study design, methods, results :1. Drawing spindle lathes me through manipulation of the assembly, further in-depth understanding of the structure of the spindle box and its drive principle2. Through the use of mechanical principles and mechanical design knowledge to design and check the shaft in lathe3. Finally the use of AutoCAD software rendering the machine spindle and operating mechanism , and the use of CAD to render the 014 shaft in lathe;Further skilled in the use ofCADKeywords : CA6140 lathe; Headstock; Transmission; Axis designs; Axis drawing.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设计时应注意的事项3第二章 CA6140型卧式车床的简介 42.1 CA6140车床的用途 42.2 CA6140车床的分类 52.3 CA6140工艺范围52.4 CA6140车床的布局 5第三章 CA6140型车床传动系统83.1车床传动路线及传动分析83.2 主轴箱的传动链 103.3 主轴箱的主要构造12第四章 CA6140型车床齿轮传动设计184.1分级变速传动链设计184.2动力计算224.3计算转速244.4机床的功率转矩特性24第五章 CA6140型卧式车床主轴箱结构设计265.1轴的设计及轴上零件的定位265.2 轴承、密封、润滑285.3齿轮305.4操纵机构315.5箱体34第六章 014轴(ⅩⅢ轴)的设计计算及校核396.1轴的结构设计原则396.2轴的强度计算406.3轴的材料及选择416.4 014轴(ⅩⅢ轴)的设计计算及校核45参考文献50致谢 51第一章绪论1.1 毕业设计的目的及意义毕业课题(论文)教学过程是实现本科培养目标要求的重要阶段,是基础理论学习深化与升华的重要环节,是全面检验学生综合素质与实践能力培养效果的主要手段,是学生毕业及学位资格认证的重要依据,是衡量高等学校教育质量和办学效益的重要评价内容。
CA6140型卧式车床主要部件的结构
CA6140型卧式车床主要部件的结构 1.1 CA6140型卧式车床的主轴箱
主轴箱的功用是支承主轴并传动主轴，并使其实现起动、 停止、变速和换向等。因此，主轴箱中通常包含有传动机构， 主轴部件，起动、停止以及换向装置，制动装置，操纵机构 和润滑装置等。
1.传动机构
图6.6是CA6140车床的主轴箱展开图。 在轴Ⅰ上采用卸荷式带轮，以消除皮带传动的径向力 对轴Ⅰ的影响，减少弯曲变形，提高传动的平稳性，减小 对主传动系统的影响。 传动齿轮和传动轴的连接有三种形式：固定、空套、 滑移。 主轴箱中的传动机构有定比传动机构和变比传动机构。 定比传动机构一般用来传递运动和动力，且采用齿轮传动。
6.6 CA6140
图 型 卧 式 车 床 主 轴 箱 展 开 图
2.主ห้องสมุดไป่ตู้及其轴承 主轴及其轴承是主轴箱最重要的部分。主轴前端可装卡 盘，用于夹持工件，并由其带动旋转。 卧式车床主轴多采用滚动轴承支承，一般为前后二点。
图6.7 CA6140型卧式车床主轴及其轴承
卧式车床的主轴是空心阶梯轴。其内孔用于通过长棒料 以及气动、液压等驱动装置（装在主轴后端）的传动杆，也 用于穿入钢棒卸下顶尖。主轴前端有精密的莫氏锥孔，供安 装顶尖或心轴之用。
图6.13 互锁机构的工作原理图。
3.过载保险装 置
过载保险装置的 作用是防止过载和发 生偶然事故时损坏机 床。卧式机床常用安 全离合器，其结构较 简单，且过载现象消 除后能自动恢复正常 工作。图6.14为 CA6140型卧式车床 溜板箱中采用的安全 离合器。
图6.14 安全离合器工作原理图
1.左半部 2.右半部 3.弹簧
图6.11 CA6140卧式车床进给箱结构图
CA6140车床主轴箱的加工工艺及工装设计
内容摘要:本设计要求“以质量求发展，以效益求生存”，在保证零件加工质量的前提下，提高了生产率，降低了生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方面方向之一。
通过对60140主轴箱体零件图的分析及结构形式的了解，从而对主轴箱体进行工艺分析、工艺说明及加工过程的技术要求和精度分析。
然后再对主轴箱体的底孔、轴承孔的加工进行夹具设计与精度和误差分析，该工艺与夹具设计结果能应用于生产要求。
关键词：主轴箱加工工艺定位夹具设计Abstract:This Paper requires that with quality beg development,with benefits seek to live on to store.Under the prerequisite of guaranteeing the quality of element processing,raising productivity and reducing production cost is one of mainly direction of domestic and international modern machining technology developing.Through knowing and analysis the configuration of the casing part drawing for WH212gear reducer,we master how to analysis the process,make process explanation,analysis the technical requirement and the precision of gear reducer.Then,we should carry out the design of clamping apparatus and analysis the precision and error for the processing of bearing hole and the base hole of the casing of gear reducer.In the last,this technology and the design result of clamping apparatus can be applied`in production requirement.Key words:principal axis processing technology Fixed position Tongs design1前言加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。
毕业设计(论文)-CA6140车床总体布局及主轴箱的设计
毕业设计说明书（论文）中文摘要金属切削机床在是人类改造自然的长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上产生和发展起来的，它是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，是制造机器的机器。
CA6140车床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹，所以在各个领域中应用越来越广泛。
本文首先介绍了金属切削机床的基本概念，以及在国内外的发展现状。
其次具体阐述CA6140车床主轴箱的功用，组成及各部分特点。
然后根据课题的要求及给定的设计参数，对CA6140车床主轴箱的主传动系统进行了方案设计。
最后文章分别对主轴箱中的各轴，以及轴上的齿轮和轴承进行了详细的计算和校核，并给出了各轴的装配图和主轴箱的总装配图。
关键词金属切削机床主轴箱设计传动系统装配图全套图纸加V信 sheji1120或扣 3346389411毕业设计说明书（论文）外文摘要目录1 绪论 (1)1.1 课题简介 (1)1.2 CA6140机床的说明 (2)1.3 CA6140主轴箱 (3)1.4 选题依据 (4)1.5 本设计的意义和应用价值 (4)1.6 研究内容及方法 (4)2 传动方案及传动系统图的拟定 (5)2.1 电动机的选择 (5)2.2 传动路线及转速图的拟定 (5)3 主轴箱主要零件的设计及校核 (10)3.1 主轴箱箱体尺寸的确定 (10)3.2 传动轴Ⅰ各主要零件的设计 (12)3.3 传动轴II各主要零件的设计 (25)3.4 传动轴III各主要零件的设计 (29)3.5 传动轴IV各主要零件的设计 (33)3.6 传动轴V各主要零件的设计 (38)3.7 传动轴VI各主要零件的设计 (42)4 结论与展望 (49)1 绪论1.1 课题简介1.1.1 金属切削机床国内外研究状况金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称“工作母机”或“工作机”，习惯上称“机床”[1]。
金属切削机床是人类在改造自然的长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上产生很发展起来的。
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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。
冷却泵：
功率………………………………………………………----…………………… 90瓦
流量………………………………………………………----…………………25升/分
工件最大长度为1000毫米的机床：
外形尺寸（长×宽×高）………………………-----…………2668×1000×1190毫米
重量约…………………………………………………----……………………2000公斤
传动轴数＝变速组数+定比传动副数+1=6
（4）绘制转速图
先按传动轴数及主轴转速级数格距lgφ画出网格，用以绘制转速图。在转速图上，先分配从电动机转速到主轴最低转速的总降速比，在串联的双轴传动间画上u(k→k+1)min.再按结构式的级比分配规律画上各变速组的传动比射线，从而确定了各传动副的传动比。
CA6140传动系统图
主电机：
功率………………………………………………----………………………… 7.5千瓦
转速…………………………………………………----…………………… 1450转/分
快速电机：
功率…………………………………………………----………………………… 370瓦
转速…………………………………………………………--------…………… 2600转/分
第二章 机床的规格和用途
CA6140机床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。
主轴三支撑均采用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；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。
第三章 主要技术参数
工件最大回转直径：
在床面上………………………………………………………-----……………400毫米
第五章 主要设计零件的计算和验算
5.1主轴箱的箱体
主轴箱中有主轴、变速机构，操纵机构和润滑系统等。主轴箱除应保证运动参数外，还应具有较高的传动效率，传动件具有足够的强度或刚度，噪声较低，振动要小，操作方便，具有良好的工艺性，便于检修，成本较低，防尘、防漏、外形美观等。
主轴转速范围：
正传（24级）…………………………………………----…………… 10～1400转/分
反传（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：
细化 0.028~0.054毫米/转
纵向（64种）………………………………………… 正常0.08~1.59 毫米/转
加大 1.71~6.33 毫米/转
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
总降速传动比为uII=nmin/nd=10/1500≈6.67×10－3,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减少齿轮和及径向与轴向尺寸，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。
（3）确定传动轴的轴数
细化 0.014~0.027毫米/转
横向（64种）………………………………………… 正常 0.04~0.79 毫米/转
加大 0.86~3.16 毫米/转
刀架快速移动速度：
纵向…………………………………………………-------………………………4米/分
横向………………………………………………………………………… --------4米/分
第一章 引言
第二章 机床的规格和用途
第三章 机床主要参数的确定
第四章 传动放案和传动系统图的拟定
第五章 主要设计零件的计算和验算
第六章 结论
第七章参考资料编目
第一章引言
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、光杠、丝杠和床身。
第四章 传动方案和传动系统图ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ拟定
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=nmax/nmin=140
2.确定公比
选定主轴转速数列的公比为φ＝1.26
3.求出主轴转速级数Z
Z=lgRn/lgφ+1=lg140/lg1.26+1=24
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，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。
溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，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。
4.确定结构网或结构式
24=2×3×2×2
5.绘制转速图
（1）选定电动机
一般金属切削机床的驱动，如无特殊性能要求，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、振动小、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。
（2）分配总降速传动比